东北林业大学机械设计基础试题及答案

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1、 东北林业大学 20092010 学年第一学期考试试题机电工程学院： 教研室（学科）主任：第 1 页共 6 页考试科目：考试科目： 机机 械械 设设 计计 考试时间考试时间： 120 分钟 试卷总分试卷总分 100 分题号一二三四五总分 得分 评卷 教师一、一、 简答题简答题 （本大题共（本大题共 4 小题，总计小题，总计 26 分）分）1、 齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式 软齿面传动，其设计准则是什么？软齿面传动，其设计准则是什么？ （6 分）分） 齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲

2、疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的 疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。 齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯 曲疲劳强度。 2、 连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？ （8 分）分） 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在 瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器 不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原 理，防

3、松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6 分）分）联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联 接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在 机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节 距？（距？（6 分）分）小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。得分得分装 订 线班级： 学号

4、： 姓名：2009 年 12 月 18 日第 2 页共 6 页二、选择题二、选择题 （在每题若干个选项中选出正确的选项填在横线上（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横线上。 本大题共本大题共 12 小题，总计小题，总计 24 分）分）1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B 。A螺栓联接 B双头螺柱联接 C螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端面 C. 法面 4、一对相啮合的圆柱齿轮的 Z1Z2 ， b1b2,其齿面接

5、触应力的大小为 A 。A. H1=H2 B. H1H2 C. H1H2 5、V 带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_B_。A使结构紧凑B限制弯曲应力C限制小带轮上的包角D保证带和带轮接触面间有足够摩擦力6、在齿轮抗弯强度的设计公式 m中，应代入_ C _。 1 2 12FaSa dFKTY YzA. B. C.与中大者 D. 111FaSaFYY 222FaSaFYY 111FaSaFYY 222FaSaFYY 与中小者 111FaSaFYY 222FaSaFYY 7、链传动中，链节数常选偶数，是为了使链传动 B 。 A工作平稳 B避免过渡链节 C链条与链轮磨损均匀 8、滑动轴承中，

6、含油轴承是采用 B 材料制成的。 A硬木 B粉末冶金 C塑料 9、承受预紧力 F的紧螺栓联接在受轴向工作拉力 F 时，剩余预紧力为 F，其螺栓所受 的总拉力 Fo 为_ B 。 AFoF 十 F BFoF 十 F CFoF十 F 10、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。 A在同一条直线上 B相隔 90 C相隔 120 D相隔 180 11、下列零件的失效中， C 不属于强度问题。 A螺栓断裂 B齿轮的齿面上发生疲劳点蚀 C蜗杆轴产生过大的弯曲变形 D滚动轴承套圈的滚道上被压出深的凹坑12、带传动发生打滑总是_A_。A在小轮上先开始B在大轮上先开始C在两轮上同时开始D

7、不定在哪轮先开始得分得分东北林业大学 20092010 学年第一学期考试试题机电工程学院： 教研室（学科）主任：第 3 页共 6 页三、分析题三、分析题 （本大题共（本大题共 3 小题，总计小题，总计 20 分）分）1. 如图所示，如图所示，1、2 是一对蜗杆蜗轮传动，是一对蜗杆蜗轮传动，3、4 是一对斜齿轮传动。已知是一对斜齿轮传动。已知 1 为原动件，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 和斜齿轮和斜齿轮 3 的轴向力互相抵消的轴向力互相抵消 一部分，一部分， 试确定试确定 1、2、3、4 各轮的旋向；各轮的旋向；

8、 在图上标出在图上标出 2 和和 3 所受各力的方向。所受各力的方向。 （10 分）分）1、2、3 轮左旋，4 轮右旋2 2、写出一维雷诺方程的表达式，说明油膜承载的必要条件，并指出图示四种情况，哪、写出一维雷诺方程的表达式，说明油膜承载的必要条件，并指出图示四种情况，哪 一种能够形成流体动压润滑油膜？一种能够形成流体动压润滑油膜？ （5 5 分）分）A B C D形成动力润滑的必要条件： 1）相对运动的两表面间必须形成楔形间隙； 2）被油膜分开的两表面须有一定的相对滑动速度，其方向应保证润滑油由大口进，从 小口出； 3）润滑油须有一定的粘度，供油要充分。 B 能够形成流体动压润滑油膜得分得分

