中北大学历年机械设计试题1要点.pdf
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1、1 2010/2011 学年第 2 学期末考试试题(卷) 机械设计 使用班级: 08010141、08010142、08010341、08010342、08010441、08010442、 08010443、08010641、08010642、08010643、08010741、08020141、 08020142、08020143、08020641、08020642、 总分 一、单项选择题(每项1 分,共 11 分) 1. 为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度,应。 A增加螺栓刚度 B降低螺栓刚度 C降低被联接件刚度 2. 当被联接件是锻件或铸件时,应在安装螺栓处加凸台或沉头座( 鱼眼坑
2、), 其目的 是。 A易拧紧 B避免偏心载荷 C增大接触面积,提高承载能力。 3在传动比不变的条件下,增大V带传动的中心距,小带轮上的包角,因而承载 能力。 A增大 B减小 4. 链传动作用在轴上的压力要比带传动小, 这主要是由于。 A.这种传动只用来传递小功率; B链的质量大,离心力也大 C啮合传动不需很大的初拉力; D 在传递相同功率时圆周力小。 5. 转速高而压力小的液体向心滑动轴承,必须选择粘度的润滑油。 A 较高 B较低 6. 能很好地承受径向载荷与轴向载荷的联合作用。 A圆锥滚子轴承 ; B单列向心短圆柱滚子轴承; C深沟球轴承。 7. 齿面接触疲劳强度设计准则是针对齿轮建立的。
3、得分 2 A.齿面点蚀 B.齿面胶合 C.齿面磨损 8. 在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的 是。 A 凸缘联轴器; B齿轮联轴器; C万向联轴器; D弹性柱销联轴器; 9. 有一圆柱形螺旋压缩弹簧,要装在一个内径为42mm的容器中,弹簧丝直径d=5mm , 下列弹簧指数中,最大可选。 A:C=6 B:C=7 C:C=8 D:C=9 10 在一般情况下,链节数最好是。 A 奇数 ; B偶数 ; C主动链轮齿数的整数倍。 二、填空题(分)每空 1 分 1. 螺纹 M30 2 是螺纹,螺纹的公称直径是 mm,螺距为。 2链传动中的动载荷随着和增大而增大。 3普通
4、平键的宽和高是根据确定的,其工作面为。 4. 非液体摩擦滑动轴承的一般校核计算时应考虑的指标有、 和。 带 传 动 的 主 要 失 效 形 式 为和, 所 以 其 设 计 计 算 准 则 为。 螺纹的螺旋升角愈小,或当量摩擦角愈大,螺纹的自锁性能愈,效率愈。 影响机械零件疲劳强度的因素主要有、和三个因 素。 同一联接处使用两个平键,应错开_布置; 采用两个楔键或两组切向键时,要错开 _;采用两个半圆键,则应_。 9. 两相对滑动接触表面,依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为摩擦。 10今有 A、B两个圆柱形螺旋拉伸弹簧,簧丝直径d,簧丝材料及弹簧有效圆数n 均相同,仅 中径 DADB,当外载荷P
5、相同时,弹簧变形大。 得分 3 三、分 析 题 1( 13 分 ) 图示传动中,蜗杆1(左旋)主动,转向如图所示。为使轴、上传动件轴向力抵消一 部分,试确定: (1)蜗轮 2 的旋向和转向。 (2)斜齿轮3、 4 的旋向和转向。 (3) 用图表示轴上传动件的各分力。圆锥齿轮应如何配置。 (即圆锥齿轮5 应在哪个位 置)。 题三图 得分 4 四、分析题2(12 分) 分析图示结构,指出1-6 位置处结构错误所在的? 题四图 得分 5 五、计算题 1( 10 分 ) 图示汽缸内径D=500mm ,蒸汽压力P=0-1.2MPa,在法兰上要有12 个螺栓, 其残余预紧力为工作载荷的1.5 倍,螺栓联接
6、的相对刚度为0.8 ,试确定单个螺 栓所受的最大轴向拉力与最小轴向拉力。(10 分) 题五图 得分 6 六、计 算 题 2(17分 ) 图示双级斜齿圆柱齿轮减速器,高速级:mn=2 mm,z1=22,z2 =95, 20 n,中心距 a =120mm,齿轮 1为右旋;低速级:mn= 3 mm ,z3 =25,z4=79,20 n ,中心距 a =160mm。 主动轮转速 n1=960 r/min ,转向如图,传递功率 P = 4 kW ,不计摩擦损失,试: (1) 标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向; (2) 合理确定 3、4轮的螺旋线方向; (3) 求出齿轮 3所受 3个分力的大小和方向。
7、题六图 得分 7 七、计算题3(14 分) 某轴用两个同样的角接触球轴承反安装,其受力如图。派生轴向力Fd=0.4Fr,试标出两轴 承派生轴向力的方向,并求两轴承所受轴向力Fa1、Fa2各为多少?( 8 分) 得分 8 2010/2011 学年第 2 学期末考试试题答案(卷) 机械设计 使用班级: 08010141、 08010142、 08010341、 08010342、 08010441、 08010442、 08010443、 08010641、 08010642、 08010643、 08010741、 08020141、08020142、08020143、08020641、0802
