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1、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（每空一分共2 0 分）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a =6 0。2 普通平键连接工作时，平键的工作面是f ij f f i,平键的剖面尺寸T x/z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，若巳为主动轮圆周速度，巳为从动轮圆周速度，u 为带速，则这些 速 度 之 间 存 在 的 关 系 是。4 V 带传动中，V 带截面楔角0=4 0 ,则V带 轮 的 轮 槽 角 必 应 Fr 2=3 0 0 0 N,小齿轮轴向力A=1 50 0 N o 轴承内部轴向力按S=0
2、.4Fr 计算。1）分别计算图该对轴承的轴向力Fa i、Fa 2 o （8 分）2）若该对轴承的寿命为8 0 0 0 小时，现将载荷加大一倍，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2 50 0 小时的工作要求？（7 分）1）SI=0.4Frl=0.4x5500=2200（N）,方向向左；（1 分）S2=0.4Fr2=0.4x3000=1200（N）,方向向右；（1 分）根据轴的转向及小齿轮旋向判断出：小齿轮轴向力A 向左。（3 分）S1+A=2200+1500=3700（N）S2=1200（N）（1 分）所以，Fa2=Sl+A=3700NFai=S1=2200 N
3、（1分）（1分）（以上步骤中公式正确、轴向力A 方向判断正确，仅计算结果错误，只扣1分。）2）Lh=106（/7.C/PP）7（60n）L；=106（A C/p（2P）7（60n/2）（3分）（3分）=2L,/8=2x8000/8=2000（小时）2500（小时）结论：不满足。给 1分）a分）（没有中间步骤和计算公式，只答不满足，“蒙对的”四 结 构 题1 下图分别用六角头M16的普通螺栓、六角头M16的较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，那个是较制孔螺栓连接（4 分）。答案：普通螺栓连接（2 分）钱制孔螺栓连接（2 分）2
4、（结构设计题）指出齿轮轴系结构图中的错误（指出并改正8处即可），说明错误原因，并在中心线上方画出正确结构（1 6分）。已知：1）齿轮是油润滑,轴承是脂润滑；2）轴承为深沟球轴承。k _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _）案误误误误误答错错错错错误误误误误匿匿错留错.，;来径出：任意标出8 处错误，并在上部改正这8 处错误（每处2 分）。1：键槽的长度不能大于与其连接的联轴器轴毂的长度；2：联轴器没有轴向定位；3 ：没有密封；4 ：密封处的轴径不能和轴承安装处的轴径相同；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6：套筒作为轴承内圈的定位，其外径不能大于轴承内环外
5、径；7：螺栓连接处的画法不对，包括螺纹画法和光孔的画法；8：没有画剖面线；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;1 0：两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错误1 1：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1 2：同错误5；错误1 3：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；对应于机械设计四考试科目：机 械 设 计 考 试 时 间:120分钟试卷总分100分得分一、简答题（本大题共4 小题，总计26分）1、齿轮强度计算中，有哪
6、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？（6 分）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？（8 分）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
7、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？（6 分）联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。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？（6 分）1、链前进速度变化a1Mx=反帚不稳定.22、链上下垂直速度变化a cosp 横向振动，共振原因使链产生动载荷.3、瞬时啮合的相对速度引起冲击、动载荷.4、由于链条松弛，起动，制动，反转，
