贵州大学考研机械设计试题库及答案2014

1、1一、填空题1,轻载，转速高并要求旋转精度高的支承可采用（）轴承。当轴的跨度大，刚度低时可采用（）轴承。2， 在平键联接中，键的（）面是工作面，剖面尺寸 bh 是根据（）按标准选取。3， 齿轮传动的失效形式是（） ， （） ， （） ，（） 。4， 轴的结构设计中， 实现轴上零件轴向定位的方法有 （） ， （） 。5， 皮带传动中，松边应布置在（） ，链传动中松边应布置在（） 。6， 滑动轴承的常用材料中， （）不能单独制作轴瓦，只能贴附在轴瓦上作（） 。7， 齿轮的失效形式中，点蚀是由（）应力引起的，折断是由（）应力引起的。8， 角接触球轴承在使用中应（） ， （） 。9，一对相互啮合传动的

2、齿轮，其齿面接触应力H1和H2的大小关系是（） ，而齿根弯曲应力F1和F1的大小关系是（）。10，皮带传动不能保正精确传动比是因为皮带的（） ，而链传动的瞬时传动比变化则是由于链条的（） 。二、选择题1，带传动的主动轮圆周速度 V1，从动轮圆周速度 V2，带速度 V，则_。 （）A，V1=V=V2B，V1VV2C，V1VV2D，V1 e 时，X=0.41、Y=0.87；当 A/Re 时，X=1、Y=0；fT=1；fF=1.5；7307AC 轴承的径向额定动载荷 C=32800 N。 ） （14 分）60解： （1）先计算轴承 1、2 的轴向力 A1、A2：两个 70000AC 型轴承的内部轴向

3、力为11220.70.7 1200840N0.70.7 20501435NSRSR因为21N 1720880840SFSA所以N172012AFSA，N84011 SA（2）计算轴承 1、2 的当量动载荷：70000AC 型轴承 e=0.68，而68. 084. 02050172068. 07 . 012008402211RARA所以 X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为120.41 12000.87 8401222.8 N0.41 20500.85 17202302.5 NPP（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 P2P

4、1，故应以轴承 2 的径向当量动载荷 P2为计算依据。N 05.2913020001050006015 .23025 . 110603/163/1622hTPLnfPfC因为 C2C，故所选 7307AC 轴承合适。2、某两端固定轴采用一对深沟球轴承(6208)，已知轴上的轴向外载荷 Fa720，径向外载荷 Fr=2400N(对称布置)，1440r/min，fF1.2，fT1。额定动载荷 C29500，额定静载荷 C018000，求该对轴承的寿命。求 (1)两轴承的轴向力 A1、A2(4 分)(2)两轴承的当量动载荷 P1、P2，并指出哪个是危险轴承? (6 分)(3)计算轴承的寿命。(4 分

5、)Fr题四图 3解： R1=R2=1200NA/C0eA/Rexy0.0250.220.562.00.040.241.80.070.271.661（1）A1= Fa，A2=0。（2）A/C0=0.04， e=0.24,A1/R1=0.6eX1=0.56，Y1=1.8 ,X2=1, Y2=0P=xR+yA；P1=1968 N，P2=1200NP1P2轴承 1 危险（3）2256601036PfCfnLFthh六、改错题（六、改错题（10 分）分）下图所示为一齿轮轴部件图，请在有结构错误的地方用序号标出，并逐条写出错误的内容，不必改正。二、标准件（二、标准件（4 4 题共题共 1212 分，每小题

6、分，每小题 3 3 分）分）1、请按 GB/T 5781-2000 标准标注出：公称直径为 16mm、长 60mm 全螺纹六角头螺栓；并按 GB/T 41-2000 的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母。螺栓 M16 60GB/T 5781-2000螺母 M16GB/T 41-20002、请按 GB/T 1096-2003 标准标注出：宽为 18 mm、高为 11 mm、长为 100 mm 圆头普通平键；按 GB/T 119-2000标准标注出：直径为 10 mm，长为 100 mm，直径允差为 d4，材料为 35 号钢，热处理硬度为 HRC2838，不经表面处理的圆柱

