机械设计模拟试题集及答案-201501讲解

1、机械设计( 2)模拟试卷及参考答案是非题(对的用“”表示，错的用“ 3”表示，每小题1 分，共 10分)在链传动设计中，链节数一般选奇数为宜。 在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。 ( 单万向联轴器的从动轴角速度不均匀，改用双万向联轴器后，从动轴的角速度即可变为均匀。 为了提高轴的刚度，轴的材料可以采用合金钢来代替碳素钢。 在蜗杆传动中，蜗杆头数越多，则蜗杆传动的效率就越高。 ( 齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。 滚动轴承的静强度安全系数 S0 只能大于 1。 动压滑动轴承热平衡计算时，若进油温度ti35，则说明轴承发

2、热不严重。滚动轴承轴向预紧的主要目的是为了提高轴承的承载能力。 在滑动轴承设计中，适当选用较大的宽径比会提高承载能力。 在带、链两级传动中，宜将带传动放在高速级。 在链传动中，张紧轮宜安装在靠近主动轮的松边外侧上。 在蜗杆传动中，中心距 a = (d2+d1)/2 = m(z 1+z2)/2 。 在工作时只承受弯矩而不承受转矩的轴，其工作应力一定是对称循环变应力。 选择联轴器规格型号时的主要依据之一是：T ca T 。在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制 pv 值的主要目的是限制轴承的温 滚动球轴承在工作时滚动体上某一点的载荷及应力均呈周期性的不稳定变化。 毡圈密封装置的毡圈及轴承盖上的装毡圈

3、槽都是矩形截面，目的是为了得到较好密封效 刚性联轴器在安装时要求两轴严格对中，而挠性联轴器在安装时可以不考虑对中问题。 为了增加油膜压力，液体动力润滑的向心滑动轴承中，一般油槽应开在承载区。 在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。蜗杆传动中传动平稳的原因在于其同时啮合的齿对数较多。 滚动轴承的润滑方式通常可根据轴承的转速 n 来选择。 使用十字滑块联轴器时对轴和轴承都会产生附加动载荷。 相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比时，滚子轴承的承载能力比球轴承高，而极限转速低。 在蜗杆、链两级传动中，宜将链传动布置在高速级。 滑动轴承的润滑油膜的平均温度越低，其粘度 越小。 齿式联轴器的外齿

4、齿顶是制成凹弧面的。 提高轴的表面质量有利于提高轴的疲劳强度。 链传动中，当一根链的节数为偶数时，接头形式需采用过渡链节。 在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。当液体动力润滑滑动轴承所受载荷较大时，则应选用较大的轴承间隙。 滑动轴承轴瓦上的油沟应开在非承载区。 单个万向联轴器在使用时会产生附加动载荷，为改善这种情况，常成对使用 滚动轴承的公称接触角越大，承受轴向载荷的能力就越大。 在同规格的滚动轴承中，滚子轴承承载能力要比球轴承高而极限转速则比球轴承低。 为了大幅提高轴的刚度，可把轴的材料从碳钢改为合金钢。 对轴的表面进行强化处理，不能提高轴的疲劳强度。 在蜗杆传动中 ，蜗杆头数越

5、少，自锁性越好。 ( 在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。 设计链传动时，链长(节数)最好取链轮齿数的整数倍。是：升。之。33 ） 3） 3）（3）3） （3 ） （3）（）（3）（3）3）（）（）（3 ）（3） ）（）（）（ 3 ）（3）33333)()）（）（ ）1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.53.54.55

6、.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.81.82.影响润滑油粘度的主要因素是温度和压力。（ ）不完全液体润滑的滑动轴承正常工作的摩擦状态通常是边界摩擦或混合摩擦状态。 （ ） 在蜗杆传动中，增加蜗杆头数，会提高传动效率。（ ）滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同轴承寿命的平均值。（3 ）联轴器和离合器都是使两轴在工作时既能连接又能分离的部件。（3 ）巴氏合金由于其材料特性独特，通常用于作滑动轴承的含油轴瓦。（3 ）选择联轴器规格型号时的主要依据之一是： Tca350mm，且工作温度变

