机械设计复习试题

机械设计试卷一

一、 说明零件标记的正确含义或给出正确标注（每题1分，共10分） （1） 螺栓 M16?100 GB/T 5781-2000

答：公称直径16mm，长100mm全螺纹六角头螺栓标记为： （2） 键 10×25 GB/T 1096-2003 答：圆头普通平键（A 型），b=10mm,h=8mm,l=25mm （3） 销 10?100 GB/T 117-2000

答：直径为10 mm，长为100 mm，材料为35号钢，热处理硬度为HRC28~38，不经表面处理的圆锥销：

（4） A1000 GB/T 11544-1997

答：基准长度为1000 mm的普通A型V带： （5） SPB 2240 GB/T 11544-1997

答：基准长度为2240 mm的SPB型窄V带： （6） 08A—1—87 GB/T1243—1997

答：A系列、节距12.7mm、单排、87节的滚子链：

（7） 内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，正常结构，0组游隙。 答：6308

（8） 内径为35mm，19尺寸系列的角接触球轴承，5级公差，接触角为40?，0组游隙。 答：71907B/P5

（9） 内径为120mm，32尺寸系列的调心滚子轴承，0级公差，正常结构，2组游隙。 23224/C2

（10） YL6联轴器

J30?60J1B28?44 GB/T 5843-2003

答：主动端为J型轴孔，A型键槽，d=30 mm，L=60 mm；从动端为J1型轴孔，B型键槽，d=28 mm，L=44 mm 的凸缘联轴器

二、 非标准件简答题与填空题（每题2.5分，共10分）

（1） 电动机通过三套减速装置驱动运输带，三套减速装置为：圆柱齿轮减速器、套筒滚

子链传动和V带传动，其排列次序应如何？为什么？

答：V带传动-齿轮传动-链传动。带传动吸振、平稳，放在初始端；齿轮传动准确，放在中间；链传动瞬时传动比不准，容易振动，放在最后端。

（2） 链轮齿形的设计应保证：①尽量减少链节与链轮啮合时的冲击和接触应力；②有一

定能力适应链条因磨损而导致的节距增长；③方便加工制造和安装。

（3） 蜗杆传动特点是：能实现大的传动比，结构紧凑，传动平稳，噪声低，具有自锁性，

但由于在啮合齿面间产生很大的相对滑动速度，摩擦发热大，传动效率低，且常需耗用有色金属，故不适用于大功率和长期连续工作的传动。

（4） 按其滑动表面间润滑状态的不同，可分为液体润滑轴承，不完全液体润滑轴承和无

润滑轴承。

三、 设计计算题

《机械设计》试卷

1

（1）一压力容器的螺栓组连接如下图所示。已知容器的工作压力p=12MPa，容器内径 D=78mm，螺栓数目z=6，采用橡胶垫片。试确定螺栓直径的最小值。

已知参数与公式：1）剩余预紧力F”=1.6F，F为工作拉力；2）连接件与被连接件刚度系数：C 1/(C 1＋C 2)= 0.9，C2/(C1＋C2)=0.1；3）预紧力F'?F\?（15分）

C2C1?C2F；4）[?]=230.77MPa。

三（1）题图

解：

1）求每个螺栓所受的工作拉力F

F??Dp4z2???78?124?62?9556N

2）按紧密性要求选取剩余预紧力F”

F”=1.6F=1.6?9556=15291 N

3）求应施加在每个螺栓上的预紧力F’

F'?F\?C2C1?C2F?15291?0.1?9556?16246N

4）求单个螺栓所受的总拉力F0

F0?F?F\?9556?16246?24847N

5）确定螺栓直径

d1?4?1.3F0?4?1.3?24847?13.35mm

?[?]??230.77M16。 解毕。

（2）一二级斜齿圆柱齿轮传动中，齿轮4转动方向如下图所示，已知Ⅰ轴为输入轴，齿轮4为右旋齿。为使中间轴Ⅱ所受的轴向力抵消一部分，试在图中标出：

（1）各轮的轮齿旋向；

（2）各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。 （10分）

《机械设计》试卷

2

三（2）题图

答：见图

（3）一传动装置，采用一对角接触球轴承，并暂定轴承型号为7307AC，其额定动载荷为C=32800 N。已知轴承载荷R1=1200 N，R2=2050 N，FA=880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000 h，试通过计算判断所选轴承型号是否恰当？

已知参数：1）70000AC型轴承e=0.68；2）内部轴向力S=0.7A；3）A/R?e时，X=0.41、Y=0.87；3）轴承的温度系数fT=1；轴承的载荷系数fF=1.5。 （20分）

《机械设计》试卷

3

三（3）题图

解：（1）先计算轴承1、2的轴向力A1、A2（参见图18-6b）

S1?0.7A1?0.7?1200?840NS2?0.7A2?0.7?2050?1435N

因为

S1?FA?840?880?1720 N?S2

所以

A2?S1?FA?1720N

而

A1?S1?840N

（2）计算轴承1、2的当量动载荷

A1R1A2R2?840120017202050?0.7?0.68

?0.84?0.68?可得X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为

P1?0.41?1200?0.87?840?1222.8 NP2?0.41R2?0.85A2?2336.9 N

（3）计算所需的径向额定动载荷C

因两端选择同样尺寸的轴承，而P2＞P1，故应以轴承2的径向当量动载荷P2为计算依据。按式：

fP?60n?C2?P2?Lh?6fT?10?1/31.5?2336.9?60?5000???2000??6110??1/3?29565.3 N＜C

故所选7307AC轴承合适。

四、 其他设计问题

（1）写出形成流体动压润滑的3个必要条件，并判断下图中哪些可以形成流体动压润滑。

《机械设计》试卷

4

（10分）

题四（1）图

答：

(1）两摩擦表面必须有一定的相对滑动速度； (2）充分供应具有适当粘度的润滑油；

(3）相对运动的两表面应当形成收敛的楔形间隙，即使润滑油由大口流入、小口流出。 a、d。

（2）试绘出带传动应力分布图，说明各种应力变化情况，并指出最大应力的位置和最小应力的区间。（10分） 答：

（3）写出3种螺纹摩擦防松的方式。（5分）

（4）在图下的错误分析行中，按编号指出箱体轴承座部位的设计错误，在正确图例中简单并绘制正确结构。（10分）

《机械设计》试卷

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