7、销。键 18100 GB/T 1096-2003销 10100 GB/T 119-20003、根据下面所给出的轴承代号，指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、公差等级和游隙组别。62（1）6308/C3（2）7214B（3）30213/P46308/ C3表示内径为 40mm，03 尺寸系列的深沟球轴承，0 级公差，3 组游隙。7214B表示内径为 70mm，02 尺寸系列的角接触球轴承，接触角为 40，0 级公差，0 组游隙。30213/ P4表示内径为 65mm，02 尺寸系列的圆锥滚子轴承，4 级公差，0 组游隙。4、根据下面所给出带、滚子链编号，指出这些零件的公称尺寸。（1）带：A

8、1000 GB/T 11544-1997（2）链：08A188 GB/T12432006（注：此链的节距为 0.5 英寸）（1）A 1000 GB/T 11544-1997：基准长度为 1000 mm 的 A 型普通 V 带。（2）08A188 GB/T12432006：A 系列、节距 12.7mm、单排、88 节的滚子链三、问答题（三、问答题（4 4 题共题共 2020 分，每小题分，每小题 5 5 分）分）1、简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处。2、当设计链传动时，选择齿数和节距时应考虑哪些问题？3、闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？4、在具有稳定输入、输出功率的机器上，转轴以定速转

9、动，当不考虑外来冲击和载荷波动等作用时，请分别将内部受的是稳态应力或交变应力的零件的编号写入下面相应的分类中。A机箱箱体的地脚螺栓；B装有齿轮的旋转轴；C轴上的齿轮；D轴上的蜗杆；E轴上的滚动轴承；F轴上的平键；G联轴器上的螺栓；H轴上的销；I联轴器；J离合器；K输出端的滚子链；L输入端的 V 带（1）受稳态应力的零件是：A、F、G、H、I、J（2）受交变应力的零件是：B、C、D、E、K、L、（3）利用摩擦工作的零件有：A、E、J、G、L四、分析题（四、分析题（8 8 分）分）1、图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：轴为输入轴，转向如图所示。（1）在下图中标出各轮转向。 （2

10、分）（2）为使 2、3 两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出 3、4 两轮的螺旋线方向。 （3）在图中分别标出 2、3 两 轮 在 啮 合 点 处 所 受 圆 周 力tF、 轴 向 力aF和 径 向 力rF的 方 向 。（ 4 分 ）63（1）各轴转向如图所示。（2） 3 轮左旋，4 轮右旋。（3） 2、3 两轮的各分力方向下图所示。Fa3Fr3Ft3Ft2Fr2Fa2五、计算题（五、计算题（2 2 题共题共 2020 分，每小题分，每小题 1010 分）分）1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径 D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布 12 个 M16（1d1

11、3.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力 180MPa，螺栓的相对刚度/()0.5bbmccc，按紧密性要求，剩余预紧力1F=1.83F，F为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强maxp及每个螺栓连接所需的预紧力0F。1、计算每个螺栓允许的最大总拉力：212 .24 1.320815 .1dFN 分分641、计算容器内液体最大压强212maxmax2.8 .1208157434 .12.8/4.1121.82.1aFFFFFNDFppMP分分分分3、02.2(208150.5 7434)17098 .1bbmCFFFCCN分分2、下图所示为一对角接触球轴承支

12、承的轴系，轴承正安装（面对面） ，已知两个轴承的径向载荷分别为1RF=2000N，2RF= 4000N，轴上作用的轴向外加载荷XF=1000N,轴承内部附加轴向力SF的计算为SF=0.7RF，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比ARFFe 时，X= 0.41，Y= 0.87，当ARFFe，X=1，Y=0，e = 0.68，载荷系数fp= 1.0，试计算： （1）两个轴承的轴向载荷 FA1、FA2；2）两个轴承的当量动载荷 P1、P2。解： （1）1122120.70.7 20001400 .10.70.7 40002800 .11400 10002400.1SRSRSXSFFNFFNFFF分分分轴承

