机械设计试卷样本

1 一 一 判断题 每小题 2 分 共 14 分 1 受横向载荷的普通螺栓所受的载荷是工作载荷加剩余预紧力 2 开式齿轮传动中最常见失效形式为磨损 3 在带传动中 带在大小带轮上的应力不相等 带在小带轮上的弯曲应力较大 而在大带轮上的离心 应力较大 4 链传动能传递较大动力 但传动平稳性差 5 平键的工作表面为两面 6 蜗轮滚刀和齿轮滚刀可通用 7 滚动轴承内孔下偏差零 二二 选择题 每小题 2 分 共 20 分 1 表示 之间关系的曲线叫极限应力曲线 A 应力 和时间 t B 应力幅 a 和平均应力 m C 疲劳极限 r 和应循环次数 N D 疲劳极限 rN 和应力循环次数 N 2 当被联接件之一很厚 联接需常拆装 常用 联接 螺纹联接中按相同尺寸比较 成本最 低的是 联接 A 螺钉 B 普通螺栓 C 铰制孔螺栓 D 双头螺柱 3 存有一定安装误差时 我们宜采用 A 凸缘联轴器 B 套筒联轴器 C 弹性柱销联轴器 D 齿轮联轴器 4 润滑脂为 润滑剂 A 气体 B 液体 C 半液体 D 固体 5 下列直径 系列相同的四种轴承中 承受径向载荷最大 A 向心短圆柱滚子轴承 B 深沟球轴承 C 角接触球轴承 D 推力球轴承 6 轴的周向定位中 承载能力最高的是 2 A 平键联接 B 楔键联接 C 半圆键联接 D 花键联接 7 大尺寸的蜗轮通常采用组合结构 其目的是 A 提高刚度 B 延长寿命 C 节约贵重金属 D 提高传动效率 8 为了提高齿轮齿根弯曲强度应 A 增大模数 B 增大分度圆直径 C 增加齿数 D 减少齿宽 9 链磨损后将会导致 A 销轴的破坏 B 套筒的破坏 C 链板的破坏 D 脱链 10 同种材质 型号的 V 型带所能传递的功率主要取决于 A 传动比 B 传递中心距和带长 C 小带轮包角 D 小带轮直径和带速 三 三 简答题 每小题 4 分 共 16 分 1 什么是带的弹性滑动和打滑 它们对带传动有何影响 2 齿轮设计中为什么要引入载荷系数K 它由哪几部分组成 K 与 K 两系数本质区别是什么 3 常见轴上零件的轴向定位有哪几种 不少于五种 最常见周向定位是什么 4 什么是链传动的多边形效应 其影响因素有哪些 3 四 四 图示用普通螺栓联接机座承受旋转力矩 T 400N m 轴向力 FQ 104N 螺栓布置如图示 已知 a 200mm b 80mm c 20mm L1 300mm L2 150mm 接合面摩擦系数 f 0 15 防滑系数 Ks 1 2 螺栓相对刚 度 Cb Cb Cm 0 3 螺栓许用拉应力 120Mpa 接合面许用挤压应力 p 90Mpa 试求联接螺栓 组小径必须最小直径 d1 12 分 五 五 图示为斜齿轮一蜗杆传动装置 已知两者传动中心距相等 动力由齿轮 1 输入 功率为 3KW 齿轮 1 的转速 n1 1430rpm 转向如图 齿轮传动参数 Z1 23 Z2 48 mn1 3mm 蜗杆传动参数为 Z3 2 Z4 27 m 6mm q 9 蜗杆传动效率 0 8 14 分 1 分析齿轮 2 蜗轮 4 在啮合点受力大小 并画出方向 用分力表示 2 判断蜗轮 4 的转向 标明在图上 3 求斜齿轮螺旋角 4 求蜗杆的螺旋升角 5 蜗轮轴的输出扭矩 T4 注 斜齿轮 轴承的功率损失均忽略不计 4 六 六 齿轮轴由一对 30206 圆锥滚子轴承支承 C 24800N e 0 36 Y 1 7 内部轴向力 Fs Fr 2Y Fr1 5200N Fr2 3800N Fa 1200N 方向如图所示 fp 1 2 n 960rpm 求两轴承 寿命 Fa Fr e X 0 4 Y 1 7 Fa Fr e X 1 Y 0 12 分 七 七 试分析下列结构合理性 12 分 12 Fa 5 答案 一 一 判断题 每小题 1 5 分 共 15 分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二二 选择题 每小题 1 5 分 共 15 分 1 B 2 D B 3 C 4 C 5 A 6 D 7 C 8 A 9 D 10 D 三 三 简答题 每小题 5 分 共 25 分 1 答 1 