福建农林大学考试试卷（ A ）卷2006——2007学年第1 学期，考试日期：2007年月号课程名称：机械设计考试形式（闭√半开开一张纸开卷）专业年级方向学号姓名21.下列组合中的零、部件，都属于“机械设计”课程研究对象的是( D )A. 齿轮、轴、柴油机的曲轴B. V带、滚子链、汽门挺杆C. 平键、六角头螺栓、活塞D. 滚动轴承、弹簧、联轴器2. 对于启动频繁的转轴上的扭转剪切应力，一般将其处理为( C )A. 静应力B. 对称循环变应力C. 脉动循环变应力D. 复合应力3. 当螺纹的牙型角越大时，螺纹副的当量摩擦角越大，此时影响螺纹副效率的主要参数是( D )A. 升角B. 线数C. 螺距和牙形角D. 升角和牙形角4. V带设计中确定V带根数的依据是( C )A. 计算功率B. 传动功率C. 带传动的设计准则D. 计算功率与小带轮转速5. 造成带传动传动比不准确的原因是( D )A. 带轮传动的张紧力不足B. 带传动的打滑C. 传动的功率大于设计值D. 带传动的弹性滑动6.下列参数组中，对套筒滚子链承载能力影响最明显的是( A )A．链节距Ｐ和小链轮齿数Ｚ1B．链节数和小链轮齿数Ｚ1C．中心距和链节距ＰD．中心距和链节数7. 齿轮传动的载荷系数中，动载荷系数ＫV，除决定于齿轮的圆周速度Ｖ以外，与下列因素有关的是( C )A.齿面粗糙度B.轮齿宽度C.齿轮制造精度D.端面重合度8. 下列中作为蜗杆传动最主要的缺点是( D )A. 制造费用较高B. 对啮合副的材料要求较高C. 难以进行精确的强度计算D. 传动效率较低、发热较大9．当摩擦发生在流体内部的分子之间时，称为：( C )A. 干摩擦B. 边界摩擦C. 流体摩擦D. 混合摩擦10. 滚动轴承一般由如下几个部份组成，它们分别称为: （ A ）A. 内圈、外圈、滚动体和保持架B. 上圈、下圈、滚动体和保持架C. 紧圈、活圈、滚动体和保持架D. 动圈、座圈、滚动体和保持架11．当转轴上的支点位置尚未确定时，初估轴的直径使用的计算依据是（ A ）A.扭转强度B.弯曲强度D.弯曲刚度 D.复合强度12．要求补偿位移且载荷平稳时，优先选用的联轴器的类别为( C )A. 采用刚性联接 B 采用金属弹性元件的挠性联接C. 采用刚性元件的挠性联接D采用非金属弹性元件的挠性联接13. 标准平键联接的承载能力，通常取决于( D )A.轮毂的挤压强度B. 键的剪切强度C. 键的弯曲强度D.键工作表面的挤压强度二 填空题:(共9分,每小题3分)1、圆柱齿轮传动设计，齿宽系数φd =b/d 1,当b 愈大，承载能力也愈 大 ，但使 偏载 现象严重，因此φd 取值的应恰当，对称布置的齿轮比悬臂布置的齿轮取偏 大 值2、代号为36205的滚动轴承, 其内径d= 25 mm, 尺寸系列代号为 62 ,轴承类型代号为 3 。

3、右图所示的联轴器的名称为 凸缘联轴器适宜的使用场合为 载荷平稳且要求严格对中 。

三 问答题: ( 任选做 3 题, 每题 5 分 ，共15分)1、 同一型号的三角带, 为何小带轮直径越小, 单根三角带所能传递的功率越小? 答：由P=t F ·v 得，直径越小，转速一定时，线速度越小，所以能传递的功率越小。

（2分） 直径越小，皮带在小带轮上的弯曲应力越大，许可的最大拉应力即t F 就越小，因此能传递的功率也就越小。

（3分）2、链速V 一定时,链轮齿数Z 的多少和链节距P 的大小对链传动的动载荷有何影响?答：齿数Z 越大，动载荷越小。

3分链节距越小，动载荷越小。

2分3、请比较齿轮传动与蜗杆传动的主要失效形式的异同点。

答：两者主要失效形式都有点蚀、断齿、胶合、磨损。

（2分）不同的是对于蜗杆传动，胶合失效和磨损必须首先考虑。

而对于一动参数的齿轮传动以点得分 得分蚀、断齿失效为主。

（3分）4、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结件。

有何应用特点？答：螺钉联接 1分需使用六角头螺栓及垫圈(2分)。

适用于被联接件之一不便钻通孔，且不需经常装拆的场合。

2分四 分析计算题(本大题共42分)1、(本题满分16分)已知一扳手由两段钢板，用2个螺栓联结而成，结构如图。

扳手拧紧力 P=100 N 。

求：(1) 若板间摩擦系数 f=0.12,螺栓材料的许用应力[σ]=120MPa ,可靠系数1.2, 若使用普通六角螺栓，试依据强度条件计算出螺栓的危险剖面应具有的最小直径。

