资源描述
一、填空题(每空1分共24分)1.螺纹的公称直径是指螺纹的 径，螺纹的升角是指螺纹 径处的升角。螺旋的自锁条件为 。2、三角形螺纹的牙型角 ，适用于 ，而梯形螺纹的牙型角 ，适用于 。3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为 防松、 防松和 防松。4、选择普通平键时，键的截面尺寸(bh)是根据 查标准来确定的,普通平键的工作面是 。5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使 ，从而使带的有效拉力值减小。6、链传动瞬时传动比是 ，其平均传动比是 。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、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取 处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核 ，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核 。10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为 挠性联轴器和 挠性联轴器两大类。二、单项选择题(每选项1分,共10分)1.采用螺纹联接时,若被联接件之厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用 。 A螺栓联接； B双头螺柱联接； C螺钉联接。2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则 。A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好；B当量摩擦系数越小，自锁性能越差；C. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差；D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好；3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 布置。(1分) A 在同直线上; B相隔900 ; C相隔1200； D相隔18004、普通平键联接强度校核的内容主要是 。A.校核键侧面的挤压强度;B.校核键的剪切强度；C.AB两者均需校核；D校核磨损。5、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6、为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z1一定时,应该限制 。 A小链轮的转速n1； B.传动的功率P； C.传递的圆周力。7、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以 。A提高轮齿的弯曲强度； B.提高轮齿的接触强度；C.提高轮齿的静强度； D改善传动的平稳性。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、温度升高时，润滑油的粘度 。A.随之升高； B.保持不变；C随之降低； D.可能升高也可能降低。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)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力l60Nmm2，联接件接合面间摩擦系数f0.20，防滑系数Ks1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F?(M20的螺栓d117.294mm)(10分) 图3-13、根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如图所示)，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr11650N和Fr2=3500N。外加轴向力Fae1020N。 (1)若派生轴向力Fd0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。 Fae 图3-34、 分析题(20分)、(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。答案一填空题1、大,中,。2、600、联接、300、传动。3、摩擦、机械、永久4、轴径d、侧面。5、包角。6、变量、常数。7、相同、不同、不同、不同。8、节点。9、p、pv。10、无弹性元件,有弹性元件。二选择题1、B。2、D。3、D。4、A。5、D。6、A。7、D。8、B。9、C。10、B。三计算题1、螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为F0则由平衡条件可得 (4分)螺栓危险截面的强度条件为于是得 (4分(5分)3、(14分) 解 Fd10.7Fr10.71650=1155N (2分)方向向右Fd20.7Fr20.73500=2450N (2分) 方向向左 Fd1十Fae1155十10202175 Fd2故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。 Fa1Fd2-Fae=2450-1020N =1430 (2分)Fa2Fd22450N (2分)(3分) (3分)四、分析题(26分)2、(14分)解 画出的正确结构图如图。轴的右端面应缩到联轴器端面内12mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移12mm；与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短12mm，轴颈右端面缩进去；左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的23左右；透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。每指出一处错误1分,说明原因1分,指出五个错误算满分10分；画出正确图形4分。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F01000 N，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?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Fr11000N，Fr22060N，作用于轴上的轴向载荷FA=880 N，轴承内部轴向力Fd与径向载荷Fr的关系为Fd0.68Fr,试求轴承轴向载荷Fa1和Fa2。图3-3四、分析题(20分)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。