机械设计期中考试(1)

常熟理工学院2017 ～2018 学年第 1 学期
《机械设计》 期中考试试卷
试题总分：100 分 考试时限：120 分钟 考试形式：闭卷
一、选择填空题 （每空格1分，共20分）
1. 若一零件的应力循环特性r = +0.5,σa = 80Nmm 2
，则此时，σm
= 240 N / mm 2
，
σ
max
= 320 N / mm 2
，σmin
= 160 N / mm 2
2. 螺纹联接的拧紧力矩等于 螺纹副间摩擦 力矩和 螺纹端面与被连接件承接面间
摩擦 力矩之和。

3. 性能等级为6.8级的螺栓，其屈服强度
s σ＝ 480 ，抗拉强度b σ= 600 。

4. 承受预紧力/F 的紧螺栓联接在受工作拉力F 时，残余预紧力为//F ，其螺栓所受的
总拉力F 0为 B 。

A ．/0F F F +=
B ．//0F F F +=
C ．///0F F F +=
D ．F c c c F F 2
12
/
0++
= 5. 承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的预紧力和被联接件的刚度
Cm 不变时，螺栓的刚度Cb 愈小，则____b____。

A.螺栓中总拉力的变化幅度愈大
B. 螺栓中总拉力的变化幅度愈小
C.螺栓中总拉力变化幅度不变
D. 螺栓中的疲劳强度降低
6．在常用螺纹类型中，主要用于传动的是___D_____。

A ．矩形螺纹、梯形螺纹、普通螺纹
B ．矩形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹
C ．梯形螺纹、普通螺纹、管螺纹
D ．梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿螺纹
7．当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，需要经常拆卸时，往往采用 d 。

A ．螺栓联接
B ．螺钉联接
C ．双头螺栓联接
D ．紧定螺钉联接
8. 一般普通平键联接的主要失效形式是__D________。

A ．剪断
B ．磨损
C ．胶合
D ．压溃
9. 中心距一定的带传动，小带轮包角的大小主要取决于 d 。

A ．小带轮直径
B ．大带轮直径
C ．两带轮直径之和
D ．两带轮直径之差 10. 带传动在工作时产生弹性滑动，是因为 B 。

A ．带的初拉力不够
B ．带的紧边和松边拉力不等
C ．带绕过带轮时有离心力
D ．带和带轮间摩擦力不够°。

11. 带传动采用张紧装置的目的是____D_____。

A ．减轻带的弹性滑动
B ．提高带的寿命
C ．改变带的运动方向
D ．调节带的初拉力
12. 链传动中多排链的排数一般不超过3 或4，主要是为了 d 。

A ．不使安装困难；B ．减轻链的重量；C ．不使轴向过宽；D ．使各排受力均匀
13. 在带、链、齿轮传动组成的多级传动系统中，正确的传动方案是 b 。

A 链传动——齿轮传动——带传动
B 、带传动——齿轮传动——链传动 C. 齿轮传动——带传动——链传动 D. 带传动——链传动——齿轮传动 14. 计算一对直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳强度时，若齿形系数、应力修正系数和许用应力
均不相同，则应以______c___为计算依据。

A ．[σ F ]较小者
B ．Y Fa Y Sa 较大者
C ．[σF ]/ Y Fa
Y Sa 较小者 D ．[σF ]/ Y Fa Y Sa 较大者
15. 为了提高齿轮传动的接触强度，可采取 b 的方法。

A ．采用闭式传动 B. 增大传动中心距 C ．减少齿数D. 增大模数
16. 轴交角为900 时，蜗杆蜗轮的受力关系中，错误的是 。

A. F r 1= F r 2
B. F t 1 =F a 2
C. F t 1 =F t 2
D. F t 2=F a 1
二、简答题 （25分)
1. 试画出图示带传动中带的应力分布图，并指出最大应力的部位（小带轮为
主动轮）。

(5分 )
2. 闭式直齿圆柱齿轮传动设计准则是什么？（5分）
齿根弯曲疲劳强度 齿面接触疲劳强度
3. 带的弹性滑动和打滑产生的原因是什么？各自会引起什么样的后果？（5分）
带的弹性形变
传动功率增大，但总摩擦力到达临界 失效
4. 在链传动中，为何小链轮齿数不宜过少而大链轮齿数又不宜过多？ （5分）
增加运动不平稳性，动载荷 跳链，脱链
5. 说明闭式蜗杆传动的主要失效形式及设计准则是什么？。

（5分）
三、画图分析题（
18分）
1.图示圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器。

齿轮1主动，转向如图，斜齿轮的参数为：模数m n =3mm ，z 3=25，z 4=99，α n = 20°。

试：(1) 标出各轴的转向；（2分）
(2) 为使Ⅱ轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向；（2分） (3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力。

（6分）
2. （8分）已知如图双蜗杆传动系统，蜗杆1为右旋。

输出轴转速如图。

1）为使Ⅱ轴上两轮的轴向力完全抵消，确定各轮回转方向。

（3分） 2）确定蜗杆3和蜗轮4的旋向。

（2分） 3）画出蜗杆3 所受的3个分力方向。

（3分）
Ⅱ
四、计算题（37分）
1. 起重卷筒与大齿轮用6个普通螺栓联接在一起，如
图所示。

已知卷筒直径mm D 400=，螺栓分布圆直径mm D 5000=，接合面间摩擦系数15.0=s μ，可靠性系数2.1=S K ，起重钢索拉力KN Q 50=，螺栓材料的许用拉伸应力[]MPa 100=σ。

试设计该螺栓组的螺栓直径。

(8分)
2. 已知：V 带传递的实际功率P = 5.5 kW ，带速v =10m/s ，紧边拉力是松边拉力的两倍，
试求有效圆周力F e 、紧边拉力F 1和初拉力F 0。

(7分)
3.
图示为一汽缸盖螺栓联接。

已知汽缸内径D =300mm ，
最大工作压力p = 2 MPa ，缸盖与缸体用8个螺栓联接，螺栓相对刚度
C b /C b +C m =0.8,要求螺栓残余预紧
力F 1为螺栓最大工作载荷F 的1.5倍，试求： 1)单个螺栓所受总拉力F 2的大小；（4分） 2)单个螺栓所受预紧力F 0为多少？（4分）
3)若采用性能等级为4.6的螺栓，计算螺栓小 径。

(取安全因数S =1.5) （6分）
4. 图示螺栓联接中,采用两个M20的
普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l50N ／mm2，
联接件接合面间摩擦系数f ＝0.15，防滑系数Ks ＝1.2，计算该
联接件允许传递的静载荷F ＝? (M20的螺栓d1＝17.294mm) (8分)。