《機(jī)械設(shè)計(jì)》試題及答案

1、?機(jī)械設(shè)計(jì)?試題A一、填空每空1分,共20分1,在疲勞曲線上,以循環(huán)基數(shù)No為界分為兩個(gè)區(qū)：當(dāng)NNo時(shí),為區(qū)；當(dāng)N<N0時(shí),為區(qū).2 .剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下反抗的水平.零件材料的彈性模量越小,其剛度就越.3 .潤滑油的性越好,那么其產(chǎn)生邊界膜的水平就越強(qiáng)；越大,那么其內(nèi)摩擦阻力就越大.4 .為改善潤滑油在某些方面的性能,在潤滑油中參加的各種具有獨(dú)特性能的化學(xué)合成物即為.5 .正是由于現(xiàn)象,使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確.帶傳動(dòng)的主要失效形式為和.6 .蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是齒面間的很大,因此導(dǎo)致傳動(dòng)的較低、溫升較高.7 .鏈傳動(dòng)水平布置時(shí),最好邊在上,在下.8 .設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)

2、速、和選擇聯(lián)軸器的型號(hào).9 .徑向滑動(dòng)軸承的半徑間隙與軸頸半徑之比稱為而與之比稱為偏心率名.10 .對(duì)于普通平鍵,考慮到載荷分布的不均勻性,雙鍵聯(lián)接的強(qiáng)度按個(gè)鍵計(jì)算.二、判斷題每題1分,共10分正確的劃,錯(cuò)誤的劃“X1 .十字滑塊聯(lián)軸器中的所有元件都是剛性元件,因此屬于剛性聯(lián)軸器2 .兩摩擦外表的粗糙度值越小,那么越容易實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)力潤滑.3 .在計(jì)算轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度時(shí),平安系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確.4 .相嚙合的蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等,旋向相反.5 .閉式齒輪傳動(dòng)皆須首先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,確定傳動(dòng)的幾何尺寸,然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度.6 .由于鏈傳動(dòng)不需要張緊力,故作用在軸上的載荷

3、較小.7 .正是由于過載時(shí)產(chǎn)生“彈性滑動(dòng),故帶傳動(dòng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)具有保護(hù)作用8 .楔鍵只能用于單向傳動(dòng),雙向傳動(dòng)時(shí),必須采用兩個(gè)楔鍵.9 .性能等級(jí)為6.6級(jí)的螺栓,其屈服點(diǎn)<Ts=600MPa.10 .機(jī)械零件的計(jì)算分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算,兩種計(jì)算的目的都是為了預(yù)防機(jī)械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效.三、簡(jiǎn)做題每題5分,共20分1 .簡(jiǎn)述為什么開式齒輪傳動(dòng)一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象?2 .對(duì)于滾動(dòng)軸承的軸系固定方式,請(qǐng)解釋什么叫“兩端固定支承？3 .簡(jiǎn)述形成穩(wěn)定動(dòng)壓油膜的條件？4 .解釋名詞：滾動(dòng)軸承的壽命；滾動(dòng)軸承的根本額定動(dòng)載荷.四、15分某軸用一對(duì)同型號(hào)角接觸球軸承支承,受力情況如下圖.：內(nèi)

4、部軸向力Fs=0.68Fr,Fx=900Ne=0.68.當(dāng)F-ae時(shí),X=1,Y=0;當(dāng)FAFrFr五、15分如下圖的螺栓組聯(lián)接,外載荷Fri=4000NFr2=2500N>e時(shí),X=0.41,Y=0.87.問哪個(gè)軸承的壽命低?F=5KN,各有關(guān)幾何尺寸如下圖.試計(jì)算受力最大螺栓所受的橫向工作載荷Fsmax六、20分設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng),傳動(dòng)比i=3.2,允許傳動(dòng)比有不超過±5%的誤差.通過強(qiáng)度計(jì)算已確定中央距a=320mm,模數(shù)m>3mm,取齒寬系數(shù)5d=1.試確定以下幾何尺寸：m、介z2、d、d2、b1、b2.模數(shù)系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、