8、突然超载卸载出现冲击、动载荷.小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。得分二、选 择 题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横线上。本大题共12小题，总计24分）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Z|b2,其齿面接触应力的大小为 AA.o Hl=H 2 B.o HI5,H 2 C.O H）O H25、V 带传动设计中，
9、限制小带轮的最小直径主要是为了 B。A.使结构紧凑 B.限制弯曲应力C.限制小带轮上的包角 D.保证带和带轮接触面间有足够摩擦力6、在 齿 轮 抗 弯 强 度 的 设 计 公 式2町 J中，应代入 c。A.C.节Y Y产 与Y 2 Y 2中大者庐2D%L 与中小者 -.叽7、链传动中，链节数常选偶数，是为了使链传动 B A.工作平稳 B.避免过渡链节 C.链条与链轮磨损均匀8、滑动轴承中，含油轴承是采用 B 材料制成的。A.硬木 B.粉末冶金 C.塑料9、承受预紧力F 的紧螺栓联接在受轴向工作拉力F 时，剩余预紧力为F ,其螺栓所受的总拉力Fo为 B。A.Fo=F+F B.Fo=F+F C.F
10、O=F+F 10、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。A.在同一条直线上 B.相隔90C.相 隔 120 D.相 隔 18011、下列零件的失效中，C 不属于强度问题。A.螺栓断裂 B.齿轮的齿面上发生疲劳点蚀C.蜗杆轴产生过大的弯曲变形 D.滚动轴承套圈的滚道上被压出深的凹坑12、带传动发生打滑总是 A。A.在小轮上先开始C.在两轮上同时开始得分 三、分析题B.在大轮上先开始D.不定在哪轮先开始（本大题共3 小题，总计20分）1.如图所示，1、2 是一对蜗杆蜗轮传动，3、4 是一对斜齿轮传动。已知1 为原动件，4为输出件，各轮转向如图所示。为了使中间轴上蜗轮2 和斜
11、齿轮3 的轴向力互相抵消一部分，试确定1、2、3、4 各轮的旋向；在图上标出2 和 3 所受各力的方向。（10分）1、2、3 轮左旋，4 轮右旋2、写出一维雷诺方程的表达式，说明油膜承载的必要条件,并指出图示四种情况，哪一种能够形成流体动压润滑油膜？（5 分）形成动力润滑的必要条件：1）相对运动的两表面间必须形成楔形间隙；2）被油膜分开的两表面须有一定的相对滑动速度，其方向应保证润滑油由大口进，从小口出；3）润滑油须有一定的粘度，供油要充分。B 能够形成流体动压润滑油膜3、如图所示为带传动简图。轮 1 为主动轮。试问：（1）带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？能否避
12、免弹性滑动？（2）带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力b 3=?（5 分）带传动的主要失效形式有打滑和疲劳断裂。弹性滑动是由拉力差引起的，（只要传递圆周力，必然会产生弹性滑动）。弹性滑动是正常的工作现象，不可避免。图中A 点应力最大，crmax=C F +/+ahi得分四、计算题（本大题共2 小题，总计20分）1、某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C=97.8 kN。轴承受径向力Frl=6000N,Fr2=165（）0N。轴的转速n=500 r/min,轴 上 有 轴 向 力=3000 N,方向如图。轴承的其它参数见附表。动载荷系数力=1,温度系数万=1
13、。试：（1）说明轴承代号的意义;（2）确定轴承的寿命。（以小时为单位）（1 4 分）解：3：轴承类型代号，圆锥滚子轴承；0 2：尺寸系列代号（0：宽度系列代号，2：直径系列代号）；1 2：内径系列代号，内径为6 0 m m；公差等级为0级。1）求内部派生轴向力S I、S 2 的大小方向与 2 =Frl 6 0 0 02T-2 x 1.5=2 0 0 0 NFr2 _ 1 6 5 0 02Y 2 x 1.5=5 5 0 G N方向如图所示。St+FA=5 0 0 0 V?=0.4 0,得：X,=0.4,匕=1.5P i=JH（X,Fr l+y,Fa l）=0.4 X 6000+1.5 X 250
14、0=6150 N据：FJ F a=5500/16500=0.3 3 /，用 尸 2 计算轴承寿命。4）计算轴承寿命,lOVcY 106.97800丫蝶Ll0/-x-=12562 h 60/11 P j 60 x500 116500）2、一牵曳钩用2 个 M10（di=8.376mm）的普通螺栓固定于机体上，如图所示。已知接合面间摩擦系数f=0.1 5,可 靠 性 系 数 K产1.2,螺栓材料强度级别为6.6 级，屈服极限公=360M Pa,安全系数S=3。试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力R m a产？（6 分）许用应力：3 60/3=120M P a预紧力为（4*1 3*F由公式二 V n
