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机械设计考试必备DOC
一、填空题及选择填空题(27分,每空1分)
2.一公称直径为d=16mm的螺纹副,螺纹头数n=2,螺距p=4mm,螺
纹中径d2=D2=14mm,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a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工作面的磨损,设计时通过
限制工作面间的压强来进行耐磨性计算;半圆键的缺点
是键槽对轴强度削弱较大,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b。
a.大于40ºb.小于40ºc.等于40º。
。
9.对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是疲劳点蚀,对于不转动、低速或摆动的轴承,主要失效形式是局部塑性变形,对于高速轴承,发热以至胶合是其主要失效形式。
1.两构件通过.点或线接触组成的运动副称为高副。
2.满足曲柄存在条件的铰链四杆机构,取与最短杆相邻的杆为机架时,为曲柄摇杆机构,取最短杆为机架时,为双曲柄机构。
3.在凸轮机构中,常见的从动件运动规律为匀速运动时,将出现刚性冲击。
4.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取节线处的接触应力为计算依据,其载荷由一对对齿轮承担。
5.为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合,它们的模数m和压力角必须分别相等。
6.两齿数不等的一对齿轮传动,其弯曲应力6.相等等;两轮硬度不等,其许用弯曲应力不相等等。
9.链传动中的节距越大,链条中各零件尺寸越大,链传动的运动不均匀性增大。
10.工作时只受弯矩不承受转矩的轴称为心轴。
二、选择题(每小题1分,共5分)二、选择题CBDBD
1. 渐开线标准齿轮的根切现象发生在。
A.模数较大时B.模数较小时
C.齿数较少时D.齿数较多时
2.在下列四种型号的滚动轴承中,必须成对使用。
A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承
C.推力球轴承D.圆柱滚子轴承
3.在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动的是。
A.凸缘联轴器B.齿式联轴器
C.万向联轴器D.弹性套柱销联轴器
4.在铰链四杆机构中,机构的传动角和压力角的关系是。
A.B.C.D.
5.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
三、判断题(正确的打“V”,错误的打“X”。
每小题1分,共8分)三、判断提XXVXXXXV
.在铰链四杆机构中,当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,为双曲柄机构。
()
2.在凸轮机构中,基圆半径取得较大时,其压力角也较大。
(
3.在平键联接中,平键的两侧面是工作面。
()
4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。
()
5.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。
()
6.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。
()
7.向心推力轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。
()
8.圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。
(
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?
Kβ的物理意义——考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数。
(2分)
措施:
(答出以下7点中3点以下者1分,答出3点以上者2分)
1)齿轮的制造和安装精度↑
2)轴、轴承及机体的刚度↑
3)齿轮在轴上的布置——合理选择
4)轮齿的宽度——设计时合理选择
5)采用软齿面——通过跑合使载荷均匀
6)硬齿面齿轮——将齿端修薄、或做成鼓形齿
7)齿轮要布置在远离转矩输入端的位置。
3.按照轴所受载荷类型的不同,轴分为那几种类型?
并分别举例说明。
评分标准:
以下3点各点1分,举例正确合计1分。
(1)仅受弯矩M的轴——心轴,只起支撑零件作用,如自行车前轴。
(2)仅受转矩T的轴——传动轴,只传递运动和转矩不起支撑作用,如汽车后轮传动轴。
(3)既受弯矩又受转矩的轴——转轴,既起支撑又起传运动和转矩作用,如减速器的输出轴。
四、问答题
1.试述齿廓啮合基本定律。
1).所谓齿廓啮合基本定律是指:
作平面啮合的一对齿廓,它们的瞬时接触点的公法线,必于两齿轮的连心。
线交于相应的节点C,该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。
2.试述螺纹联接防松的方法
(2).螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。
1摩擦防松有:
弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母2机械防松有:
开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝3破坏螺纹副防松有:
冲点法、端焊法、黏结法。
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、腹板式大齿轮在转轴的轴端实现轴向固定与周向固定的结构图(要求齿轮也要画出来)。
(12分)
评分标准:
轴向固定:
五种方法每种方法各0.5分,每画对一种结构1分;齿轮(2.5分)在轴端实现周向固定(普通平键)(1分)和轴向固定(轴肩和轴端挡板)(1分)4.5分。
改错1、(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。
、(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。
1(10分)指出图中的结构错误(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。
[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。
2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。
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。
3
(1)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。
答
垫圈;④端盖与轴连接处应有密封圈;⑤安装轴承处应有轴肩;⑥套筒高度不能高于轴承内圈高度;⑦与齿轮配合的轴的长度应略小于齿轮宽度;⑧轴承内圈应有定位轴肩;⑨端盖卡紧端高度应小于轴承内圈高度。
