河北工程08-09机械设计期末考试试卷A.doc

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课程：

机械设计课程号：

A020130618任课教师：

姚贵英等考试方式：

闭卷卷号：

学院：

科信学院专业班级：

机06-学号：

姓名：

…………密…………封…………线…………内…………请…………不…………要…………答…………题…………

河北工程大学2008～2009学年第二学期期末考试试卷B卷

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

总分

评分

评卷教师

一、判断题（本题共10分，每小题1分）（正确画√，错误画×）

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．代号6203/p6滚动轴承的内径尺寸是15mm，精度等级为6级。

（×）

3．任何机械零件设计时，必须满足质量小的要求。

（×）

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．在一定的可靠度要求下，机械零件的强度越高，实际寿命就越长。

（×）

）

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．圆柱齿轮的齿形系数与其模数无关。

（√）

9．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服极限为＝600MPa。

（×）

10．机械零件的强度不足就容易产生过大的弹性变形。

（×）

二、选择填空题（本题共10分，每小题2分）

1、在一定的转速下，要减轻链传动的不均匀和动载荷，设计时应（c）。

A.增大链节距和增加链轮齿数；B.增大链节距和减少链轮齿数；

C.减小链节距和增加链轮齿数；D.减小链节距和减少链轮齿数；

2、一经常拆装的铸铁无凸缘缸体与缸盖用螺栓组联接应使用（d）。

A普通螺栓联接B配合螺栓联接C紧定螺钉联接D双头螺柱联接

3、转轴承受（c）；心轴承受（b）；传动轴承受（a）。

A.扭矩B.弯矩C.扭矩和弯矩

4、在各种基本类型的向心滚动轴承中（b）不能承受轴向载荷。

A.调心球轴承B.圆柱滚子轴承C.调心滚子轴承D.深沟球轴承

5、下列哪一种联轴器属于无弹性元件的挠性联轴器（c）。

A.凸缘联轴器B.套筒联轴器C.齿轮联轴器D.弹性套柱销联轴器

三、简答题（本题共25分，每小题5分）

1、简述机械零件的主要失效形式及其设计准则。

主要失效形式有：

断裂（疲劳断裂和过载断裂）、过大参余变形、零件表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效

常用设计准则有：

强度准则、刚度准则、寿命计算准则、振动稳定性计算准则及可靠性计算准则

2、当一对圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度验算通不过时可以采用哪些改善措施？

。

、降低载荷、改变传动齿数比、增加齿数以增加分度圆直径、增加齿宽、采用变位齿轮、提高齿面硬度、降低齿面粗糙度、提高润滑油粘度

3、与V带传动、齿轮传动相比，链传动的特点有哪些？

与v带传动相比，链传动传载能力大，平均传动比稳定，但结构复杂，瞬时传动比不稳定；

与齿轮传动相比，结构简单，要求安装精度低，适于长距离传动，但传动平稳性差

4、三角形螺纹联接为什么还需要防松？

常用的防松方法有哪些？

三角形螺纹虽然具有自锁性能，但在振动条件下或受轴向载荷工作时，可能会使连接残余预紧力减小到零，此时不能提供螺纹产生磨擦力的正压力，使螺纹因丧失自锁能力而松动。

常用的防松措施有：

摩擦防松：

双螺母、弹簧垫圈、自锁螺母等

机械防松：

止动垫圈、开口销、串联金属丝等

永久防松：

冲点、焊接、粘合等

5、选择滚动轴承类型时需要考虑哪些问题？

载荷类型、大小、使用转速、支承结构、同轴性等

四、（本题15分）如图所示，某凸缘联轴器传递的扭矩T＝150N·m，载荷平稳，螺栓数Z＝6，螺栓均匀分布在D＝100mm的圆周上，接合面的摩擦系数f＝0.16，防滑系数KS=1.2。

螺栓的材料的性能等级为4.6级，安全系数取S=1.5，试求所需螺栓的小径。

根据螺栓的材料的性能等级为4.6级知:

σB=400Mpa,σS/σB=0.6=240Mpa

[σ]=σS/S=240/1.5=160MPa

联轴器依靠连接面摩擦力传递载荷。

Z·F0·f·D/2≥KS·T

F0≥2KS·T/（Z·f·D）=2×1.2×150/（6×0.16×0.1）=3750（N）

d1≥（4×1.3×F0/（π[σ]））0.5=（4×1.3×3750/（π×160））0.5=6.23（mm）

五、（本题15分）直齿圆锥齿轮减速器的主动轴采用一对30207圆锥滚子轴承面对面安装支承。

已知轴的转速n1=1450r/min，轴上作用有向左方向的轴向力Fae=250N，轴承上的径向力Fr1=600N，Fr2=2000N。

轴承的派生轴向力Fd=Fr/2Y，载荷系数fp=1.2，温度系数ft=1，该轴承的基本额定动载荷Cr=54.2kN，e=0.37,当时，X=1,Y=0,时，X=0.4,Y=1.6。

轴承的预期寿命Lh’=8000h，试画出轴系支撑简图，并校核该对轴承是否安全。

五、

根据Fd=Fr/2Y可得：

Fd1=Fr1/2Y

=600/（2×1.6）

=187.5（N）

Fd2=Fr2/2Y

=2000/（2×1.6）=625（N）

Fd2+Fae=625+250=875（N）＞Fd1轴承1被压紧，轴承2被放松

故：

Fa1=Fd2+Fae=875（N）Fa2=Fd2=625（N）

Fa1/Fr1=875/600=1.458＞e=0.37Fa2/Fr2=625/2000=0.313＜e=0.37

故:

X1=0.4Y1=1.6X2=1Y2=0

P1=fp（X1·Fr1+Y1·Fa1）P2=fp（X2·Fr2+Y2·Fa2）

=1.2×（0.4×600+1.6×875）=1.2×（1×2000+0×625）

=1968（N）=2400（N）

根据：

有：

Lh1=16667（ft·Cr/P1）10/3/1450Lh2=16667（ft·Cr/P2）10/3/1450

=（16667×（54200/1968）10/3）/1450=（16667×（54200/2400）10/3）/1450

=720308（h）=373822（h）

两轴承安全。

六、（本题15分）设计一个标准直齿圆柱齿轮传动。

已知两个齿轮的中心距，传动比，允许传动比有不超过±5％的误差。

如果取齿宽系数，通过强度计算已确定模数不小于，试确定两个齿轮的模数m、齿数z1和z2、分度圆直径d1和d2、轮齿的宽度b1和b2等几何参数。

（模数系列：

3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、…）。

七、指出下图中的设计错误，并说明原因（本题10分，答出8处满分，少一处扣1分）

1、无调整垫片

2、轴肩过高轴承无法拆卸

3、键槽封闭键无法安装

4、两端轴肩齿轮无法安装与拆卸

5、轴肩过高轴承无法拆卸

6、静止零件轴承盖不能与旋转零件轴直接接触

7、定位套筒设置不合理8、应设置密封措施9、同径轴段过长，轴承拆装不便10、带轮轴向定位不可靠

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