西南交通大学机械设计B作业及答案.docx
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西南交通大学机械设计B作业及答案.docx
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西南交通大学机械设计B作业及答案
机械设计B线下作业
第一次作业
一、单项选择题(只有一个选项正确,共13道小题)
1.对于大量生产,形状较复杂、尺寸大的零件应选择_________________毛坯。
(A)自由锻造
(B)冲压
(C)模锻
(D)铸造
正确答案:
D
2.对于联接用螺纹,主要要求联接可靠,自锁性能好,故常选用________。
(A)升角小,单线三角形螺纹
(B)升角大,双线三角形螺纹
(C)开角小,单线梯形螺纹
(D)升角大,双线矩形螺纹
正确答案:
A
3.在螺栓联接中,有时在一个螺栓上采用双螺母,其目的是_______。
(A)提高强度
(B)提高刚度
(C)防松
(D)减小每圈螺纹牙上的受力
正确答案:
C
4.在螺栓联接设计中,若被联接件为铸件,则有时在螺栓孔处制做沉头座孔或凸台,其目的是_______。
(A)避免螺栓受附加弯曲应力作用
(B)便于安装
(C)为安置防松装置
(D)为避免螺栓受拉力过大
正确答案:
A
5.普通平键联接工作时,键的主要失效形式为_________。
(A)键受剪切破坏
(B)键侧面受挤压破坏
(C)剪切与挤压同时产生
(D)磨损和键被剪断
正确答案:
B
6.采用两个普通平键时,为使轴与轮毂对中良好,两键通常布置成_________。
(A)相隔180度
(B)相隔120~130度
(C)相隔90度
(D)在同一母线上
正确答案:
A
7.带张紧的目的是_______。
(A)减轻带的弹性滑动
(B)提高带的寿命
(C)改变带的运动方向
(D)使带具有一定的初拉力
正确答案:
D
8.V带传动中,小带轮直径的选取取决于_______。
(A)传动比
(B)带的型号
(C)带传递的功率
正确答案:
C
9.一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)齿面磨损或轮齿疲劳折断
(D)轮齿塑性变形
正确答案:
C
10.在直齿圆柱齿轮设计中,若中心距保持不变,而把模数增大,则可以______。
(A)提高齿面接触强度
(B)提高轮齿的弯曲强度
(C)弯曲与接触强度均可提高
(D)弯曲与接触强度均不变
正确答案:
B
11.齿轮传动在以下几种工况中,_____的齿宽系数可取大些。
(A)悬臂布置
(B)不对称布置
(C)对称布置
(D)同轴式减速器布置
正确答案:
C
12.一对减速齿轮传动中,若保持分度圆直径d1不变,而减少齿数和增大模数,其齿面接触应力将。
(A)增大
(B)减小
(C)保持不变
(D)略有减小
正确答案:
C
13.轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与无关。
(A)齿数z1
(B)模数m
(C)变位系数x
(D)斜齿轮的螺旋角β
正确答案:
B
二、不定项选择题(有不定个选项正确,共1道小题)
14.机械零件中应用最广泛的材料,普通碳素钢为_______,优质碳素钢为___________,灰铸铁为______________。
[不选全或者选错,不算完成]
(A)45
(B)ZG4
(C)40Cr
(D)ZCuSn10P1
(E)Q235
(F)HT200
正确答案:
AEF
三、主观题(共19道小题)
15. 通常带传动松边在__上__,链传动松边在___下_____。
16. 一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是齿面疲劳点蚀和轮和 齿弯曲疲劳折断 。
17. 高速重载齿轮传动,当润滑不良时最可能出现的失效形式是 齿面胶合 。
18. 一对齿轮啮合时,其大、小齿轮的接触应力是 相等的 ;而其许用接触应力是 不相等的 的;小齿轮的弯曲应力与大齿轮的弯曲应力一般也是 不相等的 。
19. 一对标准直齿圆柱齿轮,若z1=18,z2=72,则这对齿轮的弯曲应力σF1 大于 σF2。
20. 直齿锥齿轮强度计算时,应以 齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 为计算的依据。
21. 对大批量生产、尺寸较大(D>500mm)、形状复杂的齿轮,设计时应选择 铸造 毛坯。
22. 闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同?
