机械设计试题.pdf

重庆大学试卷 教务处 07 版 第 1 页 共 4 页 重庆大学重庆大学 机械设计机械设计 课程试卷课程试卷 A卷A卷 B卷B卷 2010 2011 学年学年 第第 2 学期学期 开课学院 开课学院 机械工程学院 课程号 课程号 考试日期 考试日期 11026435 考试方式 考试方式 2011 5 开卷开卷闭卷 闭卷 其他其他 考试时间 考试时间 120 题题 号号 分钟分钟 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九 十十 总总 分分 得得 分分 一 一 单项选择题 单项选择题 1 分分 每空 共每空 共 15 分 分 1 钢材牌号 Q235AF 中的 235 系表示该钢材的 A 抗拉强度 Rm 235MPa B 屈服强度 Re 235MPa C 许用应力 235M Pa D 序号 2 术语 MDO 为 的英文缩写 A 计算机辅助设计技术 B 虚拟样机技术 C 多学科设计优化技术 D 可靠性设计技术 3 在下图所示的螺旋拉杆中 按图示方向转动中间螺母 3 时 拉杆变短 反之拉杆变长 此时 A 拉杆 1 2 的螺旋均为右旋 B 拉杆 1 2 的螺旋均为左旋 C 拉杆 1 为左旋 拉杆 2 为右旋 D 拉杆 1 为右旋 拉杆 2 为左旋 4 在承受预紧力的紧螺栓连接中 螺杆中的剪切应力系由 引起 A 预紧拉力 B 横向外力 C 螺母扭矩 D 螺纹中摩擦力矩 5 轴上的键槽是通过 的加工方法加工出来的 A 钻和铰 B 铣 盘铣刀或端铣刀 C 插 D 拉削 6 在有张紧轮的链传动中 张紧轮应布置在 A 靠近从动链轮的松边上 B 靠近主动链轮的松边上 C 靠近从动链轮的紧边上 D 靠近主动链轮的紧边上 7 设带传动的紧边拉力为 F1 松边拉力为 F2 初拉力为 F0 则带传动所传 递的有效圆周力为 A F F0 F2 B F F1 F2 C F F0 F1 D F F1 F2 8 对大批量生产 形状较复杂 且轮缘尺寸 D 500mm 的零件 设计时通 常应选用 A 锻造毛坯 B 铸造毛坯 C 焊接毛坯 D 棒料 9 在车床上切制蜗杆时 如将车刀刀刃平面与蜗杆基圆相切安装 则切出 的蜗杆称为 A ZA 型蜗杆 传动 B ZI 型蜗杆 传动 C ZN 型蜗杆 传动 D ZK 型蜗杆 传动 10 有一对闭式软齿面齿轮传动 如大齿轮已选用 45 钢调质 则小齿轮宜 采用 A 45 钢正火 B 40Cr 调质 C 35CrMo 调质 D ZG340 640 调质 11 在确定链节数 Lp 时 可先根据初定中心距 a0计算 然后将计算结果圆 整为相近的整数 而且最好为 A 奇数 B 偶数 C 3 的倍数 D 5 的倍数 命题人 王炳乐 组题人 王炳乐 审题人 命题时间 2011 05 教务处制 学院学院 专业 班专业 班 年级年级 学号学号 姓名姓名 公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊 封 线 密 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 2 页 共 4 页 12 下列轴承中 需要成对使用 反向安装 A 深沟球轴承 B 圆柱滚子轴承 C 角接触球轴承 D 推力球轴承 13 在变位蜗杆传动中 应该 A 只对蜗杆变位 蜗轮不变位 B 只对蜗轮变位 蜗杆不变位 C 蜗杆 蜗轮同时变位 D 蜗杆 蜗轮都不变位 改变蜗轮齿数 14 在对机械零件作强度计算时 通常应采用 计算 A 工作载荷 B 名义载荷 C 计算载荷 D 静载荷和变载荷 15 在人字齿轮传动中 若加大螺旋角 则下述说法 是不对的 A 将增加轴承上的轴向载荷 B 改善齿轮的过载能力 C 提高传动的平稳性 D 提高齿轮的弯曲强度及接触强度 二 二 填空题 填空题 1 分分 每空 共每空 共 20 分 分 1 影响许用安全系数 或许用应力 数值大小的因素主要有 1 2 3 在设计不同行业的机械时 如无特殊 原因 就应当结合待设计机械的具体要求 根据相应的 选 取许用安全系数 2 楔键连接工作时 靠键的 作用传递扭矩 同时能承 受 载荷 楔键主要用于 载荷平稳和 低速场合 如果需要用两个楔键时 最好相隔 度布置 3 轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面 轴的结构设计是为了保证 轴具有 和 轴的工作能力 计算主要包括 1 2 3 4 开式齿轮传动 由于 通常按 确 定其主要参数及尺寸 考虑 则将算出的模 数 不再进行验算 5 根据蜗杆传动的失效形式 蜗杆 蜗轮的材料不仅要有足够的强度 更 重要的是要有良好的 和 且 易于跑合 三 三 判断题 每题判断题 每题 1 分 共分 共 10 分 对打 错打 分 对打 错打 1 粘度 是润滑油的一个性能指标 故它的大小一年四季都是相同的 2 螺钉连接通常用于被连接件为盲孔 且不经常拆卸的场合 3 联轴器可根据需要在机器运转过程中使两轴接合或分离 以连接或切断 机器中运动和转矩的传递 4 链传动张紧的目的和带传动相同 布置方式也相同 5 齿根处喷丸处理可提高齿轮传动轮齿的弯曲强度 6 花键已标准化 按齿形不同 分为矩形花键和圆弧形花键两种 7 