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1、机械设计一、选择填空题(每小题2分，共30分)1. 在循环变应力作用下，下面应力中影响疲劳强度的主要因素是 。A.最大应力smax B.最小应力smin C.平均应力sm D.应力幅sa2蜗杆蜗轮传动中，其传动比i的计算错误的是 。A.in1/n2 B. i=Z2/Z1 C. i=d2/d1 3一对渐开线圆柱齿轮传动，其大小齿轮的分度圆直径不同，小齿轮1齿面硬度较高，则大小齿轮的齿面接触应力sH1与sH2关系为_。A.接触应力sH1sH2 B.接触应力sH1sH2 C.接触应力sH1sH24. 在圆锥齿轮和圆柱齿轮的二级传动机构中，通常将圆锥齿轮安排在 。A高速级 B.低速级 C.都可以5在转

2、速一定的情况下，要减轻链传动的不均匀性和动载荷，应 。 A增大链节距和链轮齿数 B增大链节距，减小链轮齿数 C.减小链节距和链轮齿数 D.减小链节距，增大链轮齿数6.齿轮的疲劳点蚀通常首先出现在 。7.为提高轴的刚度，应采取 的措施。A合金钢代替碳素钢 B.用球墨铸铁代替碳素钢 C.提高轴表面质量 D.增大轴径8蜗杆传动的材料配对为钢制蜗杆和青铜蜗轮，则在动力传动中应该由 的强度来决定蜗杆传动的承载能力。A.蜗杆 B.蜗轮 C.蜗杆和蜗轮 D.蜗杆或蜗轮9.一组同型号的轴承在同样条件下运转，其可靠度为 时能够达到或超过的寿命称为滚动轴承的基本额定寿命。10.普通平键工作中，其工作面是 ，其主要

3、的失效形式是 和 。11.中等转速载荷平稳的滚动轴承正常失效形式为 。A.磨损 B.胶合 C.疲劳点蚀 D.永久变形12同一V带传动用在减速时（小带轮为主动轮）和用在增速时（大带轮为主动轮）相比较，若主动轮转速不变，则传动所传递的功率较大的是_。13带传动在工作过程中，带内所受的应力有松边应力、紧边应力、 和 ，带的最大应力发生在 。14.在轴的计算中，轴径的初步估算是按照 确定的。A抗弯强度 B.抗扭强度 C.轴段的长度 D.轴段上零件的孔径15.下列四种型号的滚动轴承，只能承受径向载荷的是 。 二、分析简述题(共28分)1.设计一对闭式软齿面直齿轮传动，如果其它参数都一样，齿数与模数有两种

4、方案：（a）m=4mm，z1=20，z2=60；（b）m=2mm，z1=40，z2=120。试问：1）两种方案的接触强度是否相同？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？为什么？（8分） 2.试说明两板间能建立液体润滑的必要条件是什么？判断下面哪种情况有可能建立液体润滑。（6分） 3. 如图所示，各轴均受静载荷的作用，试判断零件上A点的应力是静应力还是变应力，并确定应力循环特性r的大小或范围。（6分） （a） (b) (c) 4. 带传动的主要失效形式有那些？带传动工作时为什么会出现弹性滑动的现象？弹性滑动会引起什么样的后果？弹性滑动可否避免？（8分） 三. 一轴

5、用同一型号一对角接触球轴承支承。已知 Fr1 2000N ， Fr2 1000N ，该轴所受轴向载荷FA 800N （指向轴承 1 ），要求按正装情况：（ 1 ）画出结构示意图，并在图上标出内部轴向力 Fs1 、 Fs2 的方向；（ 2 ）计算轴承的轴向载荷 Fa1 、 Fa2 的大小。（取Fs=0.68Fr）（6分） 四 如图所示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，求（1）标出齿轮2所受轴向力Fa2的方向,齿轮1的轮齿旋向；（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轮齿的旋向，并标出蜗轮4的旋向和旋转方向；（3）在蜗杆蜗轮啮

6、合处标出蜗杆所受的轴向力Fa3，圆周力Ft3和径向力Fr3的方向。（ 表示垂直纸面向里，表示垂直纸面向外）(12分) 五有一储气罐，罐盖用12个M20的普通螺栓（小径 ，）均布联接。安装时每个螺栓的预紧力F=18000N，气罐内径D=400mm，气压p=1MPa，螺栓采用45钢，许用拉应力160Mpa，螺栓的相对刚度 ，试求（1）单个螺栓的总拉力F0（2）试校核螺栓强度（取计算直径dc=d1）。（12分） 六、一深沟球轴承6214所受径向载荷Fr3600N，轴向载荷Fa1300N，转速n2900rmin，载荷平稳，其基本额定动载荷C60800N，若预期寿命Lh8000小时，试校核该轴承的寿命。

