中国矿业大学《机械设计》试卷答案卷六套合集.doc

1、中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 1 页 共 25 页中国矿业大学 20062007 学年第一学期机械设计试卷 A 卷学院 班级 姓名 学号 一选择题（每题 2 分，共 20 分）1.在带、链、齿轮组成的多级传动中，带传动应放在 。高速级 低速级 高速级或低速级均可2悬置螺母的主要作用是 。作为联接的防松装置 减小螺栓系统的刚度 使螺母中各圈螺纹受力较均匀 防止螺栓受弯曲载荷3非液体滑动轴承，其润滑状态通常为 。边界润滑 流体润滑 混合润滑 边界润滑或混合润滑4为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径 r 与轴肩处的圆角半径 rl 应有 关系。r=r l； rr 1； r

2、S1A1= S2 Fa=1150NA2= S2=650N2) eR36.051X1=0.4，Y 1=1.6 (1 分) eA.208X2=1， Y2=0 (1 分)3） NARP312056.13204.11 822中国矿业大学 20062007 学年第一学期机械设计试卷 B 卷一选择题（每题 2 分，共 20 分）1 为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径 r 与轴肩处的圆角半径 rl 应有 关系。r=r l； rr 1； r rl 2带传动中，主动轮上的滑动弧是发生在带与带轮的 。绕进段 退离段 全部包围弧段（1 分）（1 分）（2 分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分

3、）（1 分）（1 分）中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 6 页 共 25 页3. 计算轴的当量弯矩公式中 中折算系数 ，是考虑 T 对 M22)(TMe的： 。 大小不同 方向不同 类型不同 应力循环特性不同4带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了 。提高传动寿命； 减小对轴的压力；减小结构尺寸； 提高摩擦力保证有一定承载能力5非液体滑动轴承，其润滑状态通常为： 。边界润滑 流体膜润滑 混合润滑 边界润滑或混合润滑6蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止 。蜗杆机械性能下降 润滑油变性或齿面胶合 传动效率下降 蜗轮材料退火7为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取 的

4、措施。增大螺栓刚度 适当减小预紧力减小螺栓刚度 减小被联接件刚度8只受预紧力作用的普通螺栓联接，螺栓危险剖面上单元体的应力状态为 。简单拉伸 纯剪切 拉扭组合 拉弯组合 9转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据来 进行计算或校核。抗弯强度； 扭转强度； 扭转刚度； 弯扭合成强度10对液体动压轴承需要足够的供油量主要是为了 。补充端泄油； 提高承载能力； 提高轴承效率； 减轻磨损四试用液体动压润滑的一维雷诺方程 （ 油膜压力， 液)(603hVdxpp体动力粘度，V动板速度， ，X 如图所示）说明：0,h（1） 产生动压油膜的必要条件有哪些？（3 分）（2） 画出动板速度 V 的方向以

5、及定性画出入口处、出口处、p max 对应 处油层速0h度分布图。 （5 分）（3） 定性画出平板液体动压油膜压力沿 X 的分布图。 （4 分）解：1）收敛的间隙；2）足够的带油速度；3）油的粘度足够大中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 7 页 共 25 页五如图所示螺栓联接中采用两个 M20 的螺栓，其小径 d117. 294mm，螺栓许用拉应力 ，被联接件结合面的摩擦系数 f0.20，可靠性系数 。MPa160 2.1fK试计算联接容许传递的静载荷 Q。(12 分)解：由结合面不滑移得： (4 分)QKFmzffs0由螺栓强度得： （5 分）3.142d其中 m=2, z=2 （1

6、分）解得 （2 分）NQ97六某矿车自重 1KN，载重 3KN，矿车的两根同样的车轴各支承在同样的一对车轮上，支承距 a=600mm，轨距 b=900mm，若车轴材料的许用弯曲应力=70N/mm 2，XPh0V中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 8 页 共 25 页试画出车轴的弯矩图并确定车轴危险断面的直径 d。(12 分)解：车轴弯矩图如下图 最大弯矩 (4 分)NmM150)231(609车轴危险断面的直径 (4 分)d7.2.1.033中国矿业大学 20072008 学年第一学期机械设计 试卷（A）答案卷一选择题（本题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分，选错或不选不计分）

