机械设计试题(e卷)与答案

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1、Upload By Yelky QQ1216534370北京机械工业学院机械设计考题与答案一、 是非题（有 5 小题，每题 1 分，共 5 分。正 确在括号内写“T” ，错误在括号内写“F” ）1双螺母防松结构中，如两螺母厚度不同，应先安装薄螺母，后安装厚螺母。 （T ）2滚动轴承的轴向系数 Y 值越大，其承受轴向能力越大。 （ F ）3减速器的齿轮和滚动轴承可以采用不同的润滑剂。 （T ）4设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 （ T ）5失效就是零件断裂了。 （F ）二、选择题（有 5 小题，每题 2 分,共 10 分。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项

2、的字母填在题中的横线上）6温度对润滑油粘度的影响是随着温度的升高润滑油的粘度 C 。A）提高 B）不变 C）降低7设计时键的截面尺寸通常是根据 D 从标准中选取。A）键传递的转矩 B）轴的转速 C）轮毂的长度 D）轴的直径8下列四种叙述中 D 是正确的。A）变应力只能由变载荷产生 B）静载荷不能产生变应力 C）变应力是由静载荷产生 D）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生9从经济观点考虑，单件生产的齿轮减速箱的箱体最好采用 C 。A）灰铸铁铸造 B）铸钢铸造 C）钢板焊接10由下列不同材料制造的零件，其形状、尺寸、结构、表面加工情况和工作条件等完全相同，其中有效应力集中系数最大的是 B 。

3、A）HT200 灰铸铁 B）40CrNi 钢 C）45 钢三、填空题（有 5 小题，20 个空，每空 1 分,共 20 分。把答案填在题中横线上）11对下列各种零件至少举出一种常用材料的牌号，齿轮 45， 40Cr ，滑动轴承轴瓦 ZQSn10-1， ZQAl9-4 ，蜗轮轮缘 ZQSn10-1， ZQAl9-4 ，螺钉 Q235，20 ，弹簧 65Mn， 碳素弹簧钢丝 ，弹簧垫圈 65Mn ，滚动轴承套圈 GCr15 ，滚动轴承保持架 08F ，键 45 。12带传动的失效形式为 打滑 和 疲劳破坏 。因此，其主要设计依据为 在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命 。13轴按承

4、载分为 心轴 ， 转轴 和 传动轴 。14螺纹联接按防松原理可分为 摩擦防松 ， 机械防松 和 其它防松 。15灰铸铁齿轮常用于 开 式传动中，这种齿轮的主要失效形式是 磨损 。四、问答题（有 5 小题，每题 4 分,共 20 分）16什么是等强度设计？在设计中如何应用？答：一个机器的各零件或一个零件对于各种失效方式具有同样的承载能力。在设计中的应用有二：一是使各部分等强度，避免某些部分强度过大，浪费材料；二是故意设置薄弱环节，过载时失效，使其它部分在过载时不致于损坏而得到保护。17什么是机械零件的失效？答：机械零件由于某种原因不能正常工作，叫失效。18滑动轴承计算中，计算 p，pv，v 各考

5、虑什么问题？答：p轴承磨损；pv发热；v局部磨损。19齿轮传动中的载荷系数 K=KAKvK K ，K AKvK K 各为什么系数，各考虑什么因素对齿轮传动的影响？Upload By Yelky QQ1216534370答：齿轮传动中的载荷系数 K=KAKvK K 中，K A是使用系数，考虑外部因素引起附加动载荷对齿轮传动的影响；K v是动载系数，考虑齿轮制造、安装误差等引起附加动载荷对齿轮传动的影响；K 是齿间载荷分配系数，考虑多齿啮合间分配载荷的不均匀现象对齿轮传动的影响；K 是齿向载荷分布系数，考虑载荷沿接触线分布不均的现象对齿轮传动的影响；20什么叫机械零件的计算准则？常用的机械零件的计

6、算准则有那些？答：机械零件的计算准则就是为防止机械零件的失效而制定的判定条件，常用的准则有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则等？五、分析题（有 2 小题，每题 6 分,共 12 分）21 一钢制液压油缸，缸内油压 P2.5MPa(静载)，油缸内径 D125mm，缸盖由 6 个M16 的螺钉联接在缸体上.螺钉刚度 Cb与缸体缸盖的刚度 Cm之比为 l/4，螺钉材料的性能等级为 5.6 级，安全系数取 S1.5，M16 螺钉的小径 d1=13.835mm.若根据联接的紧密性要求，要求残余预紧力 QP1.5F.试分析预紧力 QP应控制在什么范围内才能满足此联接的要求?解1.计算

7、单个螺钉的工作拉力 F（2 分）油缸盖联接所受的载荷 F =pD2/4，每个螺钉的工作拉力 FF 6pD 2/4/62.5 (125)24/65113.27 N2.计算允许的螺钉最大总拉力 Q（2 分）螺钉材料性能等级为 5.6 级， s300MPa，许用应力 = s/S300/1.5200MPa.由强度条件 ca1.3Q/( d 2/4) Qd 2/4/1.3 13.8352200/4/1.323127.83 N3.求预紧力 Q p的允许范围（2 分）1)按螺钉强度条件求允许的最大预紧力QQ p十 Cb/（C b +Cm ）F23127.83 N Q p23127.83-0.2F23127.

