河南科技学院机械设计051-054B考试及答案

河南科技学院2007-2008学年第一学期期终考试 机械设计试题参考答案和评分标准 （B ）
一、适用班级: 机制051-4.机教051-2
单项选择题 （每小题2分, 共20分）
本题主考考察学生对一些小知识点的掌握程度。

平分标准:
所选答案必须与标准答案完全相同得2分, 选错不得分。

参考答案:
1. （ A ）
2. （ C ）
3. （ D ）
4. （ B ） 5（ C ） 二、6. （ B ） 7. （ C ） 8. （ B ） 9. （ D ） 10. （ B ）
判断题 （每小题1分, 共10分)
本题主要考察学生对基本知识点的掌握程度。

评分标准:
所选答案与标准答案相同得1分, 选错不得分。

1. （√）
2. （(）
3. （(）
4. （√）
5. （(）
6. （√）
7. （√）
8. （(）
9. （√） 10. （(） 三、分析题（共15分）
如图所示为蜗杆、蜗轮和斜齿轮组成的二级传动中, 已知蜗杆1为主动件、其转向及各轮螺旋线方向如图示, 试在图中画出:
（1）标出蜗轮2.斜齿轮3上各分力的方向；（ 10）
（2）标出斜齿轮4的转向；（2分）
（3）指出蜗杆螺旋线的方向。

（3分）
四、结构题（共20分）
1.指出图中轴系结构设计的错误之处, 用序号标出错误之处。

（12分）
左图答案:
（1）齿顶圆缺少倒角（1分）
（2）齿轮（轮毂）两端都被轴环挡住, 齿轮装不进。

（2分）
（3）安装齿轮（轮毂）处的轴的长度应小于齿宽。

（2分）
（4）齿轮（轮毂）与键之间有间隙。

（1分）
右图答案:
（1）轴（转动圈）与轴承端盖（静止件）接触, 应有间隙。

（2分）（2）毡圈油封（密封圈）及槽的画法不正确。

（2分）
（3）缺少轴肩。

（1分）
（4）键过长。

（1分）
2.普通螺栓用于连接两被连接件, 画出普通螺栓连接结构图。

（8分）
（1）画出连接两被连接件。

（2分）
（2）画出弹性垫片。

（2分）
（3）画出1.1孔。

（2分）
（4）正确画出螺纹终止线和伸出长。

（2分）
五、计算题（共35分）
1. 设计某装置的单级斜齿圆柱齿轮减速器, 已知n1=480r ／min, n2=150r ／min, 初选参数；Z1=28, β=12°, 齿宽系数φd=1.1, 按齿面接触疲劳强度计算得小齿轮分度圆直径d1≥70.13mm 。

求: （15分）
（1）法面模数mn ；[标准模数（第一系列）, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, …] （2）Z 2和中心距a （取整数）； （3）螺旋角β（精确到s ）；
（4）小齿轮和大齿轮的齿宽B 1和B 2。

解：
（1） 取m n =2.5mm （4分）
（2）取Z 2=89（90）（2分）
取Z 2=89
取Z 2=90 取 （2分） （3）螺旋角β（3分）
（4）计算齿宽
圆整后取B 2=80mm （2分） B 1=B 2+（5-10）mm=85mm （2分）
2. 图示刚性联轴器, 由HT200制造, 螺栓孔分布在D=160mm 的圆周上, 其传递的扭矩
11cos 70.13cos12 2.4528
n d m mm z β⨯===1212 2.52889149.52cos 2cos12
2.52890150.792cos 2cos12
n n m z z a mm m z z a mm
ββ++=
==++===（）（）（）（）
150a mm
=arccos[]
arccos[2.5]1250'02"
arccos[]
arccos[2.5]1028'51"
n n m m ββ==⨯===⨯=1212（z +z ）/2a （28+89）/（2150）（z +z ）/2a （28+90）/（2150）111128 2.571.794cos cos1250'02"28 2.571.18cos cos1028'51"
n n z m d mm
z m d mm
ββ⨯===⨯===11 1.171.79478.971.171.1878.298d d b d mm b d mm
ϕϕ=⨯=⨯==⨯=⨯=
T=1200N ．m, 若用4个铰制孔螺栓联接, 已知螺栓材料的许用剪应力[τ]=92N ／mm2, 螺栓受剪直径d0=17mm, 联轴器螺栓孔壁表面的许用挤压应力[σ]p=100N ／mm2, 联接尺寸h1=15mm, h2=23mm, 试校核联接的强度。

（10分）
解：
最大载荷（4分）
（1）剪切强度条件为: （3分）
满足。

（2）挤压强度条件为: （3分）
满足。

3. 轴系由一对圆锥滚子轴承32307支承, 轴的转速n=1280r ／min, 基本额定动载荷C=57.7kN, 两轴承的当量动载荷分别为P1=4000N, P2=6120N, 预期寿命[Lh]=30000h, 试分析轴承寿命是否满足要求。

(10分)
解：
计算轴承的寿命 法1（下式各4分）
轴承2满足。

(2
分)
法2 P 2>P 1(2分)
(4分)
轴承2满足。

(4分)
10
10
3
43311
1010
3433
22
166701667057.7109.5210[]
4000166701667057.710 2.3110[]
6120
h h h h C L h L n P n C L h L n
P n
⨯=
=⨯⨯==⨯（）=（
）（）=（）max
4
2
1
1200max 375020.1642
i Tr T F N D r
==
=
==⨯∑2
220max 375016.54/1744
F N mm d τππ=
==2
0max 375014.17/min 1715
P F N mm d l σ=
==⨯1010
3433
22166701667057.710 2.3110[]
6120
h h C L h L n P n ⨯==⨯（）=（）。