双圆螺母或圆螺母与止动垫片结构主要用于固定轴端的零件 8 轮齿的螺旋角修形可大大减小齿轮传动的动载系数 KV 9 硬面齿齿轮传动的两个齿轮 其材料和热处理方法应该相同 10 对于水平或接近水平布置的带传动 通常把紧边布置在下方 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 3 页 共 4 页 四 四 简答题 简答题 6 分分 1 3 题每题 题每题 4 题题 7 分 共分 共 25 分 分 1 滚子链传动有哪些主要失效形式 2 简述齿面点蚀通常发生在齿轮节线附近齿根表面的原因及提高齿面接触 强度的措施 3 轴上过盈配合处有较大的应力集中 其压力分布如下图所示 试问 在 实际生产中有什么措施可减小此处的应力集中以提高轴的疲劳强度 用示意 图和文字加以说明 4 为什么 V 带传动通常用在高速级 但在设计时又要对它的线速度加以限 制 对于普通 V 带 线速度多大为宜 如果过小 如何修改设计 五 五 分析计算题 分析计算题 10 分分 每小题 共每小题 共 30 分 分 1 下图所示为金工车间屋架下弦端板与柱翼缘板的普通螺栓连接 螺 栓规格为 M20 12 棵 6 8 级 初定剩余预紧力 F 0 4F 工作拉力 安装 时不控制预紧力 已知相对刚度系数 KC 0 2 安装时控制预紧力 安全系数 S 1 2 1 5 不控制预紧力且螺栓为 M16 M30 时 S 3 2 M20 螺栓与小 径 d1对应的面积 A1 244 8 mm2 端板与柱翼缘板的许用挤压强度 p 188MPa 矩形面积的抗弯模量 W bh2 6 试 1 验算螺栓的抗拉强度 2 验算端板与柱翼缘板上边缘的挤压强度 3 判别端板与柱翼缘板下边缘是否会出现间隙 4 如上述验算和判别发现有问题 如何修改设计 设螺栓的规格 数 量和布置保持不变 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 4 页 共 4 页 2 在下图所示斜齿圆柱齿轮传动中 已知 主动轮 1 齿数 Z1 20 传动 比 i 5 法面模数mn 4mm 螺旋角 14 传递的功率 P1 10kW 转速 n1 960r min 小齿轮轮齿的倾斜方向和转动方向如图所示 1 确定轮 2 轮齿的倾斜方向 2 在图中啮合部位画出作用在主动轮 1 上的圆周力 Ft1 径向力 Fr1及 轴向力 Fa1的方向 3 计算两轮间的圆周力 Ft1和轴向力 Fa1 3 图示为一对直齿圆锥齿轮传动 试根据直齿圆锥齿轮传动的受力特 征和安装要求 分析说明其轴承组合的设计要点 并徒手画出两轴轴承组合 的结构示意图 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 1 页 共 4 页 重庆大学重庆大学 机械设计机械设计 课程试卷课程试卷 A卷A卷 B卷B卷 2011 2012 学年学年 第第 1 学期学期 开课学院 开课学院 机械工程学院 课程号 课程号 考试日期 考试日期 11026435 考试方式 考试方式 2011 12 开卷开卷闭卷 闭卷 其他其他 考试时间 考试时间 120 题题 号号 分钟分钟 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九 十十 总总 分分 得得 分分 一 一 单项选择题 单项选择题 1 分分 每空 共每空 共 15 分 分 1 铸钢牌号 ZG270 500 中的 270 500 系表示该铸钢的 A 屈服强度 Re 270MPa 抗拉强度 Rm 500MPa B 屈服强度 Re 500MPa 许用应力 270MPa C 屈服强度 Re 270MPa 抗拉强度 Rm 500MPa D 许用应力 500MPa 270MPa 2 在对机械零件作强度计算时 通常应使用该机械零件的 A 工作载荷 B 实际载荷 C 计算载荷 D 名义载荷 3 受轴向工作载荷的紧螺栓连接中 有利于降低螺栓所受的总 拉力 A 增加螺栓和被连接件的刚度 B 减小螺栓或增加被连接件刚度 C 增加螺栓或减小被连接件刚度 D 减小螺栓和被连接件的刚度 4 带传动不能保证精确的传动比 其原因是 A 带容易变形和磨损 B 带在带轮上打滑 C 带的弹性滑动 D 带的初拉力小了 5 轴上的键槽是通过 的加工方法加工出来的 A 钻和铰 B 铣 盘铣刀或端铣刀 C 插 D 拉削 6 在有张紧轮的链传动中 张紧轮应布置在 A 靠近从动链轮的松边上 B 靠近主动链轮的松边上 C 靠近从动链轮的紧边上 D 靠近主动链轮的紧边上 7 为了减轻链传动运动的不均匀性则应 A 增大 p 和 z1 B 减小 p 和 z1 C 减小 p 和增大 z1 D 增大 p 和减小 z1 8 对大批量生产 形状较复杂 且轮缘尺寸 D 500mm 的零件 设计时通 常应选用 A 锻造毛坯 B 铸造毛坯 C 焊接毛坯 D 棒料 9 蜗杆传动的传动比 i 为 A i n1 n2 d2 d1 B i n1 n2 z2 z1 C i n1 n2 d1 d2 D i n1 n2 z1 z2 10 有一对闭式软齿面齿轮传动 如小齿轮已选用 45 钢调质 则大齿轮宜 采用 A 45 钢正火 B 45 钢调质 C 35CrMo 调质 D ZG340 640 调质 11 