2007-2008(1)《机械设计》试卷(A卷)答案及评分标准.doc

一、填空题(每空1分,共20分)1、机械零件的一般磨损过程大致分为( 磨合 )、（稳定磨损 ）、和（ 剧烈磨损）三个阶段。2、机械零件在变应力作用下产生的破坏,一般称为( 疲劳破坏)。3、V带的横截面形状为（等腰梯形），V带的工作面是（两侧面）。4、蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。5、采用螺栓联接时，在保持预紧力不变的条件下，（减小）螺栓刚度或（增大）被联接件刚度，都可达到减小应力幅的目的。6、常见的齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（齿面磨损）、（轮齿折断）、（齿面胶合）、（塑性变形）等。7、设计机械零件的最基本准则是（强度准则）。8、对齿轮材料性能的基本要求是（齿面要硬） 、（齿芯要韧）。9、既受扭矩又同时受弯矩的轴称为（转轴）。10、向心滑动轴承的结构型式可分为（整体式）和剖分式两类。二、选择题 (每小题1分,共10分)1、干摩擦时，摩擦力与所受载荷及表面接触面积的关系为（ A ）A与表面面积无关与载荷成正比 B与表面面积有关与载荷无关C与表面面积有关与载荷成正比 D与表面面积有关与载荷成反比2、在蜗杆传动设计时，蜗杆头数Z1选多一些，则（ D ） A有利于蜗杆加工 B有利于提高蜗杆刚度 C有利于提高传动的承载能力 D有利于提高传动效率3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键（ D ）布置。 A在轴向沿同一直线 B在周向相隔90C在周向相隔120 D在周向相隔1804、用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴可以分离或接合的装置叫做( D ) 。A联轴器 B减速器 C制动器 D离合器5、在工作条件、材料、几何尺寸相同的情况下，下面（ D ）具有较大的承载能力。A直齿软齿面传动 B直齿硬齿面传动 C斜齿软齿面传动 D斜齿硬齿面传动6、当轴上零件要求承受轴向力时，采用( A )来进行轴向定位，所能承受的轴向力较大。 A圆螺母 B 紧定螺钉 C弹性挡圈 D 锁紧挡圈7、减速器中，支承齿轮的轴属于( B )轴。 A传动轴 B转轴 C 固定心轴； D 转动心轴。8、在直齿圆柱齿轮传动中，若齿轮直径不变而减小模数，对轮齿的齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度及传动的工作平稳性的影响分别为( A )。A下降，不变，提高。 B不变，下降，提高。C下降，下降，提高。 D不变，不变，提高。9、一圆锥滚子轴承，内径125mm，宽度系列0，直径系列2，公差等级为2级，游隙0组，其代号为( A )。A30225/P2 B3225/P2 C30225/ C2 D30225/P2 C010、设计V带传动时，发现V带根数过多，可采用 ( C )来解决。 A增大传动比 B加大传动中心距 C选用更大截面型号的V带 D增大带长三、判断题(每小题1分，共10分)1、对7、8、9级这样的中等精度齿轮，通常按全部载荷作用于齿顶来计算齿根弯曲疲劳强度。 ( )2、对齿面硬度HBS350的闭式齿轮传动，可按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 ( ) 3、某轴材料为45钢，验算时发现轴的刚度不够，这时采取的最好措施是改为合金钢。 ( )4、带传动的弹性滑动现象是不可以避免的。 ( )5、蜗杆传动一般用于两轴线相交90的场合。 ( )6、滚动轴承的内圈与轴颈的配合通常采用基轴制。 ( )7、轴的最小直径是根据轴所受的扭矩和弯矩来估算的。 ( )8、与平键相比，花键对轴的强度削弱较小，能传递较大的转矩。( )9、在工作转数特高、有大的冲击载荷时，选用滑动轴承。( )10、相啮合的一对齿轮，两轮的齿面接触应力相等。 ( )四、简答题 (共20分) 1、通常情况下，轴的结构应满足哪些要求？ （3分） 答：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；（1分） 轴上零件要便于装拆和调整；（1分） 轴应具有良好的制造工艺性。（1分） 2、 简述带传动的弹性滑动和打滑的区别？（4分）答：带传动中的弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，是带传动正常工作时固有的特性，不能避免；（2分）打滑是因为工作载荷过大而引起的带与带轮之间发生的显著的相对滑动，打滑是可以避免的。（2分）3、何谓滚动轴承的寿命？（3分）何谓滚动轴承的基本额定动载荷？