河北工程大学机械设计AB卷期末考试试题《机械设计》试卷.doc

河北工程大学 2010 ~2011 学年第 二 学期期  末  考试试卷  A  卷
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
得分

评卷教师

一．选择题（每题2分，共20分）
1.在带、链、齿轮组成的多级传动中，带传动应放在         。
①低速级      ②高速级        ③高速级或低速级均可
2．悬置螺母的主要作用是         。
①作为联接的防松装置                ②减小螺栓系统的刚度 
③使螺母中各圈螺纹受力较均匀        ④防止螺栓受弯曲载荷
3．非液体滑动轴承，其润滑状态通常为         。
①边界润滑   ②流体润滑     ③混合润滑  
4．为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径r与轴肩处的圆角半径rl应的关系     。
①r=rl；         ②r>r1；         ③r<rl 
5、某角接触球轴承内径为45mm，精度等级为P0级，宽度系列为代号为0，直径系列为中系列，接触角为25o，其代号为___________。
①.7145    ②.6209     ③7309AC   ④.7209C 
6．键的截面尺寸（b×h）通常是根据         按标准选择。
①轴传递扭矩的大小           ②传递功率的大小
③轮毂的长度                 ④轴的直径
7．蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止         。
①蜗杆机械性能下降           ②润滑油粘度降低和齿面胶合
③传动效率下降               ④蜗轮材料退火
8．被联接件受轴向力作用时，如果采用普通螺栓联接，则螺栓可能出现的失效为：         。
①剪切破坏        ②拉断       ③扭断          ④拉断或拧紧时扭断
9．联轴器和离合器的主要作用是         。
①缓和冲击和振动           ②补偿两轴间可能的位移
③联接两轴，传递扭矩                 ④防止机器发生过载
10．为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取         的措施。
①增大螺栓刚度           ②适当减小预紧力
③减小螺栓刚度           ④减小被联接件刚度
二．填空题（每题2分，共20分）
1．滚动轴承基本额定寿命是指该型轴承有         ％发生        失效前的总工作转数。
2．带传动的设计准则是                                                。      
3．直齿圆锥齿轮的强度可近似按                                      进行强度计算。
4．闭式软齿面齿轮传动一般按                                        设计，
按                                校核。
5．在设计图纸上注明某链条的标记为“18A－2×80”，其中“18A”代表         ，“80”代表                  。
6. 滚动轴承6207、6307和N307，当转速相同且承受相同的径向力时，寿命最长的是         ，寿命最短的是         。
7．在一定转速下，要降低滚子链传动不均匀性和动载荷，应该           节距和            齿数z1。
8．带在工作中存在的应力有       、         、         。其中变化的应力有         、         。
9．齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与齿轮基本参数中的                无关。
10．滚动轴承部件两端单向固定式，适用于温升较                    的场合。

三．（10分）指出图示轴系结构设计中的错误和画图中的错误，在错误处标出序号，按序号说明错误原因。（答出5处为满分）。

四．（10分）设单根V带不打滑时所能传递的最大功率P=7kW，已知主动轮直径，转速。试求最大有效拉力Fec，如果初拉力F0＝500N，求紧边拉力和松边拉力各是多少。

五．(12分) 图示压力容器顶盖用8个普通螺栓联接。容器内压力p=1MPa，D=240mm。压力容器密封要求结合面的残余预紧力F1≥6000N，试确定螺栓的最小尺寸。（注：[σ]=80MPa）

六．(8分)一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a）m=4mm，z1=20，z2=60；b）m=2mm，z1=40，z2=120，其它参数都一样。试问：
1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同？
2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？

七．（8分）图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=4(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，不计摩擦，蜗杆主动，要求使轴II的两轴向力方向相反，试求：
1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。
2）若使II轴上的两轴向力大小相等，求出螺旋角b的大小（列出含b的力平衡表达式即可）。

