1、班級山東科技大學2011 2012學年第機械設計（A 卷）姓名學號學期15題號一一一二二二-三四總得分評卷人審核人得分、填空題（每空1分，共20分）1、般地講，設計機械零件大致有以下基本要求避免、結構工藝性要求、經濟性要求、質量小的要求和可靠性要求。2、 螺紋的公稱直徑是指螺紋的大徑 ，強度計算時用螺紋的 小徑，計算螺紋升角時用中徑。3、在鍵聯接中，普通平鍵的工作面是半圓鍵的工作面是側面4、 帶傳動工作時帶中產生 _拉應力 、彎曲應力三種應力。最大應力發生在拉應力處5、 按照承受載荷的不同，軸可分為轉軸前軸屬于心軸6、制動器側面，楔鍵的工作面是上下兩面離心應力帶的緊邊繞上小帶輪心軸 和傳動軸三

2、種。自行車O在機器中使速度降低以至于停止運轉。7、齒輪傳動的設計準則通常是齒面接觸疲勞強度準則疲勞強度準則和齒根彎曲、選擇題（每題1分，共10 分）1. 在常用的螺紋聯接中，自鎖性能最好的是_ AO2.A 三角形螺紋 B 梯形螺紋 C鋸齒形螺紋 D矩形螺紋對于氣缸蓋螺栓組聯接，若汽缸內的氣體壓力在02Mpa之間循環變化，則螺栓中的應力變化規律為C3.4.A對稱循環B脈動循環C非對稱循環溫度升高時潤滑油的粘度AOA隨之降低 B保持不變 C隨之升高 D 兩相對滑動的接觸表面，依靠吸附膜進行潤滑的狀態稱為D非穩定循環不確定A OA干摩擦 B邊界摩擦C混合摩擦D液體摩擦零件表面經淬火、滲碳、噴丸、碾壓

3、等處理后，其疲勞強度C_A降低 B不變 C增高 D不能確定 兩零件的材料和幾何尺寸都不相同，以曲面接觸受載時，兩者的接觸應力值A相等 B不相等 C是否相等與材料的性質有關789在下列軸轂聯接中，定心精度最高的是 _D 。A 平鍵聯接 B 半圓鍵聯接 C 楔鍵聯接 D 花鍵聯接 帶傳動發生滑動時 A 。A 首先發生在小帶輪上 B 首先發生在大帶輪上 C 在大、小輪上同時發生 鏈條的磨損主要發生在 _B 。A 滾子與套筒的接觸面上 B 銷軸與套筒的接觸面上 C 滾子與鏈輪齒的接觸面10齒輪傳動中，將輪齒加工成鼓形齒的目的是 _B 。A 減小動載荷 B 改善載荷沿齒向分布不均勻 C 提高傳動精度三、

4、簡答題 （每題 5 分，共 20分）1、 影響螺紋聯接強度的因素有很多，通常提高螺紋聯接強度的措施有哪些？ 答：a）降低螺栓總拉伸載荷 Fa的變化范圍。b）改善螺紋牙間的載荷分布。c）減小應力集中。d）避免或減小附加應力2、在機械設備中滑動軸承主要用于哪些地方？ 答：在某些不能、不便或使用滾動軸承沒有優勢的場合，即軋鋼機、汽輪機、內燃機、鐵路機 車及車輛、金屬切削機床、航空發動機附件、雷達、衛星通訊地面站、天文望遠鏡以及各種儀 表中3、如果一臺機器中的傳動機構中有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動，應如何布置？為什么？ 先是帶傳動，再就是齒輪傳動，最后是鏈傳動。因為帶傳動能起到過載保護的作用，且傳動平

5、穩，無沖擊振動，能保證齒輪傳動的精度和質量，鏈傳動能承受比較大的載荷，傳動多城中產 生動載荷，這樣能充分發揮各自的優勢，提高傳動質量，延長使用壽命。4、蝸輪蝸桿傳動中，如何選擇蝸桿頭數和蝸輪齒數？為什么？，通常1、2、4、6。蝸桿的頭數越少，傳動比可以越大，但是效率越低，通常有自鎖性。為了提高傳動效率， 是增加蝸桿的頭數，但加工困難。因此，綜合考慮各種因素，蝸桿的頭數通常取為了避免用蝸輪滾刀切制蝸輪時產生根切與干涉， 理論上應使齒數不小于 17。但當齒數小于 26 時，嚙合區要顯著減小， 將影響傳動的平穩性。只有當齒數大于 28 時，則可始終保證有兩對以 上的齒參與嚙合。但是，齒數一般不大于8