由于带是弹性体 带的紧边和松边拉力不等 因而引起带与带轮之间的滑动成为弹 性滑动 当外载荷增大 超过带与小带轮轮槽接触面间的摩擦力总和时带将沿着整个接触弧滑动 称为打滑 2 弹性滑动使传动比增加 磨损增加 温度上升 转动效率降低 打滑使传动失效 带将严重 磨损 2 答 由于原动机和工作机的类型 性能 工作情况不同 齿轮的制造 安装 误差 受载变形 等因素的影响 齿轮在运转中产生附加载荷 载荷在齿面上分布也不均匀 因此要引入载荷系数 k 由四个部分组成 即 K KKKK vA 其中 K 考虑作用在齿面上的载荷沿接触线呈不均匀分 布的影响 K 为考虑同时啮合的点对齿轮间载荷分配不均匀的影响 3 答 三类 1 心轴 只承受弯矩而不承受转矩的轴 如自行车前轮轴 2 传动轴 只承受转矩而不承受弯矩的轴 如汽车的传动轴 3 转轴 既承受弯矩又承受转矩的轴 如齿轮减速器中的轴 4 答 带传动进行张紧是为了保护初拉力 F 从而保证带传动的能力 常见的张紧装置有 3 类 1 远期张紧装置 2 自动张紧装置 3 张紧轮张紧装置 5 答 螺纹联接件上的螺纹要满足自锁条件 常采用右旋 单线的三角形螺纹 四 解题要点 1 由 Q F 作用下 各螺栓所受的工作拉力 6 N67 1666N 6 000 10 4 1 Q F F 2 由T作用下 各螺栓所受的工作拉力 N 6 265KN 10040440216 0 4002 1 22 1 2 z i i s rf TK F 2 F 是残余预紧力 螺栓工作时 KNFFF9312 7 21 1 d mm 10 459mm 120 2 79313 14 3 14 F 3 由F 则预紧力 KNF CC C FQ mb b P 4312 7 1 a p p MP A zQ 991 0 150300 4312 7 6 max 满足 五 五 解题要点 解 3 1082 279 62 422 zqma 108 cos2 4823 3 cos2 1 21 1 zz m a n 37 3395604 9 2 Ft2 Fr2 Fa2及Ft4 Fr4 Fa4的方向略 蜗轮旋转方向为逆时针 4 9 2 1 qztg 44 3112529 12 7 5 8 0 2 27 23 48 T1 2 341214 蜗轴 TT mmN n p T 97 200341055 9 1 6 1 mmNT 69 451570 4 1 N Zm T d T FF n tt 66 572cos 22 1 11 1 1 1 21 N tgx FFF n ttr 37 211 cos 121 NtgFF ta 45 96 11 N T d T Ft94 5574 276 22 4 4 4 4 N T d nT d T Fa 6 1548 8 02 2796 2 22 4 3 4 3 3 4 NtgFF tr 11 2029 44 六 解题要点 1 计算轴承的轴向力 需先计算轴承的内部轴向力Fs 对于所选轴承 41 1529 7 12 5200 2 1 1 Y F F r s N 65 1117 7 12 3800 2 2 2 Y F F r s N 轴向力分布图为 1s F a F 2s F 压紧 放松 判别法 Fs1 Fa 1529 41N 1200N 2729 41N Fs2 1117 65N 故轴有向右移动的趋势 此时 轴承被压紧 I 轴承被放松 因此轴承的轴向力为 Fa1 Fs1 1529 41N Fa2 Fs1 Fa 2729 41N 2 计算当量动载荷 1 1 1 294 0 5200 41 1529 e F F r a 故查表得 X 1 Y 0 则 624052002 1 111 arp YFXFfP N 2 2 2 718 0 3800 41 2729 e F F r a 8 查系数表 X 0 4 Y 1 7 故 7392 41 27297 138004 0 5 1 222 arp YFXFfP N 3 验算轴承寿命 hh P C n Lh37 1726 6240 24800 96060 10 60 10 3 10 6 3 10 6 1 hh P C n Lh47 981 7392 24800 