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1、西華大學課程考試(考查)試題卷
課程名稱 : 機械設計
課程代碼: 8200570
考試時間 : 110 分鐘
試卷總分: 100 分
題號 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 總分
得分
評卷教師
一. 單項選擇題(每小題 1.5 分,共 12 分)
1. 平鍵的剖面尺寸通常是根據(jù) 從標準中選取。
(a)傳遞的轉矩 (b)傳遞的功率
(c)輪轂的長度 (d)軸的直徑
2. 滑動螺旋傳動,其失效形式多為 ______。
(a)螺紋牙彎斷 (b)螺紋磨損
2、( c)螺紋牙剪切 (d)螺紋副咬死
3. 當兩個被聯(lián)接件之一太厚,不宜制成通孔,且聯(lián)接不需要經常拆裝時,往往采用 。
(a)螺栓聯(lián)接 ( b)螺釘聯(lián)接 (c)雙頭螺柱聯(lián)接 (d)緊定螺釘聯(lián)接
4. 帶傳動的失效形式之一是帶的 ______。
( a)松馳
(b)顫動
( c)疲勞破壞
(d)彈性滑動
5. 設計鏈傳動時,為了降低動載荷,一般采用
。
(a)較多的鏈輪齒數(shù) z 和較小的鏈節(jié)距 p
(b)較少的 z 和較小的 p
(c)較多 z 的和較大的 p
3、
(d)較少的 z 和較大的 p
6. 兩相對滑動的接觸表面,依靠吸附的油膜進行潤滑的摩擦狀態(tài)稱為______。
(a)液體摩擦
( b)干摩擦
(c)混合摩擦
(d)邊界摩擦
7. 一減速齒輪傳動,小齒輪
1 選用 45 鋼調質,大齒輪 2 選用 45 鋼正火,它們的齒面接觸應力
。
σ
σH2
( ) σH1
σH2
(
)σH1
σH2
( )不確定
(a) H1
>
=
b
<
c
d
8. 下列四種敘述中 ______是正確的。
(a)變應力
4、只能由變載荷產生 (b)靜載荷不能產生變應力
( c)變應力是由靜載荷產生(d)變應力是由變載荷產生,也可能由靜載荷產生
二 . 判斷題(題意正確的在括號內填“√” ,不正確的填“” ,每題 1 分,共 10 分)
1.
潤滑油的粘度與溫度有關,且粘度隨溫度的升高而降低。
(
)
2.
增大齒輪的模數(shù),可以提高齒輪的接觸強度。
(
)
3.
平鍵聯(lián)接可以同時實現(xiàn)軸與輪轂的周向及軸向固定。
(
)
4.
牙嵌離合器一般用于轉矩不大的任意速度下兩軸的接合處。
(
)
5. 為提高軸的剛度,把軸的材料由 45 鋼改為合金鋼是一簡便、有效的方
5、法。( )
6.
對非液體摩擦的滑動軸承,驗算 pv ≤[pv]是為了防止軸承過熱。
(
)
7.
自行車鏈條磨損后,首先從大鏈輪產生脫鏈。
(
)
8.
機械零件設計計算中最基本的設計準則是強度準則。
(
)
1 / 6
9. 單頭蝸桿傳動蝸桿頭數(shù)少、效率低、發(fā)熱多。 ( )
10. 承受橫向載荷作用的螺栓聯(lián)接中,螺栓一定是受剪切作用的。 ( )
三 . 填空題(每空 1 分,共 23 分)
1. 常用螺紋按牙型分為 、 、 、 。
2. 有一普通圓柱蝸桿傳動, 已知蝸桿頭數(shù) z1 = 4,蝸桿直徑系數(shù) q =
6、9,蝸輪齒數(shù) z2 = 41,模數(shù) m =10mm,
則蝸桿分度圓直徑 d1
=
mm
,蝸輪分度圓直徑
2
mm
,傳動比
i =
。
d =
3. 形成液體動壓潤滑的必要條件是:
(1)
;
(2)
;
(3)
。
4.
代號為
6312 的滾動軸承,其內徑d
=
mm ,直徑系列為
系列,軸承類型名稱
為
,公差等級為
級。
5.
設計液體動壓向心滑動軸承時,若寬徑比
B/d 取得較大,則軸承端泄量
;承載能
力
;溫升
。
6.
7、
彈簧旋繞比(或稱彈簧指數(shù)) C = D/d ,C 值愈小,則彈簧剛度
,卷制則愈
。
7.
