山东科技大学20112012机械设计基础期末试题.docx
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1、科技大学2011 2012学年第学期班级机械设计(A卷)学号题号一二三四总得分评卷人审核人得分、填空题(每空1分,共20分)1、一般地讲,设计机械零件大致有以下基本要求避免在寿命期失效的要求、结构工艺性要 求、经济性要求、 质量小的要求 和可靠性要求。2、螺纹的公称直径是指螺纹的大径 ,强度计算时用螺纹的 小径,计算螺纹升角时用中径。3、在键联接中,普通平键的工作面是侧面 ,楔键的工作面是上下两面,半圆键的工作面是侧面 。4、带传动工作时带中产生拉应力、弯曲应力 、 离心应力三种应力。最大应力发生在 带的紧边绕上小带轮 #。5、按照承受载荷的不同,轴可分为转轴、 心轴 和 传动轴 三种。自行车
2、前轴属于心轴。6、 制动器在机器中使速度降低以至于停止运转。7、齿轮传动的设计准则通常是齿面接触疲劳强度准则 和齿根弯曲。、选择题(每题1分,共10分)1 .在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的是_ A。A 三角形螺纹B 梯形螺纹 C锯齿形螺纹D矩形螺纹2 .对于气缸盖螺栓组联接,若汽缸的气体压力在0 2Mpa之间循环变化,则螺栓中的应力变化规律为 C。A对称循环B脉动循环C非对称循环D非稳定循环3 .温度升高时润滑油的粘度A 。A随之降低B保持不变C随之升高D 不确定4 .两相对滑动的接触表面,依靠吸附膜进行润滑的状态称为A 。A干摩擦 B边界摩擦C混合摩擦D液体摩擦5 .零件表面经淬火、渗碳
3、、喷丸、碾压等处理后,其疲劳强度C。A降低 B不变 C增高 D不能确定6 .两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值_AA相等 B不相等 C是否相等与材料的性质有关7 .在下列轴毂联接中,定心精度最高的是_DA平键联接 B 半圆键联接C楔键联接 D花键联接8 .带传动发生滑动时AA 首先发生在小带轮上B 首先发生在大带轮上C在大、小轮上同时发生9 .链条的磨损主要发生在 B。A 滚子与套筒的接触面上B销轴与套筒的接触面上C滚子与链轮齿的接触面10 .齿轮传动中,将轮齿加工成鼓形齿的目的是_B。A减小动载荷B改善载荷沿齿向分布不均匀C提高传动精度三、简答题(每题5分,共
4、20分)1、影响螺纹联接强度的因素有很多,通常提高螺纹联接强度的措施有哪些?答:a)降低螺栓总拉伸载荷 Fa的变化围。b)改善螺纹牙间的载荷分布。c)减小应力集中。d)避免或减小附加应力2、在机械设备中滑动轴承主要用于哪些地方?答:在某些不能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合,即轧钢机、汽轮机、燃机、铁路机车 及车辆、金属切削机床、航空发动机附件、雷达、卫星通讯地面站、天文望远镜以及各种仪表 中3、如果一台机器中的传动机构中有齿轮传动、带传动、链传动,应如何布置?为什么? 先是带传动,再就是齿轮传动,最后是链传动。因为带传动能起到过载保护的作用,且传动平 稳,无冲击振动,能保证齿轮传动的精度和
5、质量,链传动能承受比较大的载荷,传动多城中产 生动载荷,这样能充分发挥各自的优势,提高传动质量,延长使用寿命。4、蜗轮蜗杆传动中,如何选择蜗杆头数和蜗轮齿数?为什么?蜗杆的头数越少,传动比可以越大,但是效率越低,通常有自锁性。为了提高传动效率,通常是增加蜗杆的头数,但加工困难。因此,综合考虑各种因素,蜗杆的头数通常取1、2、4、6。为了避免用蜗轮滚刀切制蜗轮时产生根切与干涉,理论上应使齿数不小于 17。但当齿数小于26时,啮合区要显著减小, 将影响传动的平稳性。只有当齿数大于28时,则可始终保证有两对以上的齿参与啮合。但是,齿数一般不大于80。这是由于当蜗轮直径不变时,齿数越多,模数越小,将使
