机械设计试卷及答案

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. 机械设计试卷

一、 填空题（每空1分，共12 分）

1. 带传动中，由于大带轮的包角 小带轮的包角，打滑一般发生在 上；链传动设计时，链条节数应为 数。

2. 带传动的主要失效形式为 和 。

3. 根据轴所受的载荷和变形情况，轴可分为 转轴 、 、 ；自行车的前轴是 。

4. 根据齿轮传动设计准则，对于闭式软齿面齿轮传动按 设计，

按 进行校核；对闭式硬齿面齿轮传动应按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度设计。

5. 螺纹副自锁的条件为 。

6. 轴的疲劳强度校核是考虑了 和表面状态、绝对尺寸影响后的精确校核。

二、单项选择题（每小题2分，共20分）

1．带传动中，弹性滑动 （ ） 。

A．在张紧力足够时可以避免 B．在传递功率较小时可以避免

C．在小带轮包角足够大时可以避免 D．是不可避免

2．进行滚动轴承寿命计算的目的是使滚动轴承不致于早期发生 （ ）。

A．磨损 B．裂纹

C．疲劳点蚀 D．塑性变形

3．深沟球轴承的载荷增加一倍，其额定寿命将降低到原来的（ ）倍。

A．0.5 B．0.875

C．0.125 D．0.09

4．一对标准直齿圆柱齿轮，zl = 21，z2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力（ ）。

A. 1Fσ＞2Fσ B. 1Fσ＜2Fσ

C. 1Fσ =2Fσ D. 1Fσ≤2Fσ

5．在下列措施中，( B )可以改善载荷沿接触线分布不均匀的现象。

A．降低齿面粗糙度 B．提高轴系刚度 .

. C．减少载荷 D．增大端面重合度

6．代号为1318的滚动轴承，内径尺寸d为（ ）

A. 90mm B. 40mm C. 19mm D. 8mm

7．蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中主要失效形式为（ ）。

A、点蚀 B、齿面胶合 C、轮齿折断 D、塑性变形

8．开式齿轮传动中，一般不会发生的失效形式为（ ） 。

A轮齿的点蚀 B齿面磨损 C轮齿折断 D以上三种都不发生

9．V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了（ ） 。

A．便于轮带制造 B．限制弯曲应力

C．限制小带轮上的包角 D．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力

10．链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（ ）。

A、链传动只用来传递较小功率

B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小

C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力

D、链的质量大，离心力大

三、判断题（每题2分，共10分）

1．在开式齿轮传动中，一般是不会产生点蚀失效的。（ ）

2．带传动中，带的根数越多越好。 （ ）

3．蜗杆传动的效率低，发热量大，因比还必须进行热平衡计算。 （ ）

4．当量动载荷就是轴承在工作时所受的实际载荷。 （ ）

5．心轴在工作时，只传递转矩而不承受弯矩。 （ ）

四、简答题（每题6分，共18分）

1．带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么？对传动各有什么影响？

2．解释滚动轴承的基本额定寿命与滚动轴承的基本额定动载荷。

3．零件磨损的过程大致可分为哪几个过程？其特征分别是什么？

四、画图题（共10分） .

. 试分析下图所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆（主动）、蜗轮所受各力的作用位置及方向。

五、计算题（第一题20分，第二题10分，共30分）

1．一对7210AC轴承,分别承受径向负荷Fr1=10000N,Fr2=5000N,轴上作用的外加轴向负荷FA,方向如图所示.试求当FA=2000N和FA=4000N时,各轴承的派生轴向力Fd、轴向力Fa和当量动载荷P的大小.设负荷系数.(Fd=0.68Fr)

轴承1 轴承2

2．一V带传动传递的功率P=10kw，带的速度v=12.5m/s，预紧力F0=1000N，试求紧边拉力F1及松边拉力F2。

机械设计试卷答案

二、 填空题（每空1分，共12 分）

三、 带传动中，由于大带轮的包角 大于 小带轮的包角，打滑一般发生在 小带轮

上；链传动设计时，链条节数应为 偶 数。

四、 带传动的主要失效形式为 打滑 和 疲劳损坏 。 .