5、7、8、?機(jī)械設(shè)計(jì)?試題A標(biāo)準(zhǔn)答案一、填空每空1分,共20分1,在疲勞曲線上,以循環(huán)基數(shù)N0為界分為兩個(gè)區(qū)：當(dāng)N?N0時(shí),為無限壽命區(qū)區(qū)；當(dāng)N<N0時(shí),為有限壽命區(qū)區(qū).2 .剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下反抗彈性變形的水平.零件材料的彈性模量越小,其剛度就越小.3 .潤滑油的油性越好,那么其產(chǎn)生邊界膜的水平就越強(qiáng)；粘度越大,那么其內(nèi)摩擦阻力就越大.4 .為改善潤滑油在某些方面的性能,在潤滑油中參加的各種具有獨(dú)特性能的化學(xué)合成物即為添加劑.5 .正是由于彈性滑動(dòng)現(xiàn)象,使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確.帶傳動(dòng)的主要失效形式為打滑和帶的疲勞破壞o6 .蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是齒面間的相對(duì)滑動(dòng)速度很大,因此導(dǎo)致

6、傳動(dòng)的效率較低、溫升較周IO7 .鏈傳動(dòng)水平布置時(shí),最好緊邊邊在上,松邊在下.8 .設(shè)計(jì)中,應(yīng)根據(jù)被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和直徑選擇聯(lián)軸器的型號(hào).9 .徑向滑動(dòng)軸承的半徑間隙與軸頸半徑之比稱為相對(duì)間隙而偏心距與半徑間隙之比稱為偏心率名.10 .對(duì)于普通平鍵,考慮到載荷分布的不均勻性,雙鍵聯(lián)接的強(qiáng)度按1.5個(gè)鍵計(jì)算.二、判斷題每題1分,共10分正確的劃,錯(cuò)誤的劃“X1 .十字滑塊聯(lián)軸器中的所有元件都是剛性元件,因此屬于剛性聯(lián)軸器.X2 .兩摩擦外表的粗糙度值越小,那么越容易實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)力潤滑.V3 .在計(jì)算轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度時(shí),平安系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確.V4 .相嚙合的蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等,旋向

7、相反.X5 .閉式齒輪傳動(dòng)皆須首先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,確定傳動(dòng)的幾何尺寸,然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度.x6 .由于鏈傳動(dòng)不需要張緊力,故作用在軸上的載荷較小.V7 .正是由于過載時(shí)產(chǎn)生“彈性滑動(dòng),故帶傳動(dòng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)具有保護(hù)作用.X8 .楔鍵只能用于單向傳動(dòng),雙向傳動(dòng)時(shí),必須采用兩個(gè)楔鍵.X9 .性能等級(jí)為6.6級(jí)的螺栓,其屈服點(diǎn)仃s=600MPa.X10 .機(jī)械零件的計(jì)算分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算,兩種計(jì)算的目的都是為了預(yù)防機(jī)械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效.,三、簡(jiǎn)做題每題5分,共20分1 .簡(jiǎn)述為什么開式齒輪傳動(dòng)一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？答：由于在開式齒輪傳動(dòng)中,磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點(diǎn)蝕的速度

8、還快,在點(diǎn)蝕形成之前,齒面的材料已經(jīng)被磨掉,故而一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象.2 .對(duì)于滾動(dòng)軸承的軸系固定方式,請(qǐng)解釋什么叫“兩端固定支承？答：兩端固定支承即為軸上的兩個(gè)軸承中,一個(gè)軸承的固定限制軸向一個(gè)方向的串動(dòng),另一個(gè)軸承的固定限制軸向另一個(gè)方向的串動(dòng),兩個(gè)軸承的固定共同限制軸的雙向串動(dòng).3 .簡(jiǎn)述形成穩(wěn)定動(dòng)壓油膜的條件？答：1兩摩擦外表之間必須能夠形成收斂的楔形間隙；2兩摩擦外表之間必須有充足的、具有一定粘度的潤滑油；3兩摩擦外表之間必須有足夠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；4最小油膜厚度處外表不平度頂峰不直接接觸.4 .解釋名詞；滾動(dòng)軸承的壽命；滾動(dòng)軸承的根本額定動(dòng)載荷.答：1滾動(dòng)軸承的壽命即滾動(dòng)軸承中內(nèi)、外

