江苏大学机械设计学年期末试题附答案.docx

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江苏大学机械设计学年期末试题附答案

机械设计试题（A）卷（闭卷）

2009--2010学年第一学期

学号：

姓名：

一、填空题（每空1分共31分）

1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的

2、三角形螺纹的牙型角α＝，适用于，而梯形螺纹的牙型角α＝，适用于。

3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。

4、带传动在工作过程中，带内所受的应力有、和，最大应力发生在。

5、链传动设计时，链条节数应选数（奇数、偶数）。

链轮齿数应选数；速度较高时，链节距应选些。

6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按设计，按校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按设计，按校核。

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、蜗杆传动的总效率包括啮合效率η

、效率和效率。

其中啮合效率η

=，影响蜗杆传动总效率的主要因素是效率。

9、轴按受载荷的性质不同，分为、、。

10、滚动轴承接触角越大，承受载荷的能力也越大。

二、单项选择题（每选项1分,共11分）

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CmB．减小Cb．增大CmC．增大Cb和CmD．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．0.852B．O.88C．0.8D．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。

机械设计试题（B）卷（闭卷）

2009--2010学年第一学期

学号：

姓名：

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]

一、选择题：

1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为。

A.Ф30H7/k6B.Ф30H7C.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15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。

（15分）

各种传动的单级传动比常用值

传动类型

传动比

传动类型

传动比

平带传动

≤5

圆柱齿轮传动

≤5

V带传动

≤6

圆锥齿轮传动

≤3

链传动

≤6

蜗杆传动

8~40

参考答案

机械设计期末（A）卷

一、填空题（每空1分共31分）

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。

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、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。

二、单项选择题（每选项1分,共11分）

1、A。

2、B。

3、A。

4、D。

5、C。

6、D。

7、A、B。

8、B。

9、B。

10、B。

三、计算题（38分）1.（15分）

（5分）

（5分）F1=F0

（5分）F2=F0

F0

F1=F2

F1

F1=F20

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）

[解]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（2分）

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（3分）

四、分析题（20分）

1.（11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。

机械设计期末（B）卷

一、填空题（25分）[每空1分]

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；

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，不等的。

二、选择题（11分）[每空1分]

1、C。

2、　　AC，　BD　３、　B４、　D　５、　D　

６、　B　７、　C８、　D　　９、　B　　１０、　B　

三、计算题（34分）

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（4分）

（3）蜗杆传动的啮合效率：

则:

（6分）

2、解:

（2分）

（2分）

=

（2分）

=

=750N（2分）

所以

=2x750=1500N（2分）

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

四、分析题（30分）[每题15分]

1、

.无垫片；

无间隙、无密封

键太长

无定位轴肩

无轴肩

套筒高于内圈高度

轴和轮毂一样长，起不到定位作用；

无定位；

无垫片

采用反装。

2、（15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）