上海大学机械设计试题B及答案
上海工程技术大学期末 机械设计B(A)
（勤奋、求是、创新、奉献）2015～ 2016学年第二学期考试试卷主考教师： 张 超学院 _________________ 班级 __________ 姓名 __________ 学号 ___________《机械设计B 》课程试卷A 标准答案及评分标准（本卷考试时间90分钟）一、选择题（本题共25小题，每小题1分，共25分）1．被联接件之一很厚，但不需要经常拆装的场合，常用（ C ）联接。
A 、螺栓B 、双头螺柱C 、螺钉D 、紧定螺钉 2．与齿轮传动相比，（ D ）不是蜗杆传动的优点。
A ．传动平稳，噪声小B ．传动比可以很大C ．可以自锁D ．传动效率高 3．机械零件由于某些原因不能（ C ）时称为失效。
A ．工作B ．连续工作C ．正常工作D ．负载工作4．预紧力为0F 的单个紧螺栓联接，受到轴向工作载荷E F 之后，螺栓受到的总载荷a F （ C ）0E F F 。
A ．大于 B ．等于 C ．小于5．紧联接螺栓按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增大到原来的1.3倍，这是考虑到（ B ）的影响。
A ．螺纹中应力集中 B ．扭应力的影响 C ．载荷变化与冲击 D ．安全因素 6．蜗杆传动中将蜗杆分度圆直径1d 定为标准值是为了（ D ）。
A ．使中心距也标准化B ．为了避免蜗杆刚度过小C ．为了提高加工效率D ．为了减少蜗轮滚刀的数目，便于刀具标准化 7．圆柱齿轮传动中，当齿轮直径不变，而减少齿轮的模数时，可以（ C ）。
A ．提高齿轮的弯曲强度 B ．提高齿面的接触强度 C ．改善齿轮传动的平稳性 D ．减少齿轮的塑性变形 8．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般（ D ）。
A ．按接触强度设计齿轮尺寸，再验算弯曲强度B ．只需按接触强度设计C ．按弯曲强度设计齿轮尺寸，再验算接触强度D ．只需按弯曲强度设计 9．在减速蜗杆传动中，用（ D ）来计算传动比i 是错误的。
A ．12i ωω= B ．21z i z =C ．12n i n =D ．21d i d =10．带传动主要依靠（ C ）来传递运动和功率的。
《机械设计基础》B卷答案
B 卷参考答案及评分标准课程名称： 机械设计基础 适用专业/年级：考试方式： 闭卷笔试 卷面总分： 100 分一、判断题（正确打√，错误打×）：（本题共12小题，每小题1分，共12分）1、（×）2、（√）3、（×）4、（√）5、（×）6、（×）7、（√） 8、（×） 9、（×） 10、（√） 11、（×） 12、（×）二、选择题：（本题共5小题，每小题2分，共10分）1、（C ）2、（A ）3、（B ）4、（C ）5、（B ）三、填空题：（本题共10小题，每空1分，共22分）1、空1 齿面点蚀； 空2 齿面接触； 空3 轮齿弯曲。
2、空1 转轴； 空2 传动轴； 空3 心轴。
3、空1 普通； 空2 铰制孔。
4、空1 基； 空2 分度。
5、空1 推力球轴承； 空2 轴； 空3 55。
6、空1 双摇杆。
7、空1 3； 空2 14︒30'； 空3 右。
8、空1 周向； 空2 转矩。
9、空1 机构的自由度F ＞0； 空2 自由度等于原动件数。
10、空1 转动。
四、计算题：（本题共3小题，共24分）1（8分）解：（1）C 处为复合铰链，E 处为局部自由度，M(或N)和R(或S)处为虚约束。
（3分）（2）n =7，P L =9，P H =1 （2分）Ｆ＝3n -2P L -P H =３×7－２×9－1＝2 （1分）（3）该机构自由度F=2>0，且F =原动件数，所以该机构具有确定的运动。
（2分） 2（8分）解：（1）计算模数：mm m z z z i z z m a 3203/120)(5.011221=====+=（2分） 计算齿轮2的分度圆直径：mm mz d iz z 180603602212=⨯====（2分）计算齿轮2的齿顶圆直径：mm m h mz d a a 1863126032*22=⨯⨯+⨯=+=（2分）（2）传动比不变，因为i =r b2/r b1，只与基圆半径有关，故传动比不变。
上海大学机械设计试卷A-201306
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( 共 5 页 ) 1）计算两轴承的当量动载荷 P1 和 P2 计算轴承的支反力（径向力）
