河北工程大学机械设计AB卷期末考试试题机械设计试卷模板.doc

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河北工程大学  ~  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, 其润滑状态一般为         。
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) 一般是根据         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的力平衡表示式即可) 。

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

/  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, 因此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  ~  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

/  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, 因此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× ＝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