15、c r 求出预紧力：F=5083.7N最大牵引力与预紧力关系公式为 fFzmNKfR最大牵引力为R=127I N五、改错题得分（本 题10分）试分析如图所示轴系结构中的错误，并加以改正。（指出错误之处，并编上号，简述其错误原因，并改正之。）（至少改正5 处）指出错误之处，并编上号，简述其错误原因（略）。改正为：对应于 机械设计一 机械设计模拟试卷（六）选 择 题（每题2分，共20分）1.为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径/与轴肩处的圆角半径n应有 关系。r=n；，八；，y42.带传动中，主 动 轮 上 的 滑 动 弧 是 发 生 在 带 与 带 轮 的。绕进段 退离段 全部包
16、围弧段3.计算轴的当量弯矩公式中Me=JM2+（T）2中折算系数a,是考虑T对M的:_ 大小不同 方向不同 类型不同 应力循环特性不同4.带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了 o提高传动寿命；减小对轴的压力；减小结构尺寸；提高摩擦力保证有一定承载能力5.非液体滑动轴承，其润滑状态通常为：。边界润滑流体膜润滑 混合润滑 边界润滑或混合润滑6.蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止 .蜗杆机械性能下降 润滑油变性或齿面胶合传动效率下降 蜗轮材料退火7.为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取一的措施。增大螺栓刚度 适当减小预紧力减小螺栓刚度减小被联接件刚度8.只受预紧力作用的普
17、通螺栓联接，螺栓危险剖面上单元体的应力状态为 。简单拉伸 纯剪切 拉扭组合 拉弯组合9.转轴上载荷和支点位置都己确定后，轴的直径可以根据来 进行计算或校核。抗弯强度；扭转强度；扭转刚度；弯扭合成强度10.对液体动压轴承需要足够的供油量主要是为了一。补充端泄油；提高承载能力；提高轴承效率；减轻磨损二.填空题（共 20分，每小题2 分）1.在带、链和齿轮组成的多级传动中，带传动宜布置在 高速 级。2.需成对使用的滚动轴承类型有 角接触球轴承、圆锥滚子轴承。3.对于链速v KfQ（4分）由螺栓强度得：4L3工 3 1 M-0.1 x c r=.3/1 2 2 0=2 7.7 5 m m（4 分）0.
18、1 x 7 0七.一工程机械中的传动装置，根据工作条件决定采用一对圆锥滚子轴承，并暂定轴承型号为3 0 3 0 8,已知轴承载荷&=2 4 0 0 N,Z?2=5 0 0 0 N,轴上的轴向载荷居=8 0 0 N,轴转速=5 0 0 r/m in,运转中取载荷系数6=1.5,预期寿命厂h=1 2 0 0 0 小时，试求：（1）两轴承的轴向力A”A2（4 分）（2）两轴承的径向载荷系数x i,x2以及轴向载荷系数y,y2（4 分）（3）两轴承的当量动载荷巴，P 2（4 分）（4）该轴承是否满足寿命要求？（2分）（注:3 0 3 0 8轴承:额定动载荷C=90 80 0 N,额定静载荷C o r=
19、l O8OOON,e=035,产 1.7。AA当 一 N e 时，x=0.4,y=1.7；当 一 SI（1 分）所以 A 尸 K+52=2 2 7 0.6 N（1 分）A2=S2=1 47 0.6 N（1 分）取 片 1,行1.54/Ri=2 2 7 0.6/2 40 0=0.94e （1 分）X|=0.4 7|=1.7 （1 分）A2/?2=1 47 0.6/5（M）0=0.0 94 c rH 大于；c、等于。7、计算蜗杆传动的传动比时，公式 c 是错误的。a、i=co/a2；b i=n J n?；c、i d11dx d、i=z2!z8、蜗杆传动的失效通常是发生在 蜗 轮 轮 齿 上。9、设
20、计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d按 强度 条件确定，其工作圈数n按刚度 条件确定。1 0、弹簧指数C=D 2/d ,C值越大，刚度越 小。1 1、楔键联接靠 摩擦力 传递转矩,用于对中性要求不高的联接。1 2、按国家标准G B/2 9 2-9 3规定，代号为7 2 1 0 C的滚动轴承类型为角接触球轴承轴承,其内径为5 0 mm,宽度系列为窄、系列,直径系列为 轻 系 列,C代 表 公称接触角1 5,其精度为P0级。1 3、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是，_；可实现两轴线角位移最大的是J;常用于两轴线对中性不好、低 速 情 况 下 的 是d和e 。a套筒联轴器；b.凸缘联轴器；c.万向联
