试卷3及参考答案

机械设计试卷试卷3
校名___________ 系名___________ 专业___________
姓名___________ 学号___________ 日期___________
一、选择题：把正确的选项代号填入（）中
(本大题分10小题, 每小题2分, 共20分)
1、流体静压润滑轴承处于流体摩擦时，其摩擦系数近似值为________。

A. 0.1～1.0
B. 0.01～0.10
C. 0.001～0.01
D. 0.000 000 1～0.001
2、普通平键是（由A、B中选1）_______，其剖面尺寸一般是根据（由C、
D、E、F中选1）_____按标准选取的。

A.标准件
B.非标准件
C.传递转矩大小
D.轴的直径
E.轮毂长度
F.轴的材料
3、中速旋转正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是_____________。

A. 滚动体碎裂
B. 滚动体与滚道产生疲劳点蚀
C. 滚道磨损
D. 滚道压坏
4、在各种基本类型的向心滚动轴承中______________不能承受轴向载荷。

A.调心球轴承
B.圆柱滚子轴承
C.调心滚子轴承
D.深沟球轴承
5、按滚动轴承寿命计算公式L
C
P
=()ε算得的寿命L的单位为____________。

A. h
B. r
C.106 h
D. 106 r
6、滚动轴承外圈与机座孔的配合，采用___________制。

A.基孔制
B.基轴制
C.混合制
D.基孔、基轴制均可
7、对于工作温度较高或较长的轴，轴系固定结构可采用________。

A.两端固定安装的深沟球轴承
B.两端固定安装的角接触轴承
C.一端固定，另一端游动的型式
D.两端游动安装的结构型式
8、链传动中两轮轴线的相对位置应__________。

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
9、滚动轴承中润滑脂的合理装填量应为_________________。

A.装满
B.>1
2空间 C.
1
3
～
1
2
空间 D.<
1
10
空间
10、平带的带轮表面稍呈凸起（轮宽中部），这是为了_________。

A.减轻带的磨损
B.安装带较方便
C.防止带从轮上脱落（工作时）
D.便于安装时两轮对正
二、填空题：把答案写在题中的空格里
(本大题分10小题, 每小题2分, 共20分)
1、斜齿圆柱齿轮的齿数、模数不变，加大螺旋角,则分度圆直径__________。

2、根据蜗杆形状不同，蜗杆传动可分为______________、_______________、____________。

3、V带（三角带）传动因为有_________________的影响，其传动比不恒定。

4、一般来说，滚动轴承的刚度__________滑轴轴承，球轴承的刚度比滚子轴承__________，动压滑动轴承的刚度_____________静压滑动轴承。

5、链速一定时，链轮齿数越_________和链节距越__________，链传动的运动不均匀性和动载荷越大。

6、与带传动相比，链传动对轴的压轴力比较_____________。

7、链传动的失效形式有（要求举出四种）_____________________________、___________________________________、_____________________________、______________________________________。

8、链传动通常放在传动系统中的___________级。

9、根据定义，滑动轴承的相对间隙ψ＝___________________，偏心率ε＝______________。

（或相对偏心距χ＝_________________。

）
10、滚动轴承预紧的目的是___________________________，预紧结构的作用是_____________________________________________。

三、分析题：简要回答以下问题
(本大题共2小题，总计10分)
1、(本小题4分)
对滚动轴承进行预紧的目的是什么？实现对轴承预紧的基本方法是怎样的？
2、(本小题6分)
试述开式及闭式齿轮传动的设计准则。

四、结构题：
(本大题共2小题，总计12分)
1、(本小题6分)
图中所示为滑键联接，图中有哪些错误？
2、(
圆柱齿轮在什么条件下采用实心式结构、腹板式结构及轮辐式结构？
五、计算题：计算下列各题
(本大题共2小题，总计12分)
1、(本小题6分)
标准蜗杆传动，已知：m=6.3mm，i=20，z
1=2，d
1
=50mm，试计算蜗轮分度
圆直径、蜗轮和蜗杆的齿顶圆直径，蜗杆导程角γ及中心距a。

2、(本小题6分)
减速器传动比i=9，传动效率η＝0.9，输入轴直径d=18mm，若输出轴与输入轴同材料，试估算输出轴直径d＇。

六、大型题：计算下列各题
(本大题共2小题，总计26分)
1、(本小题13分)
某优质碳素结构钢零件，其σs=280MPa，σB=560MPa，σ－1=250MPa，工作应力σmax=155MPa，σmin=30MPa，零件的有效应力集中系数Kσ=1.65，尺寸系数εσ=0.81，表面状态系数β=0.95，等效系数ψσ=0.30。