8、0642 一、单项选择题(每小题1 分,共 11 分) 1、B 2、B 3、A ,A 4、C 5、B, 6、A 7、A 8、D 9、B 10 、B 二、填空题(23 分) 每空 1 分 1、三角形细牙, 30 , 2 。 2、_速度 _, _节距 _。 3、_轴径 _, _ 侧表面 _。 4、_P_、PV , V 。 5、_打滑 _ 、疲劳破坏、在不打滑的前提下具有一定的疲劳强度和寿命。 6、_好 、低_。 7、绝对尺寸 , 表面质量、 应力集中。 8、108 0 ; 120 0 ;布置在同一直线上。 9、边界摩擦。 10、A 。 三、分 析 题 1( 13 分 ) 1.解: 1)蜗轮 2左旋
9、,转向(2 分) 2)斜齿轮3左旋,转向,4右旋,转向(4 分) 3)(6 分) 9 4)锥齿轮5 在 6 的右边。( 1 分) 四、分析题2(12 分) 轴肩过高 (2 分) 定位不准确 (2分) 轴承无法拆卸 (2 分 ) 静止件与运动件相碰(2 分) 键与齿轮键应在一条直线上 (2 分) 没有定位。 (2 分) 五.计算题 1(10 分) 1. 单个螺栓工作拉力 )(1096.112/ 4 42 NpDF (2 分) 2. 最大总拉力F2MAX=F1+F=2.5F=4.91 10 4(N) (4 分) 3. 最小总拉力F2MIN=F1+1-Cb/(Cb+Cm)F=3.3x10 4(N)
10、(4 分) 六、计 算 题 2(17分 ) 解: (1) 各轮的转向和 2轮的旋向如图所示。 (2分) (2) 3轮为左旋、 4轮为右旋,如图所示。(2分) (3) 求齿轮 3所受分力: 3.222 95 22960 2 11 12 1 23 z zn i n nnr/min 84.171 3.222 4 95509550 3 23 n P TTNm 975.0 1602 )7925(3 2 )( cos 43 3 a zzmn , 3 =12.8386( 2分) 923.76 975.0 253 cos 3 33 3 zm d n mm(2分) 84.4467 923.76 1084.171
11、22 3 3 3 3 d T FtN(3分) 10 23.10188386.12tan84.4467tan 33ta FFN(3分) 86.16678386.12cos/20tan84.4467cos/tan 333ntr FFN(3分) 七、计算题3(14 分) 1) NFFF N F F rrer re r 2000 1000 300 100 12 1 (4 分) 2) 方向 方向 )(8004.0 )(4004.0 22 11 NFF NFF ra rd ( 4 分) 3)Fd2+Fae=900+800=1700NFd1 Fa1= Fd2+Fae=1700N (3 分) Fa2=Fd2=
12、800N (3 分) 11 2003-2004 年第一学期考试试题(B 卷) 机械设计 使用班级: 01011B12、01013B1、01014B12、01015B1、01017B17、 01018B12、0101 9 B 12、01021B16 一、填空题(25 分)每空 1 分 1、 滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在跨距较大 或工作温度较高情况下。 2、 dn 值大的滚动轴承应采用油润滑,而dn 值小的滚动轴承可采用 润滑脂润滑。 3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有相对滑动的两表面间必须形成收敛的 楔形间隙;被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度,其运动方向必须使 润滑油
13、大口进小口出; 3 润滑油必须有一定的粘度供油要充分。 、混合摩擦(非液体摩擦)滑动轴承计算应校核 P 、 V 、 PV 值。 、列举两种刚性联轴器的名称,并说明是否具有补偿轴向。径向或角向位移的能力: 套筒式联轴器(无补偿能力) 凸缘式联轴器(无补偿能力)。 、轴按所受载荷性质分类,只承受弯矩的称心轴;只承受扭矩称 传动轴;承受弯矩和扭矩称转轴。 、直齿圆锥齿轮的当量齿数z/cos ;标准模数和压力角在齿轮大 端;受力分析和强度计算用平均分度圆直径。 总分 得分 12 、带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏。 、带工作是截面上产生的应力有拉应力,弯曲应力, 离心应力。 10、在齿轮传动中,
