机械设计期末习题.docx

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1、机械设计期末习题江苏师范大学连云港校区机械设计期末复习 一、选择题 1.为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径r与轴肩处的圆角半径rl应有 2 关系。 r=rl； rr1； rrl 2带传动中，主动轮上的滑动弧是发生在带与带轮的 2 。 绕进段 退离段 全部包围弧段 3. 对顶螺母和弹簧垫圈是 2 。 用机械方法的防松装置 靠轴向压紧摩擦的防松装置 靠径向压紧摩擦的防松装置 4带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了 4 。 提高传动寿命； 减小对轴的压力； 减小结构尺寸； 提高摩擦力保证有一定承载能力 5非液体滑动轴承，其润滑状态通常为 1 。 边界润滑 流体膜润滑 混

2、合润滑 边界润滑或混合润滑 6蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止 2 。 蜗杆机械性能下降 润滑油变性或齿面胶合 传动效率下降 蜗轮材料退火 7为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取 3 的措施。 增大螺栓刚度 适当减小预紧力 减小螺栓刚度 减小被联接件刚度 8只受预紧力作用的普通螺栓联接，螺栓危险剖面上单元体的应力状态为 3 。 简单拉伸 纯剪切 拉扭组合 拉弯组合 9转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据 4 来进行计算或校核。 抗弯强度； 扭转强度； 扭转刚度； 弯扭合成强度 10对液体动压轴承需要足够的供油量主要是为了 1 。 补充端泄油； 提高承载能力； 提高

3、轴承效率； 减轻磨损 11. 与公称直径、牙型角、螺纹头数相同的粗牙螺纹相比较，细牙螺纹能比粗牙螺纹 3 。 自锁性好，强度高；自锁性差，强度低；自锁性好，强度低；自锁性差，强度高 12. 当进行螺栓组的结构设计时，一般各个联接螺栓材料、直径和长度应 1 。相同；不同；视具体情况决定 13. 受旋转力矩的配合螺栓组，每个螺栓所受的载荷是 2 。 相等的；与螺栓到几何中心距离成正比；与螺栓到几何中心距离成反比；以上答案都不对 14. 疲劳磨损是由于接触应力反复作用引起金属微粒脱落的现象，一般也叫 3 。胶合；磨料磨损；点蚀；腐蚀 - 1 - 15. 常用的联接螺纹牙型都是三角形，主要是由于三角形

4、螺纹的 3 。 强度好，寿命长；效率高；当量摩擦系数大，自锁性能好 16. 带传动中，从动轮上发生弹性滑动时，则 2 。 带的速度小于带轮的圆周速度；带的速度大于带轮的圆周速度；带的速度等于带轮的圆周速度 17. 在带、链，齿轮组成的多级减速传动中，带传动应放在 1 。 高速级；低速级；高速级或低速级均可 18. 在带传动中，若发生打滑现象，则在 2 。 大带轮上先发生；小带轮上先发生；大小带轮上同时发生 19. 图示V带与轮槽相对位置中正确的结构是 c 。 b) a) 20. 带传动中带轮最常用的材料是 3 。 Q235；45钢；HTl50；ZGS0；塑料 21.带传动中，若空载且不计摩擦损

5、耗时，主动轮的圆周速度 3 从动轮的圆周速度。 小于；大于；等于 22. 为实现平稳和噪声小的传动可选用的链条是 2 。 套筒滚于链；齿形链；圆环链；上三种都可以 23. 制造链传动链轮的材料常用 3 。 铜合金；铸铁；淬火回火的中炭钢；不做处理的低炭钢 24. 自行车的从动链轮齿数和直径为18和73mm，主动轮的为48和194mm，其平均传动比为 2 。 4818；1848；73194；19473 25. 在套筒滚子链设计中，在满足承载能力要求的前题下，节距选得 2 越好，小链轮齿数选得 1 越好。 越大；越小 26. 当保持齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增大两轮的齿数则 3 增加。

