1、上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 1机机 械械 设设 计计教师：张立强教师：张立强邮箱：邮箱：http:/ 机械工程学院机械工程学院Page 22017年年机械设计机械设计A期末考试期末考试考试题型及分值分配考试题型及分值分配一、一、选择题（选择题（20分分）：每题）：每题1分共分共20分分二、简答题（二、简答题（15分）：分）：3小题共计小题共计15分分四、计算题（四、计算题（40分）：分）：4大题共计大题共计40分分五、改错题（五、改错题（10分）：分）：1小题共计小题共计10分分三、分析题（三、分析题（15分分）：）：2大题共计大题共计15分分上海工程技
2、术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 3知识回顾和问题知识回顾和问题知识回顾知识回顾:1 1、知道了、知道了“学什么，为什么学，如何学学什么，为什么学，如何学”的问题；的问题；2 2、几个名词和概念；、几个名词和概念；3 3、机械设计的总体原则和一般程序；、机械设计的总体原则和一般程序；4 4、零件设计的一般程序。、零件设计的一般程序。问题：问题：1、本课程的研究对象是什么？主要任务是什么？、本课程的研究对象是什么？主要任务是什么？2、从功能方面谈谈机械的组成。、从功能方面谈谈机械的组成。3、什么叫机械零部件的失效？、什么叫机械零部件的失效？上海工程技术大学上海工程技术大学
3、 机械工程学院机械工程学院Page 4知识回顾和问题知识回顾和问题知识回顾知识回顾:1 1、零件简化极限应力图、零件简化极限应力图/K0/2KO45C(s,0)m135GA(0,1)M(me,ae)DAD(0/2,0/2)aG45OBs45CmBGADa如图如图 AB曲线上的点曲线上的点对应着不同应力循对应着不同应力循环特性环特性下的材料疲下的材料疲劳极限劳极限上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 5知识回顾和问题知识回顾和问题2 2、单向稳定变应力时的疲劳强度计算：、单向稳定变应力时的疲劳强度计算：=C=C、m m=C=C、minmin=C=C的疲劳强度校核。的
4、疲劳强度校核。判断零件的应力变化规律判断零件的应力变化规律1计算出计算出m和和a3表示工作应力点表示工作应力点4判断工作应力判断工作应力力点所在区域力点所在区域5计算出极限应力计算出极限应力63、摩擦、磨损及润滑相关知识，特别讨论了其在汽车上的、摩擦、磨损及润滑相关知识，特别讨论了其在汽车上的应用。应用。求出危险截面的求出危险截面的max和和min2上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 6知识回顾和问题知识回顾和问题问题问题:1、影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？、影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？2、单向稳定变应力时机械零件的疲劳强度如何计算？单向稳定变
5、应力时机械零件的疲劳强度如何计算？3、摩擦、磨损和润滑的定义是什么？摩擦、磨损和润滑的定义是什么？4、论述汽车中的摩擦、磨损现象，如何减少摩擦磨损？、论述汽车中的摩擦、磨损现象，如何减少摩擦磨损？5、奇思妙想：奇思妙想：公共汽车经常要进行刹车，如何把刹车损公共汽车经常要进行刹车，如何把刹车损失的能量收集起来，转化成动力？失的能量收集起来，转化成动力？上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 7知识回顾和问题知识回顾和问题知识回顾知识回顾:1 1、单个螺栓连接的强度计算：失效形式、松螺栓连接；、单个螺栓连接的强度计算：失效形式、松螺栓连接；2 2、螺纹连接的预紧与放松；