在轴类零件中 一般存在 但传动轴只承受或主要承 受 A 拉压正应力 B 拉压正应力和弯曲应力 C 扭转剪切应力 D 弯曲应力和剪切应力 12 下列轴承中 需要成对使用 反向安装 A 深沟球轴承 B 圆柱滚子轴承 C 角接触球轴承 D 推力球轴承 命题人 王炳乐 组题人 王炳乐 审题人 命题时间 2011 11 教务处制 学院学院 专业 班专业 班 年级年级 学号学号 姓名姓名 公平竞争 诚实守信 严肃考纪 公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊拒绝作弊 封 线 密 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 2 页 共 4 页 13 在变位蜗杆传动中 应该 A 只对蜗杆变位 蜗轮不变位 B 只对蜗轮变位 蜗杆不变位 C 蜗杆 蜗轮同时变位 D 蜗杆 蜗轮都不变位 改变蜗轮齿数 14 在直齿圆柱齿轮传动强度计算中 如果接触强度已经满足要求而弯曲强 度稍差时 首先应考虑 A 增大中心距 B 保持中心距不变 减少齿数和增大模数 C 保持齿数不变 增大模数 D 增大变位系数 二 二 填空题 填空题 1 分分 每空 共每空 共 20 分 分 1 设一受拉紧螺栓连接 螺栓的强度等级为 9 8 级 螺栓强度的安全系数 S 1 25 则该螺栓的许用应力 MPa 2 如传递的转矩很大 可采用双键连接 但对于不同类型的键连接 两键 在轴上安置位置是不同的 对于 为使轴与轮毂 两键通常相隔 180 安置 对于 为避免 两键 一般安置在轴的同一条母线上 而对于楔键 为 最好相隔 90 120 安置 3 实际工况下 单根 V 带所能传递的额定功率为 PV P0 P0 K KL 其 中 P0称为 V 带的 P0是由 引起的 单根 V 带的功率增量 K 称为 系数 KL称为 系数 4 齿轮强度计算时所用载荷系数K由下式 K KKKK VA 给出 其中 A K 称为 系数 V K 称为 系数 K称为 系数 K 称为 系数 5 在 斜 齿 圆 柱 齿 轮 齿 面 接 触 疲 劳 强 度 验 算 公 式 1 2000 3 1 1 H d HEH u u d KT ZZZZ 中 其中 E Z H Z Z和 Z 分别 称为 系数 系数 系数 和 系数 6 轴的设计包括轴的 和 两方面内容 三 三 判断题 每题判断题 每题 1 分 共分 共 10 分 对打 错打 分 对打 错打 1 锥入度 是润滑脂最重要的质量指标 它的大小代表了该润滑脂质量 的优劣 2 对于双向转动的切向键连接 可根据传递扭矩的大小用一个或两个切向 键 3 联轴器和离合器均可将机器中两转动轴连接在一起以实现两轴间运动和 转矩的传递 4 在设计机械传动系统时 链传动通常应布置在低速级 5 所有的闭式齿轮传动 均可采用同一种齿轮润滑油润滑 6 为充分发挥V带传动的传动能力 一般V带的速度v 30 m s为宜 7 在绘制轴的计算简图时 轴的支点应取在轴承宽度的中点 8 双圆螺母或圆螺母与止动垫片结构主要用于固定轴端的零件 9 由于载荷大且工作温度高 汽车发动机的主轴 曲轴 通常采用合金钢 10 直齿 斜齿圆柱齿轮弯曲强度计算时 其齿形系数均应按齿轮的实际齿 数和变位系数查表确定 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 3 页 共 4 页 四 四 简答题 简答题 6 分分 1 3 题每题 题每题 4 题题 7 分 共分 共 25 分 分 1 简述齿面点蚀通常发生在齿轮节线附近齿根表面的原因及提高齿面接触 强度的措施 2 简述蜗杆传动的主要特点 根据蜗杆外部形状的不同 蜗杆传动有哪些 主要类型 3 滚动轴承轴系支承轴向固定的结构有哪些基本组合形式 不同的组合形 式其滚动轴承的受力有何不同 4 试绘制一采用弹簧垫圈防松的普通螺栓连接的结构简图 说明该螺栓连 接按防松原理属何种防松方法 与弹簧垫圈同属同一种防松方法的还有 哪些具体的防松方法 五 五 分析计算题 分析计算题 10 分分 每小每小题 共题 共 30 分 分 1 如下图所示 轴上装有一对代号为 30310 的轴承 反装 已知轴上载荷 Fr 10200N Fa 3100N 试作以下工作 1 解释 30310 轴承代号的含义 2 确定两轴承的当量动载荷 Pr1和 Pr2各为多少 该轴承的有关参数如下 e 0 34 Y 1 5 FS FR 2Y 当 FA FR e 时 x 1 Y 0 当 FA FR e 时 X 0 4 Y 1 5 2 如图所示手动绞车的蜗杆传动中 已知手柄半径 R 200mm 卷筒直径 D 200mm 蜗杆传动的参数为 m 5mm d1 50mm z1 1 z2 50 当量摩擦 系数 fV 0 14 提升重物时 操作人员顺时针转动手柄作用于手柄且与手柄 垂直的作用力 F 等于 200N 试求 1 假定图示位置手柄位于正下方 在图中标出作用力 F 的方向 蜗杆 蜗轮的转动方向和蜗杆轮齿的旋向并说明蜗轮轮齿的旋向 2 提升重物的最大重量 G 等于多少 N 3 提起重物后松手 重物会自行下降吗 为什么 注 蜗杆传动的机械效率 tan tan 95 0 V Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 