四、计算题（共 3 题，合计 40 分） 1．下图所示的传动轴的两端用一对正安装圆锥滚子轴承支承，其上安装一蜗轮。已 知蜗轮的分度圆直径 d=360mm， 其上所受各分力大小和方向为： 圆周力 Fte=6000N （向 外） ，径向力 Fre=2000N （向下） ，轴向力 Fae=1000N （向右） ，两轴承支承点的跨距 L=400mm，齿轮位置尺寸如图所示，载荷系数为 fp=1.1 。试： 1）求出两轴承的当量动载荷 P1 和 P2； 2）哪个轴承的寿命短，为什么？ 3）在其他条件不变情况下，若把轴承 1 的当量动载荷减小一半，其寿命变为原来的 多少倍？ 已知数据： 圆锥滚子轴承的派生轴向力 Fd=Fr/(2Y)， e=0.4。 当 Fa/Fr≤e 时： X=1,Y=0； 当 Fa/Fr>e 时：X=0.5,Y=2.2 。 （18 分）
解：轴的受力图如解图所示，轴上作用力：
Q1 Q2 Q 5000 2500N 2 2 F1 F2 2500N
5
2分
轴上最大弯矩： M F 100 2.5 10 Nmm
1分
解：1.蜗杆 1、蜗轮 2 为右旋；转向如图.
3分
M M M 2.5 10 5 3 3 由 得：d 29.24mm W 0.1d 3 0.1 0.1 100
4．影响链传动动载荷的主要参数是什么？设计中应如何选择？（6 分） 答：影响链传动动载荷的主要参数是链轮齿数 z，链节距 p 和链轮转速 n。设计中采用较 多的链轮齿数、较小的链节距，并限制链轮转速不要过高，对降低动载荷都是有利的。 每个参数 1 分，每项措施 1 分 5.经校核发现轴的疲劳强度不符合要求时，在不增大轴径的条件下，可采取哪些措施来 3分 提高轴的疲劳强度？（5 分） 答：可采取的措施有：增大过渡圆角半径；对轴的表面进行热处理和表面硬化加工处理；
大学机械设计B考试试题及答案 (1)
考试科目： 机 械 设 计 考试时间： 120分钟 试卷总分 100分一、简答题 （本大题共4小题，总计26分）1、齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？ （6分）齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效，弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。
齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。
2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？（8分）因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。
这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。
因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。
根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。
3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6分）联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。
二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。
4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？（6分）小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。
二、选择题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横线上。
本大题共12小题，总计24分）1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用B。
A．螺栓联接B．双头螺柱联接C．螺钉联接2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。
A. 疲劳寿命计算B. 静强度计算C. 极限转速验算3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。
得分A. 轴面B. 端面C. 法面4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z 1＜Z 2 ， b 1>b 2,其齿面接触应力的大小为 A 。
机械设计考试题库及答案
机械设计考试题库及答案一、单项选择题1. 机械设计中，通常所说的“三传”是指（）。
A. 传动、传递、传送B. 传动、传递、转矩C. 传动、传递、转换D. 传动、传递、传递答案：B2. 机械设计中，齿轮传动的主要失效形式是（）。
