安徽工业大学机械设计期末考试题A卷答案精品文档20

1、、填空题每空1分，计25分1、一减速齿轮传动，主动轮 1用45号钢调质，从动轮用 45号钢正火,则它们齿面接触应力的关系是 _boa、H 1H 2 ； b、H1H 2 ； c、H1H2 o2、带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则其传递的有效圆周力 F为coa、F1F2 ； b、(F-iF2)/2 ； C、 F1F2 ；d、(F1 F2)/2 o3、对于硬齿面闭式齿轮传动， 其齿面接触承载能力较高， 故通常先按 齿根弯曲疲劳 强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳 强度。4、 蜗杆的_c模数为标准模数，蜗轮的_b压力角为标准压力角。a、法面；b、端面；c、轴面。5、 带在带轮上即将打滑而尚未打

2、滑的临界状态时，Fi与F2的关系可用著名的欧拉公式表示为 F1 F2ef 1 o6、 在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角b蜗杆导程角。a、小于；b、大于；c、等于。7、 计算蜗杆传动的传动比时，公式c是错误的。a、 i 1 / 2 ； b、 i n1 / n2 ； c、 i d2/d1 ； d、 i z2 / z1 o8、 蜗杆传动的失效通常是发生在蜗轮轮齿 上。9、 设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d按 条件确定，其工作圈数n按 条件确定。10、弹簧指数C= D2/d, C值越大，刚度越 小11、 楔键联接靠摩擦力 传递转矩，用于对中性要求不高的联接。12、按国家标准 GB/292-9

3、3规定，代号为7210C的滚动轴承类型为 角接 触球轴承 轴承，其内径为50 mm，宽度系列为 窄、系列，直径系列为 轻 系列,C代表 公称接触角150，其精度为_P0_级。13、 下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是_f;可实现两轴线角位移最大的是_c;常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是丄和e_。a套筒联轴器；b.凸缘联轴器；c.万向联轴器；d.十字滑块联轴器；e.齿轮联轴器；f.弹性柱销联轴器。二、问答题每题5分、计30分1、 试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力Fmax的主要因素。（5分）Fmax与初拉力F。、包角1和摩擦系数f有关。（3'）F。大、1大、f大，则产生的摩

4、擦力大，传递的最大有效圆周力也大。（2'）2、 试说明齿形系数yf与齿轮的哪些参数有关，Yf对齿根弯曲应力 F有何 影响？ （ 5分）齿形系数Yf反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力F的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数z、变位系数x和分度圆压力角都影响Yf。（3 '）如果齿数z增大、变位系数x和分度圆压力角增大，均可以使齿根增厚，齿形系数Yf减小，F减小。（2 '）3、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？ （5分）可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中；（1'）第3页合理提高齿轮的制造精度和安装精度； （1 '） 正确选择材料和热处理方式； （2 

5、9;） 以及对齿根部位进行喷丸、輾压等强化处理。 （1 ' ）4、螺纹联接防松的实质是什么？按工作原理分，防松的方法有哪几类？ 答：防松的实质是防止螺纹副间的相对转动。 （2 分） 防松的方法有摩擦防松、机械防松、永久防松。 （3 分）5、什么是滚动轴承的基本额定动负荷？其方向是如何确定的？（5 分）6答：轴承工作温度在100oC以下，基本额定寿命L=1x1 0 r时，轴承所能承 受的最大载荷，称为基本额定动负荷。 （2 分 ） 对于向心轴承，其方向为径向载荷； （ 1 分） 对于推力轴承，其方向为轴向载荷； （ 1 分） 对于角接触轴承，其方向为载荷的径向分量。 （1 分）6、简述非

6、液体摩擦径向滑动轴承校核计算的主要内容？（5 分）答：（1）验算压强：滑动轴承压强pv许用压强p ; （2分）验算 pv 值：pv v pv;（2 分）验算轴径圆周速度 v： vv v 。（ 1 分） 三、分析计算题1、如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数Z=8）,轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩T=107Nmm螺栓分布直径 D=500mm卷筒与齿轮接合面间摩擦系数 f=0.12，可靠性系数 K =1.2，螺栓材料的屈服极限（rs=300Mpa安全系数S=3。试设计该螺栓组的螺栓直径。 （10分）普通螺纹基本尺寸表（第一系列）公称直径d中径d2小径d1螺距p24

