福建农林大学 2004-2005 学年第 1学期机械设计试卷A-参

2006——2007学年第 1  学期，考试日期：2007年  月  号 

课程名称：机械设计    考试形式（闭√   半开  开   一张纸开卷  ）

             专业     年级      方向  学号               姓名       

1. 下列组合中的零、部件，都属于“机械设计”课程研究对象的是    (  D )

    A. 齿轮、轴、柴油机的曲轴     B. V带、滚子链、汽门挺杆

C. 平键、六角头螺栓、活塞     D. 滚动轴承、弹簧、联轴器

2.  对于启动频繁的转轴上的扭转剪切应力，一般将其处理为         (  C )

A. 静应力                     B. 对称循环变应力

C. 脉动循环变应力             D. 复合应力

3.  当螺纹的牙型角越大时，螺纹副的当量摩擦角越大，此时

影响螺纹副效率的主要参数是                               (  D )

A. 升角                       B. 线数

C. 螺距和牙形角               D. 升角和牙形角

4.  V带设计中确定V带根数的依据是                           (  C )

A.  计算功率                  B.  传动功率

C.  带传动的设计准则           D.  计算功率与小带轮转速

5.  造成带传动传动比不准确的原因是                           (  D )

A.  带轮传动的张紧力不足       B.  带传动的打滑

C.  传动的功率大于设计值        D.  带传动的弹性滑动

6. 下列参数组中，对套筒滚子链承载能力影响最明显的是          (  A  )

A． 链节距Ｐ和小链轮齿数Ｚ1    B． 链节数和小链轮齿数Ｚ1 

C． 中心距和链节距Ｐ           D． 中心距和链节数

7.  齿轮传动的载荷系数中，动载荷系数ＫV ，除决定于齿轮的圆周

速度Ｖ以外，与下列因素有关的是                           (  C  )

A.齿面粗糙度                 B.轮齿宽度

C.齿轮制造精度               D.端面重合度

8. 下列中作为蜗杆传动最主要的缺点是                         (  D  )

    A.  制造费用较高            B.  对啮合副的材料要求较高

    C.  难以进行精确的强度计算   D.  传动效率较低、发热较大

9．当摩擦发生在流体内部的分子之间时，称为：                (  C  )

A. 干摩擦                    B. 边界摩擦

     C. 流体摩擦                  D. 混合摩擦

10. 滚动轴承一般由如下几个部份组成，它们分别称为:           （ A ）

A. 内圈、外圈、滚动体和保持架

B. 上圈、下圈、滚动体和保持架

C. 紧圈、活圈、滚动体和保持架

D. 动圈、座圈、滚动体和保持架

11．当转轴上的支点位置尚未确定时，初估轴的直径使用的计算依据是 （ A ）

A.扭转强度                    B.弯曲强度  

D.弯曲刚度                    D.复合强度

12．要求补偿位移且载荷平稳时，优先选用的联轴器的类别为         (  C  )

  A. 采用刚性联接             B 采用金属弹性元件的挠性联接

C. 采用刚性元件的挠性联接   D采用非金属弹性元件的挠性联接

13.  标准平键联接的承载能力，通常取决于                      (  D  )

A. 轮毂的挤压强度               B. 键的剪切强度

C.  键的弯曲强度                D. 键工作表面的挤压强度

二  填空题:(共9分,每小题3分)

1、圆柱齿轮传动设计，齿宽系数d=b/d1,当b愈大，承载能力也

愈 大 ，但使  偏载  现象严重，因此d取值的应恰当，对称布置的齿轮

比悬臂布置的齿轮取偏   大   值

2、代号为36205的滚动轴承, 其内径d= 25  mm, 尺寸系列代号为 62  , 

轴承类型代号为   3    。

     3、右图所示的联轴器的名称为 凸缘联轴器  

适宜的使用场合为  载荷平稳且要求严格对中   。

三  问答题: ( 任选做 3 题, 每题 5 分 ，共15分)

1、 同一型号的三角带, 为何小带轮直径越小, 单根三角带所能传递的功率越小?

答：由P=·v得，直径越小，转速一定时，线速度越小，所以能传递的功率越小。（2分）

直径越小，皮带在小带轮上的弯曲应力越大，许可的最大拉应力即就越小，因此能传递的功率也就越小。   （3分）

2、链速V一定时,链轮齿数Z的多少和链节距P的大小对链传动的动载荷有何影响?