A. 疲劳点蚀B. 塑性变形C. 磨损D. 断裂答案：A3. 在机械设计中，以下哪种材料通常不用于制造齿轮（）。
A. 钢B. 铸铁C. 塑料D. 铝答案：C4. 滚动轴承的基本额定寿命是指在额定动负荷作用下，轴承能够达到（）转数。
A. 90%B. 95%C. 97.5%D. 99%答案：C5. 机械设计中，轴的设计需要考虑的因素不包括（）。
A. 强度B. 刚度C. 稳定性D. 重量答案：D二、多项选择题1. 机械设计中，以下哪些因素会影响齿轮的寿命（）。
A. 材料B. 热处理C. 润滑D. 载荷答案：ABCD2. 机械设计中，以下哪些因素会影响轴承的寿命（）。
A. 轴承类型B. 轴承材料C. 轴承安装D. 轴承预紧力答案：ABCD3. 机械设计中，以下哪些因素会影响轴的稳定性（）。
A. 轴的直径B. 轴的材料C. 轴的支撑方式D. 轴的载荷分布答案：ABCD三、判断题1. 机械设计中，齿轮的模数越大，齿轮的承载能力越强。
（）答案：√2. 机械设计中，轴承的预紧力越大，轴承的寿命越长。
（）答案：×3. 机械设计中，轴的直径越大，轴的刚度越好。
（）答案：√四、简答题1. 简述机械设计中，为什么需要考虑齿轮的齿面硬度？答案：齿轮的齿面硬度直接影响齿轮的承载能力和寿命。
齿面硬度越高，齿轮的耐磨性越好，承载能力越强，从而可以提高齿轮的使用寿命和可靠性。
2. 简述机械设计中，轴承预紧力的作用是什么？答案：轴承预紧力的作用是提高轴承的刚度和精度，减少轴承的振动和噪音，防止轴承在运转过程中发生轴向或径向的移动，从而保证轴承的正常工作和延长其使用寿命。
五、计算题1. 已知一齿轮传动系统，齿轮1的齿数为20，齿轮2的齿数为40，求齿轮2的转速是齿轮1转速的多少倍？答案：齿轮2的转速是齿轮1转速的1/2倍。
机械设计考试题及答案
机械设计考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机械设计中，通常所说的“三视图”是指：A. 正视图、侧视图、俯视图B. 正视图、侧视图、仰视图C. 正视图、侧视图、斜视图D. 正视图、侧视图、局部视图答案：A2. 在机械设计中，以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案：C3. 以下关于齿轮传动的说法，正确的是：A. 齿轮传动比可以任意设定B. 齿轮传动比是固定的C. 齿轮传动比是可变的D. 齿轮传动比与齿轮的齿数无关答案：B4. 机械设计中，轴承的寿命通常与以下哪个因素无关？A. 轴承的类型B. 轴承的载荷C. 轴承的转速D. 轴承的颜色答案：D5. 在机械设计中，以下哪种情况不会导致材料的疲劳破坏？A. 重复加载B. 过载C. 腐蚀D. 冲击载荷答案：C6. 以下关于材料硬度的描述，错误的是：A. 硬度是材料抵抗塑性变形的能力B. 硬度是材料抵抗弹性变形的能力C. 硬度可以通过硬度计进行测量D. 硬度是材料抵抗磨损的能力答案：B7. 机械设计中，以下哪种连接方式不属于固定连接？A. 螺纹连接B. 焊接C. 铆接D. 销连接答案：A8. 以下哪种润滑方式属于动态润滑？A. 干摩擦润滑B. 边界润滑C. 液体润滑D. 固体润滑答案：C9. 在机械设计中，以下哪种材料通常用于制造轴承？A. 木材B. 塑料C. 陶瓷D. 铸铁答案：C10. 以下关于机械加工的描述，错误的是：A. 机械加工可以提高零件的尺寸精度B. 机械加工可以提高零件的表面粗糙度C. 机械加工可以提高零件的强度D. 机械加工可以提高零件的硬度答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 机械设计中，________是用来表示零件在空间中位置的图示方法。
答案：三视图2. 金属材料的强度通常与其________有关。
答案：晶粒大小3. 齿轮传动的效率与________有关。
答案：齿面硬度4. 轴承的寿命可以通过________来计算。
上海大学机械设计最新模拟试题集及答案(2)解析
机械设计（2）模拟试卷及参考答案一、是非题（对的用“√”表示，错的用“×”表示，每小题1分，共10分）1.在链传动设计中，链节数一般选奇数为宜。
（×）2.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。
(×)3.单万向联轴器的从动轴角速度不均匀，改用双万向联轴器后，从动轴的角速度即可变为均匀。
(×)4.为了提高轴的刚度，轴的材料可以采用合金钢来代替碳素钢。
（×)5.在蜗杆传动中，蜗杆头数越多，则蜗杆传动的效率就越高。
(√)6.齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。