如取许用安全系数[S]=1.5，试校核该零件的强度是否足够（为安全起见一般计算屈服强度和疲劳强度两种安全系数）。

2、(本小题13分)
有一储气罐，罐盖用12个M20的普通螺栓（小径d
1
17294 mm =.，中径
d
2
18376
=.mm）均布联接。

安装时每个螺栓的预紧力F'=20000，不严格控制预
紧力，取安全系数[]
S
S
=4，气罐内径D=400mm，气压p=1MPa，螺栓采用8.8
级，45钢，σS MPa =640，螺栓的相对刚度C C C 112
08
+=.，试校核螺栓强度（取
计算直径d c =d 1）。

试卷3参考答案
注：各主观题答案中每步得分是标准得分，实际得分应按下式换算：
第步实际得分本题实际得分解答第步标准得分解答总标准得分
N =N ⨯
一、选择题：把正确的选项代号填入（）中 (本大题分10小题, 每小题2分, 共20分)
1、D
2、A ，D
3、B
4、B
5、D
6、B
7、C
8、A
9、C
10、C
二、填空题：把答案写在题中的空格里 (本大题分10小题, 每小题2分, 共20分)
1、加大
2、圆柱蜗杆传动，圆弧(环)面蜗杆传动，锥蜗杆传动
3、弹性滑动
4、大于，小，小于
5、少，大
6、小
7、链的疲劳破坏，链条铰链的磨损，多次冲击破断，链条铰链的胶合，链
条的过载拉断，链轮轮齿磨损
8、低速
9、ψδ
εδχδ
===-=r
e e R r e ,
()
10、提高轴承刚性与旋转精度，使轴承内部消除间隙并产生预变形
三、分析题：简要回答以下问题 (本大题共2小题，总计10分)
1、(本小题4分)
目的：增大轴承组合刚度，提高轴承的旋转精度；减小振动与噪声。

实现方法：轴承安装时，使轴承内、外圈间受到一定的轴向压紧力，消除游隙并使内、外圈接触处产生一定量的预（初）变形。

2、(本小题6分)
1）开式齿轮传动的设计准则是保证齿根弯曲疲劳强度，计及磨损的影响，将许用应力降低20%～35%，或将模数增大10％～15％。

2）闭式齿轮传动的设计准则是保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度。

四、结构题：
(本大题共2小题，总计12分) 1、(本小题6分)
1.键装不进
2.键与键槽应在顶面有间隙，不能在两侧有间隙
3.右图缺剖面线
2、(本小题6分)
当齿顶圆直径d a ≤200mm 时采用实心式结构；当200mm ＜d a ≤500mm 时采用腹板式结构；当d a ＞400mm 时采用轮辐式结构。

五、计算题：计算下列各题 (本大题共2小题，总计12分) 1、(本小题6分)
1)d mz mz i 22163220252===⨯⨯=.mm 2)d d m a1mm =+=+⨯=1250263626..
d d m a2mm =+=+⨯=222522632646..
3)γ==⨯='''arctan arctan 6.3250
mz d 11140839
4)a d d =
+=
+=12
2
50252
2
151m m
2、(本小题6分)
用扭转强度估算轴直径的公式为：d A P n
=03
'=''
d A P n 03
，两轴材料相同，A 0取同样的值。

'=
''=
'=
=
⨯≈d d P P n n
T T
i ///.3
3
3
3
0992η
'==⨯=d d 221836mm
六、大型题：计算下列各题 (本大题共2小题，总计26分) 1、(本小题13分)
σσ
σa MPa =-=-=()/()/.max
min
2155302625 σ
σ
σ
m
=+=+=()/()/.max min
2155302925
MPa
疲劳安全系数：
S K σσ
σσσεβ
σψσ
=
+=
⨯⨯+⨯=-1
250
165081095
62503925
1545a m
.......
屈服强度安全系数：
S σσσ
σ
=+=+=S a
m
/()/(..).280625925181
两种强度的安全系数均大于S =15. 故零件强度足够。

2、(本小题13分)
气罐盖所受总推力F D p Q =
=
⨯⨯=ππ4
4
4001125664 N
2
2
每个螺栓的工作载荷F F z
==
=Q N 12566412
10472
每个螺栓总拉力
F F C C C F 0112
20000081047228377='+
+=+⨯=..6N
许用拉应力[][]
σσ
=
=
=S
S M Pa S 6404
160，
按强度条件，螺栓小径
[]
d d F 10
413413283776
160
17134()....或≥
＜c m m 17.294m m ⨯=
⨯⨯⨯=ππσ，安全。