八．（12分）如图所示一小锥齿轮轴，采用一对圆锥滚子轴承，其判断系数e=0.35，派生轴向力，已知径向力  外部轴向力试确定：
（1）      两轴承的轴向力   
（2）      两轴承的径向载荷系数和轴向载荷系数
（3）  两轴承的当量动载荷P1，P2
（注：当时，X=0.4,Y=1.6；当时，X=1，Y=0。）

河北工程大学期末考试（A）试卷参考答案及评分标准专用纸

2010 / 2011学年第  一  学期 课程  机械设计      班级  机08       闭卷  姓名   周殿春   

一．选择题（每题2分，共20分）
1. ②   2．③   3、③   4、②  5、③   6、④   7、②    8、④    9．③   10．③
二．填空题（每题2分，共20分）
1． 10，  点蚀
2． 在不打滑前提下保证带具有一定的疲劳强度和寿命     
3． 齿宽中点处的当量圆柱齿轮
4． 齿面接触疲劳强度， 齿根弯曲疲劳强度
5． 链号，链节数
6.  N307，6207
7． 减少， 增大  。
8． 离心拉应力 、 松紧边拉应力 、 弯曲应力 。  松紧边拉应力 、 弯曲应力  。
9．   模数 
10．  小。

三．指出轴系结构设计中的错误（至少5处），并在错误处标出序号，按序号说明错误原因。（10分）

①处键槽太长，且此轴段应增加一定位轴肩；
②处缺少密封件，且固定件与转动件不应接触；
③处套筒厚度设计不正确，应留出拆卸轴承的台阶；
④⑥处箱体画图错误，缺少内壁线；
⑤处轴段长度应小于齿轮轮毂长，保证轴向定位；
⑦处轴承未轴向定位。
每指出一处错误得2分，满分10分

四．解：  带速      
      最大有效拉力     
 由   和       得      
解得  紧边拉力  松边拉力

五．解：螺栓组受到的总外载荷  

    每个螺栓受到的总载荷    

螺栓的最小尺寸

六．解：1）
        两种方案的接触强度相同。         
由于两种方案的齿轮模数不同，所以两种方案的弯曲强度不同。
     2）在满足弯曲强度的前提下，方案b较好。因为方案b齿轮模数小，齿高小，磨损小，抗胶合能力强，还可节省材料和加工费用。
七．解：1）斜齿轮3右旋，斜齿轮4左旋；                     
    2）

  八、
解：1）派生轴向力Fd1=Fr1/(2Y)＝3200/（2×1.6）＝1000N
                  Fd2=Fr2/(2Y)＝2080/（2×1.6）＝650N

    Fd2＋Fae=650＋500＝1150> Fd1
       轴承1被压紧，Fa1= Fd2＋Fae=1150N
       轴承2被放松，Fa2 =650N
2) 
          X1=0.4，Y1=1.6                                        

X2=1，Y2=0                                      
3）

河北工程大学 2010 ~2011 学年第 二 学期期  末  考试试卷 （B ） 卷
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
得分

评卷教师

一．选择题（每题2分，共20分）
1. 在带传动中，若发生打滑现象，则在                                   。
① 大带轮上先发生；　② 小带轮上先发生；　③ 大小带轮上同时发生
2．受倾覆力矩作用的螺栓组联接，每个螺栓所受的工作载荷                。
① 相等；　② 与到倾覆轴的距离成正比；　③ 与到倾覆轴的距离成反比
3．在液体动压润滑单油楔轴承中，油孔和油沟应开在油膜的_______。
①承载区；          ②非承载区；           ③两者均可
4．滚动轴承的直径系列代号是指        　　　　　　　              　　 。
① 结构相同、内径相同而宽度不同   ② 结构相同、内径相同而外径不同
③ 结构相同、内径相同而宽度与外径不同
5．平键与切向键的受力方式为         　　　　　　　　    　　　　　　　。
① 挤压、剪切，挤压； ② 挤压、剪切，剪切；③ 挤压、剪切，剪切、挤压
6． 普通圆柱蜗杆齿面上受到Ft1、Fr1与Fa1的作用力，其中最大的力是   　　　。
① Ft1        　   ② Fr1 　　　　　　③ Fa1
7．在滚子链中，设置滚子的目的在于           　　　　　　　  　　 　　  。
① 减轻链与轮齿表面的摩擦与磨损  ② 增加承载能力  ③ 减小振动与噪音
8．联轴器和离合器的共性作用是        　　　　　　　　    　　　　　　 。
① 缓和冲击和振动           ② 补偿两轴间可能的位移
③ 传递扭矩                 ④ 防止机器发生过载
9．当普通螺栓受横向力或旋转力矩或倾覆力矩作用时，螺栓上的受力为　  　　。
① 轴向拉力  ② 剪切力    ③ 轴向拉力与扭转剪切力     ④ 轴向压力与剪切力
10．火车车箱的车轮轴是  　　　　　　　　　　　　　　　         　　　  。
 ① 转轴；　② 心轴；　③ 传动轴

