上海大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)試卷A

1、第 1 頁 ( 共 5 頁 )成績2013-06-08 參考答案上海大學(xué) 20122013學(xué)年 春季學(xué)期 試卷A課程名： 機(jī)械設(shè)計(jì)（2） 課程號： 09325010 學(xué)分： 3.0 應(yīng)試人聲明： 我保證遵守上海大學(xué)學(xué)生手冊中的上海大學(xué)考場規(guī)則，如有考試違紀(jì)、作弊行為，愿意接受上海大學(xué)學(xué)生考試違紀(jì)、作弊行為界定及處分規(guī)定的紀(jì)律處分。應(yīng)試人 應(yīng)試人學(xué)號 應(yīng)試人所在院系 題號一二三四五六七八九得分一、 是非題（對的填寫“”，錯(cuò)的填寫“×”，每小題1分，共10分）1. 不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承的主要失效形式是點(diǎn)蝕。（×）2. 滾動(dòng)軸承的潤滑方式通常是根據(jù)軸承的轉(zhuǎn)速n來選擇的。（

2、15;）3. 滾動(dòng)軸承基本額定動(dòng)載荷C是指其基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時(shí)所能承受最大載荷（）4. 剛性聯(lián)軸器在安裝時(shí)要求兩軸嚴(yán)格對中，而撓性聯(lián)軸器在安裝時(shí)可以不考慮對中問題。（×）5. 多盤摩擦離合器的內(nèi)摩擦盤做成蝶形能使離合器分離迅速。()6. 在鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，鏈條的型號是通過抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式而確定的。（×）7. 若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在小鏈輪上。（×）8. 在蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿頭數(shù)越少，則傳動(dòng)效率越低，自鎖性越差。( × )9. 在計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率時(shí)，蝸桿和蝸輪齒面間的當(dāng)量摩擦系數(shù)可根據(jù)兩者的相對滑動(dòng)速度選取。( ) 10. 軸上安裝有

3、過盈連接零件時(shí)，應(yīng)力集中將發(fā)生在軸上輪轂中間部位。（×）二、單項(xiàng)選擇題(在空格處填上正確選項(xiàng)的字母代號 ，每題1分，共10分) 1計(jì)算滑動(dòng)軸承的最小油膜厚度hmin的目的是 A 。A.驗(yàn)算軸承是否獲得液體摩擦； B.計(jì)算軸承的內(nèi)部摩擦力； C.計(jì)算軸承的耗油量； D.計(jì)算軸承的發(fā)熱量。2在不完全液體摩擦滑動(dòng)軸承中，限制比壓p的目的是 A 。A.防止軸承襯材料過度磨損； B.防止軸承襯材料發(fā)生塑性變形；C.防止軸承襯材料因壓力過大而過度發(fā)熱； D.防止出現(xiàn)過大的摩擦阻力矩。3. 下列四種型號的滾動(dòng)軸承中，只能承受徑向載荷的軸承是 A 。AN208B6208C3208D512084. 在

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對于工作溫度變化較小的短軸，軸承部件的軸向固定方式應(yīng)采用C 。 A. 兩端游動(dòng) B. 一端固定一端游動(dòng) C. 兩端固定 D.無法確定5. 減速器的高速級與電機(jī)聯(lián)接時(shí)，常選用 D 聯(lián)軸器。 A 齒式 B 凸緣 C 十字滑塊 D彈性套柱銷6. 在下列四種軸承中， B 必須成對使用。A深溝球軸承 B圓錐滾子軸承 C推力軸承 D圓柱滾子軸承7鏈傳動(dòng)張緊的目的主要是_ C _。A同帶傳動(dòng)一樣 B提高鏈傳動(dòng)工作能力C避免松邊垂度過大而引起嚙合不良和鏈條振動(dòng) D增大包角。8. 設(shè)計(jì)減速器中的軸，其一般設(shè)計(jì)步驟為_D_。A先進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再作扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、彎扭合成強(qiáng)度和安全系數(shù)校核B按彎扭合成強(qiáng)度初估