96060 10 60 10 3 10 6 3 10 6 2 七 七 试分析下列结构合理性 10 分 解题要点 1 支点轴向固定结构错误 1 无法调整轴承间隙 端盖与机座间应加调整垫片 2 转动件与静止件接触错误 1 右端盖不应与轴接触 孔径应大于轴径 3 轴上零件固定错误 1 套筒作用不确定 且轴上有键 无法顶住齿轮 2 齿轮的轴向固定不可靠 过定位 3 联轴器轴向位置不确定 4 加工工艺不合理 1 联轴器键槽未开通 5 装配工艺错误 1 轴肩直径过大 左轴承无法拆下 2 齿轮处键过长 轴颈右侧应减小长度 3 左轴承处轴的长度太短且无倒角 6 润滑与密封错误 1 轴承处未加挡油盘 2 右端盖未考虑密封 机械设计模拟试题机械设计模拟试题 一 选择题 每题 2 分 共 20 分 1 一对相啮合的圆柱齿轮的 Z2 Z1 b1 b2 其接触应力的大小为 A sH13sH2 B sH1 sH2 C sH10 7 XYXY 100 410 85 题 3 图 4 本题 10 分 一个由 40Cr 制成的零件 已知 smax 185MPa smin 75MPa bs 1 es 0 9 ks 1 3 s 1 351MPa ys 0 3 ss 550MPa 求此零件的疲劳安全系数和静强度安全系数 5 本题 10 分 指出图中齿轮轴系上的错误 并简要说明理由 12 题 5 图 广东海洋大学 2005 2006 学年第 2 学期 机机 械械 设设 计计 课程试题课程试题 一 单项选择题 单项选择题 每小题 1 5 分 共 12 分 1 联轴器和离合器的主要作用是 A 防止机器发生过载 B 联接两轴使其一同旋转并传递转矩 C 缓和冲击和振动 D 补偿所联接 两轴的各种相对位移 2 按转矩T估算轴的直径 求出的结果应作为承受转矩作用的轴段的 A 最小直径 B 最大直径 C 平均直径 D 危险直径 3 在被联接件之一较厚 并经常装拆之处 应选用 联接 A 螺栓 B 螺钉 C 双头螺柱 D 紧定螺钉 4 在滑动轴承的计算中 验算pv pv 目的是限制 A 磨损 B 温升 C 点蚀 D 塑性变形 5 设计键联接时 平键的截面尺寸b h是按照 确定的 A 轴的转矩 B 轴的转速 C 轴的直径 D 轮毂长度 6 p表示链条节距 z表示链轮齿数 当转速一定时 若要减少链传动的运动不均匀性和动载荷 采 取的措施是 A 增大p和增大z B 减小p和减小z C 增大p和减小z D 减小p和增大z 7 在带传动中 设v1为主动轮圆周速度 v2为从动轮圆周速度 v为带速 则 13 A v1 v v2 B v1 v v2 C v1 v v2 D v1 v v2 8 若保持齿轮传动的中心距a不变 而增加齿数z 下列说法中错误错误的是 A 改善传动的平稳性 B 减少金属切削量 C 增大重合度 D 提高轮齿的弯曲强度 二 填空题 填空题 每空 1 5 分 共 33 分 1 按其承受载荷方向的不同 滑动轴承可分为 和 2 蜗杆传动的失效形式有点蚀 齿根折断 齿面胶合 过度磨损等 其中可能性最大的是 和 3 链传动的失效形式有 和链条静力拉断 4 代号为 6102 的滚动轴承类型是 其内径尺为 mm 其公差等级 为 级 5 带传动工作时 带与带轮之间的 现象会导致传动比不恒定 但这是带传动正常工作 时固有的特性 而带与带轮间的 现象则是带传动的失效形式之一 6 用双键时 两个平键应布置在 两个半圆键应布置在 但在强度校核时应按 个键计算 7 联轴器与离合器的主要作用相似 但其根本区别是 离合器可以 8 带传动的带速v过大会导致 而v过小又会使 因此在设计时需要验算带速 9 设计一般使用的齿轮传动时 通常按保证 强度及保证 强度两准则进行设计 10 取 30 个某种型号的滚动轴承进行寿命试验 若所加的载荷恰好等于该轴承的基本额定动载荷 则 该批轴承的寿命就是 r 转 若轴承运转到上述转数时停止试验 此时未失效未失效的轴承数 应该还有 个 三 计算分析题 计算分析题 每小题 13 分 共 39 分 1 下左图为斜齿轮 蜗杆传动系统 小斜齿轮 1 为主动轮 其转向如图示 要求轴 上蜗杆 3 与大斜 齿轮 2 所受的轴向力相反 1 