机械设计练习一答案.docx
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机械设计练习一答案
机械设计练习
(一)一、单项选择题(每题1分,共20分)。
1.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,需要经常拆装的情况下,一般宜采用。
A.普通螺栓联接B.铰制孔用螺栓联接C.双头螺柱联接
2.紧联接螺栓按拉伸强度计算时,考虑到拉伸和扭转的联合作用,应将拉伸载荷增至。
A.0.3倍B.1.3倍C.1.7倍
3.
在承受轴向变载荷的紧螺栓联接中,采用空心杆螺栓的作用是。
(B)
4.螺纹的公称直径(管螺纹除外)是指它的。
A.内径d1B.大径dC.中径d2
5.
在螺纹联接常用的防松方法中,当承受冲击或振动载荷时,无效的方法是(C)
具有自锁性能
6.承受轴向拉伸工作载荷的紧螺栓联接,设预紧力为F0,工作载荷为F,则螺栓承受的总拉力F2。
A.小于F0+FB.等于F0+FC.大于F0+F
7.在滑动螺旋是设计计算中,限制螺纹工作面上的压力P,主要是为了。
(C)
C减轻工作面的磨损
分别为。
A.第一种和第三种B.第二种和第三种C.第三种和第一种
9.普通螺纹联接中的松联接和紧联接之间的主要区别是:
松联接的螺纹部分不承受。
A.拉伸作用B.扭转作用C.弯曲作用
10.用两个普通螺栓将两块钢板联接起来。
已知每块板所受横向力为F,接合面间的摩
擦系数f=0.15,为使联接可靠,应使摩擦力比外载荷大20%,则每个螺栓需要的预紧力
A.0.5FB.2FC.4F
11.两摩擦表面被一层液体隔开,摩擦性质取决于液体内部分子间粘附阻力的摩擦状态称为
A.液体摩擦B.干摩擦C..混合摩擦D.边界摩擦
12.两摩擦表面间的膜厚比入=0.-3时,其摩擦状态为
A.液体摩擦B.干摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦
13.现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术称为
A.摩擦理论B.磨损理论C.润滑理论D.摩擦学
14.两摩擦表面间的膜厚比>3-5时,其摩擦状态为
A.液体摩擦B.干摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦
15.动力粘度n的c.g.s制(绝对单位制)单位为
16.两摩擦表面间的膜厚比入<0.4寸,其摩擦状态为
A.液体摩擦B.干摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦17.两摩擦表面被一层液体隔开,摩擦性质取决于液体内部分子间粘附阻力的摩擦状态
称为
19.两摩擦表面间的膜厚比入>35时,其摩擦状态为
A.液体摩擦B.干摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦
20.两相对滑动的接触表面,依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为
21.
A.液体摩擦B.干摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦
在下列传动中,平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是。
设计带传动时要计及工作情况系数Ka,其目的是为了考虑
的波动
26.
A.
24.V带的楔角为40°,为使带绕在带轮上时能与轮槽侧面贴合更好,设计时应使轮槽楔
角。
A.小于40°B.等于40°C.大于40°25.传动带在工作时,要受到离心应力的作用,离心应力通常是。
A.出现于绕在带轮上的带体B.均匀地分布在整根带各处C.不均匀地分布在整根带
各处下列类型的带在相同的工况条件下工作,单根带基本功率最大的是。
SPA型窄V带B.A型普通V带C.Z型普通V带
28.
在下列类型的带中,节宽最小的是。
A.SPA型窄V带B.A型普通V带C.Z型普通V带
29.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
30.
初拉力为
某带传动中主动轮传递的转矩为70N.m,已知主动轮的直径为200mm,800N,则紧边拉力为(B)N。
A.950B.1150C.1500
31.一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是(
32.
在齿轮强度计算中,可靠性要求与安全系数取值之间的关系是(B)
C.失效概率要求越小,安全系数取值应越小
33.
为了有效地提高齿面接触强度,可(B)
不变而增加齿数
34.