5、軸徑，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后校核扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和安全系數(shù)C根據(jù)安全系數(shù)定出軸徑和長度，再校核扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、彎扭合成強(qiáng)度D按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初估軸徑，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后校核彎扭合成強(qiáng)度和安全系數(shù)9設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí),增大蝸桿導(dǎo)程角的數(shù)值,可以提高_(dá)A_。 A傳動(dòng)效率； B傳動(dòng)功率； C蝸桿剛度； D蝸桿圓周速度。10. 滾動(dòng)軸承的正常失效形式是 B ，設(shè)計(jì)時(shí)要按其進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算。A磨損 B點(diǎn)蝕破壞 C塑性變形 D磨損和膠合 注：教師應(yīng)使用計(jì)算機(jī)處理試題的文字、公式、圖表等；學(xué)生應(yīng)使用水筆或圓珠筆答題。第 2 頁 ( 共 5 頁 )三、簡答題（共6題，合計(jì)30分）1流體形成動(dòng)壓的必要條件是什么？寫出流體動(dòng)壓基本方程

6、。（6分）答：(1) 相對運(yùn)動(dòng)的兩表面必須構(gòu)成收斂的楔形間隙；(2) 兩表面必須有一定的相對速度，其運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)使?jié)櫥蛷拇罂诹魅?、從小口流出?3) 潤滑油必須具有一定的粘度，且供油要充分。3分 流體動(dòng)壓基本方程： 3分2試寫出7211B軸承代號的含義 。（6分）答：7 代表角接觸球軸承,02代表尺寸系列,11代表內(nèi)徑d=55mm,B代表公稱接觸角=40°, 公差等級為“0”級,游隙組為“0”。 每項(xiàng)1分3.在下列情況下，選擇哪類聯(lián)軸器較好？試舉出一種聯(lián)軸器的名稱？ （4分）（1） 載荷不平穩(wěn)且具有較大沖擊和振動(dòng)；（2） 載荷平穩(wěn)，沖擊輕微，兩軸易于準(zhǔn)確對中，同時(shí)希望聯(lián)軸器的壽命較長

7、；（3） 載荷比較平穩(wěn)，沖擊不大，但兩軸軸線具有一定程度的相對偏差；（4） 機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中載荷較平穩(wěn)，但可能產(chǎn)生很大的瞬時(shí)過載，導(dǎo)致機(jī)器損壞。答：（1）選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；如彈性柱銷聯(lián)軸器等； （2）選剛性聯(lián)軸器；如凸緣聯(lián)軸器等； （3）選無彈性元件撓性聯(lián)軸器；如齒式聯(lián)軸器等； （4）選安全聯(lián)軸器；如剪切銷安全聯(lián)軸器。 每項(xiàng)1分4影響鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷的主要參數(shù)是什么？設(shè)計(jì)中應(yīng)如何選擇？（6分）答：影響鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷的主要參數(shù)是鏈輪齒數(shù)z，鏈節(jié)距p和鏈輪轉(zhuǎn)速n。設(shè)計(jì)中采用較多的鏈輪齒數(shù)、較小的鏈節(jié)距，并限制鏈輪轉(zhuǎn)速不要過高，對降低動(dòng)載荷都是有利的。每個(gè)參數(shù)1分，每項(xiàng)措施1分5.經(jīng)校核發(fā)現(xiàn)軸的疲

8、勞強(qiáng)度不符合要求時(shí)，在不增大軸徑的條件下，可采取哪些措施來提高軸的疲勞強(qiáng)度？（5分）答：可采取的措施有：增大過渡圓角半徑；對軸的表面進(jìn)行熱處理和表面硬化加工處理；提高表面加工質(zhì)量；用開卸載槽等方法降低過盈配合處的應(yīng)力集中程度；改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)形狀等。 每項(xiàng)1分6.閉式蝸桿傳動(dòng)如果在熱平衡計(jì)算時(shí)不能滿足溫度的要求,則常采用哪些措施以提高散熱能力？ （3分）答：常用的散熱措施有：（1）加散熱片以增大散熱面積；（2）在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇以加速空氣的流通；（3）在傳動(dòng)箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路。 每項(xiàng)1分第 3 頁 ( 共 5 頁 )1）計(jì)算兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2 計(jì)算軸承的支反力（徑向力） 4分 計(jì)算軸承的

