浙江工业大学机械设计习题卡下解析.docx
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浙江工业大学机械设计习题卡下解析
一、选择题:
1.一般工况的闭式齿轮传动的主要失效形式是 。
A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨损 D.齿面胶合
2.在闭式齿轮传动中,高速重载齿轮传动的主要失效形式是 。
A.轮齿疲劳折断 B.齿面疲劳点蚀 C.齿面胶合
D.齿面磨粒磨损 E.齿面塑性变形
3.对齿轮轮齿材料性能的基本要求是 。
A.齿面要硬,齿心要韧 B.齿面要硬,齿心要脆
C.齿面要软,齿心要脆 D.齿面要软,齿心要韧
4.对于一对材料相同的软齿面齿轮传动,常用的热处理方法是 。
A.小齿轮淬火,大齿轮调质 B.小齿轮淬火,大齿轮正火
C.小齿轮正火,大齿轮调质 D.小齿轮调质,大齿轮正火
5.材料为20Cr的硬齿面齿轮,适宜的热处理方法是 。
A.整体淬火 B.渗碳淬火 C.调质 D.表面淬火
6.对于齿面硬度大于350HBS的钢制齿轮,其加工的工艺过程一般为 。
A.加工齿坯—淬火—切齿—磨齿 B.加工齿坯—切齿—磨齿—淬火
C.加工齿坯—切齿—淬火—磨齿 D.加工齿坯—淬火—磨齿—切齿
7.在齿轮传动中,仅将分度圆压力角α增大,则齿面接触应力将 。
A.增大 B.不变 C.减小
8.斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数YFa和应力校正系数YSa应按 查图表。
A.实际齿数 B.当量齿数 C.不发生根切的最少齿数
9.一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时,如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同,则它们齿根弯曲应力的关系是 。
A.σF1>σF2 B.σF1=σF2 C.σF1<σF2 D.可能相等,也可能不相等
10.一减速齿轮传动,主动轮1用45钢调质,从动轮2用45钢正火,则它们齿面接触应力的关系是 。
A.σH1<σH2 B.σH1=σH2 C.σH1>σH2 D.可能相等,也可能不相等
11.一对标准圆柱齿轮传动,已知z1=20,z2=50,它们的齿形系数是 。
A.YFa1
12.有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数m1=5mm,齿数z1=30,齿轮2的模数m2=3mm,齿数z2=50,则 。
A.YFa1YSa1>YFa2YSa2 B.YFa1YSa1=YFa2YSa2 C.YFa1YSa1 13.提高轮齿的抗点蚀能力,不能采用 的方法。 A.采用闭式传动 B.加大传动的中心距 C.提高齿面的硬度 D.减小齿轮的齿数,增大齿轮的模数 14.对某一类机器的齿轮传动,选择齿轮精度等级,主要是根据齿轮的 。 A.圆周速度的大小 B.转速的高低 C.传递功率的大小 D.传递转矩的大小 15.在齿轮传动中,为了减小动载荷系数KV,可采取的措施有 A、D 。 A.提高齿轮的制造精度 B.减小齿轮的平均单位载荷 C.减小外加载荷的变化幅度 D.降低齿轮的圆周速度 16.直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以 的当量圆柱齿轮为计算基础。 A.小端 B.大端 C.齿宽中点处 17.直齿圆柱齿轮设计中,若中心距不变,增大模数m,则可以 。 A.提高齿面的接触强度 B.提高轮齿的弯曲强度 C.弯曲与接触强度均不变 D.弯曲与接触强度均可提高 18.一对相互啮合的圆柱齿轮,在确定齿宽时,通常使小齿轮比大齿轮宽5~10mm,其主要原因是 。 A.为使小齿轮强度比大齿轮大一些 B.为使两齿轮强度大致相等 C.为使传动平稳,提高效率 D.为便于安装,保证接触线承载宽度 19.闭式软齿面齿轮传动设计的方法为 。 A.按齿根弯曲疲劳强度设计,然后校核齿面接触疲劳强度 B.按齿面接触疲劳强度设计,然后校核齿根弯曲疲劳强度 C.按齿面磨损进行设计 D.按齿面胶合进行设计 20.下列措施中, 不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。 A.减轻加工损伤 B.减小齿面粗糙度 C.表面强化处理 D.减小齿根过渡圆角半径 二、填空题 1.在齿轮传动中,将轮齿齿顶修缘的目的是 ,将轮齿加工成鼓形齿的目的是 。 2.齿轮的弯曲疲劳强度极限σFlim和接触疲劳强度极限σHlim是经持久疲劳试验并按失效概率为 来确定的,试验齿轮的弯曲应力循环特性为 循环。 