14、大小齿轮的接触应力是相等的,大小齿轮的弯曲应力是 不等的。 二、选择题 (11 分) 每空 1 分 一、选择题: 1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为 C 。 A .30H7/k6 B. 30H7 C .30k6 2、下列滚动轴承密封装置,其中AC 是属于接触式密封,而 BD 是属于非接触式密封。 . 毡圈密封. 甩油环 . 密封环. 缝隙密封 、在B 情况下,滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。 . 重载. 高速. 工作温度. 高承受变载或冲击振动载荷 、两相对滑动的接触表面,依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称D 。 . 液体摩擦. 半液体摩擦 . 混合摩擦. 边界摩擦 、半圆键联接当采用双键
15、时两键应D 布置。 . 在周向相隔o . 在周向相隔o . 在周向相隔o . 在轴向沿同一直线 、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度,应B 。 . 增加螺栓刚度。 . 降低螺栓刚度。. 降低被联接件刚度。 、弹簧的刚度为,弹簧的刚度为,两弹簧并联的刚度为 C 。 . . . 得分 13 . () 、强度等级为.8 级的螺栓材料 D 。 . . . . 、链轮中心距已定,合理确定链传动的链长时,应取B 。 . 任意值. 等于链节长度的偶数倍 . 等于链节长度的奇数倍 、 带传动的两带轮直径不相等,一般情况下, 应使哪个轮曹楔角较大B ? . 大轮. 小轮. 主动论. 从动轮 三、计算题(34
16、 分) 1、 (14 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 ) 。 解: (1)重物上升1m时,卷筒转动圈数:N2=1000/ D=1000(250x3.14)=1.27 蜗杆转动圈数为:N1=i N2=40x1.27=50.96(圈) (4 分) ( 2)蜗杆直径系
17、数q=d1/m=80 8=10 导程角: =arctan 1 z q =arctan 1 8 =7.125 o 当量摩擦角: v=arctanfv= arctan 1 8 =10.204 o 因为: v 所以蜗杆传动满足自锁条件 (4 分) 得分 题图 3-1 14 (3) 蜗杆传动的啮合效率: 1 tantan7.125 0.401 tan()tan(7.12510.204 ) o oo v 2 1 1 0.625 0.039 400.401 T TkN m i 则: 1 0.039 0.39 0.1 T lm F (6 分) 2、 (10 分)一普通V带传动传递功率为P = 7.5 kW
18、,带速= 10 m/s ,紧边 拉力是松边拉力的两倍,即F1=2F2,试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。 解: 1000 e F v P(2 分) 100010007.5 =750N 10 e P F v (2 分) e F= 12 FF 12 2FF(2 分) 2 F= e F=750N (2 分) 所以 1 F 2 2F=2x750=1500N (2 分) 3、 (10 分)图示为一刚性凸缘联轴器,材料为 Q215钢,传递的最大转矩为1400 N.m (静载荷)。已知轴的材料为45 钢,工作时有轻微冲击。试根据图示和表为该联轴 2 50.1250.625TkNm 15 器选择平键,确定键的
19、尺寸,并校核其强度(MPa p 100) 。 解: 由轴径 55 查下表 , 选取键 b=16,h=10, 键长 L=90 键的工作长度l=L-b=90-16=74mm 键与联轴器的接触长度k=0.5h=0.5x10=5mm 由 33 2102 1400 10 137.6 57455 p T MPa kld p=100 MPa 可见联接挤压强度不够,考虑到相差较大,所以应采用双键,相隔 180 布置,双键的 工作长度l=1.5x74=111mm 33 2102 1400 10 91.7 5 11155 pp T MPa kld 见的标记为 : 键 16x90 图 3-3 16 四、分析题(30
20、 分) 每题 10 分 1、在图示轴的结构图中存在多处错误,请指出错误点,说明出错原因,并加以 改正。 图 4-1 1.无垫片;2无间隙、无密封3键太长4无定位轴肩5无轴肩 6 套筒高于内圈高度 7 轴和轮毂一样长,起不到定位作用; 8 无定位;9无垫片 10采用反装。 得分 1 6 2 8 735 4 9 10 17 指出 1 处(0.5 分) 改正 1 处(0.5 分) 2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图,连续工作,搅拌机转速n= 30 r/min , 电动机转速nd = 1440 r/min,功率P = 5.5 kW。试设计传动方案,画出传动简图, 分配各级传动比。各种传动的单级传动比
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