答案三、计算题(38分)1.(5分)(5分) F1=F0(5分) F2=F0F0F1=F2F1F1=F203、(10分)解 7208C轴承的150，内部轴向力Fd0.4Fr, Fd104Fr10.41000=400N 方向如解所示向左 Fd20.4Fr20.42060=824N (2分) 方向如图所示向右 Fd2十FA824十8801704Fd1 故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。Fa1Fd2十FA=1704N (3分) Fa2Fd2824N (3分)四、分析题(20分)2、(10分)解 画出的正确结构图如图。固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。轴承盖与轴之间应有间隙。轴承内环和套简装不上，也拆不下来。轴承安装方向不对。轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。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。4.下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用油脂润滑，请指出该轴系结构设计中的错误。要求：1 在图中用序号标注设计错误处；2 在图下方的空白处标注序号，按序号列出错误，并提出修改建议；3 不必在图中直接改正。答：（1）联轴器的键1应采用C型键联接，同时，键的布置应与齿轮轴段处的键在同一母线上；（2）轴承端盖与轴之间应有间隙并设计密封件；（3）左边轴承轴段与轴承端盖轴段之间应设计一个阶梯，不应为同一直径轴，以便于轴承安装；（4）左轴承端盖与轴承座间应有垫片；（5）左端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（6）齿轮宽度应略短于相应轴段长度1-2mm；（7）齿轮轴上的键长应短于轴段长度；（8）右端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（9）、右轴承端盖与轴承座间应有垫片；编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。（注：不必改正）示例：轴承端盖与箱体间无垫片, 无法调整轴承游隙 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 122 轴肩高过内圈高度 3 齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度12mm4 两端的轴承要加挡油环 5 套筒高度高过右边轴承内圈的高度 6 轴承端盖与轴要留有间歇7 轴承端盖与轴间要有密封圈 8 联轴器没有定位轴肩 9联轴器与端盖之间应间隙10 键槽位置不对，轴上键槽应在同一母线上。 11联轴器上键槽应为通 12轴应短12mm三、简答题（每小题5分，共10分）1、有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并说明其原因。 答：V带传动齿轮传动链传动。 V带传动在高速级可使有效拉力小，并且可以缓冲吸振。链传动在低速级传动的不均匀性和动载荷小。五、计算题1、一机械传动装置，采用一对角接触球轴承，暂定轴承型号为7307AC。已知轴承载荷R1=1200 N，R2=2050 N，FA=880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000 h，试问所选轴承型号是否恰当？（注：70000AC型轴承的内部轴向力为0.7R；对70000AC型轴承，e=0.68；当A/R e时，X=0.41、Y=0.87；当A/Re时，X=1、Y=0；fT=1；fF=1.5；7307AC轴承的径向额定动载荷 C=32800 N。）（14分） 解：（1）先计算轴承1、2的轴向力A1、A2：两个70000AC型轴承的内部轴向力为 因为所以，（2）计算轴承1、2的当量动载荷：70000AC型轴承e=0.68，而 所以X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为（3）计算所需的径向额定动载荷C因两端选择同样尺寸的轴承，而P2P1，故应以轴承2的径向当量动载荷P2为计算依据。因为 C2C，故所选7307AC轴承合适。2、某两端固定轴采用一对深沟球轴承(6208)，已知轴上的轴向外载荷Fa720，径向外载荷Fr=2400N(对称布置)，1440r/min，fF1.2，fT1。额定动载荷C29500，额定静载荷C018000，求该对轴承的寿命。求 (1)两轴承的轴向力A1、A2 (4分) (2)两轴承的当量动载荷P1、P2，并指出哪个是危险轴承? (6分) (3)计算轴承的寿命。(4分) Fr A/C0 eA/Re x y0.0250.220.562.00.040.241.80.070.271.6 题四图3解： R1=R2=1200N（1）A1= Fa，A2=0。（2）A/C0=0.04， e=0.24, A1/R1=0.6e X1=0.56，Y1=1.8 , X2=1, Y2=0 P=xR+yA； P1=1968 N， P2=1200N P1 P2 轴承1危险（3） h六、改错题（10分）下图所示为一齿轮轴部件图，请在有结构错误的地方用序号标出，并逐条写出错误的内容，不必改正。 二、标准件（4题共12分，每小题3分）2、请按GB/T 1096-2003标准标注出：宽为18 mm、高为11 mm、长为100 mm圆头普通平键；按GB/T 119-2000标准标注出：直径为10 mm，长为100 mm，直径允差为d4，材料为35号钢，热处理硬度为HRC2838，不经表面处理的圆柱销。键 18100 GB/T 1096-2003 销 10100 GB/T 119-20003、根据下面所给出的轴承代号，指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、公差等级和游隙组别。（1）6308/C3（2）7214B（3）30213/P46308/ C3表示内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，3组游隙。7214B表示内径为70mm，02尺寸系列的角接触球轴承，接触角为40，0级公差，0组游隙。30213/ P4表示内径为65mm，02尺寸系列的圆锥滚子轴承，4级公差，0组游隙。4、根据下面所给出带、滚子链编号，指出这些零件的公称尺寸。（1）带：A 1000 GB/T 11544-1997（2）链：08A188 GB/T12432006（注：此链的节距为0.5英寸）（1）A 1000 GB/T 11544-1997：基准长度为1000 mm的A型普通V带。（2）08A188 GB/T12432006：A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链三、问答题（4题共20分，每小题5分）1、简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处。