7、22.05120.75233027.72726.2113.53633.40231.67044239.07737.1294.54844.72542.5875解：设螺栓受预紧力F 计算螺栓所需预紧力 F'ZfF' D0 KfT （2 分）2'2KfT 2 1.2 107F -50000N （ 2 分）ZfD08 0.12 500 计算许用应力3003100MPa （2 分）第17页 确定螺栓直径di4 1.3 50000选择螺栓10028.768mm （2 分）查表选取 M36（ d1=31.670mm>28.768mm（ 2 分）2、如图所示，a）、b）分别为斜齿圆

8、柱齿轮的悬臂布置和对称布置的支承 形式。图1）、2）分别为一对角接触球轴承背对背、面对面安装支承 形式。1）请合理选择斜齿轮不同布置形式下，一对角接触球轴承的支承形式，你认为正确的，在“”中打“/图a）所示悬臂布置宜采用：同图1） ; 图2） （1分）图b）所示对称布置宜采用：图1）;店 2） o （1分）2）根据1）中的选择结果计算图 a）所示情况下，轴承的轴向力Fa1、Fa2o已知：轴承径向载荷 Fr1、Fr2、齿轮的轴向力 A方向如图所示，大小分别为：Fr1=4000N、Fr2=2000N，A=2000N 轴承内部轴向力S=0.4Fr o （4 分）解: S1=0.4Fr1 =0.4x4

9、000 = 1600(N)，方向向左；（1分）S2=0.4Fr2 =:0.4x2000 = 800(N)，方向向右；（1分）S2+A = 800+2000 = 2800 (N) > S1 =1600(N)(1 分)所以，Fa1 :=S2+A = 2800 N（1分）Fa2 = S2 = 800 N3）若该对轴承的寿命为 5000小时，现将当量动载荷加大一倍，将转 速减小一半，试计算后确定该对轴承能否满足载荷及转速改变后寿 命至少1000小时的工作要求？ （ 4分）标准答案：Lh 106（fTC fpP）3 （60n）（2分）L'h 106（fTC fp（2P）3.（60n2）（1

10、 分）2Lh/82 5000/81250（小时）1000（小时）（1分）结论：此轴承能够满足寿命至少1000小时要求。3、在图示传动系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知齿轮1轮齿螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，试回答下列问题：1） 齿轮2的轮齿螺旋线方向是 旋。（1分）2） 在图中画出齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向。（2 分）3）为使在U轴上的齿轮 2与蜗杆3的轴向力相互抵消一部分，蜗杆 3的螺旋线方向应该是 旋，并在图中画出蜗杆的旋向；在节点 B处画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力Ft3和径向力Fr3的方向，在节点B处画出 蜗轮4所受的圆

11、周力Ft4和径向力Fr4的方向，在图中画出蜗轮 4的转动方 向。（8分）答：1）右旋。（1 '）2） 齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向如图所示。（2 '）3）右旋；（1'）画出螺旋线方向（1 '）蜗杆3所受的三个分力Fa3、Ft3和Fr3的方向如图所示；（3 '）蜗轮4所受的圆周力Ft4和径向力F4的方向如图所示；（2'）蜗轮4的转动方向如图所示。（1 '）4、一对标准斜齿圆柱齿轮传动如图所示， 已知：输入轴转速m 960r/min， 输入功率P 3kW 齿轮齿数Z1 21，z2=62，法向模数mn 2.5 mm分度

12、圆 螺旋角 8.849725，分度圆柱上的法面压力角 n 20，试计算：（1）输入轴I上的转矩；（2）大斜齿圆柱齿轮上三个分力的大小。（本题4分）解：输入轴上的转矩Pni3 103960 2 /6029.84Nmnj亡-一 XT2T12 29.84 cosd12.5 211.123kNFrFt tan n / cos1.123 tan20cos8.8497250.414kW(1FaFt tan1.123 tan 8.8497250.175kN(1二、问答题每题6分、计30分1、分别说明普通螺纹、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（2分），主要用于连接（1分）梯形螺纹效率比矩

