河北工程大学2010 ~2011 学年第二学期期末考试试卷（ A ）卷
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r l应的关系。
①r=r l；②r>r1；③r 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z 1。 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mm D 1401=，转速 m in /14601r n =。试求最大有效拉力F ec ，如果初拉力F 0＝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F 1≥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 ，z 1=20，z 2=60；b ）m=2mm ，z 1=40，z 2=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 ，d 1=50mm ，z 1=4(右旋)，z 2＝40；标准斜齿轮传动：m n =5mm ，z 3=20，z 4=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β的大小（列出含β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Y F F d 2= ，已 知径向力,32001N F r =,20802N F r = 外部轴向力,500N F ae =试确定： （1） 两轴承的轴向力,1a F 2a F （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P 1，P 2 （注：当e F F r a ≥时，X=0.4,Y=1.6；当e F F r a <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 s m n D v /7.101000 601460 1401000 601 1=???= ?= ππ 最大有效拉力 N v P F ec 6547.107 10001000=?== 由 ec F F F =-21和 0212F F F =+得 65421=-F F 500221?=+F F 解得 紧边拉力N F 8271= 松边拉力N F 1732= 五．解：螺栓组受到的总外载荷 N p D Q 4523814 2404 2 2 =??= = ππ 每个螺栓受到的总载荷 N z z Q F F F 640486000845238600012=+=+= += 螺栓的最小尺寸 mm F d 51.1180 6404 3.14][3.1421=???=??≥ πσπ 六．解：1） mm z z m a 160)12040(22 )6020(24)(221=+=+=+= Θ 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F d1=F r1/(2Y)＝3200/（2×1.6）＝1000N F d2=F r2/(2Y)＝2080/（2×1.6）＝650N F d2＋F ae =650＋500＝1150> F d1 轴承1被压紧，F a1= F d2＋F ae =1150N 轴承2被放松，F a2 =650N 2) e F F r a ≥==36.032001150 11Θ X 1=0.4，Y 1=1.6 e F F r a <==31.02080650 22Θ X 2=1，Y 2=0 3）N F Y F X P a r 312011506.132004.011111=?+?=+= N F Y F X P a r 20802080122222=?=+= ’‘‘＝＝可得欲使24 321154.11sin 2tan 2tan 223 23 23 3 333321 121 112οοββββa a n t a t a F F T T z m T d T F F z z d T d T F F ====== = = 河北工程大学2010 ~2011 学年第二学期期末考试试卷（B ）卷 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F t1、F r1与F a1的作用力，其中最大的力是。 ①F t1②F r1③F a1 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Y Fa 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mm D 1401=，转速 m in /14501r n =。试求最大有效拉力F ec ，如果初拉力F 0＝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/mm 2，求螺栓的最小直径d 1。 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 ，z 1=20，z 2=60；b ）m=2mm ，z 1=40，z 2=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 (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,10001 N F r =,20002N F r =轴向载荷,900N F ae =方向向右，载荷系数f P ＝1.35。轴承的接触角α＝25°，判断系数e ＝0.68。当e F F r a ≤时，X ＝1，Y=0；当e F F r a >时，X ＝0.41，Y ＝0.87。派生轴向力r d F F 68.0= (1) 计算轴承1上的当量载荷P 1； (2) 计算轴承2上的当量载荷P 2。 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 s m n D v /62.1060000 1450 14060000 1 1=??= = ππ 最大有效拉力 N v P F ec 56562.106 10001000=?== 由 ec F F F =-21和 0212F F F =+ 得 56521=-F F 500221?=+F F 解得 紧边拉力N F 5.7821= 松边拉力N F 5.2822= 五. 解：（1）由 F C C C F F m b b ++ =02 得： KN F 5.221031120min =?++ = KN F nax 304031120=?++= （2） mm F d 6.16240π40000 3.14] [π3.141=???=?≥ σ 六．解：1） mm z z m a 160)12040(22 )6020(24)(221=+=+=+= Θ 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 题7图 答案图 节省加工费用。 七． 八. 解：1) 由派生轴向力F d ＝0.68Fr 得F d1＝0.68F r1＝0.68×1000＝680 N ，F d2＝0.68 F r2＝0.68×2000＝1360 N 。 2) F d2＋F ae ＝1360＋900＝2260 N ，大于轴承1上产生的F d1＝680 N ， 轴承1被压紧，F a1＝2260 N ； 轴承2被放松，F a2＝1360 N 。 e F F r a >==26.210002260 11Θ X 1=0.41，Y 1=0.87 e F F r a ===68.020001360 22Θ X 2 =1，Y 2 =0 N F Y F X f P a r p 3207)226087.0100041.0(35.1)(11111=?+??=+= N F Y F X f P a r p 2700)1360020001(35.1)(22222=?+??=+=
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