答:
闭式齿轮传动主要失效形式为疲劳点蚀、折断、磨损等,须按接触强度、弯曲强度进行设计;而开式齿轮传动的主要失效形式为磨损、折断,只进行弯曲强度计算。
23. 在下列各齿轮受力图中标注各力的符号(齿轮1主动)。
(各力符号应与教材一致,如Ft1,Ft2等。
)
答:
24. 图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。
已知:
齿轮1的螺旋线方向和轴Ⅲ的转向,试求:
(1)为使轴Ⅱ所受的轴向力最小,齿轮3应选取的螺旋线方向,并在图b上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向;
(2)在图b上标出齿轮2、3所受各分力的方向。
25. 一闭式外啮合标准直齿圆柱齿轮减速传动,已知:
传动比i=3,模数m=3mm。
小齿轮齿数z1=20,齿宽b1=70mm,大齿轮齿宽b2=60mm,若主从动轮的许用应力[σH1]=700MPa, [σH2 ]=550MPa,载荷系数K=1.5,节点区域系数ZH=2.5,弹性系数 ,重合度系数Zε=1,若齿轮转速n1=1000r/min,试按接触疲劳强度,求该传动所能传递的最大转矩和功率。
参考公式:
答:
26. 带传动是靠带与带轮接触面间的 摩擦力 力工作的。
V带的工作面是 两侧面 面。
27. 为了使V带与带轮轮槽更好地接触,轮槽楔角应 小 于带截面的楔角,随着带轮直径减小,角度的差值越 大 。
28. 已知V带传递的实际功率P=7kW,带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的2倍,不计离心力的影响,试求有效圆周力F和紧边拉力F1的值。
29. 楔键 键联接,既可传递转矩,又可承受单向轴向载荷,但容易破坏轴与轮毂的对中性。
30. 齿轮在轴上的周向固定,通常是采用 键 联接,其截面尺寸是根据 轴的直径 查取标准而确定的。
31. 常用螺纹的类型主要有 三角形螺纹 、 矩形螺纹 、 梯形螺纹 和 锯齿形螺纹 。
32. 螺纹联接防松的实质是 防止螺杆与螺母间发生相对转动(或防止螺纹副间相对转动) 。
33. 一牵曳钩用2个M10(dl=8.376mm)的受拉螺栓固定于机体上,如题图所示。
已知接合面间摩擦系数μs=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σs=360MPa,许用安全系数[S]=3。
试计算该螺栓组联接允许的最大牵引力FRmax。
FRmax=1271.6N
第二次作业
一、单项选择题(只有一个选项正确,共17道小题)
1.链传动中合理的链条长。
(A)应等于奇数倍链节距
(B)应等于偶数倍链节距
(C)可以为任意值
(D)按链轮齿数来决定
正确答案:
B
2.套筒滚子链传动不宜用于高速,主要是因为______
(A)链的离心力太大
(B)冲击太大
(C)受磨损限定
(D)受链板疲劳强度限定
正确答案:
B
3.大链轮的齿数不能取得过多的原因是。
(A)齿数越多,链条的磨损就越大
(B)齿数越多,链传动的动载荷与冲击就越大
(C)齿数越多,链传动的噪声就越大
(D)齿数越多,链条磨损后,越容易发生“脱链现象”
正确答案:
D
4.在各种基本类型的向心滚动轴承中___________不能承受轴向载荷。
(A)调心球轴承
(B)圆柱滚子轴承
(C)调心滚子轴承
(D)深沟球轴承
正确答案:
B
5.某滚动轴承按寿命公式计算出寿命L10h=10500h其可靠度__________。
(A)为99%
(B)为90%
(C)<90%
(D)>99%
(E)不确定
正确答案:
B
6.通常应成对使用。
(A)深沟球轴承
(B)圆锥滚子轴承
(C)推力球轴承
(D)圆柱滚子轴承
正确答案:
