科大复试试题0解答

1、河南科技大学2001 级机械设计期终考试试卷答案( 2002 至 2003学年第二学期 )一、单项选择题 (每小题 1 分，共 15分 )1 键的剖面尺寸b × h 通常是根据 _ D_ 从标准中选取。A、传递的转矩B、传递的功率C、轮毂的长度D 、轴的直径 d2.工作时仅受预紧力 F 0 作用的紧螺栓联接，其强度校核公式为： ca =4*1.3F 0 /(21.3 是考虑 _ B_ 。d 1 ) ，式中的A、可靠性系数B、螺杆受拉扭联合作用C、螺纹中的应力集中D、载荷变化与冲击3.在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是_ C_ 。A、提高联接强度B、提高联接刚度C、防松

2、D 、减小每圈螺牙上的受力4.一定型号的普通 V 带传动，当小带轮转速一定时，其所能传递的功率增量p 取决于 _ C_ 。A、小带轮上的包角B、大带轮上的包角C、传动比D 、带的线速度5.带传动在工作中产生弹性滑动的原因是_ C_ 。A、传递的功率过大B、带的弹性C、紧边与松边的拉力差D、B 和C6.带传动正常工作时，紧边拉力F 1 与松边拉力 F 2 应满足的关系是_ B_ 。A、 F1<F2B、 F 1 - F 2 =F eC、 F1 /F 2=ef D、F1 +F2 =F 07.普通 V 带传动张紧轮安装的最合适位置是_ C_ 。A、紧边靠近小带轮外侧B、松边靠近小带轮外侧C、松边

3、靠近大带轮内侧D 、松边靠近小带轮内侧8.在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应_ D_ 。A、增大链节距和链轮齿数B、减小链节距和链轮齿数C、增大链节距和减小链轮齿数D 、减小链节距和增大链轮齿数9.大链轮齿数不能取得过多的原因是_ C_ 。A、齿数越多、链条的磨损就越大B、齿数越多、链条的动载荷与冲击就越大C、齿数越多、链条磨损后，就越容易发生脱链现象D、齿数越多、链传动的噪声就越大10.一对直（斜）齿圆柱齿轮设计中，通常把小轮的齿宽做的比大轮宽一些，其主要原因是_ A_ 。A、为了便于安装，保证接触线长B、为使传动平稳C、为了提高齿面接触疲劳强度D、为了提高传动效率11.在

4、直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，而增大模数m,则可以 _ A_ 。A、提高轮齿的弯曲疲劳强度B、提高轮齿的接触疲劳强度C、弯曲与接触疲劳强度均可提高D、弯曲与接触疲劳强度均不变12.下列 _ A_ 的措施可以降低齿向载荷分布系数K 。A、把一个轮齿作成鼓形B、轮齿进行修缘C、增加轮齿的宽度D、增大重合度13.按基本额定动载荷通过计算选用的滚动轴承，在预定的使用期限内，其工作的可靠度为_ B_ 。A、 50%B、90%C、 95%D 、99%14._ D_ 不是滚动轴承预紧的目的。A、增大支承刚度B、提高旋转精度C、减小振动与噪声D、降低摩擦阻力15.按弯扭合成计算轴的应力时，要引人折合系数，

5、 是考虑 _ C_ 。A、轴上键槽削弱轴的强度B、合成正应力时的折合系数C、正应力与切应力的循环特性不同D、正应力与切应力的方向不同二、填空题（共10分）1为使 V 带与带轮轮槽更好接触，轮槽楔角应( 小)于带截面的楔角。2.不完全液体润滑滑动轴承验算平均压力pp 的目的是 （避免压力过大润滑油被挤出造成过度磨损）；验算 pvpv 的目的是 （限制轴承温升、避免胶合失效）。3. 在设计动力润滑滑动轴承时，若减小相对间隙 ，则轴承承载能力将 ( 提高 ) ；旋转精度将 ( 提高 ) ；温升将 ( 上升 ) 。4.在齿轮传动的齿根弯曲强度计算中的基本假设是将轮齿视为( 悬臂梁 ) ；齿面接触疲劳强

6、度计算以节点P 为计算点的理由是 ( 节点 P 是单齿啮合区，受力较大、点蚀常发生在靠近节点的齿根面上、节点纯滚动不利于形成油膜摩擦力大 ）。5.开式齿轮传动设计的准则是（按齿根弯曲强度设计，将计算出的模数加大10-20%以考虑磨损的影响）。三、分析简答（或作图）题（共 35分）1.(8分) 由变速电机与V 带传动组成传动装置。靠改变电机转速输出轴可以得到三种转速：300r/min、 450r/min和600r/min。若输出轴功率不变，带传动应按哪一种转速设计？为什么？答：应按低转速300r/min设计。输出轴功率不变，输入轴功率P=Fe V/1000 也不变，转速n带速v带的有效拉力Fe：

7、按低转速（即较大的Fe ）设计带传动不打滑，则以高转速（即较小的Fe）运转时一定不会打滑；传递较大的Fe 时带的疲劳寿命满足要求，则传递较小的Fe 时也满足疲劳寿命要求。2.(10分) 有一同学设计闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动: 方案一其参数为：m=4mm、Z1 =20 Z 2 =60 ，经强度计算其齿面接触疲劳强度刚好满足设计要求，但齿根弯曲应力远远小于许用应力，因而又进行了两种方案设计。方案二为：m=2mm 、 Z 1 =40、Z2 =120，其齿根弯曲疲劳强度刚好满足设计要求；方案三为：m=2mm、Z1 =30 、Z2 =90 。假设改进后其工作条件、载荷系数问： 1) 改进后的方案二、方

