機(jī)械設(shè)計(jì)試題（A卷）與答案一、填空題（每空0.5分，24空計(jì)12分）1、從防松工作原理來看，彈簧墊圈屬于摩擦防松；止動(dòng)墊圈與園螺母配用屬于機(jī)械 防松措施。2、平鍵的工作面為兩側(cè)面，工作時(shí)靠軸槽、鍵及轂槽的側(cè)面受擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。3、在下列各種聯(lián)軸器中，能補(bǔ)償兩軸間軸線偏移、但不能吸振緩沖的是 c、d、e；既能補(bǔ)償兩軸間軸線偏移、又能吸振緩沖的是f、g、h；適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、頻繁正反轉(zhuǎn)的是 f、g；可實(shí)現(xiàn)兩軸軸線角位移最大的是c。（a、套筒聯(lián)軸器；b、凸緣聯(lián)軸器；c、萬向聯(lián)軸器；d、十字滑塊聯(lián)軸器；e、齒輪聯(lián)軸器；f、彈性套柱銷聯(lián)軸器；g、尼龍柱銷聯(lián)軸器；h、輪胎聯(lián)軸器。）4、設(shè)計(jì)圓柱螺旋彈簧時(shí)，其彈簧絲直徑d按強(qiáng)度條件確定，其工作圈數(shù)n按剛度條件確定。5、蝸桿傳動(dòng)時(shí)的螺旋線方向應(yīng)與蝸輪螺旋線方向相同。蝸桿的導(dǎo)程 角應(yīng)等于與蝸輪的螺旋角。6、在傳動(dòng)比不變的條件下，V帶傳動(dòng)的中心距增大，則小輪的包角 增大，因而帶傳動(dòng)的承載能力提高。7、在工作中只受彎矩不受扭矩的軸叫做 心軸，只受扭矩不受彎矩的軸叫做 傳動(dòng)軸，同時(shí)受彎矩和扭矩的軸叫做轉(zhuǎn)軸。自行車前輪軸屬于 心軸。8、非液體摩擦滑動(dòng)軸承是工作在混合摩擦狀態(tài)，驗(yàn)算 Pv值為了限制軸承的工作溫升不超過許用值 。二、問答題130分〕1、有一卷筒支座，采用普通螺栓組聯(lián)接在混凝土基座上，如圖所示。卷筒上作用一平行于螺栓組聯(lián)接接合面、垂直向下的載荷Q。請回答：1）簡述該螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)主要過程與內(nèi)容（要求：簡明扼要、不必寫出計(jì)算公式〕；〔5分〕2）該卷筒的支撐軸屬于哪類軸？1）簡述該螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)主要過程與內(nèi)容（要求：簡明扼要、不必寫出計(jì)算公式〕；〔5分〕2）該卷筒的支撐軸屬于哪類軸？〔2分〕3）圖中所示的兩種卷筒支撐方案，哪一個(gè)更合理？為什么？（3分〕答1）該螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)主要卷筒支撐方案1卷斯丁軸卷筒支撐方案2過程與內(nèi)容：⑴將該螺栓組聯(lián)接受力簡化。簡化成受橫向載荷基本螺栓組聯(lián)接、受傾覆力矩基本螺栓組聯(lián)接；如圖所示（0.5+0.5=1分〕⑵確定受力最大螺栓的工作載荷。按受傾覆力矩的基本螺栓組聯(lián)接，計(jì)算受力最大螺栓所承受的工作載荷；(0.5+0.5=1分)⑶確定預(yù)緊力。按受橫向載荷的基本螺栓組聯(lián)接，根據(jù)接合面不產(chǎn)生相對滑移確定每個(gè)螺栓所需的預(yù)緊力;〔0.5+0.5=1分）⑷檢驗(yàn)接合面上的擠壓應(yīng)力。上端邊緣是否出現(xiàn)間隙、下端是否被壓壞？

10.5+0.5=1分）⑸確定螺栓直徑。按受軸向載荷的單個(gè)緊螺栓聯(lián)接進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定螺栓直徑。10.5+0.5=1分〕2）心軸〔2分〕3）方案H較方案I合理。〔1分〕方案I軸的既知圖nN方案II軸的彎矩圖根據(jù)相應(yīng)軸的彎矩圖〔如圖所示〕可知此結(jié)論。（2分）2、簡述選擇蝸桿頭數(shù)Z方案I軸的既知圖nN方案II軸的彎矩圖答：蝸桿頭數(shù)通常取為1、2、4、6。當(dāng)傳動(dòng)比大或要求自鎖時(shí)可取頭為1,但傳遞效率低，當(dāng)傳動(dòng)比較小時(shí)，為了避免蝸輪輪齒發(fā)生根切，或傳遞功率大時(shí)，為了提高傳動(dòng)效率，可采用多頭蝸桿，但是蝸桿頭數(shù)過多時(shí)，制造較高精度的蝸桿和蝸輪滾刀有困難。