4 页 共 4 页 3 下图所示为轮胎式起重机箱形伸缩吊臂伸缩机构钢丝绳拉板组结构示意 图 伸缩液压缸 图中未画出 拉动钢丝绳 经滑轮 拉板销轴 拉板 底 板 最后带动与之相连的伸缩臂相对于另一节伸缩臂或基本臂向外伸出或保 持静止不动 设钢丝绳拉力 F 各零件材料和热处理已知 相应的各种许用 应力均可确定 拉板两支座间的距离为 a 结构其它尺寸如图示 且两滑轮 的厚度之和 即 2 t2大于拉板的厚度t1 1 确定拉板销轴的强度条件并导出相应的计算式 2 确定拉板的强度条件并导出相应的计算式 假定截面上剪切应力均 匀分布 另 矩形截面的惯性矩 I bh3 12 抗弯模量 W bh2 6 注 计算式应以图中符号表出 如用到其它物理量应加以说明 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 1 页 共 4 页 重庆大学重庆大学 机械设计机械设计 课程试卷课程试卷 A卷A卷 B卷B卷 2011 2012 学年学年 第第 2 学期学期 开课学院 开课学院 机械工程学院 课程号 课程号 考试日期 考试日期 11026435 考试方式 考试方式 2012 5 开卷开卷闭卷 闭卷 其他其他 考试时间 考试时间 120 题题 号号 分钟分钟 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九 十十 总总 分分 得得 分分 一 一 单项选择题 单项选择题 1 分分 每空 共每空 共 15 分 分 1 机械零件常用的材料有不同的表示方法 其中以 开头后跟数 字的则是球墨铸铁的牌号 A HT B QT C ZG D Q 2 在对机械零件作强度计算时 通常应使用该机械零件的 A 工作载荷 B 实际载荷 C 计算载荷 D 名义载荷 3 采用铰孔螺栓连接时 被连接件上的横向载荷主要靠 来传递的 A 螺栓杆的拉力 B 螺栓杆的剪切 C 接合面的摩擦力 D 螺栓杆的剪切及与被连接件的挤压 4 在有张紧轮的 V 带传动中 张紧轮应布置在 A 紧边内侧并使之张开 B 紧边外侧并压下此边 C 松边内侧并使之张开 D 松边外侧并压下此边 5 普通平键截面尺寸 b h 的确定依据是 A 载荷特性 B 传动转矩的大小 C 轴的直径 D 键的材料 6 设带传动的紧边拉力为 F1 松边拉力为 F2 初拉力为 F0 则带传动所传 递的有效圆周力为 A F F0 F2 B F F1 F2 C F F0 F1 D F F1 F2 7 齿根弯曲强度计算中的齿形系数 Yfa与齿轮的 无关 A 齿数 B 模数 C 变位系数 D 螺旋角 8 有一标准直齿圆柱齿轮传动 两轮分度圆直径 d1 50mm d2 90mm 齿宽 b1 55mm b2 50mm 则 其齿宽系数 a A 5 9 B 5 7 C 1 1 D 1 9 在确定链节数 Lp 时 可先根据初定中心距 a0计算 然后将计算结果圆整 为相近的整数 而且最好为 A 奇数 B 偶数 C 3 的倍数 D 5 的倍数 10 限制蜗杆分度圆直径 d1 是为了 A 保证蜗杆有足够的刚度 B 提高蜗杆传动的效率 C 减少加工蜗轮滚刀的数量 D 减小蜗杆传动的尺寸 11 在计算齿根处的最大弯曲应力时要引入应力修正系数 Ysa 是考虑了 的影响 A 压应力 B 剪应力 C 应力集中 D 前三者共同 12 当钢蜗杆与 Rm 300MPa 的锡青铜蜗轮配对时 蜗轮齿面的承载能力取 决于 A 齿面的抗点蚀能力 B 齿面的抗胶合能力 C 齿面的抗磨损能力 D 齿面的跑合能力 13 与普通 V 带传动相比 在相同的传动尺寸条件下 窄 V 带的传递功率 要 A 大 20 50 B 小 20 50 C 大 50 150 D 小 50 150 命题人 王炳乐 组题人 王炳乐 审题人 命题时间 2012 5 教务处制 学院学院 专业 班专业 班 年级年级 学号学号 姓名姓名 公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊 封 线 密 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 2 页 共 4 页 14 在直齿圆柱齿轮传动强度计算中 如果接触强度已经满足要求而弯曲强 度稍差时 首先应考虑 A 增大中心距 B 保持中心距不变 减少齿数和增大模数 C 保持齿数不变 增大模数 D 增大变位系数 15 在下面从动斜齿圆柱轮受力分析图中 Ft 为圆周力 Fa 为轴向力 径 向力 Fr 图中未标出 正确的是 二 二 填空题 填空题 1 分分 每空 共每空 共 20 分 分 1 连接用螺纹应采用 形螺纹 螺纹连接的防松方法按工作原理 不同可分为 和 三类 2 机 械 中 常 见 的 摩 擦 按 摩 擦 副 表 面 的 润 滑 状 态 可 分 为 和 3 切向键由两个斜度为 的楔键组成 工作时靠工作面上的挤压 力和轴与轮毂间的 来传递转矩 当要求 时 必 须用两个切向键且最好间隔 布置 4 按滚动体的种类不同 滚动轴承可分为 和 两 大类 滚动轴承的内圈与轴的配合采用 制配合 而外圈与机 座孔采用 制配合 5 普通圆柱蜗杆传动按加工蜗杆时采用刀具和刀具安装位置的不同 可分 为 和 三 三 判断题 每题判断题 