山东建筑大学机械设计期末考试题和答案

2008/2009学年第二学期末考试试题一、单项选择题（每小题1分，共10分）1、将齿轮的轮齿做成鼓形齿是为了减小。

(A) 载荷沿接触线分布不均匀；（B）动载荷；（C）冲击；（D）齿间载荷分配不均。

2、流体的粘度是指流体的。

(A)强度；（B）刚度；（C）流动阻力；（D）油性。

3、45号钢经调质处理，在常温下工作的轴，当计算表明其刚度不够时，应采取的正确措施是。

(A)改用合金钢；（B）改变表面粗糙度；（C）增大轴的直径；（D）提高轴的表面硬度。

4、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是____.(A)三角形螺纹(B)梯形螺纹(C)锯齿形螺纹(D)矩形螺纹5、半圆键联结的主要优点是____.(A)对轴的强度削弱较轻(B)键槽的应力集中较小(C)工艺性好、安装方便6、带传动打滑总是____.(A)在小轮上先开始(B)在大轮上先开始(C)在两轮上同时开始7、在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使____.(A)传动效率提高，蜗杆刚度降低(B)传动效率降低，蜗杆刚度提高(C)传动效率和蜗杆刚度都提高(D)传动效率和蜗杆刚度都降低8、键的长度主要是根据____来选择.(A)传递转矩的大小(B)轮毅的长度(C)轴的直径9、为了有效地提高齿面接触强度，可____.(A)保持分度圆直径不变而增大模数(B)增大分度圆直径(C)保持分度圆直径不变而增加齿数10、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取。

Ａ. 任意值Ｂ. 等于链节长度的偶数倍Ｃ.等于链节长度的奇数倍二、填空题（31分）[每空1分]1、非液体润滑轴承应进行_________________________、_________________________和____________________的计算。

2、普通平键的工作面是_______，工作时靠______________________________________传递转矩.。

3、带传动中，带的弹性滑动是带传动的___________特性，是___________避免的；而打滑则是________ ___。

4、已知某V带传动所传递的功率P=5.5kw,带速V=8.8m/s,紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=1.5F2。

则其有效圆周力F e为N，紧边拉力为N，松边拉力为N。

5、型号为6315/P5的滚动轴承，类型是轴承，内径为mm，直径系列为系列，公差等级为级，游隙为组。

6、工作中只承受弯矩的不承受转矩的轴叫，只承受转矩不承受弯矩的轴叫，同时承受弯矩和转矩的轴叫。

7、形成流体动压润滑的必要条件是、和；8、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。

9、带传动中，带每转一周受_____应力、_____应力和_____应力作用，最大应力发生在_______。

10、有弹性元件的挠性联轴器的主要优点是，又能。

三、分析题1（11分）1、如图3-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。

已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。

(1)在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力F a1和F a2的方向。

(2)为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向，并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向。

(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。

四、分析题2（10分）试分析指出图3-3所示轴系结构中的错误，说明原因。

图中齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。

五、计算题1（14分）1．一螺栓所受轴向工作载荷为F=6000N，螺栓受载后被联接件间的残余预紧力F1为工作载荷的1.2倍。

已知螺栓相对刚性系数C b/（C b+C m）=0.8，许用拉应力[]MPaσ。

求：90=（1）螺栓小径d1的计算值。

（2）预紧力F0的大小。

六、计算题2（14分）2、（20分）图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。

已知m=8mm，d1=80mm ，z1=1，i=40，卷筒的直径D=250mm，试计算：（1）欲使重物上升1m，应转动蜗杆的转数；（2）设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；（3）设重物重Q=5kN，通过手柄转臂施加的力F=100N，手柄转臂的长度l的最小值(不计轴承效率) 。

七、计算题3 (10分)一转轴支承在一对角接触球轴承上，轴承布置如图，已知两轴承所受径向载荷Ｆr1=F r2=600N，轴另受有轴向负荷F A=500N, 试计算两轴承所受的轴向力F a1、F a2，（内部轴向力F’=0.5F r）。

1 2F A一、单项选择题（每小题1分，共10分）1、(A)2、(C)3、(C)4、(A)5、(C)6、(A)7、(B)8、(B)9、(B) 10、(B)二、填空题（31分）[每空1分]1、比压计算p ≤[p]、特性数计算pv ≤[pv]、速度计算v ≤[v].2、侧表面、挤压和剪切。

3、固有，不可,可以避免。

4、625N，1875N，1250N；5、深沟球轴承，75，3，5，0；6、心轴，传动轴，转轴。

7、相对运动的两表面有一定的楔形间隙；两表面有一定的相对速度；润滑油有一定的粘度，且供由充足；8、摩擦防松，机械防松，永久止动；9、拉应力，离心力产生的拉应力，弯曲应力，紧边开始进入小带轮的那一点。

10、补偿两轴间相对位移，缓冲减振；三、分析题1（11分）1、解:(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力F a1和F a2的方向如图(2分)。

(2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向，蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(3分)。

(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。

(6分)四、解:每指出1个错误得1分，说明错误原因得1分。

总分不超过10分。

1．轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面错误1）轴系采用全固式结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架，应该为正装。

2）全固式结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉。

3）端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙。

2．转动零件与固定零件接触，不能正常工作方面错误1）轴右端的联轴器不能接触端盖，用端盖轴向定位更不行。

2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙。

3）定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触。

4）轴的左端端面不能与轴承端盖接触。

3．轴上零件装配、拆卸工艺性方面错误1）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长），装拆困难。

2）套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难。

3）因轴肩过高，右轴承拆卸困难4）齿轮与轴联接的键过长，套筒和轴承不能安装到位。

4．轴上零件定位可靠方面错误1）轴右端的联轴器没有轴向定位，位置不确定。

2）齿轮轴向定位不可靠，应使轴头长度短于轮毂长度。

3）齿轮与轴联接键的长度过大，套筒顶不住齿轮。

5．加工工艺性方面错误1）两侧轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。

2）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。

3）联轴器轮毂上的键槽没开通，且深度不够，联轴器无法安装。

6．润滑、密封方面错误1）右轴承端盖与轴间没有密封措施。

2）轴承用脂润滑，轴承处没有挡油环，润滑脂容易流失。

改进后如图所示。

五、计算题1.(14分)解:F1=1.2F=1.2×6000=7200N(2分)F2= F1＋F=13200N(4分)d 1=[1.3×4F 2/(π[σ])]1/2=15.58mm(4分)F 0= F 1＋[1－C b /（C b +C m ）]F=8400N(4分)六（1）重物上升1m 时，卷筒转动圈数：N 2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27蜗杆转动圈数为：N 1=i N 2=40x1.27=50.96(圈) （3分）（2）蜗杆直径系数q=d 1/m=80÷8=10导程角：γ=arctan 1z q =arctan 18=7.125o当量摩擦角：ϕv =arctanf v = arctan18=10.204o因为：γ〈ϕv 所以 蜗杆传动满足自锁条件 （5分）（3）蜗杆传动的啮合效率：1tan tan 7.1250.401tan()tan(7.12510.204)oo o v γηγϕ===++ (3分) 则2110.6250.039400.401T T kN m i η===⨯g g ,则:10.0390.390.1T l m F === （3分） 七、解：轴承内部轴向力为 F 1’=0.5F r1=0.5x600=300N (2分)F 2’=0.5F r2=0.5x600=300N (2分)(受力方向分析2分)F A + F 2’=500+300=800N> F 1’所以，轴承2 被压紧F a2= F A + F 1’=500+300=800N (2分) F a1= F 1’=300N (2分) 250.1250.625T kN m=⨯=•。