3、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，影響齒向載荷分布系數(shù)K. 八P的主要因素有哪些？（4分）蝸輪齒數(shù)選擇。蝸輪的齒數(shù)不應(yīng)小于3、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，影響齒向載荷分布系數(shù)K. 八P的主要因素有哪些？（4分）答：影響齒輪載荷分布系數(shù)P的主要因素：齒輪的制造和安裝誤差；齒輪相對軸承的布置；軸的彎曲變形與扭轉(zhuǎn)答：影響齒輪載荷分布系數(shù)變形；齒寬b的大小選用不當(dāng)；齒面硬度等。4、什么是帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率？滑動(dòng)率如何計(jì)算?答：由于彈性滑動(dòng)引起帶傳動(dòng)中從動(dòng)輪圓周速度低于主動(dòng)輪輪圓速度，其相對降低率通常稱為帶傳動(dòng)滑動(dòng)系數(shù)或滑動(dòng)率，用e表示。〔2分〕_v-v_n-i-nvn其中：丫］為主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速；v2為從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速。〔2分〕5、試寫出一維雷諾方程，并說明形成液體動(dòng)壓潤滑的必要條件。dp/h-h—_6n,v o答：（2分）h牛七、,八、0答：（2分）h牛七、,八、0）。（6分）流體具有粘性（n,0）;有足夠的速度（v中0）且流體從大口進(jìn)小口出；具有收斂性楔形間隙（三、分析計(jì)算題〔38分〕1、有一單個(gè)緊螺栓聯(lián)接，已知預(yù)緊力F'=7500N,軸向工作載荷F=6000N,螺栓剛度Cb=200N/um,被聯(lián)接件剛度Cm=800N/um,要求：1）計(jì)算螺栓所受的總拉力F。和殘余預(yù)緊力F''；〔4分〕2）為使接合面不出現(xiàn)縫隙，軸向工作載荷最大值 Fmax是多少？〔2分〕

3）若要使F0減小，又不增加螺栓個(gè)數(shù)，有哪些具體措施？（ 2分）（要求：1〕、2）要有詳細(xì)的計(jì)算步驟〕答：1)計(jì)算螺栓所受的總拉力F。和殘余預(yù)緊力F'，F(xiàn)0=F/+Cb/(Cb+Cm)F 〔2.5分〕=7500+200/(200+800)X6000=8700(N) [0.5分)F''=F—F=8700—6000=2700(N) 〔1分〕0)為使接合面不出現(xiàn)縫隙，必須使F''>0,即：F''=F—F>0 〔1.5分〕0F<F°=8700(N),即Fmax=8700N (0.5分)）使F0減小的具體措施:⑴減小螺栓剛度y增大螺栓長度、減小螺栓桿直徑、作成空心桿、在螺母下安裝彈性元件等； （0.5+0.5=1分）⑵增大被聯(lián)接件剛度Cm：采用剛性大的墊片。（0.5+0.5=1⑵增大被聯(lián)接件剛度Cm：采用剛性大的墊片。（0.5+0.5=1分〕2、已知V帶傳動(dòng)所傳遞的功率P=7.5kW,帶速v=10m/s,現(xiàn)測得張緊力FJ1125N,試求緊邊拉力F1和松邊拉力F2。各等于多少？（5分）答：（1）有效圓周力1000PV=750N(2分)（2）勺—F2=F勺+F2=2F0???FJ1500NF2=750N〔3分〕3、如圖所示為某手動(dòng)簡單起重設(shè)備，按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，提升重物G,試求：重物G,試求：1）蝸桿與蝸輪輪齒的螺旋線方向；（2分）2）在圖上標(biāo)出嚙合點(diǎn)處各力的方向；（6分）3）若蝸桿自鎖，反轉(zhuǎn)手柄使重物下降，求蝸輪上作用力方向的變化。（2分）答：（1）蝸桿及蝸輪的輪齒螺旋線均為右旋，如圖。〔2分〕（2）嚙合點(diǎn)所受各力％、FtrFa1及Fr2、F/Fa2均示于圖解中。