机械设计基础试题2

四、分析题（30分）[每题10分]1、在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。

图4-1○1.无垫片；○2无间隙、无密封○3键太长○4无定位轴肩○5无轴肩 ○6套筒高于内圈高度○7轴和轮毂一样长，起不到定位作用； ○8无定位；○9无垫片○10采用反装。

三、计算题(38分)1、(15分)有一受预紧力F 0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力F 0＝1000 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F 2＝?剩余预紧力F 1＝?在预紧力F 0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F max 为多少?162873549103、(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F r1＝1000N ，F r2＝2060N ，作用于轴上的轴向载荷F A =880 N ，轴承内部轴向力F d 与径向载荷F r 的关系为F d ＝0.68F r ,试求轴承轴向载荷F a1和F a2。

三、计算题(38分)1.(15分)3、(10分)[解] 7208C 轴承的α＝150，内部轴向力F d ＝0.4F r , F d1＝0．4F r1＝0.4×1000=400N (2分)方向如解所示向左(5分) F 2=F 0 (5分) F 1=F 0F 1=F 2F 1F 1=F 2F 0(5分)F d2＝0.4F r2＝0.4×2060=824N (2分)方向如图所示向右F d2十F A＝824十880＝1704＞F d1故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。

F a1＝F d2十F A=1704N (3分)F a2＝F d2＝824N (3分)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[σ]＝l60N ／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数K s＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分)图3-12、(13分)如图3-2所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动，电机功率P=10kW，转速n1＝970r ／min，蜗杆传动参数z1＝2；z2＝60；直径系数q＝8；总效率η＝0．8，m＝8，右旋蜗杆，试计算：〔14分)(1)电梯上升时，标出电机转向；(2)标出蜗杆所受各力的方向；(3)计算蜗轮所受各力大小。

图3-23、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Fr 1＝1650N 和Fr 2=3500N 。

外加轴向力Fae ＝1020N 。

(1)若派生轴向力F d ＝0.7Fr ，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa 1和Fa 2。

图3-3三、计算题(40分)1.(13分)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F 0则由平衡条件0S f F Z i K F ≥ 可得0S K FF f Z i≥(4分) 螺栓危险截面的强度条件为214 1.3[]F d σπ⨯≤于是得 (4分)Fae(5分)2、(13分) [解](1)电机转向箭头向上；(1分)(2)蜗杆受各力方向如图(3分)(3分)(3分)F r 2＝F t2·tan α＝9845tan20°＝3583N (3分)3、(14分) [解]F d 1＝0.7F r1＝0.7×1650=1155N (2分)方向向右F d 2＝0.7F r2＝0.7×3500=2450N (2分)方向向左F d 1十F ae ＝1155十1020＝2175 ＜ F d2故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。

F a 1＝F d2-F ae =2450-1020N =1430 (2分)F a2＝F d2＝2450N (2分)(3分)F a 21222298454300.89845860t T i F N mz η⨯⨯⨯===⨯(3分)三、计算题(35分)1、(15分)图3-1所示手动提升装置，由两级开式直齿圆柱齿轮传动。

已知：Z 1=Z 3=＝20，Z 2=Z 4=60，手柄长L=250mm,人手的最大作用力F=150N ，卷筒直径D=5OOmm ，传动的总效率η=0.85, 求最大起重量Q 。

2、(20分)如图3-2所示板A 用5个普通螺栓固定在机座B 上，已知板与机座间的摩擦系数f ＝0.15，螺栓许用拉应力[σ]=60Mpa ，取防滑系数K S =1.2,试指出哪个螺栓是危险螺栓?并按强度计算该螺栓联接中螺栓的小径d 1的大小。

图3-\六、计算题2（16分）图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：m n =2 mm ，z 1=22，z 2 =95，︒=20n α，a =120，齿轮1为右旋；低速级：m n = 3 mm ，z 3 =25，z 4=79，︒=20n α，a =160。

主动轮转速n 1=960图3-2r/min ，转向如图，传递功率P = 4 kW ，不计摩擦损失，试：(1) 标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向； (2) 合理确定3、4轮的螺旋线方向； (3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力； (4) 求出齿轮3所受3个分力的大小。