9、圈滾道以及滾動(dòng)體,任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕之前,兩套圈之間的相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù).也可用恒定轉(zhuǎn)速下的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)表示；2根本額定動(dòng)載荷即根本額定壽命為106轉(zhuǎn)時(shí),軸承所能承受的最大載荷.四、解：1Fsi=0.68Fri=0.68父4000=2720N1.5分1.5分Fs2=0.68Fr2=0.68父2500=1700(N)(2)Fs2+Fx=1700+900=2600(N)<Fs1=2720(N)故FA1=Fs1=2720(N)Fs1-Fx=2720-900=1820(N)>Fs2=1700(N)故Fa2=Fs1-Fx=1820(N)FA1FR12720=0.68=e,貝Ux=1,4000丫=

10、0.FP1=fP(X1FR1+Y1FA1)=fPm(1x400卅0x2720=4000fP(N)FA2FR21820-=0728>e,貝UX=0.41,Y=0.87o2500FP2-fP(X2FR2Y2FA2)-fP(0.4125000.87182()=3500fp(N)由于FP1>FP2,故軸承1的壽命短.五、解：1將F向螺栓組形心平移,同時(shí)得轉(zhuǎn)矩TT=500XF=5X105在F作用下,各螺栓所受橫向力為3F=510=1250(N)3分在T作用下,各螺栓所受橫向力也相等,為Fs2rT4r2T4r_2.5_106_4、802802=5524.3(N)顯然,1、2兩螺栓所受的橫向力最

11、大,為Fsmax=Fs12Fs22-2Fs1Fs2COS：22=125025524.32-212505524.3cos135=6469(N)、"/-1/、2a2320六、斛：(1)由a=m(z1+z2)得z1+z2=2mm取m=5(mm)(應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值)2分2320z2=iz1=3.2z1那么z1+z2=128(1)2分(2)2分聯(lián)立(1)、(2)解得z1=30.47,z2=97.53z1=30,z2=984分第5頁d1=mz1=5父30=150(mm)d2=mz2=5父98=490(mm)2分b=ddi=1父150(mm)2分取b2=b=150(mm),b1=b2+10=150+10

12、=160(mm)4分1 .1,汪：此題王要考祭：m是否為標(biāo)準(zhǔn)值？是否滿足a=(d1+d2)=m(z1+z2)?各參數(shù)和尺寸取2 2值圓整是否合理？(為便于裝配和調(diào)整,將小齒輪B增加510mm)«機(jī)械設(shè)計(jì)?試題一、填空每空1分,共20分1 .當(dāng)所受軸向載荷通過時(shí),螺栓組中各螺栓承受的相等.2 .從結(jié)構(gòu)上看,帶輪由、輪輻和三局部組成.3 .在直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中,以為計(jì)算點(diǎn),把一對(duì)輪齒的嚙合簡(jiǎn)化為兩個(gè)相接觸的模型.4 .按鍵齒齒廓曲線的不同,花鍵分為花鍵和花鍵.5 .請(qǐng)寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法：和.6 .疲勞曲線是在一定時(shí),表示疲勞極限仃惻與之間關(guān)系的曲線.接觸的

