山东科技大学机械设计期末试题B

第1页/共4页山东科技大学2011—2012学年第学期机械设计（B卷）题号一二三四总得分评卷人审核人得分一、填空题（每空1分，共20分）1.承受横向外载荷时普通螺栓联接的失效形式为___塑性变形或断裂______________________，铰制孔用螺栓可能失效形式为贴合面被压溃_______和螺栓杆被剪断_________。2.当采用两个楔键传递周向载荷时，应使两键布置在沿周向相隔900~1200_______的位置，在强度校核只按_1.5_____个键计算。3.链传动中，当节距P增大时，优点是__传递的功率随之增大________________________，缺点是________传动的动载荷加大_______________________________。4.链传动中一般是主动链轮匀速转动，链条变速移动，链轮变速转动，从而产生振动和噪声。5.在70000C(α=150),70000AC(α=250),70000B(α=400)三种轴承中，承受轴向载荷能力最小者为____70000C(α=150)_____，最大者为___70000B(α=400)_______，6.国标规定，滚动轴承公差等级的内径和外径的公差带均为单向制，而且统一采用上偏差为0，下偏差为负值的分布。7.根据承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三种。8.滑动轴承按承受载荷的方向不同，可以分为径向滑动轴承和止推滑动轴承。二、选择题（每题1分，共10分）1.齿轮的齿面点蚀经常发生在（b）。A、齿根B、节线附近C、齿顶D、整个齿面2.设计键联接时，键的截面尺寸通常根据（c）按标准选取。第2页/共4页A、所传递转矩的大小B、所传递功率的大小C、轴的直径D、轮毂长度3.大尺寸蜗轮通常采用组合式结构，是为了（b）。A、制造工艺简单B、节约有色金属C、装拆方便4.（a）既可以承受径向载荷，又可以承受轴向载荷。A、圆锥滚子轴承B、圆柱滚子轴承C、推力圆柱滚子轴承5.在直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算中，若齿形系数和许用应力均不同，则应以（c）为计算依据。A、F较小者B、FY较大者C、FFY较小者D、FFY较大者6.在带传动设计中，限制小带轮的最小基准直径是为了避免（c）。A、传动结构太大B、带轮强度不够C、带的弯曲应力过大7.一般链条的链节数为偶数，为了使磨损均匀，链轮齿数应当（c）。A、采用偶数B、选较多值C、采用奇数D、选较少值8.联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器，下面（c）属于刚性联轴器。A、万向联轴器B、弹性柱销联轴器C、凸缘联轴器D、齿式联轴器9.设计键联接的主要内容有：①按轴的直径查取键的剖面尺寸，②按使用要求选择键的类型，③按轮毂长度确定键的长度，④作必要的校核。一般的设计顺序为c。A①②③④B②③①④C②①③④D②①④③10.计算蜗杆传动的传动比时，不能采用下面（c）公式。A、21nniB、12zziC、12ddi三、简答题（每题5分，共25分）1、在图4两对蜗杆传动中，在图中分别标出a图蜗轮的转向及b图蜗杆的螺旋方向。第3页/共4页2、简述齿轮传动的设计准则。答：开式和半开式齿轮传动，由于其失效形式主要是轮齿的折断和齿面磨损，所以一般以齿跟弯曲疲劳强度设计，以齿面接触疲劳强度校核。闭式软齿面齿轮传动，其主要失效形式是齿面点蚀，所以以齿面接触疲劳强度设计，以齿跟弯曲疲劳强度校核。闭式硬齿面齿轮传动，虽然其主要失效形式仍然是齿面点蚀，由于其硬度较大，所以以齿跟弯曲疲劳强度设计，以齿面接触疲劳强度校核3、在带传动中，什么是打滑？什么是弹性滑动？二者有何不同？带传动过程中，带与带轮之间的急速相对滑动，叫打滑。打滑是失效，必须避免。带传动工作时，紧边与松边存在拉力差，带绕在带轮上从紧边到松边其弹性变形逐渐减小，带也随之收缩，与带轮之间产生相对滑动，叫弹性滑动。这种滑动是不可避免的。4、在蜗轮蜗杆传动中如何选择蜗杆头数和蜗轮齿数？