8、83-0.25113.27=22105.17 N2)按联接紧密性条件求最小的预紧力，根据联接紧密性要求，Q P1.5F Q PQ p- Cm /（C b +Cm ）F=Q p-0.8F1.5F即 Q p1.5F 十 0.8F2.3Fl1760.52 N由以上计算结果可知，预紧力 Qp应控制为l1760.52 N Q p22105.17 N22一传动装置，输入转矩为 T1，输出转矩为 T2，速比为 i，总效率为，试证明 T2= T1i答：设输入功率为 P1（kW） ，输出功率为 P2（kW） ，输入转速为 n1（r/min） ，输出转速为n2（r/min） ， T=9.5510 6P/n(N.m

9、m) P 1= T1n1/(9.55106) P2= T2n2/(9.55106)= P 2/ P1=( T2n2/(9.55106)/( T1n1/(9.55106)= T2n2/( T1n1)i= n2/ n1 = T 2/ T1/i即 T2= T1iUpload By Yelky QQ1216534370六、计算题（有 2 小题，每题 6 分,共 12 分）23一对 46210 角接触球轴承反安装，如图1 所示。已知轴承 1 和轴承 2 的径向载荷分别为R1=2000N,R2=4000N,轴上作用的轴向载荷Fa=800N(指向轴承 2)，轴承的派生轴向力 S 的计算式 S=0.68R，

10、e=0.68， X=0.41,Y=0.87。轴承载荷有轻微冲击，载荷系数 fF=1.2，工作温度不大于 120C。试求：(1) 轴承 1 和轴承 2 的轴向载荷 A1和 A2；(2) 轴承 1 和轴承 2 的当量动载荷 P1和 P2。解:(1)计算轴承的轴向载荷S1=0.68R1=0.682000=1360 NS2=0.68R2=0.684000=2720 NS1、 S2方向见图 2因为 Fa+ S2=800+2720=3520 N S1所以 轴承 1“压紧” ， A1= Fa+ S2=800+2720=3520 (2 分)轴承 2“放松” ， A2= S2=2720 N(2 分)（2）计算轴

11、承的当量动载荷轴承 1 A1/R1=3520/2000=1.76 e=0.68,则取X1=0.41,Y1=0.87P1=fF(X1R1+Y1A1)=1.2(0.412000+0.873520)=3882.4 N (2 分)轴承 2 A2/R1=2720/4000=0.68 e=0.68,则取X2=1,Y2=0P2=fFX2R2=1.214000=4800 N (2 分)24已知 V 带传动中，最大传递功率 P=8kW，带的速度 v=10m/s，若紧边拉力 F1 为松边拉力 F2 的 2 倍，此时小带轮上包角 1=120，求：（1）有效拉力Fe；（2）紧边拉力 F1；（3）当量摩擦系数 f。解:

12、有效拉力 Fe =1000P/v=10008/10=800 N (2 分)又知: F1-F2= Fe,F1=2F2则紧边拉力 F1=2 Fe =1600 N (2 分)根据欧拉公式 得 当量摩擦系数 f=ln(F1/F2)/ =ln2/(3.14120/180)=0.693/2.0933=0.331 (2 分)七、结构题（有 4 小题，每题分别为 10 分,2 分，2 分，2 分，共 16 分）25图 3 中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误的内容） （每指出一处,并正确说明错误内容

13、和改正的,得 1 分,总分为 10 分）图 1图 2 第六大题第 23 小题答案图fe1Upload By Yelky QQ1216534370答:错误处见图 3（改正的图未示出）共 页 第 5 页键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确；轴承盖孔径应大于轴径，避免接触；此处不应有键联接；轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮；轴应有轴环，使齿轮定位；轴承应正装；轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长；左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片；两轴承内侧应加封油环；箱体加工面与非加工面未分开。26画出 V 带与带轮槽的正确安装图； 27画出普通螺栓联接的结构图28画出普通平键 A 型、B 型、C 型的形状26,27,28 题答案:八、设计题（有 1 小题，5 分）29设计一转椅的升降机构，升降通过一手柄进行控制。设计需画出结构示意图，并作必要的说明。答：没有标准答案，可根据创意的新颖性及是否达到设计要求给 05 分。