机械设计四套期末考试试题及答案Word文档格式.docx
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1、循环特性r=-1的变应力是(
)应力。
A.对称循环变
B、脉动循环变
C.非对称循环变
D.静
2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中,为提高螺栓的疲劳强度,可采取的措施是(
A、增大螺栓刚度Cb,减小被连接件刚度Cm
B.减小Cb.增大CmC.增大Cb和Cm
D.减小Cb和Cm
3、在螺栓连接设计中,若被连接件为铸件,则往往在螺栓孔处做沉头座孔.其目的是(
A.避免螺栓受附加弯曲应力作用
B.便于安装
C.为安置防松装置
4、选取V带型号,主要取决于(
A.带的线速度
B.带的紧边拉力
C.带的有效拉力
D.带传递的功率和小带轮转速
5、对于标准齿轮传动,影响齿形系数Y
的主要几何参数是(
A.齿轮的模数
B.齿轮的压力角
C.齿轮的齿数
D.齿轮的顶隙系数
6、一斜齿圆柱齿轮传动,已知法向模数Mn=4mm,齿数Z1=20,螺旋角β=14032’2”,齿宽b1=80,b2=75mm,则该传动的齿宽系数φd等于(
A.0.852
B.O.88
C.0.8
D.0.907
7、同一工作条件,若不改变轴的结构和尺寸,仅将轴的材料由碳钢改为合金钢,可以提高轴的(
)而不能提高轴的(
A.强度
B.刚度
8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷,要求便于安装时,宜选用(
A.深沟球轴承
B.圆锥滚子轴承
C.角接触球轴承
9、滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的(
A.磨损
B.发热
C.胶合
D.塑性变形
10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于(
A、30mm,
B、24mm,
C、36mm,
D、40mm
三、计算题(38分)1、(15分)有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接,已知预紧力F0=1000N,螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等,轴向工作载荷F=1000N,试计算该螺栓所受的总拉力F2=?
剩余预紧力F1=?
在预紧力F0不变的条件下,若保证被连接件间不出现缝隙,该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少?
2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。
巳知模数m=8mm,蜗杆头数z1=1,蜗杆分度圆直径d1=80mm,蜗轮齿数z2=40,卷筒直径D=200mm,蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数fV=0.03,
轴承和卷简中的摩擦损失等于6%,问:
(1)欲使重物W上升1m,手柄应转多少转?
并在图上标出手柄的转动方向。
(2)若重物W=5000N,手摇手柄时施加的力F=100N,手柄转臂的长度L应是多少?
3、(10分)某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承,如图3-3所示。
己知作用于轴承上的径向载荷Fr1=1000N,Fr2=2060N,作用于轴上的轴向载荷FA=880N,轴承内部轴向力Fd与径向载荷Fr的关系为Fd=0.68Fr,试求轴承轴向载
荷Fa1和Fa2。
四、分析题(20分)
1.(10分)如图4-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。
已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。
(1)在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向。
(2)为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分,试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向,并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动
方向。
(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。
2、(10分)指出图4-2中的结构错误(在有错处画○编号,并分析错误原因),并在轴心线下侧画出其正确结构图。
《机械设计》课程试题
(一)
1、50%。
2、600、联接、300、传动。
3、摩擦、机械、永久。
4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力,带绕进小带轮处。
5、偶、奇、小。
6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。
7、相同、不同、不同、不同。
8、啮合效率、轴承效率η2、搅油效率η3,啮合效率。
9、转轴、心轴、传动轴。
10、轴向。
1、A。
2、B。
3、A。
4、D。
5、C6、D。
7、A、B。
8、B。
9、B。
10、B。
三、计算题(38分)1.(15分)
2、(13分)
[解]
(1)i=z2/z1=40
设重物上升1m,手柄应转x转,则
(5分)
手柄的转动方向ω示于图中(3分)
(2)
(总效率2分,L3分)
3、(10分)
7208C轴承的α=150,内部轴向力
Fd=0.4Fr,
Fd1=0.4Fr1=0.4×
1000=400N
(2分)
方向如解所示向左
Fd2=0.4Fr2=0.4×
2060=824N
方向如图所示向右
Fd2十FA=824十880=1704>Fd1
故轴承1为压紧端,轴承2为放松端。
Fa1=Fd2十FA=1704N
(3分)
Fa2=Fd2=824N
1.(10分)
(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向如图(2分)。
(2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向,蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。
