机械设计三组试题带答案

机械设计试卷一、填空题:(共13小题,每空1分,共25分))1、当所受轴向载荷通过螺栓组形心时,螺栓组中各螺栓承受的相等。

)2.从结构上瞧,带轮由、轮辐与三部分组成。

)3.在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中, 以为计算点,把一对轮齿的啮合简化为两个相接触的模型。

)4.按键齿齿廓曲线的不同,花键分为花键与花键。

)5.请写出两种螺纹联接中常用的防松方法: 与。

)6.疲劳曲线就是在一定时,表示疲劳极限与之间关系的曲线。

)7.理论上为接触或接触的零件,在载荷作用下,接触处局部产生的应力称为接触应力。

)8.开式齿轮传动的主要失效形式就是: 与。

)9.螺纹连接防松,按其防松原理可分为防松、防松与防松。

)10、一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段即、、。

)11、带传动工作时,设小带轮为主动轮,则带的最大应力发生在。

12、一斜齿圆柱轮传动,已知法向模数Mn =4mm,齿数Z1=20,螺旋角β=14°32’2”,齿宽b1=80,b2=75mm,则该传动的齿宽系数φd等于。

)13、带传动的主要失效形式为与。

二、选择题:(共10小题,每小题2分,共计20分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案)1、三个相同的零件甲、乙、丙承受的σmax就是相同的,但应力的循环特性r分别为-1、0、+1,其中最易疲劳损伤的零件就是( )。

A、甲B、乙C、丙)2、仅受预紧力作用的紧螺栓连接,螺栓的计算应力为:σca=,式中的“1、3”就是考虑( )。

A、安装时可能产生的偏心载荷B、载荷可能波动C、拉伸与扭转的复合作用D、螺栓材料的机械性能不稳定)3、当键连接的强度不足时可采用双键,使用两个平键时,要求两键( )布置。

A、在同一条直线上B、相隔90°C、相隔120°D、相隔180°)4、带传动中,V1为主动轮的圆周速度,v2为从动轮的圆周速度,v为带速,这些速度之间的关系就是( )。

A、v1=v2=vB、v1>v>v2C、v1<v2<vD、v1=v2>v)5、带传动中出现打滑现象就是因为( )。

A、带的张紧力不足B、带受拉塑性变形大C、外载荷过大(超载))6.链传动中,链节数常采用偶数,这就是为了使链传动( )。

A、工作平稳B、提高传动效率C、避免采用过渡链节D、链条与链轮轮齿磨损均匀)7、一般开式齿轮传动轮齿面的主要失效形式就是( )。

A、齿面点蚀B、齿面胶合C、齿面磨损D、齿面塑型变形)8、由于蜗杆传动效率低,发热大,因此在设计时必须进行( )。

A、热平衡计算B、效率计算C、滑动速度计算9、在普通圆柱蜗杆传动设计中,除对模数标准化外,还规定蜗杆分度圆直径取标准值,其目的就是( )。

A、便于蜗杆传动几何尺寸的计算B、为了提高加工精度C、为了装配方便D、限制加工涡轮的刀具数量并有利于刀具的标准化)10、在下述材料中,不宜用于制造轴的材料就是( )。

A、45钢B、40CrC、QT600-3D、ZcuSn10P1三、简答题:(共3小题,每小题5分,共15分))1、螺纹连接防松的工作原理就是什么？防松的方法有哪几种？分别举一实例。

)2.与齿轮等啮合传动相比较,试分析带传动的优点与缺点。

)3.齿轮传动的精度指标分为哪几个公差组？她们分别决定什么？四、计算题:(共3小题,每小题10分,共30分) )1、某受稳定弯曲变应力作用的轴类零件,最大工作应力σmax=400MPa,最小工作应力σmin=-100MPa。

已知材料的对称循环疲劳极限σ-1=450MPa,脉动循环疲劳极限σ0=700MPa,屈服极限σz=800MPa。

1)试绘出材料的按折线简化的极限应力图;2)在简化极限应力图上标明工作应力点M;3)说明该零件可能的失效形式(简单加载)。

)2、如图所示的轴承装置中,采用一对角接触球轴承(轴承的附加轴向力的计算式为Fs=0、7Fr),轴承径向载荷Fr1=16000N,Fr2=7500N,作用在轴上的轴向载荷FA=5950N,46312型轴承的e=0、68,当Fa/Fr>e时,X=0、43,Y=0、88,fp=1轴承的额定动载荷C=80KN,试求:1)各轴承所受的轴向载荷Fa1,Fa2为多少？2)求各轴承的当量动载荷。