21、轴器；d.十字滑块联轴器；e.齿轮联轴器；f.弹性柱销联轴器。二、问 答 题（每题5分、计3 0分）1、试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力Fm ax的主要因素。（5 分）尸m ax =2吊 T-1 +e/a,月峰与初拉力与、包角名和摩擦系数/有关。（3 ）心 大、/大、/大，则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大。（2 92、试说明齿形系数及与齿轮的哪些参数有关，及 对 齿 根 弯 曲 应 力 有 何 影 响？（5分）齿形系数2反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数z、变位系数x和分度圆压力角。都影响/。（3，）如果齿数z增大、变位系数和分度圆压力角a增大
22、，均可以使齿根增厚，齿形系数%减 小,4 7、减小。（2,）3、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？（5分）可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中；（1 ）合理提高齿轮的制造精度和安装精度；（1 ）正确选择材料和热处理方式；（2，）以及对齿根部位进行喷丸、压等强化处理。（1 ）4、螺纹联接防松的实质是什么？按工作原理分，防松的方法有哪儿类？答：防松的实质是防止螺纹副间的相对转动。（2分）防松的方法有摩擦防松、机械防松、永久防松。（3分）5、什么是滚动轴承的基本额定动负荷？其方向是如何确定的？（5分）6答：轴承工作温度在1 0 0 以下，基本额定寿命L=l x l O r时，轴承所能承受的最大
23、载荷,称为基本额定动负荷。（2分）对于向心轴承，其方向为径向载荷：（1 分）对于推力轴承，其方向为轴向载荷；（1 分）对于角接触轴承，其方向为载荷的径向分量。（1 分）6、简述非液体摩擦径向滑动轴承校核计算的主要内容？（5分）答：（1）验算压强：滑动轴承压强pW许用压强 p ；（2分）验算 p v 值：p vW p v;（2 分）验算轴径圆周速度v：vW v。（1 分）三、分析计算题1、如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数Z=8）,轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩T U O Nmm,螺栓分布直径Do=5 O O m m,卷筒与齿轮接合面间摩擦系数0.1 2,可
24、靠 性 系 数Kf=1.2,螺栓材料的屈服极限。s=3 0 0 M p a,安全系数S=3。试设计该螺栓组的螺栓直径。（1 0 分）普通螺纹基本尺寸表（第一系列）公称直径d中径“2小径d螺距2 42 2.0 5 12 0.7 5 233 02 7.7 2 72 6.2 1 13.53 63 3.40 23 1.6 7 04423 9.0 7 73 7.1 2 94.54844.7 2 542.5 8 75解：设螺栓受预紧力尸计算螺栓所需预紧力尸次母=K“（2分）2KfT2 x l.2 x l 07-8 x 0.1 2 x 5 0 0=5 OOOO7 V （2 分）计算许用应力=l OOM P
25、f l （2 分）S 3确定螺栓直径小l 4xl.3F,_,4x1.3x50006 C T V 乃xlOO=2 8.7 6 8/？(2 分)选择螺栓查表选取 M 3 6 （=3 1.6 7 0 m m 2 8.7 6 8 m m）（2 分）2、如图所示，a）、b）分别为斜齿圆柱齿轮的悬臂布置和对称布置的支承形式。图 1）、2）分别为一对角接触球轴承背对背、面对面安装支承形式。1）请合理选择斜齿轮不同布置形式下，一对角接触球轴承的支承形式，你认为正确的，在“口”中 打“J”：图 a）所示悬臂布置宜采用:图 b）所示对称布置宜采用:引 图 1）;图 1);=图 2）（1 分）7 图 2）。（1 分
26、）图2)2）根 据 I）中的选择结果计算图a）所示情况下，轴承的轴向力F a i、F a 2。已知：轴承径向载荷F r l、F r 2、齿轮的轴向力A 方向如图所示，大小分别为:F r l=4 000N,F r 2=2000N,A=2000N。轴承内部轴向力 S=0.4 F r。（4 分）解：S l=0.4 F r l =0.4 x 4 000=1600（N）,方向向左；（1 分）S 2=0.4 F r 2=0.4 x 2000=8 00（N）,方向向右；（1 分）S 2+A=8 00+2000=28 00（N）S 1=1600（N）（1 分）所以，F a i =S 2+A=28 00 N （
27、1 分）F a 2=S 2=8 00 N3）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？（4分）标准答案：4=1。6（方 cp P）3/（60）（2 分）3 1。6（方 C/%（2P）3/（60/2）（1 分）=2 4/8=2x 5000/8=125。小时）i ooq小时）（1分）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
