上海工程技术大学期末机械设计A

2015〜2016学年第一学期考试试卷主考教师：陆宁课程代码010334学院 班级 姓名 学号《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）题号一一二四五六七八九十总得分题分101515104010得分、判断题（本题共10小题，每小题1分，共10分，请用疑口求示正确与错误）题号12345678910答案VVVXVVVXXX.变应力不一定只由变载荷产生。（）.螺纹的螺旋开角愈小，螺纹的自锁性能愈好。（）.平键是靠键的两侧面来传递载荷。（）.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（）.带传动转速不能过高，否则会因离心力过大使得传动能力下降（）.齿轮啮合的设计应使得小齿轮比大齿轮的硬度高些（）.蜗杆传动，蜗杆头数越少，传动效率越低。（）.选用滑动轴承的润滑油时，转速越高，选用油的粘度越高。（）.深沟球轴承不能承受轴向力（）.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、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CBCDCAABBCCCACC

.影响零件疲劳强度的综合影响系数K与等因素有关。A.零件的应力集中、加工方法、过载B.零件的应力循环特性、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.零件的计算安全系数为之比。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.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.平键联接的可能失效形式有oA.疲劳点蚀 B.弯曲疲劳破坏C.胶合 D.压溃、磨损、剪切破坏等.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.带和齿轮组成的多级减速传动中，带传动应放在。A.高速级 B.低速级 C.高、低均可.设计中限制小带轮的直径Di>Dimin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.齿轮传动按接触疲劳强度设计di时，该式中的卜&应该取。A.max1卜！1卜！2B.min\ ！ik！2C.卜！iD.卜！2.一对圆柱齿轮，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.蜗杆传动比白表达式为。n2n2d1 n2 dn2 zi.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.齿面的塑性变形.转轴工作时主要承受。A.纯扭矩 B.纯弯矩C.扭矩和弯矩 D.摩擦力矩.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.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.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分，共15分）简述提高螺纹连接强度的措施。TOC\o"1-5"\h\z（1）降低螺栓的应力幅 （1分）（2）改善螺纹牙问载荷分配不均 （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）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）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分） （1分）四、分析题（本题共2小题，每小题5分，共10分）.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3、4的螺旋线方向；（3）分别求出蜗杆、蜗轮上所受轴向力的方向。TOC\o"1-5"\h\z（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）.写出图示6一N曲线中CD段的方程式（须说明式中各参数的含义），写出E点括号内坐标代号。CD段的方程式：仃rNN=C——（2分）式中：（TrN-有限寿命疲劳极限（TrN-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和m均为材料常数。C和m均为材料常数。（1分）E（Nd,小（1分）五、计算题（本题共4小题，共40分）五、1.已知某钢制零件材料的机械性能： （-1=480MPa,（s=700MPa,os=700MPa。零件疲劳极限的综合影响系数K<=1.20已知作用在零件上工作应力：cmax=450MPa,omin=150MPa,应力变化规律为om=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（ 一二50Mpa/每小格）（4分）格）（2）用图解法确定该零件的计算安全系数Scao（4分）（3）若设计安全系数S=2.5,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：分）A点坐标:仃1A0,——IKOJ，且一KCT480=400MPa,..A点坐标为（0,400）1.2（1C点坐标:c2s,0）,：C点坐标为（700,0）（1分）D点坐标:。0仃0万阳1二二0 700-0=——=350MPa,2 22=_8°0_=292Mpa,d点坐标为（350,292）;2K二21.2（1分）M-mG+仃

maxmin2450150 =300MPa,；「a=^max2二min450-150=150MPa（2分）300307 …300307 … =1.35---（3450（2）计算安全系数Sca：M'点坐标（300,307）,Sca=仃琰十仃的二max分）（3）Sca<S,该零件强度不够（2分）2.柴油机缸盖通过12个M22（d1之20mm）的普通螺栓固定在缸体上。已知：缸盖承受的轴向工作载荷八在0与96KN之间作周期性变化，螺栓的许用拉应力[a]=144MPa,固定在缸体上螺栓的相对刚度为0.9。要求：解：（2分）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）求疲劳强度计算时螺栓危险剖面上的（max、 Omin° （4分）（1）求单个螺栓所受的工作载荷F:F=3max+Z=96000+12=8000（N）求螺栓所受的总载荷F2： F2=Fo+0.9F=1.2F+0.9F=16800（N）（2分）TOC\o"1-5"\h\zt>.xm4\aa、r 4MI.3MF2 4x1,316800 ._ /八求螺栓的计算应力crca:caa= 2 = 2 =69.56Mpa<[er] （2二d12 二202分）螺栓静强度足够。F2二max=——A16800F2二max=——A16800-d2i4二minF0 960016800: =53.5MPa20249600 =30.6MPa--2024（2分）（2分）3,已知某直齿圆柱齿轮闭式传动，齿轮参数为：m=3mm,Z〔=24,b〔=72mm,Z2=77,b2=68mm,大小齿轮材料均为40Cr并经表面淬火处理，［旬1=1080MPa,［旬2=1030MPa,[用1=[oF]2=437MPa,Ze=189.8TMPa,ZH=2.5,YFa1=2.65,YFa2=2.27,Ysa1=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n〔=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）可供选择的公式：1,qh=ZeZh/"人利4］,2.仃尸=2灯丫产人］TOC\o"1-5"\h\zHEH 2 H 2,bd1u bm乙解：校核接触强度P 35T1=9,55父106—=9,55父106M士-=3.5M105Nmm （2分）n1 955d1=mZ1=3x24=72mm （1分）b=68mm （1分）u=Z2/Z1=77/24=3.2 （1分）由kH1]>LH2]，所以取bH】=bH2]=1030MPa （1分）二h=2.5Ze2KT1u1二h=2.5Ze2KT1u12bd1 u=2.5189.821,723.51000003.21687223.2二1004,6MPa41030MPa（3分）故该对齿轮接触疲劳强度满足要求。 （1分）4,斜齿轮安装在轴承之间的中部，已知斜齿轮P=151分度圆直径d=120mm,轴的径向力Fr=1193N,轴向力Fa=849No采用一对70000型轴承，已经算得轴承的径向力分别为：Fr1=1615N,Fr2=1812N,轴的转速 =1440r/min,载荷系数fp=1.1,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/FVeFa/Fr>eXYXYFd=0.7Fr0.7100.410.85解:TOC\o"1-5"\h\zFdi=0.7Fr1=1131N,Fd2=0.7Fr2=1268M （2分）方向如图示，M由Fd1+Fa=1131+849=1980N>Fd2=1268N （1分）则轴承2被“压紧”，轴承1“放松”Fa1=Fd1=1131N,Fa2=Fd1+Fa=1980N （2分）（1分）区:口二0.7=e,口=理会——Fr11651 Fr2（1分）所以P〔=fp（X[Fr1+丫£1）=1.1m1615=1777N （1分）P2=fp（X2Fr2+Y2Fa2）=1.1^（0.41^1812+0.85^1980）=2669