每题 1 分 共分 共 10 分 对打 错打 分 对打 错打 1 机械零件疲劳破坏时其断面由光滑的疲劳发展区 过渡区和粗粒状的断 裂区三部分组成 2 一般闭式齿轮减速传动 通常单级齿轮的传动比 i 3 5 但开式齿轮传 动的传动比 i 可以稍大些 3 GB T10095 1 2008 和 GB T10095 2 2008 标准中规定 齿轮和齿轮副有 12 个精度等级 1 级最高 12 级最低 4 在设计机械传动系统时 链传动通常应布置在靠近原动机端 5 采用圈数较多的厚螺母 可以提高螺栓连接的强度 6 在 V 带传动中 如果增大包角 加大带与带轮间的摩擦系数 则带传动 的弹性滑动可以减轻或避免 7 在绘制轴的计算简图时 无论是单列或双列向心轴承 其轴的支点均应 取在轴承宽度的中点 8 双圆螺母或圆螺母与止动垫片结构主要用于固定轴端的零件 9 V 带剖面两侧面的夹角为 40 度 所以带轮轮槽相应侧面的夹角也是 40 度 10 合金钢具有较高的机械性能 因此采用合金钢可以提高轴的刚度和稳定 性 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 3 页 共 4 页 四 四 简答题 简答题 6 分分 1 3 题每题 题每题 4 题题 7 分 共分 共 25 分 分 1 一般情况下 V 带传动设计计算前应先确定哪些具体条件 最终的设计计 算结果又应包括哪些具体内容 2 在设计滚子链传动时 为什么链轮的齿数不宜过多又不宜过少 你认为 如何选择比较合适 3 何为滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷 对于向心轴承和推力 轴承 基本额定动载荷各是什么载荷 4 在齿轮传动设计和和制造时 为改善齿轮齿向载荷的分布状态 可采取 哪些措施 五 五 分析计算结构设计题 分析计算结构设计题 10 分分 每小题 共每小题 共 30 分 分 1 设一受拉紧螺栓连接中 M20 螺栓 外径 d 20 中径 d2 18 376 小径 d1 17 294 的强度等级为 9 8 级 螺栓的安全系数 S 1 25 安装时控制预紧 力 其值等于该螺栓破断拉力的 45 如果被连接件的刚度 C2是该螺栓刚 度 C1的 4 倍 试求该螺栓连接所能承受的最大工作拉力 F 等于多少 N Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 4 页 共 4 页 2 为保证齿轮 轴承及联轴器在轴上能实现正确的轴向和周向固定 请在 下图中作出轴的结构设计 并画出必要的其它零件 假定齿轮和轴承均用润 滑油润滑 注 为使在图中画出的轴更清晰 图中各零件只画了一半 另 一半相对于轴的轴线完全对称 3 下图为某海上 2500 马力抓斗挖泥船的抓斗启闭 提升机构传动系统示意 图 轴 1 由柴油机经液力变矩器驱动 轴 7 上齿轮 Z6 经离合器与抓斗提升 卷筒相连 轴 9 上齿轮 Z6 经离合器与抓斗启闭卷筒相连 图中未画出 试 分析回答以下问题 1 在作图示二级分流双轴输出人字齿轮减速器设计时 你认为有哪些问题 需要特别关心和妥善处理的 至少就齿轮材料 齿轮螺旋角 减速器各 轴轴承组合等方面作出说明 2 为保证抓斗启闭 提升卷筒的转动完全同步 齿轮 Z4 和 Z4 的齿数完全 相同 从强度观点出发 你认为它们的设计有什么不同 3 一私企老板同时造了两条采用上述传动系统的挖泥船 由其两亲戚分别 管理使用 两船的减速器和两对开式齿轮均采用浸油润滑 但其中一人采用 重负荷工业闭式齿轮油 另一人采用普通机油 不到两年 其中一条船发生 了重大事故 另一条船却一切正常 试问哪条船出了问题 你估计出了什么 问题 为什么 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 1 页 共 4 页 重庆大学重庆大学 机械设计机械设计 课程试卷课程试卷 A卷A卷 B卷B卷 2012 2013 学年学年 第第 1 学期学期 开课学院 开课学院 机械工程学院 课程号 课程号 考试日期 考试日期 11026435 考试方式 考试方式 2012 12 开卷开卷闭卷 闭卷 其他其他 考试时间 考试时间 120 题题 号号 分钟分钟 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九 十十 总总 分分 得得 分分 一 一 单项选择题 单项选择题 1 分分 每空 共每空 共 15 分 分 1 机械零件在 长期作用下将引起疲劳破坏 A 静应力 B 剪应力 C 正应力 D 变应力 2 在对机械零件作强度计算时 通常应使用该机械零件的 A 工作载荷 B 实际载荷 C 计算载荷 D 名义载荷 3 当公称直径 牙形角 螺旋线数均相同时 细牙螺纹比粗牙螺 纹 A 自锁性差 强度低 B 自锁性差 强度高 C 自锁性好 强度低 D 自锁性好 强度高 4 带传动不能保证精确的传动比 其原因是 A 带容易变形和磨损 B 带在带轮上打滑 C 带的弹性滑动 D 带的初拉力过小 5 已知某公制外螺纹的大径 d 60mm 小径 d1 54mm 中径 d2 57mm 螺 矩 P 5 5mm 在设计图纸上应标记为 A M54 B M57 C M60 D M5 