28、齿螺旋线方向是 旋。（1 分）2）在图中画出齿轮1、齿轮2 在节点A 所 受 的 轴 向 力 和工2的方向。（2 分）3）为使在H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所受的轴向力吃3、圆周力仁3 和径向力工3 的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力FI4和径向力工 的方向，在图中画出蜗轮4的转动方向。（8 分）答：1）右旋。（1）2）齿 轮 1、齿轮2 在节点A 所受的轴向力工 和心2的方向如图所示。（2）3）右旋；（）画出螺旋线方向（）蜗杆3所受的三个分力/3、3 和工3 的方向如图所示；（3，蜗轮4所受的
29、圆周力4 和径向力工4 的方向如图所示；（2，）蜗轮4的转动方向如图所示。（V）齿轮1蜗轮4齿轮24、一对标准斜齿圆柱齿轮传动如图所示，已知：输入轴转速勺=96O 7 mi n,输入功率P =3kW,齿 轮 齿 数 为 =21,Z 2=62,法 向 模 数 肛,=2.5 m m,分度圆螺旋角2=8.8 4 97 25,分度圆柱上的法面压力角%=20,试计算:（1）输入轴I上的转矩；（2）大斜齿圆柱齿轮上三个分力的大小。（本题4分）解：输入轴上的转矩3 x 10、960 x 2/6029.8 4 N mP%工F,笠=2 x2 9.83=123 k N4 2.5x 21Fr-F,ta nan/c
30、os尸=L 123 x ta n20c os8.8 4 97 25=0.4 14 k W（D=/;-ta n =1.123 x ta n8.8 4 97 25=0.17 5k N （）对应于机械设计五和六一、填 空（每空1分，共20分）1.在疲劳曲线上，以循环基数4为界分为两个区：当 心 及 时，为（无限寿命区）区;当时，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
31、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
32、）（正确的划“J”，错误的划“X”）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。（X）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。（V）3.在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（V）4.相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。（X）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。（X）6.由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。（V）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。（X）8.楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。（X）9.性能等级为
33、6.6级的螺栓，其屈服点b,=6 0 0 M P a。（X ）1 0 .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。（J ）三、简 答 题（每小题5分，共2 0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
34、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I O,转时，轴承所能承受的最大载荷。四、解：(1)Fsi=0.68FKI=0.6 8 x 4(X)0 =2 7 2 0 (N)-1.5分FV2=
35、O.6 8 7 2=0.6 8 x 2 5 0 0 =1 7 0 0 (N)-1.5 分(2)冗2+工=1 7 0 0+9 0 0=2 6 0 0 (N)V 吊=2 7 2 0 (N)故 FA=Fsl=2 7 2 C (N)3分q _工=2 7 2 0-9 0 0=1 8 2 0 (N)Fs 2-1 7 0 0 (N)故&=，乙=1 8 2 0 (N)3分FM _ 2 7 2 0F 4 0 0 0=0.6 8 =e,则 X=l,Y=0 则 耳 =/p(X|Z +K Z )=/p X(l x 4 0 0(O x 2 7 2 0=4 0 0 0/p (N)-3分上=J P =0 7 2 8 e,贝
36、|j x=0.4 1,Y=0.8 7 FRZ 2 5 0 0则/=fp(X2FR2+Y2FA2)=fp x(0.4 l x 2 5 0 0+0.8 7 x 1 8 2 Q=3 5 0%(N)-3 分由于 FP I F p,故轴承1的寿命短。五、解：（1）将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T。T=5 0 0 X F=5 X 1 05 X 5 0 0 =2.5 X 1 06(N)-4 分F 5 x 1 03在F作用下，各螺栓所受横向力为FS I=-=-=1 2 5 0 (N)-3分z 4在T作用下，各螺栓所受横向力也相等，为c rT T 2.5 x l O6 内”F.=-=-.=5 5 2 4.3
