同济大学机械设计真题

2014同济大学机械设计真题与答案解析考试真题科目代码：812科目名称：机械设计满分分值：150答题要求：1、答题一律做在答题纸上，做在试卷上无效。2、考试时间180分钟。3、本试卷不可带出考场，违反者作零分处理。一、单项选择题（每格2分，共30分）1、设计一台机器，包含以下几个阶段：①总体设计阶段；②计划阶段；③技术设计阶段。它们正确进行的顺序是（）。A.①②③B.③②①C.②①③③D.②③①2、某零件采用45号钢制造，经调质后的对称循环疲劳极限σ=307MPa，应力循环基数N=5×10次，材料常数m=9，当实际应力循环次数N=10次时，则有限寿命疲劳极限σ为（）。A.257B.367C.474D.4253、为降低螺栓总拉伸载荷F的变化范围，可以（）。A.增大螺栓刚度或增大被联接件刚度B.减少螺栓刚度或增大被联接件刚度C.减少螺栓刚度或减少被联接件刚度D.增大螺栓刚度或减少被联接件刚度4.在下列参数中，（）对齿轮的齿形系数值没有影响。A.齿数zB.螺旋角βC.模数mD.分度圆锥角δ5、已知一齿轮的制造工艺工程是：加工齿坯，滚齿，表面淬火和磨齿，则该齿轮的材料是（）。A.20CrB.Q235C.40CrD.HT2006、用联轴器联接的两轴，若主动轴直径为d，从动轴直径d，则（）。A、ddB、ddC、d、d一定相等D、d、d可以不相等或相等7、一般，在齿轮减速器轴的设计中包括：①强度校核，②轴系结构设计，③初估轴径？，④受力分析并确定危险剖面，⑤刚度计算。正确的设计程序是（）。A.①②③④⑤B.⑤④③②①C.③②④①⑤D.③④①⑤②8、用弯扭合成计算轴的强度时，公式中系数α是考虑（）。A.计算公式不准确B.材料抗弯与抗扭的性能不同C.载荷计算不精确D.转矩和弯矩的循环性质不同9、设平键联接原来传递的最大转矩为T，现欲增为1.5T，则应（）。A.安装一对平键B.将轴直径增大到1.5倍C.将键宽增大1.5倍D.将键高增大到1.5倍10、在下列轴毂联接中，定心精度最高的是（）。A.平键联接B.半圆键联接C.楔键联接D.花键联接11、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数m=4mm，齿数Z=20，螺旋角，齿宽b=80mm，b=75mm，则该传动的齿宽系数，等于（）。A.0.852B.0.88C.0.8D.0.90712、带传动在工作中产生弹性滑动的原因是（）。A.带与带轮间摩擦系数较小B.所带的外载过大C.带的弹性与紧边和松边有拉力差D.初拉力过小13、普通V带两侧面的夹角为40，所以带轮轮槽角φ（）。A．40B.=40C.40D.由具体情况而定14、变位蜗杆传动是（）。A.同时改变蜗杆、蜗轮尺寸B.只改变蜗杆尺寸C.只改变蜗轮尺寸D.蜗杆、蜗轮尺寸都保持不变15、一批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承，（）。A.它们的寿命应该相同B.90%大的轴承的寿命应该相同C.它们的最低寿命应该相同点D.它们的寿命不相同二、分析计算题1、已知：一单向旋转的转轴由45号钢制成（=380MPa、=650MPa、=900MPa、=0.1），转轴的弯曲疲劳综合影响系数K=2.0，试解答：（15分）（1）确定材料及零件的极限应力（-）图中A,B,A’,B’C各点的坐标；以及角θ的大小？（2）如转轴在图中①②③④四种情况下工作，则各应算什么强度？又转轴在此时是否安全？（3）如要求弯矩作用下的安全系数S=2.5；试确定此转轴正常工作时能承受的最大弯曲应力是多少？2、一紧螺栓联接中，每个螺栓所受的预紧力F及载荷（力）一变形图如下所示，α=β试问（分别以作图法和计算法求解）：（15分）（1）如外载荷F为6000N时，螺栓总拉力F=?剩余预紧力F=？（2）如改变螺栓刚度，使F将为8000N，而要求F及F不变，则此时α=？F=？3、有一对标准直齿圆柱齿轮传动，设两齿轮材料、硬度、热处理方法、齿数、中心距、传递功率、载荷系数均保持不变，而小齿轮转速由原来的n=1500rpm，将至n=960rpm，如要保持原来的轮齿弯曲强度，试问：（15分）（1）需改变哪个参数？