5 6 对于齿面硬度大于 350HBW 的钢制齿轮 其加工的工艺过程一般 为 A 加工齿坯 淬火 切齿 磨齿 B 加工齿坯 切齿 磨齿 淬火 C 加工齿坯 切齿 淬火 磨齿 D 加工齿坯 淬火 磨齿 切齿 7 V 带传动的设计计算包括以下内容 1 确定计算功率 PC kW 2 确 定带轮基准直径 d1和 d2 3 选择 V 带型号 4 确定中心距 a 和 V 带基 准长度 Ld 5 验算小带轮上的包角 1 6 确定 V 带根数 Z 7 确定初 拉力 F0 8 验算带速 V 9 计算压轴力 正确的步骤是 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B 1 3 2 8 4 5 6 7 9 C 1 3 2 4 6 7 8 5 9 D 1 2 3 8 4 6 5 7 9 8 在下列四个传动布置中 具有最小的齿向载荷分布系数 K 9 在确定链节数 Lp 时 可先根据初定中心距 a0计算 然后将计算结果圆整 为相近的整数 而且最好为 A 奇数 B 偶数 C 3 的倍数 D 5 的倍数 10 圆柱蜗杆传动按 的不同 可分为普通圆柱蜗杆传动 和圆弧齿圆柱蜗杆传动 A 蜗杆外部形状的不同 B 加工蜗杆刀刃形状的不同 C 加工蜗杆刀具和刀具安装位置的不同 D 蜗杆传动的效率不同 11 在斜齿圆柱齿轮传动中 若加大螺旋角 则 A 将增加轴承上的轴向载荷 B 改善齿轮的过载能力 C 提高传动的平稳性 D 提高齿轮的弯曲强度及接触强度 但对于人字齿轮传动 其中 不会出现 12 下列措施中 不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力 A 减轻加工损伤 B 减小齿面粗糙度值 C 表面强化处理 D 减小齿根过渡圆角半径 命题人 王炳乐 组题人 王炳乐 审题人 命题时间 2012 11 教务处制 学院学院 专业 班专业 班 年级年级 学号学号 姓名姓名 公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊 封 线 密 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 2 页 共 4 页 13 斜齿圆柱齿轮的法面模数 mn 分度圆螺旋角为 则其端面模数 mt等 于 A mncos B mn cos C mn tg D mn tg 14 在直齿圆柱齿轮传动强度计算中 如果接触强度已经满足要求而弯曲强 度稍差时 首先应考虑 A 增大中心距 B 保持中心距不变 减少齿数和增大模数 C 保持齿数不变 增大模数 D 增大变位系数 15 某厂运输带由转速为 1440 转 分的电动机经三套减速装置驱动 其中 1 为双级直齿圆柱齿轮减速器 2 套筒滚子链传动 3 V 带传动 这三套减 速装置的排列次序宜采用 A 电动机 1 2 3 运输带 B 电动机 2 1 3 运输带 C 电动机 3 1 2 运输带 D 电动机 2 3 1 运输带 二 二 填空题 填空题 1 分分 每空 共每空 共 20 分 分 1 链有多种类型 按用途可分为 和传动链三 种 而传动链按结构不同又可分为 和 成形链等多种 2 机械零件由于某些原因不能正常工作时 称为 其主要 的形式有 和 3 强度级别为6 8的螺栓 则隐含其材料的屈服极限Re为 Mpa 而强度级别为 8 螺母 则表示螺母材料的 等于 Mpa 4 滚动轴承是标准件 选择配合时把它作为基准件 因此滚动轴承内圈与轴 颈的配合采用 轴承外圈与轴承座孔的配合则采 用 并且由于轴承内 外径的上偏差均为零 故比圆柱公 差中的同类公差要 5 在标准齿轮传动中 大小两齿轮齿面的接触应力 两轮齿根 处的最大弯曲应力 6 轴上被支承的部分叫 安装轮毂的部分叫 连 接上述两处的部分叫 三 三 判断题 每题判断题 每题 1 分 共分 共 10 分 对打 错打 分 对打 错打 1 为了减小齿轮传动的动载系数 KV 可以采用鼓形齿 2 一般闭式齿轮减速传动 通常单级齿轮的传动比 i 5 8 但开式齿轮传 动的传动比 i 还可以再大些 3 只受预紧力的紧螺栓连接 螺栓危险截面上只有拉伸应力 4 在计算齿轮的弯曲强度时 将齿轮简化为悬臂梁 并假定全部载荷作用 在轮齿的节圆处 则以此时的齿根弯曲应力作为计算强度的依据 5 在一定的转速条件下 为减轻链传动的运动不均匀性 设计时应选择较 小节距的链条 6 增大初拉力可使带与带轮间的摩擦力增加 所以可用增大初拉力的方法 来提高带传动的工作能力 7 对轴进行弯扭合成强度校核计算时 由于采用的强度理论与试验结果不 一致 故计算公式中的扭矩 T 应乘以折合系数 8 标准渐开线齿轮的齿形系数 YFa的大小与模数有关 与齿数无关 9 链传动设计时 无论是高 中速 V 0 6mm s 和低速 Ve时 X 0 4 Y 1 5 提示 P C n L 16670 h 3 下图所示为楔键连接的一个断面 试通过受力分析的方法 分析说明楔 键连接工作时 靠键的楔紧作用 传递扭矩的机理和使用双键时两键最好 相隔 90 120 布置的原因 10 分 提示 可将楔键和轴视为一整体 并 假定楔键连接工作时 键与轮毂间垂直方向的作用力按三角形规律分布 180120 Fr Fa 轴承1轴承2 