7、1. 在带传动中，若发生打滑现象，则在 。 大带轮上先发生； 小带轮上先发生； 大小带轮上同时发生2受倾覆力矩作用的螺栓组联接，每个螺栓所受的工作载荷 。 相等； 与到倾覆轴的距离成正比； 与到倾覆轴的距离成反比3在液体动压润滑单油楔轴承中，油孔和油沟应开在油膜的_。承载区； 非承载区； 两者均可）4滚动轴承的直径系列代号是指 。 结构相同、内径相同而宽度不同 结构相同、内径相同而外径不同 结构相同、内径相同而宽度与外径不同5平键与切向键的受力方式为 。 挤压、剪切，挤压； 挤压、剪切，剪切； 挤压、剪切，剪切、挤压6 蜗杆齿面上受到 Ft1、F r1 与 Fa1 的作用力，其中最大的力是 。

8、 F t1 F r1 F a17在滚子链中，设置滚子的目的在于 。900600M中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 9 页 共 25 页 减轻链与轮齿表面的摩擦与磨损 增加承载能力 减小振动与噪音8联轴器和离合器的共性作用是 。 缓和冲击和振动 补偿两轴间可能的位移 传递扭矩 防止机器发生过载9当普通螺栓受横向力或旋转力矩或倾覆力矩作用时，螺栓上的受力为 ? 。 轴向拉力 剪切力 轴向拉力与剪切力 轴向压力与剪切力10火车车箱的车轮轴是 。 转轴； 心轴； 传动轴二填空题（本题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分，填错或不填不计分）1滚动轴承的基本额定动载荷是指基本额定寿命为 1

9、0 6 转 时所能承受的载荷。2带传动与链传动的本质区别是 前者是摩擦传动后者是啮合传动 。3直齿圆锥齿轮的接触强度与弯曲强度可近似按 齿宽中点的当量直齿圆柱齿轮 强度进行计算。4闭式软齿面齿轮传动一般按 接触 强度设计，按 弯曲 强度校核。5在设计图纸上注明某链条的标记为“24A 260” ，其中“24A ”代表 链号 ， “60”代表 节数 。6滚动轴承工作时，滚动体和转动套圈的表面接触应力循环特性为 周期变幅脉动循环。7一对普通齿轮传动（精度 7、8、9 级）轮齿弯曲强度公式是按载荷作用在_单齿对啮合高点 推导出来的。8在齿轮的弯曲强度计算中，齿形系数 YFa 与齿轮基本参数中的 模数

10、无关。9对深沟球轴承进行轴向预紧的目的在于 提高承载能力、增加旋转精度 。10螺纹的牙型与用途相关，当用于联接时牙型角较 小 ；当用于联接时牙型角较 大 。11机械零件的磨损过程大致分成_ 跑合磨损 _阶段、_ 稳定磨损 _阶段和_ 剧烈磨损 _阶段。12为保证轴上零件能靠紧定位面，轴肩处的圆角半径应 小于 零件上的倒角或圆角半径。三当计入轴的变形时，试分析方案 1 与方案 2 中，哪一个有利于齿面接触应力的均中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 10 页 共 25 页Z1Z22Z3方案 2方案 1Z1Z2Z3夹具夹具零件 1零件 2匀分布；从加工的角度分析，零件 1 与零件 2 中哪一个

11、有利于加工。 （6 分）答：方案 2 有利于齿面接触应力的均匀分布，轴的弯曲与扭转变形对齿面接触应力的均匀分布影响较小。 （3 分）零件 2 有利于加工，轴向定位尺寸较长。 （3 分）四. 一个 V 带传动，主动轮 D1250 mm，转速 n11200 r/min、包角 172，带与带轮间的当量摩擦系数为 fv 0.333。在即将打滑时测得功率 P15.7kW，求此时紧边拉力 F1 和有效拉力 Fe。 （10 分）解：VD 1n1/(601000)2501200/(601000)15.7 m/s ， （2 分）Fe1000P/V 100015.7/15.71000 N ， （2 分）fv(17

