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1、中国矿业大学20142015学年第一学期机械设计试卷A卷 答案考试时间：100分钟 考试方式：闭卷学院 班级 姓名 学号 题号一二三四五六七八总分满分2020101010101010100得分评阅人一选择题（每小题2分，共20分）1变应力特性可用max,min,m, a, r 等五个参数中的任意_2_来描述。 (1) 一个 (2) 两个 (3) 三个 (4) 四个 2零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_1_。 (1) 增高 (2) 降低 (3) 不变 (4) 增高或降低视处理方法而定3当压力加大时，润滑油的粘度_1_。 (1) 随之加大 (2) 随之降低 (3) 保持不
2、变 (4) 升高或降低视润滑油性质而定4有一气缸盖螺栓联接，若气缸内气体压力在 02Mpa 之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为_3_。 (1) 对称循环变应力 (2) 脉动循环变应力 (3) 非对称循环变应力 (4) 非稳定循环变应力 5. 能够构成紧键联结的两种键是_4_。 (1) 楔键和半圆键 (2) 平键和切向键 (3) 半圆键和切向键 (4) 楔键和切向键 6. 带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是_1_。 (1) 带的型号 (2) 带的速度 (3) 主动轮转速 (4) 传动比7链传动中，限制链轮最少齿数的目的之一是为了_1_。 (1) 减少传动的运动不均匀性和动载荷 (2)
3、防止链节磨损后脱链 (3) 使小链轮轮齿受力均匀 (4) 防止润滑不良时轮齿加速磨损 8滑动轴承中，含油轴承是采用 2 材料制成的。(1)硬木 (2)粉末冶金 (3)塑料 (4)橡胶9. 滚动轴承的额定寿命是指_4_。(1)在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命(2)在额定工况和额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命(3)在额定工况及额定动载荷作用下，90%轴承所能达到的寿命(4)同一批轴承进行试验中，90%轴承所能达到的寿命10圆柱形螺旋拉伸弹簧可按曲梁受_4_进行强度计算。 (1) 拉伸 (2) 压缩 (3) 弯曲 (4) 扭转二填空题（每空1分，共20分）1混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计
4、算应校核P、PV和V值。2. 当被联接件之一很厚、且该联接需经常拆卸时，应采用 双头螺柱 联接；当用螺纹联接件联接轴和轴上零件时，常采用 紧定螺钉 联接。3.矩形花键采用 内径 定心，渐开线花键采用 齿形 定心。4.滚子链传动中，链节数应尽量避免采用 奇数 ，这主要是因为 采用过渡链节后链板要产生附加的弯曲应力 。5. 在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1 大于 大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b 应取 b2 。6. 在齿轮传动中，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。7. 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了_防止润滑油温度过高而使润滑
5、条件恶化_。8. 计算轴截面的当量弯矩公式 中引入系数的原因是 考虑扭转应力和弯曲应力的循环特性不一致 。9. 为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用 基孔 制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用 基轴 制。10. 液体动压轴承，其它条件不变，载荷越大相对偏心距 越大 ；转速越高相对偏心距 越小 。11齿轮联轴器对两轴的 综合 偏移具有补偿能力，所以常用于安装精度要求不高和重型机械中。三简答题（共10分）。1）机器由哪三个基本部分组成？简述各部分的作用（5分）。答：（1） 原动机部分：驱动整部机器完成预定功能的动力源（2） 传动部分：把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需
6、的运动形式、运动及运动参数（3） 执行部分：完成机器预定功能的组成部分。2）简述形成动压油膜的必要条件。（5分）答：（1） 相对滑动的两表面必须形成一个收敛楔形间隙（2） 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由大口流进，小口流出；（3） 润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。 四（10分）如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数Z=8），轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩T=107Nmm，螺栓分布直径D0=500mm，卷筒与齿轮接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数Kf =1.2，螺栓材料的屈服极限S=300Mpa，安全系数S=3。试确定
7、该螺栓组的螺栓直径。普通螺纹基本尺寸表（第一系列）公称直径d中径d2小径d1螺距p2422.05120.75233027.72726.2113.53633.40231.67044239.07737.1294.54844.72542.5875解：设螺栓受预紧力计算螺栓所需预紧力F（2分）（2分）计算许用应力（2分）确定螺栓直径d1（2分）选择螺栓查表选取M36（d1=31.670mm28.768mm）（2分）五（10分）某带传动，主动轮所能传递的最大扭矩为T1=70000N.m，已知D1= 200mm，初拉力F0=800N，求紧边拉力F1、松边拉力F2。如将该带传动改在P=12kW，n1=145
8、0r/min的情况下工作，问能否正常工作？ 解：(1)求有效圆周力 (3分)(2)求紧边拉力 （2分）(3)求松边拉力 （2分）(4)在P=12kW，n1=1450r/min的情况下,产生的阻力矩 所以带不能正常工作。 （3分）六（10分）图示传动系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知齿轮1轮齿螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，使在轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力相互抵消一部分，试回答下列问题：1）确定齿轮2和蜗杆3的轮齿螺旋线方向。（2分）2）在图中画出齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力和的方向。（4分）3）画出蜗杆3所受的轴向力、圆周力和径向力的方向；（3分）4）确定蜗
9、轮4的转动方向。（1分）七（10分）如图所示轴系部件，指出图中设计的结构错误（至少5处），并在错误处标出序号，按序号简要说明错误原因。 题七图 处：轴肩高度设计不合适，不利于轴承拆卸；可减少此轴段长度；处：两处键槽应位于同一母线位置； 轮毂处键槽应通向两端面。处：与轮毂配合轴段长度应短于轮毂长； 处：轴段直径设计不正确，齿轮无法装拆； 处：缺少砂轮越程槽； 处：不利于轴承拆卸，应增加一轴段与轴承配合；轴承未固定；处：齿轮没有定位；与轮毂配合轴段长度应短于轮毂长； 八（10分）如图所示为一对角接触球轴承（寿命指数=3）面对面安装支承形式，已知轴承径向载荷Fr1、Fr2、齿轮的轴向力A方向如图所示
10、，大小分别为：Fr1=4000N、Fr2=2000N，A=2000N。轴承内部轴向力S=0.4Fr。 1）试求轴承的轴向力Fa1、Fa2；（6分）2）若该对轴承的寿命为5000小时，现将当量动载荷加大一倍，将转速减小一半，试计算后确定该对轴承能否满足载荷及转速改变后寿命至少1000小时的工作要求？（4分）解：1）S1=0.4Fr1 = 0.4x4000 = 1600(N) ，方向向右； （1分）S2=0.4Fr2 = 0.4x2000 = 800(N) ，方向向左； （1分）S1+A = 1600+2000 = 3600 (N) S2 = 800 (N) （2分）所以，Fa2 = S1+A = 3600 N （2分）Fa1 = S1 = 1600 N2） 结论：此轴承能够满足寿命至少1000小时要求。7
