xx理工大学机械设计期末考试题库含答案.docx

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长沙理工大学机械设计期末考试题库含答案

　　机械设计试卷3

　　一选择填空题

　　1在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是普通螺纹，其牙型角60。

2普通平键连接工作时，平键的工作面是侧面，平键的剖面尺寸bh按轴径从标准中查取。

平键连接主要失效形式是压溃。

　　3带传动中，若1为主动轮圆周速度，2为从动轮圆周速度，为带速，则这些速度之间存在的关系是12。

　　4V带传动中，V带截面楔角40，则V带轮的轮槽角φ0应S2=1200（N）　　所以，Fa2=S1+A=3700N　　

　　Fa1=S1=2200N　　（1分）

　　2）

　　Lh10（fTCL'h10（fTC2Lh/828000/820XX（小时）2500（小时）66

　　fPP）3（60n）3（3分）（3分）fP（2P））（60n2）

　　结论：

不满足。

　　四结构题

　　1下图分别用六角头M16的普通螺栓、六角头M16的铰制孔螺栓连接两块厚度为20mm的

　　钢板，采用弹簧垫圈，补画出其余结构线条，并注明那个是普通螺栓连接，那个是铰制孔螺栓连接。

答案：

　　普通螺栓连接　　铰制孔螺栓连接

　　2（结构设计题）指出齿轮轴系结构图中的错误，说明错误原因，并在中心线上方画出正确结构。

已知：

1）齿轮是油润滑，轴承是脂润滑；

　　2）轴承为深沟球轴承。

　　答案：

任意标出8处错误，并在上部改正这8处错误。

错误1：

键槽的长度不能大于与其连接的联轴器轴毂的长度；错误2：

联轴器没有轴向定位；错误3：

没有密封；

　　错误4：

密封处的轴径不能和轴承安装处的轴径相同；

　　错误5：

轴承端盖作为轴承外圈的定位，其内圈直径不能小于轴承外环内径；错误6：

套筒作为轴承内圈的定位，其外径不能大于轴承内环外径；错误7：

螺栓连接处的画法不对，包括螺纹画法和光孔的画法；错误8：

没有画剖面线；

　　错误9：

用套筒对齿轮进行轴向定位时，套筒不能同时与轴肩和齿轮接触；错误10：

两个键槽的位置应在同一直线上，确保两个键槽一次装夹加工出来；错误11：

轴肩作为轴承内圈的定位，其直径不能大于轴承内环外径；错误12：

同错误5；

　　错误13：

没有画剖面线；

　　错误14：

轴的伸出长度不应超过联轴器，这样无法实现两个半联轴器的连接；

　　错误15：

联轴器没有实现轴向固定，可采用紧定螺钉或轴端挡圈固定；错误16：

齿轮是油润滑，轴承是脂润滑，因此应该有两个挡油环。

　　机械设计试卷4

　　一、简答题

　　1、齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？

分别针对哪些失效？

若齿轮传动为闭式软

　　齿面传动，其设计准则是什么？

　　答：

齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。

齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。

2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？

根据防松原理，防松分哪几类？

　　答：

因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。

这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。

因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。

根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。

3、联轴器和离合器的功用是什么？

二者的区别是什么？

　　答：

因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。

这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。

因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。

根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。

　　4、链传动产生动载荷的原因是什么？

为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节

　　距？

答：

　　小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。

二、选择题　　

　　1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用B　　。

A．螺栓联接　　B．双头螺柱联接　　C．螺钉联接

　　2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行A　　。

A.疲劳寿命计算　　B.静强度计算　　C.极限转速验算3、阿基米德蜗杆的A　　参数为标准值。

A.轴面　　B.端面　　C.法面

　　4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z1＜Z2，b1>b2,其齿面接触应力的大小为　　A。

A.σH1=σH2　　B.σH1>σH2　　C.σH1r1；　　③rS1　　所以A1=Fa+S2=　　

　　A2=S2=　　

　　取ft＝1，fp＝

　　A1/R1=/2400=>e　　

　　X1=Y1=　　A2/R2=/5000=S1=1600（N）　　所以，Fa1=S2+A=2800N　　Fa2=S2=800N

　　3）若该对轴承的寿命为5000小时，现将当量动载荷加大一倍，将转速减小一半，试

　　计算后确定该对轴承能否满足载荷及转速改变后寿命至少1000小时的工作要求？

标准答案：

　　Lh10（fTCL'h10（fTC2Lh/825000/81250（小时）1000（小时）

　　66fPP）3（60n）3（2分）（1分）fP（2P））（60n2）结论：

此轴承能够满足寿命至少1000小时要求。

　　3、在图示传动系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。

已知齿轮1轮齿螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，试回答下列问题：

1）齿轮2的轮齿螺旋线方向是　　旋。

　　2）在图中画出齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向。

3）为使在Ⅱ轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力相互抵消一部分，蜗杆3的螺旋线方向应该是　　旋，并在图中画出蜗杆的旋向；在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力Ft3和径向力Fr3的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力Ft4和径向力Fr4的方向。