13、零件,在載荷作用下,接觸處局部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為和.和不超過許用值.聯(lián)軸器,凸緣聯(lián)軸器屬于7 .理論上為接觸或接觸應(yīng)力.8 .開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是：9 .徑向滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算主要是限制壓強(qiáng)、10 .在類型上,萬向聯(lián)軸器屬于聯(lián)軸器.二、選擇填空每空1分,共10分1.以下磨損中,不屬于磨損根本類型的是只在齒輪、滾動(dòng)軸承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是1粘著磨損；2外表疲勞磨損；3磨合磨損；4磨粒磨損.2.在通過軸線的截面內(nèi),的齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切的截面內(nèi),的齒廓一側(cè)為直線,另一側(cè)為曲線.1阿基米德蝸桿；2法向直廓蝸桿；3漸開線蝸桿；4錐蝸桿.3、對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng),其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主

14、要取決于；其外表接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于.1中央距和齒寬；3中央距和齒數(shù)；4、對(duì)于徑向滑動(dòng)軸承,1整體式；3調(diào)心式；2中央距和模數(shù)；4模數(shù)和齒寬.軸承必須成對(duì)使用軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,本錢低廉的特點(diǎn);2剖分式；4調(diào)隙式.5 .在滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)中,為了減小附加動(dòng)載荷,應(yīng)1增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；2增大鏈節(jié)距并減小鏈輪齒數(shù);3減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；4減小鏈節(jié)距并增加鏈輪齒數(shù).6 .對(duì)中性高且對(duì)軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是聯(lián)接.1普通平鍵；2半圓鍵；3楔鍵；4切向鍵三、簡(jiǎn)做題每題5分,共20分1 .畫圖表示機(jī)械零件的正常磨損過程,并指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪幾個(gè)磨損階段?2 .簡(jiǎn)述Miner法那么即疲勞損傷線

15、性累積假說的內(nèi)容.3 .簡(jiǎn)述齒向載荷分布系數(shù)Kp和齒間載荷分配系數(shù)K儀分別考慮的是什么因素對(duì)齒輪所受載荷的影響?4 .試分析張緊力F0對(duì)帶傳動(dòng)正反兩方面的影響.四、15分某材料的力學(xué)性能為：仃=350MPa,m=9,N0=5X106,對(duì)此材料進(jìn)行對(duì)稱循環(huán)疲勞試驗(yàn),依次加載應(yīng)力為：1CT1=550MPa,循環(huán)次數(shù)ni=5X104；2仃2=450MPa,循環(huán)次數(shù)5.n2=2x10；3仃3=400MPa.求：發(fā)生疲勞破壞時(shí),仃3的循環(huán)次數(shù)n3=?六、18分圖示為一蝸桿軸用兩個(gè)角接觸球軸承支承.蝸桿所受軸向力Fx=580N,兩軸承的徑向力為：FR1=935N,FR2=1910N,載荷性質(zhì)系數(shù)fP=1.

16、1.試計(jì)算兩個(gè)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷.注：*內(nèi)部軸向力FS=eFR,e=0.36.*當(dāng)且We時(shí),X=1,丫=0;當(dāng)?shù)〆時(shí),X=0.41,丫=0.87.FrFroL9FR1八、17分圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng).：I軸為輸入軸,轉(zhuǎn)向如下圖,輸出軸功率P5KW,轉(zhuǎn)速n157rpm,各輪齒數(shù)為：z1=25,Z2=60,Z3=22,Z4=84,設(shè)效率為100%.（1） 在圖中標(biāo)出各輪轉(zhuǎn)向,并計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩.（2） 為使2、3兩輪的軸向力方向相反,確定并在圖中標(biāo)出3、4兩輪的螺旋方向.in(3)在圖中標(biāo)出niK1E2、3兩輪在嚙合點(diǎn)處所受各分力(Ft、Fr、Fx)的方向.?機(jī)械設(shè)計(jì)?試題標(biāo)準(zhǔn)答

17、案一、填空每空1分,共20分1 .當(dāng)所受軸向載荷通過螺栓組形心時(shí),螺栓組中各螺栓承受的軸向工作拉力相等.2 .從結(jié)構(gòu)上看,帶輪由輪轂、輪輻和輪緣三局部組成.3 .在直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中,以節(jié)點(diǎn)為計(jì)算點(diǎn),把一對(duì)輪齒的嚙合簡(jiǎn)化為兩個(gè)圓柱體相接觸的模型.4 .按鍵齒齒廓曲線的不同,花鍵分為矩形花鍵和漸開線花鍵.5 .請(qǐng)寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法：雙螺母等和防松墊圈等.6 .疲勞曲線是在應(yīng)力比一定時(shí),表示疲勞極限仃與循環(huán)次數(shù)之間關(guān)系的曲線.7 .理論上為點(diǎn)接觸或線接觸的零件,在載荷作用下,接觸處局部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力.8 .開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是：齒面的磨粒磨損和斷齒.