37、(N)-4 分-4 厂 4 r 4X7 8 02+8 02显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为%+F/R R c o s a=7125tf+552432-2xl25O55243xcosl35=6 4 6 9 (N)4分六、解:取则(1)由Z +Z 22a 2 x 3 2 0Z1 +Z2 =-=5 (n u n)(应为标准值)2 x 3 2 0=-=1 2 85(1)-2 分a=g m(Z +z 2)得m mm2分Z =，Z =3.2 Z(2)-2 分联 立(1)、(2)解得 zt=3 0.4 7,z2=9 7.5 3取Z =3 0,=9 8 -4 分4=5 x 3 0=1 5 0 (m m)
38、-2 分刈=mz2=5 x 9 8 =4 9 0 (m m)-2 分b-y/ddx=1 x 1 5 0 (m m)2分取 h2=/?=1 5 0 (m m),4=Z?2+1 0=1 5 0+1 0=1 6 0 (mm)-4 分注：本题主要考察：m是否为标准值？是否满足a=g(4+2)=g z(Z 1+Z 2)?各参数和尺寸取值圆整是否合理？一、填 空（每空1分，共2 0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）
39、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）o6 .疲劳曲线是在（应 力 比）一定时，表示疲劳极限0小 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）o9 .径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速 度）和（p v值）不超过许用值。1 0.在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件
40、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1 0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 ）o（1）中心距和齿宽；（2）中心距和模数；（3）中心距和齿数；（
41、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2 0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
42、段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段。2 .简述M in er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K户和齿间载荷分配系数K 0分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？答：系数K尸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K“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.试分析张紧力用对带传动正反两方面的影响。答：张紧力F。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，
43、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、解：（1）由 疲劳曲线方程 5 N =C =b_No得/Y/、9N 1=q 乂=(鎏x 5 x l O6=8.6 x l 04I b J 5 5 0 7分分 2 分(2)%+K =6 8 7.6 +5 8 0=1 2 6 7 6(N)E =3 3 6 6(N)故 FM=月2+巴=1 2 6 7 6(A 0 -3 分入 一 工=3 3 6 6 5 8 0=2 4 3.4(N)月2=6 8 7.6(N)故 入2=入2=6 8 7.6(N)-3 分(3)21=12676=3 6 e,故 x.=0.4 1,
44、4=0.8 7F m 9 3 5Fn=/P(XFR1+7,FM)=1.1x(0.4 1x9 3 5+0.8 7x12 676)=163 4 78 (N)-4分塌=10.3 6=e，故 X,=l,匕=0FRZ 19 10 2 24 2 =/p(X 2 02+n&2)=L l x(l xl 9 10+0 x68 7.6)=2 10 1(N)-4 分六、解：（1）各轴转向如图所示。-3分咨=处理=9.16-T 分Z j Z3 2 5x2 2IIIII43E兀言=*3.8 2 1分niLd|rT13Ei几=d 4川=9.16x157=14 3 8 12 (r p m3 E工)1分%=i4w=3.8 2
