北京科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)期末試卷.pdf

《北京科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)期末試卷.pdf》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《北京科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)期末試卷.pdf（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

一、判斷題（每小題1分，共10分）1、一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，兩輪模數(shù)相同，壓力角相同，但齒數(shù)z1 ≠ z2，其分度圓半徑一定相等。 ( F )2、定軸輪系中惰輪不僅與傳動(dòng)比大小有關(guān)，還可以改變從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向。 ( F )3、套筒滾子鏈，節(jié)距越大，承載能力越高，工作也越平穩(wěn)。 ( F )4、行星輪系的自由度為1；差動(dòng)輪系的自由度為2。 ( T )5、在漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)中，相嚙合的大小齒輪的齒根彎曲應(yīng)力是相等的。 ( F )6、只承受彎矩，而不承受扭矩的軸稱為心軸。 (T )7、滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)一定比滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)小。 ( F )8、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是磨損大，效率低。 ( T )9、機(jī)器中獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體，稱為零件。 ( F )10、在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，如存在曲柄，則曲柄一定為最短桿。 ( F )二、選擇題（每小題1分，共10分） 1、右圖所示輪系屬 C 輪系。A 定軸 B 差動(dòng) C 行星2、計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比時(shí)，公式 C 是錯(cuò)誤的。 3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中若最短桿和最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其他兩桿長(zhǎng)度之和，則機(jī)構(gòu)中 B 。A 一定有曲柄存在 B 一定無(wú)曲柄存在C 是否有曲柄存在還要看機(jī)架是哪一個(gè)構(gòu)件4、齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件是重合度 C 。A 小于1 B 等于1 C 大于1 5、斜齒輪傳動(dòng)的動(dòng)載荷與5同樣的直齒輪傳動(dòng)的動(dòng)載荷相比： B 。A 相等 B 較小 C 較大6、要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)平穩(wěn)，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，應(yīng)選用 B 為好。A 帶傳動(dòng) B 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) C 蝸桿傳動(dòng)7、在以下幾種螺紋中，C 傳動(dòng)效率最高。A 三角形螺紋 B 梯形螺紋 C 鋸齒形螺紋7、下列各類滾動(dòng)軸承中，除主要承受徑向載荷外，還能承受不大的雙向軸向載荷的是 A。A 深溝球軸承 B 角接觸球軸承 C 圓柱滾子軸承9、錐齒輪傳動(dòng)中，兩軸線之間的交角用得最廣泛的是 C。 A 60 B 75 C 9010、在下列聯(lián)接方式中 C 可以同時(shí)起將軸上零件在軸上作周向和軸向固定的作用。A 平鍵 B 花鍵 C 過(guò)盈配合三、分析題（每小題10分，共70分,答案做在試卷上）1、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。如有虛約束，多余自由度，復(fù)合鉸鏈請(qǐng)指出。并指出該機(jī)構(gòu)是否有確定運(yùn)動(dòng)（帶箭頭的構(gòu)件為主動(dòng)件）。 答：C處為復(fù)合鉸鏈，沒(méi)有虛約束和多余自由度。自由度:F=3n-2PL-PH=37-210=1自由度數(shù)目與機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目相同，機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。