12、2/180)0.3330.99965， （2 分）由 F1/F2e fv12.717，根据 FeF 1F 21.717 F 2，得 F2582 N， （2 分）于是 F12. 717 F 22.7175821581 N 。 （2 分）五. 当一个螺栓的预紧力为 20 KN，刚度与被联接件刚度的关系为 C1C 2/3，联接所受工作载荷在 40 KN 至 10 KN 之间交替变化时，试计算 ( 1 ) 螺栓上工作拉力变化的幅值 F1 与 F2；( 2 ) 螺栓中总拉力的最大值与最小值；( 3 ) 若工作载荷为静载荷，F40 KN， 240 N，求螺栓的最小直径 d1。 (12 分)解：(1) 已知

13、 C1C 2/3，F1040KN，F 1F C 1/(C1+C2)，于是得F1F C 1/(C1+C2)10(1/3)/( 1/3+1)2.5 KN， （2 分）F2F C 1/(C1+C2)40(1/3)/( 1/3+1)10 KN， （2 分）螺栓上的拉力变化的幅值为 2.5 KN 至 10 KN。(2) 已知 F020 KN，F F 0+F，得F1 20+2.522.5 KN ， （2 分）中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 11 页 共 25 页题 7 图 答案图231215443力转向23125443n5F2 20+1030 KN 。 （2 分）(3) mm （4 分）38.1

14、403.13.1421 Fd六在直齿圆柱齿轮传动的设计中，接触应力 H 由下式计算 (8 分)12HEubdKTZ(1) 该式计算的接触应力 H 位于齿面的哪个位置 节点 ； ( 2 分)(2) 节点区域系数 ZH 是 节点处齿廓形状 对接触应力的影响； (2 分)(3) 载荷系数 K K AKVKK 。 (4 分)七在 下 图 所 示 的 传 动 系 统 中 ， 1、 3 为 蜗 杆 ， 2、 4 为 蜗 轮 ， 2、 3 为 斜 齿 圆 柱 齿 轮 ，4、 5 为 直 齿 圆 锥 齿 轮 。 已 知 蜗 杆 1 为 主 动 件 ， 要 求 输 出 齿 轮 5 的 回 转 方 向 如 图 所

15、 示 。(1) 若轴 I、II、III 上所受轴向力能抵消一部分，确定各个齿轮的螺旋线方向；( 4分)(2) 在 图 上 画 出 各 轴 的 回 转 方 向 与 轴 向 受 力 (4 分)八. 图示的轴由两个角接触球轴承支承，轴承承受的径向载荷为 R11000 N，R 2 2000 N，轴向载荷 FA900 N，方向向右，载荷系数 fP1.35。轴承的接触角25 ，判断系数 e0.68。当 A/Re 时，x1，y0；当 A/Re 时，x 0.41，y0.87 。派生轴向力 S0.7R 。(1) 计算轴承 1 上的当量载荷 P1。 ( 6 分)中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 12 页

16、共 25 页题 8 图轴承 2 轴承 1FA左端盖 右端盖机架 机架nR2 R1FAS2 S1A2 A1轴向力示意图(2) 计 算 轴 承 2 上 的 当 量 载 荷 P2。 (6 分 )解：1) 由派生轴向力 S0.7R 得 S10.7R 10.71000700 N，S 20.7R 20.720001400 N。2) S2F A14009002300 N ，大于轴承 1 上产生的 S1(700 N)，为 此 ， 轴 承 1 上 的 轴 向 力 A1 2300 N；轴 承 2 上 的 轴 向 力 A2S 21400 N 。轴 承 1 上 的 x1，y 1：A 1/R12300/1000 2.3

