1、第 1 页 共 10 页南昌航空大学 2020学年第学期期末考试课程名称： 机 械 设 计 闭卷 A 卷 120 分钟题号 一 二 三 四 五 六 七 合计满分 10 15 10 16 22 20 7 100实得分一、判断题（本大题共分 10 小题，请在表述正确的小题标号后的横线上画 “” ，在表述不正确的小题标号后的横线上画“”，每小 题 1 分，本大 题满分 10 分）1. 某转轴采用 40 钢（ ),经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构钢SMPa3540Cr ，以提高刚度。 【 ()Sa78 】2. V 带剖面中两个工作面的夹角为 40，所以带轮槽相应的夹角也是 40。 【 】3.
2、 流体动压润滑轴承相对隙 的大小影响轴承的承载能力。 【 】4. 滚动轴承一般由内座圈、外座圈、滚动体和保持架四部分组成，有些滚动轴承可以缺少其中某一部分或某几部分，但滚动体是不缺少的。 【 】5. 齿 轮 联 轴 器 、 蛇 形 弹 簧 联 轴 器 、 弹 性 柱 销 联 轴 器 ， 都 属 于 挠 性 联 轴 器 。 【 】6. 联轴器主要用于把两轴联接在一起，机器运转时不能将两轴分离，只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。 【 】7. 只要螺纹副具有自锁性（螺纹升角小于当量摩擦角） ，则任何情况下都无需考虑防松。 【 】评阅人 得分班级-学号-姓名-重修标记第 2 页 共 10 页
3、8. 带传动中，V 带（三角带）中的应力是对称循环变应力。 【 】9. 滚动轴承的可靠度提高时，它的基本额定静载荷不变。 【 】10. 渐开线齿轮可通过轮齿的齿顶修缘来降低动载荷系数。 【 】二、选择题（本题分 15 小题，满分 15 分， 在每个小题后面给出的四个备选项中只有 1 项是符合题意的，请把所选项的字母统一填在题后列出的各小题编号后的横线上，每小 题 1 分）11. 下列零件中， 是没有国家标准规定的。 【 D 】A. 滚动轴承 B. 键的截面尺寸和长度 C. 齿轮模数 D. 轴的支承跨度12. 在有张紧轮装置的带传动中，当张紧轮装在带内侧时应安装在 。 【 C 】A. 两带轮的中
4、间 B. 靠近小带轮 C. 靠近大带轮 D. 在任何处都没关系13. 设计高转速的轴时，应特别考虑其 。 【 C 】A. 耐磨性 B. 疲劳强度 C. 振动稳定性 D. 散热性14. 齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与 无关。 【 A 】A. 模数 B. 齿数 C. 压力角 D. 变位系数15. 中心距一定的带传动，对于小带轮上包角的大小， 的影响最大。 【 D 】A. 小带轮的直径 B. 大带轮的直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差16. 圆柱齿轮传动中，当齿轮直径不变，而减小齿轮的模数时，可以 。 【 B 】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
5、性 D. 减少齿轮的塑性变形 17. 滚动轴承密封不能起 作用。 【 D 】评阅人 得分第 3 页 共 10 页A. 防止外界灰尘、污物侵入 B. 防止外界水汽侵入C. 阻止轴承内的油外流 D. 减轻运转噪声18. 被联接件受横向外力作用时，如采用铰制孔用螺栓联接，其失效主要是 。 【 C 】A. 螺纹处拉断 B. 螺纹处拉、扭断裂C. 螺栓杆剪断或螺栓或被联接件挤压破坏 D. 螺纹根部弯曲断裂19. 同一 V 带（三角带）传动用在减速时（小带轮为主动轮）和用在增速时（大带轮为主动轮）相比较，若主动轮转速不变，则传动所能传递的功率 。 【 C 】A. 相等 B. 减速时较大 C. 增速时较大