（6分〕（3）反轉(zhuǎn)手柄使重物下降時(shí)，蝸輪上所受的Fr2不變，仍指向蝸輪輪心；但Ft2與原來方向相反（即向左）推動(dòng)蝸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；Fa2與原方向相反，變?yōu)橹赶蚣埫妫幢硎綟a2）〔2分〕4、一對圓錐滾子3206軸承，安裝形式如圖。已知軸承I、II所受徑向載荷為F=970N,F=840Nr1r2A向載荷為F=970N,F=840Nr1r2A為作用于軸上的軸向力A=237N,載S=F荷系數(shù)f=1.1,溫度系數(shù)f=1.0,軸承內(nèi)部軸向力S的計(jì)算式為 2Y,丫=1.7,e=0.36,試計(jì)算軸承I、II的當(dāng)L，=24000h量動(dòng)載荷口3口P2。如果已知軸的轉(zhuǎn)速n=1200r/min軸承的預(yù)期壽命為h ，問該軸承能否滿足要求？（12分）所需參數(shù)如下表。答：、S1）1軸承型號F-a-答：、S1）1軸承型號F-a->eF3206XY0.41.7F-a<eF基本額定動(dòng)載荷C（N）XY2480010=F/2Y=970/2x1,7=285r1 N（0.5分）S2=F2/2Y=840/2x1,7=247N（05分）2）判斷SJA=247+237=484>Sj285 （1分）3）Fa1=A+S2=484N （1分）：SiFjS2=247N （1FjS2=247N （1分）F484底=——=0.49>e=0.36,F970r1—a2=2S'=0.34<e=0.36,F840r2XI=0.4,Y=1.7（1分）X=1,Y=0（1分）P]XX1F1+YF1=0.49x970+1.7x484=1210,8NP2=X2F2=1x970=970N（1分）（1分）6）P1>P2，取6）P1>P2，取P=P=1210.8N1106（fC^eL=--T-?h60nIfP）計(jì)算軸承壽命l（1分）（1分）￡=10/3,fT=1.0, fp=1.1,n=1200r/minr106 （r106 （1.0x24800）10/3L=h60x120011.1x1210.8）=237636.8h（1分）L>L'=24000hhh"該軸承滿足要求。四、結(jié)構(gòu)題"該軸承滿足要求。四、結(jié)構(gòu)題（15分）（1分）1、在下面兩個(gè)視圖上，畫出平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖。（5分）答：用方頭鍵也可以，但右邊1、在下面兩個(gè)視圖上，畫出平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖。（5分）答：用方頭鍵也可以，但右邊b圖結(jié)構(gòu)要對。諸如：1）（a）圖鍵不打剖面線，（b）圖鍵過短，扣0.5?1.0分。2）如（b）圖沒剖鍵，鍵露過長扣1分。3）側(cè)面工作，和上端留隙沒畫或畫錯(cuò)扣2-3分。2分。3）側(cè)面工作，和上端留隙沒畫或畫錯(cuò)扣2-3分。2、指出下列結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤（在有錯(cuò)處畫X,簡要說明原因錯(cuò)誤算一處，多找只算前5個(gè)答案，其余不計(jì)分）（10分）本題的典型錯(cuò)誤：①套筒過高，不便拆軸承；②齒輪不能準(zhǔn)確固定；③安軸承處軸徑不應(yīng)和密封軸段軸徑相同；④透蓋應(yīng)密封；⑤聯(lián)軸器軸段軸徑應(yīng)比密封軸徑小些（或并在另一側(cè)畫出其正確結(jié)構(gòu)圖。 （找出5處可即可，同類聯(lián)軸器不能定位）；⑥安聯(lián)軸器軸段應(yīng)比聯(lián)軸器孔短；⑦分箱面不應(yīng)畫剖面線；⑧軸承凸臺(tái)應(yīng)突出，以便加工；⑨端蓋應(yīng)凹下去，以便減小加工面。一、選擇題：本題共10個(gè)小題，每小題2分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。把所選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。TOC\o"1-5"\h\z.齒輪傳動(dòng)中，輪齒的齒面疲勞點(diǎn)蝕，通常首先發(fā)生在 【】A.齒頂部分 B.靠近節(jié)線的齒頂部分C.齒根部分 D.