南京工业大学机械设计试题.docx

南京工业大学机械设计试题.docx

《南京工业大学机械设计试题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南京工业大学机械设计试题.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

南京工业大学机械设计试题

南京工业大学 机械设计试题（A）卷（闭）

2006--2007 学年第2学期 使用班级　 过控041-2 

班级              学号              姓名

题号

总分

得分

一、选择、填充（20分）

1．十字滑块联轴器，是属挠性联轴器，只用在转速不高的场合（n≤200r／min）其原因是________.  

（a）  中间盘太重     （b）  中间盘滑动磨损过大      （c）  中间盘材料太差。

2．滚动轴承都有不同的直径系列，若两个向心轴承代号中仅直径系列不同时，此两轴承的区别是________. 

（a）外径和宽度不同，内径相同  （b）内径和宽度不同，外径相同 

（c）滚动体数目不同,内外径相同  （d）滚动体直径大小不同，内外径相同，

3．液体动力滑动轴承在稳定运转时，轴颈的位置如图示，试在图上图示：

   （3分）

（1）   轴的转向            

（2）   油膜压力分布的大致图形

O——轴承中心           

O1一—轴中心     

F——载荷

4．闭式蜗杆减速机机盖（机座）上铸有筋片，其目的是为了散热防止温升过高，温升过高将导致______.

（a） 蜗杆变形过大          （b） 材料的机械性能下降．

（c） 润滑条件恶化         （d） 润滑油变质．

5．齿轮传动中，提高圆柱齿轮的精度将能减小________系数。

6．图示为直齿圆柱齿轮齿根弯曲强度计算力学模型，齿宽为b，试在图中标出Υ、Fn、h、S,并写出齿根弯曲应力公式（σF=M/W）中M和W表达式．   （6分）

7．图示曲线为滚子链的额定功率曲线（似帐篷曲线），其中OA段是______；AB段段是______，BC段是________.

   （a）由销轴和套筒胶合限定．

   （b）由链板疲劳强度限定．

   （c）滚子、套筒冲击疲劳强度限定。

8．标准D型V带传动，在初拉应力σ=F0/A=1.2Mpa（A=476m㎡），传递圆周力800N时，若不计离心力的影响，则工作时紧边的拉力F1=______N；松边的拉力F2=________N．

9．选择轴的剖面尺寸（b*h）是根据______标准中选出来的．   

（a）   传递扭矩的大小

（b）   传递功率的大小

（c）   轴径大小

（d）   轮毂长度

10．在图示零件的极限应力线图中，M为零件断面上的应力，其应力循环特性r=常数，OM1线与横轴间的夹角为?

=50°，则该零件受的是______。

（a）对称循环变应力；

（a）   脉动循环变应力；

（b）   不变符号的不对称循环变应力；

（c）   变符号的不对称循环变应力。

二、简答题（20分）（每小题4分）

1.什么是滚动轴承的基本额定寿命？

2.What’stheprocedureofdesignofshaft?

（solutioninEnglish）

3.What’stheprocedureofdesignofslidingbearings?

（solutioninEnglish）

4.Whatarefailuremodelsofmechanicalcomponents?

（solutioninEnglish）

5.Whatarefundamentalrequirementsformachinerydesign?

（solutioninEnglish）

三、分析与计算（50分）

1．图示为蜗杆一斜齿圆柱齿轮减速器．已知III—III轴的转向和该轴上斜齿轮的螺旋线方向为左旋，试问：

                               、

（1）欲使作用在轮2和轮3上的轴向力部分抵消，确定出轮2和轮3的轮齿螺旋线方向（图示）；   （4分）

（2）定出蜗杆1的螺旋线方向和轴I—I的转向（图示）；   （4分）

（3）画出蜗杆和蜗轮所受圆周力Ft，轴向力Fa，径向力Fr，的方向．（要求在啮合点画出方向，垂直纸面向内方向用

表示、向外方向用

表示）   （3分）

2．钢板A由四个M16的普通螺栓固定于钢板B上，钢板的尺寸及受力情况如图示．已知钢板间的摩擦系数f=0.16，联接的防滑系数Ks=1.2，螺纹中径d2=14．701mm，螺纹小径dl=13．835mm，螺栓材料的许用拉应力[σ]=90MPa   ．