2、(14分)[解]画出的正确结构图如图。
①轴的右端面应缩到联轴器端面内1~2mm,轴端挡圈压到联轴器端面上,与轴端面留有间隙;
②联轴器与透盖不能接触,联轴器应右移;
③联轴器与轴配合直径应小一点,形成轴肩定位;
④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上;键与毂孔键槽底面间应有间隙;
⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触,与轴肩端面应有间隙,所以套筒内轴颈右端面应左移1~2mm;
⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1~2mm,轴颈右端面缩进去;
⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住,轴环左部轴径减小至内圈厚度的2/3左右;
⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角,与箱体间均应有调整垫片。
⑨轴的左端伸出轴承内圈过长,应缩短一点。
2
3
图4-2
[解] 画出的正确结构图如图。
①轴的右端面应缩到联轴器端面内1~2mm,轴端挡圈压到联轴器端面上,与轴端面留有间隙;
②联轴器与透盖不能接触,联轴器应右移;
③联轴器与轴配合直径应小一点,形成轴肩定位;
④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上;键与毂孔键槽底面间应有间隙;
⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触,与轴肩端面应有间隙,所以套筒内轴颈右端面应左移1~2mm;
⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1~2mm,轴颈右端面缩进去;
⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住,轴环左部轴径减小至内圈厚度的2/3左右;
⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角,与箱体间均应有调整垫片。
⑨轴的左端伸出轴承内圈过长,应缩短一点。
题22图解
(1)弹簧垫圈开口方向错误;
(2)螺栓布置不合理,且螺纹孔结构表示错误;
(3)轴套过高,超过轴承内圈定位高度;
(4)齿轮所在轴段过长,出现过定位现象,轴套定位齿轮不可靠;
(5)键过长,轴套无法装入;
(6)键顶面与轮毂接触;且键与固定齿轮的键不位于同一轴向剖面的同一母线上;
(7)轴与端盖直接接触,且无密封圈;
(8)重复定位轴承;
(9)箱体的加工面未与非加工面分开,且无调整垫片;
(10)齿轮油润滑,轴承脂润滑而无挡油盘;
(11)悬伸轴精加工面过长,装配轴承不便;
(12)应减小轴承盖加工面。
期末考试
一、选择题(共30分、每小题2分)
2、直齿圆柱齿轮传动,当齿轮直径不变,而减小模数增加齿数时,则( C )。
A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度
C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度
3
6.螺纹联接防松的根本问题在于( C )。
A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力
C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度
8.齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中,主要失效形式为( B )。
A.齿面磨损B.齿面点蚀
C.齿面胶合D.轮齿折断
10、对于温度变化不大的短轴,考虑结构简单,轴承部件的轴向固定方式宜采用(A)。
A.两端固定B.两端游动
C.一端固定一端游动D.A,B,C均可以
12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为( B )。
A、转动心轴B、转轴
C、传动轴D、固定心轴
13、普通平键的主要失效是( A )。
A.工作面被压溃或键被剪断B.工作面产生胶合破坏
C.工作面产生过度磨损D.键被弯曲折断
1二、标准件(4题共12分,每小题3分)
1、请按GB/T5781-2000标准标注出:
公称直径为16mm、长60mm全螺纹六角头螺栓;并按GB/T41-2000的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母。
螺栓M1660GB/T5781-2000
螺母M16GB/T41-2000
2、请按GB/T1096-2003标准标注出:
宽为18mm、高为11mm、长为100mm圆头普通平键;按GB/T119-2000标准标注出:
直径为10mm,长为100mm,直径允差为d4,材料为35号钢,热处理硬度为HRC28~38,不经表面处理的圆柱销。
键18100GB/T1096-2003
销10100GB/T119-2000
四、分析题(8分)
图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。
已知:
Ⅰ轴为输入轴,转向如图所示。
(1)在下图中标出各轮转向。
(2分)
(2)为使2、3两轮的轴向力方向相反,确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。
(2分)
(3)在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力
、轴向力
和径向力
的方向。
(4分)
(1)各轴转向如图所示。
(2)3轮左旋,4轮右旋。
(3)2、3两轮的各分力方向下图所示。
Fa3
Fr3Ft3
Ft2
Fr2
Fa2
六、结构题(10分)
下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。
齿轮用油润滑,轴承用脂润滑,指出该结构设计的错误。
要求:
1.在图中用序号标注设计错误处;
2.按序号列出错误,并用文字提出改正建议;
3.不必在图中改正。
1左、右两边轴承端盖均无调整垫片2左边轴承内圈固定错误,轴肩高过内圈高度3键过长4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1-2mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴,便于装拆9两端的轴承要设有挡油环10联轴器没有周向定位。
题22图解
(1)弹簧垫圈开口方向错误;
(2)螺栓布置不合理,且螺纹孔结构表示错误;
(3)轴套过高,超过轴承内圈定位高度;
(4)齿轮所在轴段过长,出现过定位现象,轴套定位齿轮不可靠;
(5)键过长,轴套无法装入;
(6)键顶面与轮毂接触;且键与固定齿轮的键不位于同一轴向剖面的同一母线上;
(7)轴与端盖直接接触,且无密封圈;
(8)重复定位轴承;
(9)箱体的加工面未与非加工面分开,且无调整垫片;
(10)齿轮油润滑,轴承脂润滑而无挡油盘;
(11)悬伸轴精加工面过长,装配轴承不便;
(12)应减小轴承盖加工面。
机械设计试题
一、单项选择题
1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中,轴4称为()
