上海工程技术大学期末机械设计A

1、20152016 学年第一学期考试试卷主考教师：陆宁课程代码 010334 学院_ 级_ 姓名_号_机械设计课程试卷 A 参考答案及评分标准（本卷考试时间 120 分钟）题号二三四五六七八九十总得分题分101515104010得分一、判断题（本题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分，请用和 X表示正确与错误）题号12345678910答案VVVXVVVXXX1. 变应力不一定只由变载荷产生。（）2. 螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能愈好。（）3. 平键是靠键的两侧面来传递载荷。（）4. 重要的螺栓连接不采用 12mm 以下直径是因为太细的螺栓不能有效定位（）5. 带传动转速不能过高，

2、否则会因离心力过大使得传动能力下降（）6. 齿轮啮合的设计应使得小齿轮比大齿轮的硬度高些（）7. 蜗杆传动，蜗杆头数越少，传动效率越低。（）8. 选用滑动轴承的润滑油时，转速越高，选用油的粘度越高。（）9. 深沟球轴承不能承受轴向力（）10.因为滚动摩擦系数小于滑动摩擦系数，滚动轴承比滑动轴承更适合于高转 速的场合。（）二、选择题（本题共 15 小题，每小题 1 分，共 15 分）请将答案填写在下表对应空 格内题号123456789101112131415答案CBCDCAABBCCCACC1. 影响零件疲劳强度的综合影响系数 K。与_ 因素有关。A.零件的应力集中、加工方法、过载 B.零件的应

3、力循环特性、应力集中、加 载状态C.零件的表面状态、绝对尺寸、应力集中D.零件的材料、热处理方法、绝对尺寸2. 零件的计算安全系数为 _比。A.零件的极限应力与许用应力 B.零件的极限应力与工作应力C.零件的工作应力与许用应力 D.零件的工作应力与极限应力3. 当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用。A.螺栓连接 B.螺钉连接 C.双头螺柱连接 D.紧定螺钉连接4._ 平键联接的可能失效形式有 。A.疲劳点蚀B.弯曲疲劳破坏 C.胶合D.压溃、磨损、剪切破坏等5._ 三角传动工作时， 与带轮轮槽接触的是_。A.带的底面B.带的顶面C.带的两侧面6.带和齿轮组成的多级减

4、速传动中，带传动应放在7.设计中限制小带轮的直径 DDimin 是为了A.限制带的弯曲应力 B.限制相对滑移量C.保证带与轮面间的摩擦力 D.带轮在轴上安装的需要8.齿轮传动按接触疲劳强度设计di时，该式中的应该取9. 一对圆柱齿轮，在确定大小齿轮的宽度时，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮 的宽一些，其目的A.使小齿轮的弯曲强度比大齿轮的高一些B.便于安装，保证接触线长度C.使传动平稳，提高效率 D.使小齿轮的接触强度比大齿轮的高一些10.蜗杆传动比的表达式为11. 蜗杆传动的主要失效形式是A.齿面疲劳点蚀B.齿根的弯曲折断 C.齿面的胶合和磨损D.齿面的塑性A.高速级B.低速级 C.高、低均可

5、A.max12B.min12C.1D.2A.in1d2n2d1B.i匹 5n2d2变形12. 转轴工作时主要承受13. 下列场合采用滑动轴承，其中 _是错误的。A.轴向尺寸小 B.剖分式结构 C.承受冲击载荷 D.旋转精度高14. 在非液体润滑滑动轴承中，限制 p 值的主要目的是 _。A. 防止轴承衬材料过度磨损 B. 防止轴承衬材料发生塑性变形C.防止轴承称材料因压力过大而过度发热 D.防止出现过大的摩擦阻力矩15. 滚动轴承的基本额定寿命是指一批同规格的轴承在相同的试验条件下运转，其中_轴承发生破坏时所达到的寿命。A.1%B.5%C.10%D.20%三、简答题（本题共 3 小题，每小题 5

6、 分，共 15 分）1. 简述提高螺纹连接强度的措施。（1）降低螺栓的应力幅 - （1 分）（ 2）改善螺纹牙间载荷分配不均 - （1 分）（3） 减少应力集中 - （1 分）（4） 避免附加弯曲应力 - （1 分）（5） 采用合理制造工艺 - （1 分）2. 简述带传动中发生弹性滑动和发生打滑的原因。弹性滑动是由于带的拉力差使紧松边带的弹性变形不同而引起带与带轮间的微 量滑动；- （3 分）打滑是由于带传动过载而引起，是带传动的失效形式。 - （2 分）A.纯扭矩B.纯弯矩 C.扭矩和弯矩D.摩擦力矩3. 写出轴承型号 7208AC/P5 中各位数字和字母的含义。1 分）1 分）1 分）1

7、分）- （1 分）四、分析题（本题共 2 小题，每小题 5 分，共 10 分）1.图示蜗杆-斜齿轮传动，已知蜗杆为左旋，转向如图示，（1）画出蜗轮的转向；（2）欲使 II 轴的蜗轮2和齿轮3的轴向力抵消一部分，确定斜齿轮 旋线方向；（3）分别求出蜗杆、蜗轮上所受轴向力的方向。1）蜗轮转向如图示。 - （1 分）2）斜齿3为左旋，4为右旋。 - （2 分）3）蜗杆、蜗轮上各力方向如图示 - （2 分）2. 写出图示 N 曲线中 CD 段的方程式（须说明式中各参数的含义）， 括号内坐标代号。CD 段的方程式：式中：c rN- 有限寿命疲劳极限 -（1 分 ）（对应的循环次数为 N,应力比为 r）C