圖示為起重機卷筒的兩種結構方案,試根據(jù)Ⅱ軸的受力情況判斷軸的類型。其中:
(a) 方案中的Ⅱ軸
為
軸; (b) 方案 中的 Ⅱ 軸 為
軸 。 相應 的強度計 算方 法: (a) 方 案按
強度條件計算; (b)方案按
強度條件計算。
四 . (8 分)普通 V 帶傳動所傳遞的功率 P = 7.5 kW ,帶速 v =10 m/s ,工作情況系
8、數(shù) K A
,單根
V
帶在該工況下的許用功率 [P] = 2.5 kW ,現(xiàn)測得帶的預緊力 F0
,試求:
=1.2
=800 N
( 1)帶的根數(shù) Z;
( 2)帶的有效拉力 Fe、緊邊拉力 F1、松邊拉力 F2 。
五 .(10 分)一對閉式軟齒面標準直齒圓柱齒輪傳動, 已知中心距 a = 175mm,齒數(shù)比 u = 4,齒寬 b1=65mm,
b2 = 60mm ,小齒輪為主動,其轉速 n1= 960 rpm ,大、小齒輪均為鋼制,兩齒輪的許用接觸應力分別
為 [σH] 1 = 650 Mpa,,[
9、σH] 2 = 620 Mpa,載荷系數(shù) K=1.3。試按接觸疲勞強度計算該對齒輪所能傳遞的最大名義功率 P kW。
H
ZE Z H
KF t
u 1
bd1
u
提示:
ZE =189.8 MPa1/2 , ZH =2.5
六 . (12 分)圖 (a)表示某提升機構, 1、 2 為斜齒圓柱齒輪, 3 為右旋蝸桿, 4 為蝸輪,它和鋼絲卷筒固聯(lián)在一起,要求Ⅱ軸上的軸向力能互相抵消一部分。試在圖上畫出:
(1) 提升重物時,斜齒輪 1、 2 和蝸桿 3、蝸輪 4 各嚙合點處所受各分力的方向(畫在圖 (b)上);
10、
2 / 6
(2) 標出各軸的轉向;
(3) 判斷斜齒輪 1、 2 的螺旋線方向,并畫在圖上;判斷并說明蝸輪 4 的螺旋線方向。
七 .(13 分)如圖所示,某轉軸由一對 7207AC 的滾動軸承支承。已知:軸上的軸向載荷 Fae = 800 N(方
向如圖示),軸上的徑向載荷 Fre = 300
11、0 N,軸的轉速 n = 450 r/min;載荷系數(shù) fP = 1.2。試計算:(1)軸承Ⅰ、Ⅱ所受的徑向載荷 Fr1、Fr2;軸承上的派生軸向力 Fd1、Fd2 ,并在圖上畫出其方向;( 2)軸承Ⅰ、Ⅱ所受的軸向載荷 Fa1 、Fa 2 ;
( 3)軸承Ⅰ、Ⅱ的當量動載荷 P1 、P2 ;
( 4)Ⅰ、Ⅱ軸承中哪一個軸承的壽命較短?為多少小時?附表:
派生軸向力
基本額定動載荷 C
軸承型號
eFa / Fr ≤e
Fa / Fr > e
Fd
(N)
7207AC
X
Y
X
Y
12、0.68 Fr0.68
0
0.41
29000
1
0.87
3 / 6
Ⅰ Fre Ⅱ
Fae
3l 2l
八 .(12 分)圖示為某減速器輸出軸的結構圖,試指出圖中的設計錯誤以及錯誤原因。說明:
(1) 滾動軸承的類型為深溝球軸承,采用雙支點各單向固定;
(2) 在錯誤處畫圓圈并編上序號,然后在圖下方的空白處分別說明各處錯誤的原因。
西華大學課程考試(考
13、查)參考答案
課程名稱 :
機械設計
考試時間 :
110
分鐘
課程代碼:
8200570
試卷總分:
100
分
一 . 單項選擇題(每小題
1.5 分,共 12 分)
1.(d) 2.(b) 3.(b) 4.(c) 5.(a) 6.( d) 7.( c) 8.( d)
二 . 判斷題(題意正確的在括號內填
“√”,不正確的填 “”,每題 1 分,共 10 分)
1.√2.
3.
4.
5. 6.√ 7.√
8. √
9.√ 10.
