机械设计考试题及答案套.docx
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机械设计考试题及答案套
《机械设计》课程试题
一、填空题(每空1分共31分)
1、当一零件受脉动循环变应力时,则其平均应力是其最大应力的50%
2、三角形螺纹的牙型角α=60,适用于联接螺纹,而梯形螺纹的牙型角α=30,适用于传动螺纹。
3、螺纹连接防松,按其防松原理可分为摩擦力防松、机械防松和永久防松。
4、带传动在工作过程中,带内所受的应力有离心拉应力、紧松边产生的的拉应力和弯曲应力,最大应力发生在紧边刚进入小带轮处。
5、链传动设计时,链条节数应选偶数(奇数、偶数)。
链轮齿数应选奇数;速度较高时,链节距应选小些。
6、根据齿轮设计准则,软齿面闭式齿轮传动一般按接触疲劳强度设计,按弯曲疲劳强度校核;硬齿面闭式齿轮传动一般按弯曲疲劳强度设计,按接触疲劳强度校核。
7、在变速齿轮传动中,若大、小齿轮材料相同,但硬度不同,则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同,材料的许用接触应力不同,工作中产生的齿根弯曲应力不同,材料的许用弯曲应力不同。
8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率η
、轴承效率和搅油效率。
其中啮合效率η
=搅油,影响蜗杆传动总效率的主要因素是啮合效率。
9、轴按受载荷的性质不同,分为转轴、传动轴、心轴。
10、滚动轴承接触角越大,承受轴向载荷的能力也越大。
二、单项选择题(每选项1分,共11分)
1、循环特性r=-1的变应力是A应力。
A.对称循环变B、脉动循环变C.非对称循环变D.静
2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中,为提高螺栓的疲劳强度,可采取的措施是(B)。
A、增大螺栓刚度Cb,减小被连接件刚度CmB.减小Cb.增大CmC.增大Cb和CmD.减小Cb和Cm
3、在螺栓连接设计中,若被连接件为铸件,则往往在螺栓孔处做沉头座孔.其目的是(A)。
A避免螺栓受附加弯曲应力作用B.便于安装C.为安置防松装置
4、选取V带型号,主要取决于D。
A.带的线速度B.带的紧边拉力
C.带的有效拉力D.带传递的功率和小带轮转速
5、对于标准齿轮传动,影响齿形系数Y
主要几何参数是C。
A齿轮的模数B齿轮的压力角C齿轮的齿数D齿轮的顶隙系数
6、一斜齿圆柱齿轮传动,已知法向模数Mn=4mm,齿数Z1=20,螺旋角β=14032’2”,齿宽b1=80,b2=75mm,则该传动的齿宽系数φd等于__D__。
A.0.852B.O.88C.0.8D.0.907
7、同一工作条件,若不改变轴的结构和尺寸,仅将轴的材料由碳钢改为合金钢,可以提高轴的A而不能提高轴的B。
A.强度B.刚度
8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷,要求便于安装时,宜选用B。
A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承C.角接触球轴承
9、滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的B。
A.磨损B.发热C.胶合D.塑性变形
10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于B。
A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm
三、计算题(38分)
1、(15分)有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接,已知预紧力F0=1000N,螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等,轴向工作载荷F=1000N,试计算该螺栓所受的总拉力F2=?
剩余预紧力F1=?
在预紧力F0不变的条件下,若保证被连接件间不出现缝隙,该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少?
2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。
巳知模数m=8mm,蜗杆头数z1=1,蜗杆分度圆直径d1=80mm,蜗轮齿数z2=40,卷筒直径D=200mm,蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数fV=0.03,轴承和卷简中的摩擦损失等于6%,问:
(1)欲使重物W上升1m,手柄应转多少转?
并在图上标出手柄的转动方向。
(2)若重物W=5000N,手摇手柄时施加的力F=100N,手柄转臂的长度L应是多少?
