1、第 1 頁 ( 共 5 頁 )成績2013-06-08 參考答案上海大學 20122013學年 春季學期 試卷A課程名： 機械設計（2） 課程號： 09325010 學分： 3.0 應試人聲明： 我保證遵守上海大學學生手冊中的上海大學考場規則，如有考試違紀、作弊行為，愿意接受上海大學學生考試違紀、作弊行為界定及處分規定的紀律處分。應試人 應試人學號 應試人所在院系 題號一二三四五六七八九得分一、 是非題（對的填寫“”，錯的填寫“×”，每小題1分，共10分）1. 不完全液體潤滑滑動軸承的主要失效形式是點蝕。（×）2. 滾動軸承的潤滑方式通常是根據軸承的轉速n來選擇的。（

2、15;）3. 滾動軸承基本額定動載荷C是指其基本額定壽命為106轉時所能承受最大載荷（）4. 剛性聯軸器在安裝時要求兩軸嚴格對中，而撓性聯軸器在安裝時可以不考慮對中問題。（×）5. 多盤摩擦離合器的內摩擦盤做成蝶形能使離合器分離迅速。()6. 在鏈傳動設計時，鏈條的型號是通過抗拉強度計算公式而確定的。（×）7. 若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發生在小鏈輪上。（×）8. 在蝸桿傳動中，蝸桿頭數越少，則傳動效率越低，自鎖性越差。( × )9. 在計算蝸桿傳動的嚙合效率時，蝸桿和蝸輪齒面間的當量摩擦系數可根據兩者的相對滑動速度選取。( ) 10. 軸上安裝有

3、過盈連接零件時，應力集中將發生在軸上輪轂中間部位。（×）二、單項選擇題(在空格處填上正確選項的字母代號 ，每題1分，共10分) 1計算滑動軸承的最小油膜厚度hmin的目的是 A 。A.驗算軸承是否獲得液體摩擦； B.計算軸承的內部摩擦力； C.計算軸承的耗油量； D.計算軸承的發熱量。2在不完全液體摩擦滑動軸承中，限制比壓p的目的是 A 。A.防止軸承襯材料過度磨損； B.防止軸承襯材料發生塑性變形；C.防止軸承襯材料因壓力過大而過度發熱； D.防止出現過大的摩擦阻力矩。3. 下列四種型號的滾動軸承中，只能承受徑向載荷的軸承是 A 。AN208B6208C3208D512084. 在

4、結構設計時，對于工作溫度變化較小的短軸，軸承部件的軸向固定方式應采用C 。 A. 兩端游動 B. 一端固定一端游動 C. 兩端固定 D.無法確定5. 減速器的高速級與電機聯接時，常選用 D 聯軸器。 A 齒式 B 凸緣 C 十字滑塊 D彈性套柱銷6. 在下列四種軸承中， B 必須成對使用。A深溝球軸承 B圓錐滾子軸承 C推力軸承 D圓柱滾子軸承7鏈傳動張緊的目的主要是_ C _。A同帶傳動一樣 B提高鏈傳動工作能力C避免松邊垂度過大而引起嚙合不良和鏈條振動 D增大包角。8. 設計減速器中的軸，其一般設計步驟為_D_。A先進行結構設計，再作扭轉強度、彎扭合成強度和安全系數校核B按彎扭合成強度初估

5、軸徑，再進行結構設計，最后校核扭轉強度和安全系數C根據安全系數定出軸徑和長度，再校核扭轉強度、彎扭合成強度D按扭轉強度初估軸徑，再進行結構設計，最后校核彎扭合成強度和安全系數9設計蝸桿傳動時,增大蝸桿導程角的數值,可以提高_A_。 A傳動效率； B傳動功率； C蝸桿剛度； D蝸桿圓周速度。10. 滾動軸承的正常失效形式是 B ，設計時要按其進行軸承的壽命計算。A磨損 B點蝕破壞 C塑性變形 D磨損和膠合 注：教師應使用計算機處理試題的文字、公式、圖表等；學生應使用水筆或圓珠筆答題。第 2 頁 ( 共 5 頁 )三、簡答題（共6題，合計30分）1流體形成動壓的必要條件是什么？寫出流體動壓基本方程

6、。（6分）答：(1) 相對運動的兩表面必須構成收斂的楔形間隙；(2) 兩表面必須有一定的相對速度，其運動方向應使潤滑油從大口流入、從小口流出；(3) 潤滑油必須具有一定的粘度，且供油要充分。3分 流體動壓基本方程： 3分2試寫出7211B軸承代號的含義 。（6分）答：7 代表角接觸球軸承,02代表尺寸系列,11代表內徑d=55mm,B代表公稱接觸角=40°, 公差等級為“0”級,游隙組為“0”。 每項1分3.在下列情況下，選擇哪類聯軸器較好？試舉出一種聯軸器的名稱？ （4分）（1） 載荷不平穩且具有較大沖擊和振動；（2） 載荷平穩，沖擊輕微，兩軸易于準確對中，同時希望聯軸器的壽命較長