为什么？蜗杆头数选取1时可以获得较大的传动比且加工容易，但效率较低，头数越多，效率越高但加工越难，因此蜗杆的头数一般取1、2、4、6。为了避免用蜗轮滚刀切制蜗轮时产生根切与干涉，理论上应使齿数不小于17。但当齿数小于26时，啮合区要显著减小，将影响传动的平稳性。只有当齿数大于28时，则可始终保证有两对以上的齿参与啮合。但是，齿数一般不大于80。这是由于当蜗轮直径不变时，齿数越多，模数越小，将使轮齿弯曲强度削弱；当模数不变时，齿数越多，尺寸越大，使相啮合的蜗杆支撑间距加长，这将降低蜗杆的弯曲刚度，容易产生挠曲而影响正常啮合。故蜗杆传动中蜗轮的齿数不宜太少也不宜太大。5、两级齿轮传动中，若一级为斜齿，另一级为直齿，试问斜齿圆柱齿轮应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮所组成的两级传动，锥齿轮应置于高速级还是低速级？为什么？第4页/共4页1）在两级圆柱齿轮传动中，斜齿轮应置于高速级，主要因为高速级的转速高，用斜齿圆柱齿轮传动平稳，在精度等级相同时，允许传动的圆周速度较高；在忽略摩擦阻力影响时，高速级小齿轮的转矩是低速级小齿轮转矩的1/i（i是高速级传动比），其轴向力较小。2)由锥齿轮和圆柱齿轮组成的两级齿轮传动中，锥齿0轮一般应置于高速级，主要因为传递功率一定时，低速级的转矩大，则齿轮的尺寸和模数也大，而锥齿轮的锥距R和模数m大时，则加工困难，或者加工成本大为提高四、计算题（共45分）1、如图所示为五铧犁上的安全联接器，用两个普通螺栓联接（d1=10.106mm）。已知钢板间摩擦系数f=0.15，防滑系数Ks=1.2，螺栓许用应力=160Mpa，试求拧紧螺栓后所能承受的最大牵引力F。（10分）解：根据210413.1dF可得NdF45.98673.14106.101603.142210再根据FKZifFs0可得NKZifFF7.49332.12245.986715.002、如图所示，安装有两个斜齿圆柱齿轮的转轴由一对代号为7210AC的轴承支承。已知两齿轮上的轴向力分别为NFx30001，NFx50002，方向如图。轴承所受径向载荷NFr86001，NFr125002。试确定哪个轴承更有可能先毁坏？（15分）第5页/共4页解：如图所示：NFFFXXA20005000300021说明：该轴所受轴向力2000N,方向向左。左端轴承为1，右端轴承为2。NeFFr5848860068.01'1NeFFr85001250068.02'2'1'25848105020008500FNNFFA所以：轴有向左运动的趋势，轴承1被压紧，轴承2被放松。NFF8500'2a2NFFFA1050020008500'2a1eFFra68.022.186001050011NYFXFPar126611050087.0860041.0111eFFra68.012500850022NYFXFPar1250085000125001222可见：轴承1更有可能先毁坏，应该以轴承1为准选择轴承3、图示为面对面安装角接触球轴承支承，试指出图中的结构错误（在错误处写出序号，按序号简要说明错误之内容；不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角，不必在图上改正）。（10分）e=0.68F′=eFrFa/Fr＞eFa/Fr≤eX=0.41,Y=0.87X=1,Y=0第6页/共4页1）两个轴承端盖外圆外侧应倒角；（2）两个轴承端盖与箱体接触面应有调整垫片；（3）左侧箱体上与端盖的接触面之外的外表面应低一些；（4）左侧轴承外圈外侧应定位；（5）齿轮齿顶圆两侧应倒角；（6）透盖与轴之间应有间隙，应有密封毡圈；（7）联轴器与轴间应有轴肩定位，与其配合段轴径应减少；（8）联轴器与轴间应由键联接，且与其他键在一条线上；（9）轴右端面不应超出联轴器端面，应缩进去1～2mm；（10）联轴器上外圆及左端面内外圆均有倒角4、如图所示机构中，转动手柄，提升重物。要求Ⅱ轴上轴承所受轴向力较小，（1）确定斜齿轮2的螺旋线方向；（2）画出斜齿轮2和蜗杆3的受力图。（10分）解：V手柄ⅡⅠ123第7页/共4页