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机械设计期末试卷及答案1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_。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2设计键联接的几项主要内容是：a)按轮毂长度选择键的长度；b)按使用要求选择键的主要类型；c)按轴的直径选择键的剖面尺寸；d)对键联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是_B_。A)bacdB)bcadC)acbdD)cdba3.链传动中,限制链轮最少齿数的目的是为了_A_.A)减少传动的运动不均匀性和动载荷B)防止链节磨损后脱链C)使小链轮轮齿受力均匀D)防止润滑不良时轮齿加速磨损4.磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的方法以考虑_C_的影响。A)齿面点蚀B)齿面塑性变形C)齿面磨损D)齿面胶合5.滑动轴承的宽径比愈小，则B。A)轴承温升愈大B)摩擦功耗愈小C)承载能力愈大D)端泄愈小6.蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对_B_来进行的.A)蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度B)蜗轮齿面接触强度和齿根抗弯强度C)蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度D)蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度7若一对滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷A基本额定动载荷。A)大于B)等于C)小于8自行车的中轴属于A.A)转轴；B)心轴；C)传动轴。9.带、链、齿轮组成的多级减速传动中，链传动应放在B。A)高速级B)低速级C)高、低均可10联轴器和离合器的根本区别是C。A)联轴器只能用来联结两根轴，离合器还可用来联结轴上的其它回转零件B)联轴器只能用来传递转矩；离合器除传递转矩外，还可用作安全、定向或启动装置C)要把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)联轴器可以采用弹性元件来缓冲吸振；离合器则没有这种特性二、填空题（10分)1蜗杆传动，蜗杆头数越多，效率越高。2滚动轴承、，其中承受径向载荷最大的是N2308；承受轴向载荷最大的是72308。3.在轴的初步计算中，轴的直径是按扭转强度条件确定的。4.齿轮传动中轮齿的齿面点蚀，通常首先发生在节线附近靠近齿根处。三、简答题（共8分)ABCD1图示一V带传动，小带轮为主动轮，转向为顺时针。A、C和B、D分别是V带绕入点和绕出点。试问：1)在哪个点上带速大于带轮圆周速度？2)在哪个点上带速等于带轮圆周速度？3)在哪个点上带速小于带轮圆周速度？（4分)解：1）D点上带速大于带轮圆周速度（1分）2）A、C点上带速等于带轮圆周速度（2分）3）B点上带速小于带轮圆周速度（1分）2联接螺纹既满足的自锁条件，为什么还要加防松装置？试举出两种常用防松原理的防松装置。（4分)螺纹联接的自锁作用只有在静载荷下才是可靠的，在振动和变载荷下，会产生自动松脱的现象，因此需采用防松装置。（2分）例：（1）摩擦防松，用弹簧垫圈。2）机械防松，用开口销与六角开槽螺母。（2分）四、受力分析题（12分)在图示传动系统中，1、5为蜗杆，2、6为蜗轮，3、4为斜齿圆柱齿轮，7、8为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动，锥齿轮8转动方向如图。为使各中间轴上齿轮的轴向力能互相抵消一部分。试问：(1)标出蜗杆1的转动方向；(2)标出斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的螺旋线方向；(3)画出1、4、6、7轮的各分力图。Fa7Fr7Ft7Ft6Fa6Fr6(1)标出蜗杆1的转动方向Fa4Ft4Fr4Ft1Fa1Fr1(1分)(2)标出斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的螺旋线方向；（每个0.5分，共2分）(3)画出1、4、6、7轮的各分力图。1、6每个力1分，共6分；4、7每个力0.5分，共3分五、用文字说明轴系结构的错误所在。（答对5个为10分,答错一个倒扣1分)1） 轴肩过高，无法拆卸轴承2） 套筒顶不住齿轮（过定位），应使轮毂的长度稍大于轴段长3） 键过长，套筒无法装入4） 套筒过高，右侧轴承拆卸困难5） 缺少调整垫片，无法调整轴承游隙6） 箱体端面加工面与非加工面没有分开7） 精加工面过长且装拆轴承不便8） 静止件与转动件接触（轴与端盖）9） 联轴器空未打通10）缺少密封件七、计算题（14分)如图所示为一对角接触球轴承在两个支点上的组合设计。已知：，作用在圆锥齿轮上的轴向力，作用在斜齿轮上的轴向力，试确定危险轴承的寿命为多少小时。（轴承基本额定动载荷，派生轴向力，当，；，)解：1）画出派生轴向力方向如图2），3）所以轴承2被压紧，轴承1被放松。4）5）（4分）八、计算题（12分)一个单级直齿圆柱齿轮减速器中，已知齿数z1=20,z2=60,模数m=4mm，齿宽系数d=0.5,；。若主、从动轮的许用接触应力分别为，,载荷系数K=1.8，节点区域系数ZH=2.5,弹性系数ZE=189.8,试求该大齿轮输出的转矩T2。注：参考公式（1分）（1分）（1分）因为所以（2分）（2分）取小值代入下面公式（2分）根据求出（2分）所以（1分）机械设计期末考试试卷得分一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。