机械设计考试题及答案.doc

机械类专业设计部分试题
一、选择填空（每题2分，共20分）
1、用于联接的螺纹常采用 。
（1）单线梯形螺纹 （2）多线梯形螺纹
（3）单线三角形螺纹 （4）多线三角形螺纹
2、普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 。
（1）沿轴向固定并传递轴向力 （2）安装与拆卸方便
（3）沿周向固定并传递扭矩
3、平带、V带传动主要依靠 传递运动和动力。
（1）带的紧边拉力 （2）带和带轮接触面间的摩擦力 （3）带的张紧力
4、带传动设计中，限制V带轮最小值径Dmin的目的是 。
（1）限制带速 （2）防止带弹性滑动
（3）防止打滑 （4）避免带的弯曲应力过大
5、开式直齿圆柱齿轮传动的主要失效形式是 。
（1）齿面点蚀 （2）轮齿折断 （3）磨损 （4）胶合
6、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度HBS1和大齿轮齿面硬度HBS2的关系为 。
（1）HBS1>HBS2 （2）HBS1=HBS2 （3）HBS1<HBS2
7、当温度升高时，润滑油的粘度 。
（1）随之升高 （2）随之降低 （3）保持不变
（4）升高或降低视润滑油性质而定
8、代号为30213的轴承内径应该是 。
（1）13mm （2）130mm （3）26mm （4）65mm
9、滚动轴承内圈与轴颈的配合以及外圈与座孔的配合 。
（1）全部采用基轴制 （2）全部采用基孔制
（3）前者采用基孔制，后者采用基轴制
（4）前者采用基轴制，后者采用基孔制
10、减速器中的齿轮轴是_____ _。
（1）转轴 （2）心轴 （3）传动轴
二、简答题（每题5分，共10分）
1、为什么对闭式蜗杆传动进行热平衡计算？热平衡计算的目的是什么？
2、如图为一端固定、一端游动式支承，试指出固定端及游动端；固定端的作用是什么？游动端如何补偿轴的热伸长变形？

三、（8分）如图为一由四个螺栓组成的承受横向载荷的螺栓组联接。四个M16的普通螺栓，其许用应力[σ]=160MPa，接合面间的摩擦系数f=0.15，防滑系数Ks=1.2。求该螺栓组所能承受的横向载荷F∑。（螺纹小径d1=13.835mm）

四、（10分）一铸铁联轴器与钢轴用B型普通平键联接。已知轴径d=42mm，键标准长L=70mm，轴传递的功率P=10KW，转速n=265r/min。钢的许用应力[σp]=100~120MPa，铸铁的许用应力[σp]=50~60MPa。试通过查表选择键的剖面尺寸b×h，并进行强度校核。

五、（14分）图示二级斜齿圆柱齿轮减速器。①按Ⅱ轴轴向力平衡原则，确定齿轮2、3的轮齿旋向（标在图上）；②试分析各齿轮所受三个分力的方向（标在图上）。

六、（16分）分析图示轴系结构设计是否合理，请用文字说明序号1-8处的错误。

七、（6分）一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径d=100mm，轴承宽度B=100mm，转速n=1200r/min，轴承材料的[p]=15MPa，[v]=10m/s，[pv]=15MPa.m/s。问此轴承能承受的最大径向载荷Fr是多少？
八、（16分）如图锥齿轮减速器的小锥齿轮轴，由两个型号为30208的圆锥滚子轴承支承。已知轴的转速n=1450r/min，轴承所受的径向载荷Fr1=600N，Fr2=2000N，轴向外载荷FA =250N，载荷系数fp=1.2，温度系数ft=1。该轴承的基本额定动载荷Cr=63KN，e=0.37，Y=1.6。且当Fa/Fr≤e时，X=1，Y=0；当Fa/Fr>e时，X=0.4，Y=1.6，计算轴承派生轴向力的公式Fd=Fr/2Y，试计算轴承寿命。

试题答案
一、选择填空（每题2分，共20分）
1、3 2、3 3、2 4、4 5、3 6、1 7、2
8、4 9、3 10、1
二、简答题（每题5分，共10分）
1、由于蜗杆传动相对滑动速度大，效率低，发热量大，产生的热量不能及时散发，会引起箱体内油温升高润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合，故对闭式连续工作的蜗杆传动进行热平衡计算（4分）。其目的是保证箱体内油温稳定地处于规定范围内（1分）。
2、左端轴承为固定端，右端轴承为游动端（1分）。
固定端轴承：承受双向轴向力，防止轴的双向移动（2分）。
游动端轴承：当轴有热伸长变形时，轴肩推动右端轴承，使其外圈在座孔中移动补偿热伸长变形（2分）。
三、（8分）解：由得
（4分）
（4分）
螺栓组所能承受的横向载荷为18.5KN
四、（10分）解：1、确定尺寸
查表 （2分）
2、校核
（2分）
（2分）
（4分）
键强度不够
五、（14分）受力分析如图（力各1分，旋向各1分）

六、（16分）（准确说明每一处错误各2分）
轴系结构错误（参考答案）：
1处：右端轴承未定位；
2处：与齿轮配合轴段长应较齿轮轮毂宽度短2~3mm；
3处：轴套厚度应低于轴承内圈厚度；
4处：应设轴肩，以便轴承安装；
5处：轴承端盖内孔直径应比轴径大，且要密封；
6处：键过长；
7处：应设轴肩或轴套对联轴器轴向定位；
8处：联轴器内孔应开通孔，且加轴端挡圈轴向定位。
七、（6分）解： Fr≤150000N（2分）

Fr≤23885N（2分）
此轴承能承受的最大径向载荷Fr是23885N（2分）。
八、（16分）解：1、求派生轴向力Fd
Fd1=Fr1/2Y=187.5N（2分）
Fd2=Fr2/2Y=625N（2分）
2、求Fa
FA+ Fd2=875N> Fd1=187.5N（2分）
轴向左移动，1被压紧，2被放松
Fa1= FA+ Fd2=875N（2分）
Fa2= Fd2=625N（2分）
3、求P
Fa1/Fr1=1.46>e=0.37 X1=0.4 Y1=1.6（1分）
Fa2/Fr2=0.31 <e X2= 1 Y2=0（1分）
P1=fp（X1Fr1+Y1Fa1）=1968N（1分）
P2=fp（X2Fr2+Y2Fa2）=2400N（1分）
4、求Lh
Lh=（106/60n）×（ftCr/P2）ε=617890h（2分）