东莞理工学院机械设计期末考试参考答案

《机械设计》期末考试试卷参考答案第1页东莞理工学院（本科）期末考试参考答案2015--2016学年第二学期《机械设计》开课单位：机械工程学院，考试形式：闭卷，允许带计算器、绘图仪器入场题序一二三四五六七八总分得分评卷人一、是非题（共16分，每小题2分，对者在括号内打“√”，错者打“×”）得分︳1、（√）液体动压润滑滑动轴承的最小油膜厚度愈小，轴承的承载能力就愈大2、(×)带传动能保证准确的瞬时传动比。3、(√)链传动中，跳齿和脱链现象最先发生在大链轮轮齿上。4、(×)圆柱滚子轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。5、(×)旧自行车前轮轮轴属于转轴。6、(√)滚子链的链节距越大，滚子链传动越不稳定。7．（×）齿轮传动中，若材料不同，小齿轮和大齿轮的接触应力亦不同。8．（√）带传动中的弹性滑动，致使带发生磨损，这是带传动的主要失效形式。二、选择题（共12分，每空2分）得分︳1、下列轴承中，A只能承受轴向载荷A.圆锥滚子轴承；B.推力球轴承；C.角接触球轴承；D.深沟球轴承。2、承受预紧力0F的紧螺栓联接在承受轴向工作载荷F时，如残余预紧力为1F，则螺栓所受的总拉力2F为C。A.0FF；B．10FF；C．3、齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀破坏通常首先发生在D。Ａ．接近齿顶处；Ｂ．接近齿根处；Ｃ．靠近节线的齿顶面上；D．靠近节线的齿根面上。4、开式齿轮传动最容易出现的失效形式是D。A．齿面点蚀B．塑性流动C．胶合D．磨损5、0、1、1-，其中0表示B应力。A．对称循环变；B.脉动循环变；C.静；《机械设计》期末考试试卷参考答案第2页FF6、在受轴向载荷的紧螺栓连接强度计算中，将螺栓所受总拉力乘以1.3，是为了D。A．保证足够的预紧力；B.增大安全系数；C.防止松脱；D.计入扭转剪应力。三、简答题（共10分每题5分）1、已知材料屈服极限,350MPaS疲劳极限,1801MPa材料常数,20.0试绘制材料的等寿命疲劳曲线（要求标出比例尺）得分︳解：1）因0012，MPa30020.0118021210此图较简略，仅供参考2、涡轮蜗杆传动中的中间平面是什么？涡轮蜗杆传动正确啮合的条件是？得分︳答：涡轮蜗杆传动中的中间平面是指垂直于蜗轮轴线的蜗轮对称中心平面；蜗轮蜗杆正确啮合条件：蜗轮的端面模数等于蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角且为标准值。四、分析计算题（共46分）得分︳1.（12分）图示为一普通螺栓组联接。采用2个M24的螺栓（螺纹小径mmd752.201），已知螺栓的许用应力128][MPa，被联接件接合面间的摩擦系数15.0f，可靠性系数2.1sK，试求该螺栓组联接可承受的最大横向载荷F。得分︳解：1）根据滑移条件得fziFKFs0，（3分）已知i=2，15.0f，z=2，2.1sK，∴0005.02.12215.0FFFKfziFs（2分）《机械设计》期末考试试卷参考答案第3页（2）又根据螺栓强度条件：][43.1210dFca（3分）得：NdF46.333022.5128752.2043.1][2210（2分）（3）由（1）、（2）得NFF23.1665146.333025.05.00（2分）2、(共12分)某单根V带传动的初拉力NF3000，带速smV/73.11，主动带轮上的包角1=150，当量摩擦系数vf=0.485，求：（提示：本题中56.3vfe）1）若测得松边拉力为200N，求此时V带的紧边拉力及所传递的功率；（8分）2）在保证V带传动不打滑的条件下，单根V带所能传递的最大功率及此时的紧边拉力和松边拉力。（8分）得分︳解：（1）已知NF3000，NF2002，根据2102FFF，得紧边拉力NFFF40020030022201（2分）又smV/73.11，NFFFe20020040021（2分）∴KWVFPe346.2100073.112001000（2分）（2）∵NeeFFvvffec842.336156.3156.330021120（2分）∴KWVFPec951.3100073.11842.3361000max（2分）又2102FFF及21FFFec代入已知数据并联立求解得：NF421.4681NF579.1312（2分）3.