机械设计试题及答案 bb

1一、填空题〔每空1分，计25分〕1、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是b。a、2H1H；b、2H1H；c、2H1H。2、带传动中紧边拉力为1F，松边拉力为2F，则其传递的有效圆周力F为c。a、21FF；b、2/)(21FF；c、21FF；d、2/)(21FF。3、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。4、蜗杆的c模数为标准模数，蜗轮的b压力角为标准压力角。a、法面；b、端面；c、轴面。5、带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，1F与2F的关系可用著名的欧拉公式表示为121feFF。6、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角b蜗杆导程角。a、小于；b、大于；c、等于。7、计算蜗杆传动的传动比时，公式c是错误的。a、21/i；b、21/nni；c、12/ddi；d、12/zzi。8、蜗杆传动的失效通常是发生在蜗轮轮齿上。9、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d按强度条件确定，其工作圈数n按刚度条件确定。10、弹簧指数C＝D2/d，C值越大，刚度越小。11、楔键联接靠摩擦力传递转矩，用于对中性要求不高的联接。12、按国家标准GB/292-93规定，代号为7210C的滚动轴承类型为角接触球轴承轴承，其内径为50mm，宽度系列为窄、系列，直径系列为轻系列，C代表公称接触角15º，其精度为P0级。13、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是f；可实现两轴线角位移最大的是c；常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是d和e。a套筒联轴器；b.凸缘联轴器；c.万向联轴器；d.十字滑块联轴器；e.齿轮联轴器；f.弹性柱销联轴器。二、问答题〔每题5分、计30分〕1、试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力Fmax的主要因素。（5分）110max11112ffeeFFmaxF与初拉力0F、包角1和摩擦系数f有关。（3’）0F大、1大、f大，则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大。（2’）22、试说明齿形系数FY与齿轮的哪些参数有关，FY对齿根弯曲应力F有何影响？（5分）齿形系数FY反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力F的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数z、变位系数x和分度圆压力角都影响FY。(3’)如果齿数z增大、变位系数x和分度圆压力角增大，均可以使齿根增厚，齿形系数FY减小，F减小。(2’)3、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？（5分）可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中；（1’）合理提高齿轮的制造精度和安装精度；(1’)正确选择材料和热处理方式；(2’)以及对齿根部位进行喷丸、輾压等强化处理。(1’)4、螺纹联接防松的实质是什么？按工作原理分，防松的方法有哪几类？答：防松的实质是防止螺纹副间的相对转动。（2分）防松的方法有摩擦防松、机械防松、永久防松。（3分）5、什么是滚动轴承的基本额定动负荷？其方向是如何确定的？（5分）答：轴承工作温度在100ºC以下，基本额定寿命L=1x106r时，轴承所能承受的最大载荷，称为基本额定动负荷。(2分)对于向心轴承，其方向为径向载荷；（1分）对于推力轴承，其方向为轴向载荷；（1分）对于角接触轴承，其方向为载荷的径向分量。（1分）6、简述非液体摩擦径向滑动轴承校核计算的主要内容？（5分）答：（1）验算压强：滑动轴承压强p≤许用压强[p]；（2分）验算pv值：pv≤[pv];（2分）验算轴径圆周速度v：v≤[v]。（1分）三、分析计算题1、如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数Z=8），轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩T=107Nmm，螺栓分布直径D0=500mm，卷筒与齿轮接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数Kf=1.2，螺栓材料的屈服极限σS=300Mpa，安全系数S=3。试设计该螺栓组的螺栓直径。（10分）普通螺纹基本尺寸表（第一系列）公称直径d中径d2小径d1螺距p2422.05120.75233027.72726.2113.53633.40231.67044239.07737.1294.54844.72542.58753解：设螺栓受预紧力F①计算螺栓所需预紧力F’'02fDZfFKT（2分）7'0221.2105000080.12500fKTFNZfD（2分）②计算许用应力3001003sMPaS（2分）③确定螺栓直径d1'141.341.35000028.768100Fdmm（2分）④选择螺栓查表选取M36（d1=31.670mm28.768mm）（2分）2、如图所示，a)、b)分别为斜齿圆柱齿轮的悬臂布置和对称布置的支承形式。图1)、2)分别为一对角接触球轴承背对背、面对面安装支承形式。1）请合理选择斜齿轮不同布置形式下，一对角接触球轴承的支承形式，你认为正确的，在“□”中打“√”：图a)所示悬臂布置宜采用：√图1)；图2)（1分）图b)所示对称布置宜采用：图1)；√图2)。（1分）42）根据1）中的选择结果计算图a）所示情况下，轴承的轴向力Fa1、Fa2。已知：轴承径向载荷Fr1、Fr2、齿轮的轴向力A方向如图所示，大小分别为：Fr1=4000N、Fr2=2000N，A=2000N。轴承内部轴向力S=0.4Fr。（4分）解：S1=0.4Fr1=0.4x4000=1600(N)，方向向左；（1分）S2=0.4Fr2=0.4x2000=800(N)，方向向右；（1分）S2+A=800+2000=2800(N)S1=1600(N)（1分）所以，Fa1=S2+A=2800N（1分）Fa2=S2=800N3）若该对轴承的寿命为5000小时，现将当量动载荷加大一倍，将转速减小一半，试计算后确定该对轴承能否满足载荷及转速改变后寿命至少1000小时的工作要求？（4分）标准答案：结论：此轴承能够满足寿命至少1000小时要求。3、在图示传动系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知齿轮1轮齿螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，试回答下列问题：1）齿轮2的轮齿螺旋线方向是旋。（1分）2）在图中画出齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力1aF和2aF的方向。（2分）3）为使在Ⅱ轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力相互抵消一部分，蜗杆3的螺旋线方向应该是旋，并在图中画出蜗杆的旋向；在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力3aF、圆周力3tF和径向力3rF的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力4tF和径向力4rF的方向，在图中画出分）（小时小时分分1)(1000)(12508/500028/2)1()260())2((10')2()60()(103636hPThPThLnPfCfLnPfCfL5蜗轮4的转动方向。（8分）答：1）右旋。（1’）2）齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力1aF和2aF的方向如图所示。(2’)3)右旋；（1’）画出螺旋线方向(1’)蜗杆3所受的三个分力3aF、3tF和3rF的方向如图所示；(3’)蜗轮4所受的圆周力4tF和径向力4rF的方向如图所示；（2’）蜗轮4的转动方向如图所示。(1’)4、一对标准斜齿圆柱齿轮传动如图所示，已知：输入轴转速min/9601rn，输入功率3PkW，齿轮齿数211z，2z=62，法向模数5.2nmmm，分度圆螺旋角849725.8，分度圆柱上的法面压力角20n，试计算：（1）输入轴I上的转矩；（2）大斜齿圆柱齿轮上三个分力的大小。（本题4分）解：输入轴上的转矩84.2960/2960103311nPTN.m123.1215.2cos84.292211dTFtkN414.0849725.8cos20tan123.1cos/tanntrFFkW(1’)175.0849725.8tan123.1tantaFFkN(1’)Fa1Ft4Fr3·•BFt3Fr4Fa3××ⅠⅡ齿轮1齿轮2蜗杆3蜗轮4电动机·AFa2n4