007第一学期机械设计考试题及答案.docx
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007第一学期机械设计考试题及答案
机械设计模拟题
(2)
一、填空题(每题2分,共20分)
1.如果一个零件的应力循环特性r「0.6,:
二a=80Mpa,则此时m二,一max二,'-min=。
2•作用于机械零件上的名义载荷是指;而设计零件时,应按计算
载荷进行计算;它与名义载荷间的关系为。
3.按摩擦状态不同,摩擦可分为:
、、、四种。
4•在键联接中,和用于动联接。
当轴向移动距离较大时,
宜采用,其失效形式是o
5.采用螺纹联接时,若被联接件总厚度较大,且材料较软,强度较低,需
要经常拆装的情况下一般宜采用联接;若不需要经常拆装的情况下,宜
采用(16)联接。
6.在设计V带传动时,V带的型号是根据和选取的。
7.链传动设计时,链条节数应优先选择为,这主要是为了避免采
用,防止受到附加弯矩的作用降低其承载能力。
8.一软齿面齿轮传动,小齿轮的齿面硬度应比大齿轮的齿面硬度,原
因是o
9.液体动压润滑轴承形成动压油膜的条件是:
o
10.若将轴类零件按受力方式分类,可将受作用的轴称为心轴,
受作用的轴称为传动轴,受作用的轴称为转轴,自行车的前轮轴
、选择填空(每一个空格只能选一个答案,每题2分,本题10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.在蜗杆传动中,蜗杆材料和蜗轮材料的组合,应该选取
A.钢蜗杆与青铜蜗轮B.青铜蜗杆与钢蜗轮
C.青铜蜗杆与青铜蜗轮D.钢蜗杆与钢蜗轮
3.有一减速传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成,其安排顺序以方案为好。
A.带传动一齿轮传动一链传动B.链传动一齿轮传动一带传动
C.带传动一链传动一齿轮传动D.链传动一带传动一齿轮传动
4.在进行滚动轴承组合设计时,对支承跨距很长,工作温度变化很大的轴,为
适应轴有较大的伸缩变形,应考虑。
A.将一端轴承设计成游动的B.采用内部间隙可调整的轴承
C.采用内部间隙不可调整的轴承D.轴颈与轴承内圈采用很松的配合
5.下列各种机械设备中,宜采用滑动轴承。
A.中、小型减速器齿轮轴B.电动机转子
C.铁道机车车辆轴D.大型水轮机主轴
三、判断题(对的打“V”,错的打X。
每小题1分,共5分)
1.在一定转速下,要减轻链传动的运动不均匀性,设计时,应选择小节距的链条0()
2.采用加厚螺母是提高螺纹联接强度的一个有效办法。
()
3.一螺栓联接拧紧后预紧力为Fo,工作时又受轴向工作拉力F,被联接件上的残余预紧力为Fl,C/(CbCm)为螺栓的相对刚度,则螺栓所受总拉力F2等于FiCbF(CbCm)。
()
4.齿轮传动中,经过热处理的齿面称为硬齿面,而未经热处理的齿面称为软齿面。
()
5.实际的轴多作成阶梯轴,这主要是为了减轻轴的重量,降低制造费用。
()
四、简答题(每小6分,共18分)
1.简述机器的组成部分及机械设计的一般程序。
2.普通平键联接有哪些失效形式?
若强度校核不足,可以采用双键,请问对于平键、半圆键、楔键应该怎样布置?
考虑到两键上载荷分配不均匀性,在强度校核中按几个键计算?
3.如图1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会出现弹性滑动现象?
这种滑动是否可以避免?
(2)带传动工作时,带处于图中哪一点的应力最大?
二max=?
I
图1图2
五、分析题(共15分)
如图2所示传动系统,要求轴II、III上的轴向力抵消一部分,试确定:
(1)蜗轮6的转向;
(2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向;
(3)分别画出蜗杆5、蜗轮6啮合点的受力方向(用三个分力表示)
六、计算题(第1小题8分,第2小题14分,共22分)
1.有一对开式标准直齿圆柱齿轮,材料为45号钢,硬齿面,齿
数z,=20,勺=80,m二3mm,小齿轮宽度60mm,大齿轮宽度为55mm,载荷系数K=1.4,Yf/=2.8,条2=2.22^1=1.55^2=1.73,许用应力
[6』二[;「F2]=620Mpa,[;「H1]=1170Mpa,[二H1]=[;「H2],口=240r/min,求该对齿轮所能传递的最大功率PO
仕2KTYFaYsa小gI2KT1小“
注:
6=比32兰[6]Mpa—ZhZe兰[<^]Mpa
%mw\%d1u
(Zh=2.5,Ze=1898、Mpa)
2.图3所示轴系采用一对角接触球轴承,并暂定轴承型号为7307AC已知
两轴承的径向载荷分别为FM=1200N,F「2=2050N,轴的轴向外载荷
Fae=880N,转速n二5000r/min,载荷系数fP=1.5,温度系数ft=1,预期寿命Lh=2000h,试问:
(1)写出该轴承代号7307AC中各数字(或字母)所代表的含义是什么?
(2)所选轴承型号是否合适?