6、0。這是由于當蝸輪直徑不變時，齒數越多，模數越小，將使輪齒彎曲強度削弱；當模數不變時，齒數越多，尺寸越大，使相嚙合的蝸桿支撐間距 加長，這將降低蝸桿的彎曲剛度，容易產生撓曲而影響正常嚙合。故蝸桿傳動中蝸輪的齒數不 宜太少也不宜太大。四、計算題 （50 分）1的螺旋方向和軸川上的轉向，齒輪1 、分析題：如圖所示為二級斜齒圓柱齒輪減速器。已知齒輪2 的參數 mn=3mm,z2 =57, 2 =140;齒輪 3 的參數 mn=5mm,z3 =21。試求：2 應選取的螺旋線方1、為使軸n所受的軸向力最小，齒輪3應選取的螺旋線方向，并指出齒輪向；2、）用圖示標出齒輪 2、3所受各分力的方向；3應取多大值

7、？ （ 15分）3、）若使軸n上軸承不受軸向力，則齒輪3的螺旋角11 X XU-*1）、齒輪3的螺旋線方向是右旋 齒輪2的螺旋線方向是右旋。受力如圖所示2）、3）、Fa2Fa3若使軸2軸承不受軸向力，Fa2Ft2tan 2,Fa3Ft3tan 3所以:Ft 2 tan2Ft3 tan 3略去摩擦損失,由轉矩平衡條件得Ft2d2Ft3d所以:tan 3電 tan 2F t3魚 tan 2d2mn3Z3/COS 3tan 2mn2z2/cos 2得:sin 3mn3 Z3.sinmn2Z25 sin 140.1485578032342、如圖所示,料為Q235，=12mm的鋼板用4個螺栓固連在厚度

8、i=30mm的鑄鐵支架上，螺栓材=95M Pa, =96 MP a,結合面摩擦系數 f=0.15,可靠性系數 Kf=1.2,載荷一厚度（15 分）F =12000N，尺寸l=400mm, a=100mm。試確定采用鉸制孔用螺栓（假定按剪切強度設計即可符合要求）聯接時的螺栓直徑；若采用普通螺栓聯接，試計算螺紋小徑應滿足的條件。!b 圧斗)1 eI I1-(tO 月II1）F載荷等效到聯接形心處為F =12OOONT=12000*400=4800000N.mm2）在F作用下每個螺栓上所承受的橫向載荷FiFi 旦空3000N1 Z43）在T作用下每個螺栓上所承受的橫向載荷F2F2 工-800000N

9、8485.28NZR 4 100 V24）每個螺栓上所承受的總橫向載荷FFJFi2 F；2F1 F2COS 45010816.65N5）若是鉸制孔用螺栓，根據得出:評096d0J 絲 J4 10816-65 11.98mm若是普通螺栓，根據 fZFoi KsFr得出:F02 10816.65 21633.3NfZi 0.15計算螺栓的小徑)4 1.3 F。dM,4 13 21633.3mm 34.41mm95(10 分)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)3、如圖所示軸系結構，請找出不合理之處并加以改正。兩個軸承端蓋外圓外側應倒角；兩個

10、軸承端蓋與箱體接觸面應有調整墊片；箱體上與端蓋的接觸面之外的外表面應低一些；軸端太長，可與軸承左端平齊或略長；該段軸徑太大，不應超出軸承內圈；齒輪和軸之間的鍵太長；與齒輪配合的軸徑長度應比齒輪寬度小；該軸套太厚，不應超出軸承內圈；透蓋與軸之間應有間隙，應有密封氈圈；聯軸器與透蓋不能直接接觸；聯軸器與軸間應有軸肩定位，與其配合段軸徑應減少；聯軸器與軸間的鍵聯接應與其他鍵在一條線上；軸右端面不應超出聯軸器端面，應縮進去12mm ；聯軸器上外圓及左端面內外圓均有倒角；4、一雙排滾子鏈傳動，已知鏈節距 P=25.4m m,單排鏈傳遞的額定功率 po=16KW，小鏈輪齒 數Z1=19,大鏈輪齒數Z2=6