（√）7.滚动轴承的静强度安全系数S0只能大于1。
（×）8.动压滑动轴承热平衡计算时，若进油温度t i<35℃，则说明轴承发热不严重。
（×)9.滚动轴承轴向预紧的主要目的是为了提高轴承的承载能力。
(×)10.在滑动轴承设计中，适当选用较大的宽径比会提高承载能力。
（√）11.在带、链两级传动中，宜将带传动放在高速级。
（√）12.在链传动中，张紧轮宜安装在靠近主动轮的松边外侧上。
(√)13.在蜗杆传动中，中心距a = (d2+d1)/2 = m(z1+z2)/2。
(×)14.在工作时只承受弯矩而不承受转矩的轴，其工作应力一定是对称循环变应力。
（×)15.选择联轴器规格型号时的主要依据之一是：T ca＜[T]。
(√)16.在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是限制轴承的温升。
（√）17.滚动球轴承在工作时滚动体上某一点的载荷及应力均呈周期性的不稳定变化。
（√）18.毡圈密封装置的毡圈及轴承盖上的装毡圈槽都是矩形截面，目的是为了得到较好密封效(×)19.刚性联轴器在安装时要求两轴严格对中，而挠性联轴器在安装时可以不考虑对中问题。
（×）20.为了增加油膜压力，液体动力润滑的向心滑动轴承中，一般油槽应开在承载区。
《机械设计》参考答案
《机械设计》A一、选择填空1. 当被联接件之一的厚度较大，且零件需要经常拆卸的场合，应采用 c 。
(a)普通螺栓联接；(b)螺钉联接；(c)双头螺柱联接；(d) 紧定螺钉联接。
2. 用公式[]pd l h T σ'=41验算平键联接的挤压强度时，许用挤压应力[p]应按 d 的材料确定。
(a)键；(b) 轴；(c) 轮毂；(d) 键、轴、轮毂中的弱者。
3.齿轮传动中，轮齿的齿面点蚀通常首先发生在 c 表面。
(a) 齿顶顶部；(b) 靠近节线的齿顶；(c) 靠近节线的齿根；(d) 齿根根部。
4. 以Z 表示齿轮的齿数，在查取齿形系数Y Fa 时，斜齿轮按Z V = f 查取；锥齿轮按Z V = 查取。
(a) Z/cos δ；(b) Z/cos 2δ；(c) Z/cos 3δ；(d ) Z/cos β；(e)Z/cos 2β；(f)Z/cos 3β。
5. 直齿圆锥齿轮传动强度计算一般按 c 的当量园柱齿轮传动进行。
(a) 大端；(b) 距大端0.4b 处；(c) 齿宽中点处；(d) 小端。
6. 两轴交错角为900的阿基米德蜗杆传动，在 b 上蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。
( a) 法面；(b) 端面；(c) 中间平面；(d) 蜗杆轴的横截面。
二、填空1. 齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算中，齿形系数Y Fa 主要与齿轮的 齿廓形状 和 齿数 有关。
2. 角接触轴承的接触角α是指 滚动体与外圈滚道接触点处的法线 和 半径方面 之间的夹角。
3. 受剪螺栓用公式 []p R dh F σ≤进行挤压强度验算时，取 []p σ的最小值 作计算对象。
4. 普通平键联接工作时，键的 侧面 为工作面，键的 上下表面 为非工作面。
5. V 带传动的主要失效形式是 打滑，磨损，疲劳断裂 。
6. 闭式蜗杆传动的功率损耗包括传动啮合效率、 轴承磨擦损耗 和 浸入油池中的零件搅油时的溅油损耗 三项。
7. 轴上零件的轴向定位与固定方法中能用于较大轴向力的有 轴端挡圈定位、 圆螺母定位 (任填两项)。
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上海大学2005-2006学年冬季学期试卷B参考答案课程名: 机械设计（一）学分: 3一、是非题（正确“√”;错误“×”，1分/题 , 10分）1.为提高紧螺栓的承载能力，通常选用拧入圈数较多的厚螺母联接方式（×）2.在选用普通平键时，是通过强度计算来确定键的截面尺寸b和h的 ( × )只对应力幅有影响，而对平均应力无影响（√）3.综合影响系数Kσ4.当转动的零件上受静载荷作用时，其上也可能产生变应力（√）5.只要合理设计，带传动的弹性滑动是可以避免的（×）值，应将齿轮制成鼓形齿（√）6.为了减小Kβ7.螺纹的升角越大，其传动效率越高，自锁性也越好（×）8.在圆柱齿轮的强度计算中，是按节点啮合进行接触强度计算的（√）9.齿轮的齿形系数Y与模数无关，与齿廓形状有关（√）Fa10.所有可用作制成零件的材料，其疲劳曲线都具有无限寿命区域（×）二、选择题（1分/空，共15分）1．在斜齿圆柱齿轮的设计中，应进行标准化的参数是BA）分度圆直径 B）法面模数 C）齿轮宽度 D）端面模数2．在闭式软齿面圆柱齿轮传动中，小齿轮的齿面硬度应A大齿轮齿面硬度。
