《机械基础(设计与制造)》——期末复习题答案2381476844205391.doc

中国石油大学（北京）远程教育学院《机械基础(设计与制造)》期末复习题答案一、单项选择题（每小题 2分，共 60分）1、C2、B3、A4、A5、B6、D7、C8、B9、A 10、C 11、C 12、D 13、A 14、B 15、A 16、B 17、C 18、B 19、C 20、A 21、A 22、C 23、A 24、B 25、C 26、A 27、A 28、B 29、A 30、A二、填空题（每空1分，共 80分）1、从制造的角度划分的最小单元是_零件_____，从运动的角度划分的最小单元是___构件 ___。

2、在不同的机械中使用，其___功用___相同的零件，称为通用零件，试列举两个此类零件：____齿轮__、___轴承___。

3、平键的截面尺寸应按___轴径___从键的标准中查取，键的长度可参照___轮毂宽度___从标准中选取，必要时应进行强度校核。

4、双头螺柱联接的两被联接件之一是___通___孔，另一是___螺纹(或盲)___孔。

5、螺纹副中，螺纹的升角λ越__小__，自锁性越好；螺纹的升角λ越___大___，螺纹副效率越高。

6、一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时，将齿轮看作___悬臂梁___，并假定全部载荷作用于___齿顶___。

7、当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是___分度圆直径(或中心距)___和___齿宽___。

8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取___分度圆 ___处的接触为计算依据。

9、在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮的齿宽b1____大于__大齿轮的齿宽b2，在计算强度时，工作齿宽b应取___ b2___。

10、在润滑良好的闭式蜗杆传动中，其主要失效形式是_点蚀，胶合和磨损。

11、普通圆柱蜗杆传动中，若蜗杆的螺旋线方向为右旋，导程角γ=15°，则蜗轮的轮齿旋向为_右旋_，螺旋角β=__15°。

12、对于开式蜗杆传动，可采用粘度较__高__的润滑油或润滑脂润滑。

13、普通V带的设计准则是，保证带__不打滑_的前提下，带具有一定的_疲劳寿命。

14、若带传动的初拉力一定，增大__包角____和___摩擦系数___都可以提高带传动的极限摩擦力。

15、V带传动中，从动轮的圆周速度V2总是___小于___主动轮的圆周速度V1，这种现象是由__弹性滑动 ____所引起的。

16、按受载性质分，主要承受__弯矩__的轴为心轴，主要受___扭矩___的轴为传动轴。

17、为了减小轴上的应力集中，轴阶梯处的过渡圆角应尽可能___取大些___。

18、代号为30208的滚动轴承，其内径为___40___mm，精度等级为__ G级(普通级) 。

19、低速、重载、刚性较大的支承，宜选用滚动体为___滚子___的滚动轴承。

20、滚动轴承代号中段的右起第五位数字表示__轴承的类型 ____。

21．切削用量三要素包括切削速度、进给速度、和切削深度。

22．材料的切削加工性的改善途径：1）调整化学成分；2）热处理。

23．螺纹的三要素是指螺距、牙型半角、中径。

24．零件的机械加工质量包括加工精度和表面质量。

25. 拉刀是一种多齿刀具。

拉削时，由于后一个刀齿直径大于前一个刀齿直径，从而能够一层层地从工件上切去金属。

26. 特种加工是指切削加工以外的一些新的加工方法。

27. 常用刀具材料的种类有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼。

28. 一般讲，车削和磨削是外圆的主要加工方法。

29. 常用的夹紧机构有斜楔夹紧机构、铰链夹紧机构螺钉压板、偏心压板。

30. 生产中应根据工件材料、 刀具材料 和 加工要求 合理选择前角的数值。

31. 刀具材料应具有的性能是足够的强度和韧性、高的热硬性、 高耐磨性高硬度 、 良好的工艺性 。

32. 一般切削运动分为 主运动 和 进给运动 。

33. 磨削软材料时应选用 硬 砂轮。

34. 孔的常用加工方法有 钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔等。

35. 平面的加工方法有车削、刨削、铣削、拉削、磨削等。

三、 分析计算题（4小题，共50分）1、用于紧联接的一个M16普通螺栓，小径d 1=4.376mm ，预紧力Q 0=20000N ，轴向工作载荷Q e =10000N ，螺栓刚度C b =1×106 N ／mm ，被联接件刚度C m =4×106N ／mm ，螺栓材料的许用应力[σ]=150 N/mm 2。

(1)计算螺栓所受的总拉力Q ；(2)校核螺栓工作时的强度。

解(1) 2.010)41(10166=⨯+⨯=+m b b C C C NQ C C C Q Q Q Q e mb b e 22000100002.02000000=⨯+=++=∆+= (2) ][/2.176)376.14(4220003.143.12221σππσ>=⨯==mm N d Q ca ： ∴强度条件不满足2、如图表示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N ，若取接合面间的摩擦系数f=0.2，可靠性系数K s =1.2，螺栓材料的许用应力[σ]=120N/mm 2，螺栓的小径d 1=17.294mm 。

试校核螺栓的强度。

解 一个螺栓的横向工作载荷 N z F R 300026000===预紧力 N fm R K Q s 1800012.030002.10=⨯⨯==强度校核 ][/67.99)294.17(4180003.143.122210σππσ≤=⨯==mm N d Q ∴强度满足3、如下图所示二级齿轮减速器中，输入轴上的齿轮1为右旋，n 1转动方向如图所示。

