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）

题号 一 题分 25 得分 二 10 三 20 四 35 五 10 六 七 八 九 十 总得分 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F0的单个紧螺栓联接，受到轴向工作载荷FE之后，螺栓受到的总载荷Fa（ C ）F0FE。 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d1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。 学习资料

学习资料收集于网络，仅供参考 A．iC．i1n12 B．iz2z1

n2 D．id2d110．带传动主要依靠（ C ）来传递运动和功率的。

A．带的松边拉力 B．带的紧边拉力 C．带与带轮接触面之间的摩擦力 D．带的张紧轮

11．带传动工作时，设小带轮主动，则带内拉应力的最大值应发生在带（ C ）。 A．进入大带轮处 B．离开大带轮处 C．进入小带轮处 D．离开小带轮处 12．工作时既传递扭矩又承受弯矩的轴，称为（ B ）。 A．心轴 B．转轴 C．传动轴 D．柔性轴 13．计算滑动轴承的pv值的目的是（ D ）。

A．验算轴承是否获得液体摩擦 B．计算轴承内部的摩擦力 C．计算轴承的耗油量 D．限制轴承的温升

14．按基本额定动载荷选定的滚动轴承，在预定使用期限内其破坏率最大为（ C ）。 A．1％ B．5％ C．10％ D．50％

15．对于硬度小于350HBS的闭式齿轮传动，当采用同牌号的钢材制造时，一般采用的热处理方法是（ C ）。

A．小齿轮淬火，大齿轮调质 B．小齿轮淬火，大齿轮正火 C．小齿轮调质，大齿轮正火 D．小齿轮正火，大齿轮调质 16．只能承受轴向载荷的滚动轴承的类型代号为（ C ）。 A．“1”型 B．“3”型 C．“5”型 D．“7”型 17．斜齿圆柱齿轮螺旋角的一般取值范围为（ B ）。 A．2~10 B．8~20 C．15~30 D．20~40

18．当键联接强度不足时可采用双键，使用2个平键时要求键（ D ）布置。 A．在同一直线上 B．相隔90 C．相隔120 D．相隔180 19．在下列4种轴承中，（ B ）必须成对使用。

A．深沟球轴承 B．圆锥滚子轴承 C．推力球轴承 D．圆柱滚子轴承

20．一对圆柱齿轮传动设计中，通常把小齿轮的宽度取得比大齿轮大一些，这主要是为了（ C ）。 A．使传动平稳 B．提高传动效率

C．补偿安装误差，保证接触线长度

D．保证接触线长度并提高小齿轮弯曲强度 学习资料

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21．维持（ A ）油膜不遭破坏，是不完全液体摩擦滑动轴承的设计依据。

A．边界 B．动压 C．静压

22．V带传动中，带轮的最小基准直径取决于（ A ）。

A．带型 B．带速； C．传动比 D．小轮包角α1

23．为计算方便，常以（ A ）啮合为代表来进行圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算。

A．节点 B．小齿轮单齿对啮合的最低点 C．小齿轮单齿对啮合的最高点 24．带传动工作时，带中的（ B ）应力作用于带的全长上，且处处相等。

A．拉 B．离心力产生的拉 C．弯曲

25．传动比 i =1时，单根普通V带的功率增量△P0（ B ）为零。

A．大于 B．等于 C．小于

二、简答题（本题共2小题，每小题5分，共10分）

1. 按弯扭合成强度条件对轴进行强度计算时，当量弯距Mca计算公式Me=MT中的

22系数α起什么作用？写出其在不同情况时的具体数值。 答：α考虑弯曲应力与扭转应力的循环特性不同。（2分） α＝0.3转矩不变。（1分） α＝0.6转矩脉动变化。（1分） α＝1对称循环变应力。（1分）

2.简述动压油膜形成的必要条件。

答：（1）两表面之间必须要有锲角。（2分） （2）两表面间必须要有润滑液。（2分）

（3）两表面必须要有相对运动速度，且从大口端流向小口端。（1分） 学习资料

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三、分析题（本题共2小题，每小题10分，共20分）

1．在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试确定：

1)若要使Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗轮及斜齿轮4的螺旋线方向及的Ⅰ、Ⅱ轴的回转方向（在图中标出）；

