机械设计期末习题Word版

1、江苏师范大学连云港校区机械设计期末复习一、选择题1.为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径r与轴肩处的圆角半径rl应有 2 关系。r=rl； r>r1； r<rl 2带传动中，主动轮上的滑动弧是发生在带与带轮的 2 。绕进段 退离段 全部包围弧段3. 对顶螺母和弹簧垫圈是 2 。 用机械方法的防松装置 靠轴向压紧摩擦的防松装置 靠径向压紧摩擦的防松装置4带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了 4 。提高传动寿命； 减小对轴的压力；减小结构尺寸； 提高摩擦力保证有一定承载能力5非液体滑动轴承，其润滑状态通常为 1 。边界润滑 流体膜润滑 混合润滑 边界润滑或混

2、合润滑6蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止 2 。蜗杆机械性能下降 润滑油变性或齿面胶合 传动效率下降 蜗轮材料退火7为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取 3 的措施。增大螺栓刚度 适当减小预紧力减小螺栓刚度 减小被联接件刚度8只受预紧力作用的普通螺栓联接，螺栓危险剖面上单元体的应力状态为 3 。简单拉伸 纯剪切 拉扭组合 拉弯组合 9转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据 4 来进行计算或校核。抗弯强度； 扭转强度； 扭转刚度； 弯扭合成强度10对液体动压轴承需要足够的供油量主要是为了 1 。补充端泄油； 提高承载能力； 提高轴承效率； 减轻磨损11. 与公称直径、

3、牙型角、螺纹头数相同的粗牙螺纹相比较，细牙螺纹能比粗牙螺纹 3 。自锁性好，强度高；自锁性差，强度低；自锁性好，强度低；自锁性差，强度高12. 当进行螺栓组的结构设计时，一般各个联接螺栓材料、直径和长度应 1 。相同；不同；视具体情况决定13. 受旋转力矩的配合螺栓组，每个螺栓所受的载荷是 2 。 相等的；与螺栓到几何中心距离成正比；与螺栓到几何中心距离成反比；以上答案都不对14. 疲劳磨损是由于接触应力反复作用引起金属微粒脱落的现象，一般也叫 3 。胶合；磨料磨损；整理为word格式点蚀；腐蚀15. 常用的联接螺纹牙型都是三角形，主要是由于三角形螺纹的 3 。强度好，寿命长；效率高；当量摩擦

4、系数大，自锁性能好16. 带传动中，从动轮上发生弹性滑动时，则 2 。带的速度小于带轮的圆周速度；带的速度大于带轮的圆周速度；带的速度等于带轮的圆周速度17. 在带、链，齿轮组成的多级减速传动中，带传动应放在 1 。高速级；低速级；高速级或低速级均可18. 在带传动中，若发生打滑现象，则在 2 。大带轮上先发生；小带轮上先发生；大小带轮上同时发生19. 图示V带与轮槽相对位置中正确的结构是 c 。a)b)c)20. 带传动中带轮最常用的材料是 3 。Q235；45钢；HTl50；ZGS0；塑料21.带传动中，若空载且不计摩擦损耗时，主动轮的圆周速度 3 从动轮的圆周速度。 小于；大于；等于22

5、. 为实现平稳和噪声小的传动可选用的链条是 2 。套筒滚于链；齿形链；圆环链；上三种都可以23. 制造链传动链轮的材料常用 3 。铜合金；铸铁；淬火回火的中炭钢；不做处理的低炭钢24. 自行车的从动链轮齿数和直径为18和73mm，主动轮的为48和194mm，其平均传动比为 2 。4818；1848；73194；1947325. 在套筒滚子链设计中，在满足承载能力要求的前题下，节距选得 2 越好，小链轮齿数选得 1 越好。越大；越小26. 当保持齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增大两轮的齿数则 3 增加。接触强度；弯曲强度；重合度27. 将轮齿做成鼓形齿是为了减小 1 。齿上载荷不均匀；动载

6、荷；齿对间载荷分配不均28. 蜗杆传动变位前后，蜗轮的节圆直径 1 。不变；改变；不一定改变整理为word格式29. 实际的轴多做成阶梯形，这主要是为了 3 。减轻轴的重量；便于热处理；便于装配30. 为保证轴上零件能靠紧定位面，轴肩处的圆角半径应 1 零件上的倒角或圆角半径。小于；大于；等于31. 非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是 1 。 磨损； 轴瓦裂纹； 点蚀32. 链条的基本参数是 4 。销轴直径；销轴长度；链板厚度；节距二填空题(共20分，每小题2分)1在带、链和齿轮组成的多级传动中，带传动宜布置在 高速 级。2需成对使用的滚动轴承类型有 角接触球轴承、圆锥滚子轴承 。3对于链速v