11、5,中心距約為800mm，小鏈輪轉速 n1=400r/min，載荷平穩。小鏈 輪齒數系數Kz=1.11,鏈長系數Kl=1.02,雙排鏈系數KP =1.7, 工作情況系數 Ka=1 .0。試計算:(1)該鏈傳動能傳遞的最大功率；(2)鏈條的長度。(10分)(1)由 Pca=KA P, P0=Pca/KLKpKz可得：P=P3KlK pKz/Ka=16 1.02 1.7 1.11/1.0=30.8KWLp2a（Z）2P 10622 aL LpPP2692.4 mm山東科技大學2011 2012學年第 學期機械設計 （B卷）題號-一一二二二-三四總得分評卷人審核人得分1.、填空題（每空1分，共20分

12、）承受橫向外載荷時普通螺栓聯接的失效形式為 塑性變形或斷裂，鉸制孔用螺栓可能失效形式為貼合面被壓潰和螺栓桿被剪斷2.當采用兩個楔鍵傳遞周向載荷時，應使兩鍵布置在沿周向相隔 在強度校核只按 個鍵計算。9O012O0的位置,3.鏈傳動中，當節距 P增大時，優點是_一傳遞的功率隨之增大 缺點是傳動的動載荷加大 4.鏈傳動中一般是主動鏈輪 勻 速轉動，鏈條 變速移動，鏈輪變速轉動,從而產生振動和噪聲。5.在70000C（ a =150）,70000AC（ a =250）,70000B（ a =40）三種軸承中，承受軸向載荷能力最小者為70000C（ a =150） _ _ _ ，最大者為 _70000

13、B（ a =40） ，6.國標規定，滾動軸承公差等級的內徑和外徑的公差帶均為單向 制，而且統一采用上偏差為_0，下偏差為負值的分布。7.根據承受載荷的不同，軸可分為轉軸心軸和傳動軸三種。8.滑動軸承按承受載荷的方向不同，可以分為 動軸承徑向滑動軸承和 止推滑、選擇題（每題1分，共10分）1. 齒輪的齒面點蝕經常發生在（ bA、齒根 B 、節線附近 C、齒頂D 、整個齒面2.設計鍵聯接時，鍵的截面尺寸通常根據（c ）按標準選取。A所傳遞轉矩的大小B 、所傳遞功率的大小、輪轂長度C 、軸的直徑3.大尺寸蝸輪通常采用組合式結構，是為了（b制造工藝簡單B 、節約有色金屬C、裝拆方便4.(a。既可以承受

14、徑向載荷，又可以承受軸向載荷。圓錐滾子軸承B 、圓柱滾子軸承C 、推力圓柱滾子軸承5.在直齒圓柱齒輪傳動的彎曲強度計算中，若齒形系數和許用應力均不同,則應以（c 。為計算依據。F較小者 B 、Yf較大者C、一較小者Yf亠較大者Yf6.在帶傳動設計中，限制小帶輪的最小基準直徑是為了避免（A傳動結構太大 B、帶輪強度不夠 C、帶的彎曲應力過大 7. 一般鏈條的鏈節數為偶數，為了使磨損均勻，鏈輪齒數應當（A 采用偶數 B、選較多值 C、采用奇數D、選較少值8.聯軸器分為剛性聯軸器和彈性聯軸器，下面（c。屬于剛性聯軸器。A萬向聯軸器B彈性柱銷聯軸器C、凸緣聯軸器 D、齒式聯軸器9.設計鍵聯接的主要內容

15、有：按軸的直徑查取鍵的剖面尺寸，按使用要求選擇鍵的類型， 按輪轂長度確定鍵的長度，作必要的校核。一般的設計順序為DABC10.計算蝸桿傳動的傳動比時，不能采用下面。公式。nin2全Zid2di三、簡答題（每題5分，共25分）a圖蝸輪的轉向及b圖蝸桿的螺旋方向。a)1、在圖4兩對蝸桿傳動中，在圖中分別標出b)2、簡述齒輪傳動的設計準則。答：開式和半開式齒輪傳動，由于其失效形式主要是輪齒的折斷和齒面磨損，所以一般以齒跟彎曲疲勞強度設計，以齒面接觸疲勞強度校核。閉式軟齒面齒輪傳動， 其主要失效形式是齒面點蝕， 所以以齒面接觸疲勞強度設計， 以齒跟 彎曲疲勞強度校核。閉式硬齒面齒輪傳動， 雖然其主要失