三 . 填空題(每空 1 分,共 23 分)1.三角形
14、、矩形、梯形、鋸齒形
2.90、410、10.25
3.相對運動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙;被油膜分開的兩表面必須有一定的相對滑動速度,
其運動方向必須使?jié)櫥陀纱罂诹鬟M,小口流出;潤滑油必須有一定的粘度,供油要充分。4.60、中系列、深溝球軸承、普通級( 0 級)
5.小、高、高
6.愈大、困難
7.心軸、轉軸、彎曲、彎扭合成
四.
本題共 8
分
K
A P1.2
7.5
3.6
Z
(1)P
2.5
取 Z = 4 根
2 分
15、
P
Fev
Fe
1000P
1000
7.5
1000
kW
∴
v
10
750
(2)∵
N 2 分
4 / 6
F1
F0
Fe
750
1175
2
800
2
2 分
N
F2
Fe
750
425
F0
800
2
2 分
2
N
16、
d1
1
u
d1
2a
2
175
70
a
2
1 u
1
4
mm 2 分
五 . (本題共 10 分) ∵
∴
b
b2 =60 mm
H
H 2 620
MPa
2 分
Ft
2T1
d1
又
17、
H
Z E Z H
2KT1 (u
1)
H
bd12 u
∴ 滿足齒面接觸疲勞強度的條件式可寫為
2
分
2
bd12
u
620
2
702
4
T1
H
60
Z E Z H
2K u
1
189.8 2.52
1.3 4
154445.4
故
1
Nmm 2
分
18、
T1
9.55
106
P
又
n1
Nmm
P
T1
n1
154445.4 960
106
9.55
106
15.53
kW
2 分
∴9.55
六 . (本題共 12 分)評分參考:(1)6 分;(2)3 分;( 3) 3 分;
19、
Fa1
Fr1
Ft1
Ft 2
Fa2
Fr2
Fr 3
Fa3 Ft3
Fa4
Ft4
Fr4
右
七.
(本題共 13 分)
(1)求軸承上的徑向載荷
1.5 分
Fr 1
2
2
1200
Fre
3000
5
5
N
Fr 2
3
3
1800
Fre
3000
5
5
N
5 / 6
求派生軸向力(畫方向
→、 ←)
2.5
20、 分
Fd 1 0.68Fr1
0.68
1200
816 N, Fd 2
0.68Fr 2
0.68
1800 1224 N
(2)求軸承上的軸向載荷
3 分
∵ Fd1
Fae
816
800 1616
Fd 2
∴ 1 軸承被放松, 2 軸承被壓緊
故 Fa1
Fd1
816
N, Fa2
Fd1
Fae
1616 N
(3)求當量動載荷
3 分
F
21、a1
816
e
0.68
∵ Fr1
1200
∴ X 11
Y1
0
Fa2
1616
e
∴ Fr 2
0.90
∴ X 2
1800
0.41 Y2
0.87
故∴ P1
f P X 1Fr 1
Y1Fa1
1.2
1200
1440 N
P2
f P
X 2 Fr 2
Y2 Fa2
1.2 0.41
22、
1800 0.87
1616
2572.70 N
(4)求軸承壽命
3 分
∵ P2
P1
∴ 2 軸承的壽命較低
106
C
106
29000
3
L h2
53047.2
60n
P2
60
450
2572.70
h
八 .(12 分)評分參考: 81.5 = 12
(答對 8 處即得滿分)
① 右支點軸承沒有軸向
23、定位及固定措施,故整根軸在機器中的位置不確定;
② 套筒左端的外徑尺寸超過了軸承內圈的定位高度,無法安裝拆卸器勾爪,不便軸承拆卸;
③ 軸與齒輪的配合長度應略短于齒輪輪轂長度,以使定位、固定準確可靠;
④ 軸伸處的鍵槽長度尺寸過大,已超過了安裝端蓋的位置,鍵無法裝入;
⑤ 左端軸承裝到位前所經過的軸段直徑應略小,以便于其裝拆,且保證其配合性質;
⑥ 外伸軸上安裝的傳動零件無軸向定位措施;
⑦ 左端軸承端蓋中部的孔與外伸軸之間有很大的相對運動速度,其間應留有間隙;
⑧ 左端軸承端蓋中部的孔與外伸軸之間應考慮密封裝置,以防潤滑劑向外流失及外界灰塵、雜質的侵
入;
⑨ 左右兩個軸承端蓋下無調整墊片;
⑩ 軸承座孔附近的機體上可開設油溝,使軸承得到較為可靠的油潤滑。
6 / 6