中国石油大学北京远程教育学院机械设计课程设计.doc

中国石油大学（北京）远程教育学院
期 末 考 试
《机械设计课程设计》
学习中心: __江苏岳王镇成人教育中心校学习中心[21]_
姓名: ___陈明磊_____ 学号: __936001__
相关课程考试违规作弊说明
1、 提交文件中涉嫌剽窃内容（包含剽窃网上、 书籍、 报刊杂志及其她已经有论文）, 带有显著外校标识, 不符合学院要求或学生本人情况, 或存在查明出处内容或其她可疑字样者, 判为剽窃, 成绩为“0”。
2、 两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同, 成绩为“0”。
3、 所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者, 认定为“白卷”或“错卷”, 成绩为“0”。

一、 题型
课程设计, 包含问答题、 改错分析题型及设计计算题, 问答题共2题, 每题10分, 共20分; 改错题1题, 共30分; 设计计算题1题, 共50分。

二、 题目
（1）学号末尾数为1、 3、 5课程设计题目
1、 对轴瓦材料关键有哪些要求？（10分）
答: （1）对轴瓦材料关键要求包含: 1）良好减摩性、 耐磨性和抗胶合性; 2）良好跑合性、 顺应性、 嵌藏性和塑性; 3）足够抗压强度和疲惫强度; 4）良好导热性和加工工艺性; 5）热膨胀系数低、 耐腐蚀;  

2、 传动齿轮设计时, 怎样确定齿轮结构参数。（10分）
答: 经过齿轮传动强度计算, 确定出齿轮关键尺寸（如齿数、 模数、 齿宽、 螺旋角、 分度圆直径等）, 齿圈、 轮辐、 轮子毂等结构形式及尺寸大小, 通常由结构设计而定, 而不进行强度计算。
齿轮结构设计与齿轮几何尺寸、 毛坯、 材料、 加工方法、 使用要求及经济性等原因相关。进行齿轮结构设计时, 必需综合地考虑上述各方面原因。通常是先按齿轮直径大小, 选定适宜结构形式, 然后再依据荐用经验数据, 进行结构设计。
对于直径很小钢制齿轮, 若齿根圆到键槽底部距离较小时, 应将齿轮和轴做成一体（称为齿轮轴）。
当齿顶圆直径小于160mm时, 通常做成实心结构齿轮。但航空产品中齿轮, 也有做成腹板式。
当齿顶圆直径小于500mm时, 宜做成腹板式结构, 腹板上开孔数目按结构尺寸大小及需要而定。
当齿顶圆直径大于400mm而小于1000mm时, 通常应做成轮辐截面为十字形轮辐式结构齿轮。
为了节省珍贵金属对于尺寸较大圆柱齿轮, 可做成组装齿圈式结构。齿圈用钢制, 而轮芯则用铸铁或铸钢。

3、 改错分析题（30分）
指出下图结构中错误, 并用文字说明。（本题最少有6处错误, 每指出一处错误得5分）

解:  
1.安装轮毂第一段轴应制有定位轴肩;
2.键槽过长安装上键与轴承端盖干涉（相碰）;
3.轴承端盖加工面与非加工面没有区分开;
4.在轴与轴承端盖孔之间缺乏密封圈;  
5.在轴与轴承端盖孔之间应留有间隙;    
6.在轴承端盖与箱体轴承孔端面缺乏调整垫片;  

4、 计算题（50分）
试设计铣床中一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知: 传输功率P=7.5KW, 小齿轮转速n1=1450r/min, 传动比i=2.08, 两班制, 每年工作300天, 使用寿命5年。
提醒: 材料、 精度等级选择, 齿数计算, 齿面接触疲惫强度校核, 齿根弯曲疲惫校核。无需结构设计。
解: （1）选择齿轮材料及精度等级
考虑此对齿轮传输功率不大, 故大、 小齿轮都选择软齿面。小齿轮选择40Cr, 调质, 齿面硬度为240～260HBS; 大齿轮选择45钢, 调质, 齿面硬度为220 HBS（表8.5）。因是机床用齿轮, 由表8.10选7精度, 要求齿面粗糙度。
（2）按齿面接触疲惫强度设计
因两齿轮均为钢制齿轮, 所以由（8.28）式得

确定相关参数以下:
1）齿数和齿宽系数
取小齿轮齿轮, 则大齿轮齿数, 圆整。
实际传动比
传动比误差 可用。
齿数比
由表8.9 取（因非对称部署及软齿面）
2）转矩T1

3）载荷系数K
由表8.6 取
4）许用接触应力

由图8.33c查得
由式（8.33）计算应力循环次数

由图8.34查得接触疲惫寿命系数,
经过齿轮和通常工业齿轮, 按通常可靠度要求选择安全系数。所以计算两轮许用接触应力

故得
计算模数
由表8.1取标准模数
（3）校核齿根弯曲疲惫强度
由式（8.29）
确定相关参数和系数
1）分度圆直径

2）齿宽
取,
3）齿形系数和应力修正系数
依据齿数, , 由表8.8查得、 ; , 。
4）许用弯曲应力
由式（8.34）
由图8.35c查得:
由图8.36查得
试验齿轮应力修正系数
按通常可靠度选择安全系数
计算两轮许用弯曲应力

将求得各参数代入式（8.29）

故轮齿齿根弯曲疲惫强度足够。
（4）计算齿根传动中心距

（5）计算齿轮圆周速度

由表8.11可知, 大齿轮选择7级或8级精度齿轮。