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 1 页 共 5 页 重庆大学 机械设计 课程试卷 重庆大学 机械设计 课程试卷 A卷A卷 B卷B卷 2012 2013 学年学年 第第 2 学期学期 开课学院 开课学院 机械工程学院 课程号 课程号 11026435 考试日期 考试日期 考试方式 考试方式 开卷开卷闭卷 闭卷 其他其他 考试时间 考试时间 120 分钟 题 分钟 题 号号 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九 十十 总总 分分 得得 分分 一 单项选择题 一 单项选择题 1 分分 每小题 共每小题 共 15 分 分 1 运动粘度是动力粘度与同温下润滑油 的比值 A 质量 B 比重 C 密度 D 流速 2 带传动中 在预紧力相同的条件下 V带比平带能传递较大的功率 是 因为V带 A 强度高 B 尺寸小 C 有楔形增压作用 D 没有接头 3 与V带传动相比 同步带传动的突出优点是 A 传递功率大 B 传动比准确 C 传动效率高 D 带的制造成本低 4 V带传动中 若小带轮为主动轮 则带的最大应力发生在带 处 A 进入主动轮 B 进入从动轮 C 退出主动轮 D 退出从动轮 5 有一对标准直齿圆柱齿轮 齿轮的模数m 5mm 轮1齿数z1 25 轮2 齿数z2 40 则两齿轮齿形系数的关系是 A YFa1 YFa2 B YFa1 YFa2 C YFa1 YFa2 D 不确定 6 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 A 增加蜗杆头数 B 增大直径系数 C 增大模数 D 减小直径系数 7 齿轮因齿面塑性变形而失效最可能出现在 中 A 高速轻载的闭式硬齿面齿轮传动 B 低速重载的闭式软齿面齿轮传动 C 润滑油粘度较高的硬齿面齿轮传动 D 开式齿轮传动 8 平键连接与楔键连接相对比 它只能传递转矩 不能传递轴向力 这是 因为 A 锲键端部具有钩头 B 平键摩擦力小于锲键的摩擦力 C 锲键的工作表面有斜度而键槽没有斜度 接触时可以卡紧 D 在安装时 锲键可沿轴向锲紧 9 花键连接的强度 主要取决于 强度 A 齿根弯曲 B 齿根剪力 C 齿侧挤压 D 齿侧接触 10 在机械传动中 传动效率高 结构紧凑 功率和速度适用范围最广的是 A 带传动 B 摩擦轮传动 C 链传动 D 齿轮传动 11 轴环的作用是 A 作为轴加工时的定位面 B 提高轴的强度 C 提高轴的刚度 D 使轴上零件获得轴向定位 12 下列轴承中 需要成对使用 反向安装 A 深沟球轴承 B 圆柱滚子轴承 C 角接触球轴承 D 推力球轴承 13 下列滚动轴承的密封方式中属于接触式密封的是 A 毡圈密封 B 油沟式密封 C 迷宫式密封 D 间隙密封 14 在非液体润滑滑动轴承中 限制pv值的主要目的是 A 防止轴承因过度发热而产生胶合 B 防止轴承过度磨损 C 防止轴承因发热而产生塑性变形 D 防止发生疲劳点蚀 15 齿式联轴器属于 联轴器 A 固定式刚性 B 可移式刚性 C 弹性 D 安全 命题人 机械设计 组题人 李良军 审题人 命题时间 2013 5 教务处制 学院学院 专业 班专业 班 年级年级 学号学号 姓名姓名 公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊 公平竞争 诚实守信 严肃考纪 拒绝作弊 封 线 密 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 2 页 共 5 页 二 简答题 二 简答题 5 分分 每小题 共每小题 共 35 分 分 1 带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比 2 低速链传动 v 0 6m s 的主要失效形式是什么 设计准则是什么 3 蜗杆传动与齿轮传动的主要失效形式有何区别 为什么 4 一对圆柱齿轮传动 其小齿轮和大齿轮在啮合处的接触应力是否相等 如大 小齿轮的材料及热处理情况均相同 则其许用接触应力是否相等 简述原因 5 为什么要进行轴的静强度校核计算 校核计算时为什么不考虑应力集中 因素 6 简述受轴向工作载荷紧螺栓连接的预紧力和剩余预紧力的区别 并说明 螺栓工作时所受的总拉力为什么不等于预紧力和工作载荷之和 7 对如下两种装配方案进行对比 哪一个方案合理并说明理由 方案一 方案二 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 3 页 共 5 页 三 分析计算题 三 分析计算题 10 分 分 图为一手动滑车的蜗杆传动 已知z1 1 m 5mm d1 90mm i 50 起 重链轮分度圆直径d3 200mm 驱动链轮分度圆直径d4 300mm 试判断该 传动能否自锁 当驱动力F 150N时 可提升Q多少 蜗杆传动fv 0 1 忽略轴承的摩擦损耗 四 分析计算题 四 分析计算题 10 分 分 某轻轨PC轨道梁两端与墩台之间分别使用4个锚固螺栓连接 锚固螺 栓螺纹规格为M36 2 d1 33 835mm 材质为1Cr17Ni2 Rm 900MPa Re 700MPa 安装拧紧力矩为800N m 