B
7.流体动压润滑轴承进行p、v、pv的验算是因为。
(A)启动时属于非液体润滑状态
(B)运行时属于液体润滑状态
(C)运行时会发生金属过度磨损
(D)运行时会发生胶合失效
正确答案:
A
8.巴氏合金是用来制造。
(A)单层金属轴瓦
(B)双层或多层金属轴瓦
(C)含油轴承轴瓦
(D)非金属轴瓦
正确答案:
B
9.工作时只承受弯矩不传递转矩的轴,称为。
(A)心轴
(B)转轴
(C)传动轴
正确答案:
A
10.若不改变轴的结构和尺寸,仅将轴的材料由碳素钢改为合金钢,轴的刚度。
(A)不变
(B)降低了
(C)增加了
(D)不定
正确答案:
A
11.轴环的用途是。
(A)作为轴加工时的定位面
(B)提高轴的强度
(C)提高轴的刚度
(D)使轴上零件获得轴向定位
正确答案:
D
12.在转轴的初步计算中,轴的直径是先按初步确定的。
(A)弯曲强度
(B)扭转强度
(C)复合强度
(D)轴端上零件的孔径
正确答案:
B
13.标准蜗杆传动的中心距计算公式应为。
(A)
(B)
(C)
(D)
正确答案:
B
14.蜗杆传动的主要失效形式是。
(A)齿面疲劳点蚀
(B)齿根的弯曲折断
(C)齿面的胶合和磨损
(D)齿面的塑性变形
正确答案:
C
15.蜗杆传动中较为理想的材料组合是。
(A)钢和铸铁
(B)钢和青铜
(C)铜和铝合金
(D)钢和钢
正确答案:
B
16.在载荷不平稳、且有较大冲击和振动的情况下,一般宜选用__________联轴器。
(A)刚性
(B)无弹性元件挠性
(C)有弹性元件挠性
(D)安全
正确答案:
C
17.在载荷平稳、且对中准确的情况下,若希望寿命较长,则宜选用_________。
(A)刚性
(B)无弹性元件挠性
(C)金属弹性元件挠性
(D)非金属弹性元件挠性
正确答案:
A
二、主观题(共16道小题)
18. 在滚子链传动中,链的节距越大,___承载能力____越高;但节距越大,链轮转速越高时,冲击和动载荷也越大,因此,设计时应尽可能选用小节距的链。
19. 链传动和带传动比较,链传动作用在轴和轴承上的压轴力____小_____。
20. 根据轴的承载情况,工作时既受弯矩又受转矩的轴称为 转 轴。
21. 轴计算当量弯矩公式
中,引入应力校正系数α的原因是考虑 正应力与切应力的循环特性不同 。
22. 为了方便轴上零件的装拆,常将轴做成 阶梯 形;为了保证轴上零件的可靠定位,轴肩的圆角半径r必须 小 于相配零件的倒角C1或圆角半径R。
23. 图示为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。
斜齿轮用油润滑,轴承用脂润滑。
试改正该图中的错误,并画出正确的结构图。
(选作)
24. 联轴器和离合器是用来 连接两轴,并传递运动和扭矩的轴系 部件。
25. 形成流体动压润滑的基本条件是什么?
答:
①两工作表面构成楔形间隙;
②润滑油具有一定的粘度;
③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度,其方向从大截面流进,从小截面流出。
26. 试说明下列各轴承的内径有多大?
哪个轴承的公差等级最高?
哪个允许的极限转速最高?
哪个承受径向载荷能力最大?
哪个不能承受径向载荷?
6208/P2、30208、5308/P6、N2208
答:
内径为:
40mm。
公差等级最高:
6208/P2;极限转速最高:
6208/P2;承受径向载荷能力最大:
N2208;不能承受径向载荷:
5308/P6
27. 有一滚动轴承,型号为30212, 其基本额定动载荷Cr=60400N,已知工作温度在100°C以下,运转平稳,载荷系数kd=1.0,当量动载荷P=7700N,转速n=640r/min。
(1) 该轴承类型为什么?
内径为多少?