   要求：

（1）校核该螺栓组联接是否安全；（12分）

（2）如果不改变钢板和螺栓的尺寸，材料、螺栓数目和外载荷，试提出一种提高此螺栓组联接强度的方案．   （2分）

3．一轴两端各由一个30208轴承支承受力情况如图示，载荷系数fp=1.3，试分别求出两个轴承的当量动载荷．   （13分）

已知轴承的基本额定动载荷C=34KN，派生轴向力s=R/2Y．

4．一混合摩擦润滑的向心滑动轴承，B/d最大允许值为1.5，轴颈d=100mm，已知轴承的材料许用值[p]=5MPa，[V]=3m/s,[PV]=10MPam/s试求轴承的转速为以下三种数值时，轴的最大载荷各多少？

（12分）

（1）n1=250r/min

（2）n2=500r/min

（3）n3=1000r/min

四、FindoutandcorrectstructuremistakesinFig.below（10分） 

南京工业大学 机械设计试题（B）卷（闭）

2006--2007 学年第2学期 使用班级　041—2（控制,机械） 

班级              学号              姓名

题号

总分

得分

一、选择、填充（20分）

1.齿式联轴器是一种可以补偿         位移的挠性联轴器。

（a）综合；（b）轴向；（c）径向；（d）角

2.若一滚动轴承的基本额定寿命为6万转，则该轴承所受的当量动载荷           基本额定动载荷。

   （a）大于；（b）小于；（c）等于

3.设计时，按基本额定动载荷选择的滚动轴承，在预定使用时间内，其工作可靠度R为             。

   （a） 0．95； （b）0．99； （c）0．9； （d）0．5

4．滑动轴承实验曲线如图其润滑状态

I区表示                                                                                             

 II区表示                                                                  

 Ⅲ区表示                                                                                         

    滑动轴承摩擦特性曲线                               

5.蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越           自锁性越             .

6.对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料主要依据是         。

   （a）齿面滑动速度vs；   （b）蜗杆传动效率；

   （c）配对蜗杆的齿面硬度；（d）蜗杆传动的载荷大小。

7．影响齿轮传动动载系数Kv大小的两个主要因素是                                           。

（2分）

8．齿轮的弯曲疲劳强度极限σFlim和接触疲劳强度极限σHlim是经持久疲劳试验，并按失效概率为                   来确定的。

实验齿轮的弯曲应力循环特性为                    循环。

9．直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以          的当量圆柱齿轮为计算基础的。

10．套筒滚子链的节距P越大，链传动的承载能力越       ，传动时的动载荷越       .

11．设计链传动时，大链轮齿数不应取的过多（>120齿），否则链条磨损后易使链发生     现象。

12.新标准规定中，矩形花键以       定心．

 （a）大径；   （b）小径；   （c）侧面） 

13．图示极限应力曲线图,N点表示零件的工作应力状态，在零件加载过程中，设应力循环特性r＝常数，则零件的疲劳极限应力点为       （Nl，N2,N3，N4），零件可能失效形式为         。

二,简答题（20分）（每小题4分）

1.试比较以下三种情况（F1?

F2?

F3；V1

问哪一种润滑条件最

好？

并说明理由。

2.Whatisthebasicrateddynamicloadofrollingbearings?

（solutioninEnglish）

3.Whatisthecreepofbeltdrives?

（solutioninEnglish）

4.Whatarethefunctionsoflubricationinabearingunit?

（solutioninEnglish）

5.Whataregearfailures?

（solutioninEnglish）

三、分析与计算（50分）

1．图示为单级斜齿圆柱齿轮减速箱，传递功率为P=4kW（不计摩擦损失）。

I轴为主动轴转速  n1=960r／min，转动方向如图示。

已知齿数Zl=20，Z2=60；法面模数mn＝3mm，法面压力角为α=20°，分度圆螺旋角β＝13°30’。

试求齿轮2受力大小和方向（用三分力表示,轮1左旋）。

（13分）                                               

2．图示一转轴上采用一对70000型轴承，已知轴承受径向载Rl=1000N，R2=1500N，轴向载荷K=100N，轴承的附加轴向力S=0．4R，试求作用轴承上的轴向载荷Al，A2.（10分）

3.—混合摩擦润滑的向心滑动轴承．B/d最大允许值为l.5，轴颈d=100mm,已知轴承的材料许用值[p]=5Mpa，[V]=3m／s。

[PV]=10Mpam/s，试求轴承的转速为以下三种数值时，轴的最大载荷各为多少?