3.(10分)某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承,如图3-3。
己知作用于轴承上的径向载荷Fr1=1000N,Fr2=2060N,作用于轴上的轴向载荷FA=880N,轴承内部轴向力Fd与径向载荷Fr的关系为Fd=0.68Fr,试求轴承轴向载荷Fa1和Fa2。
图3-3
四、分析题(20分)图4-1
1.(10分)如图4-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。
已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。
(1)在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向。
(2)为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分,试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向,并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向。
(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。
2、(10分)指出图4-2中的结构错误(在有错处画○编号,并分析错误原因),并在轴心线下侧画出其正确结构图。
图4-2
一、填空题(每空1分共31分)
1、50%。
2、600、联接、300、传动。
3、摩擦、机械、永久。
4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力。
5、偶、奇、小。
6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。
7、相同、不同、不同、不同。
8、轴承效率η2、搅油效率η3、啮合效率。
9、转轴、心轴、传动轴。
10、轴向。
三、计算题(38分)
1.(15分)
(5分)
(5分)F2=F0
F0
F1=F2
F1
2、(13分)[解]
(1)i=z2/z1=40
设重物上升1m,手柄应转x转,则
5分
手柄的转动方向ω示于图中3分
(2)
(总效率2分,L3分)
3、(10分)
[解]7208C轴承的α=150,内部轴向力Fd=0.4Fr,
Fd1=0.4Fr1=0.4×1000=400N(2分)
方向如解所示向左
Fd2=0.4Fr2=0.4×2060=824N(2分)
方向如图所示向右
Fd2十FA=824十880=1704>Fd1
故轴承1为压紧端,轴承2为放松端。
Fa1=Fd2十FA=1704N(3分)
Fa2=Fd2=824N(3分)
四、分析题(20分)
1.(11分)
(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所
轴向力Fa1和Fa2的方向如图(2分)。
(2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向,蜗轮
4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。
(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。
(6分)
2、(10分)[解]画出的正确结构图如图。
①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。
②轴承盖与轴之间应有间隙。
③轴承内环和套简装不上,也拆不下来。
④轴承安装方向不对。
⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。
⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。
⑦轴承内圈拆不下来。
每指出1个错误得1分,满分5分;每改正1个错误得1分,满分5分。
《机械设计》课程试题
(一)
一、填空题(每空1分共31分)?
?
?
?
?
?
?
?
1、当一零件受脉动循环变应力时,则其平均应力是其最大应力的(?
50%?
)。
2、三角形螺纹的牙型角α=(600),适用于(联接?
),而梯形螺纹的牙型角α=(?
300),适用于(?
传动?
)。
3、螺纹连接防松,按其防松原理可分为(摩擦)防松、(机械)防松和(永久)防松。
4、带传动在工作过程中,带内所受的应力有(松紧边拉力产生的拉应力?
)、(离心拉应力)和(弯曲应力),最大应力发生在(带绕进小带轮处)。
5、链传动设计时,链条节数应选(偶)数(奇数、偶数)。
链轮齿数应选(?
奇?
)数;速度较高时,链节距应选(?
小?
)些。
6、根据齿轮设计准则,软齿面闭式齿轮传动一般按(接触强度)设计,按(弯曲强度)校核;硬齿面闭式齿轮传动一般按(弯曲强度)设计,按(接触强度)校核。
7、在变速齿轮传动中,若大、小齿轮材料相同,但硬度不同,则两齿轮工作中产生的齿面接触应力(相同),材料的许用接触应力(不同),工作中产生的齿根弯曲应力(不同),材料的许用弯曲应力(不同)。
8、蜗杆传动的总效率包括(?
啮合)效率和(轴承效率η2?
?
?
?
?
)效率。
其中啮合效率η
=(搅油效率η3),影响蜗杆传动总效率的主要因素是(啮合效率)
9、轴按受载荷的性质不同,分为(转轴)、(心轴)、(?
传动轴)。
10、滚动轴承接触角越大,承受(轴向)载荷的能力也越大。
得分
二、单项选择题(每选项1分,共11分)
1、循环特性r=-1的变应力是(?
A?
?
?
?
)应力。
A.对称循环变?
?
?
B、脉动循环变?
C.非对称循环变?
?
?
D.静
2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中,为提高螺栓的疲劳强度,可采取的措施是(?
B?
?
)。
A、增大螺栓刚度Cb,减小被连接件刚度Cm?
B.减小Cb.增大CmC.增大Cb和Cm?
?
?
D.减小Cb和Cm
3、在螺栓连接设计中,若被连接件为铸件,则往往在螺栓孔处做沉头座孔.其目的是(?
A?
?
)。
A.避免螺栓受附加弯曲应力作用?
?
?
B.便于安装?
?
?
C.为安置防松装置
4、选取V带型号,主要取决于(D?
?
?
?
?
)。
A带的线速度B带的紧边拉力C带的有效拉力D带传递的功率和小带轮转速
5、对于标准齿轮传动,影响齿形系数Y
的主要几何参数是(?
C?
?
?
?
)。
A.齿轮的模数?
?
?
B.齿轮的压力角?
?
C.齿轮的齿数?
?
?
D.齿轮的顶隙系数
6、一斜齿圆柱齿轮传动,已知法向模数Mn=4mm,齿数Z1=20,螺旋角β=14032’2”,齿宽b1=80,b2=75mm,则该传动的齿宽系数φd等于(?