拧紧力矩系数K 0 15 0 2 单个螺 栓最大轴向工作载荷为250kN 螺栓的刚度为0 261 106kg cm 被连接件刚 度为0 733 106kg cm 设计安全系数S 1 2 1 5 试校核锚固螺栓的强度 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 4 页 共 5 页 五 分析计算题 五 分析计算题 10 分 分 有一链传动 小链轮主动 转速n1 900r min 齿数z1 25 z2 75 现因 工作需要 拟将大链轮的转速降低到n2 250r min 允许传动比误差为 3 链条长度不变 试问 1 若从动轮齿数不变 应将主动轮齿数减小到多少 此时链条所能传 递的功率有何变化 2 若主动轮齿数不变 应将从动轮齿数增大到多少 此时链条所能传 递的功率有何变化 3 上述两种方案中 哪种方案比较合理 为什么 六 分析计算题 六 分析计算题 10 分 分 欲设计一对标准直齿圆柱齿轮传动 有两种方案 其参数如下表所示 其 余条件相同 试从齿面接触疲劳强度 齿根弯曲疲劳强度 加工成本三个 方面对两种方案进行比较 方案模数 mm齿数z1齿数z2 齿宽 mm 1 4 20 40 80 2 2 40 80 80 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 5 页 共 5 页 七 分析计算题 七 分析计算题 10 分 分 某轴的转速n 1000r min 它的支承为一对6408深沟球轴承 支承结构 及有关尺寸如图所示 Fr 10000N Fa 3000N 要求 1 说明轴承代号6408的含义 并明确指出省略了哪位代号 2 画出支承结构简图 并指出该轴系结构是哪一种基本组合形式 3 试计算该对轴承的当量动载荷Pr1和Pr2各为多少 4 轴承寿命为多少小时 注 该6408轴承的有关参数如下 e 0 27 Cr 63 7kN 当FA FR e时 X 1 Y 0 当FA FR e时 X 0 56 Y 1 56 Fa Fr 轴承1轴承2 Machine Design Classic Course Chongqing University 重庆大学试卷 教务处 07 版 第 1 页 共 5 页 重庆大学重庆大学 机械设计机械设计 课程试卷课程试卷 A卷A卷 B卷B卷 2013 2014 学年学年 第第 1 学期学期 开课学院 开课学院 机械工程学院 课程号 课程号 考试日期 考试日期 11026435 考试方式 考试方式 开卷开卷闭卷 闭卷 其他其他 考试时间 考试时间 120 题题 号号 分钟分钟 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九 十十 总总 分分 得得 分分 一 一 单项选择题单项选择题 1 分分 每小题 共每小题 共 15 分 分 1 下列零件中 是标准件 A 轴 B 螺栓 C 齿轮 D 滑动轴承 2 两相对滑动的接触表面 依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 A 边界摩擦 B 混合摩擦 C 流体摩擦 D 滑动摩擦 3 高速重载齿轮传动 当润滑不良时 最可能出现的失效形式为 A 轮齿折断 B 齿面磨损 C 齿面点蚀 D 齿面胶合 4 一对啮合的齿轮 小齿轮为硬齿面 大齿轮为软齿面 工作时 A H1 H2 H1 H2 B H1 H2 H1 H2 C H1 H2 H1 H2 D H1 H2 H1 H2 5 设计硬齿面齿轮传动 当直径一定 常取较少的齿数 较大的模数 以 A 提高轮齿的弯曲疲劳强度 B 提高齿面的接触疲劳强度 C 减少加工切削量 提高生产率 D 提高轮齿抗塑性变形能力 6 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似 其中 最易发生 A 点蚀与磨损 B 胶合与磨损 C 轮齿折断与塑性变形 D 蜗杆齿折断 7 链条由于静强度不够而被拉断的现象 多发生在 情况下 A 低速重载 B 高速重载 C 高速轻载 D 低速轻载 8 链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小 这主要是因为 A 链传动只用来传递较小功率 B 链速较高 在传递相同功率时 圆周力小 C 链传动是啮合传动 无需大的张紧力 D 链的质量大 离心力大 9 转动的轴 受不变的外载荷作用 其所受的弯曲应力的性质为 A 脉动循环应力 B 对称循环应力 C 静应力 D 非对称循环应力 10 当采用轴肩定位轴上零件时 零件轴孔的倒角应 轴肩的过渡 圆角半径 A 大于 B 小于 C 不小于 D 不大于 11 切向键连接的斜度是做在 上 A 轮毂键槽的底面 B 轴的键槽底面 C 一对键的接触面 D 键的侧面 12 确定紧螺栓连接中拉伸和扭转复合载荷作用下的当量应力时 通常是按 来进行计算的 A 第一强度理论 B 第二强度理论 C 第三强度理论 D 第四强度理论 13 向心滑动轴承的直径增大 1 倍 宽径比不变 载荷及转速不变 则轴承 的压强 p 变为原来的 倍 A 2 B 1 2 C 1 4 D 4 14 下列各材料中 最适合作为滑动轴承衬使用的是 A ZSnSb4Cu4 B 3