互换性题库及答案汇总.docx
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互换性题库及答案汇总
机械设计题库和答案
一、填空题(每空1分共24分)
1.螺纹的公称直径是指螺纹的大径,螺纹的升
角是指螺纹中径处的升角。
螺旋的自锁条件为
2、三角形螺纹的牙型角a=60度,适用于_联接,而梯形螺纹的牙型角区=30度—,适用于传动—。
3、螺纹联接防松,按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久防松。
4、选择普通平键时,键的截面尺寸(bxh)是根据型径d一查标准来确定的,普通平键的工作面是」
-面。
5、带传动的传动比不宜过大,若传动比过大将使包角变大,从而使带的有效拉力值减小。
6、链传动瞬时传动比是变量,其平均传动比是常数。
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也,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。
&直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的
接触应力为计算依据,其载荷由一对轮齿承担。
9、对非液体摩擦滑动轴承,为防止轴承过度磨损,
应校核p轴承平均压力,为防止轴承温升过高
产生胶合,应校核pv材料的值。
10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器两大类。
二、单项选择题(每选项1分,共10分)
1.采用螺纹联接时,若被联接件之一厚度较大,且材料较软,强度较低,需要经常装拆,则一般宜采用_B—。
A螺栓联接;B双头螺柱联接;C螺钉
联接。
2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越
大,则_D。
A.当量摩擦系数越小,自锁性能越好;
B.当量摩擦系数越小,自锁性能越差;
C.当量摩擦系数越大,自锁性能越差;
D.当量摩擦系数越大,自锁性能越好;
3、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。
(1分)
A在同一直线上;B相隔900;C•相隔
1200;D相隔1800
4、普通平键联接强度校核的内容主要是
A_。
A.校核键侧面的挤压强度;B.校核键的剪切强度;CAB两者均需校核;D.校核磨损。
5、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
6、为了限制链传动的动载荷,在节距p和小链轮
齿数Z1—定时,•应该限制A。
A.小链
轮的转速ni;B.传动的功率P;C.传递
的圆周力。
7、圆柱齿轮传动,当齿轮直径不变,而减小模数时,可以_D。
A.提高轮齿的弯曲强度;B.提高轮齿的接触强度;
C.提高轮齿的静强度;D•改善传动的平稳
性。
&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、温度升高时,润滑油的粘度_C。
A.随之升高;B.保持不变;
C.随之降低;D.可能升高也可能降低。
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D等于B。
A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm
三、计算题(38分)
1、(15分)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20
的普通螺栓,其许用拉应力[a]=I60N/m金联接件接合面间摩擦系数f=0.20,防滑系数Ks=1.2,计算该联接件允许传递的静载荷F=?
(M20的螺栓di
=17.294mm)(10分)
4
KF
□r
!