7、<0.6ms的低速链传动，因其主要失效形式是链条的 静力拉断 ，故应按 静 强度条件进行计算。4当被联接件之一很厚、且该联接需经常拆卸时，应采用 双头螺柱 联接；当用螺纹联接件联接轴和轴上零件时，常采用 紧定螺钉 联接。5如需在同一轴段内安装一对平键时，应将它们布置在 1800 位置。6计算载荷Fca、名义载荷F和载荷系数K的关系式 Fca KF ，强度计算时应该用 计算载荷 载荷。7实际的轴多做成阶梯形，这主要是为了 轴上零件定位及装拆方便 。8滚动轴承额定寿命是指该型轴承有 10 发生 点蚀 失效前的总工作转数。9联轴器只有在机器 停机 时才能结合和断开两轴的联接；在机器运行中要进行

8、轴的分离和接合，需要采用 离合器 。10闭式齿轮传动的主要失效形式是 轮齿折断 、 齿面点蚀 、 齿面胶合 、 塑性变形 。 11. 磨损过程大致分成 跑合 阶段、 正常磨损 阶段和 剧烈磨损 阶段。12. 三种常用螺纹联接的基本类型是： 、 和 。13. 螺纹的螺旋升角愈小或当量摩擦角愈大，螺纹的自锁性能愈 好 、效率愈 低 。14. 螺纹防松装置按原理可分为 、 、 。15. 当被联接件之一很厚、且该联接需经常拆卸时，应采用 联接；当用螺纹联接件联接轴和轴上零件时，常采用 联接。16. 带在工作中存在的应力有 、 和 ，其中变化的应力有 、 。17. 带的弹性滑动是由于 弹性体受载 而引起

9、的，它是 不可 逼免的。整理为word格式18. 带传动的主要失效形式是 和 。19. 带传动设计准则是：在保证传动 的条件下，带具有一定的 。20. 在轴肩处设计出圆角，目的在于 。21. 细牙螺纹比粗牙螺纹的自锁性能 。22. 设计滚子链传动时，链条节数最好取为 。23. 球轴承比滚子轴承的承载能力 低 ；球轴承比滚子轴承的抗冲击能力 差 。24. 工作中只受弯矩不受扭矩的轴叫作 轴；只受扭矩不受弯矩的轴叫作 轴；同时受弯矩和扭矩和轴叫作 轴。b)a)三. 简答题1. 根据题意判断下列结构设计的优劣a)b)a)b)c)a)b) c)b)a)加工面加工面a)b)a)b)整理为word格式a)

10、b)a)b) a)b)a)b)c)d)e)b)a)c)a)b) a)b)c)c 避免在斜面上钻孔c)a)b)整理为word格式a)b)c)a)b)d)c)2. 链的标记为24A-1×98GB1243.188；其含义是什么？答：表示A系列链号，24A表示节距为38.10mm，单排，98节的滚子链。3. V带传动设计时，带的根数为什么不能取得过多?过多有什么不好?答：带的根数过多，带的载荷分布不均，引起带的横向振动。4. 简述当链速一定时，链轮齿数z的多少和链节距p的大小对链传动的动载荷有何影响?答： p越大，动载荷越大；z越大，动载荷越小。反之亦然5. 轴的结构设计时，为了固定受到有较

11、大轴向力的斜齿圆柱齿轮，可以采用：轴肩；套筒；弹簧档圈；螺钉锁紧档圈;平键；轴环；圆螺母等结构。（试删去不正确的）6. 有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并说明其原因。1. 有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并说明其原因。答：（1）传动顺序为：带传动（高速级）齿轮传动（中间级）链传动（低速级）2分（2）说明原因：在多级传动中应将带传动设置在高速级，这是因为当带传动功率一定时，提高带速，可以降低带传动的有效拉力，相应的减少带的根数或者V带的横截面积，总体上减少带传动的尺寸； 将链传动设置在

12、低速级，这是因为链速影响传动平稳性和寿命。链速越高，多边形效应越明显，相应动载荷就越大，链传动就越不平稳，产生的冲击、振动和噪音越大。7. 试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。答：张紧力F0越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，从而 降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。8. 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

