机械设计考试题.pdf

第第 1 页页（共（共 6 页）页）注：本试题来自网络，是某高校试题，由寇尊权老师整理、修改。仅供参考！注：本试题来自网络，是某高校试题，由寇尊权老师整理、修改。仅供参考！题号 一 二 三 四 五 总分 得分 评卷教师 一、简答题一、简答题 （本大题共（本大题共 4 小题，总计小题，总计 26 分）分）1、齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面、齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？传动，其设计准则是什么？（6 分）【答】齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算。齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算。齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。折断。闭式软齿面齿轮传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。闭式软齿面齿轮传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？（8 分）【答】因因为为在冲击在冲击、振振动、动、变载以及温变载以及温度度变化变化大大时时，螺纹，螺纹副间副间和和支承支承面面间间的的摩擦力可摩擦力可能能在瞬间在瞬间减减小小或消或消失，失，不再满足不再满足自自锁条件锁条件。这这种种情况多次重复情况多次重复，就会使联就会使联接接松松动，动，导致机器不导致机器不能能正常工正常工作或发生严重事故作或发生严重事故。因此因此，在在设计螺纹设计螺纹联联接接时时，必须必须考考虑防松虑防松。根根据防松原据防松原理，理，防松类型防松类型分为分为摩擦防松摩擦防松，机械防松机械防松，破坏破坏螺纹螺纹副关系防松副关系防松。3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6 分）【答】联轴器联轴器和和离合器离合器的的功用功用是是联联接两接两轴使之轴使之一一同回转并同回转并传传递转矩递转矩。二者区二者区别是：别是：用联轴器联用联轴器联接的两接的两轴在工作轴在工作中中不不能分能分离离，只只有有在停机后拆卸零件才在停机后拆卸零件才能分能分离离两两轴轴，而用离合器可以在机器而用离合器可以在机器运运转转过程过程中中随随时时分分离或离或接接合合两两轴轴。4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？（6分）【答】1）链链条条前进速前进速度和度和链链条条横向速横向速度度变化变化，产产生生动动载载荷；荷；2)从从动轮动轮转转速速变化变化，产产生生角加速角加速度，度，从从动轮动轮及系及系统产统产生生动动载载荷；荷；3）链链条条与链与链轮齿轮齿啮啮合冲击会合冲击会产产生生动动载载荷荷。小小链链轮的齿轮的齿数数不不宜过宜过小和小和链链条条节距节距不不宜过宜过大。大。二、选择题二、选择题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横线上。本大题共 12 小题，总计 24 分）1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B 。A螺栓联接 B双头螺柱联接 C螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。A.疲劳寿命计算 B.静强度计算 C.极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。得分 得分 A.轴面 B.端面 C.法面 4、一对相啮合的圆柱齿轮的 z1z2，b1b2，其齿面接触应力之间关系为 C 。A.H1H2 C.H1=H2 5、V 带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_B_。A使结构紧凑 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 6、在齿轮抗弯强度的设计公式 m32112FSaFadFYzYKT中，应代入_ C _。A.111FaSaFYY B.222FaSaFYY C.111FaSaFYY与 222FaSaFYY中大者 D.111FaSaFYY与 222FaSaFYY中小者 7、链传动中，链节数常选偶数，是为了使链传动 B 。A工作平稳 B避免过渡链节 C链条与链轮磨损均匀 8、滑动轴承中，含油轴承是采用 B 材料制成的。A硬木 B粉末冶金 C塑料 9、承受预紧力 Fp的紧螺栓联接在受轴向工作拉力 F 时，剩余预紧力为 Fp，其螺栓所受的总拉力 FQ为_ B 。A FQF 十 Fp BFQF 十 Fp CFQFp十 Fp 10、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 C、D 布置。A在同一条直线上 B相隔 90C相隔 120 D相隔 180 11、下列零件的失效中，C 不属于强度问题。A螺栓断裂 B齿轮的齿面上发生疲劳点蚀 C蜗杆轴产生过大的弯曲变形 D滚动轴承套圈的滚道上被压出深的凹坑 12、带传动发生打滑通常总是 A 。