2、請(qǐng)列舉出兩種能夠?qū)崿F(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，并繪制相應(yīng)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，指出其中的主動(dòng)件和實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。答：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：主動(dòng)件——曲柄AB，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件——滑塊凸輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)件——凸輪， 實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件——導(dǎo)桿 3、在圖示輪系中，已知z1 = 24，z2 =18，z3 =15，z3′ = 30，z4 =105，試求i1H。 4、試選擇以下軸系中的滾動(dòng)軸承的類型，并說(shuō)明理由：1）高速磨頭，軸轉(zhuǎn)速n=12000 r/min；2）餐桌上的回轉(zhuǎn)圓盤；答：1）可根據(jù)受力情況選擇向心球軸承或角接觸球軸承，轉(zhuǎn)速高適宜采用球軸承，滾動(dòng)體為球，點(diǎn)接觸。受徑向載荷為主，故選用向心軸承或角接觸軸承。2）應(yīng)選擇推力軸承。以受軸向載荷為主，故選用推力軸承。載荷不大，且轉(zhuǎn)速很低，滾動(dòng)體為球和滾子均可。5、開式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按何種強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算？怎樣考慮它的磨損失效？答：主要失效形式為齒面磨損和輪齒彎曲疲勞折斷，尤其要考慮輪齒經(jīng)磨損后齒厚會(huì)減薄。通常按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并將計(jì)算出來(lái)的模數(shù)增大5％～15％以考慮磨損對(duì)齒厚減薄的影響。在具有較大沖擊載荷或短時(shí)過(guò)載的情況下，還應(yīng)驗(yàn)算輪齒是否會(huì)發(fā)生齒面塑性變形及輪齒靜力折斷現(xiàn)象。6、指出下面V帶傳動(dòng)中，哪一種結(jié)構(gòu)合理？為什么？ 答：圖a）的結(jié)構(gòu)更為合理，圖b）的張緊輪布置使帶輪的包角減小，降低了帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力，容易造成打滑。7、圖示為一兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，輪1主動(dòng)，已知輪1的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向，求：1）使II 軸軸承所受軸向力最小時(shí)，各齒輪的螺旋線方向。2）齒輪2、3所受各分力的方向。 四、結(jié)構(gòu)改錯(cuò)題（本題10分，答案做在試卷上）一軸系結(jié)構(gòu)如圖所示，試指出其結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤之處，并簡(jiǎn)要說(shuō)明錯(cuò)誤原因，不必改正。（至少指出5處） 答：結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤如下1、4處套筒外徑過(guò)大，軸承無(wú)法拆卸；2、7處缺少周向定位；3處軸段應(yīng)短于齒輪寬，避免三線共面；5處軸應(yīng)制造階梯，避免軸承安裝困難；6處聯(lián)軸器不應(yīng)與軸承蓋接觸，聯(lián)軸器缺少軸向定位，軸承蓋開孔應(yīng)大于軸徑；8處缺少軸向固定。 一、填空題1、一對(duì)人字齒輪傳動(dòng)，兩軸系中的一個(gè)采用兩端固定的軸向固定方式，而另一個(gè)軸系應(yīng)采用兩端游動(dòng)的軸向固定方式2、普通平鍵聯(lián)接當(dāng)采用雙鍵時(shí)，兩鍵應(yīng)在軸向相隔180（度）布置3、鏈傳動(dòng)通常放在傳動(dòng)系統(tǒng)中的低速級(jí)4、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒輪系數(shù)與齒數(shù)、螺旋角和變位系數(shù)有關(guān)，而與模數(shù)無(wú)關(guān)5、承受預(yù)緊力 PF 的緊螺栓聯(lián)接在受工作拉力F時(shí)，剩余預(yù)緊力 PF ，其螺栓所受的總拉力 0F= FFP ? 。6、帶傳動(dòng)中，帶的彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)的正常工作運(yùn)動(dòng)特性，是不可避免的。7、兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)中，其中一級(jí)為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，它一般用在高速級(jí)。