c.F1/F2=
10.设计动压式液体摩擦滑动轴承时，如其它条件不变，当相对间隙
减小时，承载能力将（）
a.变大b.变小c.不变
三、作图简答题
1.链传动的多边形效应对链传动有什么影响，主要受哪个参数的影响？
（6分）
2.带传动的弹性滑动是由于从动带轮的圆周速度与主动带轮的圆周速度不同而产生的。
此种说法是否正确？
为什么？
（6分）
3.高速旋转的滚筒支承在一固定的轴上（如图所示），滚筒与固定轴之间形成液体动压油膜。
试画出油膜压力分布图和转动方向。
（6分）
四、已知普通螺栓联接的预紧力为
N，螺栓刚度为Cb=1kN/mm，被联接件刚度为
kN/mm。
试在图中作出螺栓联接的综合受力图。
若螺栓联接在轴向外载荷F的作用下，伸长了
mm，试在图中标出螺栓总拉力Q，外载荷F，残余预紧力
。
（12分）
五、图示为一蜗杆与斜齿轮组合轮系，已知斜齿轮A的旋向与转向如图，蜗杆为单线，d1=10mm，蜗轮d2=200mm，z2=20，斜齿轮3的分度圆直径d3=50mm，中间轴的扭矩
。
试求
（1）为使中间轴的轴向力相反，试确定蜗轮旋向及蜗杆转向。
（2）为使中间轴上轴向力相互抵消，
应取多少？
（3）标出a点的各受力方向。
（15分）
六、某立式卷扬机卷筒由两个单列圆锥滚子轴承支承在固定竖轴上（如图所示）。
已知卷扬机卷筒自重为1吨，钢绳牵引力F为5吨。
试求当钢绳处于图示位置时，上、下轴承的径向和轴向载荷。
（15分）
（S=0.7A）
答案
一、填空题答案
1.深沟球702.平均瞬时3.
4.节省贵重材料锡青铜5.双头螺柱螺钉
6.剪应力正应力7.两侧顶8.10%点蚀9.最小过盈量零件的强度10.对称脉动
二、选择题答案
1.aabb2.a3.bca4.b5.a6.c7.a8.9.b10.aa
三、1.答：
①引起链速波动，从而使得瞬时传动比变化。
②引起链条上下抖动，产生动载荷。
2.答：
不正确。
因为：
①弹性滑动是由于松边和紧边张力差引起的。
②因果关系反了。
3四、
.
五、解：
六、
四川大学二
考试科目：
机械设计考试时间：
120分钟试卷总分：
100分
一、填空（每空1分，共20分）
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．正是由于（）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（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）
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．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．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6.6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（每小题5分，共20分）
1．简述为什么开式齿轮传动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”？
3．简述形成稳定动压油膜的条件？
4．解释名词:
滚动轴承的寿命；滚动轴承的基本额定动载荷。
四、（15分）某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。
已知：
内部轴向力
＝0.68
，e＝0.68。
当
≤e时，X＝1，Y＝0；当
＞e时，X＝0.41，Y＝0.87。
问哪个轴承的寿命低？
五、（15分）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。
六、（20分）设计一个标准直齿圆柱齿轮
传动，传动比i＝3.2，允许传动比有不超
过±5％的误差。
通过强度计算已确定中心距
a＝320mm，模数m≥3mm，取齿宽系数
＝1。
试确定下列几何尺寸：
m、z1、z2、d1、d2、b1、b2。
（模数系列：
3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、…）
答案
一、填空（每空1分，共20分）
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（无限寿命区）区；当N＜N0时，为（有限寿命区）区。
2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。
零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。
3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）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（添加剂）。
5．正是由于（弹性滑动）现象，使带传动的传动比不准确。
带传动的主要失效形式为（打滑）和（带的疲劳破坏）。
6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。
7．链传动水平布置时，最好（紧边）边在上，（松边）在下。
8．设计中，应根据被联接轴的转速、（转矩）和（直径）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（相对间隙）；而（偏心距）与（半径间隙）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（1.5）个键计算。
二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）
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．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．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6.6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（每小题5分，共20分）
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、解：
（1）
＝
（N）―――――――1.5分
＝
