广东工业大学期末考试试题及答案

广东工业大学考试试卷 ( A )

课程名称:机械设计基础 考试时间:第21周星期二(05年1月18日)

班 级: 学 号: 姓 名:

一、填空题（共20分每空1分）

1. 某轴的截面受非对称循环变应力作用，已知其最大应力?max =200 MP a ，最小应力?min =100 MP a ，则其平均应力?m = 150 MP a ，应力幅?a = 50

MP a ，应力循环特性r= 。

2. 紧联接螺栓按拉伸强度计算时, 考虑到拉伸和扭转的复合作用, 应将拉伸载荷增大至原来倍。

3. 普通平键的截面尺寸b?h 是按 轴径 从标准中查取。

4. V 带传动由于有 弹性滑动 的影响，所以不可能有恒定的传动比。

5. 带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动中，传动平稳性最好的

是 蜗杆传动 ，•附加动载荷最大的是 链传

_________________________

姓 名______________________

学 号______________________

班

级

动。

6. 带传动工作时，带中的最大应力发生在紧边进入小轮处。

7. 链节数一般应取偶数，链轮齿数应取奇数。

8. 一对直齿圆柱齿轮传动，其轮齿弯曲疲劳强度，主要取决

于模数。

9. 在齿轮弯曲强度计算中，对于标准直齿圆柱齿轮，齿形系数（Y F）仅决定于齿数。

10.高速重载齿轮传动中，当散热条件不良时, 齿轮的主要失效形式

是胶合。

11.在蜗杆传动中，失效主要发生在蜗杆和蜗轮中的蜗轮上。

12.蜗杆传动除了作强度计算外，还须作热平衡计算

13.非液体润滑的滑动轴承，其直径增加一倍、宽径比B/d不变，载荷不变，则轴承的平均压强变为原来的 1/4 倍。

14.对于某一个轴承来说，正常的实际使用中，未达到额定寿命而提前发生疲劳点蚀的概率是 10% 。

15.按轴所受的载荷性质的不同，汽车变速箱至后桥的连接轴是传动轴；车床主轴是转轴。

二、简答题（共20分每题4分）

1. 螺栓联接（包括普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接）、双头螺柱联接和螺钉联接各自适用什么场合

答：

普通螺栓联接：被联接件较薄，以承受轴向载荷为主；

铰制孔用螺栓联接：被联接件较薄，以承受横向载荷为主；

螺钉联接：一被联接件较厚，不需经常拆卸；

双头螺柱联接：一被联接件较厚，可经常拆卸；

2 有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并简要说明其原因。

答：

布置顺序：V带传动——齿轮传动——链传动。

V带传动在最高速级，过载时保护电机；齿轮传动在中间级过渡；链传动在最低速级，惯性力较小。

3 简述开式齿轮传动的设计准则。

答：

按轮齿弯曲疲劳强度设计，将模数放大20-30%考虑磨损对齿厚的影响。

4. 在什么情况下宜采用蜗杆传动大功率连续传动为什么很少采用蜗杆传动 答：

大传动比要求，蜗杆传动效率较低，大功率连续传动功率损失过大。

5. 轴的强度计算公式W

2

2ca )T (M (ασ+=中，系数α的名称是什么为什么

要引入该系数 答：

系数α是弯扭循环特性折合系数，考虑弯曲应力和扭转应力的循环特性不同的影响。

三、分析计算题（共50分） 1. （本题10分）

图示紧螺栓组联接，采用二个M16的普通螺栓（小径d 1= mm ），联接所受的横向载荷F =4500 N ，被联接件接合面的摩擦系数f=，联接可靠性系数Ks=，螺栓材料的许用拉应力[σ]=120 MPa ，描述螺栓杆工作前后的受力状况，并校核该联接是否安全。

解:

螺栓杆工作前后均受拉力, 设拉力为F 0

由强度条件:

[]N d F 138803

.14120

84.133

.1422

10=⨯⨯⨯=

⨯≤

πσπ

因: 所以,该联接安全

]

[4

3.12

10

σπ

σ≤=

d F 5400

45002.1832813380215.020=⨯=>=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅F K F z f i S

2．（本题20分）

图中所示斜齿圆柱齿轮传动—蜗杆传动组成的传动装置。动力由I 轴输入，蜗轮4为右旋齿。试求：

（1）为使蜗轮4按图中n 4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向； （2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和斜齿轮2的轮齿旋向；

（3）在图1上画出齿轮1和蜗轮4所受的各分力方向（垂直纸面向外的力画⊙、向内的力画 ）

（4）如果轴I 传递的功率是，轴I 的转速n 1为750r/min ，齿轮1的分度圆直径为40mm ，计算齿轮1的圆周力F t1。

F t4

F

F t1 F r1

F r4

F a4

解：（1）、（2）、（3）如图

（4）T 1=9550000P 1/n 1=9550000×750=95500 N·mm

N d T F t 477540

95500

22111=⨯==

3. （本题20分）

一对正装角接触球轴承 7208AC 轴承，两轴承所承受的径向载荷分别为 Fr1 ＝ 2000 N 和 Fr2＝1600 N ，外加的轴向载荷Fa为 400 N ，轴的转速 n 为 1500 r/min ，载荷系数 fp ＝。已知 Fd ＝，e ＝。当Fa/Fr > e 时，X ＝，Y ＝；Fa/Fr <= e 时，X ＝ 1，Y ＝ 0 ；

C ＝ KN。求

（1）画图对轴系的载荷进行分析，并标出计算过程中的出现的各力；

（2）轴承1和轴承2的轴向载荷Fa

1和Fa

2

；

（3）轴承1和轴承2的当量动载荷P

1和P

2

；

（4）求轴承寿命(以小时为寿命单位) 。答：

（1）

Fd1 = = 1360 N

Fd2 = = 1088 N

Fd2 + Fa > Fd1

左端轴承被压紧，

右端轴承被放松，

（2）

Fa1 = Fd2 + Fa = 1488 N