上海师范大学标准试卷
2004 ~2005学年第一学期考试日期2005 年01 月04 日
科目机械设计(A卷)
专业本、专科年级班姓名学号
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一、判断题:正确的在()中写“√”,错误的在()中写“×”(每题1分, 共8分)。
1、推力球轴承不能承受径向载荷。( )
2、锥齿轮的当量齿数一定小于实际齿数。( )
3、直齿锥齿轮传动中轴向力必定指向大端。( )
4、变位蜗杆传动中,蜗杆和蜗轮的几何尺寸都发生变化。( )
5、对于受轴向载荷的紧螺栓联接,螺栓受到的总拉力等于预紧力和工作拉力
之和。( )
6、蜗杆传动中,蜗杆头数越少,传动效率越低。( )
7、在制造及装配精度不高的情况,采用三支点的轴系比二支点轴系提高刚度
效果好。( )
8、在V带(三角带)传动设计计算中,要求小带轮包角α1≥120?,是为了保
证带传动具有足够的承载能力。( )
二、选择题:把正确的选项代号填入___上(每题2分, 共18分)。
1、与齿轮传动相比,________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
2、在V带(三角带)传动设计中包括下列计算:
1)选择带的型号;
2)确定带轮基准直径;
3)确定中心距,计算带长;
4)计算所需的根数;
5)确定计算功率;
6)验算带在小带轮上的包角;
7)计算初拉力;
8)计算轴上的压力;
设计中的计算顺序为:_______________。
A.1,2,3,4,5,6,7,8
B.5,1,2,3,4,6,7,8
C.5,1,2,3,6,4,7,8
D.5,7,1,3,2,6,4,8
3、滚动轴承寿命计算公式为:L
C
P
=()ε,ε为寿命指数,对于6205轴承,
ε=_______________。
A. 1
3
B.
10
3
C.
3
10
D. 3
4、滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成,有些滚动轴承
中可以缺少其中某一部分或某几部分,但是其中________是不可缺少的。
A.内圈
B.外圈
C.滚动体
D.保持架
5、采用______________轴承的轴系轴向刚度高。
A.圆锥滚子轴承
B.角接触球轴承(α=25?)
C.深沟球轴承
D.角接触球轴承(α=15?)
6、某轴系当要求具有高的支承刚度时,宜采用____________预紧方法。
A.角接触球轴承反安装,内圈间加垫片
B.一对角接触轴承内圈间和外圈间分别装入长度不等的套筒
C.角接触球轴承正安装,外圈间加垫片
D.弹簧预紧
7、下列锥齿轮传动的传动比计算公式中,__________是不正确的。
A.i
d
d
=2
1
B.i
z
z
=2
1
C.i=
sin
sin
δ
δ
2
1
D.i=
cos
cos
δ
δ
2
1
8、锥齿轮传动与圆柱齿轮传动相比,特点是_____________。
A.制造容易,安装复杂
B.制造、安装都复杂
C.工作时噪声小
D.齿轮尺寸较小
9、在载荷比较平稳,冲击不大,但两轴线具有一定程度的相对偏移量的情况
下,通常宜采用下列哪一种联轴器________________。
A.刚性
B.无弹性元件
C.有弹性元件
D.安全
三、填空题:把答案写在题中的__________上(每题2分, 共8分)
1、轴按所受载荷的性质分类,自行车的后轴是____________轴;汽车变速箱
至后桥的连接轴是____________轴;电动机转子轴是_____________轴。
2、螺纹联接防松的根本问题在于___________________________________。
3、闭式蜗杆传动进行热平衡计算的条件是______________________________
______________________________________。
4、带传动中,带中的最大应力发生在____________________处。
四、分析题:简要回答以下问题(本题共14分)
1、(本题4分)
何谓角接触轴承的“正安装”和“反安装”?试比较一对角接触轴承组合为一个支点时,正安装和反安装轴承组合刚度的大小。
2、(本题6分)
有一手动提升机构,第一级为直齿圆柱齿轮传动,轮齿的弯曲强度公式为:
[]
m KT Y Y z d ≥21123
Fa Sa
F φσ。问:
1)计算大齿轮z 2的模数时,是否只需将公式中T 1、z 1改为T 2、z 2?为什么?
2)Y Fa 是什么参数?它主要和哪些参数有关?这些参数变化时对Y Fa 有何影 响?