9、軸向載荷： 2分 3分計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 4分 2）因?yàn)镻2>P1，根據(jù)當(dāng)量動(dòng)載荷與壽命成反比，所以軸承2的壽命較短。1分3）設(shè)軸承的載荷由P2減小一半為P，即P= P2/2，相應(yīng)的軸承壽命為L ,則: 4分即軸承的載荷減小一半，軸承壽命將提高到原來的10倍多。四、計(jì)算題（共3題，合計(jì)40分）1下圖所示的傳動(dòng)軸的兩端用一對正安裝圓錐滾子軸承支承，其上安裝一蝸輪。已知蝸輪的分度圓直徑d=360mm，其上所受各分力大小和方向?yàn)椋簣A周力Fte=6000N（向外），徑向力Fre=2000N（向下），軸向力Fae=1000N（向右），兩軸承支承點(diǎn)的跨距L=400mm，齒輪位置尺寸如圖所示，載荷系

10、數(shù)為fp=1.1 。試：1）求出兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2；2）哪個(gè)軸承的壽命短，為什么？3）在其他條件不變情況下，若把軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷減小一半，其壽命變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?已知數(shù)據(jù)：圓錐滾子軸承的派生軸向力Fd=Fr/(2Y)，e=0.4。當(dāng)Fa/Fre時(shí)：X=1,Y=0；當(dāng)Fa/Fr>e時(shí)：X=0.5,Y=2.2 。 （18分）第 4頁 ( 共 5 頁 )2. 有一雙輪手推車如圖所示。已知車上載荷Q=5000N（包括車身自重），輪軸材料采用Q235，設(shè)許用彎曲應(yīng)力為=100MPa，試計(jì)算輪軸直徑。（6分）解：軸的受力圖如解圖所示，軸上作用力： 2分軸上最大彎矩： 1分 2分圓整后輪

11、軸直徑可取d=30mm。 1分3.圖示為蝸桿圓錐齒輪二級傳動(dòng)裝置。（1）已知輸出軸的轉(zhuǎn)速方向如圖，為了使軸上的軸向力盡量小，試判別蝸桿1、蝸輪2的轉(zhuǎn)向和旋向。（2）已知T1=16N.m ，模數(shù)m1=m2= 4mm,q=10,Z1=2,Z2=80,當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.1，試確定：該蝸桿傳動(dòng)是否有自鎖能力；計(jì)算該蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率；計(jì)算蝸桿1、蝸輪2的各分力的大小并標(biāo)出它們的方向。（16分） 解：1.蝸桿1、蝸輪2為右旋；轉(zhuǎn)向如圖. 3分2.tg=Z1/q =2/10 =11.31° 當(dāng)量摩擦角v=argctg(0.1)=5.71° v 沒有自鎖能力 效率=tan/tan(+

12、v)=0.6534=65.34% 4分Ft1=Fa2=2T1/d1=2×16000/4×10=800N; T2=i12×T1×=40×16×0.6534=418.176 N.mFt2=Fa1=2T2/d2=2×418176/(4×80)=2613.6 N; Fr1=Fr2=Ft2×tan20°=951.3 N 6分 各力方向如圖 3分第 5頁 ( 共 5 頁 )五、結(jié)構(gòu)分析題： 1、如圖所示為一對正安裝的角接觸球軸承支承的軸系，齒輪用油池潤滑，軸承用油潤滑，軸端裝有帶輪，試指出圖中10處標(biāo)有序號的錯(cuò)誤及不合理結(jié)構(gòu)的原因。（注：不要考慮圖中的倒角及圓角）（10分）答：1.帶輪左側(cè)軸向固定不可靠，安裝帶輪的軸段應(yīng)比帶輪的輪轂長度短23mm；2.帶輪無周向固定，應(yīng)安裝一平鍵；3.帶輪右側(cè)無軸向定位，應(yīng)在此設(shè)一軸肩；4.軸承透蓋中無密封裝置，且與軸直接接觸，缺少間隙；5.左右軸