1在一般工作条件下，齿面硬度HB350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为（）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（）A包角太小B.初拉力F0太小C紧边与松边拉力不等D.传动过载3在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是（）A6208B.N208C.3208D.52084下列四种螺纹中，自锁性能最好的是（）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5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（）A减小齿面滑动速度sB.减少蜗杆头数Z1C增加蜗杆头数Z1D.增大蜗杆直径系数q6在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指（）A弹簧外径与簧丝直径之比值B弹簧内径与簧丝直径之比值C弹簧自由高度与簧丝直径之比值D弹簧中径与簧丝直径之比值7普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为（）A90B.120C.135D.1808V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在（）AV带离开大带轮处B.V带绕上大带轮处CV带离开小带轮处D.V带绕上小带轮处9对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是（）A拉力B.扭矩C压力D.拉力和扭矩10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（）A制造困难B.要使用较长的销轴C不便于装配D.链板要产生附加的弯曲应力得分二、填空题：本大题共10个小题，每空2分，共20分。把答案填在题中横线上。1轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。2代号62203的滚动轴承，为轴承，其内径为 mm。3在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取 。4普通平键联接的工作面是键的 ；楔键联接的工作面是键的 。5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 制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用 制。6不随时间变化的应力称为 ，随时间变化的应力称为 ，具有周期性的变应力称为 。7按照平面图形的形状，螺纹分为 、 和 等。8按照工作条件，齿轮传动可分为 和 两种。9齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按 设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。10直径较小的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮和轴做成一体，称为 。得分三、判断题(每小题2分，共30分)1.用于薄壁零件联接的螺纹，应采用三角形细牙螺纹。（）2.滑动螺旋中螺杆的直径是根据螺杆的强度计算而确定的。（）3.采用两个楔键时，常相隔90度120度。（）4.在材料和载荷性质相同的情况下，动联接的许用压力比静联接的许用挤压应力小。（）5.薄型平键联接与普通平键联接相比，承载能力相同。（）6.半圆键相配的轴上的键槽是用圆盘铣刀加工的。（）7.带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。（）8.链节距越大，链传动运动不均匀性越小。（）9.传递同样功率和转速的带传动和链传动相比，链传动的压轴力大。（）10.设计链传动时，链条的节数和链轮的齿数均应选择偶数。（）11.通用的闭式齿轮传动，当齿轮的圆周速度v12m/s时，常采用浸油润滑。（）12.对于硬齿面闭式齿轮传动，若接触强度校核不足，解决办法是增大传动尺寸或提高齿面硬度。（）13.斜齿圆柱齿轮的标准参数在法面上。（）14.齿轮传动中，当材料相同时，小齿轮和大齿轮的弯曲强度也相同。（）15.两个具有一定楔形间隙并作相对运动的平板，当流入足够的润滑油时，一定可形成油膜压力。（）得分四、简答题：本大题共6个小题，每题5分，共30分。把答案填在题中横线上。1简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种？2提高螺栓联接强度的措施有哪些？3闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分？4简述带传动的优点？5链传动的主要失效形式有哪些？6滚动轴承的基本类型有哪些？标准答案纸一、 选择题：15：BCBDC610：DBDDD二、 填空题：1 弯矩，转矩2 深沟球轴承，173 大于，大齿轮齿宽b24 两侧面，上下面5 基孔，基轴6 静应力，变应力，循环变应力7 三角形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹8 开式传动，闭式传动9 齿面接触强度10 齿轮轴三、判断题1.（）2.（）3.（）4.（）5.（）6.（）7.（）8.（）9.（）10.（）11.（）12.（）13.（）14.（）15.（）四、简答题：1 螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。2 降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；避免或减小附加应力。