8、案三是否可用？为什么？K 、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，2) 应采用哪个方案更合理？为什么？答： 1）中心距aI =aII =160， aIII =120方案二可用，方案三不可用aI=aII =160、其工作条件、载荷系数K、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，齿面接触疲劳强度不变；同时方案二m=2mm齿根弯曲疲劳强度刚好满足设计要求，方案二可用。aIII=120aI =160，方案三齿面接触疲劳强度不满足。2）应采用方案二更合理在满足齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的条件下，采用较多的齿数z重合度 传动平稳性；采用较小的模数m da齿坯小节省材料、ha 齿面滑动小磨损小、轮齿小齿槽

9、小金属切削量小，刀具寿命长。3（ 8 分）根据液体润滑一维雷诺方程?p/ ?x=6 v(h-h 0 )/h 3，试分析图中四种摩擦副，在摩擦面间哪些摩擦副不能形成油膜压力，为什么？（v为上平板的速度、下平板静止；油有一定的粘度。）答：图 a) ：h=c， h-h 0=0， ?p/ ?x=0，不能形成压力油膜；图 b) ：h2<h0 ，?p/ ?x<0，始终只能形成负压，不能形成正压力油膜；图 c) ：在 h1 h0 之间 ?p/ ?x>0；在 h0 h2 之间 ?p/ ?x<0；可以形成收敛性的油楔，形成动压油膜；图 d) ：v=0， ?p/ ?x=0，不能形成压力油膜

10、。4（ 9 分）图示为一起升机构传动简图。已知：电机轴转向（图中n1），重物 Q的运行方向（图中v）。试确定：1).蜗杆螺旋线的旋向（绘入图中）；2).分别画出锥齿轮、蜗杆蜗轮在啮合点处圆周力F t 、轴向力 F a 的方向。四、计算题 （共 30分）1、 (8 分) 某轴受弯曲稳定变应力作用, max=250MPa 、 min =-50MPa。已知轴的材料为合金钢，该材料的 -1 =450MPa、 0=700MPa、 s=800MPa，综合影响系数K =2.0 ，寿命系数K N=1.2, 试:1）绘制该零件的简化疲劳极限应力图;2）分别用图解法和解析法计算此轴的安全系数。比例尺： 10MPa

11、/1mm解： a =（ max- min /2=150MPa, m=（ max+ min ） /2=100MPa, 工作应力点 M(100,150) =（2-1 - 0 )/ 0=0.285A(0,K N-1 /K ) A(0,270) D(KN 0/2,K N 0 /2K ) D(420,210);C( S,0) (800,0)作出零件的极限应力图 ADGC、零件工作应力点 M，得到极限应力点M'解析法得： s =KN -1 /(K a+ m)=1.643图解法得： s =OM/OM=1.6532.(12 分) 图示为一压力容器盖螺栓组联接 , 已知容器内径D=250mm，内装具有一

12、定压强的液体，沿凸缘圆周均匀布置12 个M16（d1=13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用应力 =180MPa，螺栓的相对刚度 Cb /(C b +C m)=0.5 。按紧密性要求，残余预紧力F 1=1.8F， F为螺栓的轴向工作载荷。1）、试计算该螺栓组联接允许容器内液体的最大压强pmax= ？此时螺栓所需的预紧力F0 = ？2）、试用螺栓受力变形图定性说明若保持预紧力F0，载荷 F 和被联接件的刚度Cm 不变，将螺栓刚度Cb 减小后，此螺栓联接静强度和紧密性的变化。解： 1）4*1.3F22 /5.2=20815NF=F+1.8F=2.8F ，F=F /2.8=7434N2/( d

13、) ，F d12122F =12F=89207N,Pmax=F /( D2 /4)=1.81MPaF0=F2 -CbF/(C b+Cm)=20815-0.5*7434=17098N3.(102）保持预紧力F0 不变减小螺栓刚度Cb 时，螺栓的总载荷F2 将减小（静强度提高）残余预紧力F1 将减小（紧密性变差）。分) 某轴选用一对30208E 型圆锥滚子轴承支承如图示。已知两支承上的径向力F r1 =5000N 、 F r2 =2500N ，斜齿轮与锥齿轮作用在轴上的轴向力为Fae1 =500N 、Fae2=350N，方向如图示。轴的转速n=1000r/min载荷系数 f p=1.2 ，温度系数

14、f t =1。试计算轴承的寿命L h=？注： 30208E轴承Cr =59800N、 e=0.37 、Fb=Fr /(2Y)；当时 X=1、Y=0；当Fae1/F r >e 时 X=0.4 、 Y=1.6。解： Fd1=Fr1 /(2Y)=1562.5N, Fd2 =Fr2 /(2Y)=2000N ,方向如图示。 F d2 +Fae1 =1281.3N<Fd1+Fae2 =1912.5N, 轴承2“压紧”，轴承1“放松” F a1 =Fd1=1562.5N, F a2=Fd1+Fae2 -F ae1 =1412.5N F a1/F r1 =0.31<e x=1, y=0 P1 =1.2F r1 =6000N F a2 /F r2 =0.69>e x=0.4, y=1.6 P2=1.2(0.4Fr1 +1.6F r1 )=3912N P2>P1 , L h=106 (Cr /P 2 ) (10/3) /60n=35510h得分 评卷人五、结构改错题 （ 10分）指出图中的结构错误