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1、西華大學課程考試（考查）試題卷 課程名稱 ： 機械設計 課程代碼： 8200570  考試時間 ： 110 分鐘 試卷總分： 100 分 題號 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 總分 得分 評卷教師 一. 單項選擇題（每小題 1.5 分，共 12 分） 1. 平鍵的剖面尺寸通常是根據(jù) 從標準中選取。 （a）傳遞的轉矩 （b）傳遞的功率 （c）輪轂的長度 （d）軸的直徑 2. 滑動螺旋傳動，其失效形式多為 ______。 （a）螺紋牙彎斷 （b）螺紋磨損

2、（ c）螺紋牙剪切 （d）螺紋副咬死 3. 當兩個被聯(lián)接件之一太厚，不宜制成通孔，且聯(lián)接不需要經(jīng)常拆裝時，往往采用 。 （a）螺栓聯(lián)接 （ b）螺釘聯(lián)接 （c）雙頭螺柱聯(lián)接 （d）緊定螺釘聯(lián)接 4. 帶傳動的失效形式之一是帶的 ______。 （ a）松馳 （b）顫動 （ c）疲勞破壞 （d）彈性滑動 5. 設計鏈傳動時，為了降低動載荷，一般采用 。 （a）較多的鏈輪齒數(shù) z 和較小的鏈節(jié)距 p （b）較少的 z 和較小的 p （c）較多 z 的和較大的 p

3、 （d）較少的 z 和較大的 p 6. 兩相對滑動的接觸表面，依靠吸附的油膜進行潤滑的摩擦狀態(tài)稱為______。 （a）液體摩擦 （ b）干摩擦 （c）混合摩擦 （d）邊界摩擦 7. 一減速齒輪傳動，小齒輪 1 選用 45 鋼調質，大齒輪 2 選用 45 鋼正火，它們的齒面接觸應力 。 σ σH2 （ ） σH1 σH2 （ ）σH1 σH2 （ ）不確定 （a） H1 > = b < c d 8. 下列四種敘述中 ______是正確的。 （a）變應力

4、只能由變載荷產(chǎn)生 （b）靜載荷不能產(chǎn)生變應力 （ c）變應力是由靜載荷產(chǎn)生（d）變應力是由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生 二 . 判斷題（題意正確的在括號內(nèi)填“√” ，不正確的填“” ，每題 1 分，共 10 分） 1. 潤滑油的粘度與溫度有關，且粘度隨溫度的升高而降低。 （ ） 2. 增大齒輪的模數(shù)，可以提高齒輪的接觸強度。 （ ） 3. 平鍵聯(lián)接可以同時實現(xiàn)軸與輪轂的周向及軸向固定。 （ ） 4. 牙嵌離合器一般用于轉矩不大的任意速度下兩軸的接合處。 （ ） 5. 為提高軸的剛度，把軸的材料由 45 鋼改為合金鋼是一簡便、有效的方

5、法。（ ） 6. 對非液體摩擦的滑動軸承，驗算 pv ≤[pv]是為了防止軸承過熱。 （ ） 7. 自行車鏈條磨損后，首先從大鏈輪產(chǎn)生脫鏈。 （ ） 8. 機械零件設計計算中最基本的設計準則是強度準則。 （ ） 1 / 6 9. 單頭蝸桿傳動蝸桿頭數(shù)少、效率低、發(fā)熱多。 （ ） 10. 承受橫向載荷作用的螺栓聯(lián)接中，螺栓一定是受剪切作用的。 （ ） 三 . 填空題（每空 1 分，共 23 分） 1. 常用螺紋按牙型分為 、 、 、 。 2. 有一普通圓柱蝸桿傳動， 已知蝸桿頭數(shù) z1 = 4，蝸桿直徑系數(shù) q =

6、9，蝸輪齒數(shù) z2 = 41，模數(shù) m =10mm， 則蝸桿分度圓直徑 d1 = mm ，蝸輪分度圓直徑 2 mm ，傳動比 i = 。 d = 3. 形成液體動壓潤滑的必要條件是： (1) ； (2) ； (3) 。 4. 代號為 6312 的滾動軸承，其內(nèi)徑d = mm ，直徑系列為 系列，軸承類型名稱 為 ，公差等級為 級。 5. 設計液體動壓向心滑動軸承時，若寬徑比 B/d 取得較大，則軸承端泄量 ；承載能 力 ；溫升 。 6.

