(华南理工大学)机械设计试卷2010A+答案

1、姓名 学号 学院 专业 座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 )密封线线_ _ 诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试2010机械设计试卷（A）注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3考试形式：闭卷； 4. 本试卷共四大题，满分100分，考试时间120分钟。题 号一二三四总分得 分评卷人一、 说明零件标记的正确含义或给出正确标注（每题1分，共10分）（1） 螺栓 M16100 GB/T 5781-2000（2） 键 1025 GB/T 1096-2003（3） 销 10100 GB/T 117-2000（4） A1000 GB/T 1

2、1544-1997（5） SPB 2240 GB/T 11544-1997（6） 08A-1-87 GB/T1243-1997（7） 内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，正常结构，0组游隙。（8） 内径为35mm，19尺寸系列的角接触球轴承，5级公差，接触角为40，0组游隙。（9） 内径为120mm，32尺寸系列的调心滚子轴承，0级公差，正常结构，2组游隙。（10） YL6联轴器 GB/T 5843-2003二、 非标准件简答题与填空题（每题2.5分，共10分）（1） 电动机通过三套减速装置驱动运输带，三套减速装置为：圆柱齿轮减速器、套筒滚子链传动和V带传动，其排列次序应如何？

3、为什么？（2） 链轮齿形的设计应保证：尽量减少链节与链轮啮合时的_；有一定能力适应链条因_而导致的节距增长；方便_。（3） 蜗杆传动特点是：能实现大的传动比，_，_，_，具有_，但由于在啮合齿面间产生很大的相对滑动速度，_，_，且常需耗用_，故不适用于_和_工作的传动。（4） 按其滑动表面间润滑状态的不同，可分为_，_和_。三、 设计计算题（1）一压力容器的螺栓组连接如下图所示。已知容器的工作压力p=12MPa，容器内径 D=78mm，螺栓数目z=6，采用橡胶垫片。试确定螺栓直径的最小值。已知参数与公式：1）剩余预紧力F”=1.6F，F为工作拉力；2）连接件与被连接件刚度系数：C 1/(C 1

4、C 2)= 0.9，C2/(C1C2)=0.1；3）预紧力；4）s=230.77MPa。（15分）三（1）题图（2）一二级斜齿圆柱齿轮传动中，齿轮4转动方向如下图所示，已知轴为输入轴，齿轮4为右旋齿。为使中间轴所受的轴向力抵消一部分，试在图中标出：（1）各轮的轮齿旋向；（2）各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。（10分）三（2）题图（3）一传动装置，采用一对角接触球轴承，并暂定轴承型号为7307AC，其额定动载荷为C=32800 N。已知轴承载荷R1=1200 N，R2=2050 N，FA=880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000 h，试通

5、过计算判断所选轴承型号是否恰当？已知参数：1）70000AC型轴承e=0.68；2）内部轴向力S=0.7R；3）A/Re时，X=0.41、Y=0.87；3）轴承的温度系数fT=1；轴承的载荷系数fF=1.5。（20分）三（3）题图四、 其他设计问题（1）写出形成流体动压润滑的3个必要条件，并判断下图中哪些可以形成流体动压润滑。（10分）题四（1）图（2）试绘出带传动应力分布图，说明各种应力变化情况，并指出最大应力的位置和最小应力的区间。（10分）（3）写出3种螺纹摩擦防松的方式。（5分）（4）在图下的错误分析行中，按编号指出箱体轴承座部位的设计错误，在正确图例中简单并绘制正确结构。（10分）错

6、误图例错误分析错误编号说 明12345正确图例2010机械设计试题(A)五、 说明零件标记的正确含义或给出正确标注（每题1分，共10分）（11） 螺栓 M16100 GB/T 5781-2000答：公称直径16mm，长100mm全螺纹六角头螺栓标记为：（12） 键 1025 GB/T 1096-2003答：圆头普通平键（A 型），b=10mm,h=8mm,l=25mm （13） 销 10100 GB/T 117-2000答：直径为10 mm，长为100 mm，材料为35号钢，热处理硬度为HRC2838，不经表面处理的圆锥销：（14） A1000 GB/T 11544-1997答：基准长度为10

