机械设计基础 复习题(带答案).pdf

机械设计 复习题 一 选择题 1 下列组合中的零 部件 都属于 机械设计 课程研究对象的是 D A 齿轮 轴 柴油机的曲轴 B V 带 滚子链 汽门顶杆 C 平键 六角头螺栓 活塞 D 滚动轴承 弹簧 联轴器 2 对于启动频繁的转轴上的扭转剪切应力 一般将其处理为 C A 静应力 B 对称循环变应力 C 脉动循环变应力 D 复合应力 3 当螺纹的牙型角越大时 螺纹副的当量摩擦角越大 此时 影响螺纹副效率的主要参数是 D A 升角 B 线数 C 螺距和牙形角 D 升角和牙形角 4 V 带设计中确定 V 带根数的依据是 C A 计算功率 B 传动功率 C 带传动的设计准则 D 计算功率与小带轮转速 5 造成带传动传动比不准确的原因是 D A 带轮传动的张紧力不足 B 带传动的打滑 C 传动的功率大于设计值 D 带传动的弹性滑动 6 下列参数组中 对套筒滚子链承载能力影响最明显的是 A A 链节距 和小链轮齿数 1 B 链节数和小链轮齿数 1 C 中心距和链节距 D 中心距和链节数 7 齿轮传动的载荷系数中 动载荷系数 V 除决定于齿轮的圆周 速度 以外 与下列因素有关的是 C A 齿面粗糙度 B 轮齿宽度 C 齿轮制造精度 D 端面重合度 8 下列中作为蜗杆传动最主要的缺点是 D A 制造费用较高 B 对啮合副的材料要求较高 C 难以进行精确的强度计算 D 传动效率较低 发热较大 9 当摩擦发生在流体内部的分子之间时 称为 C A 干摩擦 B 边界摩擦 C 流体摩擦 D 混合摩擦 10 滚动轴承一般由如下几个部份组成 它们分别称为 A A 内圈 外圈 滚动体和保持架 B 上圈 下圈 滚动体和保持架 C 紧圈 活圈 滚动体和保持架 D 动圈 座圈 滚动体和保持架 11 当 当转轴上的支点位置尚未确定时 初估轴的直径使用的计算依据是 A A A 扭转强度 B 弯曲强度 D 弯曲刚度 D 复合强度 12 要求补偿位移且载荷平稳时 优先选用的联轴器的类别为 C A 采用刚性联接 B 采用金属弹性元件的挠性联接 C 采用刚性元件的挠性联接 D 采用非金属弹性元件的挠性联接 13 标准平键联接的承载能力 通常取决于 D A 轮毂的挤压强度 B 键的剪切强度 C 键的弯曲强度 D 键工作表面的挤压强度 14 下列组合中 全部都属于轴系零部件的是 B A 圆螺母 弹簧 轴端档圈 B 滚动轴承 轴 联轴器 C V 带 滚子链 蜗杆 D 齿轮 轴 六角头螺栓 15 转轴上的弯曲应力 属于 B A 静应力 B 对称循环变应力 C 脉动循环变应力 D 复合应力 16 查取 V带型号的依据是 D A 带轮的最小直径 B 带的线速度 C 传动功率与小轮转速 D 计算功率与小带轮转速 17 使带传动产生弹性滑动的主要原因是 D A 带轮传动的张紧力不足 B 带的弹性太大 C 传动的功率大于设计值 D 带是弹性体 主 从边存在拉力差 18 齿轮传动的载荷系数中 载荷集中系数 除决定于齿轮宽度 以外 与下列因素有关的是 B A 齿面粗糙度 B 齿面硬度 C 制造精度 D 端面重合度 19 下列中作为蜗杆传动最主要的优点是 B A 传动平稳 噪音小 B 单级传动比大而结构紧凑 C 在一定条件下能自锁 D 可实现空间相交轴传动 20 当摩擦发生在金属表面的吸附膜之间时 称为 B A 干摩擦 B 边界摩擦 C 流体摩擦 D 混合摩擦 21 带有保持架的滚动轴承 其磨损与不带保持架的滚动轴承相比 B A 普遍增大 B 普遍减小 C 没有明显差别 D 在滚子轴承中普遍减小 在球轴承中普遍增大 22 解释轴的当量弯矩图作用的较全面的说法是 D D A 计算最小轴径 B 按弯扭合成校核轴的强度 C 确定轴的危险剖面位置 D 按弯扭合成校核轴的强度和确定轴的危险剖面位置 23 要求补偿位移且载荷不平稳严重时 优先选用的联轴器的类别为 D A 采用刚性联接 B 采用金属弹性元件的挠性联接 C 采用刚性元件的挠性联接 D 采用非金属弹性元件的挠性联接 24 键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 C A 沿轴向固定并传递轴向力 B 沿轴向可作相对滑动 C 沿周向固定并传递扭矩 D 安装与拆卸方便 二 填空题 1 圆柱齿轮传动设计 齿宽系数 d b d1 当b愈大 承载能力也愈 大 但使 偏载 现象严重 因此 d取值应恰当 对称布置的齿轮比悬臂布置的齿轮取偏 大 值 2 