机械设计期末试卷及答案

采取加强润滑措施，采用抗胶合能力强的润滑油，在润滑油中加入极压添加剂，均可防止
或减轻齿面胶合。
2．答：此公式用于锥齿轮齿根弯曲疲劳强度设计。其中 K－载荷系数；T1－传递转矩；Z1－小齿
轮齿数；u－大、小齿轮齿数比；

－
R
锥齿轮传动的齿宽系数；
YFa
齿形系数；YSa
应力
校正系数； [ F ] 弯曲疲劳强度许用值。
阅卷教师
成绩
3．答：标准实验条件：1)两链轮安装在水平轴上并共面；2）z1＝19，链长 L p＝100 节；3）载
荷平稳；4）按推荐方式润滑；5）连续 15000h 满负荷运转；6）相对伸长量不超过 3％ 。
在实际应用中，在功率曲线上查得 Po 应乘以修正系数：小齿轮齿数系数 K z ，链长系数 K L ， 多排链系数 K p ，工作情况系数 K A 。

A1 A1

S1 S2

938N FA 1875
3000

4875N
A1 4875 N
（3 分）
A2 S2 1875N

A2

S1－FA

938－3000 －2062N
A2 1875 N
（5 分）
Ft3 2T2 / d2 [2 22591 .4 /(2.5 20)] 903 .7N Fr3 Ft3tg n 903 .7tg20 0 329 N Fa3 Fttg 903 .7tg15 0 242 N
出螺栓的总拉力：
F2 F1 F 0.6F F 1.6F
（3 分）
而轴向工作载荷 F： F Q 20000 5000N 44
F2 1.6F 1.6 5000 8000 N
(4 分)
d1
4 1.3F2 [ ]
4 1.3 8000 8.557mm 180
阅((12卷)) 设空教齿载师轮时，1：的用螺手旋拨线动方传向动为系右统旋检，查成若齿希轮望啮绩齿合：轮情2况与，齿应轮拨3动各哪自根所轴受? 的为轴什向么力？方向相反，则齿轮 2、
六、某设备中的一转轴，两端用 30207E 型轴承支承。轴的工作转速 n＝1450 转／分，常温下工作，
载 荷 系 数 fP 1.5 ， 轴 所 受 轴 向 载 荷 FA 3000 N ； 轴 承 径 向 载 荷 R1 3000 N ， R2 6000 N ，预期寿命 Lh 1500 小时。试校核该轴承是否满足寿命要求？（16 分）
A 径向尺寸小 B 间隙小，旋转精度高 C 运转平稳，噪声低 D 可用于高速情况下
3．矩形螺纹和梯形螺纹主要用于传动，而三角形（普通）螺纹主要用于 联接 。
4．影响链传动运动不均性的主要参数除了节距、转速外，还有 齿数 。
5．在轴的设计计算中，轴的最小直径是按 A
初步确定的。
A 扭转强度
B 弯扭合成强度 C 抗弯强度 D 拉伸强度
螺栓所受的轴向工作载荷。试求螺栓所受的总拉力 F2 ，并计算确定所需螺栓直径？（13 分）
附：螺栓 GB196－81 有关数据
M10 d1 ＝8.376mm M12 d1 ＝10.106mm M16 d1 ＝13.835mm
解：此螺栓的受力是属于既受预紧力 F1 作用，又受轴向工作载荷 F 作用的情况。由已知条件可求
姓名
宁波大学 /
学年第
学期考试卷（样题 2）
课号： 091A07A
课名： 机械设计
装 学一、填空号题：（共 20 分，每小题 2 分姓）： 名：
1．非液体摩擦滑动轴承验算比压是为了避免 边界润滑油膜破坏，验算 pv 值是为了防止 轴承温
阅卷升教过师高 ：。
成 绩：
2．与滚动轴承相比较，下述各点中， A 不能作为滑动轴承的优点。
10．在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高，刚度较小时，一般选用 C 。
A 刚性固定式联轴器
B 十字滑块联轴器
C 弹性联轴器
D 安全联轴器
二、简要回答题（共 24 分，每小题 6 分）
1．齿轮在什么情况下会发生胶合失效，采取哪些措施可以提高齿面抗胶合能力？
2．公式 m 3
4KT1 R (1 0.5 R )2 z12
A2 1875 0.3125 e 0.37 R2 6000
Pr2 f P R2 1.5 6000 9000 N （4）求 Lh
（5 分）

