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机械设计复习
机械设计试题一
一、填空题(每小题2分)
1.代号为6214的滚动轴承,类型是(),内径是()mm。
2.链传动的()速比是不变的,而()速比是变化的。
3.一对啮合齿轮,其齿形系数为yF1;yF2,齿根应力集中系数为yS1,yS2,许用弯曲应力为
,这两个齿轮的轮齿对齿根弯曲疲劳为等强度的条件是()。
4.滑动轴承轴瓦上浇铸轴承衬的目的是()。
写出一种常用轴承衬材料的名称()。
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,需要经常装拆的情况下一般宜采用()联接;若不需要经常装拆的情况下,宜采用()联接。
6.圆柱形螺旋拉压弹簧受载后,簧丝剖面上主要作用有()应力,而扭簧受载后簧丝剖面上受到的主要应力是()。
7.普通平键的工作面是()面,楔键的工作面是()面。
8.滚动轴承额定寿命是指该型号轴承有()%发生()失效前的总工作转数。
9.过盈联接的承载能力取决于()和()。
10.在单向转动的轴上作用方向不变的径向载荷时,轴的弯曲应力为()循环变应力,扭转减应力为()循环变应力(运转不平稳)。
二、选择题(每小题2分)
受轴向外载荷的紧螺栓联接中,若增加被联接件刚度Cm,而其它条件不变时,则:
被联接件的剩余预紧力将()a.降低b.增加c.不变
螺栓的总拉力将()a.降低b.增加c.不变
螺栓的静强度将()a.降低b.增加c.不变
螺栓的疲劳强度()a.降低b.增加c.不变
2.为了提高蜗杆的刚度应()
a.增大蜗杆直径系数q值
b.采用高强度合金钢作蜗杆材料c.增加蜗杆硬度
3.按照承受载荷的不同,轴可分为三类,自行车前轴属于(),安装齿轮的轴属于(),车床走刀尖杆属于()
a.传动轴b.心轴c.转轴
4.在进行V带传动设计计算时,若v过小,将使所需的有效拉力Fe()
a.过小b.过大c.不变
5.链的节距P的大小,反映了链条和链轮齿各部分尺寸的大小。
在一定条件下,链的节距越大,承载能力()a.越高b.越低c.不变
传动的多边形效应()a.增大b.减小c.不变
6.蜗杆传动的传动比i为()
a.
b.
c.
7.滚动轴承工作时,各个元件上所受的载荷及产生的应力是时时变化的,对于固定的内圈(或者外圈),其承受的载荷为()
a.稳定的脉动循环载荷b.周期性不稳定变化的脉动循环载荷
c.随机变化的脉动循环载荷
8.对于受循环变应力作用的零件,影响疲劳破坏的主要因素是()
a.最大应力b.平均应力c.应力幅
9.带传动中,当载荷小于许用值时,带的紧边拉力与松边拉力的关系F1/F2比值为()
a.F1/F2=1b.1 c.F1/F2= 10.设计动压式液体摩擦滑动轴承时,如其它条件不变,当相对间隙 减小时,承载能力将() a.变大b.变小c.不变 三、作图简答题 1.链传动的多边形效应对链传动有什么影响,主要受哪个参数的影响? (6分) 2.带传动的弹性滑动是由于从动带轮的圆周速度与主动带轮的圆周速度不同而产生的。 此种说法是否正确? 为什么? (6分) 3.高速旋转的滚筒支承在一固定的轴上(如图所示),滚筒与固定轴之间形成液体动压油膜。 试画出油膜压力分布图和转动方向。 (6分) 一、填空题答案 1.深沟球702.平均瞬时3. 4.节省贵重材料锡青铜5.双头螺柱螺钉 6.剪应力正应力7.两侧顶 8.10%点蚀9.最小过盈量零件的强度 10.对称脉动 二、选择题答案 1.aabb2.a3.bca4.b5.a 6.c7.a8.c9.b10.aa 三、1.答: ①引起链速波动,从而使得瞬时传动比变化。 ②引起链条上下抖动,产生动载荷。 2.答: 不正确。 因为: ①弹性滑动是由于松边和紧边张力差引起的。 ②因果关系反了。 3.四、 一、填空(每空1分,共20分) 1.在疲劳曲线上,以循环基数N0为界分为两个区: 当N≥N0时,为(无限寿命区)区;当N<N0时,为(有限寿命区)区。 2.刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗(弹性变形)的能力。 零件材料的弹性模量越小,其刚度就越(小)。 3.润滑油的(油)性越好,则其产生边界膜的能力就越强;(粘度)越大,则其内摩擦阻力就越大。 4.为改善润滑油在某些方面的性能,在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为(添加剂)。 5.正是由于(弹性滑动)现象,使带传动的传动比不准确。 带传动的主要失效形式为(打滑)和(带的疲劳破坏)。 6.蜗杆传动的主要缺点是齿面间的(相对滑动速度)很大,因此导致传动的(效率)较低、温升较高。 7.链传动水平布置时,最好(紧边)边在上,(松边)在下。 8.设计中,应根据被联接轴的转速、(转矩)和(直径)选择联轴器的型号。 9.径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为(相对间隙);而(偏心距)与(半径间隙)之比称为偏心率 。 10.对于普通平键,考虑到载荷分布的不均匀性,双键联接的强度按(1.5)个键计算。 