模拟题2及答案

《机械设计》模拟题2

一、填空（每空1分，共20分）

1．当所受轴向载荷通过（）时，螺栓组中各螺栓承受的（）相等。

2．从结构上看，带轮由（）、轮辐和（）三部分组成。

3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（）相接触的模型。

4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（）花键和（）花键。

5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（）和（）。

6．疲劳曲线是在（）一定时，表示疲劳极限

与

γN （）之间关系的曲线。

7．理论上为（）接触或（）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。

8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（）和（）。

9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（）和

（）不超过许用值。

10．在类型上，万向联轴器属于（）联轴器，凸缘联轴器属于（）联轴器。

二、选择填空（每空1分，共10分）

1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（）。

（1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；

（3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。

2．在通过轴线的截面内，（）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。

（1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆；

（3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。

3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（）；

其表面接触疲劳强度主要取决于（）。

（1）中心距和齿宽；（2）中心距和模数；

（3）中心距和齿数；（4）模数和齿宽。

4、对于径向滑动轴承，（）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；

（）轴承必须成对使用。

（1）整体式；（2）剖分式；

（3）调心式；（4）调隙式。

5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（ ）。

（1）增大链节距和链轮齿数； （2）增大链节距并减小链轮齿数；

（3）减小链节距和链轮齿数； （4）减小链节距并增加链轮齿数。

6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ ）联接。

（1）普通平键； （2）半圆键； （3）楔键； （4）切向键。

三、简答题（每小题5分，共20分）

1．画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？

2．简述Miner 法则（即疲劳损伤线性累积假说）的内容。

3．简述齿向载荷分布系数βK 和齿间载荷分配系数αK 分别考虑的是

什么因素对齿轮所受载荷的影响？

4．试分析张紧力F 0对带传动正反两方面的影响。

四、（15分）已知某材料的力学性能为：1-σ＝350MPa ，m ＝9，0N ＝5×610，对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1）1σ＝550MPa ，循环次数n 1＝5×410；（2）2σ＝450 MPa ，循环次数n 2＝2×510；（3）3σ=400 MPa 。求：发生疲劳破坏时，3σ的循环次数

n 3＝？

六、（18分）图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承。已知蜗杆所受轴向力x F ＝580N ，两轴承的径向力为：1R F ＝935N ，

R2F ＝1910N ，载荷性质系数P f ＝1.1。试计算两个轴承的当量动载荷。

注：＊内部轴向力S F ＝eF R ， e ＝0.36。

＊当R

A F F ≤e 时，X ＝1，Y ＝0；当R A F F ＞e 时，X ＝0.41，Y ＝0.87。

八、（17分）图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示，输出轴功率P Ⅲ＝5KW ，转速

n Ⅲ＝157rpm ，各轮齿数为：z 1=25，z 2=60，z 3=22，z 4=84，设效率为100％。

（1） 在图中标出各轮转向，并计算各轴的转矩。

（2） 为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4

两轮的螺旋方向。

1

2

（3）在图中标出2、3两轮在啮合点处所受各分力(

F、F r、F x)

t 的方向。

ⅡⅢ

标准答案

一、填空（每空1分，共20分）

1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。

2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。

3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。

4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。

5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限

与（循环次数）之间关系的

γN

曲线。

7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。

8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。

9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速度）和（pv值）不超过许用值。10．在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件的挠性）联轴器，凸缘联轴器属于（刚性）联轴器。

二、选择填空（每空1分，共10分）

1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（ 3 ）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ 2 ）。

（1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；

（3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。

2．在通过轴线的截面内，（1 ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（3 ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。

（1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆；

（3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。

3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（ 4 ）；其表面接触疲劳强

度主要取决于（ 1 ）。

（1）中心距和齿宽； （2）中心距和模数；

（3）中心距和齿数； （4）模数和齿宽。

4、对于径向滑动轴承，（ 1 ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（ 3 ）轴承必须

成对使用。

（1）整体式； （2）剖分式；

（3）调心式； （4）调隙式。

5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（ 4 ）。

（1）增大链节距和链轮齿数； （2）增大链节距并减小链轮齿数；

（3）减小链节距和链轮齿数； （4）减小链节距并增加链轮齿数。

6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ 1 ）联接。

（1）普通平键； （2）半圆键； （3）楔键； （4）切向键。

三、简答题（每小题5分，共20分）

1． 画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？ 答：主要经历三个阶段：磨合磨损阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段。

2． 简述Miner 法则（即疲劳损伤线性累积假说）的内容。

答：在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立进行的，并可以线性

地累积成总损伤，当各应力的寿命损伤率之和等于1时，材料将会发生疲劳。

3． 简述齿向载荷分布系数βK 和齿间载荷分配系数αK 分别考虑的是什么因素对齿轮所

受载荷的影响？

答：系数βK 考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响；

系数αK 考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。

4． 试分析张紧力F 0对带传动正反两方面的影响。

答：张紧力F 0越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，从而

降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。

四、解：（1）由 疲劳曲线方程 01N C N m -==σσ

得 01N N m

??

? ??=-σσ 4690111106.8105550350?=????? ??=???

? ??=-N N m σσ ―――――――――3分 5690212102.8105550450?=????? ??=???

? ??=-N N m σσ ―――――――－3分 56903131085.2105550400?=????? ??=???? ??=-N N m σσ ――――――――3分 （2）根据Miner 法则 13

32211=++N n N n N n 11085.2102.8102106.81055

355

44=?+??+??n ―――――――――－3分 解得： 431098.4?=n ――――――――――――3分

五、解：（1）)(6.336)(93536.036.011N N F F R s =?== ――2分

)(6.687)(191036.036.022N N F F R s =?== ―― 2分

（2）)(6.12675806.6872N F F x s =+=+ ＞)(6.3361N F s =

故 )(6.126721N F F F x s A =+= ―――――――――――3分

)(4.2435806.3361N F F x s -=-=-＜)(6.6872N F s =

故 )(6.68722N F F s A == ―――――――――――――－3分

（3）36.1935

6.126711==R A F F ＞e ，故 41.01=X ，8

7.01=Y 7

8.1634)6.126787.093541.0(1.1)(11111=?+??=+=A R P P F Y F X f F （N ）

――――――――――――――――――――――4分

e F F R A ===36.101910

6.68722，故 12=X ，02=Y 2101)6.687019101(1.1)(22222=?+??=+=A R P P F Y F X f F （N ） ―――――4分

六、解：（1）各轴转向如图所示。 ――――3分

16.922

258460314214=??==z z z z i ――1分 82.322843434===

z z i ―――――1分 12.143815716.914=?=ⅢⅠ

＝n i n (rpm) ―――――――――――――1分

74.59915782.314=?=＝ⅢⅡn i n （rpm ） ―――――――――――――1分 2.3312

.1438595509550=?==ⅠⅠⅠn P T （Nm ） ―――――――――1分 6.7974

.599595509550=?==ⅡⅡⅡn P T (Nm) ―――――――――1分 1.304157

595509550=?==ⅢⅢⅢn P T (Nm) ――――――――――1分 （2） 3轮左旋，4轮右旋。 ―――――――――――――――3分

（3） 2、3两轮的各分力方向如图所示。 ―――――――――――――－4分

ⅡⅢ