北科大2005-2006学年第1学期《机械设计》期末试题-答案

—1—北京科技大学2005—2006学年度第1学期机械设计试题A（时间120分钟）学院班级学号姓名题号一二三四五六七八卷面实际评分卷面分占总分%平时成绩占总分%成绩总分得分一、单项选择题(在下列各题中，选择符合题意的答案，将其代号填入括号内)（本大题共15小题，每小题1分，总计15分）1、按受载情况分类，后驱动的汽车，支持后轮的轴，是B。A.心轴B.转轴C.传动轴D.轴心2、刚性大、对中性好的两轴间的联接宜选用A联轴器。A.凸缘B.弹性柱销C.万向D.滑块3、带传动的中心距过大时，会导致_____C______。A.带的寿命短B.带的弹性滑动加剧C.带在工作时会产生颤动D.小带轮包角减小而易产生打滑4、链传动中两轮轴线的相对位置应____A______。A.平行B.相交成一定的角度C.相交成直角D.成任意角交错5、链条中宜尽量避免使用过渡链节，这主要是因为________A_________。A.过渡链节的链板要受附加弯矩的作用B.装配困难C.过渡链节制造困难D.要使用较长的销轴6、相同公称尺寸的三角形细牙螺纹和粗牙螺纹相比，因细牙螺纹的螺距小，小径大，故细牙螺纹的___B____。A.自锁性好，螺杆受拉强度低B.自锁性好，螺杆受拉强度高C.自锁性差，螺杆受拉强度高D.自锁性差，螺杆受拉强度低7、在闭式减速硬齿锥齿轮传动中，载荷平稳，按_____A______作为计算齿轮工作能力准则是可能的。A.齿根弯曲疲劳强度B.齿根弯曲静强度C.齿面接触疲劳强度D.齿面接触静强度8、对于工作温度较高或较长的轴系应采用____B_____的固定结构。A.两端固定B.一端固定、一端游动C.两端游动D.任意一种—2—9、受翻转（倾覆）力矩的螺栓组联接，螺栓的布置宜选择___A___。D.以上三个方案都不可用10、轴由给定的受力简图所绘制的弯矩图应是_________A_________。11、下图是某零件的疲劳极限应力图。该零件应力工作点为Ｐ，循环特性ｒ＝常数，则A点就是该零件的极限应力。Ａ.ＭＢ.ＮＣ.ＱＤ.Ａ12、平键联接当采用双键时两键应___C___布置。—3—A.、在周向相隔90B、.在周向相隔120C.、在周向相隔180D.、在轴向沿同一直线13、下列滚动轴承密封装置中_____A______属于接触式密封。A.毡圈密封B.甩油环C.迷宫式密封D.缝隙密封14、在同样载荷和同样的工作条件下运转的同一批生产的同型号的滚动轴承，它们的寿命一般_____B____。A.相同B.不相同C.90％轴承相同D.10％轴承相同15、试比较图示二轴（d相等）的疲劳强度高低：______B______。A.a图的强度低B.b图的强度低C.二者强度相同D.按b图中圆角大小而定二、是非题(判断下列叙述是否正确，正确的在括号中画√，错误的画×)（本大题共15小题，每小题1分，总计15分）1、V带（三角带）传动的平均传动比是准确的。(F)2、推荐链轮最大齿数zmax≤120，此限制是为了保证链速的均匀性。(F)3、一个双线螺纹副,螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时,它们沿轴向相对移动的距离应为4mm。(F)4、受轴向载荷的紧螺栓联接的螺栓所受的总拉力是预紧力与工作拉力之和。(F)5、三角形螺纹由于当量摩擦系数大，强度高，所以是常用的联接螺纹。(T)6、轴的计算弯矩最大处为危险剖面，应按此剖面进行强度计算。(F)7、普通平键的剖面尺寸是根据轴的直径按标准选取的。(T)8、液体静压轴承两表面相对速度为零时也能形成承载油膜。(T)9、回转的滚动轴承所受载荷的大小、方向均保持不变时，滚动轴承中各元件上的所受应力都是静应力。(F)10、斜齿轮传动与直齿轮传动相比，由于总重合度增加，所以斜齿轮传动比较平稳。(T)11、一对啮合的直齿圆柱齿轮z1＝18，z2＝44，小轮齿面的接触应力比较大。(F)—4—12、若阶梯轴过渡圆角半径为r，轴上与之相配零件的倒角为C×45，轴肩高为h，则要求：hCr。(F)13、齿向载荷分布（不均）系数K与齿轮的布置情况无关。(F)14、齿轮传动的瞬时传动比随外载荷的变化而变化。(F)15、按疲劳强度进行安全系数校核计算时，如果在一个断面上有三种结构都会引起应力集中（如过盈配合、圆角、键槽），则此断面的应力集中系数应取为三种应力集中系数之积。(F)三、简答题（本大题共8小题，每小题4分，总计32分）1、影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？零件的极限应力线图与材料试件的极限应力线图有何区别？答：应力集中的影响、尺寸与形状的影响、表面质量的影响、表面强化的影响。由于零件的几何形状的变化，尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳强度极限要小于材料试件的疲劳极限。