6、接触强度；弯曲强度；重合度 27. 将轮齿做成鼓形齿是为了减小 1 。 齿上载荷不均匀；动载荷；齿对间载荷分配不均 28. 蜗杆传动变位前后，蜗轮的节圆直径 1 。 不变；改变；不一定改变 29. 实际的轴多做成阶梯形，这主要是为了 3 。 c) - 2 - 减轻轴的重量；便于热处理；便于装配 30. 为保证轴上零件能靠紧定位面，轴肩处的圆角半径应 1 零件上的倒角或圆角半径。 小于；大于；等于 31. 非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是 1 。 磨损； 轴瓦裂纹； 点蚀 32. 链条的基本参数是 4 。 销轴直径；销轴长度；链板厚度；节距 二填空题(共20分，每小题2分) 1在带、链和齿轮组

7、成的多级传动中，带传动宜布置在 高速 级。 2需成对使用的滚动轴承类型有 角接触球轴承、圆锥滚子轴承 。 3对于链速v S1 所以 A1= Fa+ S2=2270.6N A2= S2=1470.6N 取ft1，fp1.5 A1/R1=2270.6/2400=0.94e X1=0.4 Y1=1.7 A2/R2=1470.6/5000=0.09412000h605007500满足寿命要求 五.计算滚动轴承的相关参数2008-2009机械设计试卷A答案 在图所示的结构设计简图中，已知轴的转速n1470 r/min，角接触轴承1上的径向载荷R1800 N，角接触轴承2上的径向载荷R21900 N，轴向

8、载荷Fa1200 N，两个轴承的额定动载荷Cr均为Cr38600 N，e0.68，S0.7R，A/Re，x1,y0；A/Re，x0.41，y0.87，ft1.1，fp1.2，求受载最大的轴承的工作寿命Lh。 轴承1 O1 n 左端盖 Fa O2 轴承2 机架 机架 右端轴承1 S1 Fa S2 轴承2 R1 R2 解： S10.7800560 N S20.719001330 N (2分) 由于 S1Fa5601200 1760 NS2，所以A21760 N， A1S1560 N 由于 A1/ R1560/8000.7e，所以，x0.41，y0.87； P1fp (x1R1y1A1)1.2(0.

9、418000.87560)978 N (2分) A2/ R21760/19000.926e，所以，x0.41，y0.87； P2fp (x2R2y2A2)1.2(0.4119000.871760)2772 N (2分) - 8 - 106ftCe1061.1386003Lh=40746h (4分) 60nP6014702772六.分析滚动轴承的布置与特点 下图为圆锥齿轮轴的支承结构，(1) 简述零件1、2的主要作用；(2) 螺栓组3是否承受圆锥齿轮上的轴向作用力Fa；(3) 套筒4的主要作用是什么？ Fr A Fa O1 O2 1 2 3 B 箱体 4 题7图 () 零件1的主要作用是对两个轴

10、承进行定位并传递圆锥齿轮的轴向力； 零件2的主要作用是调节圆锥齿轮的中心位置，实现两个圆锥齿轮的正确啮合。 (4分) (2) 螺栓组3承受圆锥齿轮上的轴向作用力Fa。 (2分) (3) 轴承A的滚子承受圆锥齿轮上的轴向力Fa。 (2分) (4) 套筒4的主要作用是承受圆锥齿轮上的轴向力Fa并实现轴承的定位。(2分) 七V带传动传递的功劳P = 7.5 kW，带速v = 10 m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1 = 2F2，试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和初拉力F0。 例5-1 已知：V带传递的实际功率P = 7.5 kW，带速 v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，试求有效圆周力Fe

11、 、紧边拉力F1和初拉力F0。 解题注意要点： 这是正常工作条件下的受力计算，不能应用欧拉公式； 解： 根据： 得到： P=Fev Fe=P7500=750 N v10联立： Fe=F1-F2=750 F=2F21- 9 - 解得： F2=750N， F1=1500N F0=F1-Fe/2=1500-750/2=1125 N 例5-2 设V带所能传递的最大功率P = 5 kW，已知主动轮直径dd1= 140mm，转速n1= 1460 r/min，包角a1=140，带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.5，试求最大有效圆周力Fe 和紧边拉力F1。 解题注意要点： 1此题是在最大载荷条件下的受力计算，

