机械设计试卷额02

襄樊学院 2010-2011学年度上学期 机械设计 试题（A卷）

课程类别：必修课

适用专业：机械设计制造及其自动化

试卷编号：

一、选择题： (本大题共10小题, 每小题2分, 共20分)

1、机械零件由于某些原因不能时称为失效。

A：工作 B：连续工作 C：正常工作 D；负载工作 2

3C：随之降低 D：依润滑油种类或升高或降低 4、链传动中两轮轴线的相对位置应。

A：平行 B：相交成一定的角度

C：相交成直角

D；成任意角交错

5、一般开式齿轮传动的主要失效形式是。

A：齿面胶合 B：齿面疲劳点蚀 C：齿面磨损或齿面疲劳折断 D：齿面塑性变形

6、为了提高齿轮传动的接触强度，可采取的方法。

A：采用闭式传动 B：增大传动中心距 C：减少齿数 D：增大模数

7、阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的____C_____模数，应符合标准数值。 A：端面

B：法向

C：中间平面

D：垂直蜗杆轴的截面内

8、蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止。

A：蜗杆力学性能下降 C：传动效率下降

B：润滑油变性和胶合 D：蜗轮材料退火

9、滑动轴承限制pV值是为了限制。

A：轴承温升 B：轴承磨损 C：轴承耗油量 D：摩擦过大 10、对于工作温度较高或较长的轴，轴系固定结构可采用。

A：两端固定安装的深沟球轴承 C：一端固定，另一端游动的型式 B：两端固定安装的角接触轴承 D：两端游动安装的结构型式

二、填空题：(本大题共9小题, 每空1分, 共15分)

1、机器的基本组成要素是。 2、在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生应力，也可能产生力，在静应力工况下，机械零件的强度失效是 塑性变形或 断裂 。 3、润滑油的粘度是度量液体的物理量。 4、普通螺栓的公称直径为螺纹的径。

5、在平键联接中，静联接应校核强度。动联接—耐磨强度 6、在传动比不变的条件下，V带传动的中心距增大，则小轮的包角， 因而承载能力可提高。

7、若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度_____减小，接触强度。

8、当原动机的转速较高且发出的动力较不稳定时，其输出轴与传动轴之间应选用 弹性 联轴器；当传递两相交轴间的运动而又要求轴间夹角经常变化时，可以采用 万向 联轴器。

9、为了使轴上零件与轴肩紧密贴合，应保证轴的圆角半径件的圆角半径或到角；为了使轴上零件的轴向定位可靠，与轮毂相配合部分轴段的长度应 短于 轮毂长度2-3mm。

三、分析题： (本大题共3小题，总计14分)

1、链传动中链节数取偶数，链轮齿数取与链节数互为质数的奇数，为什么？(本小题4分)

链轮的齿数取与链接数互为质数的奇数时，在传动过程中每个链接与每个链

轮齿都有机会啮合，这样可以使磨损均匀，反之，若两链轮的齿数为偶数，则链结与齿数之间存在公约数，由于传动具有周期性，只有少数的几个齿和链节经常啮合，造成受力磨损不均匀，有些部位提早失效，降低链传动的使用寿命。

2、蜗杆传动中为何常以蜗杆为主动件？蜗轮能否作为主动件？为什么？(本小题5分)

蜗杆传动中常用蜗杆为主动 件主要是为了实现大传动比的传动。只有当蜗杆

的螺旋升角大于自锁角时，蜗轮才能作为主传动件！但传动效率太低，不宜采用此方案

3、轴的结构设计主要应考虑哪些因素？(本小题5分)

保证轴上零件的定位和固定可靠；便于轴上零件的装拆和调整；

良好的加工工艺性；有利于提高轴的强度和刚度。

四、结构题：(本大题共2小题，总计15分)

1、根据切向键的工作原理及装配情况，在图中画出轴的转动方向（轴主动）(本小题5分)逆时针

2、指出下图设计中的错误，并改正。（注：改正10处以上者满分，对尺寸比例

无严格要求，齿轮油润滑，轴承脂润滑，考虑固定可靠、装拆方便、调整容易、润滑及加工工艺合理等，标上编号，用文字说明） (本小题10分)

①联轴器上应为通孔 ②联轴器无轴向定位 ③键槽位置错误 ④动静件之间应有间隙 ⑤轴承盖处应设密封装置 ⑥应有调整垫片

⑦轴承内圈定位过高 ⑧与轮毂相配的轴段长度应短于轮毂长度

⑨轴段过长，不利于轴承安装，应设计为阶梯轴 ⑩轴承内圈无定位

五、计算题：(本大题共3小题，总计36分)

1、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接。螺栓均匀分布在D=100mm的圆周上，接合面摩擦系数=0.15，考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）Kf12.。若联轴器传递的转矩T＝150N.m，载荷较平稳，螺栓材料为6.8级，45钢，

S480MPa，不控制预紧力，安全系数取SS4，试求螺栓的最小直径。(本小题12分)

答案：螺栓工作拉力FpD2/(4z)31602/327540 N

残余预紧力F15.F

螺栓总拉力F0FF15.FF2.5F2.5754018850 N 螺栓小径d1(或dc)≥[(413.F0)/(150)]1/214.4mm

2、单根V带（三角带）所能传递的最大功率P＝5kW，已知的基准直径dd1=140mm，主动带轮转速n1=1460r/min，主动带轮上的包角1＝140，带与带轮间的当量摩擦系数=0.5，求最大有效圆周力Fe和紧边拉力F1。(本小题12分) 解：1）带的速度v

dd1n1

601000



1401460

601000

10.702m/s

2）带的有效圆周力Fe3）带的紧边拉力F1 联解

1000P10005

467.202N v10.702

F1F2Fe

F1fv

eF2

e2.718，fv0.5，



1402.4435rad 180

F1F2467.202

F1fv0.52.4435

e2.7183.3929NF2

所以，F2195.245N，F1662.447N

3、一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3mm，z1=25，z2=75，=80634。已知：传递的功率P1＝70kW，转速n1=750r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。(本小题12分)

简答

1.

链传动的多边形产生的原因及避免

多边形效应在机械原理中是指：链传动的传动比变化与链条绕在链轮上的多边形特征有关 。 多边形效应受轮齿的节距P影响，链速和传动比的变化使链传动中产生加速度，从而产生附加动载荷，引起冲击振动，故链传动不适合高速传动。

评论

2.斜齿轮锥蜗杆合力方向判断

3带传动 弹性传动与打滑的关系张紧力的大小的关系影响

带传动中，由于皮带的弹性引起的带与带轮之间的相对滑动，叫做弹性滑动。 弹性滑动是皮带的固有性质，不可避免。

弹性滑动的负面影响，包括造成传动比不准确、传动效率较低、使带温升高、加速带的磨损等。

带传动中，存在弹性打滑，当工作载荷进一步加大时，弹性滑动的发生区域（即弹性弧）将扩大到整个接触弧，此时就会发生打滑。 在带传动中，应该尽量避免打滑的出现。

打滑现象的负面影响：导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失效。 打滑现象的好处在于：过载保护，即当高速端出现异常（比如异常增速），可以使低速端停止工作，保护相应的传动件及设备。

分析计算1斜齿轮轴向力相反及斜齿轮旋向的判断

2螺栓连接的强度计算（松螺栓）确定计算公式 屈服强度的计算 3.接触轴承 松紧变轴向力计算 当量动载荷 基本额定动载荷