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1、山东科技大学 20112012学年第 学期机械设计 （A 卷）班级 姓名 学号题号一一二三四总得分评卷人审核人得分一、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内失效的要求、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，普诵平键的工作面是一侧面，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、 离心应力三种应力。最大应力发生在带的紧边绕上小带轮 处。5、 按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴 和传动轴
2、三种。自行车前轴属于。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和 齿根弯曲疲劳强度准则。二、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，若汽缸内的气体压力在02Mpa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
3、D 液体摩擦5. 零件表面经淬火、渗碳、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_A_。A 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_D。A 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A。A 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
4、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 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的变化范围。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、内燃机、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
5、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
6、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III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II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
7、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II上轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角卩3应取多大值？ （15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|F | = |f Ia 2a 3而 F = F tan P , F = F tan Pa 2122 a 3133所以：F tan P = F tan P122133厂d厂d略去摩擦损失，由转矩平衡条件得F 寺=F 3122t32所以：tan P3= t tan PF 2t3tan P2m z / cos P二n3 tan Pm z / cos P 2n2
8、 22得：sin P3mz sm P m z 2n225 x 21二sinl4o= 0.14853 x 57P 二 8o3234”32、如图所示，一厚度8=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度51=30mm的铸铁支架上，螺栓材 料为Q235, o=95MPa, k=96MPa，结合面摩擦系数f=0.15，可靠性系数Kf=1.2,载荷 Fz=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。试确定采用铰制孔用螺栓（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）iffllI I +! I令O1）载荷等效到联接形心处为Fz =12000N
9、T=12000*400=4800000N.mm2）在FJ乍用下每个螺栓上所承受的横向载荷F1F 二二 12000N 二 3000N i Z 43）在T作用下每个螺栓上所承受的横向载荷F2F2_ 8485.28NT _ 4800000NZR _ 4 X100 X 迈4）每个螺栓上所承受的总横向载荷FF _ JF2 + F2 + 2F F COS450 _ 10816.65NL 12125）若是铰制孔用螺栓，根据T _ K F得出:0 s RKFF 0 fZi1.2 x 10816.650.15 x 4 x 1=21633.3N95计算螺栓的小径：4x 1.3x 21633.3“ 仆=mm = 3
10、4.41mm3、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）该段轴径太大，不应超出轴承内圈；（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，不应超出轴承内圈；（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
11、面，应缩进去12mm；（ 14）联轴器上外圆及左端面内外圆均有倒角；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p0=16KW，小链轮齿 数Z=19，大链轮齿数z2=65,中心距约为800mm,小链轮转速n1=400r/min，载荷平稳。小链 轮齿数系数Kz=1.11,链长系数Kl=1.02,双排链系数Kp=1.7,工作情况系数KA=1.0O试计算:（1）该链传动能传递的最大功率；（2）链条的长度。（10 分）（1）由 Pca=KAxP, P0=Pca/KLKpKZ 可得：P=P0KLKPKZ/KA=16x1.02x1.7x1.11/1.0=30.8KW2)106二
12、土 + 二 + （二）2 匕 p 22n aL = L p = 2692.4mm p山东科技大学 20112012学年第 学期机械设计（B卷）题号一二三四总得分评卷人审核人得分一、填空题（每空1分，共20分）1. 承受横向外载荷时普通螺栓联接的失效形式为塑性变形或断裂，铰制孔用螺栓可能失效形式为贴合面被压溃和螺栓杆 被剪断。2. 当采用两个楔键传递周向载荷时，应使两键布置在沿周向相隔9001200的位置,在强度校核只按1.5个键计算。3. 链传动中，当节距P增大时，优点是 传递的功率随之增大，缺点是传动的动载荷加大。4. 链传动中一般是主动链轮 匀 速转动，链条 变速 移动，链轮 变速 转动,
13、 从而产生振动和噪声。5. 在70000C（a =150）,70000AC（a=250）,70000B（a=40。）三种轴承中，承受轴向载荷能力最小者为，最大者为70000B（ a =40。） ，6. 国标规定，滚动轴承公差等级的内径和外径的公差带均为单向 制，而且统一采用上偏差为0，下偏差为负值的分布。7. 根据承受载荷的不同，轴可分为转轴 、 心轴和三种。8. 滑动轴承按承受载荷的方向不同，可以分为和止推滑动轴承。二、选择题（每题1分，共10分）1. 齿轮的齿面点蚀经常发生在（ b ）。A、齿根 B、节线附近 C、齿顶 D、整个齿面2. 设计键联接时，键的截面尺寸通常根据（ c ）按标准选
14、取。A、所传递转矩的大小B、所传递功率的大小C、轴的直径D、轮毂长度3. 大尺寸蜗轮通常采用组合式结构，是为了（ b ）。A、制造工艺简单B、节约有色金属 C、装拆方便4.a ）既可以承受径向载荷，又可以承受轴向载荷。A、圆锥滚子轴承 B、圆柱滚子轴承C、推力圆柱滚子轴承5.在直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算中，若齿形系数和许用应力均不同，则应以（ c ）为计算依据。A、L F较小者B、 YF 较大者C、D、6.在带传动设计中，限制小带轮的最小基准直径是为了避免（）。A、传动结构太大B、带轮强度不够C、带的弯曲应力过大7.一般链条的链节数为偶数，为了使磨损均匀，链轮齿数应当（c）。A、采用偶数B、选较多值C、采用奇数