16、效形式仍然是齒面點蝕， 由于其硬度較大， 所以以齒跟彎曲疲勞強度設計，以齒面接觸疲勞強度校核3、在帶傳動中，什么是打滑？什么是彈性滑動？二者有何不同？帶傳動過程中，帶與帶輪之間的急速相對滑動，叫打滑。打滑是失效，必須避免。帶傳動工作時，緊邊與松邊存在拉力差，帶繞在帶輪上從緊邊到松邊其彈性變形逐漸減小， 帶也隨之收縮，與帶輪之間產生相對滑動，叫彈性滑動。這種滑動是不可避免的。4、在蝸輪蝸桿傳動中如何選擇蝸桿頭數和蝸輪齒數？為什么？蝸桿頭數選取 1 時可以獲得較大的傳動比且加工容易，但效率較低，頭數越多，效率越高但加工越難，因此蝸桿的頭數一般取 1、2、4、6。為了避免用蝸輪滾刀切制蝸輪時產生根切

17、與干涉，80。理論上應使齒數不小于 17。但當齒數小于 26 時，嚙合區要顯著減小，將影響傳動的平穩性。只有當齒數大于 28 時，則可始終保證有兩對以上的齒參與嚙合。但是，齒數一般不大于這是由于當蝸輪直徑不變時，齒數越多，模數越小，將使輪齒彎曲強度削弱；當模數不變時，齒數越多，尺寸越大，使相嚙合的蝸桿支撐間距加長，這將降低蝸桿的彎曲剛度，容易產生撓曲而影響正常嚙合。故蝸桿傳動中蝸輪的齒數不宜太少也不宜太大。5、兩級齒輪傳動中， 若一級為斜齒， 另一級為直齒， 試問斜齒圓柱齒輪應置于高速級還是低速級？為什么？若為直齒錐齒輪和圓柱齒輪所組成的兩級傳動，錐齒輪應置于高速級還是低速級？為什么？1）在兩

18、級圓柱齒輪傳動中，斜齒輪應置于高速級，主要因為高速級的轉速高，用斜齒圓柱齒輪傳動平穩，在精度等級相同時，允許傳動的圓周速度較高；在忽略摩擦阻力影響時，高速級小齒輪的轉矩是低速級小齒輪轉矩的 1/i（ i 是高速級傳動比） ，其軸向力較小。2）由錐齒輪和圓柱齒輪組成的兩級齒輪傳動中，錐齒0 輪一般應置于高速級，主要因為傳遞功R 和模數 m 大時，率一定時，低速級的轉矩大，則齒輪的尺寸和模數也大，而錐齒輪的錐距則加工困難，或者加工成本大為提高四、計算題 （共 45分）1、如圖所示為五鏵犁上的安全聯接器，用兩個普通螺栓聯接（ 擦系數f = 0.15，防滑系數 牽引力F。 （10分）解：根據1.3F0

19、1 d24 d1d1=10.106mm ）。已知鋼板間摩KS =1.2，螺栓許用應力=160 Mpa,試求擰緊螺栓后所能承受的最大fFoZi再根據fF0ZiKSF可得FK0.159867-45 2 24933.7N1.27210AC的軸承支承。已知兩齒輪上2、如圖所示，安裝有兩個斜齒圓柱齒輪的轉軸由一對代號為的軸向力分別為3000N , FX2 5000N，方向如圖。軸承所受徑向載荷Fr1 8600N ,Fr2 12500N。試確定哪個軸承更有可能先毀壞?-4（15 分）11e=0.68F = eFrFa/Fr eFa/FrW eX=0.41,Y=0.87X=1,Y=0解：如圖所示：Fa Fx1 Fx2300050002000N右端軸承為2。說明：該軸所受軸向力 2000N,方向向左。 左端軸承為1，F1eFr10.68 86005848NF2eFr2 0.68 12500 85