（共12分）一根轴用两个同型号的角接触球轴承支承（如图示），已知轴上外载荷NFA40，NFr3001，NFr2002，其方向及作用点到支点的距离如图所示（提示：派生轴向力rdFF68.0）：1）计算轴承1、2所受的轴向载荷1aF、2aF；（4分）2）计算轴承1、2的当量动载荷的比值2/p1p；（4分）；3）计算轴承1、2的轴承寿命比值21h/hLL。（4分）《机械设计》期末考试试卷参考答案第4页得分︳解：（1）由图示布置形式可知1dF、2dF的方向如图所示。已知：NFFrd20430068.068.011（1分）NFFrd13620068.068.022（1分）∵2041764013612dAdFFF（1分）∴轴承2被“压紧”、轴承1被“放松”（1分）∴NFFda20411，（1分）NFFFAda1644020412（1分）（2）轴承1、2的当量动载荷的比值335.1164*87.0200*41.0/()0300*1()r/()r(2/p122221111）FaYFXFaYFXp（2.5分）（3）轴承1、2的轴承寿命比值24.0)//31221PPLLhh（（2.5分）4.（共14分）如图所示传动中：齿轮1和2为渐开线斜齿圆柱齿轮传动，齿轮3和4、齿轮5和6均为轴交角Σ=90的渐开线直齿圆锥齿轮传动，齿轮9和10为正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮传动。已知I轴为动力输入轴，输入功率,3P1KW其转速min,/12601rn转动方向如图所示。已知各轮齿数分别为：,181z,242z,243z,284z，245z，366z，17z，368z，329z，4810z试求：1）欲使轴II上斜齿轮2和锥齿轮3的轴向力方向相反，并完全抵消，斜齿轮1、2的螺旋角旋向应如何选择？若已知锥齿轮3轮齿上所受轴向力N3053aF，斜齿轮1的模数，mm21nm试计算斜齿轮1的螺旋角的大小1（忽略传动装置的功率损耗）；（7分）2）欲使轴IV上锥齿轮6和蜗杆7的轴向力方向相反，蜗杆7、蜗轮8的螺旋角旋向应如何选择？（2分）3）试在图上标出齿轮4和蜗杆7轮齿所受圆周力itF、径向力irF和轴向力iaF(i=4,7)的作用位置和方向。（3分）AFAF1rF2rF2dFFd1FR15010012《机械设计》期末考试试卷参考答案第5页得分︳1）○1齿轮1为右旋,齿轮2为左旋。(计2分)○2计算斜齿轮1的螺旋角的大小1(计5分)欲使3aa2FF，即3a111111111111a1a2sin2tancos/2tan2FzmTzmTdTFFnn，上式中，斜齿轮1受转矩11611055.9nPT，可得，24145.0126031055.921823052sin61113a1TzmFn齿轮3的分度圆螺旋角9718.1332）蜗杆7、蜗轮8均为左旋。(计2分)3)齿轮4和蜗杆7轮齿所受圆周力、径向力和轴向力的作用位置和方向如图示。(计3分)1n⊙4rF4aF4tF⊙7tF7rF7aF《机械设计》期末考试试卷参考答案第6页五、结构分析题（12分）如下图轴上零件装配图，分析其装配工艺的正确性，在图中适当位置标明错误之处并采用作图或者文字形式说明并改正（不少于12处错误）答：此结构的主要错误有：1处轴承端盖应减少加工面积。2处轴端应倒角。3处轴承端盖与箱体接合面间应设置密封及调整装置。4处箱体与轴承端盖接合面应设置凸台，以减小加工面积。5处箱体与轴承端盖之间应设计螺钉联接。6处轴承内圈右侧未轴向定位，应设置定位轴肩。7处齿轮左侧未轴向定位，应设置定位轴肩。8处齿轮与轴之间未周向定位，应设置普通平键联接。9处齿轮右端面未轴向定位，套筒外径太小，未顶住齿轮端面,且与齿轮相配的轴段长度应比齿轮轮毂宽度短1-3mm。10处套筒与轴之间不应设置键连接。11处套筒外径太大,不便拆卸右端轴承。12处角接触球轴承应对称安装。13处轴精加工面过长，且不便于轴承的装拆，应设计一非定位轴肩，轴承右侧轴段直径较小一点。14处轴承端盖与轴之间应有间隙。