1、2010機械設計試卷A第 頁共21頁誠信應考,考試作弊將帶來嚴重后果!華南理工大學期末考試注意事項:2010機械設計試卷(A)題號一二三四總分得分評卷人考前請將密封線內填寫清楚；所有答案請直接答在試卷上；3考試形式：閉卷；4.本試卷共四大題，滿分100分，考試時間120分鐘。業專不內線封密、說明零件標記的正確含義或給出正確標注(每題1分，共10分)(1)螺栓M16xl00GB/T5781-20002)3)4)5)6)7)8)鍵10 x25GB/T1096-2003銷10 x100GB/T117-2000A1000GB/T11544-1997SPB2240GB/T11544-199708A-1-

2、87GB/T1243-1997內徑為40mm,03尺寸系列的深溝球軸承，0級公差，正常結構，0組游隙。內徑為35mm，19尺寸系列的角接觸球軸承，5級公差，接觸角為40。，0組游隙。(9)內徑為120mm，32尺寸系列的調心滾子軸承，0級公差，正常結構，2組游隙。J30 x60YL6聯軸器GB/T5843-2003JB28x441、非標準件簡答題與填空題(每題2.5分，共10分)1)電動機通過三套減速裝置驅動運輸帶，三套減速裝置為：圓柱齒輪減速器、套筒滾子鏈傳動和V帶傳動，其排列次序應如何？為什么？TOC o 1-5 h z鏈輪齒形的設計應保證:盡量減少鏈節與鏈輪嚙合時的；有一定能力適應鏈條因

3、而導致的節距增長；方便蝸桿傳動特點是:能實現大的傳動比，具有，但由于在嚙合齒面間產生很大的相對滑動速度，且常需耗用，故不適用于和工作的傳動。按其滑動表面間潤滑狀態的不同，可分為，和。三、設計計算題(1)一壓力容器的螺栓組連接如下圖所示。已知容器的工作壓力p=12MPa，容器內徑D=78mm,螺栓數目z=6，采用橡膠墊片。試確定螺栓直徑的最小值。已知參數與公式：1)剩余預緊力F”=1.FF為工作拉力；2)連接件與被連接件剛度系數:CC/(C+C2)=0.9,C2/(C1+C2)=0.1；3)預緊力F二F+C2CF；4)b=230.77MPa。12(15分)三(1)題圖(2)二級斜齒圓柱齒輪傳動中

4、，齒輪4轉動方向如下圖所示，已知I軸為輸入軸，齒輪4為右旋齒。為使中間軸II所受的軸向力抵消一部分，試在圖中標出：各輪的輪齒旋向；各輪軸向力尸八巧2、巧3、Fa4的方向。(10分)三(2)題圖（3）一傳動裝置，采用一對角接觸球軸承，并暫定軸承型號為7307AC,其額定動載荷為C=32800N。已知軸承載荷R1=1200N，R2=2050N，FA=880N,轉速n=5000r/min,運轉中受中等沖擊，預期壽命Lh=2000h,試通過計算判斷所選軸承型號是否恰當？已知參數：1）70000AC型軸承e=0.68；2）內部軸向力S=0.7R；3）A/Re時，X=0.41、Y=0.87；3）軸承的溫度

5、系數f=1；軸承的載荷系數f=1.5。（20分）Ji三（3）題圖四、其他設計問題（1）寫出形成流體動壓潤滑的3個必要條件，并判斷下圖中哪些可以形成流體動壓潤滑。（10分）仮）（b）（c）（d）題四（1）圖（2）試繪出帶傳動應力分布圖，說明各種應力變化情況，并指出最大應力的位置和最小應力的區間。（10分）(3)寫出3種螺紋摩擦防松的方式。(5分)在圖下的錯誤分析行中，按編號指出箱體軸承座部位的設計錯誤，在正確圖例中簡單并繪制正確結構。(10分)2010機械設計試題(A)五、說明零件標記的正確含義或給出正確標注(每題1分，共10分)螺栓M16x100GB/T5781-2000答：公稱直徑16mm,

6、長100mm全螺紋六角頭螺栓標記為：鍵10 x25GB/T1096-2003答：圓頭普通平鍵(A型)，b=10mm,h=8mm,l=25mm銷10 x100GB/T117-2000答：直徑為10mm,長為100mm,材料為35號鋼，熱處理硬度為HRC2838,不經表面處理的圓錐銷：A1000GB/T11544-1997答：基準長度為1000mm的普通A型V帶：SPB2240GB/T11544-1997答：基準長度為2240mm的SPB型窄V帶：08A187GB/T12431997答:A系列、節距12.7mm、單排、87節的滾子鏈：內徑為40mm,03尺寸系列的深溝球軸承，0級公差，正常結構，0

