机械设计试题[第10套]答案解析

1、南昌航空大学2020学年第学期期末考试课程名称： 机械设计 闭卷 A卷 120分钟题号一二三四五六七合计满分1015101223246100实得分班级- 学号- 姓名- 重修标记评阅人得分一、判断题（本大题共分10小题，请在表述正确的小题标号后的横线上画 “”，在表述不正确的小题标号后的横线上画“”，每小题1分，本大题满分10分）1. 平键是靠键的上下两工作面与键槽间的摩擦力来传递载荷的。 【】2. 静应力只能由静载荷产生,变应力只能由变载荷产生。 【】3. 零件表面经淬火、渗碳、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度增高。 【】4. 按照承受载荷情况分，自行车前轴属于转动心轴。 【】5. 同步带

2、传动属于摩擦传动。 【】6. 与合金钢相比，碳素钢对应力集中更为敏感，因此用碳素钢制成的轴的表面粗糙度应控制得更为严格。 【】7. 减少螺栓刚度和增加被联接件刚度，有利于提高螺栓联接疲劳强度。 【】8. 由于蜗杆蜗轮传动滑动速度很大，蜗杆常用减摩材料（如铸造青铜）制造。 【】9. 设计动压向心滑动轴承时，宽径比取得较大，端泄量小，承载能力高，温升高。 【】10. 链传动的平均传动比 。 【】评阅人得分二、选择题（本题分15小题，在每个小题后面给出的四个备选项中只有一项是符合题意的，请把所选项的字母统一填在题后列出的各小题编号后的横线上，每小题1分，满分15分，）11. V带传动工作时，与带轮轮

3、槽接触的是 。 【 A 】A. 带的两侧面 B. 带的顶面 C. 带的底面 D. 带的侧面与底面 12.链传动与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑的现象，所以链传动能保持准确的 A. 瞬时传动比 B. 平均传动比 C. 链速 D. 从动轮角速度13. 转轴工作时主要承受 。 【 C 】A. 纯扭矩 B. 纯弯矩 C. 扭矩和弯矩 D. 摩擦力矩14. 蜗杆传动的主要失效形式是 。 【 D 】 A. 齿面疲劳点蚀 B. 齿根的弯曲折断C. 齿面的塑性变形 D. 齿面的胶合和磨损15. 采用合金钢和热处理的办法来提高轴的 ，并无实效。 【 D 】A. 表面硬度 B. 强度 C. 工艺性 刚度16

4、. 角接触球轴承，内径80mm，宽度系列0，直径系列2，接触角其代号为 。【 C 】A. 30216C B. 30280AC C. 7216C D. 7216AC 17. 适合做滑动轴承轴承衬的材料是 。 【 B 】A. 优质碳素钢 B. 巴氏合金 C. 铸铁 D. 合金钢18. 在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是 。 【 A 】A. 防松 B. 提高刚度C. 减小每圈螺纹牙上的受力 D. 提高联接强度19. 带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为 。 【 D 】A. 带不是完全弹性体 B. 带容易变形和磨损C. 带在带轮上打滑 D. 带的弹性滑动20. 为了减少蜗轮刀具

5、数目，有利于刀具标准化，规定 为标准值。 【 C 】A. 蜗轮齿数B. 蜗杆头数 C. 蜗杆直径系数 D. 蜗轮分度圆直径21. 设高速轴与低速轴的材料相同，传递的功率也相同；若低速轴的转速是高速轴转速的时，其直径最小值应为高速轴直径最小值的 倍。 【 B 】A. B. 2 C. 4 D. 822. 下列联轴器中，不具有直线位移和角位移补偿能力的联轴器是 。 【 A 】A. 凸缘联轴器 B. 齿式联轴器C. 万向联轴器 D. 弹性柱销联轴器23. 零件受对称循环变应力作用时，对塑性材料应取 为材料的极限应力。 【 C 】 A. B. C. D. 24. 以下几种措施中，可用于减少齿轮传动的附加

6、动载荷的是 。 【 D 】A. 齿轮的轮齿做成鼓形齿 B. 增加齿轮圆周速度 C. 改变原动机类型 D. 齿顶修缘 22. 链传动中，链节数通常取偶数，链轮齿数取奇数，最好互为质数，其原因是 。 【 A 】A. 链条与链轮轮齿磨损均匀 B. 工作平稳 C. 避免采用过渡链节 D. 具有抗冲击力评阅人得分 三、填空题（本大题分为10小题，请把正确的答案统一填写在题后的空白横线上，每空1分，本大题满分10分。）26. 中小功率闭式硬齿面钢制齿轮的主要失效形式是 点蚀 。27. 普通平键的宽和高是根据轴的 轴径 确定的。28. 比较适合于用做轴承衬的材料是 巴氏合金 。29. 控制适当预紧力是保证带

