石大远程在线考试《机械设计考试题》学号末尾数为0468答案文档格式.docx

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（1）学号末尾数为1、3、5的课程设计题目

1、对轴瓦材料主要有哪些要求？

（10分）

2、传动齿轮设计时，如何确定齿轮的结构参数。

3、改错分析题（30分）

指出下图结构中的错误，并用文字说明。

（本题至少有6处错误，每指出一处错误得5分）

4、计算题（50分）

试设计铣床中的一对标准直齿圆柱齿轮传动。

已知：

传递功率P=7.5KW，小齿轮转速n1=1450r/min，传动比i=2.08，两班制，每年工作300天，使用寿命5年。

提示：

材料、精度等级选取，齿数计算，齿面接触疲劳强度校核，齿根弯曲疲劳校核。

无需结构设计。

（2）学号末尾数为0、4、6、8的课程设计题目

1、螺纹连接有哪几种基本类型？

答：

1，螺栓联接特点：

被联接件均较薄，在其上制通孔（不切制螺纹）。

用螺栓、螺母联接，结构简单，装拆方便，（可以两边装配）。

应用：

被联接件厚度均小，不受被联接件材料限制，允许常拆卸，应用广泛。

根据螺栓受力情况，分两类：

（1）普通螺栓联接（受拉螺栓）：

被联接件D孔>

D栓（查手册：

M20以下D孔=D栓+1如：

M10：

D孔=11mm）。

（2）铰制孔螺栓联接（受剪螺栓）：

D孔=D柱（名义相等，用公差控制）。

图10-9b，即孔壁间无间隙，适用于承受横向载荷。

（垂直螺栓轴线方向）。

2，双头螺柱联接：

特点：

被联接件之一较厚，在其上制盲孔，且在盲孔上切制螺纹。

薄件制通孔，无螺纹。

用双头螺柱加螺母联接。

允许多次装拆而不损坏被联接件。

通常用于被联接件之一太厚，不便穿孔，结构要求紧凑，必须采用盲孔的联接或须经常装拆处。

3，螺钉联接：

不需用螺母，将螺钉穿过一被联接件的孔，旋入另一被联接件的螺纹孔中。

（结构上比双头螺柱简单）。

被联接件之一太厚，且不经常装拆的场合。

4，紧定螺钉联接：

利用紧定螺钉旋入一另件的螺纹孔中，并以末端顶住另一零件的表面或顶入该零件的凹坑中。

固定两零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。

2、简述一般传动齿轮的失效形式、设计方法和步骤。

（1）失效形式有：

轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。

（2）设计方法：

1，由主机厂或发动机厂或主设计师提出变速箱的各档速比。

2，变速箱应以精巧实用为基本原则。

3，变速箱壳体最好采用铝合金压铸件。

4、变速箱各前进档位均应设有同步器。

5，齿轮及轴应采用常规低碳合金钢材料，渗碳淬火工艺。

6，各档位位置应符合常规使用习惯。

7，各档位应定位可靠，挂档位置清晰，挂档轻松，不脱档。

8，变速箱必须充分考虑散热、排气及润滑问题。

9，必须做好防漏油结构设计。

（3）步骤：

1、根据负载、以及运动状态（速度、是垂直运动还是水平运动）来计算驱动功率

2、初步估定齿轮模数（必要时，后续进行齿轮强度校核，若在强度校核时，发现模数选得太小，就必须重新确定齿轮模数，关于齿轮模数的选取，一般凭经验、或是参照类比，后期进行安全校核）