$£
ifL
If
1、螺栓预紧后,接合面所产生的最大摩擦力必须大
则由平衡条件
工2X1.2
分
F=刮〔6/•工Y
5.2KS
kX17,2942X160X0.2X2X2卄“
(5分)
二亠=19273.75N
图3-1
2、13分)如图3-2所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动,电机功率
P=10kVy转速ni=970r
/min,蜗杆传动参数
zi=2;Z2=60;直径系
数q=8;总效率n=
0.8,m=8,右旋蜗杆,试计算:
〔14分)
(1)电梯上升时,标出电机转向;
(2)标出蜗杆所受各力的方向;
图3-2
(3)计算蜗轮所受各力大小。
2、(13分)[解]
1)电机转向箭头
向上;(1分)
2)蜗杆受各力方向如图(3分)
t3>L=9蠶0000£=9550000X黑
旅N*rum
Fa2
2T{
U\q
2X98454
8XB
-3077N
(3分)
mz
298454300.8
860
984N
(3分)
Fr2=Ft2•tana=9845tan20°=3583N
(3分)3、根据工作条件,决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如图所示),已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fri=1650N和Fr2=3500N外加轴向力
Fae=10202
(1)若派生轴向力Fd=0.7Fr,试
计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fai和Fsbo
图3-3
3、(14分)
[解]Fd1=0.7Fr1=0.7X1650=1155N(2分)
方向向右
Fd2=0.7Fr2=0.7X3500=2450N(2分)
方向向左
Fd1十Fae=1155十1020=2175vFd2故轴承1为压紧端,轴承2为放松端。
Fa1=Fd2-Fae=2450-1020N=1430(2分)
⑺几1430.兀2450门163r*Fr33500
所以P】卩(蛤打+丫片)
Fa2=Fd2=
2450N
(2分)
(3分)
=0.42X1650^0.84XJ430=1894N
H尺)742X3500+0.84X2430=3511N
(3分)
四、分析题(20分)
1.(10分)如图4-1传动系统,要求轴U、川上的轴向力抵消一部分,试确定:
1)蜗轮6的转向;
2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向;
3)分别画出蜗杆5,蜗轮6啮合点的受力方向。
图4-1
(3分)
㈣
四、分析题(26分)
1.(12分)
(1)蜗轮6的转向
为逆时针方向;
瞌%
(2分)
⑵齿轮3左旋,齿轮4右旋,蜗杆5右旋,蜗轮6右旋;
(4分)
⑶蜗杆5啮合点受力方向如图(a);蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。
(6分)
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。
飞填空题侮空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a=_60度一适用于一联接_,而梯形螺纹的牙型角a=_30度_,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_、和—离心拉应力,最大应力发生在—弯曲应力。
5、链传动设计时,链条节数应选—偶—数(奇数、偶数)。
链轮齿数应选一奇_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一,材料的许用接触应力—不同一工作中产生的齿根弯曲应力—不同_,材料的许用弯曲应力—不
8蜗杆传动的总效率包括啮合效率ni、轴承效率n
2—效率和—搅油效率n3—效率。
其中啮合效率n仁tany/tan(y+a),影响蜗杆传动总效率的主要因素是一啮合效率。
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。
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和口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。
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Yf的主要几
何参数是。
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,齿数乙=20,螺旋角B=14°32'2”,齿宽bi=80,b2=75mm,则该传动的齿宽系数$d等于一D―。
A.0.852B.0.88C.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Di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Fo和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接,已知预紧力Fo=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Fi=?
