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中国矿业大学2014~2015学年第一学期

《机械设计》试卷A卷 答案

考试时间：100分钟 考试方式：闭卷

学院 班级 姓名 学号

题号 满分 得分 一 20 二 20 三 10 四 10 五 10 六 10 七 10 八 10 总分 100 评阅人

一．选择题（每小题2分，共20分） 1．变应力特性可用σ

max,σmin,σm,

σa, r 等五个参数中的任意__2___来描述。

(1) 一个 (2) 两个 (3) 三个 (4) 四个 2．零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度__1_____。 (1) 增高 (2) 降低

(3) 不变 (4) 增高或降低视处理方法而定 3．当压力加大时，润滑油的粘度___1____。 (1) 随之加大 (2) 随之降低

(3) 保持不变 (4) 升高或降低视润滑油性质而定

4．有一气缸盖螺栓联接，若气缸内气体压力在 0～2Mpa 之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为__3____。

(1) 对称循环变应力 (2) 脉动循环变应力 (3) 非对称循环变应力 (4) 非稳定循环变应力 5. 能够构成紧键联结的两种键是____4__。

(1) 楔键和半圆键 (2) 平键和切向键 (3) 半圆键和切向键 (4) 楔键和切向键

1

6. 带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是___1___。

(1) 带的型号 (2) 带的速度 (3) 主动轮转速 (4) 传动比 7．链传动中，限制链轮最少齿数的目的之一是为了___1___。

(1) 减少传动的运动不均匀性和动载荷 (2) 防止链节磨损后脱链 (3) 使小链轮轮齿受力均匀 (4) 防止润滑不良时轮齿加速磨损 8．滑动轴承中，含油轴承是采用 2 材料制成的。 (1)硬木 (2)粉末冶金 (3)塑料 (4)橡胶 9. 滚动轴承的额定寿命是指__4___。

(1)在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命

(2)在额定工况和额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命 (3)在额定工况及额定动载荷作用下，90%轴承所能达到的寿命 (4)同一批轴承进行试验中，90%轴承所能达到的寿命 10．圆柱形螺旋拉伸弹簧可按曲梁受_4___进行强度计算。 (1) 拉伸 (2) 压缩 (3) 弯曲 (4) 扭转

二．填空题（每空1分，共20分）

1．混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应校核 P 、 PV 和 V 值。

2. 当被联接件之一很厚、且该联接需经常拆卸时，应采用 双头螺柱 联接； 当用螺纹联接件联接轴和轴上零件时，常采用 紧定螺钉 联接。 3.矩形花键采用 内径 定心，渐开线花键采用 齿形 定心。

4.滚子链传动中，链节数应尽量避免采用 奇数 ，这主要是因为 采用过渡链节后链板要产生附加的弯曲应力 。

5. 在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1 大于 大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b 应取 b2 。

6. 在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是 相 等的，大小齿轮的弯曲应力

2

是 不 等的。

7. 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了_防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化__。

8. 计算轴截面的当量弯矩公式Mca?M2?(?T)2 中引入系数α的原因是 考虑扭转应力和弯曲应力的循环特性不一致 。

9. 为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用 基孔 制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用 基轴 制。

10. 液体动压轴承，其它条件不变，载荷越大相对偏心距 越大 ；转速越高相对偏心距 越小 。

11．齿轮联轴器对两轴的 综合 偏移具有补偿能力，所以常用于安装精度要求不高和重型机械中。

三．简答题（共10分）。

1）机器由哪三个基本部分组成？简述各部分的作用（5分）。 答：

（1） 原动机部分：驱动整部机器完成预定功能的动力源

（2） 传动部分：把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的

运动形式、运动及运动参数

（3） 执行部分：完成机器预定功能的组成部分。

2）简述形成动压油膜的必要条件。（5分） 答：

（1） 相对滑动的两表面必须形成一个收敛楔形间隙

（2） 被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑

油由大口流进，小口流出；

（3） 润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。

3

四．（10分）如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数Z=8），轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩T=107Nmm，螺栓分布直径D0=500mm，卷筒与齿轮接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数Kf =1.2，螺栓材料的屈服极限σS=300Mpa，安全系数S=3。试确定该螺栓组的螺栓直径。

普通螺纹基本尺寸表（第一系列）

公称直径d 24 30 36 42 48 中径d2 22.051 27.727 33.402 39.077 44.725 小径d1 20.752 26.211 31.670 37.129 42.587 螺距p 3 3.5 4 4.5 5

解：设螺栓受预紧力F? ①计算螺栓所需预紧力F’

ZfF'?'D0?KfT（2分） 22?1.2?107F???50000N（2分）

ZfD08?0.12?500②计算许用应力

2KfT????d1??sS?300?100MPa（2分） 3③确定螺栓直径d1

4?1.3F'?????4?1.3?50000?28.768mm（2分）

??100④选择螺栓

查表选取M36（d1=31.670mm>28.768mm）（2分）

4

五．（10分）某带传动，主动轮所能传递的最大扭矩为T1=70000N.m，已知D1= 200mm，初拉力F0=800N，求紧边拉力F1、松边拉力F2。如将该带传动改在P=12kW，n1=1450r/min的情况下工作，问能否正常工作？ 解：

(1)求有效圆周力Fe?2T1D1?2?70000?700N (3分)

200?800?700?1150N （2分） 2700?450N （2分） 2(2)求紧边拉力F1?F0?Fe2(3)求松边拉力F2?F0?Fe2?800?(4)在P=12kW，n1=1450r/min的情况下,产生的阻力矩

T?9550?103P12?9550?103??79000N.mm?70000N.mm n1450所以带不能正常工作。 （3分）

六．（10分）图示传动系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知齿轮1轮齿螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，使在Ⅱ轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力相互抵消一部分，试回答下列问题： 1）确定齿轮2和蜗杆3的轮齿螺旋线方向。（2分）

2）在图中画出齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向。（4分） 3）画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力Ft3和径向力Fr3的方向；（3分） 4）确定蜗轮4的转动方向。（1分）

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