二、判断题(每小题1分,共10分)(正确的划“√”,错误的划“×”) 1.十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件,因此属于刚性联轴器。 (×) 2.两摩擦表面的粗糙度值越小,则越容易实现液体动力润滑。 (√) 3.在计算转轴的强度时,安全系数法比当量弯矩法更精确。 (√) 4.相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等,旋向相反。 (×) 5.闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算,确定传动的几何尺寸,然后校核齿根弯曲疲劳强度。 (×) 6.由于链传动不需要张紧力,故作用在轴上的载荷较小。 (√) 7.正是由于过载时产生“弹性滑动”,故带传动对传动系统具有保护作用。 (×) 8.楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键。 (×) 9.性能等级为6.6级的螺栓,其屈服点 =600MPa。 (×) 10.机械零件的计算分为设计计算和校核计算,两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 (√) 三、简答题(每小题5分,共20分) 简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象? 答: 因为在开式齿轮传动中,磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快,在点蚀形成之前,齿面的材料已经被磨掉,故而一般不会出现点蚀现象。 对于滚动轴承的轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承”? 答: 两端固定支承即为轴上的两个轴承中,一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动,另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动,两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。 简述形成稳定动压油膜的条件? 答: 1)两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙; 2)两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油; 3)两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。 解释名词;滚动轴承的寿命;滚动轴承的基本额定动载荷。 答: 1)滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体,任一元件出现疲劳点蚀之前,两套圈之间的相对运转总转数。 也可用恒定转速下的运转小时数表示; 2)基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时,轴承所能承受的最大载荷。 四、(15分)某轴用一对同型号角接触球轴承支承,受力情况如图所示。 已知: 内部轴向力 =0.68 ,e=0.68。 当 ≤e时,X=1,Y=0;当 >e时,X=0.41,Y=0.87。 问哪个轴承的寿命低? 四、解: (1) = (N)―――――――――1.5分 = (N)―――――――――1.5分 (2) (N)< (N) 故 (N)――――――――――――――――3分 (N)> (N) 故 (N)―――――――――――――3分 ,则X=1,Y=0。 则 =4000 (N) ――――――――――――――――――3分 >e,则X=0.41,Y=0.87。 则 (N)―――――――――――――――――3分 由于 > ,故轴承1的寿命短。 一.填空题(本大题共5小题,每小题2分,总计10分) 1、已知减速直齿锥齿轮传动,大齿轮所受三个分力的大小分别为: 2360N,272N,816N,试分别指出: Ft2=____________N,Fa2=______________N,Fr2=____________N。 2、V带(三角带)的截面尺寸越大,则带轮的最小直径应越________。 3、牌号为N68的润滑油表示其________0C时的________粘度为。 4、一个圆锥滚子轴承宽度系列为窄系列,直径系列为中系列,内径为50mm,公差等级为P0级,其代号为_________________________________;。 5、当联轴器型式选定以后,在同一类型而尺寸大小不同的一系列联轴器型号中,选出所需型号应考虑: (1)_______________________________________________; (2)_______________________________________________; (3)_______________________________________________。 