12、可以应用欧拉公式； 2题目数据没有q，故忽略离心拉力qv2。 解： 带速：v=pn1dd1601000=p1460140601000=10.702 m/s 小带轮包角：a1=140=140p/180=2.443 弧度 有效圆周力：Fe=P/v=5000/10.702=467.2 N 联立： F1a1fv=e2.4430.5=3.392=e F2F=F-F=467.212eF2=195.3N， F1=662.5N 解得： 八试分析如图所示轴系结构中的错误，并加以改正。 答：端盖连接处没有垫片；轴肩高度高于滚动轴承内圈的高度；键槽长度太长；齿轮轮毂的- 10 - 长度应大于轴段长度；轴太长；联轴器

13、键槽不能封闭，且应和键槽位于轴的同一母线上；轴端轴向定位方式错误。 其他补充 4.3 改正图中结构错误。(5分) 4.4指出图所示轴系结构设计中的错误，并在错误处标出序号，按序号说明错误原因。 (注：齿轮用稀油润滑，轴承用油脂润滑) (5分) 5 1 2 3 4 题 4.3 题 4.4 . 密封没有接触。 1. 轴肩过高。 . 轴径太大。 2. 缺少套筒。 . 套筒右端直径太小。 . 键多余。 . 轴径应减小再增加一个套筒。 . 增加一个键。 3、根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如图所示)，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr11650N和Fr2=3500N。外加轴向力

14、Fae1020N。 (1)若派生轴向力Fd0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。 3、(14分) 解 Fd10.7Fr10.71650=1155N (2分) 方向向右 Fd20.7Fr20.73500=2450N (2分) 方向向左 Fd1十Fae1155十10202175 Fd2 故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。 Fa1Fd2-Fae=2450-1020N =1430 (2分) Fa2Fd22450N (2分) - 11 - . 轴肩直径太大。 . 轴承装反了。 Fae (3四、分析题(20分) 1.(10分) 如图4-1传动系统，要求轴、上的轴向力抵消一部分，试确定

15、： 1)蜗轮6的转向； 2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向； 3)分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合点的受力方向。 1.(12分)(1) 蜗轮6的转向为逆时针方向； (2分) (2)齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；(4分) (3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a)；蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。(6分) 分) (3分) 图4-1 1、一机械传动装置，采用一对角接触球轴承，暂定轴承型号7307AC。已知轴承载荷R1=1200 N，R2=2050 N，FA=880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000 h，试问所选轴承型号是否恰当？ 解：先计算轴承1

16、、2的轴向力A1、A2： 两个70000AC型轴承的内部轴向力为 S1=0.7R1=0.71200=840NS2=0.7R2=0.72050=1435N因为 所以 S1+FA=840+880=1720 NS2 A2=S1+FA=1720N， A1=S1=840N 计算轴承1、2的当量动载荷： 70000AC型轴承e=0.68，而 A1840=0.70.68R11200A21720=0.840.68R22050 - 12 - 所以X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为 P1=0.411200+0.87840=1222.8 NP2=0.412050+0.

17、851720=2302.5 N计算所需的径向额定动载荷C 因两端选择同样尺寸的轴承，而P2P1，故应以轴承2的径向当量动载荷P2为计算依据。 fP60nC2=P26LhfT101/31.52302.5605000=200061101/329130.05 N 因为 C2C，故所选7307AC轴承合适。 2、某两端固定轴采用一对深沟球轴承(6208)，已知轴上的轴向外载荷Fa720，径向外载荷Fr=2400N(对称布置)，1440r/min，fF1.2，fT1。额定动载荷C29500，额定静载荷C018000，求该对轴承的寿命。 求 (1)两轴承的轴向力A1、A2 (4分) (2)两轴承的当量动载