18、9 .徑向滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算主要是限制壓強(qiáng)、速度和pv值不超過許用值.10 .在類型上,萬向聯(lián)軸器屬于無彈性元件的撓性聯(lián)軸器,凸緣聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器.二、選擇填空每空1分,共10分1 1粘著磨損；3磨合磨損；2 .在通過軸線的截面內(nèi),1直線,另一側(cè)為曲線.1阿基米德蝸桿；3漸開線蝸桿；1.以下磨損中,不屬于磨損根本類型的是3只在齒輪、滾動(dòng)軸承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是2.2外表疲勞磨損；4磨粒磨損.的齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切的截面內(nèi),3的齒廓一側(cè)為2法向直廓蝸桿；4錐蝸桿.3、對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng),1.1中央距和齒寬；3中央距和齒數(shù)；4、對(duì)于徑向滑動(dòng)軸承,1整體式；3調(diào)心式；其齒根彎曲

19、疲勞強(qiáng)度主要取決于4;其外表接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于2中央距和模數(shù)；4模數(shù)和齒寬.1軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,本錢低廉的特點(diǎn)；3軸承必須成對(duì)使用.2剖分式；4調(diào)隙式.5 .在滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)中,為了減小附加動(dòng)載荷,應(yīng)4.1增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；2增大鏈節(jié)距并減小鏈輪齒數(shù)；3減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；4減小鏈節(jié)距并增加鏈輪齒數(shù).6 .對(duì)中性高且對(duì)軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是1聯(lián)接.1普通平鍵；2半圓鍵；3楔鍵；4切向鍵.三、簡(jiǎn)做題每題5分,共20分1 .畫圖表示機(jī)械零件的正常磨損過程,并指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪幾個(gè)磨損階段?答：主要經(jīng)歷三個(gè)階段：磨合磨損階段；穩(wěn)定磨損階段；劇烈磨損階段.2 .簡(jiǎn)述Miner法那

20、么即疲勞損傷線性累積假說的內(nèi)容.答：在規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力作用下,各應(yīng)力對(duì)材料造成的損傷是獨(dú)立進(jìn)行的,并可以線性地累積成總損傷,當(dāng)各應(yīng)力的壽命損傷率之和等于1時(shí),材料將會(huì)發(fā)生疲勞.3 .簡(jiǎn)述齒向載荷分布系數(shù)Kp和齒間載荷分配系數(shù)K分別考慮的是什么因素對(duì)齒輪所受載荷的影響？答：系數(shù)K考慮的是載荷沿齒向分布不均勻性對(duì)齒輪輪齒所受載荷的影響；系數(shù)Kq考慮的是載荷在同時(shí)嚙合的齒對(duì)之間分配不均對(duì)齒輪輪齒所受載荷的影響.4.答:試分析張緊力F0對(duì)帶傳動(dòng)正反兩方面的影響.張緊力F0越大,那么帶傳動(dòng)的承載水平就越大,但同時(shí)帶中所受的拉應(yīng)力也越大,從而降低帶的壽命;張緊力越小,雖可減小帶中的拉應(yīng)力,提升帶的壽命,但帶傳動(dòng)的承載水平會(huì)降低.四、解:(1)由疲勞曲線方程m二1N°aNi=8.6104)mN0(2)N2N3根據(jù)Miner法那么5104_48.610No1Ni21058.2104505106550寥5".6N2n3-=1N3%/512.851