6、、螺纹连接的预紧与放松；3 3、螺纹连接的类型及螺纹连接件；、螺纹连接的类型及螺纹连接件；4 4、螺纹的形成及分类。、螺纹的形成及分类。问题：问题：1、按照牙型，螺纹可以分为哪些类型？如何选用？、按照牙型，螺纹可以分为哪些类型？如何选用？2、螺纹连接的主要类型有哪些？、螺纹连接的主要类型有哪些？3、螺纹连接预紧的目的是什么？如何进行防松？、螺纹连接预紧的目的是什么？如何进行防松？4、单个螺栓连接的失效形式是什么？、单个螺栓连接的失效形式是什么？5、提高螺纹连接强度的措施？、提高螺纹连接强度的措施？上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 8知识回顾和问题知识回顾和问题
7、1 1、单个螺栓连接的强度计算，单个螺栓连接的强度计算，F F0 0、F F2 2，5 5点讨论；点讨论；2 2、螺栓组连接的设计、螺栓组连接的设计受横向载荷螺栓组连接，受轴向载荷螺受横向载荷螺栓组连接，受轴向载荷螺栓组连接，受扭矩螺栓组连接；受倾覆力矩螺栓组连接栓组连接，受扭矩螺栓组连接；受倾覆力矩螺栓组连接；3 3、提高螺栓连接强度的措施（主要四个方面）、提高螺栓连接强度的措施（主要四个方面）；4 4、螺旋传动的特点、分类与应用；滑动螺旋传动的设计。、螺旋传动的特点、分类与应用；滑动螺旋传动的设计。mbbcCCCFFKFFFFFFF000125 5、预紧力、预紧力F F0 0=?=?总载荷
8、总载荷F F2 2=?=?FF1F2FKFfFKFFFFFFFCc)1(1000212又上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 9知识回顾和问题知识回顾和问题知识回顾知识回顾:1 1、键连接的类型和构造；、键连接的类型和构造；2 2、键连接的强度校核，键的选择；、键连接的强度校核，键的选择；3 3、花键连接、无键连接和销连接、花键连接、无键连接和销连接；4 4、键连接的失效形式。、键连接的失效形式。上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 10知识回顾和问题知识回顾和问题问题问题:1 1、平键联接的失效形式是什么？经校核若强度不够时，应平键
9、联接的失效形式是什么？经校核若强度不够时，应采取哪些措施？采取哪些措施？2 2、按齿形分，花键分为哪几类？如何选择应用？按齿形分，花键分为哪几类？如何选择应用？3、普通平键的工作面是什么？、普通平键的工作面是什么？上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 111 1）带传动的类型、工作原理、特点、应用。）带传动的类型、工作原理、特点、应用。2 2）带传动的受力分析、应力分析与应力分布图、弹性滑动和）带传动的受力分析、应力分析与应力分布图、弹性滑动和打滑的基本理论。打滑的基本理论。3 3）带传动的失效形式、设计准则、普通）带传动的失效形式、设计准则、普通 V V 带传动
10、的设计计带传动的设计计算方法和参数选择原则，带的张紧。算方法和参数选择原则，带的张紧。问题：问题：3 3）带传动的设计步骤与方法是什么？）带传动的设计步骤与方法是什么？1 1）弹性打滑与打滑有何区别？）弹性打滑与打滑有何区别？2 2）带传动的主要失效形式是什么？）带传动的主要失效形式是什么？4 4）V V带传动设计的评价指标是什么？带传动设计的评价指标是什么？知识回顾和问题知识回顾和问题上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 12三三、设计数据及内容设计数据及内容设计数据设计数据设计内容设计内容四四、设计步骤与方法设计步骤与方法 根据根据Pca、n1选择带型号选择带
11、型号 确定计算功率确定计算功率Pca：PKPAca P、n1、n2(i)传动位置要求（中心距传动位置要求（中心距a）工作条件等工作条件等带：型号、根数、长度带：型号、根数、长度轮：直径、结构尺寸轮：直径、结构尺寸轴压力轴压力Q等等小轮直径小轮直径D1min，要求要求D1D1min)1(12 DiD验算带速验算带速V 定带轮直径定带轮直径D1和和D2工作情况系数见工作情况系数见表表8-7 根据计算根据计算功率查表功率查表上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 13100060/11 nDV 要求要求:最佳带速最佳带速V=2025m/sV太小太小:由由P=FeV可知，传