在机械传动中,理论上能保证瞬时传动比常数的是(C)
用于内齿轮和难于磨削的齿轮
36.要实现两相交轴之间的传动,可采用(
锥齿轮传动
37.设计开式齿轮传动时,通常使小齿轮的宽度比大齿轮宽一些,其目的是(
的安装误差以保证接触线长度
38.与直齿锥齿轮传动比较,准双曲机齿轮传动的特点是(A)
A.能实现两偏置(交错)轴之间传动B.不允许小齿轮轴的直径较大,传动的刚
D.不适用于高速、重
性差C.齿向滑动较小,不易产生胶合,故常设计成软齿面
载和大传动比的场合
39、若设计成等顶隙收缩齿直齿锥齿轮传动,则齿轮的(C)交于一点
A.齿根圆锥与齿顶圆锥的锥顶B.分度圆锥与齿顶圆锥的锥顶C.分度圆的锥顶
40、渐开线花键分度圆压力角为30时,则其齿顶高为—Jm,其中m为渐开线的模数。
(D)0.6。
(A)0.3;(B)0.4;(C)0.5;
41、滚子链的链片制成8字形,主要是为了
(A)提高强度;(B)减轻重量;(C)节省材料;(D)加工方便。
42、将齿轮的轮齿做成鼓形齿是为了减小A。
(A)载荷沿接触线分布不均匀;(B)动载荷;(C)冲击;(D)齿间载荷分配不均。
啮合时的情况进行计算的。
43、一般圆柱齿轮传动的接触强度是按C
44、蜗杆传动的中间平面是指C
45、流体的粘度是指流体的__C
(D)油性。
(A)强度;(B)刚度;(C)流动阻力;
的平均值。
46、润滑油牌号L—AN100中的100是表示这种润滑油—C
(A)动力粘度;(B)条件粘度;(C)运动粘度;(D)闪点。
47、45号钢经调质处理,在常温下工作的轴,当计算表明其刚度不够时,应采取的正确
措施是—C
(A)改用合金钢;(B)改变表面粗糙度;(C)增大轴的直径;(D)提高轴的表面硬度。
48、在下面的滚动轴承型号中允许极限转速最高的轴承是B
49、下面的联轴器中在工作时具有缓冲减振作用的联轴器是
所处的摩擦状态是D
51、渐开线花键通常采用的定心方式是D
52、普通螺纹中同一公称直径按D分为粗牙螺纹和细牙螺纹。
小。
包络蜗杆。
二、判断题(每题1分,)。
合是可行的。
的残余预紧力F1=4000N
3.滚动螺栓传动的抗振性能优于静压螺栓传动的抗振性能。
4.
用于薄壁零件联接的螺纹,应采用三角形细牙螺纹
6.滑动螺旋中螺杆的直径是根据螺杆的强度计算而确定的。
7.
在紧螺栓联接中,如果螺母或螺栓头的支承面不垂直于螺栓的中心线,螺栓内产生的
(V)
(V)
8.铰制孔用螺栓联接中,螺栓杆与通孔的配合多为过渡配合。
9.设计悬置螺母的目的是使螺母和螺栓旋合部分的变形成为拉伸变形。
10.压力容器盖的紧螺栓联接中,若螺栓预紧力和容器内的压力P不变,但将凸缘间的软铜垫片换成橡胶垫片,联接的紧密性将提高,螺栓的总拉力将下降
11.