A在小轮上先开始 B在大轮上先开始 C在两轮上同时开始 D不定在哪轮先开始 三、分析题 （本大题共 3 小题，总计 20 分）1.如图所示，1、2 是一对蜗杆蜗轮传动，3、4 是一对斜齿轮传动。已知 1 为原动件，4 为输出件，各轮转向如图所示。为了使中间轴上蜗轮 2 和斜齿轮 3 的轴向力互相抵消一部分，试确定 1、2、3、4 各轮的螺旋线方向；在图上标出 2 和 3 所受各力的方向。（10 分）分）得分 【解】(1)各力的方向如图示 （2）各轮的螺旋线方向为：1、2、3 轮左旋，4 轮右旋 2、写出一维雷诺方程的表达式，说明油膜承载的必要条件，并指出图示四种情况，哪一种能够形成流体动压润滑油膜？（5 分）A B C D 【解】（1）一）一维雷诺方程维雷诺方程的的表达表达式为：式为：（2）形成形成动动力力润滑润滑的的必要条件必要条件：306hhhxp=Ft3 Fa2 Fr2 Ft2 Fa3 Fr3 1）相相对对运运动的两动的两表表面面间必须间必须形成楔形形成楔形间间隙；隙；2）被油膜被油膜分分开开的两的两表表面面须须有一有一定定的的相相对对滑滑动动速速度，其度，其方向应保证润滑油方向应保证润滑油由大由大口进口进，从从小小口出；口出；3）润滑油润滑油须须有一有一定定的的粘粘度，供度，供油油要要充充分。分。B 能能够形成流体够形成流体动动压润滑油膜压润滑油膜 3、如图所示为带传动简图。轮 1 为主动轮。试问：（1）带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？能否避免弹性滑动？（2）带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力max？（5 分）【解】带带传动的传动的主主要要失效失效形形式有式有打滑打滑和疲劳断和疲劳断裂裂。弹性滑弹性滑动是由动是由拉拉力力差引起差引起的，（的，（只要只要传传递递圆周圆周力力，必必然然会会产产生生弹性滑弹性滑动）。动）。弹性滑弹性滑动是动是正常正常的的工作工作现象现象，不可不可避免避免。图图中中 A 点点应应力力最最大，大小为大，大小为 四、计算题四、计算题 （本大题共 2 小题，总计 20 分）1、某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C=97.8 kN。轴承受径向力Fr1=6000N，Fr2=16500N。轴的转速 n=500 r/min，轴上有轴向力FA=3000 N，方向如图。轴承的其它参数见附表。动载荷系数 fp=1，温度系数ft=1。试：（1）说明轴承代号的意义；（2）确定轴承的额定寿命。(以小时为单位)（14 分）分）【解】（1）说明轴承代号的意义）说明轴承代号的意义 3：轴承类型轴承类型代号代号，圆锥滚子圆锥滚子轴承轴承；02：尺寸尺寸系系列代号列代号（0：宽宽度度系系列代号列代号，2：直径直径系系列代号列代号）；12：内径内径系系列代号列代号，内径内径为为 60mm；公差等级；公差等级为为 0 级级。（2）确确定定轴承轴承的的额额定定寿命寿命 1）求求内内部派部派生轴生轴向向力力FS1、FS2的大小的大小方向方向 得分 FS Fa/Fre Fa/Fr e e X Y X Y YFr2 1 0 0.4 1.5 0.40 11maxbc+=20005.126000211=YFFrs N 55005.1216500222=YFFrs N 方向如图方向如图所示所示。215000sAsFNFF=+，1轴承轴承被被“压压紧”紧”，2轴承轴承被被“放“放松松”。2）求求轴承轴承所受所受的的轴轴向向力力=AaFFFs21 2500N 5500 s22=FFaN，3）轴承轴承的的当量当量动动载载荷荷 据据：Fa1/Fr1=2500/6000=0.417e=0.40，得得：X1=0.4，Y1=1.5 P1=fp（X1 Fr1+Y1 Fa1）=0.46000+1.52500=6150 N 据据：Fa2/Fr2=5500/16500=0.33 e，得得：X2=1，Y2=0 P2=fp（X2 Fr2+Y2 Fa2）=16500 N P2P1，用用 P2 计算计算轴承轴承寿命寿命。4）计算）计算轴承轴承寿命寿命=3106610165009780050060106010PCnLh12562 h 2、一牵曳钩用 2 个 M10(d1=8.376mm)的普通螺栓固定于机体上，如图所示。已知接合面间摩擦系数 f=0.15，可靠性系数 Kf=1.2，螺栓材料强度级别为 6.6 级，屈服极限 s=360MPa，安全系数 S=3。试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力 R max=?（6 分）【解】许许用用应应力力:=360/3=120MPa 根根据据螺螺栓栓的强度的强度求预紧求预紧力力 3.1421=dFp=1203.14376.821pF5 083 N 最最大大牵牵引引力力与与预紧预紧力关系力关系公公式为式为 maxRKzmfFfp 最最大大牵牵引引力力为为 =2.112508315.1maxfpKzmfFR1271 N 五五、改、改错错题题 （本题 10 分）得分 试分析如图所示轴系结构中的错误，并加以改正。（指出错误之处，并编上号，简述其错误原因，并改正之。）（至少改正 5 处）指指出出错误错误之之处处，并并编上编上号号，简，简述述其其错误错误原因原因（略略）。）。改改正正为：为：