12、递同样功率可知，传递同样功率P时，圆周力时，圆周力Fe太大，寿命太大，寿命 V太大太大:离心力太大，带与轮的正压力减小，摩擦力离心力太大，带与轮的正压力减小，摩擦力，承载能力，承载能力知识回顾和问题知识回顾和问题上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 14 求中心距求中心距a和带的基准长度和带的基准长度Ldb)由由a0定计算长度定计算长度:02122104)()(22aDDDDaLd c)按相关表定相近的基准长度按相关表定相近的基准长度Lda)初选初选a0：)(2)(7.021021DDaDD 20ddLLaa d)由由Ld求实际中心距求实际中心距:e)考虑到中心距
13、调整、补偿考虑到中心距调整、补偿F0，中心距，中心距a应有一个范围。应有一个范围。验算小轮包角验算小轮包角:3.57180121aDD)90(1201 不满足则采取措施：不满足则采取措施：1）a(i一定一定)2）加张紧轮）加张紧轮计算带的根数计算带的根数Z：KKKPPPZLca)(00 上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 15 求带作用于轴的压力求带作用于轴的压力Q2sin210 ZFQ zF0Q1zF0QzF0zF0 确定带的初拉力确定带的初拉力F0（单根带）（单根带）20)5.2(500VqKKVZPFca q单位带长单位带长的质量的质量知识回顾和问题知识回
14、顾和问题上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 16评价评价1 ZVFQF0a小小241020小小适当适当120知识回顾和问题知识回顾和问题上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 171 1）齿轮传动的设计准则。）齿轮传动的设计准则。2 2）齿轮传动的计算载荷。）齿轮传动的计算载荷。3 3）直齿圆柱齿轮轮齿受力分析和齿根弯曲疲劳强度计算。）直齿圆柱齿轮轮齿受力分析和齿根弯曲疲劳强度计算。问题：问题：3 3）如何进行直齿圆柱齿轮受力分析？）如何进行直齿圆柱齿轮受力分析？1 1）齿轮传动的设计准则是什么？）齿轮传动的设计准则是什么？2 2）载
15、荷系数）载荷系数K K代表的意义是什么？代表的意义是什么？4 4）齿根弯曲疲劳强度计算的校核公式中有哪些影响参数？）齿根弯曲疲劳强度计算的校核公式中有哪些影响参数？Fnc=K Fn KKKKKvA 载荷系数：载荷系数：FdsaFaFZmYYYKT22131 知识回顾和问题知识回顾和问题上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 181 1、直齿圆柱齿轮传动的强度计算：轮齿的受力分析，齿根、直齿圆柱齿轮传动的强度计算：轮齿的受力分析，齿根弯曲疲劳强度计算和齿面接触疲劳强度计算。弯曲疲劳强度计算和齿面接触疲劳强度计算。2 2、强度计算的计算说明，设计参数的选择，齿轮精度等级
16、、强度计算的计算说明，设计参数的选择，齿轮精度等级；3 3、标准斜齿轮和标准锥齿轮的强度计算；、标准斜齿轮和标准锥齿轮的强度计算；1 1、齿向载荷分布系数、齿向载荷分布系数K K的主要影响因素是什么？的主要影响因素是什么？2、在齿根弯曲疲劳强度计算在齿根弯曲疲劳强度计算的设计公式中相关参数如何的设计公式中相关参数如何取？取？K K、Z Z1 1、d d、Y YFaFaY YSaSa/F F123 3、如图所示一对标准斜齿圆柱齿轮传动，分析、如图所示一对标准斜齿圆柱齿轮传动，分析主动轮（右旋）主动轮（右旋）1 1的轴向力？的轴向力？1知识回顾和问题知识回顾和问题上海工程技术大学上海工程技术大学 机械工程学院机械工程学院Page 191 1、齿轮传动的失效形式；、齿轮传动的失效形式；1 1）轮齿折断）轮齿折断闭式硬齿面闭式硬齿面齿轮的主要失效形式齿轮的主要失效形式2 2）齿面疲劳点蚀）齿面疲劳点蚀闭式软齿面闭式软齿面齿轮的主要失效形式齿轮的主要失效形式3）齿面磨损）齿面磨损开式开式齿轮的主要失效形式齿轮的主要失效形式4）齿面胶合）齿面胶合高速重载高速重载齿轮的主要失效形式齿轮的主要失效形式