试分析齿轮3、4的螺旋方向应如何设计，才能时中间轴上的轴向力最小？并画出齿轮4所受轴向力的方向(请标在图上)。

答：4、按示例①所示，指出轴系结构中的其它错误(不少于8处)注：润滑方式、倒角和圆角不考虑示例：①—缺少调整垫片答：①缺少调整垫片 ⑥轴承外圈定位超高②套筒定位在端盖上 ⑦轴承安装方向不对③缺一个键 ⑧没有轴径变化④缺密封件 ⑨轴向定位不可靠⑤孔与轴间无间隙 ⑩键太长5、下图为一压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强p=2 N ／mm 2，缸径D=150 mm 。

根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧力Q r =1.6Q e ，Q e 为单个螺栓的工作拉力。

若选用螺栓材料为35钢，性能等级为5.6级，屈服极限σs =300 N/mm2，安全系数S=3。

试计算所需螺栓的小径d 1。

（15分）解 容器盖所受的载荷 N D p F 92.35342415014.32422=⨯⨯==∑π（4分 ） 单个螺栓的工作拉力 N z F Q e 49.5890692.35342===∑（ 2分 ） 总拉力 N Q Q Q Q Q e e e r 27.1531549.58906.26.1=⨯=+=+=（2分） 许用应力 2/1002300][mm N S s ===σσ （ 3分） 螺栓小径 mm Q d 1610027.153153.14][3.141≈⨯⨯=⨯≥πσπ（4分）四、问答题（12小题，共 110分）1、对插齿和滚齿在加工质量、生产率及加工范围方面进行比较。

（6分）答：（1）加工质量，相近；（2）生产率，一般插齿低，但加工小模数、较窄和扇形齿轮，插齿高于滚齿；（3）加工范围，加工斜齿插齿不如滚齿。

插齿能加工内齿轮等。

评分点：每点2分2、对铣削和刨削在生产率、加工质量及设备和刀具费用方面进行比较。

（6分）答：生产率，一般铣削高，但加工窄长平面，刨削高；加工质量，相近；设备和刀具费用，铣削高。

评分点：每点2分3、刀具材料应具备哪些性能？（10分）答：刀具材料应具备的性能：●高硬度高于工件材料的硬度。

●足够的强度和韧性●高耐磨性●高的热硬性高温下仍能保持高硬度的性能。

●良好的工艺性评分点：每项2分4、简要回答钻孔表面粗糙度大和生产率低的原因。

（6分）答：（1）排屑困难；（2）切削热多，切削液难进入切削部位；（3）限制切削速度提高。

评分点：每点2分5、车削外圆有哪些特点？（8分）答：车削外圆的特点：●切削过程连续，切削面积不变，切削力变化小。

●车刀简单、制造和刃磨方便，费用低。

●易于保证外圆表面和其它表面的位置精度。

●适于加工各种材料，但难以加工硬度很高的淬火钢件。

评分点：每点2分6、与传统加工方法比，特种加工主要有哪些特点？（6分）答：与传统加工方法比，特种加工的主要特点：（1）不依靠机械能，而利用电能、声能、光能、热能等。

（2）刀具硬度可以低于材料硬度。

超声波加工等。

（3）工具与工件间不存在显著的机械切削力。

评分点：每点2分7、平面的加工方法有哪些？其中主要加工方法有哪些？（8分）答：有车削、刨削、铣削、拉削、磨削等（5分）。

其中，铣削、刨削、磨削是平面的主要加工方法（3分）。

8、试述刀具前角大小对切削加工的影响及如何选择前角（包括内容：1.）前角的定义；2. ）前角大小对切削加工的影响；3.）如何选择前角）。

（10分）答：（1）前刀面与基面夹角；（2分）（2）前角大，刀刃锋利。

但过大，刀刃脆弱；（2分）（3）生产中根据工件材料、刀具材料和加工要求选择前角。

（1分）加工塑性材料，选较大前角，（1分）加工脆性材料，选较小前角，工件材料强度、硬度低，前角应大些，否则选小些，（1分）硬质合金刀具前角比高速钢小，（1分）精加工大些，粗加工小些。

（1分）9、试述积屑瘤的形成及防止措施（包括内容：1.）积屑瘤定义;2）积屑瘤产生的基本原因；3）积屑瘤对切削加工的影响；4）防止措施。

）。

（10分）答：（1）切削塑性金属材料时,来自切屑和工件的金属粘结层积在前刀面上,形成硬度很高的楔块。

（3分）（2）切屑和工件产生剧烈摩擦, 摩擦力>切屑内部的分子结合力。

（3分）（3.）保护刀刃和增大前角。

但时现时消,降低加工精度。

粗加工时利用，精加工时避免。

（2分）（4.）首先改变切削速度，其次用切削液。

（2分）10、试述刀具后角大小对切削加工的影响及如何选择后角（1.后角的定义；2. 后角大小对切削加工的影响；3. 如何选择后角）。

（10分）答：（1）主后刀面与切削平面夹角；（4分）（2）减少摩擦，后加过大，强度降低；（3分）（3）粗加工取小后角，精加工，取大后角。

（3分）11、对零件结构设计有哪几方面的要求？（10分）答：对零件的结构设计有以下几方面的要求(1) 加工表面的几何形状应尽量简单。

(2) 有相互位置精度要求的表面，最好能在一次安装中加工出来。

(3) 尽量减少加工表面的数量。

(4) 应力求零件某些结构尺寸标准化。

(5) 零件应便于安装，定位准确，夹紧可靠。