13、形螺纹略低，但牙根强度较高，易于对中，磨损后可以补偿（2分）；在螺旋传动中应用最普遍。（1分）2、分别说明硬齿面闭式齿轮传动和闭式蜗杆传动的主要失效形式与设计准则。答：硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断（1分）；其设计准则是按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度 （2分）。闭式蜗杆传动的主要失效形式是 齿面胶合、点蚀和磨损 （1分）；其设 计准则是按齿面接触疲劳强度条件计算蜗杆传动的承载能力，在选择许用应力时适当考虑胶合和磨损的影响，同时应进行热平衡计算（23、什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象？可否避免？它对带传动有何影响？答：由带的弹性变形 而引起带与带轮之间

14、的 相对滑动现象称为弹性滑动（2 分）。弹性滑动是带传动中 不可避免的现象（2分）。它会引起以下后果：从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，并随载荷变化而变化，导致此传动的传动比不准确。损失一部分 能量，降低了传动效率，会使带的温度升高，并引起传动带磨损。（2分）4、 齿轮传动中的载荷系数 K为四个系数的乘积，K二KKKbKa,分别说明KV 和Kb的名称及引入该系数是为了考虑哪些方面的影响。答：动载系数（1 分） Ku考虑由于齿轮制造精度、运转速度等 轮齿内部因 素引起的附加动载荷影响系数（2分）齿向载荷分布系数（1分）Kb考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力 的影响系数（2分）5、写

15、出一维流体动压基本方程（雷诺方程）并利用该 方程说明形成流体动压润滑的必要条件。答：一维流体动压基本方程：如6 VO （ 3分）dxh形成流体动压力的必要条件是： 流体必须流经收敛形间隙，入口处h>hO，dp/dx>0，压力逐渐增大，出口处h<hO，dp/dxvO，压力逐渐减小；（1分） 流体必须有足够的速度，VM 0;（1分）流体必须是粘性流体，n 0（1 分）一、选择填空题每空1分，共25分1、 按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、液 体摩擦和混合摩擦。2、 已知某三线螺纹中径为 9.5mm螺距为1mm则螺纹的导程为 3 mm 。3、螺纹连接防松的实质就

16、是防止螺纹副的相对转动。按照防松方法的工作原理可将其分为三类，分别是摩擦防松、机械防松、和永久防松。4、 受轴向工作载荷的紧螺栓连接中，螺栓受到的总拉力F。与预紧力F'、残余预紧力F和工作拉力F之间的关系为oa、F0 F F ； b 、Fo FCB F ； c 、F0 F F oCB Cm5、 导向平键的工作面是键的两侧面，导向平键连接的主要失效形式是 工作面的磨损 。6、 V带传动中带工作中最大应力产生在紧边进入小带轮处,其值为max 1 b1 c o7、 齿轮传动中选取齿宽系数时，一般采用硬齿面齿轮时齿宽系数b采用软齿面齿轮时齿宽系数，齿轮相对于轴承对称布置时的齿宽系数a齿轮悬臂布

17、置时的齿宽系数。a、大于；b 、小于；c、等于。8、一减速齿轮传动，主动轮 1用45号钢调质，从动轮用 45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是H1 H2,齿根弯曲应力的关系是F 1 -a F 2。a、; b 、=; c 、 o9、按国家标准GB/292-1993规定，代号为32208的滚动轴承类型为 圆锥 滚子 轴承，其内径为40 mm，其精度为_P0_级。10、 下列各种联轴器中，属于弹性联轴器的是_d;属于可移式刚性联轴器的是_a;属于固定式刚性联轴器的是_b和 c oa.万向联轴器；b.凸缘联轴器；c套筒联轴器；d弹性柱销联轴器。11、联轴器和离合器都是用来实现轴与轴之间的连接，传递运