13、 1 为压紧端，轴承 2 为放松端1 分1222800 100018002800AASFNFFN.2 分65(2)(2)111111111222218000.90.68,0.41,0.87.12000()2000 0.41 0.87 18002386 .128000.70.68,0.41,0.87.14000ARpRAARFeXYFPfX FY FNFeXYF分分22222()4000 0.41 0.87 28004076 .1FRAPfX FY FN分分六、结构题（六、结构题（1010 分）分）下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。要求：1.在图

14、中用序号标注设计错误处；2.按序号列出错误，并用文字提出改正建议；3.不必在图中改正。1 左、右两边轴承端盖均无调整垫片 2 左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度 3 键过长 4 齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度12mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7 右边轴承端盖与轴间要有密封圈 8 和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆 9 两端的轴承要设有挡油环 10 联轴器没有周向定位。一、填空（每空一、填空（每空 1 1 分，共分，共 2020 分）分）1在疲劳曲线上，以循环基数 N0为界分为两个区：当 NN0时，为（）区；当 NN0时，为（）区。662刚

15、度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（） 。3润滑油的（）性越好，则其产生边界膜的能力就越强； （）越大，则其内摩擦阻力就越大。4 为改善润滑油在某些方面的性能， 在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为 （） 。5正是由于（）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（）和（） 。6蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（）很大，因此导致传动的（）较低、温升较高。7链传动水平布置时，最好（）边在上， （）在下。8设计中，应根据被联接轴的转速、 （）和（）选择联轴器的型号。9径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（） ；而（）与（）之比称为偏心

16、率。10对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（）个键计算。二、判断题（每小题二、判断题（每小题 1 1 分，共分，共 1010 分分） （正确的划（正确的划“” ，错误的划，错误的划“” ）1 十 字 滑 块 联 轴 器 中 的 所 有 元 件 都 是 刚 性 元 件 ， 因 此 属 于 刚 性 联 轴 器 。（）2两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。 （）3在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（）4相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。 （）5 闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算， 确定传动的几何尺寸， 然后校核齿根弯

17、曲疲劳强度。（）6由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。（）7 正 是 由 于 过 载 时 产 生 “ 弹 性 滑 动 ”， 故 带 传 动 对 传 动 系 统 具 有 保 护 作 用 。（）8楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （）9性能等级为 6.6 级的螺栓，其屈服点s600MPa。（）10机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。（）三、简答题（每小题三、简答题（每小题 5 5 分，共分，共 2020 分）分）1简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？2对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端

18、固定支承”？3简述形成稳定动压油膜的条件？四四、 （1515 分分）某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向力SF0.68RF，e670.68。当RAFFe 时，X1，Y0；当RAFFe 时，X0.41，Y0.87。问哪个轴承的寿命低？五五、 （1515 分分）如图所示的螺栓组联接，已知外载荷 F5KN，各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷 Fsmax。六六、 （2020 分）分）设计一个标准直齿圆柱齿轮传动，传动比 i3.2，允许传动比有不超过5的误差。通过强度计算已确定中心距 a320mm，模数 m3mm，取齿宽系数d1。试确定下列几何尺寸

19、：m、z1、z2、d1、d2、b1、b2。（模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、）四、解四、解： （1）1168. 0RsFF 2720400068. 0（N）1.5 分2268. 0RsFF1700250068. 0（N）1.5 分（2）260090017002xsFF（N）27201sF（N）故1AF27201sF（N）3 分182090027201xsFF（N）17002sF（N）68故2AF18201xsFF（N）3 分eFFRA68. 04000272011，则 X1，Y=0。则)2720040001 ()(1111P1PARPfFYFXfF4000Pf（N）3