18、荷P1、P2，并指出哪个是危险轴承? (6分) (3)计算轴承的寿命。(4分) Fr A/C0 e A/Re 错误！未找到引用源。 x y 0.025 0.22 0.56 2.0 0.04 0.24 1.8 0.07 0.27 1.6 题四图3 解： R1=R2=1200N A1= Fa，A2=0。 A/C0=0.04， e=0.24, A1/R1=0.6e X1=0.56，Y1=1.8 , X2=1, Y2=0 P=xR+yA； P1=1968 N， P2=1200N P1 P2 轴承1危险 10ftC=2256 h Lh=60nfFP1、图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：

19、轴为输入轴，转向如图所示。 在下图中标出各轮转向。 为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力Ft、轴向力Fa和径向力Fr的方向。各轴转向如图63所示。 3轮左旋，4轮右旋。 - 13 - 2、3两轮的各分力方向下图所示。 Fr3 Ft3 Ft2 Fr2 Fa2 10、解释下列滚动轴承代号：6203/P6，7307B，所表示的滚动轴承的内径尺寸、精度等级。 Fa3 L1=40mm,L2=200mm,轴端作用有轴向力Fa=40N，径向力Fr=1640N。试分别求出两轴承所受的径向载荷R1、R2和轴向载荷A1、A2，取2.一

20、根轴用两个角接触球轴承，如图所示。轴承内部轴向力s=0.68R。 解：1) 求支反力： S Fa/Fre Fa/Fre e R1=L1+L240+200Fr=1640=1968NL2200R2=L140Fr=1640=328N L22002）求内部轴向力： 3）求S2+Fa=223.04+40=263.04NS1=1338.24N,所以1轴承“放松”，2轴承“压紧”， 4）故有A1=S1=1338.24NA2=S1-Fa=1338.24-40=1298.24N Fr 轴承2 轴承1 S2 Fa S1 R2 R1 L2 L1 1. 如图所示，1、2是一对蜗杆蜗轮传动，3、4是一对斜齿轮传动。已知

21、1为原动件，4为输出件，各轮转向如图所示。为了使中间轴上蜗轮2和斜齿轮3的轴向力互相抵消一部分， 试确定1、2、3、4各轮的旋向； 在图上标出2和3所受各力的方向。 - 14 - 1、2、3轮左旋，4轮右旋 1、某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN。轴承受径向力Fr1= 6000N，Fr2 =16500N。轴的转速 n =500 r/min，轴上有轴向力FA = 3000 N，方向如图。轴承的其它参数见附表。动载荷系数 fd = 1，温度系数ft= 1。 试：说明轴承代号的意义； 确定轴承的寿命。(以小时为单位) Fr 2YX Y 1 0 X 0

22、.4 Y 1.5 0.40 解：3：轴承类型代号，圆锥滚子轴承；02：尺寸系列代号；12：内径系列代号，内径为60mm；公差等级为0级。 1）求内部派生轴向力S1、S2的大小方向 S1=Fr16000=2000 N 2Y21.5F16500S2=r2=5500 N 2Y21.5方向如图所示。 S1+FA=5000NS2，1轴承被“压紧”，2轴承被“放松”。 2）求轴承所受的轴向力 Fa1= S2-FA=2500N Fa2=S2 =5500N， 3）轴承的当量动载荷 据：Fa1/ Fr1= 2500/6000 = 0.417e = 0.40，得：X1 = 0.4，Y1 =1.5 P1 = fd=

23、 0.46000 + 1.52500 = 6150 N 据：Fa2/ Fr2 = 5500/16500 = 0.33 e，得：X2 = 1，Y2 = 0 P2 = fd = 16500 N P2P1，用 P2 计算轴承寿命。 - 15 - 装 4）计算轴承寿命 L10h106C10697800=60nP6050016500e103=12562 h 6.试指出下图中的6处错误。 答：键槽太长；无油毡，缺少密封装置；轴段太长；齿轮轮毂的长度应大于轴段长度；轴承没有轴向定位；端盖与箱体之间缺乏垫片。 9.试指出下图中的7处主要错误。 答：联轴器左端应是通孔；联轴器右端无法轴向定位；端盖和轴之间应保留间隙且需密封；轴段太长；齿轮轮毂的长度应大于轴段长度；轴承左端无法轴向定位；无调整垫片。 - 16 -