2008-2009学年二学期机械设计期末考试试卷(A卷)

2008-2009学年二学期机械设计期末考试试卷(A卷)

班级:___________学号:___________姓名:___________得分:___________

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 成绩 复核

得分 阅卷

题目部分，(卷面共有27题,100.0分,各大题标有题量和总分)

一、是非题(8小题,共8.0分)

(1分)[1]

在滑动轴承工作时，轴颈中心的位置可以由偏心率x和相对间隙两个参数来确定。 ( )

(1分)[2]

楔键上表面有1：100的斜度。 ( )

(1分)[3]

对于硬齿面闭式齿轮传动，若接触强度校核不足，解决办法是增大传动尺寸或提高齿面硬度。 ( )

(1分)[4] 锥齿轮的标准模数在整个齿宽上都相同。 ( )

(1分)[5]

润滑油的动力粘度又称为绝对粘度。 ( )

(1分)[6]

一般情况下，链传动的多边形效应只能减小，不能消除。 ( )

(1分)[7]

机械无级变速器是指当此装置的输入轴转速为一定值时，从动轴的转速可以在一定范围内连续变化。 ( )

(1分)[8]

轴的强度计算主要有三种方法：许用切（扭剪）应力计算，许用弯曲应力计算，安全系数校核计算。

对于每一根轴都必须经过这三种方法依次计算过,才能保证安全可靠。 ( )

二、选择题(3小题,共5.0分)

(2分)[1] 公式用于直齿圆柱齿轮的_____。

A.齿面接触疲劳强度计算 B.齿根弯曲疲劳强度计算

C.抗磨损计算 D.抗胶合计算

(1分)[2]

某钢制零件，随着材料的含碳量增加，钢的____________降低；随着工作温度的提高，钢的__________增加。

A.强度 B.塑性 C.硬度 D.弹性模量

(2分)[3]

各种带传动中,_____________带传动允许的传动比数值最大。

A.平 B.V（三角） C.圆 D.有张紧轮的平

三、填空题(8小题,共16.0分)

(2分)[1]

圆锥滚子轴承30208（旧7208）的额定静载荷C0r=31000N，若静载荷安全系数S0=1.8，说明这种轴承允许最大当量静载荷P0＝_____________N，在P0作用下滚动体与接触中心处引起的最大接触应力____________4000MPa。。 (2分)[2]

通常根据___________来选择小链轮齿数z1。

(2分)[3]

在润滑油的主要性能指标中对边界摩擦影响最大的是____________，对液体摩擦影响最大的是___________________。

(2分)[4]

滚动轴承的当量静载荷对向心轴承和角接触轴承为_________________载荷，对推力轴承为________________载荷。在当量静载荷的作用下，_______________与实际载荷作用下相同。

(2分)[5]

整体式滑动轴承的结构比对开式（剖分式）更为简单，但其缺点是_______ _________________________________________________。

(2分)[6]

蜗杆直径系数q定义为____________与___________之比。

(2分)[7]

锥齿轮的齿形系数与模数无关，只与____________和______________有关。

(2分)[8] 开式齿轮传动的主要失效形式是_________________________，其设计准则是____________________________________________________________，防止其失效的办法是________________、_______________、_________________。（举出3种）

四、分析题(3小题,共18.0分)

(3分)[1]

某机器中一对直齿圆柱齿轮传动，材料皆为45钢调质，z1＝20，z2＝60，m=3mm，现仍用原机壳座孔，换配一对45钢表面淬火齿轮，z1＝30，z2＝90，m=2mm。问：1）接触应力有何变化？2）接触强度有何变化？3）弯曲应力有何变化？

(5分)[2]

在设计中，如何选择直齿圆柱齿轮传动、平行轴斜齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动、交错轴斜齿圆柱齿轮传动。

(10分)[3]

图示为某零件的作用应力概率分布密度函数g(y)曲线及强度分布密度函数f(x)曲线，试：

1.在图上标出该零件的平均工作应力，零件的平均极限应力lim；

2.该零件的安全系数是大于1还是小于1？

3.标出零件可能失效的区域，并说明区域面积大小与零件可靠度的关系。

五、结构题(2小题,共11.0分)