7、化较大的轴，可将滚动轴承支承设计为一端固定，另一端能轴向游动的固定方式，而温度变化不大的短轴采用两端固定固定方式。 （ ） 静载荷作用的轴内部也可能产生变应力。 （ ） 蜗杆传动的当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而减小。 （ ） 影响润滑油粘度的主要因素是温度和压力。 （） 在蜗杆传动中，中心距 a = （d2+d1）/2 = m（z 1+z2）/2 。 （3 ） 链条的链号表示其节距的大小。 （） 在载荷变化较大的机器中，最好采用刚度随载荷逐渐增大而增大的变刚度弹性联轴器。 （） 滚动轴承的静强度安全系数 S0 在有些情况下可以小于 1。（ ）连接汽车前桥和后桥的那根转动着的轴是一根转轴

8、。（ 3）滚动轴承的润滑方式通常可根据轴承的转速 n 来选择。（ 3）在蜗杆、链两级传动中，宜将链传动布置在高速级。（ 3）按扭转强度条件计算轴的受扭段的最小直径时，没有考虑到弯矩的影响。（ 3）相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比，滚子轴承的承载能力比球轴承高，而极限转速低。 （） 滚动球轴承在工作时滚动体上某一点的应力均呈周期性的不稳定变化。（）83.84.85.86.87.88.89.90.91.92.滚动轴承基本额定动载荷 C 是指其基本额定寿命为 106转时所能承受最大载荷（） 动压滑动轴承热平蘅计算时，若进油温度ti F2F3,v1 v2 v3答：中间（ b）情况润滑条件最好。 （

9、1 分）（ 1 分） 可知：在构成收敛的楔形间隙的情况下， v 越大，油膜承载 能力越大，越易形成液体润滑。 （a）情况力最大而速度较小，故比（ b）情况要差。而（ c ）情况因形成发散楔 形间隙而无法形成液体动压润滑状态。 （3 分）3若只考虑链条铰链的磨损，脱链通常发生在哪个链轮上？为什么？（3 分）答:脱链通常发生在大链轮上。因为齿数z 越多，允许的节距增长量就越小，故大链轮上容易发生脱链。5请说明联轴器和离合器的共同点与不同点。（4 分）答：联轴器和离合器是机械中用于连接两轴，使两轴共同旋转并传递转矩的常用部件。被联轴器连接的两轴只 有通过拆卸才能使它们分离，而由离合器连接的两轴可以在

10、工作中随时接合或分离。1影响链速不均匀性的主要参数有哪几个？如何选择可减轻不均匀性的程度？（6 分）答： 1）影响链速不均匀性的主要参数有小链轮的齿数Z1和链节距 P 。（2 分）2）采用较多的小链轮齿数和较小的链节距可减轻链速不均匀的程度。 （4 分）2 试写出不完全液体润滑滑动轴承的三个校核计算公式（6 分 ）答：FdBp（2 分 ）pv191F0n0 B pv（2 分 ）dn60000v（2 分 ）143闭式蜗杆传动的功率损耗一般包括哪三部分？其中起主要作用的是哪部分的效率？写出该部分的效率公式。（ 6 分）.答： 1）三部分是：啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗及浸入油池中的溅油损耗（3 分）

11、。2）主要取决于啮合摩擦损耗的效率1（1 分）tan3） 1tan ， 蜗杆分度圆柱上的导程角； v当量摩擦角（ 2 分）1 tan（ v ） v4十字轴式万向联轴器适用于什么场合？为什么常要成对使用？在成对使用时如何布置才能使主、从动轴的角速度恒等？ （6 分 ）答： 1）十字轴式万向联轴器适用于两轴间有较大的夹角（最大可达3545），而且在机器运转时夹角发生改变仍可正常工作的场合（ 2 分 ）。2）单个万向联轴器在传动中会产生附加动载荷，为了改善这种情况，常将其成对使用。（2 分）。3）成对使用时必须保证主动轴、从动轴与中间轴之间的夹角相等，而且中间轴的两端的叉形接头应在同 一平面内，才能

12、保证主、从动轴的角速度恒等。（2 分）5滚动轴承中润滑剂的作用是什么？常用的润滑方式有哪几种？具体选用时应如何考虑？（8 分）答：1）轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起散热、减小接触压力、吸收振动、防止生锈等作用。（ 3 分）2）滚动轴承常用的润滑方式有油润滑和脂润滑两种。（2 分）3）采用哪种润滑方式一般由轴承的dn 值确定，dn 值小时采用脂润滑， dn 值大时采用油润滑 （3分）1. 下图中，两平板被润滑油隔开，设板A沿 x 轴方向以速度 v 移动；另一板 B为静止，试画出油膜压力 p 的分布图，并画出油入口 I、出口 III 、最大压力处 II 三个截面上的油层速度分布图。

