机械设计样卷

课程名称：机械设计考试时间

专业年级学号姓名

题号一二三四总得分

得分

评卷人签字复核人签字

得分一、单项选择题（每小题2分，本大题共30分）

选择正确答案的字母，填入下列对应的题号上

单项选择题答题处：

1）2）3）4）5）6）7）8）9）10）

11）12）13）14）15）

1.机械的动力来源于

A. 工作机

B. 传动部件

C. 原动机

D. 控制部分

2．若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用

A. 螺栓联接

B. 双头螺柱联接

C. 螺钉联接

D. 紧定螺钉联接

3、带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则其传递的有效圆周力为

A. F1+F2

B. (F1-F2)／2

C. F1-F2

D. (F1+F2)／2

4．链传动

A．平均传动比为恒定值 B．瞬时传动比为恒定值

C．平均传动比和瞬时传动比均为恒定值

5．与标准直齿圆柱齿轮的应力校正系数Ysa值有关的参数是

A．工作齿宽b B．模数m C. 齿数z D．压力角a

6、斜齿圆柱齿轮的螺旋角β偏大，会使

A. 作用到轴承上的轴向力过大

B. 传动不平稳

C. 承载能力下降

D. 抗弯能力下降

7．斜齿圆柱齿轮传动中“1”轮主动，螺旋线方向为右旋，当其顺时针方向回转时，主动轮轴向力F al指向如图 所示。

8、蜗杆传动的中间平面是指

A. 过蜗轮轴线并与蜗杆轴线垂直的平面

B. 过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面

C. 过蜗杆轴线的任一平面

D. 过蜗轮轴线的任一平面

9．为了减小轴的应力集中，提高轴的疲劳强度，应使轴的

A. 阶梯处过渡圆角尽量小

B. 阶梯处过渡圆角尽量大

C. 阶梯尽量多

D. 相邻阶梯的直径差尽量大

10．平键工作时，主要承受 应力。

A．拉和弯曲 B．弯曲和剪切 C．挤压和剪切 D．剪切和拉 11．柴油机曲轴中部的轴承应采用

A．整体式滑动轴承 B．剖分式滑动轴承

C．深沟球轴承 D．圆锥滚子轴承 12．下列材料中，不能作为滑动轴承轴瓦或轴承衬的材料

A. 灰铸铁

B. 铸锡青铜

C. 轴承钢

D. 铸铝青铜

13．型号为 的滚动轴承，其内径d ＝ 30mm。

A. 1306

B. 1315

C. 1330

D. 1310

14．在良好的密封和润滑条件下，滚动轴承的主要失效形式是

A. 塑性变形

B. 胶合

C. 磨损

D. 疲劳点蚀

15． 联轴器是弹性联轴器的一种。

A. 凸缘

B. 齿轮

C. 万向

D. 尼龙柱销 得分二、填空题（每空1分，本大题共12分）

答案直接填写在试题中指定的位置（下划线上方）1．装配时，螺母被拧紧的联接，称为 联接。

2．设计V带传动时，根据计算功率P C和小带轮的 确定V带型号。

3．在链传动中，在满足传递载荷的情况下，应尽量取较 的节距。

4．在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是 。

5．可以用增大齿轮直径或提高齿面硬度的方法，来提高轮齿的 疲劳强度。 6．闭式软齿面齿轮传动的计算准则是先按 疲劳强度设计，再按弯曲疲劳强度校核。

7．对于开式齿轮传动，根据弯曲疲劳强度设计出模数后，再将其值适当加大，主要考虑轮齿的 。

8．蜗杆传动的效率包括三部分，其中起主要作用的是 的摩擦损耗效率。 9．轴的简易计算中，初估最小轴径的计算公式为_______________。

10．滑动轴承轴瓦上的油沟应开在_______________。

11．有一滚动轴承的代号为７２２０７，该轴承的类型是___________________。

12．联轴器型号是根据计算转矩、转速和 从标准中选取的。

得分三、分析计算题（本大题共50分）

（解题步骤按题目顺序填写在答题纸上）

1．如图所示，由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个

螺栓与立柱相联接，托架所承

受的最大载荷为20 KN。请回

答下列问题

（1） 本例属于何种类型的

螺栓组连接？这样的连接可采

用何种类型的螺栓连接？

（2） 若想完整设计出本螺

栓组连接，请简要列出本例的

解题步骤，如：1．受力分析

2．……

（3） 选择其中的一种螺栓

连接方式，对本例的受力分析

进行详细的求解

2．简要分析带传动发生弹性滑动的原因？并列出弹性滑动引起的后果。 3．对于公式 32

11][.1.2⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛±≥H E H d Z Z u u KT d σφ （1）说明该公式的用途；