3.直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以 的当量圆柱齿轮为计算基础的。 4.对于开式齿轮传动,虽然主要失效形式是 ,但目前尚无成熟可靠的抗磨损计算方法,目前仅以 作为设计准则。 5.闭式软齿面齿轮传动中,齿面疲劳点蚀通常出现在 处,提高材料 可以增强轮齿抗点蚀的能力。 6.圆柱齿轮设计时,齿宽系数фd=b/d1,当b愈宽,承载能力愈 ,但使 愈严重。 选择фd的原则是: 两齿面均为硬齿面时,фd取偏 值;精度高时,фd取偏 值;对称布置比悬臂布置取偏 值。 7.在齿轮传动中,若一对齿轮采用软齿面,则小齿轮的材料硬度要比大齿轮的材料硬度高 HBS。 8.在齿轮传动中,主动齿轮所受的圆周力与啮合点处速度方向 ;而从动齿轮所受圆周力与啮合点处速度方向 。 三、思考简答题: 1.在不改变齿轮的材料和尺寸的情况下,如何提高轮齿的抗折断能力? 2.为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上? 在开式齿轮传动中,为什么一般不出现点蚀破坏? 如何提高齿面抗点蚀的能力? 3.在什么工况下工作的齿轮易出现胶合破坏? 如何提高齿面抗胶合的能力? 4.闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同? 为什么? 5.通常所谓软齿面与硬齿面的硬度界限是如何划分的? 软齿面齿轮和硬齿面齿轮在加工方法上有何区别? 为什么? 6.导致载荷沿轮齿接触线方向分布不均的原因有哪些? 如何减轻载荷分布不均的程度? 7.在进行齿轮强度计算时,为什么要引入载荷系数K? 载荷系数K由哪几部分组成? 各考虑了什么因素的影响? 8.配对齿轮(软对软,硬对软)齿面有一定量的硬度差时,对较软齿面会产生什么影响? 9.直齿轮传动与斜齿轮传动在确定许用接触应力[σH]时有何区别? 10.齿轮传动的常用润滑方式有哪些? 润滑方式的选择与齿轮圆周速度大小有何关系? 润滑油粘度的选择与齿轮圆周速度大小有何关系? 四、分析与设计计算题 1.一对标准直齿圆柱齿轮传动如图所示,已知: z1=20,z2=40,m=2.5mm,α=20º;传递功率P=1kW;转速n1=95.5r/min。 求: 从动轮所受力的大小和方向。 2.设有一对标准直齿圆柱齿轮,已知: z1=25,z2=60,m=5mm,齿形系数YFa1=2.72,YFa2=2.32;应力修正系数YSa1=1.58,YSa2=1.76;许用弯曲应力[σ]F1=320MPa,[σ]F2=300MPa;并且算得大齿轮的齿根弯曲应力σF2=280MPa。 试问: (1)哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高? 为什么? (2)两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够? 3.一对闭式标准直齿圆柱齿轮传动,已知: z1=20,z2=60,m=3mm,φd=1,小齿轮转速n1=950r/min。 若主、从动齿轮的[σ]H1=700MPa,[σ]H2=650MPa,节点区域系数ZH=2.5,弹性系数ZE=189.8 ;试按接触疲劳强度求该齿轮传动所能传递的功率。 4.图示为一两级斜齿圆柱齿轮减速器,已知: mn2=3mm,z2=48,β2=15º,mn3=5mm,z3=17。 试求: (1)确定齿轮2、3、4的轮齿旋向,要求 轴上两斜齿轮所受轴向力相互抵消,并求出β3的大小; (2)标出齿轮2、3所受各力的方向。 5.图示为一锥齿轮—斜齿圆柱齿轮组成的二级减速器。 已知I轴为输入轴,要求输出轴 按图示方向回转。 试求: (1)标出各轴的旋转方向; (2)为使轴II上齿轮2、3的轴向力相互抵消一部分,试确定齿轮3、4的旋向; (3)标出齿轮2、3所受各个分力的方向。 一、选择题 1.在蜗杆传动中,通常__为主动件。 A.蜗杆 B.蜗轮 C.蜗杆或蜗轮都可以 2.在蜗杆传动中,引进特性系数q的目的是__。 A.便于蜗杆尺寸的计算 B.容易实现蜗杆传动中心距的标准化 C.提高蜗杆传动的效率 D.减少蜗轮滚刀的数量,利于刀具标准化 3.计算蜗杆传动比时,公式__是错误的。 A.i=ω1/ω2 B.i=n1/n2 C.i=d2/d1 D.i=z2/z1 4.对于闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是__。 A.防止润滑油受热后外溢,造成环境污染 B.防止润滑油温过高使润滑条件恶化 C.防止蜗轮材料在高温下机械性能下降 D.防止蜗杆蜗轮发生热变形后正确啮合受到破坏 5.在蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对__来进行的。 A.蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度 B.蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度 C.蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度 D.蜗轮齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度 6.蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似,其中__为最易发生。 A.点蚀与磨损 B.胶合与磨损 C.轮齿折断与塑性变形 7.闭式蜗杆传动失效的主要形式是__。 A.齿面塑性变形 B.磨损 C.胶合 D.点蚀 8.起吊重物用的手动蜗杆传动,宜采用__蜗杆。 A.单头、小导程角 B.单头、大导程角 C.多头、小导程角 D.多头、大导程角 9.其它条件相同时,仅增加蜗杆头数,则滑动速度__。 A.增加 B.保持不变 C.减少 D.可能增加或减少 二、填空题 1.减速蜗杆传动中,主要的等效形式为____、____、____和___,常发生在____。 其中突出的失效形式为____,主要原因是______,因此,在选择蜗杆、蜗轮时,首先要求__________。 2.普通圆柱蜗杆传动中,右旋蜗杆与__旋蜗轮才能正确啮合,蜗杆的__模数和压力角应分别等于蜗轮__模数和压力角,且均等于等于标准值。 3.蜗杆传动中,由于___________,需要进行___计算,若不能满足要求,可采取____,_______,____________。 4.在润滑良好的情况下,蜗杆传动较理想的材料组合是____________,____________。 5.限制蜗杆的直径系数q是为了_____________。 直径系数q=__,式中参数_____为标准值。 6.在蜗杆传动中,蜗杆头数越少,则传动效率越_____,自锁性越_____,一般蜗杆头数取z1=_______。 三、分析计算题 1.某电梯传动装置中休用蜗杆传动,电机功率P=10kW,转速n1=970r/min,蜗杆传动参数z1=2,z2=60,q=8,η=0.8,m=8,试计算: (1)电梯上升时,标出电机转向; (2)标出蜗杆所受各力的方向; (3)计算蜗轮所受各力的大小。 2.如图所示为一蜗杆—圆柱斜齿轮—直齿圆锥齿轮三级传动。 已知蜗杆为主动件,且按图示方向转动。 试在图中绘出: (1)各轴的转向; (2)使Ⅱ、Ⅲ轴所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向; (3)轮2、4所受诸分力的方向。 一、选择题 1.非液体摩擦滑动轴承正常工作时,其工作面的摩擦状态是__。 A.完全液体摩擦状态 B.干摩擦状态 C.边界摩擦或混合摩擦状态 2.非液体摩擦滑动轴承主要失效形式为__。 A.工作表面磨损与胶合 B.轴承材料塑性变形 C.工作表面点蚀 D.轴承衬合金开裂 3.在非液体摩擦滑动轴承中,限制比压p的主要目的是__。 A.防止轴承衬材料过度磨损 B.防止轴承衬材料发生塑性变形 C.防止轴承衬材料因压力过大而过度发热 D.防止出现过大的摩擦阻力矩 4.在非液体摩擦滑动轴承中,校核pv值的目的是限制滑动轴承的__。 A.点蚀破坏 B.压溃 C.温升 D.过度磨损 5.温度升高时,润滑油的粘度__。 A.随之升高 B.保持不变 C.随之降低 D.不一定 6.两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为__。 A.液体摩擦 B.半液体摩擦 C.混合摩擦 D.边界摩擦 二、填空题 1.滑动轴承按受载荷方向的不同,可分为____和____;根据其滑动表面间润滑状态不同,可分为__________和__________;根据液体润滑承载机理的不同,又可分为__________和__________。 2.非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是______,设计时应验算项目的条件是____;____;____。 3.滑动轴承的轴瓦多采用青铜材料,主要是为了提高__能力。 4.两摩擦表面间的典型摩擦状态是___、_____和_______。 5.影响润滑油粘度的主要因素有____和____。 6.滑动轴承的润滑作用是减少____,提高____,轴瓦的油孔、油槽应该开在____部位。 