. 五、 根据轴所受的载荷和变形情况，轴可分为 转轴 、 心轴 、 传动轴 ；自行车的前轴是 心轴 。

六、 根据齿轮传动设计准则，对于闭式软齿面齿轮传动按 齿面接触疲劳强度 设计，按 齿根弯曲疲劳强度 进行校核；对闭式硬齿面齿轮传动应按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度设计。

七、 螺纹副自锁的条件为 螺纹副升角≤螺纹副当量摩擦角 。

八、 轴的疲劳强度校核是考虑了 应力集中 和表面状态、绝对尺寸影响后的精确校核。

二、单项选择题（每小题2分，共20分）

1．带传动中，弹性滑动 （ D ） 。

A．在张紧力足够时可以避免 B．在传递功率较小时可以避免

C．在小带轮包角足够大时可以避免 D．是不可避免

2．进行滚动轴承寿命计算的目的是使滚动轴承不致于早期发生 （ C ）。

A．磨损 B．裂纹

C．疲劳点蚀 D．塑性变形

3．深沟球轴承的载荷增加一倍，其额定寿命将降低到原来的（ C ）倍。

A．0.5 B．0.875

C．0.125 D．0.09

4．一对标准直齿圆柱齿轮，zl = 21，z2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力（ C ）。

A. 1Fσ＞2Fσ B. 1Fσ＜2Fσ

C. 1Fσ =2Fσ D. 1Fσ≤2Fσ

5．在下列措施中，( B )可以改善载荷沿接触线分布不均匀的现象。

A．降低齿面粗糙度 B．提高轴系刚度

C．减少载荷 D．增大端面重合度

6．代号为1318的滚动轴承，内径尺寸d为（ A ）

A. 90mm B. 40mm C. 19mm D. 8mm

7．蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中主要失效形式为（ B ）。

A、点蚀 B、齿面胶合 C、轮齿折断 D、塑性变形

8．开式齿轮传动中，一般不会发生的失效形式为（ A ） 。

A轮齿的点蚀 B齿面磨损 C轮齿折断 D以上三种都不发生

9．V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了（ B ） 。

A．便于轮带制造 B．限制弯曲应力

C．限制小带轮上的包角 D．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 .

. 10．链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（ C ）。

A、链传动只用来传递较小功率

B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小

C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力

D、链的质量大，离心力大

三、判断题（每题2分，共10分）

1——5 √×√××

四、简答题（每题6分，共18分）

1．带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么？对传动各有什么影响？

答：由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的微量滑动，称为带传动的弹性滑动,是由带的弹性和拉力差造成。这是带传动正常工作时固有的特性。弹性滑动会使从动轮的圆周速度低于主动轮，降低传动效率，引起带的磨损并使温度升高。

打滑是由于过载所引起的带在带轮上全面滑动。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧下降，使带的运动处于不稳定状态，甚至使传动失效。

2．解释滚动轴承的基本额定寿命与滚动轴承的基本额定动载荷。

答： 基本额定寿命：一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，按有10%的轴承发生点蚀破坏，而其余90%的轴承未发生点蚀破坏前的转数（单位为10^6r）或工作小时数。

基本额定动载荷：轴承的基本额定寿命恰好为10^6r时，轴承所能承受的载荷值。

3．零件磨损的过程大致可分为哪几个过程？其特征分别是什么？

答：零件磨损的过程大致要经过，磨合，稳定磨合及剧烈磨合三个阶段。

磨合后的零件表面的粗糙度是在给定摩擦条件下的最佳粗糙度，它与原粗糙度无关，它通常以磨损量最少为原则。磨合阶段是不稳定阶段，该阶段在整个工作时间内所占比例很小。

稳定磨合阶段内，零件的磨损是平稳而缓慢的，它标志着在本阶段内的摩擦条件是相对恒定的，此阶段的长短反应了零件使用寿命的长短。

剧烈磨合阶段内，润滑状态不佳，使摩擦副的温升，磨损速度都急剧增大。

四、画图题（共10分） .

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五、计算题（第一题20分，第二题10分，共30分）

1．解：Fd1=0.68x10000=6800 N (方向向右) Fd2=0.68x5000=3400 N （方向向左）

(1)当FA=2000N时

因为Fd2+ FA=3400+2000=5400N < Fd1

所以Fa1= Fd1=6800N Fa2= Fd1-FA=6800-2000 =4800 N

对于轴承1，Fa1/Fr1=0.68=e ，则X=1，Y=0

P1=X×Fr1 =6800 N

对于轴承2 ，Fa2/Fr2=>e X=0.41，Y=0.87

P2=X×Fr2 +Y×Fa2=0.41×5000 +0.87×4800=43810 N

（2）当FA=1000N时

因为Fd2+ FA=3400+4000=7400N > Fd1

所以Fa1= Fd2+ FA=7400N Fa2= Fd2 = 3400 N

对于轴承1，Fa1/Fr1=0.74 > e ，则X=0.41，Y=0.87

P1= X×Fr1 +Y×Fa1=0.41×10000 +0.87×7400=10538N