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。
巳知模数详8mm蜗杆头数Z1=1,蜗杆分度圆直径di=80mm蜗轮齿数乙=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?
图3-2
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Fri=1000NFr2=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
0.68Fr,试求轴承轴向载荷Fa1和Fa2
图3-3
四、分析题(20分)
1.(10分)如图4-1为圆柱齿轮一蜗杆传动。
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。
图4-1
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
答案一、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。
&轴承效率n2、搅油效率n3、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、A2、Bo3、A4、Do5、G6、
Do7、A、
Bo9、
Bo10、Bo
、计算题(38分)1.(15分)
(5分)
手柄的转动方向3示于图中(3分)
(3)求手柄长度厶传动总效率为
因厲二礦琴,巧二尸厶且T.=呵九故
―凹迪汽一-380mm
L'2i^'-2x40x0,329x100—
总效率2分丄3分)
3、(10分)[解]7208C轴承的a=15。
内部轴向力
Fd=0.4Fr,
故轴承1为压紧端,轴承2为放松端。
Fai=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)
3•如下图所示为二级蜗杆传动,已知蜗杆3的螺旋线方向为右旋,蜗轮4的转向如图所示,轴I为输入轴,试求:
(1)轴I和轴U的转向
(2)全部的蜗轮、蜗杆的螺旋线方向
(3)蜗轮2和蜗杆3所受各分力的方向
X
器的键启用C型键
(注:
要求蜗轮2与蜗杆3的轴向力方向相反)
题八图
答:
|]三-
(1)
联接,同时,键的
联轴
布置应与齿轮轴段处的键在同一母线上;
(2)轴承端盖与轴之间应有间隙并设计密封件;
(3)左边轴承轴段与轴承端盖轴段之间应设计一个阶梯,不应为同一直径轴,以便于轴承安装;
(4)左轴承端盖与轴承座间应有垫片;
(5)左端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度;
(6)齿轮宽度应略短于相应轴段长度1-2mm;
(7)齿轮轴上的键长应短于轴段长度;
(8)右端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度;
(9)、右轴承端盖与轴承座间应有垫片;
5.如图所示蜗杆蜗轮--级斜齿圆柱齿轮传动,I轴为输入轴,已知蜗杆1的转向m和蜗轮2的轮齿旋向如图所示。
(1)在图中标出齿轮2、4的转向(3分)
(2)为使中间轴U所受的轴向力可抵消一部分,试
确定斜齿轮3、4的轮齿旋向
(3分)_一
(3)在图中标出齿轮2、3所受的圆周力&、Ft3和轴向力Fa2、Fa3的方向。
(4分)
(1)齿轮2、4的如图所示。
(2)
(3)2、3两轮的各分力方向下
3轮右旋,4轮左旋。
图所示。
F32-OFt2区1―Ft3Fa3
一、选择题(每小题1分,共15分,请将答案填入下表中)
1、平键联接中的平键截面尺寸bxh是按—C—选定的。
A.转矩B.功率
C.轴径D.材料
2、带传动在工作时产生弹性滑动,是由于—C—
A.包角a1太小B.初拉力Fo太小
C.紧边与松边拉力不等D.传动过载
3、在一定转速下、要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷,应该—D—。
A.增大节距P和增加齿数Zi
B.增大节距P和减小齿数乙
C.减小节距P和减小齿数乙
D.减小节距P和增加齿数乙
4、在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载
荷的是B。
A.6208B.N208
C.30208D.51208
5、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.减轻带的弹性滑动B.提高带的寿命
C.改变带的运动方向D.使带具有一定
的初拉力
7、仅受预紧力F,作用的紧螺栓联接,其螺栓的计算应力bca=1.3F2,将拉应力增30%的原因是
刖1
考虑_C_。
A.安装时可能产生的偏心载荷B.载荷可能有波动
C.拉伸和扭转的复合作用D.螺栓材料的
机械性能不稳定
8在一般工作条件下,齿面硬度HBSW350的闭式钢制齿轮传动,通常的主要失效形式为
—B—。
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
9、一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Zi,bi>b2,其接触应力的大小关系是—C。