13、（8 分）答：油膜压力 p 的分布图，并画出油入口 I、出口 III 、最大压力处 II 三个截面上的油层速度分布图见下图152分/图2. 轴的常用强度计算方法有哪几种？各适用于何种情况。（4 分）答：轴的常用强度计算方法有四种：（1）按扭转强度条件计算，主要应用于设计传动轴，初步估算轴径以便进行结构设计等。（2）按弯扭合成强度条件计算，主要应用于计算一般重要的、弯扭复合的轴。（3）按疲劳强度条件进行精确校核，主要应用于重要的、计算精度较高的轴。（4）按静强度条件进行校核，主要应用于瞬时过载很大或应力循环的不对称性较为严重的轴。 3选择蜗杆、蜗轮材料的原则什么？通常蜗杆和蜗轮是选择什么材料？（

14、5 分）答：蜗杆和蜗轮的材料不仅要求具有足够的强度，更重要的是要具有良好的磨合和耐磨性能。蜗杆一般选择碳钢或合金钢制成，常用的蜗轮材料为铸造锡青铜、铸造铝铁青铜以及灰铸铁。4.试说明滚子链标记 08A 1 88 GB/T1243 1997 的意义。答 ： A 系列、节距 p=12.7mm，单排， 88 节滚子链。1试简述滚动轴承的基本额定寿命的定义（5 分）答： 一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，将其可靠度为90时的寿命作为标准寿命， （2 分） 即按一组轴承中 10的轴承发生点蚀破坏， 而 90的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以 10 6转为单位 ） 或工作小时数作为轴承的寿命，并把这个寿

15、命叫做基本额定寿命L10（3 分）2链节距的大小对链传动有何影响？在高速、重载工况下，应如何选择滚子链？（5 分）答：链的节距越大，则链条的承载能力就越大，动载荷也越大，周期性速度波动的幅值也越大。在高速、重载 工况下，应选择小节距的多排链。3闭式蜗杆传动的功率损耗一般包括哪三部分？其中起主要作用的是哪部分的效率？写出该部分的效率公 式。（ 6 分）.答： 1）三部分是：啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗及浸入油池中的溅油损耗（3 分）。2）主要取决于啮合摩擦损耗的效率1（1 分）3）tan tan(v )式中， 为蜗杆分度圆柱上的导程角；v为当量摩擦角（ 2 分）4影响链传动动载荷的主要参数是什么？

16、设计中应如何选择？（6 分）答：影响链传动动载荷的主要参数是链轮齿数 z ，链节距 p 和链轮转速 n。设计中采用较多的链轮齿数、较小 的链节距，并限制链轮转速不要过高，对降低动载荷都是有利的。每个参数 1 分，每项措施 1 分165.在设计液体动压润滑滑动轴承时，当出现下列情况时，可考虑采取什么改进措施？（对每种情况至少提 出两种改进措施） （6 分）（1）当 hminh 时；（2）当 pp,pvpv ，vv 时；（3）当计算进油口的温度 ti 偏低时；答 ：（ 1）说明轴承的承载能力不够，可采取增大转速、宽度B、宽径比 B/d 和粘度 及减小 等来提高液体动压润滑滑动轴承的承载能力。（2） 可考虑改选材料或增大 B来提高承载能力。（ 3）说明轴承的温升过高，承载量过大，可考虑增大d,B 等来改进。四、计算题：1图示手动铰车采用蜗杆传动，已知: 蜗杆头数 z1=1，模数 m=8m，m蜗杆分度圆直径 d1=64mm，蜗轮齿数 z2=40， 卷筒直径 D=200mm。蜗杆旋向和转向 n1见图，试求 :F=200N，则手柄转臂长度 L 应为多少 ?1）吊起重量 Q=10000N，蜗杆传动效率 =0.40 ，手摇时施加推力2）计算蜗杆轮齿上的圆周力、径向力和轴向力大小。解：1) T2=Q3 D/