二.分析题(本大题共2小题,每小题6分,总计12分) 1、注出下列普通平键的有效接触长度 2、一对闭式软齿面直齿轮传动,其齿数与模数有两种方案: a)m=4mm,z1=20,z2=60;b)m=2mm,z1=40,z2=120,其它参数都一样。 试问: 1)两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同? 2)若两种方案的弯曲强度都能满足,则哪种方案比较好? 三.结构题(15分) 改正下图所示的结构错误(指出错误,并将正确的结构画在轴心线下侧)。 四.计算题(本大题共4小题,总计40分) 1、本小题8分 刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接,螺栓均匀分布在D=155 mm的圆周上,接合面摩擦系数μ=0.12,摩擦传力的可靠性系数(防滑系数) 。 若联轴器传递的转矩T=1500 N⋅m,问每个螺栓预紧力F'应为多大? 2、本小题10分 用绳索通过吊环螺钉起重,绳索受最大拉力 螺钉刚度与被联接件刚度之比 ,试求: 1)为使螺钉头与重物接触面不离缝,螺钉的最小预紧力; 2)若预紧力为10kN,工作螺钉的剩余预紧力为多少? 3、本小题8分 某标准蜗杆传动,传动比为20,蜗轮齿数z2=40,模数m=4mm,蜗杆分度圆直径d1=40mm,求蜗轮螺旋角β及中心距a。 4、本小题14分 一圆锥—圆柱齿轮减速器高速轴的支承布置结构如图所示,选择一对角接触球轴承7214C支撑,已求得左轴承Ⅰ的径向载荷Fr1=7000N,右轴承Ⅱ的径向载荷Fr2=1200N,轴受轴向载荷FA=FX=4000N,轴的转速n=1500rpm,载荷平稳,要求寿命Lh10≥8000小时,该轴承是否合用? (已查得7214C轴承的C=89628N,判断系数e=0.5,X=0.4,Y=1.4)。 一. 填空题(本大题共5小题,每小题2分,总计10分) 1、2360,816,272 2、大 3、40,运动,厘斯 4、30310。 5、 (1)传递扭矩 (2)载荷性质 (3)轴直径要求 二. 分析题(本大题共2小题,每小题6分,总计12分) 1、 2、1)两种方案的接触强度相同,弯曲强度不同,a方案弯曲强度较高。 2)b方案较好。 在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些,齿数增多使重合度增加,改善了传动平稳性和载荷分配情况。 m小,滑动速度小,降低了磨损和胶合的可能性,同时也节省材料。 四. 计算题(本大题共4小题,总计40分) 1、本小题8分 ,故 2、本小题10分 1)螺钉头与重物接触面不离缝,应使剩余预紧力 故得螺钉最小预紧力 2)预紧力F'=10kN,则工作螺钉剩余预紧力 3、本小题8分 1)蜗轮螺旋角等于蜗杆导程角,故 2) 4、本小题14分 求附加轴向力Fs1、Fs2 Fs1=1.25×Fr2×tgα=1.25×7000×tg15°=2345N Fs2=1.25×Fr1×tgα=1.25×1200×tg15°=402N 2)求轴承轴向力支反力Fa1、Fa2: 因为Fs2+Fx=402+4000=4402>Fs1=2345N ∴Fa1=Fs2+Fx=402+4000=4402N(被压紧) Fa2: =Fs2=402(被放松) 求P1、P2: ∵Fa1/Fr1=4402/7000=0.629>e=0.5 ∴P1=fd(XFr1+YFa1)=1×(0.4×7000+1.4×4402)=8962.8N ∵Fa2/Fr2=402/1200=0.335<e=0.5 ∴P2=fd×Fr2=1×1200=1200N ∵P1>P2 ∴Lh10= >8000h合用 一、填空题(25分)[每空1分] 滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在跨距较大 或工作温度较高情况下。 2、dn值大的滚动轴承应采用油润滑,而dn值小的滚动轴承可采用润滑脂润滑。 3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有①.相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙;②.被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油大口进小口出; 润滑油必须有一定的粘度供油要充分。 4、混合摩擦(非液体摩擦)滑动轴承计算应校核P、 V、PV值。 5、列举两种刚性联轴器的名称,并说明是否具有补偿轴向。 径向或角向位移的能力: ①套筒式联轴器(无补偿能力) ②凸缘式联轴器(无补偿能力)。 6、轴按所受载荷性质分类,只承受弯矩的称心轴;只承受扭矩称 传动 轴;承受弯矩和扭矩称 转 轴。 7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Zv= z/cosδ ;标准模数和压力角在 齿轮大端 ;受力分析和强度计算用 平均分度圆 直径。 