(3分)[1]

请在下图中画出防松用的串联金属丝（三个右旋螺钉头）。

(8分)[2]

选取圆柱齿轮毛坯时，锻造、焊接及装配式齿轮在什么情况下选用？ 六、大型题(3小题,共42.0分)

(15分)[1]

某轴系一端固定一端游动，固定端成对安装圆锥滚子轴承30308（旧7308E），支点径向反力Fr=5700N，轴向力FA=1580N，fd=1.2，轴承Cr=49.4kN，C0r=44.4kN，e=0.345，双列轴承Fa/Fr≤e时，X＝1，Y＝1.95，Fa/Fr＞e时，X＝0.67，Y=2.91，轴转速n=820r/min，试计算此轴承组的寿命Lh(轴承组Cr=1.71Cr)

(12分)[2]

分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。已知：小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=76，法向模数mn=2mm，中心距a=100mm，传递功率P=10kW，小齿轮转速n1=640r/min，小齿轮螺旋线方向右旋。求：

1）大齿轮螺旋角 的大小和方向；

2）小齿轮转矩T1；

3）小齿轮分度圆直径d1；

4）小齿轮受力（用三个分力表示）的大小和方向，并在图上画出。

(15分)[3]

轴系由一对圆锥滚子轴承30213（旧7213）支承（如图），轴承的基本额定动载荷Cr=65.4KN，轴上有径向载荷F，轴向载荷FA=0.4F，轴转速n=960 r/min，fd=1.5，要求轴承预期寿命，求F应小于多少？

e Fa/Fr≤e Fa/Fr>e FS

0.4 X=1，Y=0 X=0.4，Y=1.5 Fr/2Y

答案部分，(卷面共有27题,100.0分,各大题标有题量和总分) 一、是非题(8小题,共8.0分)

(1分)[1]F

(1分)[2]T

(1分)[3]T

(1分)[4]F

(1分)[5]T

(1分)[6]T

(1分)[7]T

(1分)[8]F

二、选择题(3小题,共5.0分)

(2分)[1]A

(1分)[2]B，B

(2分)[3]B

三、填空题(8小题,共16.0分) (2分)[1]17222，<

(2分)[2]链速v

(2分)[3]油性，粘度

(2分)[4]假定的径向，假定的轴向，接触应力

(2分)[5]装卸时，轴或轴承需要沿轴向移动，不太方便；磨损后，轴承间隙无法调整。

(2分)[6]蜗杆分度圆直径d1，模数m

(2分)[7]当量齿数，变位系数

(2分)[8]磨损

按弯曲疲劳强度设计计算并考虑磨损影响

改用闭式齿轮传动、增大模数、采用防尘措施

四、分析题(3小题,共18.0分)

(3分)[1]1）接触应力不变。

2）接触疲劳强度提高。

3）弯曲应力增大。 (5分)[2]直齿圆柱齿轮传动——最常用于两轴平行、转速较低，或滑动齿轮块变速。

平行轴斜齿圆柱齿轮传动——常用于两轴平行，传递大功率、高转速。

直齿锥齿轮传动——两轴相交，一般为90°，传递功率不大、速度不高。

交错轴斜齿圆柱齿轮传动——用于交错两轴传动，传递功率很小。

(10分)[3]1.平均工作应力为，平均极限应力为x。

2.该零件安全系数可能大于1，也可能小于1，所以可能失效

3.可能失效区域为图中干涉区（阴影区）；干涉面积越小，零件可靠度越高；反之，可靠度越低。 五、结构题(2小题,共11.0分)

(3分)[1]

(8分)[2]当齿轮尺寸不大时，即齿顶圆直径da≤500mm时采用锻造齿轮；当齿轮尺寸较大时，即da＞400mm时采用铸造齿轮；当da＞400mm时也可采用焊接齿轮；对于结构尺寸很大的齿轮，为节省贵重钢材而采用装配式齿轮或焊接结构齿轮。

六、大型题(3小题,共42.0分)

(15分)[1]，，

(12分)[2]齿轮螺旋角

小齿轮分度圆直径

小齿轮转矩

切向力

轴向力

径向力

(15分)[3]

，2轴承为压紧轴承。

，

，