3、进行初步的结构设计，确定总传动、以及确定传动级数（几级传动）

4、根据总传动比进行分配，计算出各级的分传动比

5、根据系统需要进行详细的传动结构设计（各个轴系的详细设计），这样的设计一般还在总装图上进行。

6、在结构设计的时候，若发现前期的参数不合理（包括齿轮过大、相互有干涉、制造与安装困难等），就需要及时的返回上面程序重新来过

7、画出关键轴系的简图，画出各个轴端的弯矩图、转矩图，从而找出危险截面，并进行轴的强度校核

8、低速轴齿轮的强度校核

9、安全无问题后，拆分零件图

指出下图齿轮轴承结构中的错误，并用文字说明。

例如：

①处未加调整垫片。

①处轴承端盖内缺少毛毡，②处键槽位置太长，③处轴承端盖外圈不能超出轴承外圈，④处轴承安装错误，⑤处套筒不能高于轴承外圈，⑥处右端轴径设计不合理。

试设计一带式运输机的减速器高速级齿轮传动。

此减速器为二级标准直齿圆柱齿轮传动，功率P1=5KW，小齿轮转速n1=960r/min，小齿轮齿数z1=24，齿数比u=4.8。

该机器每日2班工作，工作寿命15年（每年300个工作日）。

带式运输机工作平稳，转向不变。

分析题意可知，本题为闭式标准直齿圆柱齿轮传动的设计计算。

通过此题掌握设计程序与步骤、正确地选用设计准则、设计参数和有关数据。

1.选定精度等级、材料及齿数

（1）由于运输机为一般机器，速度不高，故齿轮选用8级精度。

（2）由机器的用途和工作条件，选用便于制造且价格便宜的材料，齿轮选用软齿面；

由表10—1选小齿轮材料为45钢（调质），HBS1=240；

大齿轮材料为45钢（常化），HBS2=200

（3）选取小齿轮齿数z1=24[闭式齿轮传动]；

大齿轮齿数Z2=uZ1=4.8X24=115。

此齿轮传动为软齿面闭式齿轮传动，故其设计准则为“按齿面接触疲劳强度设计，然后校核该传动的齿根弯曲疲劳强度”。

2.按齿面接触疲劳强度设计

设计公式为

（1）确定上式中的各数值:

初选载荷系数Kt=1·

3；

小齿轮传递的扭矩为

T1=95.5×

105p1/n1=95.5×

105×

5/960=4980.0N·

mm

选取齿宽系数

查表10—4得ZE=189.8MPa1/2[均为锻钢」；

由图10—23（C）查得；

由图10—23（b）查得；

应力循环次数为

N1=60njLh=60×

960×

1×

（2×

8×

300×

15）=41.4×

108

由图10—21查得KHN1=1KHN2=1。

计算接触疲劳许用应力（取失效概率为1%）。

取安全系数S=1，由公式（10—12）得：

（2）计算小齿轮分度圆直径d1t

（3）计算圆周速度：

（4）计算载荷系数

查图10—8（a）得KV=1.08；

因系直齿圆柱齿轮，取从Ka=1；

由表10—2查得KA=1；

由图10-14查得；

所以载荷系数为

（5）校正分度圆直径。

因计算载荷系数与初选载荷系数有差别。

所以

（6）计算模数

取m为标准值，m=2.5mm

（7）计算分度圆直径

（8）计算中心距

（9）计算齿轮宽度

圆整，取B2=50mm,B1=55mm公式

3．校核齿根弯曲疲劳强度

校核公式为

（l）确定公式中各参数值：

圆周力为

查取齿形系数和应力校正系数：

查表10-3得

查弯曲疲劳极限和寿命系数：

由图10-22（C）查得；

由图16-22（b）查得；

由图10-20查得KFN1=KFN2=1

计算弯曲疲劳许用应力：

取弯曲疲劳安全系数S=SF=1.4，则

（2）校核计算：

[上述计算中,b=50mm,而不是B2=55mm,是按最不利情况来计算弯曲应力的；

其原因是当b变小时、变大。

在计算时也可用校核式]

（3）学号末尾数为2、7、9或字母的课程设计题目

1、齿轮传动的特点及使用范围有哪些？

2、箱体，机构架设计的一般要求有哪些？

下图为一齿轮减速器部分装配图，试指出结构不合理及错误所在（不考虑圆角和铸造斜度以及不计重复错误），并用文字说明原因。

精加工面过长且拆装轴承不便。

（本题至少10处错误，每指出一处错误得3分）

试设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动。

已知，用电机驱动，传递功率10KW，小齿轮转速n=1000r/min，传动比i=4，单向运转，载荷平稳。

使用寿命10年。

三、要求

1、问答题写出要点即可，字数不超多200字。

2、改错题指出错误原因，并用文字表述。

2、工程设计题要从材料、精度等级选取，齿数计算，齿面接触疲劳强度校核，齿根弯曲疲劳校核等几方面设计，要求设计思路清晰，公式正确，计算参数完整。

结构设计及图纸绘制可省略。

四、评分标准

1、问答题回答要点完整、详实；

改错题指出错误处完全正确，文字说明清晰明了；

工程设计思路清晰、内容完整，成绩90+。

2、问答题回答要点基本完整；

改错题指出错误处基本正确，文字说明基本清晰；

工程设计思路清晰、主要内容完整，成绩75+。

3、问答题回答要点基本完整；

工程设计主要内容完整，成绩60+。