Lh1

106 60n

Cr f Pr1
t


106

51500
1
10

/
3


601450 13500
4．答：十字滑块联轴器可以补偿 y 方向位移。但选用时其工作转速不得大于规定值。因为两轴
间有相对位移的情况下工作时，中间盘就会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。
三、如图所示为一方形盖板用 4 个螺栓与箱体联接，盖板中心 O 点的吊环受拉力 Q 20000N ，
尺寸如图所示，螺栓材料的许用应力 180 MPa 。设螺栓残余预紧力 F1 0.6F ，F 为
定位；
（7）此处不能用轴肩，应用轴套，否则轴承
无法安装；
（8）轴端用圆螺母缺少止动垫圈，键槽开的
不对。
（每指出一处错误得 1.5 分）
（3）求 Pr
A1 4875 1.625 e 0.37 R1 3000
Pr1 f P (XR1 YA1) 1.5(0.4 3000 1.6 4875 ) 13500 N
3、4 应具有的螺旋线方向(在图中画出)？
(3) 齿轮 3 所受的三个分力 Ft 、Fr 、Fa 的大小和方向？（须计算具体的数值，并画图示出方向）。
解：（1）应用手拨动联结电机的小齿轮轴。因忽略摩
擦，各轴传递功率相同，而此轴转速最高，转矩最小，
拨动省力。
（4 分）
附：30207E 型轴承的有关参数如下：
D σ H1＞σ H2＞[σ H]
8．在蜗杆传动设计中，蜗杆头数 z1 选多一些，则 D
。
订
A 有利于蜗杆加工
B 有利于提高蜗杆刚度
C 有利于提高传动的承载能力 D 有利于提高传动效率
9．普通平键联接强度校核的内容主要是 A 。
A 校核键侧面的挤压强度
B 校核键的剪切强度
C A、B 二者均需校核
D 校核磨损
997h
不符合要求
Lh2

106 60n

Cr Pr
f
2
t



106 51500110/3 601450 9000
3852h
符合要求
（3 分）
学号
机械设计试卷 2005
第2页共3页
机械设计试卷 2005
第3页共3页
Cr＝51500N， e 0.37 派生力 S R
3.2 当 A/R＜e 时， X 1， Y 0
（2）各个齿轮旋向和所受轴向力方向见图 （5 分）
（3）齿轮 3 所受的力方向见图。 忽略摩擦，则各轴传递功率相等。齿轮 3 转速
订
n3

n2

z1 z2
n1

20 40
930＝465 r / min
YFa YSa u2 1 F
用于什么齿轮传动的什么强度计算？公式
中各个参数的涵义是什么（各个参数指代什么）？
线
3．链传动的许用功率曲线是在哪些试验条件下得到的，在实际应用中要进行哪些修正？
4．何种联轴器可以补偿 y 方向的位移，使用中有何限制？为什么？
1．答：齿轮在齿面间压力大，润滑效果差，瞬时温度过高时，易发生胶合失效。
（4 分）
由 GB196－81 可得，选 M12 的螺栓（ d1 10.106 8.557 mm ）
（2 分）
学号
机械设计试卷 2005
第1页共3页
姓名
宁波大学 /
学年第 学期考试卷（样题 2）
课号： 091A07A
课名： 机械设计
阅卷教师
成绩
装
学四的、模如 数图m号所n ：示2为.5两mm级斜，齿压圆力柱角齿轮n 姓减2速0器 ，名，螺各：旋轮角齿数、1主5 动，齿忽轮略摩1 擦的损转失向。示于试图求中：（。1已5知分齿）轮 3
（6 分）
五、下图所示的轴系结构有多处错误，请指出错误位置，并说明其错误原因。（12 分）
(注：图中倒角和圆角忽略不计)
解：（1）齿轮键槽应开通，否则无法安装； （2）套环结构不对，轴承外圈轴向无法定位； （3）轴承端盖缺少调整垫圈；
（4）缺少密封；
线
（5）键槽离轴端太近；
（6）圆锥滚子轴承不宜用轴用弹性挡圈轴向
Ⅱ轴上转矩为：
T2

9.55 106
P n

(9.55 106
1.1/ 465)
22591.4N mm
当 A/R＞e 时， X 0.4 ，Y 1.6
解：（1）求 S：
S1

R1 3.2

3000 3.2

938N
；
（2）求 A
S2

R2 3.2

6000 3.2
1875N
6．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 A 。
A 齿面胶合 B 齿面疲劳点蚀
C 齿面磨损 D 轮齿疲劳折断
7．一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，则
齿面的接触应力 C 。