3 闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。4 适于中心矩较大的场合；1分带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；1分过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防止损坏其他零件；2分结构简单、成本低廉1分5 链板疲劳破坏；1分滚子套筒的冲击疲劳破坏；1分销轴与套筒的胶合；1分链条铰链磨损；1分过载拉断。1分6 调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。0.5一、填空题（共20分，每小题2分）：1非液体摩擦滑动轴承验算比压是为了避免边界润滑油膜破坏，验算pv值是为了防止轴承温升过高。2与滚动轴承相比较，下述各点中，A不能作为滑动轴承的优点。A径向尺寸小B间隙小，旋转精度高C运转平稳，噪声低D可用于高速情况下3矩形螺纹和梯形螺纹主要用于传动，而三角形（普通）螺纹主要用于联接。4影响链传动运动不均性的主要参数除了节距、转速外，还有齿数。5在轴的设计计算中，轴的最小直径是按A初步确定的。A扭转强度B弯扭合成强度C抗弯强度D拉伸强度6高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是A。A齿面胶合B齿面疲劳点蚀C齿面磨损D轮齿疲劳折断7一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，则齿面的接触应力C。AH1H2BH1H2CH1=H2DH1H2H8在蜗杆传动设计中，蜗杆头数z1选多一些，则D。A有利于蜗杆加工B有利于提高蜗杆刚度C有利于提高传动的承载能力D有利于提高传动效率9普通平键联接强度校核的内容主要是A。A校核键侧面的挤压强度B校核键的剪切强度CA、B二者均需校核D校核磨损10在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高，刚度较小时，一般选用C。A刚性固定式联轴器B十字滑块联轴器C弹性联轴器D安全联轴器二、简要回答题（共24分，每小题6分）1齿轮在什么情况下会发生胶合失效，采取哪些措施可以提高齿面抗胶合能力？2公式用于什么齿轮传动的什么强度计算？公式中各个参数的涵义是什么（各个参数指代什么）？3链传动的许用功率曲线是在哪些试验条件下得到的，在实际应用中要进行哪些修正？4何种联轴器可以补偿y方向的位移，使用中有何限制？为什么？1答：齿轮在齿面间压力大，润滑效果差，瞬时温度过高时，易发生胶合失效。采取加强润滑措施，采用抗胶合能力强的润滑油，在润滑油中加入极压添加剂，均可防止或减轻齿面胶合。2答：此公式用于锥齿轮齿根弯曲疲劳强度设计。其中K载荷系数；T1传递转矩；Z1小齿轮齿数；u大、小齿轮齿数比；锥齿轮传动的齿宽系数；齿形系数；应力校正系数；弯曲疲劳强度许用值。3答：标准实验条件：1)两链轮安装在水平轴上并共面；2）z119，链长节；3）载荷平稳；4）按推荐方式润滑；5）连续15000h满负荷运转；6）相对伸长量不超过3。在实际应用中，在功率曲线上查得Po应乘以修正系数：小齿轮齿数系数，链长系数，多排链系数，工作情况系数。4答：十字滑块联轴器可以补偿方向位移。但选用时其工作转速不得大于规定值。因为两轴间有相对位移的情况下工作时，中间盘就会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。三、如图所示为一方形盖板用4个螺栓与箱体联接，盖板中心O点的吊环受拉力，尺寸如图所示，螺栓材料的许用应力。设螺栓残余预紧力，F为螺栓所受的轴向工作载荷。试求螺栓所受的总拉力，并计算确定所需螺栓直径？（13分）附：螺栓GB19681有关数据M108.376mmM1210.106mmM1613.835mm解：此螺栓的受力是属于既受预紧力作用，又受轴向工作载荷F作用的情况。由已知条件可求出螺栓的总拉力：（3分）而轴向工作载荷F：(4分)（4分）由GB19681可得，选M12的螺栓（）（2分）四、如图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，各轮齿数、主动齿轮1的转向示于图中。已知齿轮3的模数，压力角，螺旋角，忽略摩擦损失。试求：（15分）(1)空载时，用手拨动传动系统检查齿轮啮合情况，应拨动哪根轴?为什么？(2)设齿轮1的螺旋线方向为右旋，若希望齿轮2与齿轮3各自所受的轴向力方向相反，则齿轮2、3、4应具有的螺旋线方向(在图中画出)？(3)齿轮3所受的三个分力、的大小和方向？（须计算具体的数值，并画图示出方向）。解：（1）应用手拨动联结电机的小齿轮轴。因忽略摩擦，各轴传递功率相同，而此轴转速最高，转矩最小，拨动省力。（4分）（2）各个齿轮旋向和所受轴向力方向见图（5分）（3）齿轮3所受的力方向见图。忽略摩擦，则各轴传递功率相等。齿轮3转速轴上转矩为：（6分）五、下图所示的轴系结构有多处错误，请指出错误位置，并说明其错误原因。（12分）解：（1）齿轮键槽应开通，否则无法安装；（2）套环结构不对，轴承外圈轴向无法定位；（3）轴承端盖缺少调整垫圈；（4）缺少密封；（5）键槽离轴端太近；（6）圆锥滚子轴承不宜用轴用弹性挡圈轴向定位；（7）此处不能用轴肩，应用轴套，否则轴承无法安装；（8）轴端用圆螺母缺少止动垫圈，键槽开的不对。（每指出一处错误得1.5分）(注：图中倒角和圆角忽略不计) 六、某设备中的一转轴，两端用30207E型轴承支承。轴的工作转速n1450转分，常温下工作，载荷系数，轴所受轴向载荷；轴承径向载荷，预期寿命小时。试校核该轴承是否满足寿命要求？（16分）附：30207E型轴承的有关参数如下：Cr51500N，派生力当A/Re时，当A/Re时，解：（1）求S：；（3分）（2）求A（5分）（3）求Pr（5分）（4）求不符合要求符合要求（3分）第16页