我们用疲劳强度的综合影响系数来考虑其影响。2、图示的底板用普通螺栓组联接，外力F作用于包含x轴并垂直于底板接缝平面内，试确定哪个螺栓受力最大，并确定连接可能的失效形式。解：1）由于力FV，每个螺栓受工作拉力，FF18V，由于M，zz轴最左边两个螺栓1、1受力最大，为FMrrMLLLMLLLii22181122211222444max—5—受力最大的螺栓为1、1，其工作拉力皆为FFFFMLLL121122284V受力最大的螺栓1、1中总拉力FFCCCFMLLL01121122284V2）螺栓拉断底座左端接合面压溃底座右端接合面产生间隙3、链节距p的大小对链传动性能有何影响？选择节距p的原则是什么？节距p的大小对传动性能的影响：节距越大，链和链轮齿各部分尺寸愈大，链的拉曳能力也越大，但传动速度的不均匀性、动载荷、噪声等都将增加。选择节距p的原则：1)一般应选用较小节距的单排链；2)高速重载（或速度高、功率大）时，选用小节距的多排链；3)中心距小，传动比大时，选小节距多排链；4)中心距大，传动比小时，选大节距单排链。4、滑动轴承形成动压润滑的条件有哪些？答：相对速度，收敛楔形，黏度5、为什么齿面点蚀一般首先发生在节线附近的齿根面上？在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？答：节线附近滑动速度近似为0，润滑不良；节线附近一般单齿对啮合，受载大。因为磨损是主要的失效形式。6、在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K，载荷系数K是由哪几部分组成？各考虑了什么因素的影响？答：KKKKKVA，K包括使用系数（外部动载荷系数）、动载荷系数（内部动载荷系数）、齿间载荷分配系数和齿向载荷分布系数。7、试写出6207(旧标准为207)滚动轴承的类型及内径。答：深沟球轴承，35—6—8、为什么被联两轴会产生相对偏移？什么类型的联轴器可以补偿两轴的组合偏移？答：弹性变形、温差、安装误差。挠性联轴器。四、受力分析题（9分）图示的手动提升机构中，重物Ｇ悬挂于钢丝绳上，转动手柄可提升重物。要求：（１）在图上画出提升重物时手柄的转向。（２）确定斜齿轮２的螺旋线方向，使作用在ＩＩ轴轴承上的轴向力较小。（３）在图中画出斜齿轮２和蜗杆３上作用的六个力的方向五、结构改错题（5分）试指出图中改正其结构设计错误或设计不合理之处，并简要说明原因（只需指出5处）。答：1）缺键；2）缺定位轴肩；3）旋转件与端盖接触；4）缺密封，端盖与旋转轴接触；5）缺挡油环；6）套筒顶不住齿轮；7）轴应加工成阶梯轴；8）缺键，齿轮无周向固定；9）精加工轴及外伸太长；10）缺调整垫片；11）箱体加工面与非加工面没有分开；12）端盖加工面与非加工面没有分开；13）套筒高于轴承内圈的高度，轴承拆卸困难。手柄—7—六、计算题（本大题共4小题，每小题6分，总计24分）1、某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力,max，最小应力min，平均应力m，应力幅a，循环特性r。解：1、1）maxMPa3002）min180MPa3）mMPamaxmin23001802604）aMPamaxmin230018022405）rminmax//.180300062、用四个普通螺栓将钢板A固定在钢板B上。图中尺寸a=80mm，L＝480mm。钢板间摩擦系数=0.12，联接可靠系数（防滑系数）Kf=1.4，螺栓的许用拉应力[]=120MPa，F=1000N，试计算螺栓的小径d1（或计算直径dc）至少要多少。—8—解：FF1410004250NFFLa2422100048022802121N最大合力FFFFFmaxcoscos12221222245250212122502121452305N所需螺栓拉力FKF014230501226890fNmax..强度计算：ddFF10041312871287268901201927().[].[]..或≥cmm3、设计如图所示齿轮减速传动时，已知输入轴转速n1=730r/min，轮1、2的传动比i1=1.5，轮2、3的传动比i2=2，每天工作8h，每年工作260天，预期寿命10年。求各齿轮的工作应力循环次数N。—9—解：NnjL1186060730182601091110h().次nni2117301548667/../minrNnjL228606048667182601060710h.().次nni32248667224333/../minrNnjL338606024333182601030410h.().次4、下图为某深沟球轴承的载荷P与寿命L的关系曲线，试求：1）此轴承的基本额定动载荷C；2）若轴承当量动载荷P＝0.1C，轴承转速n=1000r/min，轴承寿命Lh为多少？注：PCnLh16670解：1)C＝45000N2)LnCPCCh166701667010000116670h3()(.)