7、 彈簧旋繞比（或稱彈簧指數(shù)） C = D/d ，C 值愈小，則彈簧剛度 ，卷制則愈 。 7. 圖示為起重機卷筒的兩種結構方案，試根據(jù)Ⅱ軸的受力情況判斷軸的類型。其中： (a) 方案中的Ⅱ軸 為 軸； (b) 方案 中的 Ⅱ 軸 為 軸 。 相應 的強度計 算方 法： (a) 方 案按 強度條件計算； (b)方案按 強度條件計算。 四 . （8 分）普通 V 帶傳動所傳遞的功率 P = 7.5 kW ，帶速 v =10 m/s ，工作情況系

8、數(shù) K A ，單根 V 帶在該工況下的許用功率 [P] = 2.5 kW ，現(xiàn)測得帶的預緊力 F0 ，試求： =1.2 =800 N （ 1）帶的根數(shù) Z； （ 2）帶的有效拉力 Fe、緊邊拉力 F1、松邊拉力 F2 。 五 .（10 分）一對閉式軟齒面標準直齒圓柱齒輪傳動， 已知中心距 a = 175mm，齒數(shù)比 u = 4，齒寬 b1=65mm， b2 = 60mm ，小齒輪為主動，其轉速 n1= 960 rpm ，大、小齒輪均為鋼制，兩齒輪的許用接觸應力分別 為 [σH] 1 = 650 Mpa,，[

9、σH] 2 = 620 Mpa，載荷系數(shù) K=1.3。試按接觸疲勞強度計算該對齒輪所能傳遞的最大名義功率 P kW。 H ZE Z H KF t u 1 bd1 u 提示：  ZE =189.8 MPa1/2 , ZH =2.5 六 . （12 分）圖 (a)表示某提升機構， 1、 2 為斜齒圓柱齒輪， 3 為右旋蝸桿， 4 為蝸輪，它和鋼絲卷筒固聯(lián)在一起，要求Ⅱ軸上的軸向力能互相抵消一部分。試在圖上畫出： (1) 提升重物時，斜齒輪 1、 2 和蝸桿 3、蝸輪 4 各嚙合點處所受各分力的方向（畫在圖 (b)上）；

10、 2 / 6 (2) 標出各軸的轉向； (3) 判斷斜齒輪 1、 2 的螺旋線方向，并畫在圖上；判斷并說明蝸輪 4 的螺旋線方向。 七 .（13 分）如圖所示，某轉軸由一對 7207AC 的滾動軸承支承。已知：軸上的軸向載荷 Fae = 800 N（方 向如圖示），軸上的徑向載荷 Fre = 300

11、0 N，軸的轉速 n = 450 r/min；載荷系數(shù) fP = 1.2。試計算：（1）軸承Ⅰ、Ⅱ所受的徑向載荷 Fr1、Fr2；軸承上的派生軸向力 Fd1、Fd2 ，并在圖上畫出其方向；（ 2）軸承Ⅰ、Ⅱ所受的軸向載荷 Fa1 、Fa 2 ； （ 3）軸承Ⅰ、Ⅱ的當量動載荷 P1 、P2 ； （ 4）Ⅰ、Ⅱ軸承中哪一個軸承的壽命較短？為多少小時？附表： 派生軸向力 基本額定動載荷 C 軸承型號 eFa / Fr ≤e Fa / Fr > e Fd （N） 7207AC X Y X Y

12、0.68 Fr0.68 0 0.41 29000 1 0.87 3 / 6 Ⅰ Fre Ⅱ Fae 3l 2l 八 .（12 分）圖示為某減速器輸出軸的結構圖，試指出圖中的設計錯誤以及錯誤原因。說明： (1) 滾動軸承的類型為深溝球軸承，采用雙支點各單向固定； (2) 在錯誤處畫圓圈并編上序號，然后在圖下方的空白處分別說明各處錯誤的原因。 西華大學課程考試（考

13、查）參考答案 課程名稱 ： 機械設計 考試時間 ： 110 分鐘 課程代碼： 8200570 試卷總分： 100 分 一 . 單項選擇題（每小題 1.5 分，共 12 分） 1．（d） 2．（b） 3．（b） 4．（c） 5．（a） 6．（ d） 7．（ c） 8．（ d） 二 . 判斷題（題意正確的在括號內(nèi)填 “√”，不正確的填 “”，每題 1 分，共 10 分） 1．√2． 3． 4． 5． 6．√ 7．√ 8． √ 9．√ 10． 三 . 填空題（每空 1 分，共 23 分）1．三角形