答：齿数Z越大，动载荷越小。 3分     链节距越小，动载荷越小。 2分

3、请比较齿轮传动与蜗杆传动的主要失效形式的异同点。 

答：两者主要失效形式都有点蚀、断齿、胶合、磨损。  （2分）

不同的是对于蜗杆传动，胶合失效和磨损必须首先考虑。而对于一动参数的齿轮传动以点蚀、断齿失效为主。        （3分）

    4、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结件。有何应用特点？

答：螺钉联接   1分

    需使用六角头螺栓及垫圈(2分)。

    适用于被联接件之一不便钻通孔，且不需经常装拆的场合。2分

四　分析计算题(本大题共42分)

1、(本题满分16分)已知一扳手由两段钢板，用2个螺栓联结而成，结构如图。扳手拧紧力 P=100 N。求：

    (1) 若板间摩擦系数 f=0.12,螺栓材料的许用应力[]=120MPa,可靠系数 1.2, 若使用普通六角螺栓，试依据强度条件计算出螺栓的危险剖面应具有的最小直径。

(2) 若采用铰制孔用螺栓, 钢板强度足够，与使用普通螺栓相比较,螺栓直径是增大还是减小? 为什么?(简要回答即可)

解：（1）①力平移      

②作左钢板受力分析：

==   (2分)

2a=10aP(2分)     =5P(2分)   =+=5.5P (2分)    

③==55P=5500  （N）  (2分)  

④≥==8.7 mm       (4分)

(2）直径减小（2分），因为此时螺栓直接承受剪切与挤压。（2分）

2.  (本题满分8分)如右图所示为蜗轮蜗杆—圆锥齿轮组合传动装置。蜗杆转向n1如图所示。蜗杆头数为 2, 蜗轮齿数为40齿,模数m=6 mm, q=10 , 蜗轮与蜗杆间当量摩擦角v = 2°。已知蜗杆为右旋。

    (1)中间轴Ⅱ上的轴向力能否抵消一部分？ 

(2) 确定轴Ⅲ的转向(画在图上)；

(3) 该蜗杆传动是否自锁？

(4) 在蜗轮上标出蜗轮的圆周力Ft2、径向力Fr2、轴向力Fa2的方向。( 方向指向纸面的用表示, 相反的则用⊙表示)

答：（1）轴上的轴向力能抵消一部分。（2分）

      （2）   （2分）

（3）==0.2   （2分）

=<该蜗杆传动自锁。

    3． (本题满分8分)一闭式标准圆柱齿轮传动, 模数m=5 mm，小齿轮齿数Z1 =25、传动比 i=2.4, 查得大、小齿轮的齿形系数YFa2=2.32, YFa1=2.72, 大、小齿轮的应力修正系数Ysa2=1.76, Ysa1=1.58,而大小齿轮的许用弯曲应力为：

[F] 2=300 MPa，[F] 1=320  MPa，并且算得大齿轮的齿根弯曲应力F2=280  MPa。试问：                  （备用公式） 

     1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高？

     2）两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够？

答：（1）由==74.46 < ==75.18 

        大齿轮弯曲疲劳强度高。  （4分）

        （2）===301.6 MPa

              ∴   <    <  两个齿轮弯曲疲劳强度足够。 （4分）

4、(本题满分10分) 如图所示，轴由一对7306AC角接触球轴承支承。已知Fr1 ＝3000  N, Fr2 ＝1000 N ,n=1200 r/min，作用在轴上的外加轴向载荷Fae =500 N方向如图所示。若载荷系数fP ＝1, 轴在常温下工作。预期寿命Lh=7200h,试问该轴承是否合适？(该轴承Cr＝25200 N, e＝0.68, X＝0.41, Y＝0.87) 。

备用公式：

解： =0.7=2100  N      0.5分

        =0.7=700  N          0.5分

        = max    =2100

                     +=700+500=1200

       ∴ =2100 N                    1.5分

        =-=2100-500=1600 N    1.5分

        /=0.7> e=0.68, X=0.41 ,Y=0.87        1分

        /=1.6> e, X=0.41 ,Y=0.87       1分

        =0.41×3000+0.87×2100=3057 N           1.5分

        =0.41×1000+0.87×1600=1802 N       1.5分

        则： ==7780 h > 7200     1分

        所以所选轴承合适。