二．填空题（每题2分，共20分）
1．滚动轴承的基本额定动载荷是指基本额定寿命为　    转　时所能承受的载荷。
2．带传动与链传动的本质区别是    　　　　　　　　　　　　　　          。
3．直齿圆锥齿轮的接触强度与弯曲强度可近似按　　　　　　　　　　　　　强度进行计算。
4．闭式软齿面齿轮传动一般按 　　　　　强度设计，按　　　　　　强度校核。
5．在设计图纸上注明某链条的标记为“24A－2×60”，其中“24A”代表  　　  ，“60”代表      　　　       。
6．滚动轴承工作时，滚动体和转动套圈的表面接触应力循环特性为　　　　　　 　　　　　　　　。
7．一对普通齿轮传动（精度7、8、9级）轮齿弯曲强度公式是按载荷作用在_　　　　　　推导出来的。
8．在齿轮的弯曲强度计算中，齿形系数YFa与齿轮基本参数中的    　　   无关。
9．螺纹的牙型与用途相关，三角螺纹主要用于　       　　　；梯形螺纹用于　　      　　。
10．机械零件的磨损过程大致分成____         _阶段、_____         _阶段和___   ____阶段。

三．（10分）指出图示轴系结构设计中的错误和画图中的错误，在错误处标出序号，按序号说明错误原因。（答出5处为满分）。

四．（10分）设单根V带不打滑时所能传递的最大功率P=6kW，已知主动轮直径，转速。试求最大有效拉力Fec，如果初拉力F0＝500N，求紧边拉力和松边拉力各是多少。

五. (12分)当一个螺栓的预紧力为20 KN，螺栓刚度与被联接件刚度的比值1/3，联接所受工作载荷在40 KN至10 KN之间交替变化时，试计算　( 1 )  螺栓中总拉力的最大值与最小值；( 2 ) 若工作载荷为静载荷，F＝40 KN，［σ］＝240 N/mm2，求螺栓的最小直径d1。

六．(8分)一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a）m=4mm，z1=20，z2=60；b）m=2mm，z1=40，z2=120，其它参数都一样。试问：
1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同？
2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？

七．(8分)在下图所示的传动系统中，1、3' 为蜗杆，2、4为蜗轮，2'、3为斜齿圆柱齿轮，4'、5为直齿圆锥齿轮。已知蜗杆1为主动件，要求输出齿轮5的回转方向如图所示。
 (1) 若轴I、II、III上所受轴向力能抵消一部分，确定各个齿轮的螺旋线方向；
 (2) 在图上画出各轴的回转方向与轴向受力。　　　                   

八. (12分)图示的轴由两个角接触球轴承支承，轴承承受的径向载荷为轴向载荷方向向右，载荷系数fP＝1.35。轴承的接触角α＝25°，判断系数e＝0.68。当时，X＝1，Y=0；当时，X＝0.41，Y＝0.87。派生轴向力　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1) 计算轴承1上的当量载荷P1；　　
(2) 计算轴承2上的当量载荷P2。　　　　　　　　　　　 　　