(2) 试预测轴承寿命。
答:
(1)轴承类型为圆锥滚子轴承,内径为60mm。
(2)轴承寿命为24974.1小时。
28. 滑动轴承保证液体动压润滑的条件有__两工作表面间必须构成楔形间隙_ 、__两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油或其他流体__、 两工作表面间必须有一定的相对滑动速度,其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进,从小截面流出 。
29. 按轴承工作时的摩擦性质不同,轴承可分为___滚动摩擦__轴承和___滑动摩擦__轴承两大类。
30. 角接触球轴承7210C 的基本额定动载荷Cr=33.9kN,表示该轴承在33.9kN 的载荷下寿命为__1000000_r 时,可靠度为__90%_。
31. 轴系支点轴向固定结构型式中,两端单向固定结构主要用于温度 不高 的轴。
32. 在蜗杆传动中当需要自锁时,应使蜗杆导程角 小于等于 当量摩擦角。
33. 蜗杆的标准模数是 轴面 模数,其分度圆直径 = mq ;蜗轮的标准模数是 端面 模数,其分度圆直径 = mz2 。
第三次作业
一、单项选择题(只有一个选项正确,共28道小题)
1.对于大量生产,强度要求较高,尺寸不大,形状较简单的零件,应选择_____毛坯。
(A)自由锻造
(B)冲压
(C)模锻
(D)铸造
正确答案:
C
2.用于联接的螺纹牙型为三角形,这是因为三角形螺纹_________。
(A)牙根强度高,自锁性能好
(B)传动效率高
(C)防振性能好
(D)自锁性能差
正确答案:
A
3.在同一螺栓组中,螺栓的材料、直径和长度均应相同,这是为了_______。
(A)受力均匀
(B)便于装配.
(C)外形美观
(D)降低成本
正确答案:
B
4.普通平键联接强度校核的内容主要是_________。
(A)校核键侧面的挤压强度
(B)校核键的剪切强度
(C)A、B二者均需校核
(D)校核磨损
正确答案:
A
5.键的剖面尺寸b*h通常是根据_________从标准中选取。
(A)传递的转矩
(B)传递的功率
(C)轮毅的长度
(D)轴的直径
正确答案:
D
6.图示键联接所采用的是_______。
(A)楔键
(B)切向键
(C)平键
(D)半圆键
正确答案:
A
7.与链传动相比较,带传动的优点是__。
(A)工作平稳,基本无噪声
(B)承载能力大
(C)传动效率高
(D)使用寿命长
正确答案:
A
8.带传动在工作时,假定小带轮为主动轮,则带内应力的最大值发生在带。
(A)进人大带轮处
(B)紧边进入小带轮处
(C)离开大带轮处
(D)离开小带轮处
正确答案:
B
9.传动在工作中产生弹性滑动的原因是。
(A)带与带轮之间的摩擦系数较小
(B)带绕过带轮产生了离心力
(C)带的弹性以及紧边和松边存在拉力差
(D)带传递的中心距大
正确答案:
C
10.高速重载齿轮传动,当润滑不良时,最可能出现的失效形式是_______。
(A)齿面胶合
(B)齿面疲劳点蚀
(C)齿面磨损
(D)轮齿疲劳折断
正确答案:
A
11.对于开式齿轮传动,在工程设计中,一般_________。
(A)按接触强度设计齿轮尺寸,再校核弯曲强度
(B)按弯曲强度设计齿轮尺寸,再校核接触强度
(C)只需按接触强度设计
(D)只需按弯曲强度设计
正确答案:
D
12.直齿锥齿轮强度计算时,是以______为计算依据的。
(A)大端当量直齿锥齿轮
(B)齿宽中点处的直齿圆柱齿轮
(C)齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮
(D)小端当量直齿锥齿轮
正确答案:
C
13.一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是____________。
(A)齿面点蚀
(B)轮齿折断
(C)齿面磨粒磨损
(D)齿面胶合
正确答案:
B
14.一对圆柱齿轮传动中,当齿面产生疲劳点蚀时,通常发生在。
(A)靠近齿顶处
(B)靠近齿根处
(C)靠近节线的齿顶部分
(D)靠近节线的齿根部分
正确答案:
D
15.链传动中当其它条件不变的情况下,传动的平稳性随链条节距P的。
(A)减小而提高
(B)减小而降低
(C)增大而提高
(D)增大而不变
正确答案:
A
16.链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小,这主要是因为。
(A)链传动只用来传递较小功率
(B)链速较高,在传递相同功率时,圆周力小
(C)链传动是啮合传动,无需大的张紧力
(D)链的质量大,离心力大
正确答案:
C