（2）如何改变该参数？【可用比值表示分析结果】4、图示为V带传动简图，轮1为主动轮，轮2为从动轮，α为主动轮包角，α为从动轮包角。（15分）（1）绘出带工作时应力分布情况示意图。（2）带工作时哪一点应力最大，其最大应力σ为多少？（3）带传动中，带外表面应力循环特性r应为多少？（4）为保持传动能力采用张紧轮张紧装置，张紧轮最好放在什么位置，为什么？5、如图示一传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿圆锥齿轮。若蜗杆1主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。请在i图中确定：（15分）（1）若要使Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆1、蜗轮2，及斜齿轮3和4的螺旋线方向；（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向；（3）Ⅱ、Ⅲ轴上各轮的径向力F轴向力F、圆周力F的方向。6、如图所示，有一斜齿轮传动轴，两端安装一对30308轴承，斜齿轮的分度圆直径d=200mm，斜齿轮齿上受到圆轴力F=4000N，径向力F=1000N,轴向力F=400N，载荷系数f=1.2，L=200mm，L=L,n=1500r/min,C=86.2KN。（15分）（派生轴向力F=F/2Y，Y=2.1,e=0.28，F/F≤e时，X=1,Y=0；F/F＞e时，X=0.4，Y=2.1）（1）指出轴承代号的意义（类型、系列、内径尺寸）；（2）求出两支承处的径向合成支反力F、F；（3）求出两支承处的轴向载荷F、F；（4）求出两支承处的当量动载荷P、P；（5）求轴承寿命L？轴毂固定联接时，轮毂在轴上的固定方式有许多种，试举例说明并分析比较（至少应绘出五种轴毂联接的结构草图）。（10分）三、结构分析题一滚动轴承轴系结构，支承方式为双支点各单向固定。下图为该轴系的部分结构；半联轴器I是TL8联轴器，滚动轴承2是角接触球轴承，采用脂润滑，而齿轮3为稀油润滑。考虑轴承的润滑、密封、调整、装拆。在图撒谎能够完成该轴系的结构设计未完成部分，并给出各段轴的直径（可不按比例绘图）。（20分）答案解析科目代码：812科目名称：机械设计满分分值：150答题要求：1、答题一律做在答题纸上，做在试卷上无效。2、考试时间180分钟。3、本试卷不可带出考场，违反者作零分处理。一、单项选择题（每格2分，共30分）1、设计一台机器，包含以下几个阶段：①总体设计阶段；②计划阶段；③技术设计阶段。它们正确进行的顺序是（C）。A.①②③B.③②①C.②①③③D.②③①【考查重点】这是第第一篇的考点，主要考查机械设计的主要流程。【答案解析】C2、某零件采用45号钢制造，经调质后的对称循环疲劳极限σ=307MPa，应力循环基数N=5×10次，材料常数m=9，当实际应力循环次数N=10次时，则有限寿命疲劳极限σ为（B）。A.257B.367C.474D.425【考查重点】这是第机械零件强度的考点，主要考查公式.【答案解析】B二、分析计算题1、已知：一单向旋转的转轴由45号钢制成（=380MPa、=650MPa、=900MPa、=0.1），转轴的弯曲疲劳综合影响系数K=2.0，试解答：（15分）（1）确定材料及零件的极限应力（-）图中A,B,A’,B’C各点的坐标；以及角θ的大小？（2）如转轴在图中①②③④四种情况下工作，则各应算什么强度？又转轴在此时是否安全？（3）如要求弯矩作用下的安全系数S=2.5；试确定此转轴正常工作时能承受的最大弯曲应力是多少？【考查重点】这是第三章的考点，主要考查对机械零件疲劳强度的理解和计算，这是历年考试的重点和热点，难度不大，建议考生在理解的基础上多做类似相关题目，提高做题技巧，特别强度的是要学会画出疲劳曲线。【答案解析】解：=400Mpa（1）所以A（0,380）B、（，）C（，0）（650，0）（0,）（2）①④疲劳强度①③不安全②③屈服强度②④安全（3）由于轴是轴向旋转，故所受为对称循环变应里。故所以最大弯曲应力为76Mpa。