8、 和 m 均为材料常数。（1 分）E（N0, c r） （1 分） 五、计算题（本题共 4 小题，共 40 分）3、4 的螺写出 E 点mrNNC -2 分）1.已知某钢制零件材料的机械性能-i=480MPa（T 0=7OOMPa（T s=700MPa 零件疲劳极限的综合影响系数 KT=1.2。已知作用在零件上工作应力：TmaF450MPa,Tmin= 150MPa 应力变化规律为 Tm=C（常数）。试求：（1）绘制该零件的极限应力线图，需注明各特殊点的代号及坐标值（=50Mpa/ 每小格）（4 分）（2） 用图解法确定该零件的计算安全系数 SCa。（ 4 分）（3）若设计安全系数 S=2.5

9、，该零件是否满足强度的要求。（2 分）（1）绘制出该零件的极限应力线图：（3 分）2. 柴油机缸盖通过 12 个 M22（d120mm 的普通螺栓固定在缸体上。已知：缸盖 承受的轴向工作载荷 在 0 与 96KN 之间作周期性变化，螺栓的许用拉应力T=144MPa固定在缸体上螺栓的相对刚度为 0.9。要求：分）A 点坐标:，L且K2詈400MPaA 点坐标为（0,400）（C 点坐标:s,0C 点坐标为（700, 0）（1分）D 点坐标:2 2K350MPa，卡型292MPa,D 点坐标为（350, 292）;2 1.2（1 分）M 点坐标max min2450 1502300MPa,max

10、min2450 150150MPa（2 分）计算安全系数Sca:点坐标（300,307） ,SCame aemax观越1.35-450ScaVS,该零件强度不够（2分）（1） 按预紧力 F0为工作拉力 F 的 1.2 倍的情况，校核螺栓的静强度。（6 分）（2） 求疲劳强度计算时螺栓危险剖面上的 Tmax、Tmin。（ 4 4 分）解：（1）求单个螺栓所受的工作载荷 F: F= Fzmax- Z= 96000 宁 12= 8000 （N）- （2 分）F2= F0+0.9F = 1.2F+0.9F = 16800（ N）-（2 分）（2 分）3.已知某直齿圆柱齿轮闭式传动，齿轮参数为：m= 3

11、mrp 乙=24, 4= 72mrp Z2=77, b2=68mm 大小齿轮材料均为 40C 并经表面淬火处理，H,=1080MPaH2= 1030MPa F1= （TF2= 437MPa ZE= 189.8jMPa,ZH2.5, YFa1=2.65 , YFa2= 2.27 , Ysa= 1.58 , Ysa2= 1.76，接触强度载荷系数 KH= 1.72，弯曲强度载荷系数 KF=1.69，小齿轮转速 n1= 955r/min，小齿轮传递的功率 P=35KW试计算该对齿轮接触强度是否满足？（10 分）解：校核接触强度d1=mZ=3 24=72mm- （1 分）b 68mm-（1 分）求螺栓

12、所受的总载荷 F2：求螺栓的计算应力ca （T ca=4 1.3 F2di4 1.3 1680020269.56Mpa（2）maxF21680016800A-d2120244minF096009600Ad21-2024453.5MPa-（2 分）30.6MPa-（2 分）可供选择的公式:1.HZEZH2KT1ubd12uH，2. F2KTYFa艮abm2z9.55 106P9.55 106亜m95553.5 10 Nmm-（2分）螺栓静强度足够u=Z2/Z1=77/24=3.2- （1 分）由H1 H2,所以取H H21030MPa-（1 分）故该对齿轮接触疲劳强度满足要求。 - （1 分）4

13、.斜齿轮安装在轴承之间的中部，已知斜齿轮15，分度圆直径d 120mm 轴的径向力Fr1193N,轴向力Fa849 No采用一对 70000 型轴承，已经算得轴承的 径向力分别为：Fr11615N,Fr21812N,轴的转速山1440r/min ,载荷系数fp1.1,若轴承的额定动载荷C 28800N，试计算轴承的寿命。（10 分）内部轴向力eFa/FreXYXYFd= 0.7Fr0.7100.410.85解:Fd10.7Fr11131N,Fd20.7Fr21268N-（2 分）方向如图示，则由Fd1Fa1131 849 1980N Fd21268N-（ 1 分）则轴承 2 被“压紧”，轴承 1 “放松”Fa1Fd11131N,Fa2Fd1Fa1980 N-（2 分）2.5ZE2KTIu 1 bdi2u2.5 189.82 1.723.5100001004.6MPa p 1030MPa-（3 分）Fa1Fr111311650.7Fa 219801812e-（1分）所以Rfp（X1Fr1YaJ1.1 1615 1777N-（1分）P2fp（X2&2YFa2） 1.1 （0.41 18120.85 1980）266