机械设计考试试题及答案汇总完整版Word文档格式.docx

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因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。

这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。

因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。

根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。

3、联轴器和离合器的功用是什么？

二者的区别是什么？

（6分）

联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。

二者区别是：

用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。

4、链传动产生动载荷的原因是什么？

为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？

小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。

二、选择题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横线上。

本大题共12小题，总计24分）

1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用B。

A．螺栓联接B．双头螺柱联接C．螺钉联接

2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行A。

A.疲劳寿命计算B.静强度计算C.极限转速验算

3、阿基米德蜗杆的A参数为标准值。

A.轴面B.端面C.法面

4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z1＜Z2，b1>

b2,其齿面接触应力的大小为A。

A.σH1=σH2B.σH1>

σH2C.σH1<

σH2

5、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了。

A．使结构紧凑B．限制弯曲应力

C．限制小带轮上的包角D．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力

6、在齿轮抗弯强度的设计公式m≥

中，应代入_C。

A.

B.

C.

与

中大者D.

中小者

7、链传动中，链节数常选偶数，是为了使链传动B。

A．工作平稳B．避免过渡链节C．链条与链轮磨损均匀

8、滑动轴承中，含油轴承是采用B材料制成的。

A．硬木B．粉末冶金C．塑料

9、承受预紧力F′的紧螺栓联接在受轴向工作拉力F时，剩余预紧力为F″，其螺栓所受的总拉力为B。

A．＝F十F′B．＝F十F″C．＝F′十F″

10、当键联接强度不足时可采用双键。

使用两个平键时要求键D布置。

A．在同一条直线上　　　　B．相隔90°

C．相隔120°

　　　　　　D．相隔180°

11、下列零件的失效中，C不属于强度问题。

A．螺栓断裂　　　　　　　　B．齿轮的齿面上发生疲劳点蚀　

C．蜗杆轴产生过大的弯曲变形D．滚动轴承套圈的滚道上被压出深的凹坑

12、带传动发生打滑总是。

A．在小轮上先开始B．在大轮上先开始

C．在两轮上同时开始D．不定在哪轮先开始

三、分析题（本大题共3小题，总计20分）

1.如图所示，1、2是一对蜗杆蜗轮传动，3、4是一对斜齿轮传动。

已知1为原动件，4为输出件，各轮转向如图所示。

为了使中间轴上蜗轮2和斜齿轮3的轴向力互相抵消一部分，

⑴试确定1、2、3、4各轮的旋向；

⑵在图上标出2和3所受各力的方向。

（10分）

1、2、3轮左旋，4轮右旋

2、写出一维雷诺方程的表达式，说明油膜承载的必要条件，并指出图示四种情况，哪一种能够形成流体动压润滑油膜？

（5分）

A．B．C．D．

形成动力润滑的必要条件：

1）相对运动的两表面间必须形成楔形间隙；

2）被油膜分开的两表面须有一定的相对滑动速度，其方向应保证润滑油由大口进，从小口出；

3）润滑油须有一定的粘度，供油要充分。

B能够形成流体动压润滑油膜

3、如图所示为带传动简图。

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出现弹性滑动现象？

能否避免弹性滑动？

（2）带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大？

最大应力σ＝？

带传动的主要失效形式有打滑和疲劳断裂。

弹性滑动是由拉力差引起的，（只要传递圆周力，必然会产生弹性滑动）。

弹性滑动是正常的工作现象，不可避免。

图中A点应力最大，

四、计算题（本大题共2小题，总计20分）

1、某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C=97.8。

轴承受径向力1=6000N，2=16500N。

轴的转速n=500，轴上有轴向力=3000N，方向如图。

轴承的其它参数见附表。

动载荷系数=1，温度系数1。

试：

（1）说明轴承代号的意义；

（2）确定轴承的寿命。

（以小时为单位）（14分）

S

≤e

＞e

e

X

Y

0.40

1

0.4

1.5

解：

3：

轴承类型代号，圆锥滚子轴承；

02：

尺寸系列代号（0：

宽度系列代号，2：

直径系列代号）；

12：

内径系列代号，内径为60；

公差等级为0级。

1）求内部派生轴向力S1、S2的大小方向

N

方向如图所示。

，1轴承被“压紧”，2轴承被“放松”。

2）求轴承所受的轴向力

N

N，

3）轴承的当量动载荷

据：

1/1=2500/6000=0.417＞e=0.40，得：

X1=0.4，Y1=1.5

P1=（X11+Y11）=0.4×

6000+1.5×

2500=6150N

2/2=5500/16500=0.33＜e，得：

X2=1，Y2=0

P2=（X22+Y22）=16500N

P2＞P1，用P2计算轴承寿命。

4）计算轴承寿命

12562h

2、一牵曳钩用2个M10（d1=8.376）的普通螺栓固定于机体上，如图所示。

已知接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数1.2，螺栓材料强度级别为6.6级，屈服极限σ360，安全系数3。

试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力R?