7、（已知判断系数e0.22，当FaFre时，X1，Y0；当FaFr e时，X0.56，Y1.99）（12分）一、选择填空题(每小题2分，共30分)1.D 2.C 3.B 4.A 5.D 6.节线附近靠近齿根的表面 7.D 8.B 9.90% 10.键的侧面 压溃 磨损 11.C 12.增速传动 13.离心应力 弯曲应力 紧边进入小轮处 14.B 15.B二、分析简述题(28分)1.答：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。（4分）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

8、合的可能性，减小毛坯外径，减轻重量而且也减少了切削量。（4分）2. 必要条件：（1）足够的供油量（2）润滑油要有一定粘度（3）两板间要有相当的滑动速度（4）两板间形成收敛形间隙；（4分）C种情况有可能建立液体润滑。（2分）3. （a）图为静应力r1 （2分） （b）图为对称循环变应力r-1 （2分）（c）图为非对称循环变应力1 r 1（2分）4.带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。带传动工作时由于紧边和松边有拉力差，带绕在带轮部分的伸长量会随着拉力的变化而变化，带和带轮之间产生相对滑动，这就是弹性滑动现象。（4分）弹性滑动会使从动轮圆周速度低于主动轮，瞬时传动比不恒定，降低传动效率引起带

9、的磨损和温升。由于带是弹性体，所以弹性滑动是不可避免的。（4分）三. （1） 2 1 （3分）（2）Fs2=0.68Fr2=680N, Fs1=0.68Fr1=1360NFs2+FA=680+800=1480N大于Fs1故Fa1=Fs2+FA=680+800=1480N(压紧端), Fa2=Fs2=680N(放松端) （3分）四 （1）标出齿轮2所受轴向力Fa2的方向,齿轮1的轮齿旋向；（2分）（2）标出蜗杆3轮齿的旋向，并标出蜗轮4的旋向和旋转方向；（4分）（3）在蜗杆蜗轮啮合处标出蜗杆所受的轴向力Fa3，圆周力Ft3和径向力Fr3的方向。（6分）五（共12分）解：气罐盖所受总推力 每个螺栓

10、的工作载荷 （4分）每个螺栓总拉力 （4分）按强度条件，螺栓小径所选螺栓小径17.294mm大于16.522mm,满足强度条件要求。（4分）六、（共12分）解：（1）求X、Y的值 Fa/Fr1300/36000.36e故X0.56，Y=1.99（4分）求当量动载荷PP=XFrYFa0.5636001.9913004603N（4分）求该滚动轴承的寿命13247小时8000小时该轴承满足要求。（4分） 一、选择题（每小题2分，共30分）1能缓冲减振，并能起到过载安全保护作用的传动是 。A. 带传动 B. 齿轮传动 C. 链传动2链传动张紧的目的是 。A.避免垂度过大 B. 提高链的寿命 C. 改变

11、链的运动方向 D.调节链的初拉力3对受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是 。A增大被联接件的刚度 B. 减小被联接件的刚度 C. 增大螺栓的刚度 4在滚动轴承的组合设计中，对于温度变化较大的轴，宜采用 的固定方式。5.对于齿面硬度HB350的闭式软齿面齿轮传动，设计时一般 。A.先按齿面接触疲劳强度计算 B.先按弯曲疲劳强度计算C.先按磨损条件计算 D.先按胶合条件计算6.齿轮的疲劳点蚀通常首先出现在 。A.齿顶附近 B.节线上 C.节线靠近齿根处 D.齿根上7.在多级传动中，通常会把带传动布置在 （高速级，低速级），把链传动布置在 （高速级，低速级

12、）。8.普通平键工作中，其工作面是 ，其主要的失效形式是 和 。9.在静强度条件下，塑性材料的极限应力是 ，脆性材料的极限应力是 。10.蜗杆传动的总效率包括 效率，油阻损失时的效率和 效率，其中起最主要作用的是 效率。 11轴的强度计算方法有 三种。12滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的 。13.代号为6220的滚动轴承，其中6表示该轴承为 ，20表示该轴承的内径为 mm。14.就单个轴承而言能达到或超过其基本额定寿命的概率为 。A.10% B.60% C.80% D.90% 15如图所示，当转轴所受力大小方向不变时，其外圆表面上n点的弯曲应力属于 。A.对称循环变应力 B.非对称循环