在图上画出小齿轮 1 蜗杆 3 轮齿的螺旋线方向 并用文字标出蜗轮 4 的螺旋线方向和旋转 方向 2 画出各轮所受轴向力轴向力的作用位置和方向 要写出力的符号 14 2 如图所示 有一汽缸盖与缸体采用螺钉联接 图中只画出螺钉中心线 已知汽缸中的压力p 2 Mpa 汽缸内径D 300 mm 螺钉个数z 12 许用拉应力 120Mpa 为保证气密性要求 螺钉剩 余预紧力F1 1 7F F为螺钉的轴向工作载荷 试求螺钉的小径d1 解答做在下页 注意题目要 求 解 解 1 计算总工作载荷 N706501 4 30014 3 4 22 p D F 2 计算单个螺钉的工作载荷 N 5 58871270650 zFF 3 计算螺钉所受的总拉力 N25 15896 5 58877 27 27 1 12 FFFFFF 4 计算所需螺钉的小径 mm8 14 12014 3 25 158963 143 14 2 1 F d 3 如图所示为安装着两个斜齿圆柱齿轮的转轴 它由一对圆锥滚子轴承支承 已知 大 小斜齿轮的 轴向力分别为FA1 3000N FA2 8000 N 它们的方向如图示 轴承所受的径向载荷分别为Fr1 13600 N Fr2 22100 N 轴承派生轴向力计算公式为Fd Fr 2Y Y 1 7 试求两轴承的轴向载荷Fa1和 Fa2 15 解 解 左轴承编号 1 右轴承编号 2 1 分别计算两轴承的派生轴向力 N65007 12221002 N40007 12136002 22 11 YFF YFF rd rd 2 判断被 放松 和被 压紧 的轴承 轴 N950030006500 N1200080004000 12 21 Ad Ad FF FF 有向右移动的趋势 轴承 1 被 放松 轴承 2 被 压紧 3 计算两轴承的轴向载荷 N9000 4000 1212 11 AAda da FFFF FF 四 结构改错题 结构改错题 16 分 如图所示为一轴系的部分结构 在错误处旁边注上数字编号 1 2 3 相同类型错误只算一处 并在图下方说明错误原因 或者或者改正方法 正确 指出并说明 8 处错误就可得满分 将正确之处指错 1 处则倒扣倒扣 1 分 广东海洋大学 2005 2006 学年第 2 学期 机机 械械 设设 计计 课程试题课程试题 一 单项选择题 单项选择题 每小题 1 5 分 共 12 分 1 在链传动中 链条的节数应尽量取为 A 标准值 B 偶数 C 奇数 D 5 的整数倍 16 2 螺纹的公称直径是其 A 大径 B 中径 C 小径 D 分度圆直径 3 在设计齿轮传动时 若中心距a保持不变 而增大模数m 将可以使 A 齿面接触强度提高 B 齿根弯曲强度提高 C 接触与弯曲强度都提高 D 接触与弯曲强度都不变 4 只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为 A 转轴 B 心轴 C 传动轴 D 曲轴 5 下列材料中 一般不能不能用作轴的材料 A Q235 B 45 C 40Cr D HT200 6 选择键的截面尺寸b h是按 查标准选定 A 强度 B 轴径 C 转速 D 转矩 7 在下列的叙述中 不是不是常用的滑动轴承的优点 A 起动阻力小 B 抗冲击 振动能力很强 C 径向尺寸小 D 承载能力很高 8 某型号滚动轴承的基本额定寿命为 1000 小时 那么该型号的一个轴承在承受基本额定动载荷的情 况下 其实际使用寿命 达到 5000 小时 A 不可能 B 可能 C 一定能 二 填空题 填空题 每空 1 5 分 共 27 分 1 代号为 30203 的滚动轴承的类型是 内径是 mm 2 在链传动中 链节距p越大 冲击越 小链轮齿数z1越少 冲击越 3 在齿轮传动强度计算中 齿根弯曲疲劳强度计算所针对的失效是 齿面接触 疲劳强度计算所针对的失效形式是 4 按分度圆直径从小到大 齿轮的结构形式采用 腹板式结构 四种 5 若已知不完全液体润滑径向滑动轴承的径向载荷F N 轴颈转速n r min 轴颈直径 d mm 轴承宽度B mm 则轴承工作能力的验算公式是 17 6 联轴器所联两轴的相对位移形式一般分为 4 种 分别是