2012机械设计B卷答案

大连大学2012/2013学年第一学期考试卷（B 卷评分标准及参考答案）

考试科目： 机械设计 （共 6 页）

一、 填空题（共5 分，每空1分） 1、切向键连接中，双向传动采用两个切向键，在圆周上相隔120度分布。

2、带传动中，带的型号应根据 计算功率 和 小带轮转速 选择。

3、一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 齿面点蚀 。

4、验算滑动轴承最小油膜厚度h min 的目的是 确保轴承能处于液体摩擦状态 。 二、选择题（共10分，每题1分）

1、机械零件的理论设计中运算过程分为 A 两种。 A ．设计计算和校核计算 B.近似计算和简化计算 C ．强度计算和刚度计算 C.用线图计算和用公式计算

2、某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力的值相等，而应力循环特性r 分别为＋1、-1、0、0.5，则其中最易发生实效的零件是 B 。 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁

3、摩擦与磨损最小的摩擦状态是 A ，摩擦与磨损最大的摩擦状态是 D 。 A.干摩擦 B.边界摩擦 C.混合摩擦 D.液体摩擦

4、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A.三角形螺纹 B.梯形螺纹 C.锯齿型螺纹 D.矩形螺纹

5、当轴作单向回转时，平键的工作面在 C ，楔键的工作面在键的 A 。 A.上、下两面 B.上表面或下表面 C.一侧面 D.两侧面

6、带传动中，若产生打滑现象，是沿 A 。 A.小轮先发生 B.大轮先发生 C.两轮同时发生

7、链传动中，链节数和齿数常分别取 。

密

封

线

A.偶数和偶数

B.偶数和奇数

C.奇数和偶数

8、为了提高齿轮传动的齿面接触强度，应 B 。

A.分度圆直径不变，增大模数

B.增大分度圆直径

C.分度圆直径不变，增加齿数

D.减小齿宽

9、蜗杆传动的当量摩擦因数f v随齿面相对滑动速度的增大而 C 。

A.增大

B.不变

C.减小

10、若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷 A 基本额定动载荷。

A.大于

B.小于

C.等于

D.大于等于

三、简答题（共15分）

1、螺栓的性能等级为8.8级，性能等级数字代号的含义是什么？与它相配的螺母的性能等级应为多少？

答：小数点前数字8表示材料的抗拉强度极限为800MPa，小数点后数字8表示材料的屈服极限与抗拉强度极限之比为0.8；与它匹配的螺母的性能等级应为8级或9级。

2、带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的？对带传动有何影响？

答：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，称为带传动的弹性滑动；当总摩擦力增加到临界值时，弹性滑动的区域也就扩大到了整个接触弧，此时如果再增加带传动的功率，则带与带轮间就会发生显著的相对滑动，即整体打滑。

弹性滑动使带传动的平均传动比不恒定；打滑会加剧带的磨损，降低从动带轮的转速，甚至使传动失效，打滑也可以起到过载保护的作用。

3、在链传动中为何小链轮齿数ｚ１不宜过少？而大链轮齿数ｚ２又不宜过多？

答：小链轮齿数z1过少，会增加运动的不均与性和动载荷；链条在进入和退出啮合时，链接间的相对转角增大；链传动的圆周力增大，从整体上加速铰链和链轮的磨损。大链轮齿数z2增大，不仅增大了传动的总体尺寸，而且还容易发生跳链和脱链，从另一方面限制了链条的使用寿命。

四、分析题（共20分，每小题10分）

1、标准直齿圆柱齿轮传动，若传动比i、转矩T1、齿宽b均保持不变，试问在下列条件下齿轮的弯曲应力和接触应力各将发生什么变化？

（1）模数m不变，齿数z1增加；

（2）齿数z1不变，模数m增大；

（3）齿数z1增加一倍，模数m减小一半。

答：（1）弯曲应力减小，接触应力减小；

（2）弯曲应力减小，接触应力减小；

（3）弯曲应力增大，接触应力不变。

（注：结合公式进行分析）

2、图示传动系统，已知输出轴n6的方向。

（1）使各轴轴向力较小，确定斜齿轮3、4和蜗杆蜗轮1、2的螺旋方向（标在图上或用文字说明）及各轴的转向；

（2）在图中标出各轮受力方向。

五、计算题（共30分）

1.如图所示，一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接。已知气缸中的压力P在0~2MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布圆的直径D0=650mm。为保证气密性，要求残余预紧力F1=1.8F，螺栓间距t<=4.5d（d为螺栓的大径）。螺栓材料的许用拉应力[σ]=120MPa，许用应

力幅[σa ]=20MPa 。选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度C b /(C b +C m )=0.8，试确定螺栓的数目和尺寸。

（提示：先选取螺栓的数目z=12~24，然后计算并取定其尺寸及验算间距和应力幅。）

解：（未完成）

1） 每个螺栓所受到的工作载荷为：

4

12

D p z F π=

每个螺栓上的总拉力为：

F F F F 8.212=+=

预紧力为：

F F C C C F F m b b 2110=⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛+-+=

2)所需螺栓的螺纹小径：

2、某转轴由一对代号为30312的圆锥滚子轴承支承，轴上斜齿轮的轴向分力F a =5000N ，方向如图所示。已知两轴承的径向支反力F r1=13600N ，F r2=22100N ；轴的转速n=720r/min ，运转中有中等冲击；轴承工作温度小于120o C ，基本额定动载荷C=174000N ，e=0.35，Y=1.74，f p =1.4。试计算轴承的寿命L h 。式求：