A) 大于， B）小于， C）等于，D)不确定3．小、大齿轮的弯曲应力F1、F2之间的关系是B。
A）F1=F2 , B）F1>F2 , C) F1<F2 ，D)不确定4．螺纹的公称直径(管螺纹除外)是指它的_____C_____.A）内径d1；B）中径d2；C）外径d5．在轴上需要两个平键固定一个零件时，这两个平键在圆周方向上应相隔A。
A）180° B）90° C）120° D）135°6．在螺纹联接中，广泛使用的联接是A联接。
A）螺栓 B）螺柱 C）螺钉 D）紧定螺钉7．材料的疲劳曲线通常是在C条件下经疲劳试验得出的。
A）脉动循环变应力 B）非对称循环变应力C）对称循环变应力 D）非脉动循环变应力8．承受轴向载荷的紧螺栓联接，为降低应力幅（设螺栓刚度为C b，被联接刚度为C m）应B。
A）同时减小C b及C m B）减小C b增大C mC）同时增大C b及C m D）增大C b减小C m9．闭式软齿面齿轮的主要失效形式是D。
A）压溃 B）剪断 C）磨损 D）点蚀8．V带的楔角是A。
A）40° B）38° C）36° D）32°9．若采用两只楔键联接，则它们的分布是在周向相隔A。
A）100° B）180° C）80° D）135°10. 带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2可由式B表达，A)F1=F2 B)F1-F2=F e C)F1/F2=e fα D)F1+F2=F011．带传动采用张紧轮时，张紧轮应布置在BA)松边内侧近小轮处 B) 松边内侧近大轮处C) 松边外侧近小轮处 D) 松边外侧近大轮处12．平键联接能传递的最大扭矩为T,现要传递的扭矩为,则应___D___A）把键长L增大到倍 B）把键宽b增大到倍C）把键高增大到倍 D）安装一对平键13.当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接需要经常拆装时，往往采用A。
A)双头螺柱联接 B)螺栓联接 C)螺钉联接 D)紧定螺钉联接14．某结构尺寸相同的零件，当采用C材料制造时，其有效应力集中系数最大。
A)HT250 B) 20号钢C)20CrMnMo D)45号钢15．某截面形状一定的零件，当其尺寸减小时，其疲劳极限值将随之A。
A)增高B)降低 C)不变D)不确定三、问答题、作图题和计算题（75分）：1．普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接主要失效形式分别是什么试写出二者的计算准则（10分） 答: 1）对于受拉普通螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。
(4分)2）对于受剪铰制孔用螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定作用。
(6分)2．齿面点蚀一般发生在何部位为什么 防止或减小点蚀的措施有哪些（8分） 答:1)点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上（3分）2)提高齿轮材料的硬度，可以增强齿轮抗点蚀的能力。
在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀，延长齿轮的工作寿命（5分）3．带传动中带受哪些应力作用试写出其公式并画出这些应力的分布图(设a=60mm , d d2=2d d1)(10分）答:(每个应力及其公式1分;画图5分)4．试写出平键的失效形式和相应计算公式（6分） 答:(每个失效形式1分; 每个公式2分) 1）对于普通平键联接（静联接），其主要失效形式是工作面被压溃。
因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。
2） 对于导向平键联接和滑键联接（动联接），其主要失效形式是工作面的过度磨损。
通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。
普通平键联接的强度条件公式为：[]p p kldT σσ≤⨯=3102 导向平键联接和滑键联接的强度条件公式为：[]p kldT p ≤⨯=3102 5. 试写出疲劳损伤累积假说的数学表达式，并且分别说明在按何种顺序加载应力时数学表达式等号右面数值大于和小于1（6分） 答:11=∑=zi iiN n （2分） 1） 递升的变应力不易产生破坏，是由于前面施加的较小的应力对材料不但没有使初始疲劳裂纹产生，而且对材料起了强化的作用，因此，此时上式等号右面数值大于1（2分）2） 递减的变应力却由于开始作用了最大的变应力，引起了初始裂纹，则以后施加的应力虽然较小，但仍能够使裂纹扩展，故对材料有削弱作用，因此使上式等号右面的值小于1（2分） 6．一钢制零件受弯曲变应力作用，最大工作应力σm a x =250M P a ，最小工作应力 σmin =-50MPa ，材料性能σs =310MPa ，σ-1=280MPa ，σ0=360MPa ，应力按r=C 规律增长，综合影响系数K σ=试 1）画出零件的简化疲劳极限应力图(σm -σa 图)2）从图中求出零件的极限平均应力、极限应力幅和最大极限应力 3）求该零件的安全系数(分别用图解法和解析计算法)（12分）。