14、、矩形、梯形、鋸齒形 2．90、410、10.25 3．相對運動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；被油膜分開的兩表面必須有一定的相對滑動速度， 其運動方向必須使?jié)櫥陀纱罂诹鬟M，小口流出；潤滑油必須有一定的粘度，供油要充分。4．60、中系列、深溝球軸承、普通級（ 0 級） 5．小、高、高 6．愈大、困難 7．心軸、轉軸、彎曲、彎扭合成 四. 本題共 8 分 K A P1.2 7.5 3.6 Z （1）P 2.5 取 Z = 4 根 2 分

15、 P Fev Fe 1000P 1000 7.5 1000 kW ∴ v 10 750 （2）∵ N 2 分 4 / 6 F1 F0 Fe 750 1175 2 800 2 2 分 N F2 Fe 750 425 F0 800 2 2 分 2 N

16、 d1 1 u d1 2a 2 175 70 a 2 1 u 1 4 mm 2 分 五 . （本題共 10 分） ∵ ∴ b b2 =60 mm H H 2 620 MPa 2 分 Ft 2T1 d1 又

17、 H Z E Z H 2KT1 (u 1) H bd12 u ∴ 滿足齒面接觸疲勞強度的條件式可寫為 2 分 2 bd12 u 620 2 702 4 T1 H 60 Z E Z H 2K u 1 189.8 2.52 1.3 4 154445.4 故 1 Nmm 2 分

18、 T1 9.55 106 P 又 n1 Nmm P T1 n1 154445.4 960 106 9.55 106 15.53 kW 2 分 ∴9.55 六 . （本題共 12 分）評分參考：（1）6 分；（2）3 分；（ 3） 3 分；

19、 Fa1  Fr1 Ft1 Ft 2 Fa2 Fr2 Fr 3 Fa3 Ft3 Fa4 Ft4 Fr4 右 七. （本題共 13 分） （1）求軸承上的徑向載荷 1.5 分 Fr 1 2 2 1200 Fre 3000 5 5 N Fr 2 3 3 1800 Fre 3000 5 5 N 5 / 6 求派生軸向力（畫方向 →、 ←） 2.5

20、 分 Fd 1 0.68Fr1 0.68 1200 816 N， Fd 2 0.68Fr 2 0.68 1800 1224 N （2）求軸承上的軸向載荷 3 分 ∵ Fd1 Fae 816 800 1616 Fd 2 ∴ 1 軸承被放松， 2 軸承被壓緊 故 Fa1 Fd1 816 N， Fa2 Fd1 Fae 1616 N （3）求當量動載荷 3 分 F

21、a1 816 e 0.68 ∵ Fr1 1200 ∴ X 11 Y1 0 Fa2 1616 e ∴ Fr 2 0.90 ∴ X 2 1800 0.41 Y2 0.87 故∴ P1 f P X 1Fr 1 Y1Fa1 1.2 1200 1440 N P2 f P X 2 Fr 2 Y2 Fa2 1.2 0.41

22、 1800 0.87 1616 2572.70 N （4）求軸承壽命 3 分 ∵ P2 P1 ∴ 2 軸承的壽命較低 106 C 106 29000 3 L h2 53047.2 60n P2 60 450 2572.70 h 八 .（12 分）評分參考： 81.5 = 12 （答對 8 處即得滿分） ① 右支點軸承沒有軸向

23、定位及固定措施，故整根軸在機器中的位置不確定； ② 套筒左端的外徑尺寸超過了軸承內(nèi)圈的定位高度，無法安裝拆卸器勾爪，不便軸承拆卸； ③ 軸與齒輪的配合長度應略短于齒輪輪轂長度，以使定位、固定準確可靠； ④ 軸伸處的鍵槽長度尺寸過大，已超過了安裝端蓋的位置，鍵無法裝入； ⑤ 左端軸承裝到位前所經(jīng)過的軸段直徑應略小，以便于其裝拆，且保證其配合性質； ⑥ 外伸軸上安裝的傳動零件無軸向定位措施； ⑦ 左端軸承端蓋中部的孔與外伸軸之間有很大的相對運動速度，其間應留有間隙； ⑧ 左端軸承端蓋中部的孔與外伸軸之間應考慮密封裝置，以防潤滑劑向外流失及外界灰塵、雜質的侵 入； ⑨ 左右兩個軸承端蓋下無調整墊片； ⑩ 軸承座孔附近的機體上可開設油溝，使軸承得到較為可靠的油潤滑。 6 / 6