（N）――――――――1.5分
（2）
（N）＜
（N）
故
（N）――――――――――――――3分
（N）＞
（N）
故
（N）―――――――――――3分
，则X＝1，Y=0。
则
＝4000
（N）
―――――――――――――――3分
＞e，则X＝0.41，Y＝0.87。
则
（N）―――――――――――――――3分
由于
＞
，故轴承1的寿命短。
F
T
五、解：
（1）将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T。
T=500×F＝5×105×500＝2.5×106（N）―――――4分
在F作用下，各螺栓所受横向力为Fs1＝
（N）―――3分
在T作用下，各螺栓所受横向力也相等，为
＝
（N）――――――4分
显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为
（N）―――――――4分
六、解：
（1）由
得
取m=5（mm）（应为标准值）―――――2分
则
＝128
（1）―――2分
（2）―――2分
联立
（1）、
（2）解得
，
取
，
――――――4分
（mm）――――――2分
（mm）――――――2分
（mm）―――――――――2分
取
（mm），
（mm）――4分
注：
本题主要考察：
m是否为标准值？
是否满足
？
各参数和尺寸取值圆整是否合理？
部分不含计算题《机械设计》试题B标准答案
一、填空（每空1分，共20分）
1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。
2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。
3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。
4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。
5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：
（双螺母等）和（防松垫圈等）。
6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限
与（循环次数）之间关系的曲线。
7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。
8．开式齿轮传动的主要失效形式是：
（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。
9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速度）和（pv值）不超过许用值。
10．在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件的挠性）联轴器，凸缘联轴器属于（刚性）联轴器。
二、选择填空（每空1分，共10分）
1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（3）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是
（2）。
（1）粘着磨损；
（2）表面疲劳磨损；（3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。
2．在通过轴线的截面内，
（1）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（3）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。
（1）阿基米德蜗杆；
（2）法向直廓蜗杆；（3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。
3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（4）；其表面接触疲劳强度主要取决于
（1）。
（1）中心距和齿宽；
（2）中心距和模数；（3）中心距和齿数；（4）模数和齿宽。
4、对于径向滑动轴承，
（1）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（3）轴承必须成对使用。
（1）整体式；
（2）剖分式；（3）调心式；（4）调隙式。
5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（4）。
（1）增大链节距和链轮齿数；
（2）增大链节距并减小链轮齿数；（3）减小链节距和链轮齿数；（4）减小链节距并增加链轮齿数。
6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是
（1）联接。
（1）普通平键；
（2）半圆键；（3）楔键；（4）切向键。
三、简答题（每小题5分，共20分）
1．画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？
答：
主要经历三个阶段：
磨合磨损阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段。
2．简述Miner法则（即疲劳损伤线性累积假说）的内容。
答：
在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立进行的，并可以线性地累积成总损伤，当各应力的寿命损伤率之和等于1时，材料将会发生疲劳。
3．简述齿向载荷分布系数
和齿间载荷分配系数
分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？
答：
系数
考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响；
系数
考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。
4．试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。
答：
张紧力F0越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，从而降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。