13、度，并随载荷变化而变化，导致此传动的传动比不准确。整理为word格式损失一部分能量，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）三如图所示二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，I、III轴分别为输入和输出轴。已知1轮的转向和螺旋线旋向，欲使II轴上两轮的轴向力抵消一部分，要求： 1）画出2、3、4轮螺旋线旋向；（3分） 2）画出2、3轮的圆周力、轴向力和径向力的方向及2轮的转向。（7分）Ft4Ft3Ft2Ft1Fa4Fa3Fa2Fa1Fr4Fr3Fr2Fr1解：如图所示四一工程机械中的传动装置，根据工作条件决定采用一对圆锥滚子轴承，并暂定轴承型号为30308，已知轴承载荷R12400N

14、，R25000N，轴上的轴向载荷Fa800 N，轴转速n=500r/min，运转中取载荷系数fp1.5，预期寿命Lh12000小时，试求：（1） 两轴承的轴向力A1，A2 （2） 两轴承的径向载荷系数x1, x2以及轴向载荷系数y1，y2（3） 两轴承的当量动载荷P1，P2（4） 该轴承是否满足寿命要求？（注：30308轴承：额定动载荷C90800N，额定静载荷C0r108000N，e=0.35，y=1.7。当时，x=0.4,y=1.7；当时，x=1，y=0）解： S1R1/(2Y)=2400/(2×1.7)705.8N （0.5分）S2R2/(2Y)=5000/(2×1.

15、7)=1470.6N （0.5分）因FA + S2=800+1470.6=2270.6> S1 （1分）所以 A1= Fa+ S2=2270.6N （1分）整理为word格式A2= S2=1470.6N （1分） 取ft1，fp1.5 A1/R1=2270.6/2400=0.94>e （1分）X1=0.4 Y1=1.7 （1分）A2/R2=1470.6/5000=0.094<e （1分） X2=1 Y2=0 （1分） （2分）（2分）取P=P2（2分）满足寿命要求五.计算滚动轴承的相关参数2008-2009机械设计试卷A答案轴承1轴承2Fa左端盖右端盖机架机架nO1O2在图所

16、示的结构设计简图中，已知轴的转速n1470 r/min，角接触轴承1上的径向载荷R1800 N，角接触轴承2上的径向载荷R21900 N，轴向载荷Fa1200 N，两个轴承的额定动载荷Cr均为Cr38600 N，e0.68，S0.7R，A/Re，x1,y0；A/Re，x0.41，y0.87，ft1.1，fp1.2，求受载最大的轴承的工作寿命Lh。FaS1S2R1R2轴承1轴承2解： S10.7×800560 NS20.7×19001330 N (2分)整理为word格式由于 S1Fa5601200 1760 NS2，所以A21760 N，A1S1560 N由于 A1/ R1

17、560/8000.7e，所以，x0.41，y0.87；P1fp (x1R1y1A1)1.2(0.41×8000.87×560)978 N (2分)A2/ R21760/19000.926e，所以，x0.41，y0.87；P2fp (x2R2y2A2)1.2(0.41×19000.87×1760)2772 N (2分) (4分)六.分析滚动轴承的布置与特点下图为圆锥齿轮轴的支承结构，(1) 简述零件1、2的主要作用；(2) 螺栓组3是否承受圆锥齿轮上的轴向作用力Fa；(3) 套筒4的主要作用是什么？题7图123FrABFa箱体O1O24()零件1的主要作用

18、是对两个轴承进行定位并传递圆锥齿轮的轴向力； 零件2的主要作用是调节圆锥齿轮的中心位置，实现两个圆锥齿轮的正确啮合。 (4分) (2)螺栓组3承受圆锥齿轮上的轴向作用力Fa。 (2分)(3)轴承A的滚子承受圆锥齿轮上的轴向力Fa。 (2分)(4)套筒4的主要作用是承受圆锥齿轮上的轴向力Fa并实现轴承的定位。(2分)七V带传动传递的功劳P = 7.5 kW，带速v = 10 m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1 = 2F2，试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和初拉力F0。例5-1 已知：V带传递的实际功率P = 7.5 kW，带速 v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，试求有效圆周力Fe 、