3、(本题4分)
举出常用的蜗杆、蜗轮材料各三种。
五、结构题:( 本题12分 )
画出一对面对面成组安装圆锥滚子轴承(或角接触球轴承)的预紧装配图。
六、计算题:(本题共24分)
1、(本题6分)
=200r/min,轮1、2设计如图所示齿轮减速传动时,已知输入轴转速n
1
260天,预
N。
2、(本题6分)
30206圆锥滚子轴承的基本额定动载荷C r=24800N,极限转速n lim=6000r/min,若承受当量动载荷P=2200N,预期寿命[L h]=10000h,此轴承允许的最大工作转速n max是多少?
3、(本题12分)
图示一蜗杆轴上正安装一对30208型圆锥滚子轴承,根据蜗杆轴上的受力,求得两支承的径向反力F r1=2600N,F r2=2000N,蜗杆转速n1=960r/min,蜗杆的轴向力F A=1000N,冲击载荷系数f
=1.1,试计算两轴承的当量动载
d
荷。
七、大型题:( 本题16分)
分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力,忽略摩擦损失。已知:小齿轮齿数
z 1=22,大齿轮齿数z
2
=90,法向模数m
n
=2mm,中心距a=120mm,传递功率
P=2kW,小齿轮转速n
1
=320r/min,小齿轮螺旋线方向右旋。求:1)大齿轮螺旋角 的大小和方向;
2、F
3、T
4、F
5、F
6、T
7、F
8、T
二、选择题:把正确的选项代号填入()中
(本大题分9小题, 每小题2分, 共18分)
1、D
2、C
3、D
4、C
5、A
6、B
7、D
8、B
9、B
三、填空题:把答案写在题中的空格里
(本大题分4小题, 每小题2分, 共8分)
1、心轴,传动轴,转轴
2、防止螺旋副在受载时发生相对转动
3、蜗杆传动达到最高允许温度时,单位时间内的发热量等于或小于同时间内的散热量。
4、紧边与小带轮相切
四、分析题:简要回答以下问题
(本大题共3小题,总计16分)
1、(本小题4分)
A.正安装:两轴承大口相对,外圈法向线构成“X”形。
反安装:两轴承小口相对,外圈法向线构成“O”形。
B.反装时,两个压力中心远离,正装时则靠近,因而前者组合时刚度较大。
2、(本小题6分)
1)当计算z
2的模数时,公式中的T
1
、z
1
不变,仍用小齿轮的转矩和齿数,而
公式中的Y
Fa 、Y
Sa
及[]
σ
F
应该用大齿轮的参数Y
Fa2
、Y
Sa2
及[]
σ
F2
代入。
2)Y
Fa 是齿形系数,只取决于齿数z和变位系数x,x增大时,Y
Fa
减小,z增
加时Y
Fa
减小。
3、(本小题6分)
蜗杆:15Cr、20Cr渗碳淬火、40、45、40Cr、40CrNi、42SiMn表面淬火。
蜗轮:ZCuSn10P1(10-1锡青铜),ZCuSn5Pb5Zn5(5-5-5锡青铜),ZCuAl9Mn2(9-2铝青铜)、HT150、HT200。
五、结构题:
( 本大题12分)
六、计算题:计算下列各题 (本大题共3小题,总计22分) 1、(本小题6分)
接触应力与弯曲应力的循环次数相同。
L h h =??=8260816640
N n jL 11860602001166402010==???=?h .次
88
11h 22100.22100.22260?=??===i N jL n N 次
N n jL N i 33228
760101025
4010===?=?h ...次
2、(本小题6分)
[]L n C P
L h h =
16670()ε
≥ []n L C P ≤
166701667010000248002200
5354 r 103
h /()()min /ε=?= 考虑极限转速,n n n max /min ≤5354 r 3、(本小题10分) F F Y S1r1 N = =?=22600 2168125. . F F Y S2r2 = =2625 N F F F S2A S1+=+=>62510001625 N F F F a1S2A =+=1625 N F F a2S2==625 N F F e a1r1==>=1625 2600 0625038..,X 104=.,Y 116 =. 小齿轮分度圆直径d 1121039547143= ==n mm cos cos ..β 小齿轮转矩T P n 16 1695510955102 320 596875=?=??=?...N mm 切向力F T d t N = =?=22596875 47143253211..