机械设计期末试卷(A)及答案2

第 1 页 共 4 页 湖北文理学院机械与汽车工程学院 2013-2014学年度 下 学期

《机械设计》 试卷（A卷）

系别 专业（班级） 学号 姓名

课程类别：必修课 (参考答案)

适用专业：机械设计制造及其自动化、车辆工程

适用年级：2012级

题目 一 二 三 四 五 总分 评卷人签名

满分 20 15

15

10 40 100

得分

一、选择题：把正确的选项代号填入（ ）中（本大题分10小题, 每小题2分, 共20分)

1、零件受变载荷作用时，则在其内部 B

。

A：只会产生静应力；B：只会产生变应力；C：可能产生静应力，也可能产生变应力；D；没有应力；

2、塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为______ B ________。

A：B ； B：S ； C：0 ；

D：―1 ；

3、零件表面在混合润滑状态时的摩擦系数比液体润滑状态时的摩擦系数 A 。

A：大； B：小； C：可能大，可能小； D：相等 ；

4、链传动中链节数取偶数，链轮齿数为奇数，最好互为质数，其原因是 A

。

A：磨损均匀； B：具有抗冲击力； C：减少磨损与胶合； D：瞬时传动比为定值；

5、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以 D 。

A：提高轮齿的弯曲强度； B：提高轮齿的接触强度；C：提高轮齿的静强度； D：改善传动平稳性；

6、为了提高齿轮传动的接触强度，可考虑采取 B 。

A：采用闭式传动； B：增大传动中心距；

C；减少齿数； D：增大模数；

7、蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆的头数，则传动效率 C 。

A：不变； B：降低； C：提高； D：可能提高，可能降低；

8、在蜗杆传动中，引入直径系数ｑ的目的是 D 。

A：便于蜗杆尺寸的计算；

B：为了提高加工精度；

C：为了装配方便； D：限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化；

9、在滑动轴承材料中，

D 通常只用作双金属轴瓦的表层材料。

A：铸铁； B：铸造锡青铜； C：铸造黄铜； D：巴氏合金；

10、下列四种轴承中 C 必须成对使用，反向安装。

A：深沟球轴承； B：圆柱滚子轴承； C：圆锥滚子轴承； D：推力球轴承；

二、填空题：(本大题分10小题, 每空1分, 共15分)

1、机械零件设计计算的最基本计算准则是

强度 准则。

2、机械零件的表面强度主要是指 表面接触强度 ， 表面挤压强度 ， 表面磨损强度 。

3、在轴的结构设计中，起定位作用的轴肩处的圆角半径r应 小于 该轴配合轮毂孔的倒角C，该段轴的长度应比轮毂孔的长度短 2～3 mm。

4、机械零件的磨损过程一般分为 磨合 、 稳定磨损 、 剧烈磨损 三个阶段。 第 2 页 共 4 页 5、受轴向工作载荷F作用的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力F2等于工作载荷和 残余预紧力

之和。

6、平键连接工作时，是靠键和键槽 侧面 的挤压传递转矩的。

7、带传动中弹性滑动是由紧边和松边 拉力 差引起的。

8、闭式软齿面传动的主要失效形式是 齿面疲劳点蚀 。

9、传递两相交轴间运动而又要求轴间夹角经常变化时，可以采用 万向 联轴器。

10、根据工作条件选择滚动轴承类型时，若轴承转速高，载荷小应选择 球 轴承。

三、简答题： (本大题共3小题，每小题5分，总计15分)

1、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？

答：中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受的载荷增大，且易出现跳齿和脱链现象；中心距太大，会引起松边垂度过大，上下颤动，使传动不平稳。

2、在两级圆柱齿轮传动中，如其中有一级用斜齿圆柱齿轮传动，它一般被用在高速级还是低速级？为什么？

答：斜齿圆柱齿轮传动应用在高速级。因为斜齿轮传动轮齿是逐渐进入啮合和脱离啮合，传动比较平稳，同时，高速级传递扭矩较小，斜齿轮产生的轴向力也较小，有利于轴承部件及其它零件的设计。

3、带传动的打滑是如何发生的？它与弹性滑动有何区别？打滑对带传动会产生什么影响？

答：打滑是由于过载所引起的带在带轮上全面滑动。打滑可以避免，而弹性滑动不可以避免。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。

四、结构题：(本大题共1小题，总计10分)

指出下图设计中的错误，并改正。（注：改正10处以上者满分，对尺寸比例无严格要求，齿轮油润滑，轴承脂润滑，考虑固定可靠、装拆方便、调整容易、润滑及加工工艺合理等，标上编号，用文字说明）

1）左、右两边轴承端盖均无调整垫片。2）左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度。

3）键过长。4）齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm。

5）套筒高度高过右边轴承内圈的高度。6）右边轴承端盖与轴要留有间隙。

7）右边轴承端盖与轴间要有密封圈。8）和右端轴承相配合的轴段作成阶梯轴，便于装拆。

9）两端的轴承要设有挡油环。10）联轴器没有周向定位。

11）箱体端面的加工面积过大，应起轴承凸台。 第 3 页 共 4 页 五、分析计算题：(本大题共3小题，总计40分)

1、图示为二级减速器中齿轮的两种不同布置方案，试问哪种方案较为合理？为什么？(本小题10分)

答：方案b 较为合理。

因为方案 b 的齿轮布置形式，使轴在转矩作用下产生的扭转变形能减弱轴在弯矩作用下产生的弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。

2、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12 个M16（d1 ＝13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力[σ ] =180MPa，螺栓的相对刚度Cb/Cb+Cm=0.5，按紧密性要求，剩余预紧力F1=1.8F ，F 为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强Pmax 及每个螺栓连接所需的预紧力F0 (本小题15分)

解：σ=4×1.3×F2/3.14×d21≤[σ] 得；F2=3.14×13.8352×[σ]/ 4×1.3=20815N

F2= F1+F=1.8F+F=2.8F 得；F=7434N ∵F=3.14×D2×Pmax/4×12 ∴Pmax=1.82MPa

F0= F2-Cb/Cb+Cm×F=(20815-0.5×7434)=17098N

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3、下图所示为一对7312AC角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为FR1 =4000N，FR2 = 2000N，轴上作用的轴向外加载荷Fx =1000N,，轴承内部附加轴向力Fs 的计算为Fs =0.7 FR 。(本小题15分)

试：（1）写出该轴承代号中各数字和字母所代表的含义是什么？

（2）求各轴承所受的轴向载荷Fa为多少？

（3）若上述轴承所受的载荷FR及FX均增加一倍，则轴承寿命与原来相比，是原来的几倍？

解：（1）AC：代表接触角 α=250； 12：代表轴承的内径为60mm； 3：代表直径系列为中系列；

0：代表宽度系列为正常系列，省略； 7：代表轴承是角接触球轴承；

（2）FS1=0.7 F R1=0.7×4000=2800N FS2=0.7 F R2=0.7×2000=1400N

FS1+Fx=2800+1000=3800＞ F R2 轴承2 为压紧端，轴承1为放松端

FA1= FS1= 2800N FA2= FS1+ Fx =3800N

(3)若 FR及FX均增加一倍，则当量动载荷P也增加一倍。所以轴承寿命是原来的（1/2）3=1/8倍