3)计算轴承的工作寿命(轴承的转速为n=600r/min)。

4)若轴承所受的当量动载荷增加1倍,则轴承的寿命就是原寿命的多少倍？)3、一圆形压力容器的顶盖用M16(d1=15mm)螺栓联接。

已知螺栓的许用应力[σ]=120Mpa,顶盖所受工作压强P=2Mpa,容积的内径D=180mm,试求:1)所需螺栓个数z(取残余预紧力F1=1、4F,F为工作载荷)。

2)预紧力F0(取相对刚度)。

五、传动零件受力分析题:(共1小题,10分))如图所示轮系中,已知I轴转向如图所示,1、2轮为一对锥齿轮,3、4轮为一对斜齿轮,5、6轮为蜗杆与涡轮,现要提升重物,且要使Ⅲ轴上的力能互相抵消一部分。

(1)、确定Ⅱ、Ⅲ轴转向,以及3、4、5、6轮旋向。

(2)、画出在提升重物时啮合点处所受的力。

(3)、若z5=1,z6=57,q=11,蜗杆蜗轮副的当量摩擦系数fv=0、13,判断蜗杆就是否自锁。

wn1Ⅰ12345ⅡⅢ6D P参考答案一、填空题:(共13小题,每空1分,共25分)1、轴向工作拉力2、轮毂轮缘3、节点圆柱体4、矩形渐开线5、双螺母等防松垫圈等6、应力比循环次数7、点线 8、齿面的磨粒磨损断齿9、摩擦机械破坏螺纹副 10、磨合阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段11、紧边进入小带轮处 12、 0、90713、打滑疲劳损坏二、选择题:(共10小题,每小题2分,共计20分)1-5 A C D B C 6-10 C C A D D三、简答题:(共3小题,每小题5分,共15分)1、防松的工作原理:防止螺旋副在受载时发生相对转动防松的方法:摩擦防松:对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母机械防松:开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝破坏螺旋副关系防松:铆合、冲点、涂胶黏剂2、(1)优点:1、因带有良好的弹性,可缓与冲击及振动,传动平稳,噪声小。

2、靠摩擦传动的带,过载时将在轮面打滑,起到安全保护作用。

3、可用于两轮中心距较大的场合。

4、传动装置结构简单,制造容易,维修方便,成本较低。

(2)缺点:1、靠摩擦传动的带传动,由于弹性变形而引起的带与带轮之间的弹性滑动,使传动比不稳定,不准确。

2、传动带的寿命短,传动效率低。

3、带传动不能用于恶劣的工作场合。

3、第Ⅰ公差组:决定齿轮传递运动的准确速度第Ⅱ公差组:决定齿轮运转的平稳程度第Ⅲ公差组:决定齿轮载荷分布的均匀程度四、计算题:(共3小题,每小题10分,共30分)1、解:(1)折线ABES;见下图:(2)工作应力点M;σm-σn=σmin=-100 σm=150MPa σa=250Mpa M(150,250) (3) M点位于疲劳安全区,可能的失效形式为疲劳破坏。

2、解:(1)轴承的附加轴向力Fs=0、7Fr∴Fs1=0、7Fr1=0、7×16000N=11200 N、Fs2=0、7Fr2=0、7×7500N=5250 N、如图所示,可知FS2=5950+5250=11200N=Fs1、∴该轴系达到轴向平衡Fa1=Fs1=11200 N,Fa2=Fs2=5250 N、(2)∵=0、7>e=0、68,=0、7>e=0、68 F S1FS2F r1F r2F A∴P1=fp(XFr1+Yfa1)=(0、43×16000+0、88×11200)N=16736 NP2=fp(XFr2+Yfa2)=(0、43×7500+0、88×5250)N=7845 N(3)∵p1>p2∴轴承1危险,因此只需要求轴承1的寿命:L10h=()ε=()3=3034 h(4)∵寿命L10h=()3∴当轴承所受的当量动载荷增加1倍,则轴承寿命就是原来的、3、解:(1)在压强P的作用下各螺栓所受的轴向工作载荷F=、F 2=F1+F=2、4F=2、4×=0、6、螺栓危险载面的强度为σca ≤≤[σ] 即:F2≤即:≤ z ≥==7、48 (2)取z=8,F===6361、7N又∵ ,F 0=F1+F=1、6F+0、6F=2、2F=2、2×6361、7=13995、8N五、传动零件受力分析题:(共1小题,10分)(1)、(2)如图所示。

(3)、φr=arctan=arctanr<φv,自锁。

Ⅲ。