18、动和动力。但联轴器与离合器的主要区别在于联轴器需要在停车后才能实现轴与轴的结合或分离，而离合器可使工作中的轴随时实现结合或分 离o三、分析计算题（共25分）1、在图示电动绞车系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件 3为蜗杆，件4为蜗轮。已知蜗轮蜗杆均为右旋，并且设计时U轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力能够相互抵消一部分，试回答下列问题（共16分）： 齿轮1的轮齿螺旋线方向是 旋。（2分） 在图中用箭头表示出重物上升时齿轮1和齿轮2的转动方向以及齿轮2在节点A所受的轴向力Fa2的方向。（4分） 重物上升时，在节点 B处画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力Ft3和径 向力Fr3的方向，在节点B处画出蜗轮

19、4所受的圆周力Ft4的方向。（4分） 若起重量 W50000N,蜗杆头数Z3=2,蜗杆分度圆直径d3=100mm蜗轮齿 数Z4=60,模数n=5,卷筒直径 D=300mm传动效率 n =0.75。试求节点 B 处Fa3和Fa4的大小。（6分）答： 左旋(2分)o 齿轮1、齿轮2的转动方向的方向如图所示(2分)，Fa2的方向如图所示(2 分)o 各分力方向如图所示。(4分) Fa3Ft42T4/d4 W D/(mZ4)50000300/(560)50000 N (3分)Fa4Ft3 2T3 / d3 2T4 /(id3)(3W D/(id3) 50000 300/(30 75 100 6667

20、N分)2、如图所示，某轴由一对 7209 AC轴承支承，轴承采用面对面安装形式。 已知两轴承径向载荷分别为 Fn=3000N, Fr2=4000N,轴上作用有轴向外载荷 A=1800N载荷平稳，在室温下工作，转速n=1000r/min。该轴承额定动载荷C=29800N内部轴向力S=0.4Fr，e=0.68，当量动载荷系数如下表所示。试计算此对轴承的使用寿命。（9分）Fa/Fr>eFa/Fr <eXYXY0.410.8710答：内部轴向力方向如图所示（2分）,S=0.4Fn=1200N(0.5S=0.4Fr2=1600N(0.5因为 A+S>S2 故 F ai二S = 1200

21、NF a2二S+A=3000N比较两轴承受力，只需校核轴承Fa2/Fr2=0.75>e(1P二XF2 +YF2=0.41*4000+0.87*3000=4250N(1分)6L 2(Cp)35240.5 h(2分)60n1、滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在跨距较大2、dn值大的滚动轴承应采用油润滑，而dn值小的滚动轴承或工作温度较高情况下可采用润滑脂润滑3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有相对滑动的两表面间必须 形成收敛的楔形间隙：.被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出； 润滑油必须有一定的粘 度供油要充分4、混合摩擦（非液体摩擦）滑动

22、轴承计算应校核V、 PV值。5、列举两种刚性联轴器的名称，并说明是否具有补偿轴向。径向或角向位移的能力：套筒式联轴器（无补偿能力）凸缘式联轴器（无补偿能力）。6、轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称 _心轴；只承受扭矩称传动轴；承受弯矩和扭矩称转轴。7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Zv=z/cos 3 ;标准模数和压力角在齿轮大端；受力分析和强度计算用平均分度圆直径。8、带传动的主要失效形式为打滑 和疲劳破坏。9、带工作是截面上产生的应力有 拉应力 , 弯曲应力离丿心应力10、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是_相等的，大小齿轮得一、选择题:的弯曲应力是_不等的。二、选择题（11分）每空1分1、 滚

23、动轴承内圈与轴配合的正确标注应为_COA . 30H7/k6 B. 30H7 C . 30k62、 下列滚动轴承密封装置，其中AC是属于接触式密封，而BD是属于非接触式密圭寸。A .毡圈密圭寸B .甩油环C .密圭寸环D .缝隙密圭寸3、在 B情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高A .重载 B .高速 C .工作温度 D .高承受变载或冲击振动载荷4、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称D。A .液体摩擦 B .半液体摩擦 C .混合摩擦 D .边界摩擦5、半圆键联接当采用双键时两键应 _D布置。A .在周向相隔9 0oB .在周向相隔120oC .在周向相隔18 0oD