（2分）答：滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体，任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数。也可用恒定转速下的运转小时数表示；（3分）基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时，轴承所能承受的最大载荷。（2分）4、螺纹联接防松的方法按其工作原理可分为哪几种？（3分）答：机械防松；（1分） 摩擦防松；（1分） 破坏螺旋副运动关系防松。（1分）5、在齿轮设计时，如何选择齿数Z？（5分）答：闭式齿轮传动一般以齿数多一些好，小齿轮齿数Z12040，开式齿轮传动不宜选用过多的齿数，一般可取Z11720。（2分） 对于标准直齿圆柱齿轮，应取Z117。（2分）Z2u Z1 （1分）五、计算题 (每小题10分，共20分) 1、常温下，一轴上有一对30206圆锥滚子轴承，安装如下图所示。已知：Fre=4500N，Fae=2600N, n=1250r/min ；运转时有中等冲击，fP=1.2。试计算这对轴承当量动载荷P和寿命L10h。轴承参数：d=30mm； C= 43200N；e=0.37；当Fa/Fre时，X=1，Y=0；当Fa/Fre时，X=0.4，Y=1.6，注：Fd=Fr/(2Y),其中Y是Fa/Fre的Y值 。 解：Fd1、Fd2方向如图所示。 （1分） Fr1 =1/3Fre=1/3 4500=1500 N （0.5分） Fr2 =2/3Fre=2/3 4500=3000N （0.5）Fd1=Fr1/(2Y) =1500/(21.6)=468.75N （0.5分）Fd2=Fr2/(2Y) =3000/(21.6)=937.5N （0.5分）因为Fd2+Fae=937.5+2600=3537.5N Fd1=468.75N所以，轴承1被压紧，轴承2被放松。 （1分）Fa1= Fd2+Fae=937.5+2600=3537.5N （1分）Fa2=Fd2=937.5N （1分）又， Fa1/Fr1=3537.5/1500=2.36e=0.37，所以，X1=0.4,Y1=1.6（0.5分） Fa2/Fr2=937.5/3000= 0.313 e=0.37 所以，X2=1,Y2=0（0.5分）P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.2(0.41500+1.63537.5)=7512N （0.5分）P2= fpX2Fr2 =1.213000=3600N （0.5分）取P = P1 =7512N (2分) 2、一闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：齿数Z130，Z290；模数m=3mm；齿宽系数d1；若主、从动轮的许用应力分别为：H1700Mpa,H2=650 Mpa；载荷系数K1.6；节点区域系数ZH2.5；弹性系数ZE189.9 Mpa12 。试按齿面接触疲劳强度，求该齿轮传动所能传递的扭矩T。 注：HZH ZE H 解：H2H1若使齿轮不失效，则HH2=650 Mpa （2分） H H 得 ZH ZE H（2分）由上式可求得齿轮传动所能传递的扭矩T1 (H/ZHZE )2 bd12/2K u/u+1 （2分） 其中 u90303，d1 m Z1=33090mm， bd d1 13030 mm （3分） 将各参数代入得T1106750.35 N. mm （1分）六、受力分析题 (共10分)某带式输送机由圆锥斜齿圆柱齿轮传动组成，已知输送带的运动方向，试确定：（1） 电动机的转向？（3分）（2）要求轴上的轴向力较小时，两斜齿轮的螺旋线方向（4分）（3）画出斜齿轮1、2上所受的力（用受力图表示出各力的作用位置及方向）。（3分） 解：电动机的转向用箭头表示：向上 。 （3分） 1齿轮的螺旋线方向为右，2齿轮的螺旋线方向为左。（4分） 每对一个得（0.5分）,共3分七、综合题 (10分) 下图为一用滚动轴承支承的齿轮轴轴系结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，请编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。（注：每指出一处得1分，满分10分 ；不必改正） 解：（1）轴承端盖与轴接触，两者不应接触，中间要有毡圈起到密封作用。 （2）套筒与轴承的外圈相接触，套筒的高度应小于轴承内圈的高度，否则轴承将无法运转。 （3）齿轮轮毂与轴联接不正确，齿轮的宽度应大于与之接触的轴的长度，两边用套筒来固定。 （4）联轴器没有轴向定位，此段轴应做成阶梯。 （5）联