二(注:
『孰訂)
图3
型号
数据
C
(N)
派生轴
向力
Fd(M
Fa/Fr>e
Fa/F^e
e
X
Y
X
Y
7307AC
33400
0.68Fr
0.41
0.87
1
0
0.68
七、结构设计(10分)
指出图4所示轴系结构设计中的错误和不合理的地方,依次标出序号并简要说明错误的原因(指出8处即可,相同错误按1处计)。
一、填空题
1.
(1)320MPa
(2)400MPa(3)240MPa
2.(4)根据额定功率计算出作用于零件上的载荷F(5)Fca(6)Fca=KF
3.(7)干摩擦(8)边界摩擦(9)混合摩擦(10)液体摩擦
4.(11)导向平键(12)滑键(13)滑键(14)工作面的过渡磨损
5.(15)双头螺柱(16)螺钉
6.(仃)计算功率巳(18)小带轮转谏n1
7.(19)偶数(20)过渡链节
8.(21)高(22)小齿轮工作应力循环次数多,且其YFa^a乘积大,提高其硬度
可使大、小齿轮的寿命接近相等
9.(23)
足够的相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油由大口流进,小口流出;润滑油要有
一定的粘度,供油要充分
10.(25)弯矩(26)扭矩(27)弯矩、扭矩(28)心轴
二、选择填空
1.C2.A3.A4.A5.D
三、判断题
1.V2.X3.X4.X5.X
四、简答题(
1.答:
机器主要由三部分组成:
(1)原动机部分
(2)传动部分(3)执行部分,有
的机器还有控制系统和辅助系统。
(答出3个基本组成部分即可)
设计机器的一般程序为:
计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段及技术文件的编制阶段。
2.答:
普通平键联接的失效形式是工作面压溃,个别情况下会出现键的剪断
若强度校核不足,可以采用双键:
两个平键沿周向相隔1800布置;两个半圆键在轴的
同一条母线上;两个楔键周向相隔90°〜120°布置。
考虑到两键上载荷分配不均匀性,在强度校核中按1.5个键计算。
3.答:
(1)带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。
带传动工作时,紧边与松边有拉力差,带绕在带轮上从紧边到松边其弹性变形逐渐减少,带也随之收缩,与带轮之间产生相对滑动。
这种滑动是不可避免的。
(2)带的紧边开始绕上小轮处,即a点应力最大。
匚max「「匚b1讥
五、分析题
答:
(1)蜗轮6的转向为逆时针方向;(5
分)
(2)齿轮3左旋,齿轮4右旋,蜗杆5右旋,蜗轮6右旋;(4
分)
(3)蜗杆5啮合点的受力方向如图(a);蜗轮6啮合点的受力方向如图(b)。
(6分)
六、计算题
1.解:
因为是开式标准直齿硬齿面齿轮,所以弯曲疲劳强度差,故按弯曲疲劳强度计算传递的功率。
YFa1YSa1
2.81.55
分)
分)
620
=0.007>
YFa2YSa2
=423=0.006
620
故齿轮1的弯曲强度差
2KTYFaYsa…,—冬Lf]dmZ1
(2分)
-F
b232
卜F1]mmz16205532202
2KYFa1Ysa1
5
5.0510Nmm
21.42.81.5
环§_5.0510240=12.7KW
9.55109.5510
该对齿轮所能传递的最大功率P为12.7KW
2•解:
(1)7307AC轴承
AC表示接触角a—25;07表示轴承内径为35mm;——(2分)
3表示直径系列;
7表示轴承是角接触球轴承。
(1分)
⑵①作出派生轴向力的方向如图所示,计算出其大小;
Fd1=0.68Fn=0.681200=816N
Fd2=0.68Fr2=0.682050=1394N(1分)
②计算轴承1、2的轴向载荷Fa1、Fa2
因为FaeFd1=880816=1696NFd2(2分)
所以轴承2压紧端,轴承1为放松端,轴向载荷分别为:
(1分)
Fa1=Fd^816N
3计算轴承1、2的当量动载荷
4
由表查得e=0.68,而
所以X^1.0,Y^0;X2二0.41,Y2=0.87。
(1分)故当量动载荷为
R=fpCX^M+YFa1)=1.5(1X1200+0X816)=1800N
P2二fP(X2Fr2Y2Fa2)=1.5(0.4120500.871696)=3474.03N——(1
分)
3.计算轴承的寿命Lh
因轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承,而P2>P,故应以轴承2的当量动载
荷P2为计算依据。
Lh二型(竺)10(^33400)^2962.2h>Lh
60nP6050003474.03
1轴承端盖与箱体之间应有调整垫片,以调整轴承松紧;
2轴肩过高,轴承拆卸不便,应将轴肩高降至轴承内圈厚的2/3左右;
3与齿轮配合的轴颈长应比齿轮轮毂宽度小1~2mm以保证套筒压住齿轮端面,
定位可靠;
4键太长,右端套筒无法装入,应使键长等于或略小于轮毂的宽度;
5套筒过高,轴承拆卸不便,应将套筒高降至轴承内圈厚的2/3左右;
6轴承端盖与箱体之间应有调整垫片,以调整轴承松紧;
7为使右轴承内圈安装方便,轴承以右轴径应稍小一点;
8轴承透盖与转轴之间有间隙,且应有毡圈密封。
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- 007 第一 学期 机械设计 考试题 答案