广东工业大学期末考试试题及答案

_________________________广东工业大学考试试卷 ( A )

课程名称:机械设计基础 考试时间:第21周星期二(05年1月18日) 班 级: 学 号: 姓 名: 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 评分人

一、填空题（共20分每空1分）

1. 某轴的截面受非对称循环变应力作用，已知其最大应力?max=200 MPa，最小应力?min=100 MPa，则其平均应力?m= 150 MPa，应力幅?a= 50 MPa，应力循环特性r= 0.5 。

2. 紧联接螺栓按拉伸强度计算时, 考虑到拉伸和扭转的复合作用, 应将拉伸载荷增大至原来___1.3___倍。

3. 普通平键的截面尺寸b?h是按 轴径 从标准中查取。 4. V带传动由于有 弹性滑动 的影响，所以不可能有恒定的传

姓 名____________________________________________学 号动比。

5. 带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动中，传动平稳性最好的

是 蜗杆传动 ，?附加动载荷最大的是 链传动 。 6. 带传动工作时，带中的最大应力发生在 紧边进入小轮 处。 7. 链节数一般应取 偶 数，链轮齿数应取 奇 数。 8. 一对直齿圆柱齿轮传动，其轮齿弯曲疲劳强度，主要取决 于 模数 。

9. 在齿轮弯曲强度计算中，对于标准直齿圆柱齿轮，齿形系数（YF）仅决定于 齿数 。

10.高速重载齿轮传动中，当散热条件不良时, 齿轮的主要失效形式

1

班 级 是 胶合 。

11.在蜗杆传动中，失效主要发生在蜗杆和蜗轮中 的蜗轮上 。 12.蜗杆传动除了作强度计算外，还须作 热平衡 计算 13.非液体润滑的滑动轴承，其直径增加一倍、宽径比B/d不变，载荷不变，则轴承的平均压强变为原来的 1/4 倍。

14.对于某一个轴承来说，正常的实际使用中，未达到额定寿命而提前发生疲劳点蚀的概率是 10% 。

15.按轴所受的载荷性质的不同，汽车变速箱至后桥的连接轴是 传动 轴；车床主轴是 转 轴。 二、简答题（共20分每题4分）

1. 螺栓联接（包括普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接）、双头螺柱联接和螺钉联接各自适用什么场合？ 答：

普通螺栓联接：被联接件较薄，以承受轴向载荷为主；

铰制孔用螺栓联接：被联接件较薄，以承受横向载荷为主； 螺钉联接：一被联接件较厚，不需经常拆卸； 双头螺柱联接：一被联接件较厚，可经常拆卸；

2 有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并简要说明其原因。 答：

布置顺序：V带传动——齿轮传动——链传动。

V带传动在最高速级，过载时保护电机；齿轮传动在中间级过渡；链传动在最低速级，惯性力较小。

3 简述开式齿轮传动的设计准则。 答：

按轮齿弯曲疲劳强度设计，将模数放大20-30%考虑磨损对齿厚的影响。

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4. 在什么情况下宜采用蜗杆传动？大功率连续传动为什么很少采用蜗杆传动？ 答：

大传动比要求，蜗杆传动效率较低，大功率连续传动功率损失过大。 5. 轴的强度计算公式?ca?(M?(?T)W22中，系数?的名称是什么？为什么要

引入该系数？ 答：

系数?是弯扭循环特性折合系数，考虑弯曲应力和扭转应力的循环特性不同的影响。

三、分析计算题（共50分）

1. （本题10分）

图示紧螺栓组联接，采用二个M16的普通螺栓（小径d1=13.84 mm），联接所受的横向载荷F=4500 N，被联接件接合面的摩擦系数f=0.15，联接可靠性系数Ks=1.2，螺栓材料的许用拉应力[?]=120 MPa，描述螺栓杆工作前后的受力状况，并校核该联接是否安全。

解:

螺栓杆工作前后均受拉力, 设拉力为F0

由强度条件:

??1.3F0?4?[?]d12F0??d124?1.3??????13.84?1204?1.32?13880N

因:

i?f?z?F0?2?0.15?2?13380?8328?KSF?1.2?4500?5400所以,该联接安全

3

2．（本题20分）

图中所示斜齿圆柱齿轮传动—蜗杆传动组成的传动装置。动力由I轴输入，蜗轮4为右旋齿。试求：

（1）为使蜗轮4按图中n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向；

（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和斜齿轮2的轮齿旋向；

（3）在图1上画出齿轮1和蜗轮4所受的各分力方向（垂直纸面向外的力画⊙、向内的力画 ）

（4）如果轴I传递的功率是7.5KW，轴I的转速n1为750r/min，齿轮1的分度圆直径为40mm，计算齿轮1的圆周力Ft1。

Fr4

Fa4

Ft4

Fa1

Ft1

Fr1 解：（1）、（2）、（3）如图 （4）T1=9550000P1/n1=9550000×7.5/750=95500 N·mm

Ft1?2T1d1?2?9550040?4775N

4

3. （本题20分）

一对正装角接触球轴承 7208AC 轴承，两轴承所承受的径向载荷分别为 Fr1 ＝ 2000 N 和 Fr2＝1600 N ，外加的轴向载荷Fa为 400 N ，轴的转速 n 为 1500 r/min ，载荷系数 fp ＝ 1.4。已知 Fd ＝ 0.68Fr ，e ＝ 0.68 。当Fa/Fr > e 时，X ＝ 0.41 ，Y ＝ 0.87 ；Fa/Fr <= e 时，X ＝ 1，Y ＝ 0 ；C ＝ 16.94 KN。求

（1）画图对轴系的载荷进行分析，并标出计算过程中的出现的各力； （2）轴承1和轴承2的轴向载荷Fa1和Fa2； （3）轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2； （4）求轴承寿命(以小时为寿命单位) 。

答： （1）

Fd1 = 0.68Fr1 = 1360 N Fd2 = 0.68Fr2 = 1088 N Fd2 + Fa > Fd1 左端轴承被压紧， 右端轴承被放松， （2）

Fa1 = Fd2 + Fa = 1488 N Fa2 = Fd2 = 1088 N （3）

Fa1/Fr1 = 0.744>e

X1 = 0.41 Y1 = 0.87 Fa2/Fr2 = 0.68 = e

X2 = 1 Y2=0 （4）

P1= X1 Fr1+ Y1 Fa1=2114.56 N P2= X2 Fr2+ Y2 Fa2=1600 N

P1 > P2

610?C???=57126 h Lh??60n??P1??

5

四．结构改错题（共10分）

一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。试指出并改正图中的结构错误（最少10处）。 ⑩

⑥ ④

⑦

⑤ ② ① ③

⑨

⑧

11 ① 键槽位置错 ② 静动件接触 ③ 多余键槽

④ 套筒太高 ⑤ 轴应比轮毂短 ⑥轴向定位不确定

⑦轴太长 ⑧静动件接触 ⑨ 无调整垫片 ⑩ 轴承安装反了 11 应有挡油环

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