11.两个具有楔形间隙的平板,当间隙内油量足够,无论相对速度方向如何,只要相对速
度足够大就能产生流体动压效应。
13.一个零件的磨损三个阶段(磨合阶段、稳定磨损阶段、及剧烈磨损阶段)中,磨合对
15.以一定相对速度运动的两平行板间的流体不能建立压力油膜,但只要两板构成了楔形
19.带传动的最大有效拉力与预紧力、包角、和摩擦系数成正比。
21.若设计合理,带传动的打滑是可以避免的,但弹性滑动却无法避免。
22.限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。
23.传动带在工作中受到交变应力的作用,最小应力发生在带刚进入大带轮的位置。
X)
24.传动带在工作中受到交变应力的作用,最大应力发生在带刚进入小带轮的位置。
V)
32.润滑良好的闭式软齿面齿轮,齿面点蚀失效不是设计中考虑的主要失效方式。
35.直齿锥齿轮的强度计算中,通常近似地以大端分度圆处的当量圆柱齿轮来代替锥齿轮
(X)
进行强度计算。
36.所有模数、齿数、齿宽、压力角相同的直齿锥齿轮,其轮缘的尺寸和形状都是相同的
(X)
37.在斜齿圆柱齿轮接触疲劳强度公式推导中,节点的曲率半径应为端面上节点的曲率
(X)
半径。
三、填空
1、机械零件的常规设计方法可概括地分为理论设计,经验设计和模型实验设计。
强度较弱的表面被压溃
4、机械磨损过程大致分为三个阶段:
磨合阶段、稳定磨损阶段和急剧磨损阶段。
5、型号为6315/P5的滚动轴承,类型是深沟球轴承,内径为75mm直径系列为3系
列,公差等级为2级,游隙为0组。
同时承受弯矩和转矩的轴叫转轴。
的速度梯度成正比。
摩擦学中把凡是服从这个粘性定律的流体都叫牛顿液体0
2、对齿轮轮齿进行齿顶修缘是为了减小相啮合的轮齿法节差,从而减小啮合时产生的动载荷。
当啮合的齿轮对Pb1Pb2时,应对主动齿轮进行齿顶修缘。
3、螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为土级,螺母的性能等级分为七级,选用时,须注意所用螺母的性能等级不低于与其相配螺栓的性能等级。
mm
5、型号为6200/P5的滚动轴承,其类型是深沟球轴承,内径为—10
6、在圆柱形螺旋弹簧中,弹性指数C越大,则弹簧的刚度越低
四、简答下列问题
1、简述径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程/必要条件。
答:
(a)当轴颈静止时,轴颈处于轴承的最低位置,并与轴互相接触,两表面之间形成
了一收敛的楔形空间;
当轴颈顺时针转动时,在轴瓦对轴颈的磨擦力作用下,轴颈沿孔壁向右爬升;
c)
e)
随着转速增大,楔形油膜产生的动压力将轴颈向右浮起;当轴颈达到稳定运转时,轴颈便在一定的偏心位置上;当轴承处于流体动压润滑状态时,油膜产生的压力与外载荷相平衡。
必要条件:
(a)相对滑动的两表面间必需形成收敛的楔形空间;
(b)被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度;
(c)润滑油必须有一定的粘度,供油应充分。
2、带传动为什么会出现打滑现象?
打滑对带传动有何影响?
答:
当工作载荷大于带传动的最大有效拉力时,带与带轮浊就将发生显著的相对滑动,即打滑。
打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急剧下降,甚至使带传动失效
3、请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则,在闭式齿轮传动设计中,分别用这两个准则来设计哪两个参数?
答:
齿面接触疲劳准则:
齿根弯曲疲劳准则:
F三[F]
使用H三[H]计算准则计算分度圆直径di
使用F三[F]计算准则计算或校核模数m4、液体动压油膜形成的必要条件是什么?
答:
有足够充分的润滑油供油量;有相当的相对滑动速度,在一定范围内,油膜承载力与滑动速度成正比关系;相对滑动面之间必须形成收敛性间隙。
5、带传动工作时松边带速与紧边带速是否相等,如不相等说明哪个更大,并说明原因。
答:
紧边带速大于松边带速。
由于紧边和松边的拉力不同,弹性变形也不同;带绕上主动轮后
拉力由F1降低到F2,因而带的运动一面绕进、一面向后收缩,所以带的速度由紧边到松边逐渐降低。
6、螺纹联接预紧的目的是什么?
答:
预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性,以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑
7、常见的齿轮传动失效有哪些形式?