四川大学三
考试科目：
机械设计考试时间：
120分钟试卷总分：
100分
一．填空题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）
1、已知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受三个分力的大小分别为：
2360N，272N，816N，试分别指出：
Ft2＝____________N，Fa2＝______________N，Fr2＝____________N。
2、V带（三角带）的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越________。
3、牌号为N68的润滑油表示其________0C时的________粘度为。
4、一个圆锥滚子轴承宽度系列为窄系列，直径系列为中系列，内径为50mm，公差等级为P0级，其代号为_________________________________；。
5、当联轴器型式选定以后，在同一类型而尺寸大小不同的一系列联轴器型号中，选出所需型号应考虑：
（1）_______________________________________________；
（2）_______________________________________________；
（3）_______________________________________________。
二．分析题（本大题共2小题，每小题6分，总计12分）
1、注出下列普通平键的有效接触长度
2、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：
a）m=4mm，z1=20，z2=60；b）m=2mm，z1=40，z2=120，其它参数都一样。
试问：
1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同？
2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？
三．结构题（15分）
改正下图所示的结构错误（指出错误，并将正确的结构画在轴心线下侧）。
四．计算题（本大题共4小题，总计40分）
1、本小题8分
刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D＝155 mm的圆周上，接合面摩擦系数=0.12，摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）
。
若联轴器传递的转矩T＝1500 Nm，问每个螺栓预紧力F应为多大？
2、本小题10分
用绳索通过吊环螺钉起重，绳索受最大拉力
螺钉刚度与被联接件刚度之比
，试求：
1）为使螺钉头与重物接触面不离缝，螺钉的最小预紧力；
2）若预紧力为10kN，工作螺钉的剩余预紧力为多少？
3、本小题8分
某标准蜗杆传动，传动比为20，蜗轮齿数z2＝40，模数m=4mm，蜗杆分度圆直径d1=40mm，求蜗轮螺旋角及中心距a。
4、本小题14分
一圆锥—圆柱齿轮减速器高速轴的支承布置结构如图所示，选择一对角接触球轴承7214C支撑，已求得左轴承Ⅰ的径向载荷Fr1=7000N，右轴承Ⅱ的径向载荷Fr2=1200N，轴受轴向载荷FA=FX=4000N，轴的转速n=1500rpm，载荷平稳，要求寿命Lh10≥8000小时，该轴承是否合用？
（已查得7214C轴承的C=89628N，判断系数e=0.5，X=0.4，Y=1.4）。
五．大型题（本大题共2小题，总计23分）
1、本小题12分
一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：
mn=3mm，z1=25，z2=75，=80634。
已知：
传递的功率P1＝70kW，转速n1=750r/min。
求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。
2、本小题11分
图示传动中，蜗杆传动为标准传动：
m=5mm，d1=50mm，z1=3（右旋），z2＝40；标准斜齿轮传动：
mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求：
1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。
2）螺旋角的大小。
机械设计试卷（答案）
一. 填空题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）
1、2360，816，2722、大3、40，运动，厘斯
4、30310。
5、
（1）传递扭矩
（2）载荷性质（3）轴直径要求
二. 分析题（本大题共2小题，每小题6分，总计12分）
1、
2、1）两种方案的接触强度相同，弯曲强度不同，a方案弯曲强度较高。
2）b方案较好。
在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些，齿数增多使重合度增加，改善了传动平稳性和载荷分配情况。
m小，滑动速度小，降低了磨损和胶合的可能性，同时也节省材料。
三. 结构题（15分）
略
四. 计算题（本大题共4小题，总计40分）
1、本小题8分
，故
2、本小题10分
1）螺钉头与重物接触面不离缝，应使剩余预紧力
故得螺钉最小预紧力
2）预紧力F＝10kN，则工作螺钉剩余预紧力
3、本小题8分
1）蜗轮螺旋角等于蜗杆导程角，故
2）
4、本小题14分
求附加轴向力Fs1、Fs2
Fs1=1.25×Fr2×tgα=1.25×7000×tg15°=2345N
Fs2=1.25×Fr1×tgα=1.25×1200×tg15°=402N
2）求轴承轴向力支反力Fa1、Fa2:
因为Fs2+Fx=402+4000=4402>Fs1=2345N
∴Fa1=Fs2+Fx=402+4000=4402N（被压紧）
Fa2:
=Fs2=402（被放松）
求P1、P2：
∵Fa1/Fr1=4402/7000=0.629＞e=0.5
∴P1=fd（XFr1+YFa1）=1×（0.4×7000+1.4×4402）=8962.8N
∵Fa2/Fr2=402/1200=0.335＜e=0.5
∴P2=fd×Fr2=1×1200=1200N
∵P1＞P2
∴Lh10=
＞8000h合用
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