17.向心推力滚动轴承承受轴向载荷的能力是随接触角的增大而。
(A)增大
(B)减小
(C)不变
(D)不一定
正确答案:
A
18.滚动轴承寿命计算公式ε为寿命指数,对N206轴承ε=___________。
(A)3
(B)3/10
(C)10/3
(D)1/3
正确答案:
C
19.滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。
(A)99%
(B)90%
(C)80%
(D)10%
正确答案:
B
20.滑动轴承的宽径比B/d愈小,则。
(A)轴承温升愈大
(B)摩擦功耗愈小
(C)承载能力愈大
(D)端泄愈小
正确答案:
B
21.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
正确答案:
A
22.下列各种机械设备中,只宜采用滑动轴承。
(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
正确答案:
D
23.当轴上安装的零件要承受轴向力时,采用来进行轴向固定所能承受的轴向力较大。
(A)螺母
(B)紧定螺钉
(C)弹性挡圈
正确答案:
A
24.蜗杆传动中轮齿承载能力的计算主要针对来进行的
(A)蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度
(B)蜗轮齿面接触强度和齿根抗弯强度
(C)蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度
(D)蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度
正确答案:
B
25.凸缘联轴器是一种__________联轴器。
(A)刚性
(B)无弹性元件挠性
(C)金属弹性元件挠性
(D)非金属弹性元件挠性
正确答案:
A
26.机械设计这一门学科,主要研究_______的工作原理、结构和设计计算方法。
(A)各类机械零件和部件
(B)通用机械零件和部件
(C)专用机械零件和部件
(D)标准化的机械零件和部件
正确答案:
B
27.下列八种机械零件:
a.汽车发动机的阀门弹簧;b.起重机的抓斗;c.气轮机的叶轮;d.车床变速箱中的齿轮;
e.纺织机的织梭;f.飞机的螺旋桨;g.柴油机的曲轴;h.自行车的链条。
其中有_______专用零件而不是通用零件。
(A)三种
(B)四种
(C)五种
(D)六种
正确答案:
C
28.我国国家标准的代号是______。
(A)GC
(B)KY
(C)GB
(D)ZB
(E)JB
(F)YB
正确答案:
C
二、主观题(共22道小题)
29. 图示为一标准蜗杆传动,蜗杆主动,试分析:
(1)蜗轮的转向;
(2)作用在蜗杆、蜗轮上的各力的方向。
(用各分力表示)。
30. 轴的材料常采用 碳素钢 和 合金钢 。
31. 在确定联轴器类型的基础上,可根据 传递转矩 、 转速 、 轴的结构型式 、 轴的直径 来确定联轴器的型号和结构。
32. 用联轴器连接的两轴 只有在运动停止后经过拆卸才能彼此 分开:
而用离合器连接的两轴在机器工作时 可随时接合或分离 。
33. 某不完全液体润滑径向滑动轴承,已知:
轴径直径d=200mm,轴承宽度B=200mm,轴颈转速n=300r/min,轴瓦材料为ZCuSn10P1(查表
=15MPa,
=10m/s,
=15MPa·m/s。
),试问它可以承受的最大径向载荷FR是多少?
答:
34. 设某斜齿轮轴根据工作条件在轴的两端反装两个角接触球滚子轴承,如图所示。
已知轴承所受径向力Fr1=2000N,径向力Fr2=4000N,轴向力Fa=800N,初选两个轴承型号为7308AC, 其基本额定动载荷和静载荷分别为C=39200N、C0=30700N,计算系数e=0.68,X=0.41,Y=0.87。
齿轮转速n=520r/min, 运转平稳,kd=1.2。
轴承预期寿命为15000h, 试验算该对轴承能否达到预期寿命要求。
答:
35. 滑动轴承中按其所能承受的载荷方向分类,主要能承受径向载荷的轴承称为__径向_轴承,仅能承受轴向载荷的轴承称为_轴向_轴承。
36. 中速旋转正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是___疲劳点蚀破坏__。
37. 斜齿圆柱齿轮设计时,计算载荷系数K中包含的KA是 工作情况系数 系数;Kv是 动载系数 系数;Kβ是 齿向载荷分布系数 系数。
38. 圆柱齿轮设计时,若已知小、大齿轮直径为d1,d2,则齿宽系数 = b/d1
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