機(jī)械設(shè)計(jì)試卷.pdf

浙江科技學(xué)院考試試卷 第 1 頁(yè) 共 4 頁(yè) 浙江科技學(xué)院 2006 2007 學(xué)年第一學(xué)期 標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) A 考試科目 機(jī)械設(shè)計(jì) 考試方式 半 開 完成時(shí)限 120 分鐘 擬題人 段福斌 批準(zhǔn)人 2007 年 1 月 日 機(jī) 械 學(xué) 院 系 04 年級(jí) 機(jī)制 材料成型 車輛 專業(yè) 一 一 填空題 每空填空題 每空 1 分分 共 共 13 分 分 1 按照摩擦界面的潤(rùn)滑狀態(tài) 可將摩擦分為 干摩擦 邊界摩擦 液體摩擦 和混合摩擦 2 為了控制不完全液體摩擦滑動(dòng)軸承的溫升 應(yīng)驗(yàn)算 PV 值 3 正是由于 彈性滑動(dòng) 現(xiàn)象 使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確 帶傳動(dòng)的主要失效形式為 打滑 和 帶的疲勞破壞 4 蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是齒面間的 相對(duì)滑動(dòng)速度 很大 因此導(dǎo)致傳動(dòng)的 效率 較低 溫升較高 5 鏈傳動(dòng)水平布置時(shí) 最好 緊 邊在上 松 邊在下 6 選擇鍵的剖面尺寸 b x h 是根據(jù) 軸的直徑 大小從標(biāo)準(zhǔn)中選擇 7 滾動(dòng)軸承 22125 的內(nèi)徑 d 應(yīng)該是 125 mm 二 二 是非題 每題是非題 每題 1 分分 共 共 10 分 分 是 打 號(hào) 是 打 號(hào) 非 打 非 打 號(hào) 號(hào) 1 十字滑塊聯(lián)軸器中的所有元件都是剛性元件 因此屬于剛性聯(lián)軸器 2 變應(yīng)力只能由變載荷產(chǎn)生 而靜載荷不能產(chǎn)生變應(yīng)力 3 當(dāng)零件的剛度條件得不到滿足時(shí) 可以另選高強(qiáng)度鋼代替 4 采用螺紋牙圈數(shù)過多的加厚螺母 并不能提高聯(lián)接的強(qiáng)度 5 在螺旋 蝸桿傳動(dòng)中 螺旋的線數(shù)和蝸桿的頭數(shù)越多 則越容易形成自鎖 6 設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)時(shí) 限制帶輪的最小直徑是為了防止打滑 7 標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪的齒形系數(shù)與模數(shù)無關(guān) 8 齒輪傳動(dòng)中 齒面點(diǎn)蝕通常首先發(fā)生在齒面的靠近節(jié)線的齒頂部分 9 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)是以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn) 在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)則以輪齒齒寬中點(diǎn)處的背錐展 成的當(dāng)量直齒圓柱齒輪作為計(jì)算依據(jù) 10 在重載情況下 滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑油的粘度應(yīng)選的小些 三 三 選擇題 每題選擇題 每題 2 分分 共 共 18 分 分 1 在常用的螺旋傳動(dòng)中 傳動(dòng)效率最高的螺紋是 D A 三角形螺紋 B 梯形螺紋 C 鋸齒形螺紋 D 矩形螺紋 2 設(shè)計(jì)一根齒輪軸 材料采用 45 鋼 兩支點(diǎn)用向心球軸承支承 驗(yàn)算時(shí)發(fā)現(xiàn)軸的剛度不夠 這時(shí)應(yīng) D A 將球軸承改為滾子軸承 B 將滾動(dòng)軸承改為滑動(dòng)軸承 C 將材料換成合金鋼 D 適當(dāng)增加軸的直徑 3 當(dāng)溫度升高時(shí) 潤(rùn)滑油的粘度 B A 隨之升高 B 隨之降低 C 保持不變 D 升高或降低視潤(rùn)滑油性質(zhì)而定 浙江科技學(xué)院考試試卷 第 2 頁(yè) 共 4 頁(yè) 4 設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí) 