(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。
(6分)
2、(10分)[解]
画出的正确结构图如图。
①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。
②轴承盖与轴之间应有间隙。
③轴承内环和套简装不上,也拆不下来。
④轴承安装方向不对。
⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。
⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。
⑦轴承内圈拆不下来。
每指出1个错误得1分,满分5分;
每改正1个错误得1分,满分5分。
《机械设计》课程试题
(二)
一、填空题(25分)[每空1分]
1、
滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在
或
情况下。
2、dn值大的滚动轴承应采用
润滑,而dn值小的滚动轴承可采用
润滑。
3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有
。
4、混合摩擦(非液体摩擦)滑动轴承计算应校核
、
值。
5、列举两种刚性联轴器的名称,并说明是否具有补偿轴向。
径向或角向位移的能力:
,
。
6、轴按所受载荷性质分类,只承受弯矩的称
轴;
只承受扭矩称 轴;
承受弯矩和扭矩称 轴。
7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Zv= ;
标准模数和压力角在
;
受力分析和强度计算用
直径。
8、带传动的主要失效形式为
和
。
9、带工作是截面上产生的应力有
10、在齿轮传动中,大小齿轮的接触应力是
等的,大小齿轮的弯曲应力是
等的。
二、选择题(11分)[每空1分]
1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为
A.Ф30H7/k6
B.Ф30H7
C.Ф30k6
2、下列滚动轴承密封装置,其中 是属于接触式密封,而 是属于非接触式密封。
A.毡圈密封 B.甩油环 C.密封环 D.缝隙密封
3、在 情况下,滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
A.重载 B.高速 C.工作温度 D.高承受变载或冲击振动载荷
4、两相对滑动的接触表面,依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称 。
A.液体摩擦 B.半液体摩擦 C.混合摩擦 D.边界摩擦
5、半圆键联接当采用双键时两键应 布置。
A.在周向相隔90o
B.在周向相隔120o
C.在周向相隔180o D.在轴向沿同一直线
6、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度,应 。
A.增加螺栓刚度。
B.降低螺栓刚度。
C.降低被联接件刚度。
7、弹簧A的刚度为K1,弹簧B的刚度为K2,两弹簧并联的刚度为 。
A. K1 B. K2 C.K1+K2
D. K1K2/(K1+K2)
8、强度等级为6.8级的螺栓材料σs= MPa。
A. 600 B. 800 C. 680 D. 480
9、链轮中心距已定,合理确定链传动的链长时,应取 。
A. 任意值 B. 等于链节长度的偶数倍
C.等于链节长度的奇数倍
10、带传动的两带轮直径不相等,一般情况下,应使哪个轮曹楔角较大 ?
A. 大轮 B. 小轮 C. 主动论 D. 从动轮
三、计算题(34分)
1、(14分)图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。
已知m=8mm,d1=80mm,z1=1,i=40,卷筒的直径D=250mm,试计算:
(1)欲使重物上升1m,应转动蜗杆的转数;
(2)设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18,检验该蜗杆传动是否满足自锁条件;
(3)设重物重Q=5kN,通过手柄转臂施加的力F=100N,手柄转臂的长
度l的最小值(不计轴承效率)。
2、(10分)一普通V带传动传递功率为P=7.5kW,带速?
?
=10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍,即F1=2F2,试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。
3、(10分)图示为一刚性凸缘联轴器,材料为Q215钢,传递的最大转矩为1400N.m(静载荷)。
已知轴的材料为45钢,工作时有轻微冲击。
试根据图示和表为该联轴器选择平键,确定键的尺寸,并校核其强度(
四、分析题(30分)[每题10分]
1、在图示轴的结构图中存在多处错误,请指出错误点,说明出错原因,并加以改正。
2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图,连续工作,搅拌机转速n=30r/min,电动机转速nd=1440r/min,功率P=5.5kW。
试设计传动方案,画出传动简图,分配各级传动比。
各种传动的单级传动比常用值见下表。
(10分)
各种传动的单级传动比常用值
传动类型
传动比
平带传动
≤5
圆柱齿轮传动
V带传动
≤6
圆锥齿轮传动
≤3
链传动
蜗杆传动
8~40
1、跨距较大
或
工作温度较高
2、
油
,
润滑脂
3、
①.相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙;
②.被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油大口进小口出;
3润滑油必须有一定的粘度供油要充分
4、
P
、
V
PV
5、①套筒式联轴器(无补偿能力)、②凸缘式联轴器(无补偿能力)。
6、
心
轴;
传动 轴;
转 轴。
7、 z/cosδ ;
齿轮大端 ;
平均分度圆 。
8、 打滑 和 疲劳破坏 。
9、拉应力
弯曲应力
,离心应力
10、相
等的,
不
C
2、 AC, BD 3、 B4、 D 5、 D
6、 B 7、 C
8、 D 9、 B 10、 B
1、解:
(1)重物上升1m时,卷筒转动圈数:
N2=1000/πD=1000÷
(250x3.14)=1.27
蜗杆转动圈数为:
N1=iN2=40x1.27=50.96(圈)