解 1） 见图（5分）2) )(21min max σσσ+=m MPa 100)50250(21=-=MPa a 150)50250(21)(21min max =+=-=σσσ 由图量出：104='meσ , MPa ae 155='σ MPa ae me 259max='+'='σσσ（5分） 3) 036.1250259max max =='=σσca S （图解法） 556.03603602802201=-⨯=-=-σσσψσ0.1100556.01505.12801=⨯+⨯=+=-m a ca K S σψσσσσ（解析计算法）（2分）7. 下图为两级圆锥和斜齿圆柱齿轮传动，已知传递功率P=16KW ，小锥齿轮转速n 1=1600r/min(转向n 1如图所示)，锥齿轮齿数Z 1=21，Z 2=52，模数m=3mm,齿宽b=25mm ；斜齿圆柱齿轮齿数Z 3=22，Z 4=91，法面模数m n =4mm试：1）要使II 轴上轴承所受轴向力为零，则斜齿圆柱齿轮螺旋角为多少2）在图上标出斜齿齿轮螺旋角旋向 3）在图上标出第II 轴上两齿轮的圆周力、径向力和轴向力的方向；4）计算上述6个力的大小。
(15分) 解: 2)见图(2分) 3) 见图(3分) 1) (7分)1111112cos tan )5.01(2cos tan δαφδαd T F F F R t r a -===),0(1σσK A -M ′(σ′m e ,σ′ae ) )2,2(00σσσK B13213233sin 2tan 2tan Z Z m Z T d T F F n t a βββ=== (121233/,cos /Z Z T T Z m d n ==β)3.0115.84/25/115.842/1476.2632/1,63213476.221/52/,22,404.052/21/tan 22111121211====+⨯=+==⨯======∴===R b u d R mZ d Z Z u Z Z R o φδδ II 轴的轴向合力为0,即32a a F F =oo o T T 944.12,224.0sin sin 2122452222cos 20tan 63)3.05.01(211==⨯⨯⨯=⨯⨯-∴βββ4) （3分）NF F F Nd T F F mm N Z Z T T mm N n P T o o t a r R t t 352.48622sin 20tan 760.3566sin tan 760.356663)3.05.01(955002)5.01(2.23647621/5295500/.955001600/161055.9/1055.91112111212126161=⨯⨯====⨯⨯-⨯=-===⨯===⨯⨯=⨯=δαφNF F F N F F N Z m T d T F o t a a o o n t r o n t 870.1203944.12tan 887.5237tan 120.1956944.12cos /20tan 887.5237cos /tan 887.523722/4/944.12cos 2364762cos 223233332323=⨯====⨯===⨯⨯===ββαβ 8．图示框架用两个M20的普通螺栓固定在厂房的钢梁上。
螺栓用测力扳手预紧,许用安全系数[S]=2，框架承受径向载荷Q=40KN ，螺栓与被联接件的刚度分别为C b 及C m ，而且设C m =4C b 。
试求：1）螺栓的总拉力（取残余预紧力为工作拉力的倍） 2）作用在螺栓上的预紧力为多少3）该螺栓联接的强度是否满足（注：螺栓性能级别为，d 1=）（8分）解:1） 螺栓总拉力F 2=F+F 1∵F=Q/Z=40000/2=20000N ， F 1==12000N ∴F 2=20000+12000=32000N （2分） 2） 作用在螺栓上的预紧力为：N C C F C C C F F bbb m b 2800020000)14(3200020=⋅+-=⋅+-=（2分）3） MPa d F ca 098.177294.17320003.143.142212=⨯⨯⨯=⋅⨯=ππσΘ,[][]MPa s s 20028.0500=⨯==σσ∴σca＜[σ]，即螺栓联接的强度满足要求。