6、D. 数据不足无法判断20. 选择滚动轴承，主要承受径向载荷时常用 A ,为方便拆装时常用 C、D ，需要有一定的调心性能时常用 B 。 【 】A. 深沟球轴承 B. 调心球轴承 C. 角接触球轴承 D. 圆锥滚子轴承21. 在载荷平稳且对中准确的情况下，若希望寿命较长，则宜选用 联轴器。 【 A 】A. 刚性 B. 无弹性元件挠性 C. 金属弹性元件挠性 D. 非金属弹性元件挠性22. 联轴器不能用来联接 A、 B 的两端。 【 B 】23. 在 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。 【 B 】A. 重载 B. 高速 C. 工作温度较高 D. 承受冲击或变载24. 机床主轴箱中的变速滑
7、移齿轮，一般应选用 。 【 A 】A. 直齿圆柱齿轮 B. 斜齿圆柱齿轮 C. 人字齿圆柱齿轮 D. 直齿锥齿轮25. 滑动轴承的宽径比 B/d 愈小，则 。 【 B 】A. 轴承温升愈大 B. 摩擦功耗愈小 C. 承载能力愈大 D. 端泄愈小第 4 页 共 10 页三、填空题（本题分 10 小题，请在每小题所留出的空白线上填入恰当的内容使各小题的表述完整，每小题 1 分，共 10 分）26. 在设计 V 带传动时，V 带的型号是根据 计算功率 和小带轮的转速选取的。27. 对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向 相同 。28. 润滑油的粘度随温度升高而 降低 。29. 通常
8、齿轮的点蚀首先出现在 齿根面 靠近节线处。30. 链传动的 瞬时 速比是变化的。31. 滚动轴承代号为 36315，其类型为_ 圆锥滚子 轴承。32. 圆锥齿轮齿形系数 应按其 当量齿数 由图（或表）查取。FaY33. 滚动轴承部件两端固定式，适用于温升较小，轴较 短 处。34. 蜗杆传动的蜗轮轮缘通常采用青铜，蜗杆常采用钢制造，这是因为其 减摩耐磨性较好 。35. 平键联接中，平键的载面尺寸应按 轴径 从 键 的 标 准 查 取 。四、简答题（本大题分为 4 小题，每小题 4 分， 满分 16 分）36. 轴上结构设计的基本有哪些？答：（1）便于轴的加工和轴上零件的装折；（2）保证轴上零件有
9、准确的工作位置（定位） ；（3）保证轴上各零件能牢固而可靠地相对固定；（4）改善轴和受力情况，减小轴的应力集中和提高轴的疲劳强度。37. 形成流体动压润滑的基本条件是什么？答：（1）两工作表面间必须有收敛的楔形空间；（2）两工作表面应有相对滑动速度，其运动方向必须保证滑润油从大截面流入、小截面流出；（3）两相对运动表面间必须连续充满滑润油或其他粘性流体。评阅人 得分评阅人 得分第 5 页 共 10 页38. 在三角 V 带传动中，为什么一般推荐使用的带速 v 在 525m/s 之间？答：v 过小，在传递同样大小功率时所需的圆周力增大，带的拉力加大，从而缩短带的寿命；v 过大，则带工作时的离心力
10、大、离心拉应力增大，影响带的寿命。所以带速 v 限制在525m/s 之间39. 试列举至少三种可用于提高齿面的抗点蚀能力的方法。答：（1）提高齿面硬度；（2）降低表面粗糙度；（3）采用合理的变位；（4）采用粘度较高的润滑油。五、分析题（本大题分 3 小题，满分 22 分）40. （7 分）题 40 图为某钢制零件的简化极限应力线图，M 为零件的工作应力点，零件的综合影响系数为 ，要求零件的安全系数 ，试解答下列问题：K2.5S（1）在图标注不全的尺寸；（2）当零件加载过程中平均应力 常数，作出极限应力点 ，写出零件的计算安全系m1N数表达式，说明零件可能好发生破坏的性质。（3）若应力循环特性
11、=常数，作出零件的极限应力点 ，说明零件可能好发生的破坏的性r 2质。 a mO135o1K S(,)amM1(,)amN2题 40 图解：评阅人 得分第 6 页 共 10 页（1）标注的尺寸为图中的 和 ；1KS（2）极限应力点为图示 点， ，零件可能发生静强度破坏。1Ncam（2）极限应力点为图 点， ，零件可能发生疲劳破坏。2acS题 40 图41.（7 分） 液体动压向心滑动轴承与轴颈的相对位置从静止到稳定运行如题 41 图所示。试解答下列问题：（1）说明为什么会出现这四种相对位置。（2）画出稳定运行时油膜的油压分布图。 FO1OFO1OFO1OFO1Ominh0axp（a）状态一 (