河北工程大学期末考试（B）试卷参考答案及评分标准专用纸

2010 / 2011学年第  一  学期 课程  机械设计      班级  机08       闭卷  姓名   周殿春   

一．选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分，选错或不选不计分）
1. ②   2． ②    3．②   4 ③    5 ①　6． ③　7．①　8．③   9．③   10．②　
二．填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，填错或不填不计分）
1．　106转                2． 前者是摩擦传动后者是啮合传动  3．齿宽中点的当量直齿圆柱齿轮　
4． 接触，弯曲　          5． 链号，“节数                   6． 周期变幅脉动循环。
7．单齿对啮合齿顶高点     8． 模数                          9．　联接，传动。
10． 磨合、稳定磨损、剧烈磨损

三．指出轴系结构设计中的错误（至少5处），并在错误处标出序号，按序号说明错误原因。（10分）

①处键槽太长，且此轴段应增加一定位轴肩；
②处缺少密封件，且固定件与转动件不应接触；
③处套筒厚度设计不正确，应留出拆卸轴承的台阶；
④⑥处箱体画图错误，缺少内壁线；
⑤处轴段长度应小于齿轮轮毂长，保证轴向定位；
⑦处轴承未轴向定位。
每指出一处错误得2分，满分10分
四．解：  带速      
      最大有效拉力     
 由   和    
得      
解得  紧边拉力  松边拉力
五. 解：（1）由   
            得：        
　（2） 

六．解：1）
        两种方案的接触强度相同。        
因为方案a的齿轮模数不同于方案b齿轮模数，所以两种方案的弯曲强度不相同。
     2）在满足弯曲强度的前提下，方案b较好。因为方案b齿轮模数小，齿高小，磨损小，抗胶合能力强，还可节省加工费用。
七．

八.

解：1) 由派生轴向力Fd＝0.68Fr得Fd1＝0.68Fr1＝0.68×1000＝680 N，Fd2＝0.68 Fr2＝0.68×2000＝1360 N。
2) Fd2＋Fae＝1360＋900＝2260 N，大于轴承1上产生的Fd1＝680 N，
轴承1被压紧，Fa1＝2260 N；
轴承2被放松，Fa2＝1360 N。
           X1=0.41，Y1=0.87                                        
       X2=1，Y2=0                                      

本课题研究的目的就是通过一系列教学活动，激发学生的学习兴趣，为学生创造和谐的“说”的氛围，为学生积淀“说”的素材，为学生创造“说”的情景和空间局党建工作总体思路是：坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面学习宣传贯彻党的十九大、十九届三中全会精神force (youth teams) and County party leaders, aimed at weakening the anti-Japanese forces. Zhuang Shaozhen was removed from Office and to the underground revolution activities carried out in the country, political parties were dissolved. Zhejiang comrades and thus losing a foothold in Wujiang basis points. To make them stay, jindapeng served as captain of the young workers through activities, make the political player-wise into the youth team. Save a group of the backbone of the resistance, and gave the Communists ... Commander Zhu Xi, led by Deputy Commander Wang Hesong, stationed along the junction of Jiangsu xincheng, Wuzhen. Zhu Xi troops "KMT-CCP" cooperation and anti-Japanese policy of solidarity, he moved to Jiangsu and Zhejiang provinces. Zhu Department times and day Army hand-to-hand combat made victory, grow has momentum, standing strict Tomb, and new Cheng of appeasement army giant Haru Brigade anyway, received adapted; living Taihu Lake of bin of two a even Hunan army with of allegiance; Jiangsu and Zhejiang junction area of Wang Chunlin Department about 500 people also has done a Yu Zhu Xi men; River, and Zhejiang, and Shanghai area many tour miscellaneous forces also attracted attached return, plus many local youth have joined forces, Zhu Xi strength big increased, from original more than 200 more people quickly development to more than 4,000 more than people, opened has a to Wuzhen for Center, including strict Tomb, and Shuanglin, practicing guerrilla base of the urban, new Cheng became strongest guerrilla forces of the Kuomintang along the border of Jiangsu and Zhejiang. In April, the Deputy Commander of the Zhu Xi Wang Hesong tomb of the eighth Brigade more than more than 100 guns into the country of Pakistan and a Hui, Miao, jijiaozhishi with the town. At this point, and underground I lost contact,