9、装 订 线班级： 学号： 姓名：306hhh xp2009 年 12 月 18 日第 4 页共 6 页3 3、如图所示为带传动简图。轮、如图所示为带传动简图。轮 1 1 为主动轮。试问：为主动轮。试问： （1 1）带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？能否避）带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？能否避 免弹性滑动？免弹性滑动？ （2 2）带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力）带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力 maxmax？ （5 5 分）分）带传动的主要失效形式有打滑和疲劳断裂。弹性滑动是由拉力差引起的， （只要

10、传递圆 周力，必然会产生弹性滑动） 。弹性滑动是正常的工作现象，不可避免。 图中 A 点应力最大，四、计算题四、计算题 （本大题共（本大题共 2 小题，总计小题，总计 20 分）分） 1 1、某轴由一对代号为某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN。轴承。轴承 受径向力受径向力Fr1= 6000N，Fr2 =16500N。轴的转速。轴的转速 n =500 r/min，轴上有轴向力，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，方向如图。轴承的其它参数见附表。动载荷系数 fd = 1

11、，温度系数，温度系数ft= 1。试：（试：（1 1）说明轴承代号的意义；）说明轴承代号的意义；（2 2）确定轴承的寿命。）确定轴承的寿命。( (以小时为单位以小时为单位) ) （1414 分）分）解：3：轴承类型代号，圆锥滚子轴承；02：尺寸系列代号（0：宽度系列代号，2：直 径系列代号） ；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N20005 . 12 6000 21 1YFSrN55005 . 12 16500 22 2YFSr方向如图所示。，1轴承被“压紧” ，2轴承被“放松” 。215000SNFSA得分得分SFa/FreFa

12、/FreeXYXYYFr 2100.41.50.4011maxbc东北林业大学 20092010 学年第一学期考试试题机电工程学院： 教研室（学科）主任：第 5 页共 6 页2）求轴承所受的轴向力NAaFSF212500N， 5500 22 SFa3）轴承的当量动载荷 据：Fa1/ Fr1= 2500/6000 = 0.417e = 0.40，得：X1 = 0.4，Y1 =1.5P1 = fd（X1 Fr1 + Y1 Fa1）= 0.46000 + 1.52500 = 6150 N 据：Fa2/ Fr2 = 5500/16500 = 0.33 e，得：X2 = 1，Y2 = 0P2 = fd（

13、X2 Fr2 + Y2 Fa2） = 16500 N P2P1，用 P2 计算轴承寿命。 4）计算轴承寿命12562 h 31066101650097800 5006010 6010PC nLh2、一牵曳钩用、一牵曳钩用 2 个个 M10(d1=8.376mm)的普通螺栓固定于机体上，如图所示。已知接合的普通螺栓固定于机体上，如图所示。已知接合 面间摩擦系数面间摩擦系数 f =0.15，可靠性系数，可靠性系数 Kf=1.2，螺栓材料强度级别为，螺栓材料强度级别为 6.6 级，屈服极限级，屈服极限 s=360MPa，安全系数，安全系数 S=3。试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力。试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力 R max=?（6 分）分）许用应力:360/3=120MPa 预紧力为由公式4*1.3* Fd求出预紧力：F=5083.7N最大牵引力与预紧力关系公式为 RKzmFff最大牵引力为 R=1271N五、改错题五、改错题 （本题（本题 1010 分）分）试分析如图所示轴系结构中的错误，并加以改正。（指出错误之处，并编上号，简述其 错误原因，并改正之。）（至少改正