鏈節(jié)數(shù)最好取 A A 偶數(shù) B 奇數(shù) C 質(zhì)數(shù) D 鏈輪齒數(shù)的整數(shù)倍 5 滾動(dòng)軸承套圈和滾動(dòng)體常用鋼的牌號(hào)是 C A 20Cr B 20CrV C GCr15 D 18CrMnTi 6 對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于 D 其表面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決 于 A A 中心距和齒寬 B 中心距和模數(shù) C 中心距和齒數(shù) D 模數(shù)和齒寬 7 在滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)中 為了減小附加動(dòng)載荷 應(yīng) D A 增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù) B 增大鏈節(jié)距并減小鏈輪齒數(shù) C 減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù) D 減小鏈節(jié)距并增加鏈輪齒數(shù) 8 閉式齒輪傳動(dòng)采用油浴潤(rùn)滑 齒輪的浸油深度主要取決于 C A 齒輪直徑 B 齒輪寬度 C 齒輪圓周速度 D 傳動(dòng)的功率大小 9 圓柱螺旋彈簧指數(shù) 或稱旋繞比 是 D 比值 A 簧絲直徑 d 與中徑 D B 自由高 H 0 與簧絲直徑 d C 彈簧外徑 D2 與簧絲直徑 d D 彈簧中徑 D 與簧絲直徑 d 四 四 簡(jiǎn)答題 每題簡(jiǎn)答題 每題 6 分分 共 共 18 分 分 1 簡(jiǎn)述形成動(dòng)壓液體潤(rùn)滑的必要條件 1 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙 2 分 2 被油膜分開的兩表面必須有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度 其運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥陀尚ㄐ蔚拇罂诹飨?小口 2 分 3 潤(rùn)滑油必須有一定的粘度 供油充分 2 分 2 一對(duì)閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 在傳動(dòng)比 中心距不變條件下 當(dāng)承載能力主要取決于 齒面接觸強(qiáng)度時(shí) 為什么齒數(shù) z1 應(yīng)取得多些 有什么好處 既然承載能力主要取決于接觸強(qiáng)度 即承載能力主要由直徑 d1 z1 m 或中心距 決定 因此 在維持 d1 值的前提下 可以選 z1 多些 齒數(shù)取多些有下述好處 1 z1 增大 使重合度增大 因而 傳動(dòng)平穩(wěn) 振動(dòng)小 噪聲小 2 z1 增大 模數(shù)減小 降低齒高 齒坯直徑及齒槽尺寸減小 因而減少金屬切削量 節(jié)省制造費(fèi)用 3 降低齒高還能減小齒面滑動(dòng)速度 減小了磨損和膠合的可能性 3 如圖所示 兩根梁用 8 個(gè) 4 6 級(jí)普通螺栓與兩塊鋼蓋 板相聯(lián)接 梁受到的拉力 F 47kN 摩擦因數(shù) s 0 2 控制預(yù)緊力 試確定所需螺栓的直徑 解 已知螺栓數(shù)目 z 8 接合面數(shù) m 2 取防滑系 數(shù) K 1 2 則螺栓所需預(yù)緊力 F0 為 F0 N N m z F K s 17625 2 8 2 0 47000 2 1 由 4 6 級(jí)普通螺栓 b 400Mpa 查表 控制預(yù)緊力可取安全因數(shù) S 1 3 則 b S 400MPa 1 3 307 7MPa 所需螺栓的直徑 d1 mm mm 7 9 7 307 17625 3 1 4 取整后得螺栓尺寸 d 10mm 螺紋為 M10 上述解中有三處錯(cuò)誤 請(qǐng)指出錯(cuò)處并說明原因 6 分 答 1 螺栓數(shù)目應(yīng)為 4 個(gè) 2 應(yīng)按照 s S 計(jì)算 3 d1 為螺紋小徑 選取的螺栓必須保證小徑大于 9 7mm 浙江科技學(xué)院考試試卷 第 3 頁(yè) 共 4 頁(yè) 五 分析計(jì)算題 共分析計(jì)算題 共 31 分 分 1 某零件用 40Cr 鋼制成 材料的力學(xué)性能為 1 