6、轮齿弯曲强度削弱;当模数不变时,齿数越多,尺寸越大,使相啮合的蜗杆支撑间距 加长,这将降低蜗杆的弯曲刚度,容易产生挠曲而影响正常啮合。故蜗杆传动中蜗轮的齿数不 宜太少也不宜太大。四、计算题(50分)1、分析题:如图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知齿轮1的螺旋方向和轴出上的转向,齿轮2 的参数 mn=3mm,z2 =57, 2 =140;齿轮 3 的参数 mn=5mm,z3 =21。试求:1、)为使轴n所受的轴向力最小,齿轮3应选取的螺旋线方向,并指出齿轮2应选取的螺旋线方向;2、)用图示标出齿轮 2、3所受各分力的方向;3、)若使轴H上轴承不受轴向力,则齿轮3的螺旋角3应取多大值? ( 15
7、分)1)、齿轮3的螺旋线方向是右旋齿轮2的螺旋线方向是右旋。2)、受力如图所示3)、若使轴2轴承不受轴向力,则 Fa2Fa3|a 2a3而Fa2 Ft2tan 2,Fa3 Ft3tan 3所以:Ft2 tan 2Ft3 tan 3,一, d2略去摩擦损失,由转矩平衡条件得 Ft 2 2一Ft2d3所以:tan 3tan 2tan 2F t3d2mn3Z3/COS 3 , tan 2mn2z2 / cos 2得:sin 3mn3 Z3.sinmn2Z25 21 sin14 0,1485570_8032 342、如图所示,一厚度 =12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度 1=30mm的铸铁支架上,螺栓
8、材 料为Q235, =95MPa, =96MPa,结合面摩擦系数 f=0.15,可靠性系数 Kf=1.2,载荷F =12000N,尺寸l=400mm, a=100mm。试确定采用镀制孔用螺栓(假定按剪切强度设计即 可符合要求)联接时的螺栓直径;若采用普通螺栓联接,试计算螺纹小径应满足的条件。(15分)1)F载荷等效到联接形心处为F =12000NT=12000*400=4800000N.mm2)在F作用下每个螺栓上所承受的横向载荷FiFi12000N3000N3)在T作用下每个螺栓上所承受的横向载荷F2F2TZR4800000N4 100 . 28485.28N4)每个螺栓上所承受的总横向载荷
9、 FFF12 F; 2F1 F2COS 450 10816.65N5)若是镀制孔用螺栓,根据 一匚 得出:d04 10816.6596/211.98mm若是普通螺栓,根据 fZF°i KsFr得出:F0KFfZi1.2 10816.650.15 4 121633.3N计算螺栓的小径d1. 4 1.3 F04 1.3 21633.3 mm9534.41mm3、如图所示轴系结构,请找出不合理之处并加以改正。(10 分)(1)两个轴承端盖外圆外侧应倒角;(2)两个轴承端盖与箱体接触面应有调整垫片;(3)箱体上与端盖的接触面之外的外表面应低一些;(4)轴端太长,可与轴承左端平齐或略长;(5)
10、该段轴径太大,不应超出轴承圈;(6)齿轮和轴之间的键太长;(7)与齿轮配合的轴径长度应比齿轮宽度小;(8)该轴套太厚,不应超出轴承圈;(9)透盖与轴之间应有间隙,应有密封毡圈;(10)联轴器与透盖不能直接接触;(11)联轴器与轴间应有轴肩定位,与其配合段轴径应减少;(12)联轴器与轴间的键联接应与其他键在一条线上;(13)轴右端面不应超出联轴器端面,应缩进去12mm;(14)联轴器上外圆及左端面外圆均有倒角;4、一双排滚子链传动,已知链节距 p=25.4mm,单排链传递的额定功率 po=16KW,小链轮齿 数z1=19,大链轮齿数z2=65,中心距约为800mm,小链轮转速 m=400r/mi
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