代号为 36205 的滚动轴承 其内径d 25 mm 尺寸系列代号为 62 轴承类型代号为 3 3 右图所示的联轴器的名称为 凸缘联轴器 适宜的使用场合为 载荷平稳且要求严格对中 4 圆柱齿轮传动设计 齿宽b d d1称为 计 算 齿宽 通常是将其值圆整后作为 大 齿轮的齿 宽 为补偿轴向定位误差 取小齿轮齿宽 大于 大齿轮齿宽 5 号为 6211 的滚动轴承 其内径d 55 mm 尺寸系列代号为 2 轴承类型代号为 6 6 右图所示的联轴器的名称为弹性套柱销联轴器 具有补偿 综合 位移的能力 当传递的载荷不平稳时具有 缓冲减振 的能力 三三 问答题问答题 1 同一型号的三角带 为何小带轮直径越小 单根三角带所能传递的功 率越小 答 由 P v 得 直径越小 转速一定时 线速度越小 所以能传递的功率越小 t F 直径越小 皮带在小带轮上的弯曲应力越大 许可的最大拉应力即就越小 因此能传 递的功率也就越小 t F 2 链速 V 一定时 链轮齿数 Z 的多少和链节距 P 的大小对链传动的动载 荷有何影响 答 齿数 Z 越大 动载荷越小 链节距越小 动载荷越小 3 请比较齿轮传动与蜗杆传动的主要失效形式的异同点 答 两者主要失效形式都有点蚀 断齿 胶合 磨损 不同的是对于蜗杆传动 胶合失效和磨损必须首先考虑 而对于齿轮传动以点蚀 断齿 失效为主 4 右下图为何种螺纹联结类型 需使用哪些联结件 有何应用特点 答 螺钉联接 需使用六角头螺栓及垫圈 适用于被联接件之一不便钻通孔 且不需经常装拆的场合 5 带传动与链传动具有优缺点的互补性 带传动有些优点恰好是链传动 的缺点 而链传动有些优点又恰好是带传动的缺点 请各举一例说明 当某 传动装置采用一级带传动 一级链传动时 两级传动的配置的顺序该怎样才 合理 答 带传动传动平缓 具有缓冲减振作用 链传动传动平稳性较差 链传动平均传动比是一个定值 但带传动传动比不准确 带传动放高速级 链传动放低速级 6 请简要说明链传动的多边形效应对传动性能的影响 链轮齿数 Z 的 多少对多边形效应有何影响 答 链传动的多边形效应造成瞬时传动比不是个定值 波动 因此传动不平稳 链轮齿数 Z 越大 多边形效应越小 7 请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则 在闭式齿轮传动 设计中 分别用这两个准则来设计哪两个参数 答 齿面接触疲劳准则 H H 齿根弯曲疲劳准则 F F 使用 H H 计算准则计算分度圆直径 1 d 使用 F F 计算准则计算或校核模数 m 8 右下图为何种螺纹联结类型 需使用哪些联结件 有何应用特点 答 双头螺柱联接 使用双头螺柱 六角螺母 垫圈 适用于被联接件之一不便钻通孔 且需经常装拆的场 合 四 分析计算题 1 已知一扳手由两段钢板 用 2 个螺栓联结而成 结构如图 扳手拧紧力 P 100 N 求 1 若板间摩擦系数 f 0 12 螺栓材料的许用应力 120MPa 可靠系数 1 2 若使用普通六角螺栓 试依据强度条件计算出螺栓的危险剖面应具有的最 小直径 2 若采用铰制孔用螺栓 钢板强度足够 与使用普通螺栓相比较 螺栓直径 是增大还是减小 为什么 简要回答即可 解 1 力平移 作左钢板受力分析 1R F 2R F 2 P 2a 10aP 5P 5 5P 1T F 1T F max F 1R F 1T F 0 F 12 0 2 1 max F 55P 5500 N 1 d 4 3 1 0 F 120 55003 14 8 7 mm 2 直径减小 因为此时螺栓直接承受剪切与挤压 2 如右图所示为蜗轮蜗杆 圆锥齿轮组 合传动装置 蜗杆转向n1如图所示 已知蜗杆为 右旋 1 中间轴 上的轴向力能否抵消一部分 2 确定轴 的转向 画在图上 3 在蜗轮上标出蜗轮的圆周力Ft2 径向力 Fr2 轴向力Fa2的方向 方向指向纸面的用 表 示 相反的则用 表示 答 1 轴 II 上的轴向力能抵消一部分 2 3 如图 3 一闭式标准圆柱齿轮传动 模数m 5 mm 小齿轮齿数Z1 25 传动比 i 2 4 查得大 小齿轮的齿形系数YFa2 2 32 YFa1 2 72 大 小齿轮的应力修 正系数Ysa2 1 76 Ysa1 1 58 而大小齿轮的许用弯曲应力为 F 2 300 MPa F 1 320 MPa 并且算得大齿轮的齿根弯曲应力 F2 280 MPa 试问 备用公式 1 哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高 