17、e，x 10.41，y 10.87；轴 承 2 上 的 x2，y 2：A 2/R21400/2000 0.7e，x 20.41，y 20.87。(1) 轴承 1 上的当量载荷 P1P1f P(x1R1y 1A1)1.35(0.4110000.872300)3255 N(2) 轴承 2 上的当量载荷 P2P2f P(x2R2y 2A2)1.35(0.4120000.871400)2751 N五、改错题 （本题 10 分）试分析如图所示轴系结构中的错误，并加以改正。（指出错误之处，并编上号，简述其错误原因，并改正之。）（至少改正 5 处）指出错误之处，并编上号，简述其错误原因（略） 。改正为：中国

18、矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 13 页 共 25 页中国矿业大学 20072008 学年第一学期机械设计试卷（B）答案卷一选择题（本题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分，选错或不选不计分）1. 某 V 带传动，当带的线速度增加 1 倍，则带内的离心应力增加了 。 1 倍； 2 倍； 3 倍； 4 倍2为了提高受轴向变载荷螺栓的疲劳强度，应 。 增加联接件刚度； 降低联接件刚度； 增加螺栓刚度3与矩形螺纹相比，三角螺纹的自锁性能相对 ，机械效率相对 。 差 高； 好 低； 好 高4各种滚动轴承的滚动体与内外圈之间的接触状态为 。 都是点接触 都是线接触 既有点接触也有线接触5平

19、键与楔键的受力方式为 。 挤压、剪切，挤压； 挤压、剪切，剪切； 挤压、剪切，剪切、挤压6普通蜗杆传动设计时，以 作为设计式的原因在于2HE212 )/(0zZKTdm 。 减少加工蜗轮的刀具数量； 减少加工蜗杆的刀具数量； 与加工无关7在设计滚子链传动时，链轮齿数最好取 ，链条节数最好取 。 奇数 奇数； 奇数 偶数； 偶数 偶数8联轴器的主要作用在于 。 缓和冲击和振动； 两轴间存在各种误差时，正常传递转矩； 防止机器发生过载； 两轴间无各种误差时，才能传递转矩9当配合螺栓受横向力或旋转力矩作用时，螺栓上的主要受力为 。 轴向拉力； 剪切力； 挤压力与剪切力； 轴向拉力与剪切力10十字滑块

20、联轴器是 机构在联轴器上的应用。 曲柄摇块机构； 双转块机构； 双滑块机构二填空题（本题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分，填错或不填不计分）中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 14 页 共 25 页题 3 图(a) (b)2000200 20002001滚动轴承内圈与轴颈的配合比外圈与座孔的配合要 紧 。2在一般情况下，链传动的瞬时传动比 不等于常数 。3在对直齿圆锥齿轮传动进行结构设计时，其中的一个零件称为套杯，套杯的主要作用为 调节一对直齿圆锥齿轮的锥顶到重合 。4闭式硬齿面齿轮传动一般按 弯曲 强度设计，按 接触 强度校核。5在承载能力方面，链条“24A 160”比“2

21、8A 1 60” 小 。6设计滑动轴承的主要目标是 减少摩擦与磨损、提高位置精度与工作寿命 。7在斜齿轮的接触强度计算中，渐开线在法面节点上的曲率半径 1、 2 分别为 。n1V1si5.0dn2V2si5.0d8在齿轮的接触强度计算中，系数 Z 考虑 重合度 对接触应力的影响。9圆锥滚子轴承应 成对 使用。10在螺栓联接上紧时，阻碍螺母上紧的力矩为 螺纹力矩与结合面力矩 。三当齿轮的尺寸比较大，工作温度差达 100C 以上，试分析图(a)与图(b)所设计的齿轮中，哪一个有利于保持齿轮的几何精度？ 若齿轮的宽度 B400 mm，传递的转矩 T210 7 Nmm，A 型普通平键的截面尺寸 bh4

