北航机械设计试题

北京航空航天大学

学年 第一学期期末

《机械设计A4》

考试 B 卷

班 级______________学 号 _________姓 名______________成 绩 _________

年月日

班号学号姓名成绩

《机械设计A4 》期末考试卷

注意事项：

1、所有题目按步给分，非标准合理答案适当给分，但不超过该步骤的二分之一，计算过程纯计算错误不重复扣分。

2、本试卷共9页，所有题目均在本试题册上作答，拆页或少页本试题册无效。

题目：

一、选择题……………………………………………………………………(20 分)

二、填空题…………………………………………………………………… (10 分)

三、简答题……………………………………………………………………(20 分)

四、分析计算题………………………………………………………………(34 分)

五、结构设计题………………………………………………………………(16 分)

题号 1 2 3 4 5 成绩

一. 选择题 (20分) （将正确答案在圆圈内涂黑，单选每题1分，多选扣分） 1．我国国家标准规定，螺栓的强度级别是按材料的 来进行划分的.

○ 抗拉强度极限B σ ○屈服极限s σ ○ 抗拉强度极限B σ与屈服极限极限s σ ○硬度HB 2. 普通平键联接中键的工作面为 。

○底面 ○侧面 ○顶面 ○两侧面 3． 螺纹的公称直径是螺纹的 。

○大径 ○中径 ○小径。 4. 联接用的螺纹应为 。

○梯形牙型，左旋 ○三角形牙型，右旋 ○三角形牙型，左旋 5． 键的剖面尺寸b×h 的选择是根据 确定的。

○传递扭矩大小 ○传递功率大小 ○轴的直径 ○轮毂长度 6．选取V 带型号，主要取决于 。

○ 带传递的功率和小带轮转速 ○带的线速度 ○带的紧边拉力 ○ 带的松边拉力 7．从所受的载荷看，自行车后轮轴是 。

○ 转动心轴 ○ 转轴 ○ 传动轴 ○ 固定心轴 9．键联接中键的长度通常是根据 确定的。

○传动功率大小 ○传动扭矩大小 ○轴的直径 ○轮毂长度 10. 在带传动中 之差称为带的有效拉力。

○ 紧边拉力和初拉力 ○ 松边拉力和初拉力 ○ 松边拉力和初拉力 ○紧边拉力和松边拉力 11．开式齿轮传动的主要失效形式为 。

○ 齿面点蚀和齿根折断， ○ 齿面胶合和齿面点蚀，

○ 齿根折断和齿面磨损， ○ 齿面磨损和齿面点蚀。

12．设计一对减速软齿面齿轮传动，从等强度要求出发，大小齿轮硬度选择时，应

使 。

○两者硬度相等 ○小齿轮硬度大于大齿轮 ○大齿轮硬度高于小齿轮 13．有一向心球轴承，其当量动载荷为P 时，寿命为L。当P 增大为2P 时，其寿

命 。

○上升为 2L ○下降为0.125L ○不变 ○下降为0.5L。 14. 减速蜗杆传动中，用 来计算传动比是错误的。

○21/ωω=i ， ○ ， ○12/z z i =21/n n i = ○ 12/d d i =15．滚动轴承的精度等级最高的是 。

○P6 ○P6x ○P5 ○P2。 16．某滚动轴承内圈与轴的配合，一般标注的是 。

○6/760k H φ ○6/760h K φ ○6/760k C φP5 ○660k φ。 17．带传动不能保证准确的传动比，其原因是 。

○ 带容易变形和磨损 ○带在带轮上出现打滑 ○带传动时发生弹性滑动。 18．螺栓联接防松的关键在于防止 松动。

○螺栓和螺母之间 ○螺栓和被联接件之间 ○被联接件与螺母之间 19． 一对外啮合齿轮，如两齿轮齿宽相同，材料及热处理相同，齿数Z1

两轮轮齿齿面接触应力的关系为 。

○σH1>σH2 ○σH1<σH2 ○σH1=σH2 。

20．某轴选用45号钢并经调质处理，在校核时发现其刚度不足，可采用 办

法来提高刚度。

○改变轴的材料选用40Cr ○改善轴的热处理方式 ○增大轴的直径。

二．填空题 (10分,每空0.5分)

