广东工业大学机械设计期末考试试题及答案.docx
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广东工业大学机械设计期末考试试题及答案
广东工业大学考试试卷(A)
课程名称:
机械设计基础考试时间:
第21周星期二(05年1月18日)
班级:
学号:
姓名:
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
得分
评分人
一、填空题(共20分每空1分)
1.某轴的截面受非对称循环变应力作用,已知其最大应力max=200MPa,最小应力min=100MPa,则其平均应力m=150MPa,应力幅a=50MPa,应力循环特性r=0.5。
2.紧联接螺栓按拉伸强度计算时,考虑到拉伸和扭转的复合作用,应将拉伸载荷增大至原来___1.3___倍。
3.普通平键的截面尺寸bh是按轴径从标准中查取。
4.V带传动由于有弹性滑动的影响,所以不可能有恒定的传动比。
5.带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动中,传动平稳性最好的
是蜗杆传动,附加动载荷最大的是链传动。
6.带传动工作时,带中的最大应力发生在紧边进入小轮处。
7.链节数一般应取偶数,链轮齿数应取奇数。
8.一对直齿圆柱齿轮传动,其轮齿弯曲疲劳强度,主要取决
于模数。
9.在齿轮弯曲强度计算中,对于标准直齿圆柱齿轮,齿形系数(YF)仅决定于齿数。
10.高速重载齿轮传动中,当散热条件不良时,齿轮的主要失效形式
是胶合。
11.在蜗杆传动中,失效主要发生在蜗杆和蜗轮中的蜗轮上。
12.蜗杆传动除了作强度计算外,还须作热平衡计算
13.非液体润滑的滑动轴承,其直径增加一倍、宽径比B/d不变,载荷不变,则轴承的平均压强变为原来的1/4倍。
14.对于某一个轴承来说,正常的实际使用中,未达到额定寿命而提前发生疲劳点蚀的概率是10%。
15.按轴所受的载荷性质的不同,汽车变速箱至后桥的连接轴是传动轴;车床主轴是转轴。
二、简答题(共20分每题4分)
1.螺栓联接(包括普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接)、双头螺柱联接和螺钉联接各自适用什么场合?
答:
普通螺栓联接:
被联接件较薄,以承受轴向载荷为主;
铰制孔用螺栓联接:
被联接件较薄,以承受横向载荷为主;
螺钉联接:
一被联接件较厚,不需经常拆卸;
双头螺柱联接:
一被联接件较厚,可经常拆卸;
2有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置,试合理确定其传动布置顺序,并简要说明其原因。
答:
布置顺序:
V带传动——齿轮传动——链传动。
V带传动在最高速级,过载时保护电机;齿轮传动在中间级过渡;链传动在最低速级,惯性力较小。
3简述开式齿轮传动的设计准则。
答:
按轮齿弯曲疲劳强度设计,将模数放大20-30%考虑磨损对齿厚的影响。
4.在什么情况下宜采用蜗杆传动?
大功率连续传动为什么很少采用蜗杆传动?
答:
大传动比要求,蜗杆传动效率较低,大功率连续传动功率损失过大。
5.轴的强度计算公式中,系数的名称是什么?
为什么要引入该系数?
答:
系数是弯扭循环特性折合系数,考虑弯曲应力和扭转应力的循环特性不同的影响。
三、分析计算题(共50分)
1.(本题10分)
图示紧螺栓组联接,采用二个M16的普通螺栓(小径d1=13.84mm),联接所受的横向载荷F=4500N,被联接件接合面的摩擦系数f=0.15,联接可靠性系数Ks=1.2,螺栓材料的许用拉应力[]=120MPa,描述螺栓杆工作前后的受力状况,并校核该联接是否安全。
解:
螺栓杆工作前后均受拉力,
设拉力为F0
由强度条件:
因:
所以,该联接安全
2.(本题20分)
图中所示斜齿圆柱齿轮传动—蜗杆传动组成的传动装置。
动力由I轴输入,蜗轮4为右旋齿。
试求:
(1)为使蜗轮4按图中n4方向转动,确定斜齿轮1的转动方向;
(2)为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分,确定斜齿轮1和斜齿轮2的轮齿旋向;
(3)在图1上画出齿轮1和蜗轮4所受的各分力方向(垂直纸面向外的力画⊙、向内的力画)
(4)如果轴I传递的功率是7.5KW,轴I的转速n1为750r/min,齿轮1的分度圆直径为40mm,计算齿轮1的圆周力Ft1。
解:
(1)、
(2)、(3)如图
(4)T1=9550000P1/n1=9550000×7.5/750=95500N·mm
3.(本题20分)
一对正装角接触球轴承7208AC轴承,两轴承所承受的径向载荷分别为Fr1=2000N和Fr2=1600N,外加的轴向载荷Fa为400N,轴的转速n为1500r/min,载荷系数fp=1.4。
已知Fd=0.68Fr,e=0.68。
当Fa/Fr>e时,X=0.41,Y=0.87;Fa/Fr<=e时,X=1,Y=0;C=16.94KN。
求
(1)画图对轴系的载荷进行分析,并标出计算过程中的出现的各力;
(2)轴承1和轴承2的轴向载荷Fa1和Fa2;
(3)轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2;
(4)求轴承寿命(以小时为寿命单位)。
答:
(1)
Fd1=0.68Fr1=1360N
Fd2=0.68Fr2=1088N
Fd2+Fa>Fd1
左端轴承被压紧,
右端轴承被放松,
(2)
Fa1=Fd2+Fa=1488N
Fa2=Fd2=1088N
(3)
Fa1/Fr1=0.744>e
X1=0.41Y1=0.87
Fa2/Fr2=0.68=e
X2=1Y2=0
(4)
P1=X1Fr1+Y1Fa1=2114.56N
P2=X2Fr2+Y2Fa2=1600N
P1>P2
=57126h
四.结构改错题(共10分)
一对圆锥滚子轴承支承的轴系,齿轮油润滑,轴承脂润滑,轴端装有联轴器。
试指出并改正图中的结构错误(最少10处)。
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