12、b) 状态二 (c) 状态三 (d) 状态四题 41 图答：（1） （a）在轴起动前，因孔径大于轴径，在轴承中自然形成了收敛的楔形间隙；（b）轴开始运转时速度很低，此时擦力推动轴径沿轴承内孔表面向右爬行了一段距离；（c) 随着轴的转速增加，油逐渐带入了楔形空间，在轴与轴孔之间开始了形成承压力油膜；（d）当轴的转速越来越高时，油膜加厚，其油压也越来越大，较高的油压迫使轴径向左移动了一段距离，直至轴的速度稳定在一定数值后，轴径就稳定处于（d）图所示位置。（2）油压分布如图（d）所示。42. （8 分）在题 42 图所示两级蜗杆减速传动装置中，解答下列问题：（1）确定图中各轴的回转方向；（2）蜗轮的
13、螺旋线方向；（3）标出蜗杆、蜗轮所受各分力的作用位置及方向。第 7 页 共 10 页12n44输出轴3n2n2n1tF2aF2r1r2t1右旋3aF题 42 图六、计算题（本大题分为 3 小题，满分 20 分）43. （5 分）某实验台的输出轴端装有一卷筒，该处轴的直径 ，选用 型平键联mD15A接，且 ，键及轮毂的材料均为 45 钢， （取 ） ，载荷418bhLm MPap3平稳。试求此键联接所能传递的转矩。解：根据 PPTld则有 41853280 NmPhlD44. （ 7 分 ） 题 44 图 所 示 螺 栓 联 接 中 ， 采 用 两 个 M16（ 小 径 ， 中 径d1385.m
14、， ）的普通螺栓，螺栓材料为 45 钢，8.8 级， ，联接时不严d20mSPa40格控制预紧力（取安全系数 ，被联接件接合面间的摩擦系数 f=0.2。若考虑摩擦传力的S可靠性系数（防滑系数） ，试计算该联接允许传递的静载荷 FR。Kf12.评阅人 得分第 8 页 共 10 页解： 由强度条件 0214.3Fd且 6MPaS故 21024.38560.96 NF即 0max1 由防滑条件： ，得SRFfziK题 44 图0961.3026410.8 NRSFfziK45. （8 分）题 45 图所示为一对圆锥滚子轴承面对面安装。已知轴承 1 和轴承 2 的径向载荷分别为 ， ，轴上作用的轴向载
15、荷 ，轴承的附加轴向力r1=94 NFr215 =463 aeF的计算式为 ， ，轴承的轴向载荷 与径向载荷 之比 e 时，drdY0.37eararFX=0.4， ； 时，X=1，Y=0。轴承载荷有中等冲击，载荷系数 =1.5，工作温1.6arF df度不大于 120 。试求：（1）轴承 1 和轴承 2 的轴向载荷 和 ；1a2F（2）轴承 1 和轴承 2 的当量动载荷 和 。P解： 1984307.5 N.6rdFY2r1 2.4. dae dF3075 NF21.adae aeF1r 2r121dd题 45 图第 9 页 共 10 页因 ， 故有 ，1307.51984arFe1X10Y
16、因 ， 故有 ，2.6ar 2.42.6111.598037.51 NPrafXFY222.4126.276.4 r 七、结构改错题（本大题只有 1 个小题，满分 7 分）46. 按示例规范指出题 46 图中轴系结构中的错误，并简要说明错误理由。 说明：不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角，所指错误处不少于 7 处。22 3456781 41 31 21 1 1 091 5题图 46答：1-缺少调整垫片；2-齿轮未轴固定；评阅人 得分第 10 页 共 10 页3-轴与轴承盖不应接触；4-应有密封件；5-此键多余；6-未留压紧空间；7-轴肩高过轴承内圈；8-弹性档圈多余；9-缺少调整垫片；10-轴承盖应顶住轴承外圈；11-轴承盖应顶住轴承外；13-箱体上与轴承盖接合位置最好制出凸台；14-齿轮与轴承盖不应接触；15-轴不应伸出轴孔之外。