靠近節(jié)線的齒根部分.塑性材料制成的零件進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其極限應(yīng)力為 【】A.ob B.o C.oo D.o_1.帶傳動(dòng)中，彈性滑動(dòng) 【】A.在張緊力足夠時(shí)可以避免B.在傳遞功率較小時(shí)可以避免C.在小帶輪包角足夠大時(shí)可以避免D.是不可避免.齒輪傳動(dòng)中，通常開式傳動(dòng)的主要失效形式為 【】A.輪齒折斷 B.齒面點(diǎn)蝕C.齒面磨損 D.齒面膠合.在潤滑良好的條件下，為提高蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率，應(yīng)采用 【】A.大直徑系數(shù)的蝸桿 B.單頭蝸桿C.多頭蝸桿 D.較多的蝸輪齒數(shù).設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑 d1Ndmin，其主要目的是為了 【】A.使傳動(dòng)的包角不致于過小B.使帶的彎曲應(yīng)力不致于過大C.增大帶輪間的摩擦力D.便于帶輪的制造TOC\o"1-5"\h\z.在下列四種型號的滾動(dòng)軸承中，只能承受軸向載荷的是 【】A.6208B.N2208C.3208 D.5208.對于相對滑動(dòng)速度較高（匕6m/s）的重要蝸桿傳動(dòng)，蝸輪材料應(yīng)選用 【】A.鑄錫青銅 B.鑄鋁鐵青銅 C.鑄鐵D.碳鋼.代號為1318的滾動(dòng)軸承，內(nèi)徑尺寸d為 【】A.90mmB.40mmC.19mmD.8mm.下列哪種螺紋主要用于聯(lián)接？ 【】A.矩形螺紋 B.梯形螺紋 C.鋸齒形螺紋 D.三角形螺紋二、填空題：本大題共10個(gè)小題，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上。.軟齒面齒輪是指輪齒的齒面硬度HBS ；在一般情況下，閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是 。.我國的標(biāo)準(zhǔn)分為 、 、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四級。按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的強(qiáng)制程度，標(biāo)準(zhǔn)又分為強(qiáng)制性和推薦性兩種。.按照螺旋線的旋向，螺紋分為 和 。.鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，主要分為 、 、楔鍵和切向鍵等。.開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是磨損，固通常只進(jìn)行 計(jì)算。.開始齒輪傳動(dòng)通常采用人工定期加油潤滑的方式；閉式齒輪傳動(dòng)通常采用 或 的方式。.傳遞動(dòng)力用的鏈條，按結(jié)構(gòu)的不同主要有 和 兩種。.滾動(dòng)軸承一般是由 、 、 和保持架組成。.按照承受載荷的方向或公稱接觸角的不同，滾動(dòng)軸承可分為 和 。.彈簧的種類很多，從外形看，有 、 、碟形彈簧、平面渦卷彈簧和板彈簧等。三、簡答題：本大題共6個(gè)小題，每題5分，共30分。把答案填在題中橫線上。.簡述輪齒的失效形式主要有哪五種？.簡述帶傳動(dòng)中，打滑、彈性滑動(dòng)的含義。.試說明滾動(dòng)軸承代號6308的含義。.簡述聯(lián)軸器的分類及各自的特點(diǎn)。6.常用的螺紋緊固件有哪些？.簡述鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)。四、計(jì)算題：本大題只有一個(gè)小題，滿分14分下圖所示被聯(lián)接件用兩個(gè)普通緊螺栓聯(lián)接，已知被聯(lián)接件所承受的橫向外載 F=15000N,接合面之間的摩擦系數(shù)f=0.2,可靠性系數(shù)Ks=1.2,螺栓許用拉應(yīng)力[o]=160MPa。試求所需螺栓的最小直徑與。標(biāo)準(zhǔn)答案紙一、選擇題：1-5：DDDCC6-10：BBAA