机械设计考卷5

一、选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)

1、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是A。

A．三角形螺纹B．梯形螺纹C．锯齿形螺纹D．矩形螺纹2、计算紧螺栓联接的拉伸强度时，考虑到拉伸和扭转的复合作用，应将拉伸应力扩大的倍数是B。

A．1.1 B．1.3 C．1.5 D．1.7

3、矩形花键联接常采用的定心方式是C。

A．按大径定心B．按侧面(齿宽)定心

C．按小径定心D．按大径和小径共同定心

4、带传动在正常工作时产生弹性滑动，是由于C。

A．包角

太小B．初拉力0F太小

1

C．紧边与松边拉力不等D．传动过载

5、链传动属于B。

A．具有挠性拉曳元件的摩擦传动B．具有挠性拉曳元件的啮合传动C．具有直接接触的工作元件的摩擦传动

D．具有直接接触的工作元件的啮合传动

6、圆柱齿轮传动中，当齿轮直径不变，而减小齿轮的模数时，可以C。

A．提高齿轮的弯曲强度B．提高齿面的接触强度

C．改善齿轮传动的平稳性D．减少齿轮的塑性变形

7、联轴器与离合器的主要作用是B。

A．缓冲、减震B．传递运动和扭矩

C．防止机器发生过载D．补偿两轴的不同心或热膨胀

8、轴环的用途是C。

A．作轴加工的定位面B．提高轴的强度

C．使轴上零件获得轴向定位D．提高轴的刚度

9、不完全液体润滑径向滑动轴承的主要失效形式为A。

A．工作表面磨损与胶合B．轴承材料塑性变形

C．工作表面点蚀D．轴承衬合金开裂

10、型号为30312的滚动轴承，其类型名称为D。

A．调心滚子轴承B．调心球轴承

C．向心角接触球轴承D．圆锥滚子轴承

二、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)

1.试比较带的弹性滑动和打滑现象。

答：弹性滑动是皮带的固有性质，不可避免。弹性滑动的负面影响，包括造成传动比不准确、传动效率较低、使带温升高、加速带的磨损等。

带传动中，存在弹性打滑，当工作载荷进一步加大时，弹性滑动的发生区域（即弹性弧）将扩大到整个接触弧，此时就会发生打滑。在带传动中，应该尽量避免打滑的出现。打滑现象的负面影响：导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失效。打滑现象的好处在于：过载保护，即当高速端出现异常（比如异常增速），可以使低速端停止工作，保护相应的传动件及设备。2.简述链传动的多边形效应。

答：当主动链轮匀速转动时，链条的速度、从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的运动特性，称为链传动的运动不均匀性。因由多边形特点造成，故又称为链传动的多边形效应。

3.为什么蜗杆传动需要进行热平衡计算？

答：由于蜗杆、蜗轮啮合齿面间相对滑动速度大，摩擦、发热大，效率低，对于闭式蜗杆传动，若散热不良，会因油温不断升高，而使润滑条件恶化导致齿面发生胶合失效。所以，设计闭式蜗杆传动时，要进行热平衡计算。

4.径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程。

答：图a

：轴颈静止时，在外载荷作用下，轴颈处于轴承孔最下方的稳定位置，

两表面间自然形成一弯曲的楔形，具备形成动压润滑的几何条件。

图b：润滑油进入轴承间隙并吸附在轴径和轴承表面上。轴颈开始转动时，速度极低，这时轴颈和轴承间的摩擦为金属间的直接摩擦。作用于轴颈上的摩擦力的方向与其表面上的圆周速度方向相反，迫使轴颈沿轴承孔内壁向上爬。

图c：随着轴颈转速的升高，润滑油顺着旋转方向被不断的带入楔形间隙，由于间隙越来越小，根据流体通过管道时流量不变的原理，当楔形间隙逐渐减小时，则润滑油的流速将逐渐增大，使润滑油被挤压从而产生油膜压力。在间隙最小处，流速越来越大，润滑油被挤得越来越厉害，这些油膜压力的合力达到足以将轴颈推离，使轴颈和轴承的金属接触面积不断减少，以致在轴颈和轴承间形成一层较薄的油膜。但由于油膜压力尚不足以完全平衡外载，油膜厚度还没有大于两表面粗糙度之和，此时轴承仍处于非液体摩擦状态。

图d：当轴颈转速升至一定值时，油膜压力完全将轴颈托起，形成将两表面完全隔开的油膜厚度。此时，轴承开始工作在完全液体摩擦状态下。当轴颈转速进一步升高时，油膜压力进一步升高，轴颈不断抬高，使轴承偏心距不断减少，导致两表面形成的楔形角减少。楔形角减小会降低油的挤压，使油膜压力下降。然而，油膜压力下降，又将使轴心下移，增大楔形角，使油压升高。如此反复，直至油膜压力的合力与外载荷达到新的平衡为止。

图动压向心滑动轴承的工作过程

三、分析计算题（本大题共3小题，共45分）

1.图示的普通螺栓联接中，采用两个M20的螺栓，其许

用拉应力[σ]=160MP a ，联接件接合面的摩擦系数f =0.20，防滑系数Ks =1.2。计算该联接允许传递的最大载荷R=？（M20螺栓的小径为17.294 mm ）。（本题10分）

解答：(1)单个螺栓所能承受预紧力P Q 由公式：[]σ≤⋅π21p d 4

Q 3.1，有：[]289113.14d Q 21p =⨯σπ≤ (2) 该联接允许传递的最大载荷

由公式：R K z m f Q s p ⋅≥⋅⋅⋅，有：19274K z

m f Q R s p =⋅⋅⋅≤ N

2. 图示的双级圆柱齿轮传动中，已知主动齿轮1的转向如图所示，若两级皆为斜齿轮，为使中间轴Ⅱ所受的轴向力较小，试确定各齿轮的旋向。并在图上画出各个齿轮所受的圆周力、径向力和轴向力的方向。（本题15分）

解答：

3. 如图所示下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为124000,2000r r F N F N ==，轴上作用的轴向外加载荷1000ae F N =,轴承内部附加轴向力d F 的计算为0.7d r F F =，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比a r F /F >e 时，X= 0.41，Y= 0.87，当a r F /F e ≤，X=1，Y= 0，e = 0.68，载荷系数 1.0p f =，试计算： （本题20分）