西华大学机械设计试题答案.docx
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西华大学机械设计试题答案
西华大学2005年机械设计试题答案
一、是非题(9小题,每小题1分,共9分。
正确的在()中写“T”,错误的在( )中写“F”)
1.某转轴采用40钢(
),经校核其扭转刚度不够,可改选高强度合金结构钢40Cr
,以提高刚度。
(F)
2.用普通平键时,键的截面尺寸b×h和键长L都是根据强度计算确定的。
(F)
3.强度计算主要有三种方法:
扭转强度条件计算,按弯扭合成进行强度条件验算,按疲劳强度条件进行校核。
对于每一根轴都必须经过这三种方法依次计算过,才能保证安全可靠。
(F)
4.变应力是由变载荷产生,也可能由静载荷产生。
(T)
5.V带横截面中两工作面之间的夹角为40°,所以带轮槽角也是40°。
(F)
6.同一减速器中,如果忽略效率不计,在工作过程中,则每个轴所传递的转矩是相等的。
(F)
7.紧的普通螺栓联接,其螺栓危险截面承受的只是拉应力。
(F)
8.螺纹的螺旋升角愈小,螺纹的自锁性能愈好。
(T) 9.计算蜗杆传动的啮合效率时,蜗杆和蜗轮齿面间的当量摩擦系数可根据两者的相对滑动速度选取。
(T)二、填空题〔每空1分,共12分〕
1.从防松工作原理来看,弹簧垫圈属于摩擦防松;止动垫圈与园螺母配用属于机械 防松措施。
2.已知某三线螺纹中径为9.5mm,螺距为1mm,则螺纹的导程为 3 mm。
3.按国家标准GB/292-93规定,代号为7210C的滚动轴承类型为角接触球轴承轴承,其内径为50 mm,直径系列为 轻 系列,C代表公称接触角15o,其精度为P0级。
4.平键的工作面为两侧面,工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩。
5.V带传动中带工作中最大应力产生在 紧边进入小带轮 处,其值为
。
三、问答题〔每题6分、计24分〕
1.分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。
(6分)
答:
普通螺纹自锁性能好,强度高(2分),主要用于连接(1分)。
梯形螺纹效率比矩形螺纹略低,但牙根强度较高,易于对中,磨损后可以补偿(2分);在螺旋传动中应用最普遍。
(1分)
2.齿轮传动的主要失效形式有哪些?
闭式和开式传动的失效形式有哪些不同?
(6分)
答:
轮齿的主要失效形式有五种:
轮齿折断、和疲劳点蚀、磨损、胶合和塑性变形,轮齿折断有疲劳折断和过载折断两种形式(3分)。
若设计正确、润滑条件良好,软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是疲劳点蚀(1分)。
硬齿面闭式齿轮传动是弯曲疲劳折断(1分)。
开式齿轮传动是磨损(1分)。
3.什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象?
可否避免?
它对带传动有何影响?
(6分)
答:
由带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动(2分)。
弹性滑动是带传动中不可避免的现象(2分)。
它会引起以下后果:
①从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度,并随载荷变化而变化,导致此传动的传动比不准确。
②损失一部分能量,降低了传动效率,会使带的温度升高,并引起传动带磨损。
(2分)
4.图1所示两级圆柱齿轮减速器的可能两种布置方案中,哪一种方案更合理?
为什么?
(6分)
方案一方案二
图1
答:
方案二更为合理(3分)。
原因之一是输入和输出的轴段长,原动机和工作机的振动和冲击对齿轮传动影响小(1分)。
原因之二是轴的扭转剪应力分布减弱了弯曲正应力的分布不均(2分)。
四、选择题:
把正确的选项代号填入()中(本题分5小题,每小题2分,共10分)
1.一减速齿轮传动,主动轮1用45号钢调质,从动轮用45号钢正火,则它们齿面接触应力的关系是 B 。
A.
B.
C.
2.带传动中紧边拉力为
,松边拉力为
,则其传递的有效圆周力
为C 。
A.
B.
C.
D.
3.用普通螺栓来联接的凸缘联轴器,在传递扭矩时 D 。
A.螺栓的横截面受剪切 B.螺栓与螺栓孔接触面受挤压
C.螺栓同时受剪切与挤压 D.螺栓受拉伸与扭转
4.一对斜齿圆柱齿轮传动中,A的计算值不应圆整。
A.分度圆直径 B.齿轮宽度 C.传动中心距a D.齿数z
5.蜗杆传动的传动比范围通常为D。
A.i12<1 B.i12<1或i12>1 C.i12=1~8 D.i12=8~80
五、分析计算题(共25分)
1.已知V带传动所传递的功率P=7.5kW,带速v=10m/s,现测得张紧力F0=1125N,试求紧边拉力F1和松边拉力F2各等于多少?
(5分)
答:
(1)有效圆周力
N〔2分〕
(2)
F1=1500N F2=750N〔3分〕
2.如图2所示为一正装30212圆锥滚子轴承,轴向外载荷FA=500N,径向载荷Fr1=6000N,Fr2=1000N,,试分别求两轴承的轴向力Fa1
、Fa2。
(派生的轴向力Fd=0.28Fr
)(10分)
图2
解如图2所示
Fd1=0.28Fr1=0.28×6000=1680N,方向向右〔2分〕
Fd2=0.28Fr2=0.28×1000=280N,方向向左〔2分〕
外部轴向力FA=500N方向向左
图2
因FA+Fd2=500+280=780N 〔2分〕 轴承1放松 Fa1=Fd1=1680N〔2分〕 轴承2压紧 Fa2=Fd1-FA=1680-500=1180N〔2分〕 2.有一滑动轴承,其轴颈直径d=100mm,B/d=1.4,[p]=8MPa,[V]=3? m/s,[pV]=15MPa.m/s,转速n=500r/min,问此轴承允许最大工作载荷为多少? (10分) 解: 〔2分〕 〔2分〕 所以 〔2分〕 由此得 〔2分〕 所以,允许最大工作载荷为80150N〔2分〕。 六、结构题(20分) 1.指出图3中的结构错误,并在轴线下侧画出其正确结构图。 (14分) 图3 解错误位置及正确结构图如图3所示。 其错误主要是: (1)伸出轴端(左端)的轴肩端面与轴承盖外侧之间的距离太短。 (2)轴承端盖与轴之间应留有间隙。 (3)左端轴承内圈和套筒装不上,也拆不下来。 (4)左圆锥滚子轴承应反装。 (5)轴承外圈与轴承座孔内壁间应有间距。 (6)与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长度。 (7)轴肩太高,轴承内圈无法拆卸。 图3 评分标准: 指出错误(7分),画出正确的下半部(7分)。 2.图4连接面受转矩作用,利用四个螺栓完成连接,重新布置螺栓组使其受力更为合理,并在右边画出铰制孔用螺栓连接结构示意图。 (6分) 图4 评分标准: 螺栓位置(2分),铰制孔用螺栓连接(4分)。 七.Additional Question(10 Marks) Findtheequivalentdynamicloadthata30215taperedrollerbearingcancarryat1000r/miniftherequiredratinglife10000hours.Thebearingissubjectedtolightshockandusinganapplicationfactorof1.0. Table taperedrollerbearing(GB/T272-93) BasicBearingNO. BearingDimensions BasicLoadRating Cr(kN) StaticLoadRating C0r(kN) Approx..SpeedLimit (r/min) d D B D1 30215 75 130 25 84 80.0 83.1 2800 Answer: kN
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