(2) 若采用铰制孔用螺栓, 钢板强度足够，与使用普通螺栓相比较,螺栓直径是增大还是减小? 为什么?(简要回答即可)解：（1）①力平移②作左钢板受力分析：1R F =2R F =2P (2分) 2a 1T F =10aP(2分) 1T F =5P(2分)m ax F =1R F +1T F =5.5P (2分)③0F =12.02.1max F •=55P=5500 （N ） (2分) ④ 1d ≥][43.10σπF =12055003.14⨯⨯⨯π=8.7 mm (4分) (2）直径减小（2分），因为此时螺栓直接承受剪切与挤压。

（2分）得分2. (本题满分8分)如右图所示为蜗轮蜗杆—圆锥齿轮组合传动装置。

蜗杆转向n 1如图所示。

蜗杆头数为 2, 蜗轮齿数为40齿,模数m=6 mm, q=10 , 蜗轮与蜗杆间当量摩擦角ρv = 2°。

已知蜗杆为右旋。

(1)中间轴Ⅱ上的轴向力能否抵消一部分？(2) 确定轴Ⅲ的转向(画在图上)；(3) 该蜗杆传动是否自锁？(4) 在蜗轮上标出蜗轮的圆周力F t2、径向力F r2、轴向力F a2的方向。

( 方向指向纸面的用⊗表示, 相反的则用⊙表示)答：（1）轴II 上的轴向力能抵消一部分。

（2分）（2）（2分） （3）λtg =102=0.2 （2分） λ= 31.11< 12=v ρ该蜗杆传动自锁。

(4)如图 （2分）3． (本题满分8分)一闭式标准圆柱齿轮传动, 模数m=5 mm ，小齿轮齿数Z 1 =25、传动比 i=2.4, 查得大、小齿轮的齿形系数Y Fa2=2.32, Y Fa1=2.72, 大、小齿轮的应力修正系数Y sa2=1.76, Y sa1=1.58,而大小齿轮的许用弯曲应力为：[σF ] 2=300 MPa ，[σF ] 1=320 MPa ，并且算得大齿轮的齿根弯曲应力σF2=280 MPa 。

试问： （备用公式）1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高？ 2）两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够？答：（1）由111][sa Fa F Y Y σ=58.172.2320⨯=74.46 < 222][sa Fa F Y Y σ=72.132.2300⨯=75.18大齿轮弯曲疲劳强度高。

（4分）][22131F sa Fa d F Y Y Z m KT σφσ≤=（2）1F σ=11222sa Fa sa Fa F Y Y Y Y •σ=58.172.272.132.2280••⨯=301.6 MPa ∴ 1F σ< 1][F σ 2F σ< 2][F σ 两个齿轮弯曲疲劳强度足够。

（4分）4、(本题满分10分) 如图所示，轴由一对7306AC 角接触球轴承支承。

已知F r1 ＝3000 N, F r2 ＝1000 N ,n=1200 r/min ，作用在轴上的外加轴向载荷F ae =500 N 方向如图所示。

若载荷系数f P ＝1, 轴在常温下工作。

预期寿命L h =7200h,试问该轴承是否合适？(该轴承Cr ＝25200 N, e ＝0.68, X ＝0.41, Y ＝0.87) 。

备用公式：解： 1d F =0.71r F =2100 N 0.5分2d F =0.72r F =700 N 0.5分1a F = max 1d F =2100 2d F +ae F =700+500=1200∴ 1a F =2100 N 1.5分2a F =1d F -ae F =2100-500=1600 N 1.5分1a F /1r F =0.7> e=0.68, X=0.41 ,Y=0.87 1分2a F /2r F =1.6> e, X=0.41 ,Y=0.87 1分1P =0.41×3000+0.87×2100=3057 N 1.5分 2P =0.41×1000+0.87×1600=1802 N 1.5分则：h L =36)305725200(12006010⨯=7780 h > 7200 1分所以所选轴承合适。

Fr F h P C n L d h 7.06010610=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ε五结构分析(本题满分8分)某轴系结构如上半部图形所示, 轴得分承为脂润滑。

试以正确的结构补齐该轴系未画出的下半部图形。

画对一处给2分。