22、525，键联接的许用挤压应力100 N/mm 2，求轮毂处的宽度 L （10 分）答：图(b)有利于保持齿轮的几何精度。 （5 分）mm32015.04 dhl轮毂处的宽度 Ll b32045365 mm。 （5 分）四. V 带传动所传递功率为 10 kW，带速 V10 m/s，小带轮上的包角 1135，带与带轮间的当量摩擦系数 fV 0.5。 （1）求有效拉力 Fe；（ 2）若测得带松边的拉力中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 15 页 共 25 页F2400 N，问此时是否发生打滑？ （10 分）解：（1）由 Fe1000P /V， 得 Fe1000 N， （4 分）fV0.5 (

23、135/180)1.178。（2）由 F1/F2 efv1e 1.1783.248，根据 FeF 1F 22.248 F2，得 F2F e/ 2.2481000/ 2.248445 N400 N ，F2 的最大值 445 N 大于工作时的拉力 400 N，不产生打滑。 （6 分）五. 当螺栓的预紧力 F010 KN，螺栓的刚度与被联接件刚度的关系为 CbC m/4，联接所受工作载荷在 25 KN 至 5 KN 之间交替变化时，试计算 ( 1 ) 螺栓上工作拉力变化的幅值 F1 与 F2；( 2 ) 螺栓中总拉力的最大值与最小值；。 (12 分)解：(1) 已知 CbC m/4，F525 KN，

24、F 1F C b/(Cb+Cm)，于是得F1F C b/(Cb+Cm)5(1/4)/( 1/4+1)5 KN （3 分）F2F C b/(Cb+Cm)40(1/4)/( 1/4+1)8 KN （3 分）螺栓上的拉力变化的幅值为 5 KN 至 8 KN （2 分）(2) 已知 F010 KN，F F 0+F，得F1 10+515 KN （2 分）F2 10+818 KN （2 分）六在直齿圆柱齿轮传动的设计中，齿根弯曲应力 F 由下式计算 ( 8 分)SaE1FYmbdKT(1) 该式计算的齿根弯曲应力 F 位于哪个位置上 齿根 30切线的位置 ；(2 分)(2) 齿形系数 YFa 是考虑 齿根

25、几何形状 对齿根弯曲应力的影响； ( 2 分)(2) 应力修正系数 YFa 是考虑 齿根过渡曲线的应力集中及其他应力 对齿根弯曲应力的影响。 (4 分)七下 图 所 示 为 斜 齿 轮 、 圆 锥 齿 轮 、 蜗 杆 传 动 机 构 ， 试 回 答 下 列 问 题 ：(1) 合 理 确 定 斜 齿 轮 1、 2 和 蜗 杆 3、 蜗 轮 4 的 螺 旋 方 向 ； (2 分)(2) 画 出 斜 齿 轮 2、 锥 齿 轮 3 及 蜗 轮 4 的 受 力 情 况 ； (4 分)(3) 标 出 各 个 齿 轮 的 回 转 方 向 。 (2 分)中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 16 页 共

26、25 页题 7 图124323 n1124323 n1F21aF12a F32aF23aF43a 右旋蜗 杆右旋蜗 轮n4n2 n3题 8 图轴承 2 轴承 1FA左端盖 右端盖机架 机架nR2 R1FAS2 S1A2 A1轴向力示意图八. 图示的轴由两个圆锥滚子轴承支承，轴承承受的径向载荷为 R11500 N，R 2 2500 N，轴向载荷 FA1250 N，方向向右，载荷系数 fP1.25。派生轴向力S R/(2y)，y 1.6，判断系数 e0.37。当 A/Re 时，P xRyA1R0A；A/Re时，P xRyA 0.4R1.6A。(1) 计算轴承 1 上的当量载荷 P1。 ( 6 分)