19、紧边拉力F1和初拉力F0。解题注意要点：这是正常工作条件下的受力计算，不能应用欧拉公式；解：整理为word格式根据：得到： N联立： 解得： N， N N例5-2 设V带所能传递的最大功率P = 5 kW，已知主动轮直径= 140mm，转速n1= 1460 r/min，包角，带与带轮间的当量摩擦系数，试求最大有效圆周力 和紧边拉力。解题注意要点：1此题是在最大载荷条件下的受力计算，可以应用欧拉公式；2题目数据没有q，故忽略离心拉力qv2。解：带速：10.702 m/s小带轮包角： 弧度有效圆周力： N联立： 解得： N， N八试分析如图所示轴系结构中的错误，并加以改正。（指出错误之处，并编上号

20、，简述其错误原因，并改正。至少改正5处。）整理为word格式答：端盖连接处没有垫片；轴肩高度高于滚动轴承内圈的高度；键槽长度太长；齿轮轮毂的长度应大于轴段长度；轴太长；联轴器键槽不能封闭，且应和键槽位于轴的同一母线上；轴端轴向定位方式错误。其他补充4.3 改正图中结构错误。(5分)4.4指出图所示轴系结构设计中的错误，并在错误处标出序号，按序号说明错误原因。 (注：齿轮用稀油润滑，轴承用油脂润滑) (5分)5题 4.41432题 4.3 . 密封没有接触。. 轴径太大。. 套筒右端直径太小。. 轴肩直径太大。. 轴承装反了。1. 轴肩过高。2. 缺少套筒。. 键多余。. 轴径应减小再增加一个套

21、筒。. 增加一个键。Fae3、根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如图所示)，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr11650N和Fr2=3500N。外加轴向力Fae1020N。 (1)若派生轴向力Fd0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。3、(14分) 解 Fd10.7Fr10.7×1650=1155N (2分)整理为word格式方向向右Fd20.7Fr20.7×3500=2450N (2分) 方向向左 Fd1十Fae1155十10202175 Fd2故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。 Fa1Fd2-Fae=2450-1020N =

22、1430 (2分)Fa2Fd22450N (2分)(3分) (3分) 4、 分析题(20分)1. (10分) 如图4-1传动系统，要求轴、上的轴向力抵消一部分，试确定：图4-1 1)蜗轮6的转向； 2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向； 3)分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合点的受力方向。1.(12分)(1) 蜗轮6的转向为逆时针方向；(2分)(2)齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；(4分)(3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a)；蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。(6分)1、一机械传动装置，采用一对角接触球轴承，暂定轴承型号7307AC。已知轴承载荷R1=1200 N，R2=2050 N，

23、FA=880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000 h，试问所选轴承型号是否恰当？（注：70000AC型轴承的内部轴向力为0.7R；对70000AC型轴承，e=0.68；当A/R> e时，X=0.41、Y=0.87；当A/R£e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）解：（1）先计算轴承1、2的轴向力A1、A2：两个70000AC型轴承的内部轴向力为整理为word格式因为所以，（2）计算轴承1、2的当量动载荷：70000AC型轴承e=0.68，而所以X1=0.41、Y1=

24、0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为（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。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) Fr A

25、/C0 eA/R>e x y0.0250.220.562.00.040.241.80.070.271.6 题四图3解： R1=R2=1200N（1）A1= Fa，A2=0。（2）A/C0=0.04， e=0.24, A1/R1=0.6>e X1=0.56，Y1=1.8 , X2=1, Y2=0 P=xR+yA； P1=1968 N， P2=1200N P1 P2 轴承1危险整理为word格式（3） h1、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

26、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、轴向力和径向力的方向。（4分）（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。 Fa3 Fr3 Ft3 Ft2 Fr2 Fa2 10、解释下列滚动轴承代号：6203/P6，7307B，所表示的滚动轴承的内径尺寸、精度等级。 SFa/FreFa/Free2.一根轴用两个角接触球轴承，如图所示。轴端作用有轴向力，径向力。试分别求出两轴承所受的径向载荷、和轴向载荷、，取轴承内部轴向力。（12分）解：1) 求支反力：2）求内部轴向力：3）求,所以1轴承“放松”，2轴承“压紧”，4）故有整理为word格式 轴承2 轴承1 R2 R1 1. 如图所示，1、2是一对蜗杆蜗轮传动，3、4是一对斜齿轮传动。已知1为原动件，4为输出件，各轮转向如图所示。为了使中间轴上蜗轮2和斜齿轮3的轴向力互相抵消一部分，试确定1、