三、判断题 ( )1.非液体摩擦滑动轴承主要失效形式是点蚀。 ( )2.非液体摩擦滑动轴承设计中验算比压p的目的是限制轴承发热。 ( )3.非液体摩擦滑动轴承设计中限制pv的主要目的是防止轴承因过热而胶合。 ( )4.滑动轴承设计中,适当选用较大的宽径比可以提高承载能力。 ( )5.滑动轴承轴瓦上的油沟,应开在非承载区。 四、分析计算题 1.有一混合润滑滑动轴承,轴径直径d=80mm,B/d=1.4,[p]=8MPa,[v]=3m/s,[pv]=15MPa·m/s,求当轴转速n=500r/min,此轴承允许的最大工作载荷。 2.某离心泵径向滑动轴承,已知直径d=60mm,轴的转速n=1500r/min,轴承的径向载荷F=2600N,轴承材料为ZQSn6-6-3,试依据不完全液体润滑滑动轴承计算方法校核该轴承是否可用。 如不可用,应如何改进(按轴的强度计算,轴颈直径不得小于48mm)? 一、选择题 1.必须成对使用。 A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承C.圆柱滚子轴承D.推力球轴承 2.若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转,则该轴承所受的当量动载荷__________基本额定动载荷。 A.大于B.等于C.小于 3.采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是__________。 A.提高轴承的旋转精度B.提高轴承的承载能力 C.降低轴承的运转噪声D.提高轴承的使用寿命 4.各类滚动轴承的润滑方式,通常可根据轴承的__________来选择。 A.转速nB.当量动载荷PC.内径与转速的乘积dnD.轴颈圆周速度v 5.跨距较大并承受较大径向负荷的起重机卷筒轴轴承应选用。 A.深沟球轴承 B.圆柱滚子轴承 C.调心滚子轴承 D.圆锥滚子轴承 6.不是滚动轴承预紧的目的。 A.增大支承刚度 B.提高旋转精度 C.减小振动与噪声 D.降低摩擦阻力 7.滚动轴承的接触式密封是。 A.毡圈密封 B.油沟式密封 C.迷宫式密封 D.甩油密封 8.向心推力轴承承受轴向载荷的能力与有关。 A.轴承宽度B.滚动体数目C.轴承的载荷角D.轴承的接触角 9.滚动轴承都有不同的直径系列(如: 轻、中、重等)。 当两向心轴承代号中仅直径系列不同时,这两轴承的区别在于。 A.内、外径都相同,滚动体数目不同B.内径相同,外径和宽度不同 C.内、外径都相同,滚动体大小不同D.外径相同,内径和宽度不同 二、填空题 1.滚动轴承一般由____、、和四部分组成。 2.如果滚动轴承没有保持架,两滚动体将直接接触。 相邻滚动体接触处产生较大的________而引起磨损。 3.向心推力轴承的与外圈滚道接触点(线)处的法线N-N与半径方向的夹角α叫做轴承的,它是承受轴向载荷能力的标志,其值越大,轴承承受轴向载荷的能力。 4.选择滚动轴承时,在载荷较大或有冲击时宜用轴承;在速度较高,轴向载荷不大时宜用轴承;当轴承极限转速不满足要求时,可采用提高轴承的、改善润滑和冷却条件等措施。 5.滚动轴承的主要失效形式是,其滚动体和滚道接触处大量重复地承受变化的______是产生此失效的原因。 6.说明下列型号滚动轴承的类型、内径、公差等级、直径系列和结构特点: 6306、51316、N316/P6、30306、6306/P5、30206,并指出其中具有下列特征的轴承: (1)径向承载能力最高和最低的轴承分别是_______和_______; (2)轴向承载能力最高和最低的轴承分别是_______和_______; (3)极限转速最高和最低的轴承分别是__________和__________; (4)公差等级最高的轴承是________________; (5)承受轴向径向联合载荷的能力最高的轴承是__________。 三、问答题 1.你所学过的滚动轴承中,哪几类滚动轴承是内、外圈可分离的? 2.什么是滚动轴承的基本额定动载荷C、基本额定静载荷C0、基本额定寿命L、当量动载荷P、当量静载荷P0? 3.滚动轴承中,各个元件一般采用什么材料及热处理工艺? 为什么? 4.为什么受纯轴向载荷高速运转的轴承不宜采用推力球轴承? 通常采用哪种轴承为宜? 5.为什么角接触球轴承(6000型)和圆锥滚子轴承(7000型)通常成对使用? 说明什么叫面对面安装及背靠背安装,各有什么特点,如何选用。 为什么调心轴承(10000型和20000型)也成对使用? 6.什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游隙? 常用哪些方法调整轴承游隙? 