27、(2) 计 算 轴 承 2 上 的 当 量 载 荷 P2。 (6 分 )解：1) 由派生轴向力 SR /(2y)得 S1R 1/(2y)1500/(2 1.6)469 N，S 2R 2/(2y)2500/(21.6)781 N。2) S2F A78112502031 N ，大于轴承 1 产生的 S1( 469 N)，为 此 ， 轴 承 1 上 的 轴 向 力 A1 S2F A2031 N；轴 承 2 上 的 轴 向 力 A2S 2781 N 。轴 承 1 上 的 x1，y 1：A 1/R12031/1500 1.354e，x 10.4，y 11.6；轴 承 2 上 的 x2，y 2：A 2/R

28、2781/2500 0.3124e，x 21，y 20。(3) 轴承 1 上的当量载荷 P1P1f P(x1R1y 1A1)1.25(0.415001.62031)4812 N(4) 轴承 2 上的当量载荷 P2中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 17 页 共 25 页P2f P(x2R2y 2A2)1.25(125000781)3125 N中国矿业大学 20082009 学年第一学期机械设计 试卷（A）答案卷1 填空（每小题 2 分，填对了得 2 分，填错或不填不得分，共 20 分）1平键的失效型式为 侧面被压溃，中部被剪断 。2V 型带传动的摩擦系数比平皮带传动的 大 。3链传动相对

29、于 V 型带传动的工作线速度是低还是高 低 。4在螺栓联接中，欲提高螺栓的疲劳寿命，则螺栓的相对刚度应当 小 。5在普通螺栓联接中，螺栓危险截面上的应力状态为 。（ 简单拉伸； 纯剪切； 拉弯组合； 弯扭组合； 拉扭组合）6在机械设计中，普遍采用阶梯轴的主要优点为 。（ 减轻轴的重量； 便于热处理； 便于零件的装配与定位； 抗弯能力强） 。7球轴承比滚子轴承的承载能力 低 ；球轴承比滚子轴承的抗冲击能力 差 。8离合器在工作原理上分为 机械 离合； 电磁 离合。9圆柱形螺旋拉压弹簧应力最大的位置在 内侧 。10在轴肩处设计出圆角，目的在于 减少应力集中 。2 填空与选择填空（每小题 2 分，填

30、对了得 2 分，填错或不填不得分，共 20 分）1细牙螺纹比粗牙螺纹的自锁性能 好 。2滚动轴承的额定动载荷是指 在 90可靠度与 106 转下所能承受的载荷 。3设计滚子链传动时，链条节数最好取为 偶数 中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 18 页 共 25 页。4已知一链传动，链号为 24A(节距 p38.10 mm) ，小链轮齿数 z119，转速n1380 r/min。试计算链条的平均速度 V 4.585 m/s 、瞬时最大速度Vmax 4.605 m/s 。5在液体动压滑动轴承中，液体的粘度相对增加，则其承载能力相对 提高 。6非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是 。( 磨损； 轴

31、瓦裂纹；) 点蚀7带传动中由于存在弹性滑动，所以，实际传动比比理论传动比 大 。8十字滑块联轴器是 双转块 机构，其允许径向位移的能力相对 较大 。9离合器相对于联轴器的工作特点为 可以在动态实现轴的结合与分离 。10圆柱螺旋拉伸弹簧的旋绕比 C 相对减小，则其刚度 增大 。3 关于螺栓与平键设计计算（总分 15 分）在题 3 图所示的关于轴的部分结构设计中，已知轴的转速 n520 r/min，轴上的转矩 T600 Nm ，轴的右端与凸缘联轴器相联接，联轴器采用 6 个 M8 的配合螺栓联接，其直径 d09 mm，许用剪应力50 N/mm 2。(1) 求配合螺栓上的剪应力 ； 判断该种联接的安

32、全性。 （5 分）(2) 若采用 4 个 M8 的普通螺栓联接， d16.647 mm，k f1.25，f 0.16，螺栓69nT55 50 1007515FRA5题 3 图中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 19 页 共 25 页的许用应力 615 N/mm 2，求 (1) 每一个螺栓上应施加的预紧力 F0；(2) 螺纹危险截面上的当量应力 e；(3) 判断该种联接的安全性。 （2226 分）(3) 采用一个 A 型普通平键联接半联轴节，平键的横截面尺寸 bh149 (mm2)，求键上的挤压应力 p。 （4 分）答案 3-1：每一个配合螺栓上的剪力 FT /(Zr)600 Nm (60