8、带传动的主要失效形式为 打滑 和 疲劳破坏 。 9、带工作是截面上产生的应力有拉应力,弯曲应力, 离心应力。 10、在齿轮传动中,大小齿轮的接触应力是相等的,大小齿轮的弯曲应力是不等的。 二、选择题(11分)[每空1分] 1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为C。 A.Ф30H7/k6B.Ф30H7C.Ф30k6 2、下列滚动轴承密封装置,其中 AC 是属于接触式密封,而 BD 是属于非接触式密封。 A.毡圈密封 B.甩油环 C.密封环 D.缝隙密封 3、在 B 情况下,滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。 A.重载 B.高速 C.工作温度 D.高承受变载或冲击振动载荷 4、两相对滑动的接触表面,依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称 D 。 A.液体摩擦 B.半液体摩擦 C.混合摩擦 D.边界摩擦 5、半圆键联接当采用双键时两键应 D 布置。 A.在周向相隔90º B.在周向相隔120º C.在周向相隔180º D.在轴向沿同一直线 6、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度,应 B 。 A.增加螺栓刚度。 B.降低螺栓刚度。 C.降低被联接件刚度。 7、弹簧A的刚度为K1,弹簧B的刚度为K2,两弹簧并联的刚度为 C 。 A. K1 B. K2 C.K1+K2 D. K1K2/(K1+K2) 8、强度等级为6.8级的螺栓材料σs= D MPa。 A. 600 B. 800 C. 680 D. 480 9、链轮中心距已定,合理确定链传动的链长时,应取 B 。 A. 任意值 B. 等于链节长度的偶数倍 C.等于链节长度的奇数倍 10、带传动的两带轮直径不相等,一般情况下,应使哪个轮曹楔角较大 B ? A. 大轮 B. 小轮 C. 主动论 D. 从动轮 三、计算题(34分) 2、(10分)一普通V带传动传递功率为P=7.5kW,带速u=10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍,即F1=2F2,试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。 解: (2分) (2分) = (2分) = =750N(2分) 所以 =2x750=1500N(2分) 3、(10分)图示为一刚性凸缘联轴器,材料为Q215钢,传递的最大转矩为1400N.m(静载荷)。 已知轴的材料为45钢,工作时有轻微冲击。 试根据图示和表为该联轴器选择平键,确定键的尺寸,并校核其强度( )。 解: 由轴径φ55查下表,选取键b=16,h=10,键长L=90 键的工作长度l=L-b=90-16=74mm 键与联轴器的接触长度k=0.5h=0.5x10=5mm 由 〉[ ]=100 可见联接挤压强度不够,考虑到相差较大,所以应采用双键,相隔180布置,双键的工作长度l=1.5x74=111mm 见的标记为: 键16x90 图3-3 四、分析题(30分)[每题10分] 1、在图示轴的结构图中存在多处错误,请指出错误点,说明出错原因,并加以改正。 图4-1 .无垫片; 无间隙、无密封 键太长 无定位轴肩 无轴肩 套筒高于内圈高度 轴和轮毂一样长,起不到定位作用; 无定位; 无垫片 采用反装。 指出1处(0.5分) 改正1处(0.5分) 3、传动力分析 如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。 已知蜗杆为主动,且按图示方向转动。 试在图中绘出: (1)各轮传向。 (2.5分) (2)使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。 (2分) (3)各啮合点处所受诸分力 、 、 的方向。 (5.5分) 图4-3 一、选择题: 本题共10个小题,每小题2分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 把所选项前的字母填在题后的括号内。 1.在一般工作条件下,齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动,通常的主要失效形式为【】 A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀 C.齿面胶合D.齿面塑性变形 2.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于【】 A.包角α太小B.初拉力F0太小 C.紧边与松边拉力不等D.传动过载 3.在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是【】 A.6208B.N208C.3208D.5208 4.下列四种螺纹中,自锁性能最好的是【】 A.粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹 C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹 5.在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法为【】 A.减小齿面滑动速度υsB.减少蜗杆头数Z1 C.增加蜗杆头数Z1D.增大蜗杆直径系数q 6.在圆柱形螺旋拉伸(压缩)弹簧中,弹簧指数C是指【】 A.弹簧外径与簧丝直径之比值 B.弹簧内径与簧丝直径之比值 C.弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D.弹簧中径与簧丝直径之比值 7.普通平键接联采用两个键时,一般两键间的布置角度为【】 A.90°B.120°C.135°D.180° 8.V带在减速传动过程中,带的最大应力发生在【】 A.V带离开大带轮处B.V带绕上大带轮处 C.V带离开小带轮处D.V带绕上小带轮处 9.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是【】 A.拉力B.扭矩 C.压力D.拉力和扭矩 10.滚子链传动中,链节数应尽量避免采用奇数,这主要是因为采用过渡链节后【】 A.制造困难B.要使用较长的销轴 C.不便于装配D.链板要产生附加的弯曲应力 二、填空题: 本大题共10个小题,每空1分,共20分。 把答案填在题中横线上。 1.轴如按受载性质区分,主要受的轴为心轴,主要受的轴为传动轴。 2.代号62203的滚动轴承,为轴承,其内径为mm。 3.在一般机械中的圆柱齿轮传动,往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2;在计算齿轮强度时,工作齿宽b应取。 4.普通平键联接的工作面是键的;楔键联接的工作面是键的。 5.为了便于互换及适应大量生产,轴承内圈孔与轴的配合采用制,轴承外圈与轴承座孔的配合采用制。 6.不随时间变化的应力称为,随时间变化的应力称为,具有周期性的变应力称为。 7.按照平面图形的形状,螺纹分为、和等。 8.按照工作条件,齿轮传动可分为和两种。 9.齿轮传动设计时,软齿面闭式传动通常先按设计公式确定传动尺寸,然后验算轮齿弯曲强度。 10.直径较小的钢制齿轮,当齿根圆直径与轴径接近时,可以将齿轮和轴做成一体,称为。 三、简答题: 本大题共6个小题,每题5分,共30分。 把答案填在题中横线上。 1.简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种? 2.提高螺栓联接强度的措施有哪些? 3.闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分? 4.简述带传动的优点? 5.链传动的主要失效形式有哪些? 6.滚动轴承的基本类型有哪些? 五、结构改错题: 请用圆圈标出错误的位置,满分16分 选择题: 1-5: BCBDC6-10: DBDDD 填空题: 弯矩,转矩 深沟球轴承,17 大于,大齿轮齿宽b2 两侧面,上下面 基孔,基轴 静应力,变应力,循环变应力 三角形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹 开式传动,闭式传动 齿面接触强度 齿轮轴 简答题: 螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。 降低螺栓总拉伸载荷的变化范围; 改善螺纹牙间的载荷分布; 减小应力集中; 避免或减小附加应力。 闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分: 轮齿啮合的功率损耗,轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。 适于中心矩较大的场合;……………1分 带具有良好的扰性,可缓和冲击、吸收振动;……………1分 过载时带与带轮间会出现打滑,打滑虽使传动失效,当可防止损坏其他零件;…………2分 结构简单、成本低廉……………1分 链板疲劳破坏;……………1分 滚子套筒的冲击疲劳破坏;……………1分 销轴与套筒的胶合;……………1分 链条铰链磨损;……………1分 过载拉断。 ……………1分 调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。 ……………0.5分 五、结构改错题: 共八处错误 图示蜗杆-斜齿轮减速器,蜗杆1主动,螺旋线方向如图示,要求齿轮4所受轴向力Fa4的方向指向轴的输出端,并使中间轴II所受的轴向力能抵消一部分,试确定齿轮3、4轮齿的螺旋线方向及蜗杆转向。 答: 齿轮3、4的螺旋线方向分别为右、左旋,蜗杆的转向及轴向力Fa2、Fa3、Fa4示于图上。 轴结构改错题目: 1、请指出下图所示轴系结构的主要错误,并将正确结构画在图的下半部,或另行绘制。 (10分) 2、请指出图示轴系结构
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