2 2 1 3 1 FsaFa d F YY Zm KT 2 两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够 答 1 由 11 1 saFa F YY 58 172 2 320 74 46 22 2 saFa F YY 72 132 2 300 75 18 大齿轮弯曲疲劳强度高 2 1F 11 22 2 saFa saFa F YY YY 58 172 2 72 132 2 280 301 6 MPa 1F 1 F 2F e 0 68 X 0 41 Y 0 87 1a F 1r F 1 6 e X 0 41 Y 0 87 2a F 2r F 0 41 3000 0 87 2100 3057 N 1 P 0 41 1000 0 87 1600 1802 N 2 P 则 h L 3 6 3057 25200 120060 10 7780 h 7200 所以所选轴承合适 5 已知一横梁由两段钢板 用2个螺栓联结而成 尺寸如图 横梁所受的载荷 F为60 kN作用 求 1 若板间摩擦系数 f 0 18 螺栓材料的许用应 力 110MPa 可靠系数 1 2 若使用普通六角螺 栓 试依据强度条件提出对 螺栓直径的要求 2 若采用铰制孔用螺 栓 钢板强度足够 与使用 普通螺栓相比较 螺栓直径 是增大还是减小 为什么 简要回答即可 解 1 求 1100 F 400 1 R 1 R 1 R 11 4 F 21 82KN 作左板受力分析 1R F 2R F 2 82 21 10 91 KN 1T F 2T F 200 T 200 400 1 R 43 64 KN 10 91 43 64 54 55 KN max F 1R F 1T F 0 F 18 0 55 542 1 363 7 KN 2 1 0 2 3 1 d F 2 1 0 3 14 d F 1 d 110 3637003 14 73 97 mm 2 若采用铰制孔用螺栓直径将减小 因为此时螺栓直接承受剪力 2 如右图所示传动系统 已知 齿轮与蜗杆传动如图所示 1 为使中间轴 上的轴向力能够 抵消一部分 试确定蜗杆的螺旋线 的旋向 在图中标出 2 确定蜗轮的转向 画在图上 3 在蜗轮上标出蜗轮的圆周力 Ft4 径向力Fr4 轴向力Fa4的方 向 方向指向纸面的用 表示 相反的则用 表示 解 3 一对标准直齿圆柱齿轮传动参数见下表 试 1 比较哪个齿轮易疲劳点蚀 哪个齿轮易弯曲疲劳折断 2 若载荷系数K 1 3 按齿根弯曲疲劳强度计算 该齿轮传动允许传递的 最大转矩T1等于多少 齿轮 m mm Z b mmYFaYsa F H 1 3 17 60 2 97 1 52 390 500 2 3 45 55 2 35 1 68 370 470 备用公式 2 12 2 1 3 1 2 1 1 FsaFa d F HHEH YY Zm KT u u bd KT ZZ 解 1 齿轮 2 易点蚀 齿轮 1 易弯曲疲劳折断 因为 11 1 saFa F YY 52 197 2 390 86 39 22 2 saFa F YY 68 135 2 370 93 72 2 1 T17355 2 2 saFa F YKY 379604 6 N mm 4 如图所示 轴由一对30307圆锥滚子轴承支承 反装 已知Fr1 2500 N Fr2 5000 N 作用在轴上的外加轴向载荷Fae1 400 N Fae2 2400 N 方向如图 所示 若载荷系数fP 1 轴在常温下工作 试计算轴承当量动载荷大小 并 判断哪个轴承寿命短些 该轴承e 0 37 X 0 4 Y 1 6 2 YFF rd 轴承内部附加轴向力 解 1d F 6 12 2500 781 25 N 2d F 6 12 5000 1563 N 1a F 781 25 1d F 1563 2000 437 2d F ae F 781 25 1a F 2a F 1d F ae F 781 25 2000 2781 25 2500 N 1a F 0 3125 e Y 1 6 X 0 4 2r F 1 P 2 P 0 4 5000 1 6 2781 25 6450 N 所以轴承 2 寿命短些 五 结构改错 1 指出下图中的错误 在错误处画 简要说明原因 拆卸 轮周向定位 应有连接螺钉 指出轴承部件图中的错误结构 5 处即可 指出错误的位置 并做简单 说明 如示