（2）指出公式中各参数的意义及取值依据。

4．已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。 试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。

5．轴上安装一对圆锥滚子轴承，左边轴承承受的径向载荷为F

r1＝3390 N ，右端轴承所承受的径向载荷F r2 ＝1040 N ，外加

轴向力F ae ＝870 N （方向指向左端）

(1) 该对轴承采用何种安装方式，

其优点是什么？

(2)求两个轴承的当量动载荷？

（e ＝0.31、X ＝0.4、Y ＝1.9、

F d ＝F r ／2Y 、f p ＝1.3）

得分

四、结构题（本大题共8分，指出一个错误并作简单说明，得1分）

按示例①所示，指出图中轴系部件结构的8个错误．[注：不考虑轴承的润滑方式，倒角和圆角忽略不计]

示例：①轴承盖孔处无密封

参

一、单项选择题（每小题2分，本大题共30分）

[1] C [2] B [3] C [4] A [5] C [6] A [7] A [8] B

[9] B [10] C [11] B [12] C [13] A [14] D [15] D

二、填空题（每空1分，共12分）

1．紧

2．转速

3．小

4．大小相等

5．齿面接触

6．齿面接触

7．齿面磨损

8．啮合时

9．30min n

p A d = 10．非承载区

11．角接触球轴承

12．被连接两轴得直径

三、分析题(共50分)

1．本小题共13分

（1）横向载荷和转矩，可用普通螺栓连接或铰制孔螺栓连接（2分）

（2）1．受力分析

2．求各螺栓所承受的载荷，并确定出受载最大的螺栓所承受的载荷值

3．计算螺栓直径（3分）

（3）（8分）

设两边平均承受载荷为10 KN

采用普通螺栓连接

1．受力分析

1）将力平移至型心

横向力 KN F 10=Σ

转矩 KNmm T 300030010=×=

采用普通螺栓连接

2）每个螺栓承受的载荷

预紧力 KN fZi F K F S 101

43.0102.101=×××==Σ 转矩产生的预紧力 KN r f T

K F Z i i

S 28.284

1.1063.03000

2.1102=×××==∑= 总紧力 KN F F F 38.3802010=+=

或采用铰制孔螺栓连接

2）每个螺栓承受的载荷

横向剪切力 KN F 5.24

101== 转矩剪切力 KN r

Tr F Z i i

069.741.10630001.106212max

2=××=

=∑= 合成总剪切力 KN COS F F F F F 01.913520212221=×××−+=

2．本小题共10分

1）带为弹性体，受到拉力作用后会产生弹性变形（2分）

2）紧松边拉力不同，产生弹性变形也不同（2分）

3）带从紧边到松边的拉力逐渐下降，弹性变形也随之下降，带与带轮之间产生相对滑动（2分）

4）带从松边到紧边的拉力逐渐上升，弹性变形也随之上升，带与带轮之间产生相对滑动（2分）

引起后果：使从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，传动比非定值（2分）

3．本小题共11分

1）齿面接触疲劳强度计算标准直齿圆柱齿轮的分度圆直径（2分） 2） — 分度圆直径

1d K = K A * K v * K α* K β

K A — 使用系数（依原动机、工作机、载荷）

K v — 动载系数（依V 、精度）

K α — 齿间载荷分配系数 （依b F K t A 、精度、表面质量） K β — 齿向载荷分布系数 （依表面质量、精度、小齿轮相对支撑的布置）

T 1 — 传递转矩

1

d b d =φ — 齿宽系数

u — 齿数比 = Z 2 / Z 1

Z H — 区域系数（标准直齿轮 α = 200, Z H =2.5）

Z E — 弹性影响系数 S

K HN H lim ][σσ= —许用接触应力 S — 安全系数

K HN — 寿命系数（依应力循环次数、材料） σlim — 极限应力（依材料、热处理、齿面硬度）

4．本小题共6分

5．本小题共10分

（1）采用反装（背考背），可提高圆锥齿轮的支撑刚度。（2分）

1.29

.123390211=×==Y F F r d

7.2739.121040222=×==Y F F r d 取大值 ⎭⎬⎫⎩⎨⎧−=−=−=7.5968703.2731.221ae d d F F F 1.21=a F 取大值 ⎭⎬⎫⎩⎨⎧=+=+=1.17628701.27.2731

2ae d d F F F 1.17622=a F

e F F r a <==263.033901.211 取 11=X 01=Y 440733903.111111=×=+=a r F Y F X P （N ） e F F r a >==694.110401.17622

2 取 4.02=X 9.12=Y 2.43)1.17629.110404.0(3.1)(3.122222=×+××=+×=a r F Y F X P （N ）

五、结构题 （8分）