24、 .在轴向沿同一直线6、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应_BoA .增加螺栓刚度。B 降低螺栓刚度。C .降低被联接件刚度。7、弹簧A的刚度为K1,弹簧B的刚度为K2,两弹簧并联的刚度为CoA . KI B . K2 C . K1+K2D .K1K2/(K1+K2)8、强度等级为6 .8级的螺栓材料as=D MPaoA .6 0 0 B .8 0 0 C .680 D.4 8 09、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取_BoA .任意值B .等于链节长度的偶数倍C.等于链节长度的奇数倍10、带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮曹楔角较大B?A .大轮 B .小轮

25、C .主动论 D .从动得四、分析题（30分）每题10分1、在图示轴的结构图中存在多处错误， 请指出错误点，说明出错原因,并加以改正。图4-1；C2无间隙、无密圭寸03键太长C4无定位轴肩C5无轴肩高于内圈高度O7轴和轮毂一样长，起不到定位作用;C无垫片采用反装。CC无定位;指出1处（0.5分）改正1处（0.5分）第24页2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图，连续工作，搅拌机转速n =30 r/min，电动机转速 nd = 1440 r/min ，功率 P = 5.5 kW。试设计传动方案，画出传动简图，分配各级传动比。各种传动的单级传动比常用值见F表。（10分）总传动比:i=n/n d=14

26、40/30=48（2 分）方案：电动机 带传动（i=3） 蜗杆传动（i=16）（4 分）方案图（4分）1、电动机第25页、搅链传动< 6蜗杆传动8403、传动力分析如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。已知蜗杆为 主动，且按图示方向转动。试在图中绘出:(1) 各轮传向。(2.5分)(2) 使II、山 轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。(2分)(3)各啮合点处所受诸分力Ft、Fr、Fa的方向。(5.5 分)图4-3试题纸专业:机电一体化队另1：卷型:A卷课程名称:机械设计考试日期：考试方式：闭卷学生学号:学生姓名:在试题纸上答题无效，教师命题时不需要留出答题空间一、选

27、择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的 四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的 括号内。1. 在一般工作条件下，齿面硬度HBC 350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【b】A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合D.齿面塑性变形2 . 带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【c】A.包角a太小B.初拉力F0太小C.紧边与松边拉力不等D.传动过载3 .在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【b】A. 6208 B. N208 C. 3208 D. 52084 . 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【d】A.粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹C

28、.梯形螺纹D.锯齿形螺纹5. 在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【c】A.减小齿面滑动速度u s B.减少蜗杆头数乙C.增加蜗杆头数ZiD.增大蜗杆直径系数q6 .在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【d】A. 弹簧外径与簧丝直径之比值B. 弹簧内径与簧丝直径之比值C. 弹簧自由高度与簧丝直径之比值D. 弹簧中径与簧丝直径之比值7.普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【b】A. 90° B. 120°C.135 °D.180°8 . V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在 【d】A. V带离幵大带轮处B.

29、 V带绕上大带轮处C. V带离幵小带轮处D. V带绕上小带轮处9对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【d】A.拉力B.扭矩C.压力D.拉力和扭矩10.滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【d】A.制造困难B.要使用较长的销轴C.不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力二、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中 横线上。1. 1.轴如按受载性质区分，主要受 弯矩的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。2. 代号62203的滚动轴承，为 轴承，其内径为mm 。3. 在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽 b应取4. 普通平键联接的工作面是键的 ;楔键联接的工作面是键的。5. 为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用 制。6 .不随时间变化的应力称为,随时间变化的应力称为，具有周期性的变应力称为 07 .按照平面图形的形状，螺纹分为 、和等。8 按照工作条件，齿轮传动可分为 和两种。9. 齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按 设计公式确 定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。10. 直径较小的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮和轴做成一体，称为0三、简答题：本大题共 6个小题，每题5分，共30分。把答案填在题中 横线上。1