7、传动正常工作的重要条件，预紧力不足，则易发生带的 跳动和打滑 。30. 带传动的准则是 保证不打滑的条件下带具有足够的疲劳寿命 。31. 当温度升高时，润滑油的粘度随之 降低 。32. 为了便于装配轴上零件并去掉毛剌，通常，轴端应加工出 倒角 。 33. 在不完全液体润滑滑动轴承中，限制pv值的主要目的是限制 温升 。34. 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算的主要目的是 温度过高而引起的齿面胶合 。35. 采用表面强化如压、喷丸、碳氮共渗、氮化、渗氮、高频或火焰表面淬火等方法，可显著提高轴的 疲劳强度 。评阅人得分四、简答题（本大题分为4小题，每小题3分，满分12分）36. 用链传动、齿轮传动、V

8、带传动等装置组成多级传动时，按怎样顺序排列才合理？为什么？答：配置顺序是：带传动齿轮传动链传动。这是因为V带传动具有缓冲吸振作用，且靠摩擦传递，一般置于高速级；链传动不平稳，速度高时传动出现较大的振动冲击，一般应置于低速级。而齿轮传动一般置于中间级。37. 分别说明三角螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。答：普通螺纹自锁性能好，强度高，主要用于连接。梯形螺纹效率比矩形螺纹略低，但牙根强度较高，易于对中，磨损后可以补偿；在螺旋传动中应用最普遍。 38. 轴的设计主要包括哪些内容？答：（1）材料选择；（2）进行轴的结构设计；（3）进行轴的强度验算。（4）必要时还要进行刚度计算和振动稳定性计算。39.

9、简述联轴器选择的步骤。答：首先，根据使用要求选择联轴器的类型，其次，根据转矩和轴径的大小确定具体型号，必要时对关键元件进行强度计算。评阅人得分五、分析解答题（本大题分4小题，满分22分）40. （4分）题40图所示两级圆柱齿轮减速器的可能两种布置方案中，哪一种方案更合理？为什么? 答:方案二更为合理。原因之一：输入和输出的轴段长，原动机和工作机的振动和冲击对齿轮传动影响小。原因之二：轴的扭转剪应力分布减弱了弯曲正应力的分布不均。方案一 方案二题40图41. （5分）试分析题题42图所示四种摩擦副，哪些不能形成油膜压力，为什么？（v为相对运动速度，油有一定的粘度。）（a）(b)(c)(d)题41

10、图答：只有图（c）符合形成动压油膜条件，因此它有可能形成油腻压力。其他各图都不具备形成动压油膜条件。其中图a没有产生楔形间隙；图b中两表面相对运动方向不能使油从大口流入、小口流出；图d中运动板的速度过低。42 （8分）题图2所示斜齿圆柱齿轮传动蜗杆传动组成的传动装置。动力由I轴输入，蜗轮4为右旋。试解答下列问题：（1）为使蜗轮4按图示n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向；（2）为使中间轴所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和斜齿轮2的轮齿旋向；（3）画出齿轮1和蜗轮4所受圆周力Ft1、Ft4和轴向力Fa1、Fa4的方向（垂直纸面向外的力画、向内的力画）题42图43. （6分）题43图所示的两

11、个带传动结构（中心距、预预紧力、带的材料、带轮材料）完全相同，带轮1与带轮4的直径相同、带轮2与带轮3的直径相同，。试问两个传动中：（1）哪个可以传递更大的圆周力？为什么？（2）哪个可以传递更大的功率？为什么？答：（1）圆周力一样大。因为两传动装置的预紧力摩擦系数及小带轮包角均相等。（2）装置（b）传递的功率更大。因为在两者具有同等最大圆周力的情况下，（b）的带速更高，故功率更大。题43图评阅人得分六、计算题（本大题分为3小题，满分24分）44.（8分）轴上装有两个30307轴承，受载情况如题44图所示。已知：轴上外加径向载荷为，外加轴向载载荷。轴承的车转速，动载系数，温度系数，判定系数，额定

12、动载，内部（派生）轴向力按进行计算。当时，当时，。试计算轴承2的当量动载荷。解：（1）计算轴承径向载荷 （2）计算轴承轴向载荷 题44图 （3）计算当量动载 45. （8分）如题图45所示，已知一个托架的边板用4个饺制孔用螺栓（标号分别为1、2、3、4）与相邻的机架相联接。托架受到一个与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行的大小为P的载荷作用。试求出此螺栓组中各螺栓所受工作剪力的大小。解：各螺栓由横向载荷P所引起的剪切力的方向如图1所示，其大小均为： 各螺栓由转矩引起的剪切力的方向如图1所示，大小均为： 螺栓1、3所受总的剪切力为： 螺栓2所受总的剪切力为： 题45图螺栓4所受总的剪切力为46. （8分）钢制标准齿轮传动，已知载荷系数，齿宽，（主动），综合考虑齿面接触强度和齿根弯曲强度，试决定此对齿轮能传递的最大功率。（提示：； ）解：，将接触强度计算式改写成 因，按上式计算时，应代入的值，则根据接触强度计算的转矩为将弯曲强度计算式改写成 因，按弯曲强度式计算时，应代入，故根据弯曲强度计算出转矩为小齿轮能够传递的极限转