1．在闭式齿轮传动中，软齿面齿轮的主要失效形式是 ，硬齿面齿

轮的主要失效形式是 。

2．在带传动中，打滑是指 ，且多先发生在 轮上，临界打滑状态时，紧边拉力与松边拉力的关系为 1F 2F ，空载时，与 的关系为 1F 2F 。

3． 在轴的强度计算中，按许用剪切应力计算出的轴径作为轴结构设计时 直径，按许用弯曲应力计算时，公式22)(T M M α+=′中，α是根据转矩的性质决定的 。

4．滚动轴承内、外圈常用的材料为 ，蜗轮轮齿常用的材料为 ，轴的常用材料为 ，齿轮的常用材料为 。

5．按基本额定动载荷计算选用的滚动轴承，在预定使用期内，其可靠度R

为 。

6. 设计带传动时，限制带轮的最小直径，主要是为了 ；不能

采用过小的中心距，是为了 。

7．紧螺栓联接强度公式：0

2

14 1.3[]F d σπ×≤中的

“1.3”是考虑 的系数。

8．代号为31206的滚动轴承，该轴承的类型为 ,轴承的内径尺寸为

mm，直径系列为 ，精度等级为 。 三. 简答题 (20分，每题5分)

1．零件在轴上的轴向固定、周向固定的目的是什么？常用哪些固定方法？（5分）

2．设带轮1为主动轮。画出图示带传动的整根带的应力分布图，并指出最大应力出现的位置。（5分）

3．说明圆锥齿轮如何根据强度当量齿轮的概念进行强度分析和设计的？（5分）

4．简述形成液体动压润滑的条件（5分）

四．分析计算题 (34分)

1．（12分）如图所示，轴系采用一对相同型号的角接触向心球轴承支承，其基本额定动载荷C=13100N ，在轴上作用有径向力R 、轴向力F A , 已知R =1500N, F A =600N, 载荷系数1=d f ，内部轴向力公式：r S F F 68.0=，轴承e=0.68

0,1,:

==≤Y X e F F r a

时当；2.1,45.0,:==>Y X e F F r

a 时当 。请解答： （1）试计算两轴承的当量动载荷P ；

（2）分析那个轴承的寿命高并写出寿命计算公式。

2．（12分）图示为一固定在钢制立柱上的铸铁托架。已知载荷P作用在托架对称平面上，如图所示，托架由四个普通螺栓连接固定在立柱上，螺栓组分布如图，接合面间的摩擦系数为μs , 可靠性系数为K f ，螺栓和被连接件的刚度系数分别为c1,c2，请回答以下问题：

1）试分析螺栓组设计时应将其所受载荷分解为哪几种作用于几何形心上的基本载荷，并给出相应载荷的计算公式；

2）试分析在这几种基本载荷作用下螺栓组连接可能发生的失效形式，对于这些失效形式在设计中应如何考虑、采取哪些措施？

3．（10分）在蜗杆—齿轮减速器中，电动机按图示方向转动，蜗杆左旋。如要求减

速器中间轴上两轴承受到的轴向力较小，回答下列问题：

（1） 请用箭头在图中画出蜗轮和斜齿轮3，4的转向及斜齿轮3，4的旋向

（2） 当蜗杆齿数蜗轮齿数　,21=Z 240,4,10Z m q ===时，计算蜗杆传动的中

心距

?2=a （3） 标注出中间轴上各传动零件所受的各分力的作用点和方向？

五、结构设计题（16分）请指出图中轴系结构的错误，并在下半部画出正确结构。齿轮、轴承均采用油润滑。