7、00 mm的普通A型V带：（15） SPB 2240 GB/T 11544-1997答：基准长度为2240 mm的SPB型窄V带：（16） 08A187 GB/T12431997答：A系列、节距12.7mm、单排、87节的滚子链：（17） 内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，正常结构，0组游隙。答：6308（18） 内径为35mm，19尺寸系列的角接触球轴承，5级公差，接触角为40，0组游隙。答：71907B/P5（19） 内径为120mm，32尺寸系列的调心滚子轴承，0级公差，正常结构，2组游隙。23224/C2（20） YL6联轴器 GB/T 5843-2003答：主动端为

8、J型轴孔，A型键槽，d=30 mm，L=60 mm；从动端为J1型轴孔，B型键槽，d=28 mm，L=44 mm 的凸缘联轴器六、 非标准件简答题与填空题（每题2.5分，共10分）（5） 电动机通过三套减速装置驱动运输带，三套减速装置为：圆柱齿轮减速器、套筒滚子链传动和V带传动，其排列次序应如何？为什么？答：V带传动-齿轮传动-链传动。带传动吸振、平稳，放在初始端；齿轮传动准确，放在中间；链传动瞬时传动比不准，容易振动，放在最后端。（6） 链轮齿形的设计应保证：尽量减少链节与链轮啮合时的冲击和接触应力；有一定能力适应链条因磨损而导致的节距增长；方便加工制造和安装。（7） 蜗杆传动特点是：能实现

9、大的传动比，结构紧凑，传动平稳，噪声低，具有自锁性，但由于在啮合齿面间产生很大的相对滑动速度，摩擦发热大，传动效率低，且常需耗用有色金属，故不适用于大功率和长期连续工作的传动。（8） 按其滑动表面间润滑状态的不同，可分为液体润滑轴承，不完全液体润滑轴承和无润滑轴承。七、 设计计算题（1）一压力容器的螺栓组连接如下图所示。已知容器的工作压力p=12MPa，容器内径 D=78mm，螺栓数目z=6，采用橡胶垫片。试确定螺栓直径的最小值。已知参数与公式：1）剩余预紧力F”=1.6F，F为工作拉力；2）连接件与被连接件刚度系数：C 1/(C 1C 2)= 0.9，C2/(C1C2)=0.1；3）预紧力；

10、4）s=230.77MPa。（15分）三（1）题图解： 1）求每个螺栓所受的工作拉力F N2）按紧密性要求选取剩余预紧力F”F”=1.6F=1.69556=15291 N3）求应施加在每个螺栓上的预紧力F N4）求单个螺栓所受的总拉力F0 N5）确定螺栓直径mmM16。解毕。（2）一二级斜齿圆柱齿轮传动中，齿轮4转动方向如下图所示，已知轴为输入轴，齿轮4为右旋齿。为使中间轴所受的轴向力抵消一部分，试在图中标出：（1）各轮的轮齿旋向；（2）各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。（10分）三（2）题图答：见图（3）一传动装置，采用一对角接触球轴承，并暂定轴承型号为7307AC，其额定动载

11、荷为C=32800 N。已知轴承载荷R1=1200 N，R2=2050 N，FA=880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000 h，试通过计算判断所选轴承型号是否恰当？已知参数：1）70000AC型轴承e=0.68；2）内部轴向力S=0.7A；3）A/Re时，X=0.41、Y=0.87；3）轴承的温度系数fT=1；轴承的载荷系数fF=1.5。（20分）三（3）题图 解：（1）先计算轴承1、2的轴向力A1、A2（参见图18-6b）因为所以而 （2）计算轴承1、2的当量动载荷可得X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为

12、 （3）计算所需的径向额定动载荷C因两端选择同样尺寸的轴承，而P2P1，故应以轴承2的径向当量动载荷P2为计算依据。按式：C故所选7307AC轴承合适。八、 其他设计问题（1）写出形成流体动压润滑的3个必要条件，并判断下图中哪些可以形成流体动压润滑。（10分）题四（1）图答：(1）两摩擦表面必须有一定的相对滑动速度；(2）充分供应具有适当粘度的润滑油；(3）相对运动的两表面应当形成收敛的楔形间隙，即使润滑油由大口流入、小口流出。a、d。（2）试绘出带传动应力分布图，说明各种应力变化情况，并指出最大应力的位置和最小应力的区间。（10分）答：（3）写出3种螺纹摩擦防松的方式。（5分）（4）在图下的