2)Ⅱ轴上各轮啮合点受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。

输出轴Ⅳ

n6 6 Ⅲ 5 1 Ⅰ 2 4 Ⅱ 3 （1）蜗轮：右旋（1分）斜齿轮4：左旋（1分）Ⅰ轴：逆时针。（1分）Ⅱ轴：（1分）（2）Fa2（1分）； Ft2（1分）；Fr2（1分）；Fa3（1分）； Ft3（1分）；Fr3（1分）

2.在图中画出带工作时的应力分布图（注明各应力名称），并指出应力最大值和最大应力发生位置。

（1）c离心应力（1分）1紧边拉应力（1分）2松边拉应力（1分）b1小带轮弯曲应力（1分）

b2大带轮弯曲应力（1分）

（2）max1cb1（2分）

（3）应力最大发生在紧边绕上小带轮处（3分） 学习资料

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四、计算题（本题共4小题，共35分）

1. V带传动传递的功率P=7.5kW，平均带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍（F1=2F2）。试求紧边拉力F1 和F2，有效圆周力F和初拉力F0。（10分） 解：（1）计算有效圆周力F F1000P10007.5750N(2分) v10 （2）计算F1，F2 F1F2F750N 得F11500N，（3分）F2750N（3分）

F12F2 （3）计算 F0 F01F1F21125N（2分） 2

2．图示单个普通螺栓联接，该联接承受横向载荷FΣ=5000N,可靠性系数C=1.2，接合面间的摩擦系数

f=0.12，试求：螺栓所需的最小预紧力F0。（6分） 解：F0CF(2分) mf F0CF1.2500025000N mf20.12 （2分）

结论：螺栓所需的最小预紧力

F0为25000N。（2分）

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3．有一开式直齿圆柱齿轮传动装置，双向转动，已知：P13KW，n1955r/min，m2mm，

z125，z2100，b125mm，b220mm，YFa12.73，YSa11.58，YFa22.2，YSa21.8，

FE1220MPa，FE2160MPa，Hlim1650MPa，Hlim2600MPa，SFSH1，K1,ZE188。

可供选择的公式HZEZH

试回答：此对齿轮的强度是否满足？（9分）

解：因为是开式，所以验算齿根弯曲疲劳强度

F12KTY2KT1u11FaYSaMPa,MPa HFF22bd1ubmZ1FE10.72200.7SF1154MPa（1分）

F2FE20.71600.7SF61112MPa（1分）

5101 T19.5Pn139.556109554N3mm10（2分）

2KTYYSa12131042.731.581Fa1 F1129MPaF1（2分） 22bmZ120225 F2F1YFa2YSa22.21.8129119MPaF2(2分)

YFa1YSa12.731.58

结论：此对强度不足。（1分） 学习资料

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4．某轴系用一对反装的30207轴承支承，已知轴上的轴向外载荷FA250N，方向如图所示，两轴承的径向载荷为Fr1512N，Fr21696N，内部轴向力为Fs1160N,Fs2530N，轴承的基本额定动载荷Cr54200N，载荷系数fp1.2，温度系数ft1.0，转速n1500r/min，判别系数e0.37

（当

Fae时，X1，Y0，当FrFaFr，轴承使用寿命要求不低于e时，X0.4，Y1.6）

10000小时，校核该对轴承是否合适。（10分） FA F Fr2

r1Fs1,Fs2（1分）

解：（1）计算轴承1，2的轴向载荷Fa1，Fa2

由于FAFs1Fs2 ，1为压紧端，Fa1Fs2FA530250280N（2分） 2为放松端 Fa2Fs2530N（2分） （2）计算轴承1，2的当量动载荷P1，P2

Fa1Fr12805120.55e，X10.4，Y11.6P1X1Fr1Y1Fa1652（1分）

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Fa2Fr253016960.31e，X21，Y20P2X2Fr2Y2Fa21696（1分）

（3）计算轴承的寿命

10ftCr106154200 Lh60nfpP26015001.216966103626707h10000h（2分）

（4）结论轴承合用（1分）

五、指错题（答对一个得一分，共10分）

指出图中齿轮轴系上的错误结构，滚动轴承采用脂润滑。

（1） 缺垫片 （2） 轴肩过高 （3） 键应该在同一直线 （4） 套筒过高 （5） 蜗轮轴段长度过长 （6） 端盖内径应该比轴基本尺寸大 （7） 轴端轴过长 学习资料

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（8） 轴承无轴向游动间隙 （9） 联轴器缺轴向定位轴肩 （10） 缺退刀槽

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