33、.050m)2 000 N，每一个配合螺栓的剪应力 F/(9 2/4)2000/( 92/4)31.438 N/mm 2， ，安全。 (5 分)3-2-1：每一个螺栓上应施加的预紧力 F0F0k fT/(6rf)1.25600(60.0500.16 ) 15 625 N (2 分)3-2-2：螺纹危险截面上的当量应力 ee41.3F 0/(d12)41.3 15625/(6.6472)585 N/mm 2。 (2 分) 3-2-3：安全性判断 S / e615/585 1.05，安全。 (2 分)3-3： p4T/(dhl)4600000/ 509(7514)87.4 N/mm 2。 (4 分

34、)4 计算 V 带传动的相关参数（332210 分）已知一带传动的传动比 i2.2 ，小带轮上带与轮的包角 1158 ，传递的功率为P7.5 kw，带的工作速度 V15 m/s，紧边拉力 F1 是松边拉力 F2 的 2.2 倍。求 (1) 有效拉力 Fe； (2) 紧边拉力 F1； (3) 预紧力 F0。 (4) 带与带轮之间的摩擦系数 fV1 。 （注： ln2=0.693147）答案 4：4-1： 1158 158 /1802.7576Fe1000P /V 10007.5/15500 N (3 分)4-2：由于 F1 F21.2F 2F e，所以，F2F e/1.2500/1.2416.6

35、67 N，F 12.2 F2916.667 N (3分)4-3：F 00.5(F 1F 2)0.5(916.667416.667) 666.667 N (2分)4-4：F 1F 2efV112.2F 2 e 2.7576 fV2.2 f Vln2.2/2.7576 0.2859 (2 分)中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 20 页 共 25 页5 计算滚动轴承的相关参数 （共 10 分）在图 5 所示的结构设计简图中，已知轴的转速 n1470 r/min，角接触轴承 1 上的径向载荷 R1800 N，角接触轴承 2 上的径向载荷 R21900 N，轴向载荷 Fa1200 N，两个轴承的

36、额定动载荷 Cr 均为 Cr38600 N，e0.68，S 0.7R，A/R e，x1,y0；A/ Re，x 0.41，y0.87，f t1.1，f p1.2，求受载最大的轴承的工作寿命 Lh。答案 5： S 10.7800560 N S 20.719001330 N (2 分)由于 S1F a 5601200 1760 NS 2，所以 A21760 N， A 1S 1560 N由于 A1/ R1560/8000.7e，所以，x 0.41，y0.87；P1f p (x1R1y 1A1)1.2(0.418000.87560)978 N (2 分)A2/ R2 1760/19000.926e，所以

37、，x 0.41，y0.87；P2f p (x2R2y 2A2)1.2(0.4119000.871760)2772 N (2 分)(4 分)h4076)273861.(406601th CfnL6 下 图 所 示 为 斜 齿 轮 、 圆 锥 齿 轮 、 蜗 杆 传 动 机 构 ， 试 回 答 下 列 问 题 ： （共 15 分）(1) 合 理 确 定 斜 齿 轮 1、 2 和 蜗 杆 3、 蜗 轮 4 的 螺 旋 方 向 以 减 小 轴 向 力 ； (4 分)题 5 图FaS1 S2R1 R2轴承 1 轴承 2轴承 1 轴承 2Fa左端盖 右端盖机架 机架nO1 O2中国矿业大学机械设计试卷答案