答:
齿轮的常见失效为:
轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。
8简述蜗杆传动变位的目的,特点。
答:
变位的目的一般是为了凑中心距或传动比,使符合一定的设计要求。
变位后,被变动的是蜗轮尺寸,而蜗杆尺寸不变;变为后蜗杆蜗轮啮合时,蜗轮节圆与分度圆重合,蜗杆分度圆和节圆不再重合。
六、在右图所示的蜗杆-圆锥齿轮传动装置中,已知输出轴III上的齿轮4的转动方向如图所示。
今欲使轴II上的两轮的轴向力抵消一部分:
1确定蜗杆1和蜗轮2的螺旋角方向;
2、在图上标出蜗杆1和蜗轮的转动方向;
3、在图上标出蜗杆1、蜗轮2和齿轮3、4的圆周力Ft和轴向力的方向。
IIn4
左旋
Fa1
a»
Ft2\\
Ft3
七、图示带式输送机装置。
小带轮直径140mm大带轮直径为400mm鼓轮直径250mm
为提高生产率,在载荷不变条件下,提高带速度,设电机功率和减速器的强度足够,忽
略中心距变化,下列哪种方案更为合理?
1、大轮直径减小到280mm2、小轮直径增大
到200mm3、鼓轮直径增大到350mm
提示:
采用第(3)方案不合理,因为转速n不变Q增大,v加大,F不变,则工作转矩,V带承载能力不够。
采用
(1)
(2)方案时,由于D不变,作用于带上有效圆周力F不变,故较方案(3)好。
但在方案
(2)中,由于小带轮直径加
大,应力减小,提高了带的承载能力,方案
(1)中小带轮直径较小,应力较大,故不如方案
(2))
八、设计铣床中的一对直齿圆柱齿轮传动,已知功率P1=7.5kW,小齿轮主动,转速
n1=1450r/min,齿数z1=26,z2=54,双向传动,工作寿命Lh=12000ho小齿轮对轴承非对称
布置,轴的刚性较大,工作中受轻微冲击,7级制造精度。
九、图示三级减速装置传动方案简图,要求传动比i=50,这样布置是否合理?
为什么?
试画出合理的传动方案简图(不采用蜗杆传动)
rv
不合理部分:
1、链条传动不应放在高速级;
2、带传动不应放在低速级;
3、锥齿轮采用悬臂布置。
改为:
第一级减速采用带传动,悬臂布置;
第二级锥齿轮传动,闭式;
2,3,4)固定。
四个螺栓的相互距离如图所示。
的作用力Q。
Q力作用点距离螺栓对称中心的水平距离为2a,
2a,试指出哪个螺栓受力最大,并求出该螺栓所受的最大工
第三级链条传动。
悬臂布置。
十、图示一支架,用四个地脚螺栓(1,支架上受到与水平面成45距支架接合面的铅垂距离为作载荷。
Q
解:
螺栓1受力最大。
将Q分解为水平分力和铅垂分力:
FxQcos45学,FzQsin45
将Fx,Fz平移到坐标原点
Q则可得:
FxoFx¥q,FzoFz
2,
普Q;MxozFx?
2a尿,
XOZ
MyozFz?
2a72aQ;TxoyFx?
2a
求螺栓1所受工作载荷:
(a)所受拉力:
Fi
^4詳乎Q,Fi
4a4
Myoz?
a42匚
—Q,h
4a2
Fzo
4
FiFiFiF
(b)所受横向力:
血Q,QiTxoy吟Q;QixQiQcos45
-'4
Q1yQ1sin45
Qi
4(辰)2
JQi:
Qi2y普Q。
十一、两级展开式齿轮减速器如图所示,
使中间轴上齿轮所受的轴向力互相抵消一部分,试在图中标出各齿轮的螺旋线方向,并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa、径向力
已知主动轮1为左旋,转向n1如图所示(箭头往右),为
Fr和圆周力
Ft的方向。
fi
IS
12
2.见图。
(1)TI
P
9550—9550
n
10
1000
95.5N.m
Tii0
TiiiTi
95.5126429.75N
28
(2)a1
mn(ZiZ2)
2cos
cos
0.98
d1
d2
(1
全)d1
Z1
2a
d1
2a
Z2
400
70
114.286mm
Z1
28
Ft2
2Ti
a
95.5
114.286
1031671NFt2
Fr2
Ft2
tan
cos
n需tan20621N
Fr2
Fa2
Ft2tan
1671tan(arccosO.98)339NFa2
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