45、 x 157=59 9.74 (r p m)1分T1=955(A=9550Xn514 3 8 12=3 3.2 (N m)1分7；=9 5 5(A =9 550 x=79.6(N m)-1 分1 1 nn 59 9.74Tm=9 550 -=9 550 x=3 0 4.1(N m)-1 分157(2)3轮左旋，4轮右旋。-3分(3)2、3两轮的各分力方向如图所示。-4分对应于机械设计七1.在一般工作条件下，齿面硬度”B W 3 50的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为（B ）A.轮齿疲劳折断 B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合 D.齿面塑性变形2 .带传动在工作时产生弹性滑动，是 由 于（C）A.包
46、角a太小 B.初拉力F（）太小C.紧边与松边拉力不等 D.传动过载3 .在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为（C）A.减小齿面滑动速度a B.减少蜗杆头数Z|C.增加蜗杆头数Z|D.增大蜗杆直径系数44 .在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是（B ）A.62 0 8 B.N 2 2 0 8 C.3 2 0 8 D.52 4 125.如需在轴上安装一对半圆键，则应将它们布置在（D）A.相隔9 0。位置 B.相 隔12 0。位置C.相 隔13 5。位置 D.轴的同一母线上6.齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在（D）A.齿顶部分 B.靠近节线的齿顶部分
47、C.齿根部分 D.靠近节线的齿根部分7.下列四种螺纹中，自锁性能最好的是（B ）A.粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹8 .滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后（D）A.制造困难C.不便于装配B.要使用较长的销轴D.链板要产生附加的弯曲应力9.对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是（D）A.拉力C.压力10.对于高速重载的链传动,A.大节距单排C.小节距多排B.扭矩D.拉力和扭矩宜 选 用（C）的链条。B.小节距单排D.大节距多排1 .开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，固通常只进行齿根弯曲疲劳强度（弯曲强度）计算。2 .滚动轴承一
48、般是由外圈、内圈、滚动体 和保持架组成。3 .轴按受载性质区分，主要受弯矩的轴为心轴,主要受 转矩 的轴为传动轴。4 .为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用 基孔 制,轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴 制。5 .在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b 大于 大齿轮齿宽b,；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取 大齿轮齿宽b2。6 .普 通 平 键 联 接 的 工 作 面 是 键 的 两 侧 面；楔 键 联 接 的 工 作 面 是 键 的 上下面7 .非液体摩擦滑动轴承的失效形式是磨损和胶合.，用 限制p 来避免轴承过度磨损,用 p v 值.来防止轴承过热。8 .带传动的计算
49、准则是在保证带传动不打滑 的前提下,充分发挥带的传动能力，使 传 动 带 具 有 足 够 的 疲劳强度 和寿命。9.对于受拉螺栓，计算准则是保证螺栓的：对于受剪螺栓，计算准则是保证连接的 和 螺 栓 的 剪切强度。1 .提高螺栓联接强度的措施有哪些？.答：（1）降低螺栓的应力幅；（2）改善螺纹牙间的载荷分布；（3）减小应力集中；（4）避免或减小附加应力；（5）采用合理的制造工艺；2 .简述带传动中，打滑、弹性滑动的含义和区别。答：若带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。打滑会使带传动失效，
50、应当避免；弹性滑动是摩擦型带传动的固有特性，不可避免。3.轴上零件的轴向定位方法有哪些？周向定位方法有哪些？（至少三个）答：轴向定位方法有轴肩与轴环、套筒、轴端挡圈、圆锥面、圆螺母、弹性挡圈、紧定螺钉与锁紧挡圈等；周向定位方法有平键、花键、销、紧定螺钉、过盈配合等。4.提高轮齿弯曲疲劳强度的主要措施有哪些？答：（1）增大模数；（2）适当增加齿宽；（3）选用正变位传动；（4）提高制造精度；（5）改善材质和热处理；L图示为蜗杆一斜齿轮传动，蜗杆由电动机驱动，转动方向如图。已知蜗杆轮齿的螺旋线方向为右旋，为使II轴上的轴向力最小:（1）在图中标出蜗轮2 和斜齿轮3、4 的齿斜方向；（2）在图中标出n