2、当设计链传动时，选择齿数和节距时应考虑哪些问题？3、闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？4、在具有稳定输入、输出功率的机器上，转轴以定速转动，当不考虑外来冲击和载荷波动等作用时，请分别将内部受的是稳态应力或交变应力的零件的编号写入下面相应的分类中。A机箱箱体的地脚螺栓；B装有齿轮的旋转轴；C轴上的齿轮；D轴上的蜗杆；E轴上的滚动轴承；F轴上的平键；G联轴器上的螺栓；H轴上的销；I联轴器；J离合器；K输出端的滚子链；L输入端的V带（1）受稳态应力的零件是：A、F、G、H、I、J（2）受交变应力的零件是：B、C、D、E、K、L、（3）利用摩擦工作的零件有：A、E、J、G、L五、计算题（2题共20分，每小题10分）1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力，螺栓的相对刚度，按紧密性要求，剩余预紧力=1.83，为螺栓的轴向工作载荷试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强及每个螺栓连接所需的预紧力。1、计算每个螺栓允许的最大总拉力：1、 计算容器内液体最大压强3、2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为=2000N，= 4000N，轴上作用的轴向外加载荷 =1000N,轴承内部附加轴向力的计算为=0.7，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比e时，X= 0.41，Y= 0.87，当e，X=1，Y= 0，e = 0.68，载荷系数fp = 1.0，试计算：（1）两个轴承的轴向载荷FA1、FA2；2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。解：（1） 轴承1为压紧端，轴承2为放松端1分.2分(2)六、结构题（10分）下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。要求：1. 在图中用序号标注设计错误处： 2.按序号列出错误，并用文字提出改正建议； 3.不必在图中改正。1左、右两边轴承端盖均无调整垫片2左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3键过长4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度12mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9两端的轴承要设有挡油环10联轴器没有周向定位。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NN0时，为（ ）区；当NN0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元件都是刚性元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？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，e0.68。当e时，X1，Y0；当e时，X0.41，Y0.87。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F5KN，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i3.2，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a320mm，模数m3mm，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、）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X1，Y=0。则 4000（N） 3分e，则 X0.41，Y0.87。则 （N） 3分由于 ，故轴承1的寿命短。FT五、解：（1）将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T。T=500F51055002.5106（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？四、（15分）已知某材料的力学性能为：350MPa，m9，5，对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1）550MPa，循环次数n15；（2）450 MPa，循环次数n22；（3）=400 MPa。求：发生疲劳破坏时，的循环次数n3？六、（18分）图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承。已知蜗杆所受轴向力580N，两轴承的径向力为：935N，1910N，载荷性质系数1.1。试计算两个轴承的当量动载荷。 注：内部轴向力eFR， e0.36。当e时，X1，Y0；当e时，X0.41，Y0.87。四、解：（1）由 疲劳曲线方程 得 3分 3分 3分 （2）根据Miner法则 3分 解得： 3分五、解：（1） 2分 2分 （2） 故 3分 故 3分 （3）e，故 ，（N） 4分，故 ，（N） 4分三、分析计算题（共25分）Fa/FreFa/FreXYXY0.410.87102、 如图所示，某轴由一对7209 AC轴承支承，轴承采用面对面安装形式。已知两轴承径向载荷分别为Fr1=3000N，Fr2=4000N，轴上作用有轴向外载荷A=1800N。载荷平稳，在室温下工作，转速n=1000r/min。该轴承额定动载荷C=29800N，内部轴向力S=0.4Fr，e=0.68，当量动载荷系数如下表所示。试计算此对轴承的使用寿命。（9分）答：内部轴向力方向如图所示 （2分），S1=0.4Fr1=1200N (0.5分) S2=0.4Fr2=1600N (0.5分)因为A+S1S2 故 Fa1=S1=1200N (1分) Fa2=S1+A=3000N (1分)比较两轴承受力，只需校核轴承2。Fa2/Fr2=0.75e (1分)P=XFr2+YFa2=0.41*4000+0.87*3000=4250N (1分) h (2分) 四、计算题下图表示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N，若取接合面间的摩擦系数=0.2，可靠性系数KS=1.2，螺栓材料的的许用应力=120N/mm2，螺栓的小径d1=17.294mm。试校核螺栓的强度。五、结构改错题：请用圆圈标出错误的位置，满分16分五、结构改错题：共八处错误
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