7、；（3） 載荷比較平穩，沖擊不大，但兩軸軸線具有一定程度的相對偏差；（4） 機器在運轉過程中載荷較平穩，但可能產生很大的瞬時過載，導致機器損壞。答：（1）選有彈性元件的撓性聯軸器；如彈性柱銷聯軸器等； （2）選剛性聯軸器；如凸緣聯軸器等； （3）選無彈性元件撓性聯軸器；如齒式聯軸器等； （4）選安全聯軸器；如剪切銷安全聯軸器。 每項1分4影響鏈傳動動載荷的主要參數是什么？設計中應如何選擇？（6分）答：影響鏈傳動動載荷的主要參數是鏈輪齒數z，鏈節距p和鏈輪轉速n。設計中采用較多的鏈輪齒數、較小的鏈節距，并限制鏈輪轉速不要過高，對降低動載荷都是有利的。每個參數1分，每項措施1分5.經校核發現軸的疲

8、勞強度不符合要求時，在不增大軸徑的條件下，可采取哪些措施來提高軸的疲勞強度？（5分）答：可采取的措施有：增大過渡圓角半徑；對軸的表面進行熱處理和表面硬化加工處理；提高表面加工質量；用開卸載槽等方法降低過盈配合處的應力集中程度；改進軸的結構形狀等。 每項1分6.閉式蝸桿傳動如果在熱平衡計算時不能滿足溫度的要求,則常采用哪些措施以提高散熱能力？ （3分）答：常用的散熱措施有：（1）加散熱片以增大散熱面積；（2）在蝸桿軸端加裝風扇以加速空氣的流通；（3）在傳動箱內裝循環冷卻管路。 每項1分第 3 頁 ( 共 5 頁 )1）計算兩軸承的當量動載荷P1和P2 計算軸承的支反力（徑向力） 4分 計算軸承的

9、軸向載荷： 2分 3分計算軸承的當量動載荷 4分 2）因為P2>P1，根據當量動載荷與壽命成反比，所以軸承2的壽命較短。1分3）設軸承的載荷由P2減小一半為P，即P= P2/2，相應的軸承壽命為L ,則: 4分即軸承的載荷減小一半，軸承壽命將提高到原來的10倍多。四、計算題（共3題，合計40分）1下圖所示的傳動軸的兩端用一對正安裝圓錐滾子軸承支承，其上安裝一蝸輪。已知蝸輪的分度圓直徑d=360mm，其上所受各分力大小和方向為：圓周力Fte=6000N（向外），徑向力Fre=2000N（向下），軸向力Fae=1000N（向右），兩軸承支承點的跨距L=400mm，齒輪位置尺寸如圖所示，載荷系

10、數為fp=1.1 。試：1）求出兩軸承的當量動載荷P1和P2；2）哪個軸承的壽命短，為什么？3）在其他條件不變情況下，若把軸承1的當量動載荷減小一半，其壽命變為原來的多少倍？ 已知數據：圓錐滾子軸承的派生軸向力Fd=Fr/(2Y)，e=0.4。當Fa/Fre時：X=1,Y=0；當Fa/Fr>e時：X=0.5,Y=2.2 。 （18分）第 4頁 ( 共 5 頁 )2. 有一雙輪手推車如圖所示。已知車上載荷Q=5000N（包括車身自重），輪軸材料采用Q235，設許用彎曲應力為=100MPa，試計算輪軸直徑。（6分）解：軸的受力圖如解圖所示，軸上作用力： 2分軸上最大彎矩： 1分 2分圓整后輪

11、軸直徑可取d=30mm。 1分3.圖示為蝸桿圓錐齒輪二級傳動裝置。（1）已知輸出軸的轉速方向如圖，為了使軸上的軸向力盡量小，試判別蝸桿1、蝸輪2的轉向和旋向。（2）已知T1=16N.m ，模數m1=m2= 4mm,q=10,Z1=2,Z2=80,當量摩擦系數fv=0.1，試確定：該蝸桿傳動是否有自鎖能力；計算該蝸桿傳動的嚙合效率；計算蝸桿1、蝸輪2的各分力的大小并標出它們的方向。（16分） 解：1.蝸桿1、蝸輪2為右旋；轉向如圖. 3分2.tg=Z1/q =2/10 =11.31° 當量摩擦角v=argctg(0.1)=5.71° v 沒有自鎖能力 效率=tan/tan(+

12、v)=0.6534=65.34% 4分Ft1=Fa2=2T1/d1=2×16000/4×10=800N; T2=i12×T1×=40×16×0.6534=418.176 N.mFt2=Fa1=2T2/d2=2×418176/(4×80)=2613.6 N; Fr1=Fr2=Ft2×tan20°=951.3 N 6分 各力方向如圖 3分第 5頁 ( 共 5 頁 )五、結構分析題： 1、如圖所示為一對正安裝的角接觸球軸承支承的軸系，齒輪用油池潤滑，軸承用油潤滑，軸端裝有帶輪，試指出圖中10處標有序號的錯誤及不合理結構的原因。（注：不要考慮圖中的倒角及圓角）（10分）答：1.帶輪左側軸向固定不可靠，安裝帶輪的軸段應比帶輪的輪轂長度短23mm；2.帶輪無周向固定，應安裝一平鍵；3.帶輪右側無軸向定位，應在此設一軸肩；4.軸承透蓋中無密封裝置，且與軸直接接觸，缺少間隙；5.左右軸