机械设计试卷(第10套)答案.doc

南昌航空大学20××—20××学年第×学期期末考试
课程名称:机械设计闭卷A卷120分钟
题号
一
二
三
四
五
六
七
合计
满分
10
15
10
12
23
24
6
100
实得分

班级------------------- 学号-------------- 姓名----------------- 重修标记

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得分

一、判断题(本大题共分10小题,请在表述正确的小题标号后的横线上画“√”，在表述不正确的小题标号后的横线上画“×”，每小题1分，本大题满分10分)
1。 平键是靠键的上下两工作面与键槽间的摩擦力来传递载荷的。 【×】
2. 静应力只能由静载荷产生，变应力只能由变载荷产生。【×】
3. 零件表面经淬火、渗碳、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度增高.【√】
4. 按照承受载荷情况分,自行车前轴属于转动心轴。【×】
5。同步带传动属于摩擦传动。 【×】
6.与合金钢相比，碳素钢对应力集中更为敏感,因此用碳素钢制成的轴的表面粗糙度应控制得更为严格。【×】
7.减少螺栓刚度和增加被联接件刚度，有利于提高螺栓联接疲劳强度.【√】
8。 由于蜗杆蜗轮传动滑动速度很大，蜗杆常用减摩材料（如铸造青铜)制造.【×】
9. 设计动压向心滑动轴承时，宽径比取得较大，端泄量小，承载能力高,温升高。 【√】
10。 链传动的平均传动比。【×】
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二、选择题(本题分15小题，在每个小题后面给出的四个备选项中只有一项是符合题意的,请把所选项的字母统一填在题后列出的各小题编号后的横线上，每小题1分,满分15分，）
11. V带传动工作时,与带轮轮槽接触的是。 【 A 】
A。 带的两侧面 B。 带的顶面 C。 带的底面 D. 带的侧面与底面
12.链传动与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑的现象，所以链传动能保持准确的
A。 瞬时传动比 B。 平均传动比 C. 链速 D。 从动轮角速度
13。 转轴工作时主要承受. 【 C 】
A。 纯扭矩 B. 纯弯矩 C。 扭矩和弯矩 D。 摩擦力矩
14。 蜗杆传动的主要失效形式是。 【 D 】
A。 齿面疲劳点蚀 B. 齿根的弯曲折断 C. 齿面的塑性变形 D。 齿面的胶合和磨损
15。 采用合金钢和热处理的办法来提高轴的,并无实效。 【 D 】
A。 表面硬度 B。 强度 C。 工艺性 刚度
16。 角接触球轴承，内径80mm，宽度系列0,直径系列2，接触角其代号为。【 C 】
A。30216C B。 30280AC C。 7216CD。 7216AC
17。 适合做滑动轴承轴承衬的材料是. 【 B 】
A。 优质碳素钢 B。 巴氏合金   C。 铸铁 D。 合金钢
18。 在螺栓联接中,有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是. 【 A 】
A。 防松 B. 提高刚度　　C. 减小每圈螺纹牙上的受力　 D。 提高联接强度
19。 带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为。 【 D 】
A. 带不是完全弹性体B.带容易变形和磨损
C。带在带轮上打滑 D。 带的弹性滑动
20。 为了减少蜗轮刀具数目,有利于刀具标准化，规定为标准值。 【 C 】
A。 蜗轮齿数 B。 蜗杆头数C. 蜗杆直径系数 D. 蜗轮分度圆直径
21。设高速轴与低速轴的材料相同，传递的功率也相同；若低速轴的转速是高速轴转速的时,其直径最小值应为高速轴直径最小值的倍.【 B 】
A. B。 2 C. 4 D. 8
22。 下列联轴器中，不具有直线位移和角位移补偿能力的联轴器是. 【 A 】
A. 凸缘联轴器 B。 齿式联轴器
C。 万向联轴器 D。 弹性柱销联轴器
23。 零件受对称循环变应力作用时,对塑性材料应取为材料的极限应力.【 C 】
A。 B. C。 D.
24. 以下几种措施中,可用于减少齿轮传动的附加动载荷的是.【 D 】
A. 齿轮的轮齿做成鼓形齿 B。 增加齿轮圆周速度
C。 改变原动机类型 D. 齿顶修缘
22. 链传动中,链节数通常取偶数,链轮齿数取奇数，最好互为质数,其原因是. 【 A 】
A。 链条与链轮轮齿磨损均匀 B. 工作平稳
C. 避免采用过渡链节 D. 具有抗冲击力
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三、填空题（本大题分为10小题，请把正确的答案统一填写在题后的空白横线上,每空1分,本大题满分10分。）
26。 中小功率闭式硬齿面钢制齿轮的主要失效形式是点蚀.
27. 普通平键的宽和高是根据轴的轴径确定的。
28。 比较适合于用做轴承衬的材料是 巴氏合金 。
29. 控制适当预紧力是保证带传动正常工作的重要条件，预紧力不足，则易发生带的 跳动和打滑 。
30。 带传动的准则是 保证不打滑的条件下带具有足够的疲劳寿命 。
31。 当温度升高时，润滑油的粘度随之降低。
32。 为了便于装配轴上零件并去掉毛剌，通常，轴端应加工出倒角。
33。 在不完全液体润滑滑动轴承中,限制pv值的主要目的是限制温升。
34. 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算的主要目的是 温度过高而引起的齿面胶合。
35.采用表面强化如压、喷丸、碳氮共渗、氮化、渗氮、高频或火焰表面淬火等方法，可显著提高轴的疲劳强度。
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四、简答题（本大题分为4小题，每小题3分,满分12分)
36。 用链传动、齿轮传动、V带传动等装置组成多级传动时,按怎样顺序排列才合理?为什么？
答：配置顺序是:带传动齿轮传动链传动。这是因为V带传动具有缓冲吸振作用，且靠摩擦传递，一般置于高速级；链传动不平稳,速度高时传动出现较大的振动冲击,一般应置于低速级.而齿轮传动一般置于中间级。
37。 分别说明三角螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。
答：普通螺纹自锁性能好,强度高，主要用于连接。
梯形螺纹效率比矩形螺纹略低，但牙根强度较高，易于对中,磨损后可以补偿；在螺旋传动中应用最普遍。
38. 轴的设计主要包括哪些内容？
答：（1)材料选择；（2）进行轴的结构设计；（3)进行轴的强度验算.(4）必要时还要进行刚度计算和振动稳定性计算。
39。 简述联轴器选择的步骤.
答：首先，根据使用要求选择联轴器的类型，其次，根据转矩和轴径的大小确定具体型号，必要时对关键元件进行强度计算。
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五、分析解答题(本大题分4小题，满分22分）
40。（4分)题40图所示两级圆柱齿轮减速器的可能两种布置方案中，哪一种方案更合理?为什么？
答:方案二更为合理.原因之一：输入和输出的轴段长，原动机和工作机的振动和冲击对齿轮传动影响小.原因之二：轴的扭转剪应力分布减弱了弯曲正应力的分布不均.