D?
?
?
?
)。
?
?
?
A.0.852?
?
?
B.O.88?
?
?
C.0.8?
?
?
D.0.907
7、同一工作条件,若不改变轴的结构和尺寸,仅将轴的材料由碳钢改为合金钢,可以提高轴的(A?
?
?
?
?
)而不能提高轴的(?
B?
?
?
?
)。
?
?
?
A.强度?
?
?
B.刚度?
?
8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷,要求便于安装时,宜选用(?
?
B?
?
?
)。
A.深沟球轴承?
?
?
B.圆锥滚子轴承?
?
?
C.角接触球轴承?
?
?
9、滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的(?
B?
?
?
?
)。
?
?
?
?
A.磨损?
?
?
B.发热?
?
?
C.胶合?
?
?
D.塑性变形
10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于(?
?
?
B?
?
)。
A、30mm,?
?
B、24mm,?
?
?
?
C、36mm,?
?
?
?
D、40mm
得分
三、计算题(38分)
1、(15分)有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接,已知预紧力F0=1000N,螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等,轴向工作载荷F=1000N,试计算该螺栓所受的总拉力F2=?
剩余预紧力F1=?
在预紧力F0不变的条件下,若保证被连接件间不出现缝隙,该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少?
?
?
?
2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。
巳知模数m=8mm,蜗杆头数z1=1,蜗杆分度圆直径d1=80mm,蜗轮齿数z2=40,卷筒直径D=200mm,蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数fV=0.03,轴承和卷简中的摩擦损失等于6%,问:
?
?
?
(1)欲使重物W上升1m,手柄应转多少转?
并在图上标出手柄的转动方向。
?
?
?
(2)若重物W=5000N,手摇手柄时施加的力F=100N,手柄转臂的长度L应是多少?
3、(10分)某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承,如图3-3所示。
己知作用于轴承上的径向载荷Fr1=1000N,Fr2=2060N,作用于轴上的轴向载荷FA=880N,轴承内部轴向力Fd与径向载荷Fr的关系为Fd=0.68Fr,试求轴承轴向载荷Fa1和Fa2。
[解]?
7208C轴承的α=150,内部轴向力
Fd=0.4Fr,
?
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Fd1=0.4Fr1=0.4×1000=400N?
(2分)
方向如解所示向左
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Fd2=0.4Fr2=0.4×2060=824N?
?
(2分)
?
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方向如图所示向右
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Fd2十FA=824十880=1704>Fd1
故轴承1为压紧端,轴承2为放松端。
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Fa1=Fd2十FA=1704N?
?
?
(3分)
Fa2=Fd2=824N?
?
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?
(3分)?
四、分析题(20分)
1.(10分)如图4-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。
已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。
?
?
?
(1)在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向。
?
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(2)为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分,试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向,并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向。
(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。
?
(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向如图(2分)。
(2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向,蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。
(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方
向。
(6分)
2、(10分)指出图4-2中的结构错误(在有错处画○编号,并分析错误原因),并在轴心线下侧画出其正确结构图。
①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。
②轴承盖与轴之间应有间隙。
③轴承内环和套简装不上,也拆不下来。
④轴承安装方向不对。
⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。
⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。
⑦轴承内圈拆不下来。
每指出1个错误得1分,满分5分;每改正1个错误得1分,满分5分。
《机械设计》课程试题
(一)
答案与评分标准
一、填空题(每空1分共31分)
1、50%。
2、600、联接、300、传动。
3、摩擦、机械、永久。
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4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力,带绕进小带轮处。
5、偶、奇、小。
6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。
7、相同、不同、不同、不同。
8、啮合效率、轴承效率η2、搅油效率η3,啮合效率。
9、转轴、心轴、传动轴。
10、轴向。
二、单项选择题(每选项1分,共11分)
1、A。
2、B。
3、A。
4、D。
5、C。
6、D。
7、A、B。
8、B。
9、B。
10、B。
三、计算题(38分)
1.(15分)
2、(13分)
[解]?
(1)i=z2/z1=40
设重物上升1m,手柄应转x转,则
(5分)
手柄的转动方向ω示于图中(3分)
(2)
(总效率2分,L3分)
3、(10分)
?
[解]?
7208C轴承的α=150,内部轴向力
Fd=0.4Fr,
?
?
?
Fd1=0.4Fr1=0.4×1000=400N?
(2分)
方向如解所示向左
?
?
?
Fd2=0.4Fr2=0.4×2060=824N?
?
(2分)
?
?
?