13、变应力 C. 脉动循环变应力 D.非稳定循环变应力 二、分析简述题（每小题6分，共24分）1. 带传动中心距a和初拉力F0的大小对带传动会有什么样的影响？ 2软齿面的齿轮传动，小齿轮的齿面硬度会比大齿轮齿面硬度高，为什么？ 3.对闭式蜗杆传动为何要进行热平衡的计算？ 4.在由直齿轮和锥齿轮组成的两级传动中，试问锥齿轮应置于高速级还是低速级？为什么？ 三、某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力 ，最小应力 ，平均应力 ，应力幅 ，循环特性r。（6分） 四、如图所示的锥齿斜齿轮传动，轴为输入轴,欲使轴上的两轮的轴向力相反，试判断（1）齿轮3和齿轮4的旋向（2）齿轮3的圆周力Ft,轴向力Fa以及径

14、向力Fr的方向。（12分） 五、图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷FQ10000N，螺栓材料为Q235， ，安装时不控制预紧力，取安全系数 ，取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，求（1）计算螺栓的总拉力F0（2）确定螺栓所需最小直径d1 。（12分） 六、一工程机械传动装置中的轴，其支撑采用7208AC的角接触球轴承，如图所示，已知Fr1=1000N,Fr2=2060N,作用于轴上的轴间载荷FA=880N，基本额定动载荷r=35200N,转速5000r/min,中等冲击，预期寿命2000h,所选轴承是否恰当？（取Fs=0.68Fr,判断系数0.68，Fa/Fr e时，X=0.

15、41,Y=0.87, Fa/Fre时，X=1,Y=0 ，载荷系数fd取1.5)（16分）一、选择题（每小题2分，共30分）1.A 2.A 3.A 4.一端双向固定，一端游动 5.A 6.C 7.高速级 低速级 8.键侧面 压溃 磨损 9.s, b 10.啮合效率 轴承效率 啮合效率 11.许用切应力计算许用弯曲应力计算 安全系数校核计算 12.温升 13.深沟球轴承 100 14.D 15.A二、分析简述题（每小题6分，共24分）1. 中心距a小，带传动的结构紧凑，但是如果a太小带速一定的情况下，单位时间绕过带轮的次数增加，降低带的寿命，增加带的磨损。（3分）F0过小，带易出现打滑，传动能力不

16、能充分发挥，F0过大，带的寿命会降低，轴和轴承承受的压力加大。（3分）21)小齿轮的齿根弯曲强度较大齿轮弱（3分）2）无论是增速传动还是减速传动，小齿轮单位时间内的应力循环次数较大齿轮多，所以提高小齿轮齿面硬度有利于使大小齿轮接近等强度。（3分）3.由于蜗杆和蜗轮间相对滑动速度较大，传动效率较低，工作时产生的损耗较多，会产生较多热量，若散热条件不好，易造成润滑油温度过高导致使用寿命低，严重时会产生胶合，故要进行热平衡计算。（6分）4.在直齿和锥齿轮组成的两级传动中，锥齿轮通常放在高速级。（3分）高速级转矩较小，齿轮的尺寸也小，如果尺寸太大，锥齿轮的加工困难。（3分）三（本题共6分）1. （1分

17、）2. （1分）3. （1分）4. （1分）5. （2分）四、齿轮3和齿轮4的旋向各3分，齿轮3的圆周力Ft,轴向力Fa以及径向力Fr的方向。各2分，共12分 五、（12分） 许用拉应力 （2分）2个螺栓，z2，每个螺栓的工作载荷 （2分）剩余预紧力F20.4F=0.45000=2000 N（2分）故得螺钉中总拉力 （2分）按强度条件，螺栓小径 （4分）六、解：（）计算轴承，的轴向力Fa1和Fa2计算附加轴向力 轴承为压紧端，轴承为放松端，有 （6分）（）计算轴承的当量动载荷因Fa1/Fr1=2280/1000=2.28大于 eFa2/Fr2=1440/2060=0.68= eX1=0.41,Y1=0.87,X2=1,Y2=0,两轴承的当量动载荷为 （6分）计算当量载荷下所需的基本额定动载荷载荷为中等冲击，取1.5,工作温度正常取 因rr1，故所选轴承满足要求（4分）