7、組游隙。答：6308內徑為35mm,19尺寸系列的角接觸球軸承，5級公差，接觸角為40。，0組游隙。答：71907B/P5內徑為120mm,32尺寸系列的調心滾子軸承，0級公差，正常結構，2組游隙。23224/C2J30 x60YL6聯軸器GB/T5843-2003JB28x441答：主動端為J型軸孔，A型鍵槽，d=30mm,L=60mm；從動端為J型軸孔，B型鍵槽，d=28mm，L=44mm的凸緣聯軸器六、非標準件簡答題與填空題(每題2.5分，共10分)電動機通過三套減速裝置驅動運輸帶，三套減速裝置為：圓柱齒輪減速器、套筒滾子鏈傳動和V帶傳動，其排列次序應如何？為什么？答：V帶傳動-齒輪傳動

8、-鏈傳動。帶傳動吸振、平穩，放在初始端；齒輪傳動準確，放在中間；鏈傳動瞬時傳動比不準，容易振動，放在最后端。鏈輪齒形的設計應保證：盡量減少鏈節與鏈輪嚙合時的沖擊和接觸應力；有一定能力適應鏈條因磨損而導致的節距增長；方便加工制造和安裝。蝸桿傳動特點是：能實現大的傳動比，結構緊湊，傳動平穩，噪聲低，具有自鎖性，但由于在嚙合齒面間產生很大的相對滑動速度，摩擦發熱大，傳動效率低，且常需耗用有色金屬，故不適用于大功率和長期連續工作的傳動。按其滑動表面間潤滑狀態的不同，可分為液體潤滑軸承，不完全液體潤滑軸承和無潤滑軸承。七、設計計算題（1）一壓力容器的螺栓組連接如下圖所示。已知容器的工作壓力p=12MPa

9、，容器內徑D=78mm,螺栓數目z=6，采用橡膠墊片。試確定螺栓直徑的最小值。已知參數與公式：1）剩余預緊力F”=1.6F,F為工作拉力；2）連接件與被連接件剛度系數:C/(C+C2)=0.9,C2/(C1+C2)=0.1；3)預緊力FCyF；4)6=230.77MPa。12（15分）/鬥：、.1中tttft/*i&=13.35mm1兀Q兀x230.77M16。解畢。（2）一二級斜齒圓柱齒輪傳動中，齒輪4轉動方向如下圖所示，已知I軸為輸入軸，齒輪4為右旋齒。為使中間軸II所受的軸向力抵消一部分，試在圖中標出：（1）各輪的輪齒旋向；（2）各輪軸向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。（10分）

10、三（2）題圖答：見圖（3）傳動裝置,其額定動載荷為C=32800N。已知軸承載荷R1=1200N,R2=2050N,FA=880N,轉速n=5000r/min,運轉中受中等沖擊，預期壽命Lh=2000h,試通過計算判斷所選軸承型號是否恰當？已知參數：1）70000AC型軸承e=0.68；2）內部軸向力S=0.7A；3）A/Re時，X=0.41、Y=0.87；3）軸承的溫度系數f=1；軸承的載荷系數f=1.5。（20分）u三(3)題圖解：(1)先計算軸承1、2的軸向力AA2(參見圖18-6b)S二0.7A二0.7x1200二840N11S二0.7A二0.7x2050二1435N22A_840R_

11、12001_0.70.68A2R217202050_0.840.68因為S+F_840+880_1720NS1A2所以A_S+F_1720N21A而A_S_840N11(2)計算軸承1、2的當量動載荷可得X=0.41、Y=0.87；X2=0.41、丫2=0.87。故徑向當量動載荷為P_0.41x1200+0.87x840_1222.8N1P_0.41R+0.85A沁2336.9N222計算所需的徑向額定動載荷C因兩端選擇同樣尺寸的軸承，而P2P1，故應以軸承2的徑向當量動載荷P2為計算依據。按式:fP(60nJP2fI106T1/3Lh丿1.5x2336.9(60 x50001I106A1/3

12、x2000丿沁29565.3Nvc故所選7307AC軸承合適。八、其他設計問題寫出形成流體動壓潤滑的3個必要條件，并判斷下圖中哪些可以形成流體動壓潤滑。（10分）(c)(d)題四（1）圖答：（1）兩摩擦表面必須有一定的相對滑動速度；（2）充分供應具有適當粘度的潤滑油；（3）相對運動的兩表面應當形成收斂的楔形間隙，即使潤滑油由大口流入、小口流出。a、do（2）試繪出帶傳動應力分布圖，說明各種應力變化情況，并指出最大應力的位置和最小應力的區間。（10分）答:（3）寫出3種螺紋摩擦防松的方式。（5分）（4）在圖下的錯誤分析行中，按編號指出箱體軸承座部位的設計錯誤，在正確圖例中簡單并繪制正確結構。（1

13、0分）錯誤圖例錯誤分析錯誤編號說明1234正確圖例答:錯誤分析錯誤編號說明1普通螺栓連接時應留有間隙2軸承座及加強肋設計未考慮拔模斜度3軸承蓋螺釘不能設計在剖分面上4螺母支承面處應設加工凸臺或魚眼坑5螺栓連接應考慮防松，加墊片2010機械設計試題（A）九、說明零件標記的正確含義或給出正確標注（每題1分，共10分）（21）螺栓M16x100GB/T5781-2000答：公稱直徑16mm,長100mm全螺紋六角頭螺栓標記為：（22）鍵10 x25GB/T1096-2003答：圓頭普通平鍵（A型），b=10mm,h=8mm,l=25mm（23）銷10 x100GB/T117-2000答：直徑為10m