A.bH1 C.bH1=bH2 B.bHi>bH2 D.可能相等,也可能 不等 10、斜齿圆柱齿轮的法面模数 关系式,应该是C_ A.mn=mtsin3 C.mn=mtcos3 11、齿轮传动中,轮齿的生在_D_。 A.齿顶部分 分 C.齿根部分 分 须成对使用。 1深沟球 2.圆锥滚子轴承 3.推力球 4.圆柱滚子轴承 13、联接螺纹主要要求―③^—。 ①效率高②平稳性好③自锁性好 方便 14、带传动的主要失效形式是④。 ①弹性滑动②冲击载荷下传动带拉断③磨 损④打滑和疲劳破坏 15、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动最经常出现的 失效形式是①。 ①轮齿折断②齿面疲劳点蚀 ③齿面胶合 ④齿面磨损 16、某厂运输带由转速1440r/min的电动机通过三套减速装置来驱动, 其中a.双级直齿圆柱齿轮减速器;b.滚子链传动;c.V带传动。 这三套减速装置的排列次序宜采用③。 ①电动机fafbfcf运输带②电动机fbfa TCf运输带 ③电动机fcfafbf运输带④电动机fbf cfaf运输带 17、选择平键的剖面尺寸(bxh)是根据―一① ①轴的直径②传递的扭矩 ③轴的转速 ④轮毂长度 18、斜齿圆柱齿轮传动,螺旋角取得越大,则传动 的平稳性②。 ①越低②越高③没有影 响 19、在轴的结构设计中,轴的最小直径是按__①来初步确定的。 ①扭转强度②弯曲强度③轴段的长度 ④轴段上零件的孔径 20、直轴按其载荷性质可分为三种,只承受弯矩, 而不承受转矩的称心轴: 既承受弯矩又承受 转矩的称转轴。 二、填空题 1、带传动中,若主动轮圆周速度为V1,从动轮圆周 速度为V2,带的线速度为V,则三者关系是: _V1_>V>_V2_—。 2、蜗杆传动除了作强度计算外,还须作_热平衡计算,其根本目的在于防止胶合。 3、齿轮传动时,两轮轮齿的齿面接触应力相等, 而两轮轮齿的齿根弯曲应力不相等。 4、在设计V带传动时,V带的型号是根据小带轮转速ni和计算功率Pc选取的。 5、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—越大。 三、简答题(每小题5分,共10分) 1、有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置,试合理确定其传动布置顺序,并说明其原因。 答: V带传动T齿轮传动T链传动。 V带传动在高速级可使有效拉力小,并且可以缓冲吸振。 链传动在低速级传动的不均匀性和动载荷小。 四、分析题(每小题10分,共20分) 1、下图所示蜗轮蜗杆一斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置,蜗杆为主动件,若蜗杆1的转动方向如图中n1所示,蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。 试分析: (1)为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分,确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向; (2)在图中画出蜗轮2的圆周力Ft2、径向力Fr2和轴向力Fa2以及斜齿轮3的圆周力Ft3、径向力 五、计算题(共30分) 1、计算下图所示两个机构的自由度,若有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出。 (8分) 五、计算题 1、一机械传动装置,采用一对角接触球轴承,暂定轴承型号为7307AC。 已知轴承载荷Ri=1200N, R2=2050N,Fa=880N,转速n=5000r/min,运转中受中等冲击,预期寿命Lh=2000h,试问所选轴承型号是否恰当? (注: 70000AC型轴承的内部轴向力为0.7R;对70000AC型轴承,e=0.68;当A/R>e时, X=0.41、丫=0.87;当A/Re时,X=1、丫=0;fT=1;fF=1.5;7307AC轴承的径向额定动载荷C=32800 N。 )(14分) 0目Fa门O ■■ OO 解: (1)先计算轴承1、2的轴向力几、A2: 两个70000AC型轴承的内部轴向力为 510.7R0.71200840N 520.7民0.720501435N 因为S1Fa8408801720NS2 所以AS1Fa1720N,AS1840N (2)计算轴承1、2的当量动载荷: 70000AC型轴承e=0.68,而 所以X1=0.41、丫1=0.87;X2=0.41、丫2=0.87。 故径 向当量动载荷为 R0.4112000.878401222.8N F20.4120500.8517202302.5N (3)计算所需的径向额定动载荷C 因两端选择同样尺寸的轴承,而P2>F1,故应以 轴承2的径向当量动载荷P2为计算依据。 1/31/3 fpPL塑Lh1.52302.5605000200029130.05N 2fT106h1106 因为C2VC,故所选7307AC轴承合适。 2、某两端固定轴采用一对深沟球轴承(6208),已知轴上的轴向外载荷Fa=720N,径向外载荷Fr=2400N(对称布置),n=1440r/min,fF=1.2,fr=1。 额定动载荷C=29500N,额定静载荷G=18000 N,求该对轴承的寿命 求 (1)两轴承的轴向力A、A(4分) (2)两轴承的当量动载荷Pi、P2,并指出哪个是危险轴承? (6分) (3)计算轴承的寿命。 (4分) A/Co e a/r> e x y 0.0 0. 0. 2. 25 22 56 0 0.0 0. 1. 4 24 8 0.0
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