8、錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)一定比實(shí)際齒數(shù)大。9、軸按所受載荷性質(zhì)分類，只承受彎矩的稱心軸，只承受扭矩的稱傳動(dòng)軸，承受彎矩和扭矩的稱為轉(zhuǎn)軸。二、單項(xiàng)選擇題 1、當(dāng)某轉(zhuǎn)軸所受的徑向力大小方向不變時(shí)，其外圓面上任一點(diǎn)的彎曲應(yīng)力屬于C應(yīng)力A、靜應(yīng)力 B、脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力 C、對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力 D、循環(huán)特性r=0.52、帶傳動(dòng)工作時(shí)松邊帶速（A）緊邊帶速A、小于 B、大于 C、等于 D、可能大于、小于或等于3、型號(hào)為6351的滾動(dòng)軸承，其內(nèi)徑是（A）A、75mm B、8mm C、15mm D、73mm4、鋸齒形螺紋兩側(cè)的牙型角分別為3和30，在螺紋升角相同的條件下，其傳動(dòng)效率（C）A、低于矩形螺紋，而與梯形螺紋相同 B、高于三角形螺紋，而低于梯形螺紋C、僅低于矩形螺紋，比三角形、梯形螺紋都高D、低于矩形螺紋，與三角形螺紋相同5、受翻轉(zhuǎn)（傾覆）力矩的螺栓組聯(lián)接，螺栓的布置宜選擇（A） D、以上三個(gè)方案不不可用 三、是非題1、齒面載荷分布（不均）系數(shù) ?K 與齒輪的布置情況無(wú)關(guān)。（F）2、設(shè)計(jì)某普通碳鋼零件時(shí)，校核后剛度不足，采用高強(qiáng)度合金鋼時(shí)，對(duì)提高其剛度是不起作用的。（F）3、在傳動(dòng)比不變的條件下，當(dāng)V帶（三角帶）傳動(dòng)的中心距較大時(shí)，小帶輪的包角就較大，因而承載能力也較高。（T）4、鏈節(jié)距愈小，鏈輪齒數(shù)愈多，動(dòng)載荷將愈大。（F）5、唇形密封圈裝置采用兩個(gè)油封相背放置（密封圈唇部相反方向放置），主要是為了提高防漏油效果。（T）6、一端圓頭一端方頭的C型平鍵一般用于軸的伸出端。（ T ）7、為了引導(dǎo)潤(rùn)滑油分布到滑動(dòng)軸承的整個(gè)工作面上，一般要在軸承的承載區(qū)開設(shè)油孔和油溝。（ Ｆ ）8、蝸桿傳動(dòng)正確嚙合的條件之一是蝸桿和渦輪的螺旋角大小相等、方向相同。（Ｔ）9、滾動(dòng)軸承工作時(shí)承受的當(dāng)量動(dòng)載荷不得大于其基本額定動(dòng)載荷。（ Ｆ ） 10、在公稱直徑和螺距相同的條件下，雙線螺紋副比單線螺紋副效率高。（Ｔ）四、簡(jiǎn)答題１、一對(duì)傳動(dòng)比大于１的標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合時(shí)，哪個(gè)齒輪的齒面接觸應(yīng)力較大？哪個(gè)齒輪的齒根彎曲應(yīng)力較大？為什么？答：從動(dòng)輪齒輪的齒面接觸應(yīng)力較大，主動(dòng)齒輪的齒根彎曲應(yīng)力較大。 因?yàn)閭鲃?dòng)比ｉ＞１， 21 zz ? ，嚙合過(guò)程中小齒輪的嚙合次數(shù)比大齒輪多，故小齒輪的齒面硬度一般比大齒輪高３０－５０ＨＢＷ，齒面硬度較高的容易齒根彎曲，齒面硬度較低的容易發(fā)生點(diǎn)蝕。２、滑動(dòng)螺旋采用的梯形螺紋、鋸齒形螺紋，各有何特點(diǎn)？答：梯形螺紋：牙型為梯形，牙型角 ?30?? ，牙根強(qiáng)度高，加工工藝性好，形成的螺紋副對(duì)中性好，有較高的傳動(dòng)效率，主要用于傳動(dòng)。鋸齒形螺紋：牙型為不等邊梯形，牙型角 ?33?? ，工作強(qiáng)度和傳動(dòng)效率均高于梯形螺紋副，大經(jīng)處無(wú)間隙，對(duì)中性好，牙側(cè)角分別為 ?3?? 和 ?30??? 答：Ｂ最合理。張緊輪應(yīng)放于松邊，便于張緊。若張緊輪在內(nèi)測(cè)，應(yīng)靠近大輪，以免過(guò)分影響小輪包角；若張緊輪在外側(cè)，應(yīng)靠近小輪，增大包角。壽命：Ａ＞Ｂ＞Ｃ４、如圖所示的兩種滑輪軸結(jié)構(gòu)，一種軸與輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)（圖ａ），另一種軸固定，輪在軸上轉(zhuǎn)動(dòng)（圖ｂ），試比較兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。 答：５、簡(jiǎn)述液體動(dòng)壓油膜形成的必要條件是什么？下列哪種情況可能形成液體動(dòng)壓潤(rùn)滑。答：１）潤(rùn)滑油要具有一定的粘度。２）兩摩擦表面要具有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度。３）相對(duì)滑動(dòng)的表面要形成收斂的楔形間隙。４）有足夠充足的供油量。 Ｄ可能形成液體動(dòng)壓潤(rùn)滑６、提高零件的疲勞強(qiáng)度通常采取哪些措施？