14、m,長為100mm,材料為35號鋼，熱處理硬度為HRC2838,不經表面處理的圓錐銷：（24）A1000GB/T11544-1997答：基準長度為1000mm的普通A型V帶：（25）SPB2240GB/T11544-1997答：基準長度為2240mm的SPB型窄V帶：（26）08A187GB/T12431997答:A系列、節距12.7mm、單排、87節的滾子鏈：（27）內徑為40mm，03尺寸系列的深溝球軸承，0級公差，正常結構，0組游隙。答：6308（28）內徑為35mm，19尺寸系列的角接觸球軸承，5級公差，接觸角為40。，0組游隙。答：71907B/P5（29）內徑為120mm，32尺寸

15、系列的調心滾子軸承，0級公差，正常結構，2組游隙。23224/C2J30 x60（30）YL6聯軸器GB/T5843-2003JB28x441答：主動端為J型軸孔，A型鍵槽，d=30mm，L=60mm；從動端為J型軸孔，B型鍵槽，d=28mm，L=44mm的凸緣聯軸器十、非標準件簡答題與填空題（每題2.5分，共10分）（9）電動機通過三套減速裝置驅動運輸帶，三套減速裝置為：圓柱齒輪減速器、套筒滾子鏈傳動和V帶傳動，其排列次序應如何？為什么？答：V帶傳動-齒輪傳動-鏈傳動。帶傳動吸振、平穩，放在初始端；齒輪傳動準確，放在中間；鏈傳動瞬時傳動比不準，容易振動，放在最后端。（10）鏈輪齒形的設計應保

16、證：盡量減少鏈節與鏈輪嚙合時的沖擊和接觸應力；有一定能力適應鏈條因磨損而導致的節距增長；方便加工制造和安裝。（11）蝸桿傳動特點是：能實現大的傳動比，結構緊湊，傳動平穩，噪聲低，具有自鎖性但由于在嚙合齒面間產生很大的相對滑動速度，摩擦發熱大，傳動效率低，且常需耗用有色金屬，故不適用于大功率和長期連續工作的傳動。（12）按其滑動表面間潤滑狀態的不同，可分為液體潤滑軸承，不完全液體潤滑軸承和無潤滑軸承。十一、設計計算題（1）一壓力容器的螺栓組連接如下圖所示。已知容器的工作壓力p=12MPa，容器內徑D=78mm,螺栓數目z=6，采用橡膠墊片。試確定螺栓直徑的最小值。已知參數與公式：1）剩余預緊力F

17、”=1.6F,F為工作拉力；2）連接件與被連接件剛度系數:CC/（C+C2）=0.9，C2/（C1+C2）=0.1；3）預緊力F二F+C2CF；4）b=230.77MPa。12（15分）三（1）題圖解：1）求每個螺栓所受的工作拉力F兀D2p兀x782x12F=9556N4z4x62）按緊密性要求選取剩余預緊力F”F”=1.6F=1.6x9556=15291N3）求應施加在每個螺栓上的預緊力FCF二F+F二15291+0.1x9556二16246nC+-124）求單個螺栓所受的總拉力F0F01F二9556116246二24847N確定螺栓直徑dJ：竺飛4847=13.35mm1兀Q兀x230.7

18、7M16。解畢。一二級斜齒圓柱齒輪傳動中，齒輪4轉動方向如下圖所示，已知I軸為輸入軸，齒輪4為右旋齒。為使中間軸II所受的軸向力抵消一部分，試在圖中標出：各輪的輪齒旋向；(2)各輪軸向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。(10分)答：見圖（3）傳動裝置，采用一對角接觸球軸承，并暫定軸承型號為7307AC，其額定動載荷為C=32800N。已知軸承載荷R1=1200N，R2=2050N，FA=880N,轉速n=5000r/min,運轉中受中等沖擊，預期壽命Lh=2000h,試通過計算判斷所選軸承型號是否恰當？已知參數：1）70000AC型軸承e=0.68；2）內部軸向力S=0.7A；3）A/Re時，X=0.41、Y=0.87；3）軸承的溫度系數f=1；軸承的載荷系數f=1.5。（20分）tr三（3）題圖解：（1）先計算軸承1、2的軸向力A、A2（參見圖18-6b）S=0.7A二0.7x1200二840NTOC o 1-5 h z11S二0.7A二0.7x2050二1435N22因為S+F=840+880=1720NS1A2所以A=S+F=1720N21AA=S=840N1i（2）計算軸承1、2的當量動載荷A_840R_12001_0.70.68A2R217202050_0.840.68可得X=0.41、Y=0.87；X2=0.41