方向如图所示向右
?
?
?
Fd2十FA=824十880=1704>Fd1
故轴承1为压紧端,轴承2为放松端。
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?
Fa1=Fd2十FA=1704N?
?
?
(3分)
Fa2=Fd2=824N?
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?
(3分)
四、分析题(20分)
1.(10分)
(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向如图(2分)。
(2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向,蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。
(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。
(6分)
2、(10分)[解]?
画出的正确结构图如图。
①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。
②轴承盖与轴之间应有间隙。
③轴承内环和套简装不上,也拆不下来。
④轴承安装方向不对。
⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。
⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。
⑦轴承内圈拆不下来。
每指出1个错误得1分,满分5分;每改正1个错误得1分,满分5分。
《机械设计》课程试题
(二)
一、填空题(25分)[每空1分]
1、?
滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在?
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或?
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情况下。
2、dn值大的滚动轴承应采用?
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润滑,而dn值小的滚动轴承可采用?
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润滑。
3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有?
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4、混合摩擦(非液体摩擦)滑动轴承计算应校核?
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、?
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、?
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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:
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。
6、轴按所受载荷性质分类,只承受弯矩的称?
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轴;只承受扭矩称 轴;承受弯矩和扭矩称 轴。
7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Zv= ;标准模数和压力角在 ?
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?
;受力分析和强度计算用 ?
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直径。
8、带传动的主要失效形式为 ?
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和 ?
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。
9、带工作是截面上产生的应力有?
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,?
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10、在齿轮传动中,大小齿轮的接触应力是?
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等的,大小齿轮的弯曲应力是?
?
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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?
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。
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A.Ф30H7/k6?
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B.Ф30H7?
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C.Ф30k6
2、下列滚动轴承密封装置,其中 是属于接触式密封,而 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 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 。
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 布置。
A.在周向相隔90o ?
?
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?
?
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 。
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 。
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= 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 。
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 ?
A. 大轮 B. 小轮 C. 主动论 D. 从动轮
?
三、计算题(34分)
1、(14分)图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。
已知m=8mm,d1=80mm,z1=1,i=40,卷筒的直径D=250mm,试计算:
(1)欲使重物上升1m,应转动蜗杆的转数;
(2)设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18,检验该蜗杆传动是否满足自锁条件;(3)设重物重Q=5kN,通过手柄转臂施加的力F=100N,手柄转臂的长
度l的最小值(不计轴承效率)。
2、(10分)一普通V带传动传递功率为P=7.5kW,带速?
?
=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。
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(
)。
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。
2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图,连续工作,搅拌机转速n=30r/min,电动机转速nd=1440r/min,功率P=5.5kW。
试设计传动方案,画出传动简图,分配各级传动比。
各种传动的单级传动比常用值见下表。
(10分)
各种传动的单级传动比常用值
传动类型
传动比
传动类型
传动比
平带传动
≤5
圆柱齿轮传动
≤5
V带传动
≤6
圆锥齿轮传动
≤3
链传动
≤6
蜗杆传动
8~40
《机械设计》课程试题
(二)
答案与评分标准
一、填空题(25分)[每空1分]
1、跨距较大?
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或?
工作温度较高?
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2、?
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油?
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润滑脂?
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。
3、?
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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;3润滑油必须有一定的粘度供油要充分?
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4、?
P?
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、?
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V?
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、?
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PV?
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。
5、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、?
心?
?
轴; 传动 轴;转 轴。
7、 z/cosδ ; 齿轮大端 ; 平均分度圆 。
8、 打滑 和 疲劳破坏 。
9、拉应力?
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,?
弯曲应力?
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,离心应力?
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。
10、相?
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?
?
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等的,?
不?
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?
等的。
二、选择题(11分)[每空1分]
1、?
?
?
C?
。
2、 AC, BD 3、 B4、 D 5、 D
6、 B 7、 C?
8、 D 9、 B 10、 B
三、计算题(34分)
1、解:
(1)重物上升1m时,卷筒转动圈数:
N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27
蜗杆转动圈数为:
N1=iN2=40x1.27=50.96(圈)?
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(4分)
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(2)蜗杆直径系数q=d1/m=80÷8=10
导程角:
γ=arctan
=arctan
=7.125o
?
?
当量摩擦角:
v=arctanfv=arctan
=10.204o
:
因为:
γ〈
v
所以蜗杆传动满足自锁条件?
?
(4分)
(3)蜗杆传动的啮合效率:
:
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则:
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(6分)
2、?
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解:
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(2分)
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(2分)
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(2分)
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=750N?
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(2分)
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所以
=2x750=1500N?
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