A.零件
B.机构
C.构件
D.部件
2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动,则称这种运动副为()
A.转动副B.移动副C.球面副D.螺旋副
3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于()
A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆
4.机构具有确定相对运动的条件是()
A.机构的自由度数目等于主动件数目
B.机构的自由度数目大于主动件数目
C.机构的自由度数目小于主动件数目
D.机构的自由度数目大于等于主动件数目
A.螺纹升角≤当量摩擦角B.螺纹升角>摩擦角
C.螺纹升角≥摩擦角D.螺纹升角≥当量摩擦角
9.铰链四杆机构的死点位置发生在()
A.从动件与连杆共线位置B.从动件与机架共线位置
C.主动件与连杆共线位置D.主动件与机架共线位置
10.当轴的转速较低,且只承受较大的径向载荷时,宜选用()
A.深沟球轴承B.推力球轴承
C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承
11.作单向运转的转轴,其弯曲应力的变化特征是()
A.对称循环B.脉动循环
C.恒定不变D.非对称循环
13.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,则为了获得曲柄摇杆机构,其机架应取()
A.最短杆B.最短杆的相邻杆
C.最短杆的相对杆D.任何一杆
14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时,宜采用()
A.螺栓联接B.双头螺柱联接
C.螺钉联接D.紧定螺钉联接
15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时,其从动件的运动()
A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击
C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击
17.齿轮传动中,轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在()
A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分
C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部分
蚀
二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)
21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和________。
23.摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为________。
2
27.在一对齿轮啮合时,其大小齿轮接触应力值的关系是σH1_____σH2。
三、分析题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)
31.已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。
试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。
32.试分析只受预紧力F′作用的单个螺栓联接的应力情况,写出其强度计算公式,并指出公式中每个参数的物理意义。
四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
33.计算图示机构的自由度,若含有复合铰链,局部自由度和虚约束请明确指出。
34.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮的齿数z1=18。
试确定大齿轮的齿数z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径、齿顶圆直径。
35.在图示传动装置中,已知各轮齿数为:
z1=20,z2=40,z3=20,z4=30,z5=80,运动从Ⅰ轴输入,Ⅱ轴输出,nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。
试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。
机械设计基础试题参考答案
一、单项选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分)
1.A2.B3.D4.A5.C
6.B7.A8.C9.A10.C
11.A12.C13.B14.B15.A
16.C17.B18.B19.D20.A
二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)
21.受力情况
22.2
23.两者相等
24.相同
25.轴径
26.啮合
27.等于(或=)
28.轮齿啮合时
29.大
30.轴径
三、分析题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)
31.蜗轩转动方向如图所示
蜗杆为右旋
Ft2与蜗轮分度圆相切,指向左端
Ft1与蜗杆分度圆相切,指向右端
Fa1与蜗杆轴线平行,指向右
Fa2与蜗轮轴线平行,指向左
32.螺栓受到拉应力σ和扭转剪应力τ的作用
σ=
≤[σ]
σ—拉应力,
d1—螺栓最小直径,
[σ]—许用拉应力。
四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
33.
(1)F处为复合铰链
H处(或I处)为虚约束,应除去
(2)计算自由度
n=6,PL=8,PA=1
F=3n-2P1=PH
=3×6-2×8-1
=1
34.∵i12=
=3
∴Z2=i12Z1=3×18=54
∵a=
(z1+z2)
∴m=
=3mm
d1=mz1=3×18=54mm
d2=mz2=3×54=162mm
da1=d1+2ha*m=54+6=60mm
da2=d2+2ha*m=162+6=168nn
35.这是一个混合轮系:
齿轮3、4、5和系杆H组成一个行星轮系;齿轮1、2组成一个定轴轮系。
对于3、4、5、H组成的行星轮系,有
i
将n5=0代入上式得
即
=1+4=5……………
(1)
对于1、2齿轮组成的定轴轮系,有
i
即
=-2…………
(2)
联立解
(1)、
(2)式,并考虑到nⅠ=n1,n2=nH,n3=nⅡ得
将nⅠ=1000r/min代入,得nⅡ=-2500r/min
负号说明nⅡ转向与nⅠ转向相反。
38.
(1)缺少调整垫片;
(2)轮毂键槽结构不对;
(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上;
(4)键槽处没有局部剖;
(5)端盖孔与轴径间无间隙;
(6)多一个键;
(7)齿轮左侧轴向定位不可靠;
(8)齿轮右侧无轴向定位;
(9)轴承安装方向不对;
(10)轴承外圈定位超高;
(11)轴与轴承端盖相碰。
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