38、卷六套合集第 21 页 共 25 页题 6 图124323 n1124323 n1F21aF12a F32aF23aF43a 右旋蜗 杆右旋蜗 轮右旋左旋(2) 画 出 斜 齿 轮 2、 锥 齿 轮 3 及 蜗 轮 4 的 轴向受 力 情 况 ； 标 注 出F21a、 F12a、 F32a、 F23a、 F43a、 F34a。 (6 分)(3) 若 i12 3.6、 i23 2.2， 已 知 T1、 已 初 步 设 计 出 d1/dm2 0.7， 求 1 的 大 小 。 (5分)答案 6：( 1) 、 (2)： 由斜 齿轮 1 的转向确定斜 齿 轮 2 的转向，由圆 锥 齿 轮 2的轴向受力向

39、左知斜 齿 轮 2 的轴向受力应向右，为此得齿轮 1 为左旋、齿 轮 2 为 右 旋 。由圆 锥 齿轮 3 的轴向受力向下知蜗 杆 3的轴向受力向上，由蜗 杆 3的转向与轴向受力方向知蜗杆 3为 右 旋 ， 由 啮 合 原 理 知 蜗 轮 4 为 右 旋 。(3) F12a Ft1tan1 (2T1/d1)tan1， T2 T1 i12， 2 arctan(1/ i23) 24.444F32a (2T2/dm2 )tansin2 (2T1 i12/dm2 )tansin2，(2T1/d1)tan1 (2T1 i12/dm2 )tansin21 arctan(d1i12/dm2 )tansin2

40、 arctan(0.73.6tan20sin24.444) 20.784。中国矿业大学 20082009 学年第一学期机械设计试卷（B）答案卷学院 班级 姓名 班级序号 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分满分 20 20 10 15 10 15 10得分批改1 填空（每小题 2 分，填对了得 2 分，填错或不填不得分，共 20 分）1半圆键的工作面为 侧面 。2V 型带槽的楔角 40，V 型带传动的当量摩擦系数 fV f /sin20 。3链传动的平均传动比 in 1/n2，i 与齿数 Z1、Z 2 的关系为 in 1/n2Z 2/Z1 中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套合集第 22 页

41、共 25 页。4在螺栓联接中，若螺栓的相对刚度大，则其疲劳寿命 下降 。5在普通螺栓联接中，被联接件受横向力的作用，螺栓危险截面上的应力状态为 。（ 弯扭组合； 拉扭组； 拉弯组合； 纯剪切合； 简单拉伸）6光轴比阶梯轴的加工工艺性 好 ；阶梯轴比光轴的定位性 好 。7滚子轴承比球轴承的承载能力 高 ；滚子轴承比球轴承的抗冲击能力 强 。8联轴器在工作原理上分为 机械式 ； 液力式 与 电磁式 。9圆柱形螺旋拉压弹簧内侧的应力比外侧的应力 高 。10受横向力作用的转轴，轴的正应力状态为 对称循环 。2 填空与选择填空（每小题 2 分，填对了得 2 分，填错或不填不得分，共 20 分）1在螺栓组

42、联接中，为了提高螺栓的疲劳强度，螺栓数量宜选 多；螺栓直径宜选 小。2滚动轴承的额定寿命是指 90可靠度与额定载荷作用下所能达到的寿命 。3在滚子链设计时，链条节数取奇数的缺点为 需要使用过度链节 。4当一个键的强度不够时，可以采用两个键联接。这时，二个键需要间隔一定的角度：若是平键则为 180 度；若是切向键则为 120 度。5对于液体动压轴承，其它条件不变，载荷越大，则相对偏心距越 小 。6在设计动压液体摩擦滑动轴承时，如其它条件不变，若选择润滑油粘度相对高的润滑油，则承载能力将相对 提高 。7在点盘式制动器设计中，制动盘离转轴的中心距离应尽量 大 ，以增加制动力矩。8单万向联轴节允许角向位移的能力相对 较大 ；传动比的性质为 周期性变化 。9多盘摩擦离合器的结合与分离可以采用的动力方式为 机械式 ； 电磁式 。10圆柱螺旋拉伸弹簧的旋绕比 C 相对增大，则其刚度 相对减少 。中国矿业大学机械设计试卷答案卷六套