13、错误分析行中，按编号指出箱体轴承座部位的设计错误，在正确图例中简单并绘制正确结构。（10分）错误图例错误分析错误编号说 明12345正确图例答：错误分析错误编号说 明1普通螺栓连接时应留有间隙2轴承座及加强肋设计未考虑拔模斜度3轴承盖螺钉不能设计在剖分面上4螺母支承面处应设加工凸台或鱼眼坑5螺栓连接应考虑防松，加垫片正确图例2010机械设计试题(A)九、 说明零件标记的正确含义或给出正确标注（每题1分，共10分）（21） 螺栓 M16100 GB/T 5781-2000答：公称直径16mm，长100mm全螺纹六角头螺栓标记为：（22） 键 1025 GB/T 1096-2003答：圆头普通平键

14、（A 型），b=10mm,h=8mm,l=25mm （23） 销 10100 GB/T 117-2000答：直径为10 mm，长为100 mm，材料为35号钢，热处理硬度为HRC2838，不经表面处理的圆锥销：（24） A1000 GB/T 11544-1997答：基准长度为1000 mm的普通A型V带：（25） SPB 2240 GB/T 11544-1997答：基准长度为2240 mm的SPB型窄V带：（26） 08A187 GB/T12431997答：A系列、节距12.7mm、单排、87节的滚子链：（27） 内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，正常结构，0组游隙。答：63

15、08（28） 内径为35mm，19尺寸系列的角接触球轴承，5级公差，接触角为40，0组游隙。答：71907B/P5（29） 内径为120mm，32尺寸系列的调心滚子轴承，0级公差，正常结构，2组游隙。23224/C2（30） YL6联轴器 GB/T 5843-2003答：主动端为J型轴孔，A型键槽，d=30 mm，L=60 mm；从动端为J1型轴孔，B型键槽，d=28 mm，L=44 mm 的凸缘联轴器十、 非标准件简答题与填空题（每题2.5分，共10分）（9） 电动机通过三套减速装置驱动运输带，三套减速装置为：圆柱齿轮减速器、套筒滚子链传动和V带传动，其排列次序应如何？为什么？答：V带传动-

16、齿轮传动-链传动。带传动吸振、平稳，放在初始端；齿轮传动准确，放在中间；链传动瞬时传动比不准，容易振动，放在最后端。（10） 链轮齿形的设计应保证：尽量减少链节与链轮啮合时的冲击和接触应力；有一定能力适应链条因磨损而导致的节距增长；方便加工制造和安装。（11） 蜗杆传动特点是：能实现大的传动比，结构紧凑，传动平稳，噪声低，具有自锁性，但由于在啮合齿面间产生很大的相对滑动速度，摩擦发热大，传动效率低，且常需耗用有色金属，故不适用于大功率和长期连续工作的传动。（12） 按其滑动表面间润滑状态的不同，可分为液体润滑轴承，不完全液体润滑轴承和无润滑轴承。十一、 设计计算题（1）一压力容器的螺栓组连接如

17、下图所示。已知容器的工作压力p=12MPa，容器内径 D=78mm，螺栓数目z=6，采用橡胶垫片。试确定螺栓直径的最小值。已知参数与公式：1）剩余预紧力F”=1.6F，F为工作拉力；2）连接件与被连接件刚度系数：C 1/(C 1C 2)= 0.9，C2/(C1C2)=0.1；3）预紧力；4）s=230.77MPa。（15分）三（1）题图解： 1）求每个螺栓所受的工作拉力F N2）按紧密性要求选取剩余预紧力F”F”=1.6F=1.69556=15291 N3）求应施加在每个螺栓上的预紧力F N4）求单个螺栓所受的总拉力F0 N5）确定螺栓直径mmM16。解毕。（2）一二级斜齿圆柱齿轮传动中，齿轮

18、4转动方向如下图所示，已知轴为输入轴，齿轮4为右旋齿。为使中间轴所受的轴向力抵消一部分，试在图中标出：（1）各轮的轮齿旋向；（2）各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。（10分）三（2）题图答：见图（3）一传动装置，采用一对角接触球轴承，并暂定轴承型号为7307AC，其额定动载荷为C=32800 N。已知轴承载荷R1=1200 N，R2=2050 N，FA=880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000 h，试通过计算判断所选轴承型号是否恰当？已知参数：1）70000AC型轴承e=0.68；2）内部轴向力S=0.7A；3）A/Re时，X=0.41、Y=0.87；3）轴承的温度系数fT=1；轴承的载荷系数f