　　在图中画出蜗轮4的转动方向。

　　答：

1）右旋。

2）齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向如图所示。

3）右旋；　　画出螺旋线方向

　　蜗杆3所受的三个分力Fa3、Ft3和Fr3的方向如图所示；蜗轮4所受的圆周力Ft4和径向力Fr4的方向如图所示；蜗轮4的转动方向如图所示。

（1’）

　　齿轮1蜗轮432　　

　　ⅠFa2n4Fr4Fa3BFt42Fr3Ⅱ电动机Fa1A3Ft3

　　蜗杆3齿轮24、一对标准斜齿圆柱齿轮传动如图所示，已知：

输入轴转速n1960r/min，输入功率

　　P3kW，齿轮齿数z121，z2=62，法向模数mn，分度圆螺旋角。

　　分度圆柱上的法面压力角n20，试计算：

　　输入轴I上的转矩；大斜齿圆柱齿轮上三个分力的大小。

　　解：

输入轴上的转矩

　　T1Pn12T1d131039602/60m　　

　　Ft221　　

　　FrFttann/coskW　　

　　FaFttan

　　四、结构题

　　1、如图所示，已知圆锥滚子轴承安

　　装在零件1的轴承座孔内。

于结构限制，设计时不能改变零件1的尺寸。

试问：

采用何种方法以便于轴承外圈拆卸？

并在右侧图上画出零件1的结构。

　　答：

可在零件1圆周方向上等分圆

　　周位置加2至3个螺纹孔，用螺钉顶轴承外圈拆卸。

如右图所示。

　　2、写出实现轴上零件轴向固定的四种方法，并画出相应的结构图。

　　标准答案：

　　机械设计试卷5

　　一、填空

　　1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：

当N≥N0时，为区；当N＜N0时，为区。

　　2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗的能力。

零件材料的弹性模量越小，其刚度就越。

　　3．润滑油的性越好，则其产生边界膜的能力就越强；越大，则其内摩擦阻力就越大。

　　4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为。

　　5．正是于现象，使带传动的传动比不准确。

带传动的主要失效形式为和。

　　6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的很大，因此导致传动的较低、温升较高。

　　7．链传动水平布置时，最好边在上，在下。

8．设计中，应根据被联接轴的转速、和选择联轴器的型号。

9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为；而与之比称为偏心率。

　　10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按个键计算。

二、判断题

　　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。

　　2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。

　　3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。

　　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．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。

　　6．于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。

　　7．正是于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。

　　8．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。

　　9．性能等级为级的螺栓，其屈服点＝600MPa。

　　10．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。

　　三、简答题1．简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？

　　答：

因为在开式齿轮传动中，磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快，在点蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而一般不会出现点蚀现象。

2．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？

　　答：

两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。

3．简述形成稳定动压油膜的条件？

　　答：

1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；

　　2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。

4．解释名词：

滚动轴承的寿命；滚动轴承的基本额定动载荷。

　　答：

1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体，任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数。

也可用恒定转速下的运转小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时，轴承所能承受的最大载荷

　　四、某轴用一对同型号角接触球轴承

　　12支承，受力情况如图所示。

已知：

内部轴向力

　　FS＝，e＝。

当

　　FAFRFx=900N≤e时，X＝1。

　　FR2=2500NY＝0；当

　　FAFR＞e时，X＝，Y＝。

问

　　FR1=4000N哪个轴承的寿命低？

　　解：

Fs1＝40002720

　　Fs2＝25001700

　　Fs2Fx17009002600＜Fs12720　　故FA1Fs12720　　

　　Fs1Fx27209001820＞Fs21700　　故FA2Fs1Fx1820　　

　　FA1FR127204000e，则X＝1，Y=0。

　　则FP1fP（X1FR1Y1FA1）fP（1400002720）＝4000fP　　

　　FA2FR218202500＞e，则X＝，Y＝。

　　则FP2fP（X2FR2Y2FA2）fP（25001820）　　3500f　　于　　FP1＞FP2，故轴承1的寿命短。

　　五、如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F＝5KN，各有关几何尺寸如图所示。

试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷Fsmax。

　　500F160160解：

将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T。

　　T=5003F＝531