许用应力:

360/3=120

预紧力为

由公式

求出预紧力：

F´

=5083.7N

最大牵引力与预紧力关系公式为

最大牵引力为1271N

五、改错题（本题10分）

试分析如图所示轴系结构中的错误，并加以改正。

（指出错误之处，并编上号，简述其错误原因，并改正之。

）（至少改正5处）

指出错误之处，并编上号，简述其错误原因（略）。

改正为：

2011年机械设计试题及答案

一、填空题及选择填空题（27分，每空1分）

1．当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现、

和同时存在的现象，这种摩擦状态称为。

2.一公称直径为16的螺纹副，螺纹头数2,螺距4,螺

纹中径d22=14,牙侧角β=15º

螺纹副材料的当量摩擦系数

f′=0.08~0.10,经计算该螺纹副自锁性要求。

a.满足b.不满足

3.导向平键连接的主要失效形式是，设计时通过

限制来进行耐磨性计算；

半圆键的缺点

是，所以主要适用于轴端。

4.作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为φ=40º

，相应的V带轮

轮槽的两侧面夹角则。

a.大于40º

b.小于40º

c.等于40º

。

5.传动带所能传递的最大有效圆周力与、、

等因素有关，它们的值越大，就越大。

当传递的外载荷超过时，带在带

轮上发生打滑现象；

而且在传动比大于1的情况下打滑总是先从小

带轮上开始的，其原因是。

6.齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必须避免的失效形式

是；

软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是；

高速重载齿轮传动易发生；

轮齿的塑性变形常发生在

齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。

7.下列齿轮参数中，对齿形系数没有影响的是。

a.齿数b.变位系数c.齿顶高系数d.压力角e.模数

8.按国家标准292-93规定，型号7212轴承的类型为，宽度类型为，精度等级为，公称接触角α=º

9.对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是；

对于不转动、低速或摆动的轴承，主要失效形式是；

对于高速轴承，

是其主要失效形式。

10.滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成，其失效形式主要是，主要发生在上。

二、问答题（24分,每小题4分）

1.齿向载荷分布系数Kβ的物理意义是什么？

改善齿向载荷分布不均匀状况的措施有哪些？

2.试述齿轮传动的设计准则。

3.按在支撑轴上零件传递运动和动力时受到的载荷类型的不同，轴分为那几种类型？

并分别举例说明。

4．给出滚动轴承的当量静载荷P0的定义。

5．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？

6．在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么？

三、分析计算题（29分,第一小题19分，第二小题10分）

1．一重物匀速升降装置采用如图a所示的电机+圆柱蜗杆传动系统，已知蜗杆传动的模数m=8，蜗杆头数及分度圆直径分别为z1=1、d1=80，蜗轮齿数z2=50，卷筒直径250。

重物匀速升降的速度40，最大载重量W为4，工况系数按1.0计，试分析、计算提升重物时的下列问题：

1）该装置以40的速度匀速升起重物1m时，蜗杆应转多少转？

并在图中标明蜗杆的转向、蜗轮轮齿旋向、节点位置处蜗杆及蜗轮的受力方向。

（5分）

2）若蜗杆与蜗轮齿面间当量摩擦系数f′=0.18，该机构能否自锁？

（2分）

3）若重物4，传动装置总的传动效率为η=0.5，试计算出电机的输出转矩应是多少？

4）若蜗轮轴采用如图b所示的两个角接触轴承7209C支撑形式,100，蜗杆传动效率η1=0.7，卷筒、联轴器（连接蜗轮轴与卷筒轴）、蜗轮轴上轴承的效率合计为η2=0.8，轴承7209C的基本额定动载荷和基本额定静载荷分别为C=29800N、C0=23800N,其内部轴向力0.4，径向载荷系数X和轴向载荷系数Y分别为0.44和1.36，1.0，1.5，试计算轴承的寿命为多少小时？

（10分）

2．图c所示为一托架，20的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃、也不滑移，试计算:

1）该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′至少应大于多少？

（接合面的抗弯剖面模量12.71×

1063）（7分）

2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F′′要保证6956N，计算该螺栓所需预紧力F′、所受的总拉力F0。

（3分）

四、结构题（20分）

1．试说明实现轴上零件轴向固定的五种方法，并分别画出相应于各种轴向固定方法的结构图；

画出模锻轮坯、腹板式