480MPa S 800MPa 0 800MPa 零件彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù) K 1 5 已知作用在零件上的工作應(yīng)力 max 450MPa min 150MPa 應(yīng)力比 r 常數(shù) 試求 1 繪制出該零件的疲勞極限應(yīng)力圖 且標(biāo)出零件的工作應(yīng)力點(diǎn) M 加載應(yīng)力變化 線以及極限應(yīng)力點(diǎn) M 5 分 2 用圖解法確定該零件的疲勞極限應(yīng)力的平均應(yīng)力 me 應(yīng)力幅 ae 并用其結(jié)果 計(jì)算該零件的最大應(yīng)力安全因數(shù) Sca 3 分 答 1 在零件的極限應(yīng)力簡(jiǎn)圖中 各點(diǎn)坐標(biāo)為 A 0 K 1 A 0 320 B 2 0 K 2 0 400 266 7 C S 0 800 0 作圖 3 分 m max min 2 450 150 2 300MPa a max min 2 450 150 2 150MPa 1 分 工作應(yīng)力點(diǎn) M 加載應(yīng)力變化線以及極限應(yīng)力點(diǎn) M 如圖所示 1 分 2 由圖可量的極限應(yīng)力點(diǎn) M 的平均應(yīng)力 me 505 26MPa 應(yīng)力幅 ae 252 63MPa 極限應(yīng)力點(diǎn) M 的疲勞極限 r M me ae 757 89MPa 最大應(yīng)力安全因數(shù) Sca r M max 757 89 450 1 684 3 分 O m a C 800 0 300 150 M M 505 26 252 63 400 266 7 B A 0 320 G 553 85 246 15 2 有一雙級(jí)圓柱齒輪減速器 已知轉(zhuǎn)矩 I T 122500N mm 斜齒輪 1 2 的參數(shù)為 n m 5mm 24 1 z 2 z 48 30 11 o 0 20 n 本題 10 分 1 分析齒輪 2 受力 用分力表示于嚙合點(diǎn) 并計(jì) 算各分力的大小 2 為了使中間軸 上兩個(gè)斜齒輪的軸向力能部分抵 消 試確定斜齒輪 3 的輪齒螺旋角 3 的旋向 標(biāo) 在圖上 解 1 各分力方向如圖所示 3 分 cos 1 1 z m d n 5 24 cos11 0 30 mm 122 45 mm 1 分 N N d T F F t t 2001 45 122 125500 2 2 1 1 1 2 1 分 cos 1 1 2 n t r r tg F F F 2001 tan20 0 cos11 5 0 N 743N 1 分 tg F F F t a a 1 1 2 2001 0 203 407N 1 分 2 斜齒輪 3 的輪齒螺旋角 3 的方向如圖 右旋 3 分 浙江科技學(xué)院考試試卷 第 4 頁(yè) 共 4 頁(yè) 3 如圖所示軸承部件簡(jiǎn)圖 軸的兩端采用 7309AC 角接觸軸承 常溫工作 有中等沖擊 fp 1 5 轉(zhuǎn)速 n 1000r min 已知兩軸承的徑向載 荷分別為 F r1 4000N Fr2 2000N 外加軸向載荷 Fae 1500N 作用方向指向軸承 2 預(yù)期壽命 Lh 5000h 試問所選軸承是否恰當(dāng) 本題 13 分 附 7309AC 軸承 Cr 48 1 KN e 0 68 Fd eFr Fa Fr e 時(shí) X 1 Y 0 Fa Fr e 時(shí) X 0 41 Y 0 87 解 70000 軸承 Fd 0 68Fr Fd1 0 68 4000 2720N 1 分 Fd2 0 68 2000 1360N 1 分 Fae Fd1 2720 1500 4220N 1360N Fd2 軸承 2 壓緊 軸承 1 放松 2 分 Fa1 2720N Fa2 2720 1500 4220N 2 分 Fr1 4000N Fr2 2000 N Fa1 Fr1 0 68 e X 1 Y 0 1 a r P r YF XF f P 1 5 4000 6000N 2 分 Fa2 Fr2 e X 0 41 Y 0 87 Pr2 fp 0 41 2000 0 87 4220 1 5 820 3671 6737N 2 分 軸承 2 當(dāng)量載荷大 3 3 2 6737 48100 1000 16667 16667 r r h P C n L 16667 364 6067 h 6067h 5000h 能滿足要求 3 分 六 六 結(jié)構(gòu)改