20、 分728. 02500182022RAFFe，则 X0.41，Y0.87。则)182087. 0250041. 0()(2222P2PARPfFYFXfFPf3500（N） 3 分由于P1FP2F，故轴承 1 的寿命短。五、解五、解： （1）将 F 向螺栓组形心平移，同时得转矩 T。T=500F51055002.5106（N） 4 分在 F 作用下，各螺栓所受横向力为Fs1125041053zF（N）3 分在 T 作用下，各螺栓所受横向力也相等，为2262280804105 . 244FrTrrTs3 .5524（N）4 分显然，1、2 两螺栓所受的横向力最大，为cos2212221maxs

21、ssssFFFFFTF69135cos3 .5524125023 .55241250226469（N）4 分六、解六、解： （1）由)(2121zzma得mmazz3202221取m =5（mm） （应为标准值）2 分则5320221 zz128（1） 2 分1122 . 3zizz（2） 2 分联立 （1） 、 （2）解得47.301z，53.972z取301z，982z4 分15030511 mzd（mm）2 分49098522 mzd（mm）2 分15011dbd（mm）2 分取1502 bb（mm） ，160101501021 bb（mm）4 分注：本题主要考察：m 是否为标准值？是否

22、满足)(21)(212121zzmdda？各参数和尺寸取值圆整是否合理？四四、 （1515 分）分）已知某材料的力学性能为：1350MPa，m9，0N5610，对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为： （1）1550MPa，循环次数 n15410； （2）2450 MPa，循环次数 n22510； （3）3=400 MPa。求：发生疲劳破坏时，3的循环次数 n3？六六、 （1818 分分） 图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承。 已知蜗杆所受轴向力xF580N， 两轴承的径向力为：1RF935N，R2F1910N，载荷性质系数Pf1.1。试计算两个轴承的当量动载荷。注：内部轴向力SFeF

23、R， e0.36。当RAFFe 时，X1，Y0；当RAFFe 时，X0.41，Y0.87。70八八、 （1717 分）分）图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：轴为输入轴，转向如图所示，输出轴功率 P5KW，转速 n157rpm，各轮齿数为：z1=25，z2=60，z3=22，z4=84，设效率为 100。（1）在图中标出各轮转向，并计算各轴的转矩。（2）为使 2、3 两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出 3、4 两轮的螺旋方向。（3）在图中标出 2、3 两轮在啮合点处所受各分力(tF、Fr、Fx)的方向。四、解四、解： （1）由疲劳曲线方程01NCNm得01NNm469011

24、1106 . 8105550350NNm3 分5690212102 . 8105550450NNm3 分56903131085. 2105550400NNm3 分71（2）根据 Miner 法则1332211NnNnNn11085. 2102 . 8102106 . 8105535544n3 分解得：431098. 4n3 分五、解五、解： （1）)(6 .336)(93536. 036. 011NNFFRs2 分)(6 .687)(191036. 036. 022NNFFRs 2 分（2）)(6 .12675806 .6872NFFxs)(6 .3361NFs故)(6 .126721NFFF

25、xsA3 分)(4 .2435806 .3361NFFxs)(6 .6872NFs故)(6 .68722NFFsA3 分（3）36. 19356 .126711RAFFe，故41. 01X，87. 01Y78.1634)6 .126787. 093541. 0(1 . 1)(11111ARPPFYFXfF（N）4 分eFFRA36.1019106 .68722，故12X，02Y2101)6 .687019101 (1 . 1)(22222ARPPFYFXfF（N） 4 分六、解六、解： （1）各轴转向如图所示。3 分16. 922258460314214zzzzi1 分82. 32284343

26、4zzi1 分7212.143815716. 914nin(rpm)1 分74.59915782. 314nin（rpm）1 分2 .3312.1438595509550nPT（Nm）1 分6 .7974.599595509550nPT(Nm)1 分1 .304157595509550nPT(Nm)1 分（2） 3 轮左旋，4 轮右旋。3 分（3） 2、3 两轮的各分力方向如图所示。 4 分三、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2aF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3aF、圆周力3tF和径向力3rF的方向，在节点 B 处画出蜗轮 4 所受的圆周力4tF的方向。 （4 分）若起重量 W=50000N，蜗杆头数 z3=2，蜗杆分度圆直