（舉出三種即可）答：１）降低表面粗糙度２）零件經(jīng)淬火、滲碳、滲氮等熱處理或化學(xué)熱處理 ３）零件經(jīng)滾壓、噴丸等機(jī)械處理４）盡可能降低零件上的應(yīng)力集中５）合理選用高強(qiáng)度材料和熱處理及強(qiáng)化工藝７、與帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)相比較，鏈傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：①?zèng)]有彈性滑動(dòng)，平均傳動(dòng)比較準(zhǔn)確，傳動(dòng)可靠②張緊力小，軸與軸承所受載荷較?、坌瘦^高，可達(dá)９８％④鏈條在機(jī)構(gòu)中應(yīng)用很廣泛與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：①可以有較大的中心距②可在高溫環(huán)境中工作，也可以用于多灰塵的環(huán)境，但壽命縮短③成本較低鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)：①鏈的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)傳動(dòng)比都是變化的，傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，工作時(shí)有噪聲，不適合高速場(chǎng)合②不適用于轉(zhuǎn)動(dòng)方向頻繁改變的情況③只能用于平行軸間傳動(dòng)８、開式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按何種強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算？怎樣考慮它的磨損失效？答：開式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)項(xiàng)計(jì)算。按輪齒彎曲疲勞承載能力求出應(yīng)有的模數(shù)后，再加大１０％－１５％后，計(jì)算五、分析題 １、展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器如圖所示，１齒輪主動(dòng)，試確定：１）使Ⅱ軸所受軸向力最小時(shí)，齒輪３的螺旋線應(yīng)是何旋向？在圖中標(biāo)出齒輪２、３的螺旋線方向２）在圖上標(biāo)出齒輪２、３所受各分力方向 2、指出圖示軸系中的10處結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤（用筆圈出錯(cuò)誤之處，并要求說(shuō)明錯(cuò)誤的原因，不要求改正）（不得多于19處，若多于10處，按前10處計(jì)算） ②軸與軸承蓋相碰③④裝不進(jìn)去，應(yīng)階梯⑤缺少調(diào)整墊片⑥加工過(guò)長(zhǎng)，不變安裝，應(yīng)階梯⑦軸與端蓋直接接觸⑧聯(lián)軸器沒(méi)有軸向固定⑨齒輪沒(méi)軸向固定，缺鍵⑩軸肩過(guò)高，無(wú)套筒?輪轂鍵槽不對(duì)，與齒輪鍵不在同一角度?聯(lián)軸器沒(méi)軸向固定?多出一個(gè)鍵六、計(jì)算題1、圖示方形蓋板用4個(gè)螺釘與箱體聯(lián)接，吊環(huán)作用10KN的力，吊環(huán)因制造誤差，中心O? 與螺栓組形心O偏離 24 mm，求受力最大的螺栓所受的工作拉力。答：在 qF 作用，每個(gè)螺栓所受的軸向力（工作拉力）為： KNFF q 5.24/ ??當(dāng)移到O’點(diǎn)后，螺栓組增加一傾覆力矩M作用，其大小為：2402410 ?????? OOFM q在傾覆力矩作用下，左上方被壓緊，1螺栓桿拉力減小；右下方被放松，3螺栓桿拉力增 大，工作拉力最大。在傾覆力矩作用下，3所受的拉力為： KNRMF 312120 24033 ???螺栓3所受的工作拉力合力為： KNFFF 833.2315.233 ??????2、一旋轉(zhuǎn)軸直徑的d=80mm，手徑向力F=2KN，跨距L=2m。F力作用在二支點(diǎn)中間，試計(jì)算a點(diǎn)的最大最小彎曲應(yīng)力 max? 、 min? 、應(yīng)力幅 a? 、平均應(yīng)力 m? 和循環(huán)特性系數(shù)r，并畫出其變應(yīng)力圖。（彎曲應(yīng)力 31.0 dMb ?? ） 3、圖示斜齒輪軸由一對(duì)7307AC型角接觸球軸承正安裝來(lái)支撐，已知 NFr 26001 ? ，NFr 19002 ? ， NFA 600? 。試求：1）軸承的內(nèi)部軸向力 1SF 、 2SF ，并圖示方向；2）軸承的軸向力 1aF 、 2aF ；3）軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 1P、 2P，并判斷危險(xiǎn)軸承。注：軸承內(nèi)部軸向力 17.0 rS FF ? ， 7.0?e ，當(dāng) eFF ra ?/ ，X=0.41，Y=0.85;當(dāng)eFF ra ?/ ，X=1,Y=0。 4、設(shè)計(jì)如圖所示齒輪減速傳動(dòng)時(shí)，已知輸入軸轉(zhuǎn)速 min/7301 rn ? ，輪1、2的傳動(dòng)比5.11 ?i ，輪2、3的傳動(dòng)比 22 ?i ，每天工作8h，每年工作260天，預(yù)期壽命10年。求各齒輪的接觸應(yīng)力及彎曲應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N。