   （12分）

（1） n1=250r／min

（2）      n2=500r／min

（3）      n3=1000r／min

4．螺纹联接如图示。

用二个M10（小径d1=8.376mm）的螺钉，将一块薄板联接在一机座上，薄板受力R=600N，二钉距S=150mm，R与钉孔之距L=200mm，薄板与机座之间摩擦系数为f=0.12，螺钉材料许用拉应力[α]=80MPa，薄板与机座联结可靠性系数Ks=1.2，试校核此联接是否安全？

（15分）

四、FindoutandcorrectstructuremistakesintheFig.below（10分） 

南京工业大学 机械设计试题（A）卷（闭）

2007--2008 学年第2学期 使用班级　 过控051-2 

班级            

学号              姓名

题号

一

二

三

四

五

总分

得分

一、填空，选择题，是（T）非（F）题（20分）

 1,旋绕比C选得过大则弹簧尺寸过大，结构不紧凑。

（  ）

2，按弯曲扭转合成计算轴的应力时引入α，目的是由于______________。

A轴上键槽削弱轴的强度;  B正应力与剪应力方向不同;   

C正应力与剪应力的循环特性有差异

3，在载荷较大比较平稳，无冲击，且两轴线易对中的情况下，通常宜采用_______联轴器。

A刚性； B无弹性元件的挠性；C有弹性元件的挠性

4,若一滚动轴承的寿命为588000转，则该轴承所受的当量动载荷   基本额定        动载荷。

   A等于;  B大于; C小于

5，设计不完全液体向心滑动轴承时，为了控制轴承的温升保证轴承的工作能力，常需要对_________值进行校核计算。

6，在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越         。

7，在承受横向载荷的普通紧螺栓组中，螺栓杆           作用。

  A受剪切应力;    B受拉应力;    C受扭转剪切应力和拉应力

8，链传动中小链轮齿数宜适当多取些是为了______________。

A防止脱链;  B防止小链轮转速过高;   C提高传动平稳性;  

D保证链轮强度

9，提高齿轮抗点腐蚀能力，采取的措施是_____________。

A闭式传动；B软齿面；C加大中心距；

10，带传动中限制小带轮的直径dd1>ddmin是为了_________。

A限制带的弯曲应力; B限制相对滑动量;  C保证带与轮面间摩擦力

11,6．图示为直齿圆柱齿轮齿根弯曲强度计算力学模型，齿宽为b，试在图中标出Υ、Fn、h、S,并写出齿根弯曲应力公式（σF=M/W）中M和W表达式．（6分）

12,标准平键的承载能力，通常取决于键的抗剪切能力。

（  ）

13,小带轮在一定的转速范围内，单根V带所能传递的功率随带速增加而增大。

（  ）

14,角接触球轴承的接触角α越小，承受轴向载荷的能力就越大。

（  ）

15,直齿锥齿轮的强度计算是在轮齿的大端进行的。

（  ）

二,简答题（20分）

1，试比较以下三种情况（F1?

F2?

F3；V1

问哪一种润滑条件最

好？

并说明理由。

（5分）

 2,Whatistheratedlifeofarollingbearings？

3,Whatisthecreepofbeltdrives?

4,Whataregearfailures?

5,Whatarethefunctionsoflubricationinabearingunit?

三、分析与计算题（50分）

1．（15分）一对圆锥滚子轴承安装如图示.轴承1和轴承2受的径向载荷R1=580N，R2=1800N，轴上作用有轴向载荷FA=150N，轴承的派生力S=R/（2*Y），（Y=1.6，即Y取A/R>e时的Y值），e=0.37，轴承的轴向载荷A与径向载荷R之比A/R>e时，X=0.4，Y=1.6；A/R≤e时，X=1，y=0，轴承载荷有中等的冲击，载荷系数fd=1.5。

