山东科技大学机械设计A卷

山东科技大学2011—2012学年

机械设计 A卷

一、填空题（每空1分，共20分）

1、一般地讲，设计机械零件大致有以下基本要求避免在寿命期内失效的要求、结构工艺性

要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。

2、螺纹的公称直径是指螺纹的__大径_____，强度计算时用螺纹的_小径______，计算螺纹升

角时用___中径_____。

3、在键联接中，普通平键的工作面是__侧面______，楔键的工作面是__上下两面_______，

半圆键的工作面是_____侧面_____。

4、带传动工作时带中产生___拉应力______、弯曲应力_________、__离心应力

________三种应力。最大应力发生在带的紧边绕上小带轮处。

5、按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三种。自行车

前轴属于心轴。

6、制动器在机器中使速度降低以至于停止运转。

7、齿轮传动的设计准则通常是齿面接触疲劳强度准则和齿根弯曲

疲劳强度准则。

二、选择题（每题1分，共10分）

1．在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的是__ A______。

A 三角形螺纹

B 梯形螺纹

C 锯齿形螺纹

D 矩形螺纹

2．对于气缸盖螺栓组联接，若汽缸内的气体压力在0 ~ 2Mpa之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为____C______。

A 对称循环

B 脉动循环

C 非对称循环

D 非稳定循环

3．温度升高时润滑油的粘度____A______。

A 随之降低

B 保持不变

C 随之升高

D 不确定

4．两相对滑动的接触表面，依靠吸附膜进行润滑的状态称为___A____。

A 干摩擦

B 边界摩擦

C 混合摩擦

D 液体摩擦

5．零件表面经淬火、渗碳、喷丸、碾压等处理后，其疲劳强度___C_____。

A 降低

B 不变

C 增高

D 不能确定

6．两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值__A___。

A 相等

B 不相等

C 是否相等与材料的性质有关

7．在下列轴毂联接中，定心精度最高的是_D_____。

A 平键联接

B 半圆键联接

C 楔键联接

D 花键联接

8．带传动发生滑动时____A____。

A 首先发生在小带轮上

B 首先发生在大带轮上

C 在大、小轮上同时发生

9．链条的磨损主要发生在___B____。

A 滚子与套筒的接触面上

B 销轴与套筒的接触面上

C 滚子与链轮齿的接触面

10．齿轮传动中，将轮齿加工成鼓形齿的目的是__B____。

A 减小动载荷

B 改善载荷沿齿向分布不均匀

C 提高传动精度

三、简答题（每题5分，共20分）

1、影响螺纹联接强度的因素有很多，通常提高螺纹联接强度的措施有哪些？

答：a) 降低螺栓总拉伸载荷F a的变化范围。

b) 改善螺纹牙间的载荷分布。

c) 减小应力集中。

d) 避免或减小附加应力

2、在机械设备中滑动轴承主要用于哪些地方？

答：在某些不能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合，即轧钢机、汽轮机、内燃机、铁路机车及车辆、金属切削机床、航空发动机附件、雷达、卫星通讯地面站、天文望远镜以及各种仪表中

3、如果一台机器中的传动机构中有齿轮传动、带传动、链传动，应如何布置？为什么？

先是带传动，再就是齿轮传动，最后是链传动。因为带传动能起到过载保护的作用，且传动平稳，无冲击振动，能保证齿轮传动的精度和质量，链传动能承受比较大的载荷，传动多城中产生动载荷，这样能充分发挥各自的优势，提高传动质量，延长使用寿命。

4、蜗轮蜗杆传动中，如何选择蜗杆头数和蜗轮齿数？为什么？

蜗杆的头数越少，传动比可以越大，但是效率越低，通常有自锁性。为了提高传动效率，，通常是增加蜗杆的头数，但加工困难。因此，综合考虑各种因素，蜗杆的头数通常取1、2、4、6。

为了避免用蜗轮滚刀切制蜗轮时产生根切与干涉，理论上应使齿数不小于17。但当齿数小于26时，啮合区要显著减小，将影响传动的平稳性。只有当齿数大于28时，则可始终保证有两对以上的齿参与啮合。但是，齿数一般不大于80。这是由于当蜗轮直径不变时，齿数越多，模数越小，将使轮齿弯曲强度削弱；当模数不变时，齿数越多，尺寸越大，使相啮合的蜗杆支撑间距加长，这将降低蜗杆的弯曲刚度，容易产生挠曲而影响正常啮合。故蜗杆传动中蜗轮的齿数不宜太少也不宜太大。

四、计算题（50分）

1、分析题：如图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知齿轮1的螺旋方向和轴Ⅲ上的转向，齿轮2的参数m n=3mm,z2 =57,β2 =140;齿轮3的参数m n=5mm,z3 =21。试求：

1、）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并指出齿轮2应选取的螺旋线方向；

2、）用图示标出齿轮2、3所受各分力的方向；；

3、）若使轴Ⅱ上轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角β3应取多大值？（15分）

1）、齿轮3的螺旋线方向是右旋 齿轮2的螺旋线方向是右旋。 2）、受力如图所示 3）、若使轴2轴承不受轴向力， 则 32a a F F =

而 333222t a n ,t a n ββt a t a F F F F == 所以：3322tan tan ββt t F F = 略去摩擦损失，由转矩平衡条件得2

2332

2

d F d F t t = 所以：22223

332232323tan cos /cos /tan tan tan ββββββz m z m d d F F n n t t ===

得： 1485.014sin 57

321

5sin sin 222333=⨯⨯==οββz m z m n n '''0334238=β

2、如图所示，一厚度δ=12mm 的钢板用4个螺栓固连在厚度δ1=30mm 的铸铁支架上，螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa ， [τ]=96MPa ，结合面摩擦系数f =0.15，可靠性系数K f =1.2，载荷

F ∑=12000N ，尺寸l =400mm ，a =100mm 。试确定采用铰制孔用螺栓（假定按剪切强度设计即

可符合要求）联接时的螺栓直径；若采用普通螺栓联接，试计算螺纹小径应满足的条件。（15分）