图6-1六、计算题2(19分)解：(1) 各轮的转向和2轮的螺向如图所示。

（3分） (2) 3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。

（2分） (3) 齿轮2、3 所受的各个分力如图所示。

（6分） (4) 求齿轮3所受分力：(8分)3.222952296021112123=⨯====z z n i n n n r/min84.1713.222495509550323=⨯===n P T T Nm 975.01602)7925(32)(cos 433=⨯+⨯=+=a z z m n β，β3 =12.8386°（2分）923.76975.0253cos 3333=⨯==βz m d n mm （2分）84.4467923.761084.171223333=⨯⨯==d T F t N （2分）23.10188386.12tan 84.4467tan 33=︒⨯==βt a F F N （2分）86.16678386.12cos /20tan 84.4467cos /tan 333=︒︒⨯==βαn t r F F N （2分）二、填空题（34分）[每空1分]1、非液体润滑轴承应进行_________________________、_________________________和____________________的计算。

比压计算p ≤[p]、特性数计算pv ≤[pv]、速度计算 v ≤F r2F a2F t2a3F r3 F t4[v].2、普通平键的工作面是_______，工作时靠______________________________________传递转矩.。

静联接，强度较弱的表面被压溃；3、带传动中，带的弹性滑动是带传动的___________特性，是___________避免的；而打滑则是________ ___。

固有，不可,可以避免。

4、已知某V带传动所传递的功率P=5.5kw,带速V=8.8m/s,紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=1.5F2。

则其有效圆周力F e为 N，紧边拉力为 N，松边拉力为 N。

625N，1875N，1250N；5、型号为6315/P5的滚动轴承，类型是轴承，内径为 mm，直径系列为系列，公差等级为级，游隙为组。

深沟球轴承，75，3，5，0；6、工作中只承受弯矩的不承受转矩的轴叫，只承受转矩不承受弯矩的轴叫，同时承受弯矩和转矩的轴叫。

心轴，传动轴，转轴。

7、形成流体动压润滑的必要条件是、和；相对运动的两表面有一定的楔形间隙；两表面有一定的相对速度；润滑油有一定的黏度，且供由充足；8、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。

摩擦防松，机械防松，永久止动；9、带传动中，带每转一周受____________应力、_________应力和________应力作用，最大应力发生在 ________________。

拉应力，离心力产生的拉应力，弯曲应力，紧边开始进入小带轮的那一点10、有弹性元件的挠性联轴器的主要优点是，又能。

补偿两轴间相对位移，缓冲减振；7、心轴，传动轴，转轴。

二、填空题（34分）[每空1分]1、三角形，矩形, 梯形，锯齿形2、侧表面，挤压和剪切。

3、拉应力、离心应力、弯曲应力。

带进入小带轮处4、64mm、296mm、180mm、18.5、14.036 o。

5、平均，瞬时。

6、深沟球轴承、30。

圆锥滚子轴承、40、0。

7、钢丝直径、弹簧直径、弹簧圈数。

8、打滑、疲劳破坏、在不打滑的前提下具有一定的疲劳寿命。

9、弯矩、扭矩。

弯矩、扭矩10、挠性，刚性。

二、填空题（31分）[每空1分]1、非液体润滑轴承应进行_________________________、_________________________和____________________的计算。

2、普通平键的工作面是_______，工作时靠______________________________________传递转矩.。

3、带传动中，带的弹性滑动是带传动的___________特性，是___________避免的；而打滑则是________ ___。

4、已知某V带传动所传递的功率P=5.5kw,带速V=8.8m/s,紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=1.5F2。

则其有效圆周力F e为 N，紧边拉力为 N，松边拉力为 N。

5、型号为6315/P5的滚动轴承，类型是轴承，内径为 mm，直径系列为系列，公差等级为级，游隙为组。

6、工作中只承受弯矩的不承受转矩的轴叫，只承受转矩不承受弯矩的轴叫，同时承受弯矩和转矩的轴叫。

7、形成流体动压润滑的必要条件是、和；8、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。

9、带传动中，带每转一周受____________应力、_________应力和________应力作用，最大应力发生在 ________________。

10、有弹性元件的挠性联轴器的主要优点是，又能。

七、计算题3 (10分)一转轴支承在一对角接触球轴承上，轴承布置如图，已知两轴承所受径向载荷Ｆr1=F r2=600N，轴另受有轴向负荷F A=500N, 试计算两轴承所受的轴向力F a1、F a2，（内部轴向力F’=0.5F r）。