方案一　　　　 方案二

题40图
41。 （5分）试分析题题42图所示四种摩擦副,哪些不能形成油膜压力,为什么？（v为相对运动速度，油有一定的粘度.）
(a）
（b）
（c）
（d）
题41图
答:只有图（c)符合形成动压油膜条件，因此它有可能形成油腻压力。其他各图都不具备形成动压油膜条件.其中图a没有产生楔形间隙；图b中两表面相对运动方向不能使油从大口流入、小口流出;图d中运动板的速度过低.
42(8分)题图2所示斜齿圆柱齿轮传动-—蜗杆传动组成的传动装置。动力由I轴输入,蜗轮4为右旋.试解答下列问题：
（1）为使蜗轮4按图示n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向;
（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和斜齿轮2的轮齿旋向；
（3）画出齿轮1和蜗轮4所受圆周力Ft1、Ft4和轴向力Fa1、Fa4的方向（垂直纸面向外的力画、向内的力画)

题42图
43。(6分）题43图所示的两个带传动结构（中心距、预预紧力、带的材料、带轮材料)完全相同，带轮1与带轮4的直径相同、带轮2与带轮3的直径相同，。试问两个传动中:
（1)哪个可以传递更大的圆周力？为什么?
（2）哪个可以传递更大的功率?为什么？
答:
(1）圆周力一样大。因为两传动装置的预紧力摩擦系数及小带轮包角均相等。
(2）装置(b)传递的功率更大。因为在两者具有同等最大圆周力的情况下,（b）的带速更高，故功率更大。
题43图
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六、计算题（本大题分为3小题，满分24分）
44.（8分)轴上装有两个30307轴承，受载情况如题44图所示.已知：轴上外加径向载荷为，外加轴向载载荷.轴承的车转速,动载系数，温度系数,判定系数，额定动载,内部（派生）轴向力按进行计算。当时,，,当时，，.试计算轴承2的当量动载荷。
解:
（1）计算轴承径向载荷
(2)计算轴承轴向载荷

题44图

（3）计算当量动载
45。（8分）如题图45所示，已知一个托架的边板用4个饺制孔用螺栓(标号分别为1、2、3、4）与相邻的机架相联接.托架受到一个与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行的大小为P的载荷作用.试求出此螺栓组中各螺栓所受工作剪力的大小。
解：
各螺栓由横向载荷P所引起的剪切力的方向如图1所示，其大小均为：
各螺栓由转矩引起的剪切力的方向如图1所示，大小均为：
螺栓1、3所受总的剪切力为：
螺栓2所受总的剪切力为：

题45图
螺栓4所受总的剪切力为

46。 （8分)钢制标准齿轮传动，已知载荷系数，，齿宽，，（主动)，，，，，,，,,,，
,，综合考虑齿面接触强度和齿根弯曲强度,试决定此对齿轮能传递的最大功率。(提示：； ）
解：,，
将接触强度计算式改写成
因,按上式计算时，应代入的值，则根据接触强度计算的转矩为
将弯曲强度计算式改写成
因,按弯曲强度式计算时，应代入，故根据弯曲强度计算出转矩为
小齿轮能够传递的极限转矩是
故
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七、结构改错题（本大题只有1个小题，满分6分）
47。 按示列方式指出下题47图示轴系结构错误并说明原因，所指出的错误不少于8处。

题47图
解:
1-—--———缺少调整垫片
2———-—-—缺轴端挡圈
3——-—--—键无法装入轮毂键槽
4—————--所有键槽应布置在同一母线上
5———————应留间隙
6-—————-此处不应有键
7---—--—应为齿轮留出压紧空间
8-——-——-键太长
9--———-—齿轮轴向未定位
10-—---——轴承方向装反
11-—---—轴端伸得太长
12----——轴不应与轴承盖接触
13--——--缺少调整垫片
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