试求：

（1）在下图上画出S1，S2的方向；

（2）求两轴承的轴向载荷A1、A2；

  （3）求两个轴承的当量动载荷P1、P2，并判断哪个轴承的额定寿命较短？

2．（12分）图示斜齿圆柱齿轮——蜗杆传动组成的传动装置，动力由I轴输入，蜗轮4为左旋齿。

试求：

（1）为使蜗轮4按图中n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向；（2分）

（2）为使中间轴II所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和轮2的轮齿旋向；（4分）

 （3）在图上节点处画出齿轮1和蜗轮4所受的三分力的方向（垂直齿面向外的力画⊙，向内的力画 ）；（6分）

 3．（15分）利用紧螺栓联接的力——变形协调关系图求解以下问题：

（1）在单个螺栓受轴向外载荷F的力——变形图上，将Qp，Qp’，Q，（λb+Δλ），λ’m标在相应的图线上。

   （Qp——预紧力，Qp’——残余锁紧力，Q——单个螺栓受的轴向总拉力，（λb+Δλ）  ——螺栓的总的拉伸变形，λ’m——被联接件的剩余变形）

（2）已知F=5KN，Qp=10KN。

螺栓的刚度为Cb，被联接件的刚度为Cm，Cm=4Cb,求Qp’。

（3）若采用螺栓M16（小径d1=13.835mm），屈服限σs=240Mpa，控制预紧力，安全系数S为1.5，问螺栓允许的最大的拉伸载荷为多少？

4．（8分）一混合摩擦润滑的向心滑动轴承，B/d最大允许值为1.5，轴颈d=100mm，已知轴承的材料许用值[p]=5MPa，[V]=3m/s,[PV]=10MPam/s试求轴承的转速为以下三种数值时，轴的最大载荷各多少？

（1）n1=250r/min

（2）n2=500r/min

（3）n3=1000r/min

四、FindoutandcorrectstructuremistakesinFig.below（10分）

 图示为减速器轴的结构装配图，试指出结构错误并改正。

（写上序号）

注：

1，圆角、倒角、退刀槽未画出，不算错。

2，在题图上标注、修改，可另作图。

3,只指出5处错误，多指出无效，只批阅前5个答案。

南京工业大学 机械设计试题（B）卷（闭）

2007--2008 学年第2学期 使用班级　 过控051-2 

班级              学号              姓名

题号

一

二

三

四

五

总分

得分

一、选择、填充与是（T）非（F）题（20分）

1.与带传动相比，链传动的承载能力         ，传动效率         ，作用在轴上的径向压力          。

2.普通螺栓联接，其设计准则是                                  。

3.平键联接，键的常用材料为                     。

4.蜗杆直径d1=qm式中q称为                  。

5.45钢的持久疲劳极限σ-1=270Mpa，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5*106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为         Mpa。

6.圆柱螺旋弹簧的旋绕比C是   之比值。

7．带传动中限制小带轮的直径dd1>ddmin是为了          。

   a）限制带的弯曲应力  b）限制相对滑动量    c）保证带与轮面间摩擦力

8.链传动中小链轮齿数宜适当多取些是为了         。

a）防止脱链  b）防止小链轮转速过高   c）提高传动平稳性   d）保证链轮强度

9.采用       的措施，不能有效地改善轴的刚度。

a）改用高强度合金钢 b）改变轴的直径  c）改变轴的支承位置 d）改变轴的结构

10.若一滚动轴承的基本额定寿命为588000转，则该轴承所受的当量动载荷         基本额定动载荷。

a）等于   b）大于  c）小于

11.螺纹升角增大，则联接的自锁性          。

  a）提高    b）不变    c）降低

12．联轴器与离合器的根本区别在于         。

（2分）

 a）联轴器只能用来连接两根轴；离合器还可以用来联结轴上的其他回转零件。

b）联轴器只能用来传递转矩；离合器除传递转矩外，还可以用作安全、定向或起动装置。

c）要把被联轴器联结的两轴分离，需要使机器停车进行拆卸；离合器可在机器工作过程中随时使两轴接合或分离。

d）联轴器只能用来连接两根轴，离合器还可以用来联结轴上的其他回转零件。

13．在保证链承载能力的条件下，尽量选用大节距的链条。

（  ）

14．滑动轴承设计中，适当提高宽径比可以提高轴承的承载能力。

（  ）

15．开式齿轮传动中，齿面点蚀并不常见。

（  ）

16．蜗杆传动的最大特点是滑动速度大。

（  ）

17．联轴器和离合器的计算扭矩等于公称扭矩乘以一个小于1的载荷系数。

（  ）                      

二、简答题（20分）

1， 简述螺纹联接的防松方法？

2， Whataredesignrequirementsformechanicalcomponents?

3， What’stheprocedureofdesignofslidingbearings?

4,What’stheprocedureofdesignofshaft?

5,Whatarefailuremodelsofmechanicalcomponents?

二、分析与计算（50分）

1.图示为蜗杆一斜