(4分)
(2)蜗杆直径系数q=d1/m=80÷
8=10
导程角:
γ=arctan
=arctan
=7.125o
当量摩擦角:
v=arctanfv=arctan
=10.204o
:
因为:
γ〈
v
所以蜗杆传动满足自锁条件
(3)蜗杆传动的啮合效率:
:
则:
(6分)
2、
解:
(2分)
=
(2分)
=750N
所以
=2x750=1500N
3、解:
由轴径φ55查下表,选取键b=16,h=10,键长L=90
键的工作长度l=L-b=90-16=74mm
键与联轴器的接触长度k=0.5h=0.5x10=5mm
由
〉[
]=100
可见联接挤压强度不够,考虑到相差较大,所以应采用双键,相隔180布置,双键的工作长度l=1.5x74=111mm
见的标记为:
键16x90
1、1.无垫片;
2无间隙、无密封3键太长4无定位轴肩5无轴肩
6套筒高于内圈高度7轴和轮毂一样长,起不到定位作用;
8无定位;
9无垫片10采用反装。
指出1处(0.5分)改正1处(0.5分)
2、(10分)
总传动比:
i=n/nD=1440/30=48
方案:
电动机
带传动(i=3)
蜗杆传动(i=16)
画出方案图(4分)
3、传动力分析
如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。
已知蜗杆为主动,且按图示方向转动。
试在图中绘出:
(1)各轮传向。
(2.5分)
(2)使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。
(2分)
(3)各啮合点处所受诸分力
、
的方向。
(5.5分)
《机械设计》课程试题(三)
一、填空题(每空1分共24分)
1.螺纹的公称直径是指螺纹的
径,螺纹的升角是指螺纹
径处的升角。
螺旋的自锁条件为
2、三角形螺纹的牙型角α=
,适用于
,而梯形螺纹的牙型角α=
3、螺纹联接防松,按其防松原理可分为
防松、
防松和
防松。
4、选择普通平键时,键的截面尺寸(b×
h)是根据
查标准来确定的,普通平键的工作面是
5、带传动的传动比不宜过大,若传动比过大将使
,从而使带的有效拉力值减小。
6、链传动瞬时传动比是
,其平均传动比是
7、在变速齿轮传动中,若大、小齿轮材料相同,但硬度不同,则两齿轮工作中产生的齿面接触应力
,材料的许用接触应力
,工作中产生的齿根弯曲应力
,材料的许用弯曲应力
8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取
处的接触应力为计算依据,其载荷由一对轮齿承担。
9、对非液体摩擦滑动轴承,为防止轴承过度磨损,应校核
,为防止轴承温升过高产生胶合,应校核
10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为
挠性联轴器和
挠性联轴器两大类。
二、单项选择题(每选项1分,共10分)
1.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大,且材料较软,强度较低,需要经常装拆,则一般宜采用
A螺栓联接;
B双头螺柱联接;
C螺钉联接。
2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则
A.当量摩擦系数越小,自锁性能越好;
B.当量摩擦系数越小,自锁性能越差;
C.当量摩擦系数越大,自锁性能越差;
D.当量摩擦系数越大,自锁性能越好;
3、当键联接强度不足时可采用双键。
使用两个平键时要求键
布置。
(1分)
A
在同—直线上;
B相隔900;
C.相隔1200;
D相隔1800
4、普通平键联接强度校核的内容主要是
A.校核键侧面的挤压强度;
B.校核键的剪切强度;
C.AB两者均需校核;
D.校核磨损。
5、选取V带型号,主要取决于
A.带的线速度
B.带的紧边拉力
6、为了限制链传动的动载荷,在节距p和小链轮齿数z1一定时,.应该限制
A.小链轮的转速n1;
B.传动的功率P;
C.传递的圆周力。
7、圆柱齿轮传动,当齿轮直径不变,而减小模数时,可以
A.提高轮齿的弯曲强度;
B.提高轮齿的接触强度;
C.提高轮齿的静强度;
D.改善传动的平稳性。
8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷,要求便于安装时,宜选用
9、温度升高时,润滑油的粘度
A.随之升高;
B.保持不变;
C.随之降低;
D.可能升高也可能降低。
10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于
三、计算题(38分)1、(15分)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓,其许用拉应力[σ]=l60N/mm2,联接件接合面间摩擦系数f=0.20,防滑系数Ks=1.2,计算该联接件允许传递的静载荷F=?
(M20的螺栓d1=17.294mm)(10分)
图3-1
2、(13分)如图3-2所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动,电机功率P=10kW,转速n1=970r/min,蜗杆传动参数z1=2;
z2=60;
直径系数q=8;
总效率η=0.8,m=8,右旋蜗杆,试计算:
〔14分)
(1)电梯上升时,标出电机转向;
(2)标出蜗杆所受各力的方向;
(3)计算蜗轮所受各力大小。
3、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Fr1=1650N和Fr2=3500N。
外加轴向力Fae=1020N。
(1)若派生轴向力Fd=0.7Fr,试计算两个轴承实际受到的轴向载
1.(10分)如图4-1传动系统,要求轴Ⅱ、Ⅲ上的轴向力抵消一部分,试确定:
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。
图4-2
1、大,中,
4、轴径d、侧面。
5、包角α。
6、变量、常数。
8、节点。
9、p、pv。
10、无弹性元件,有弹性元件。
1、B。
2、D。
3、D。
4、A。
5、D。
6、A。
7、D。
9、C。
三、计算题(40分)
1.(13分)螺栓预紧后,接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷,假设各螺栓所需预紧力均为F0
则由平衡条件
可得
螺栓危险截面的强度条件为
于是得
(1)电机转向箭头向上;
(1分)
(2)蜗杆受各力方向如图
(3分)
Fr2=F