7.滚动轴承支承的轴系,其轴向固定的典型结构形式有三类: (1)两支点各单向固定; (2)一支点双向固定,另一支点游动;(3)两支点游动。 试问这三种类型各适用于什么场合? 8.滚动轴承的回转套圈和不回转套圈与轴或机座装配时所取的配合性质有何不同? 常选用什么配合? 其配合的松紧程度与圆柱公差标准中相同配合有何不同? 四、分析计算题 1.图示某轴用一对30309轴承支承。 轴上载荷F=6000N,Fa=l000N,已知,L1=100mm,L2=200mm,轴的转速n=960r/min,轴承受轻微冲击,载荷系数fp=1.2。 30309轴承特性参数: C=64800N;Co=61200N,内部轴向力Fd=Fr/2Y,Y=2.1。 试分析: e Fa/Fr≤e Fa/Fr>e 0.29 x y x y 1 0 0.4 2.1 (1)哪个轴承危险? (2)若预期寿命Lh’=15000h,该轴承能否合用? 2.某传动装置,根据工作条件决定采用一对角接触向心球轴承(如图),并暂定轴承型号为7307C,已知轴承径向载荷Fr1=1000N,Fr2=2060N,外部轴向力Fae=1200N,轴的转速为3500r/min,工作中受中等冲击。 若要求预期寿命Lh’=2500h,请核验所选轴承是否合用。 如果不合用,试另选合用的轴承。 五、结构题 1、按要求在给出的结构图中填画合适的轴承(图中箭头示意载荷方向)。 a)单向固定支承 b)双向固定支承 c)游动支承 d)游动支承 e)单-向固定支承 f)承受单向推力支承 2、图示为一对面对面安装的角接触球轴承支承的轴系,齿轮用油池润滑,轴承用脂润滑,轴端装有带轮。 试指出图中错误及不合理结构。 (注: 图中倒角及圆角不考虑) 一、填空题 1.根据所承受载荷的不同,轴一般可分为三种,其中_______________的轴称为______;而__________的轴称为心轴;__________的轴称为_____。 其中心轴又可分为_______和______两种。 2.根据轴线形状的不同,轴又可以分为______和_____两种,例如__________和_______。 3.作为主要的传动部件之一,轴的材料较多采用和,而经常采用热处理的方式提高抗疲劳强度,常用热处理方式如、和_____等,以及表面强化处理,如。 4.对轴进行结构设计时,轴的周向定位大多采用,而此外在一定场合还可以采用和等。 5.对轴进行结构设计时,轴的轴向定位大多采用_____、____或____等。 6.对轴进行设计时一般采用先初步结构设计,然后进行校核计算的方法。 通常必须进行的验算是,根据使用场合必要时还应该进行以及。 二、选择题 设计一根齿轮轴,材料采用45钢,两支点用向心球轴承支承,验算时发现轴的刚度不够,这时应___。 A.将球轴承改为滚子轴承B.将滚动轴承改为滑动轴承 C.换用合金钢制造轴D.适当增加轴的直径 2.当轴上安装零件要承受轴向力时,采用___来进行轴向定位时,所承受的轴向力较大。 A.圆螺母B.紧定螺钉C.弹性挡圈 3.增大轴在剖面过度处的圆角半径,其优点是___。 A.使零件轴向定位比较可靠B.降低应力集中C.使轴的加工方便 4.在轴的初步计算中,轴的直径是按______来初步确定的。 A.弯曲强度B.扭转强度C.轴段的长度D.轴段上零件的孔径 5.作用在转轴上的各种载荷中,能产生对称循环弯曲应力的是______。 A.轴向力B.径向力C.扭矩D.由不平衡质量所引起的离心力 6.按当量弯矩计算轴的强度时,公式 中,系数α是考虑___。 A.材料抗弯与抗扭的性能不同B.弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同 C.强度理论的要求 7.采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是。 A.提高轴承的承载能力B.降低轴承的运转噪音 C.提高轴承的运转精度D.防止轴在冲击振动下发生窜动 三、计算题: 图示一单向旋转的齿轮轴,从动齿轮为标准直齿圆柱齿轮。 已知模数为 ,齿数 ,分度圆压力角 ,齿轮传递的扭矩 ,轴的危险剖面抗弯截面模量 ,抗扭截面模量为 。 试求: (1)计算该齿轮受力(图中啮合点为A); (2)画出轴的弯矩图和扭矩图; (3)求轴危险截面的弯曲应力的应力幅 和平均应力 ; (4)求轴危险截面的扭转剪应力的应力幅 和平均应力 。 四、结构改错: 1.用编号指出下图中的错误,并作简单说明,提出修改意见。 (轴承采用脂润滑) 2.图示为某卷筒的驱动方案,判断五根轴的类型,并简单说明原因。
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