机械设计期末考试题

一、 是非题（有5小题，每题1分，共5分。正 确在括号内写“T”，错误在括号内写“F”）

2．滚动轴承的轴向系数Y值越大，其承受轴向能力越大。（ F 4．设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（ T ） 二、选择题（有5小题，每题2分,共10分。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上）

三

12．带传动的失效形式为 打滑 和 疲劳破坏 。因此，其主要设计依据为 在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命 。

13．轴按承载分为 心轴 ， 转轴 和 传动轴 。

14．螺纹联接按防松原理可分为 摩擦防松 ， 机械防松 和 其它防松 。

15．灰铸铁齿轮常用于 开 式传动中，这种齿轮的主要失效形式是 磨损 。

六、计算题（有2小题，每题6分,共 12分） 图1

23．一对46210角接触球轴承反安

装，如图1所示。已知轴承1和轴承2 的径向载荷分别为R1=2000N,R2=4000N,轴上作用的轴向载荷Fa=800N(指向轴承2)，轴承的派生轴向力S的计算式S=，e=，X=,Y=。轴承载荷有轻微冲击，载荷系数fF=，工作温度不大于120C。试求： (1) 轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2； (2) 轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。

解:(1)计算轴承的轴向载荷

图2 第六大题第23小题答案图 S1==×2000=1360 N

S2==×4000=2720 N S1、S2方向见图2

因为Fa+ S2=800+2720=3520 N＞S1 所以 轴承1“压紧”，A1= Fa+ S2=800+2720=3520 (2分) 轴承2“放松”，A2= S2=2720 N(2分) （2）计算轴承的当量动载荷 轴承1 A1/R1=3520/2000=＞e=,则取 X1=,Y1= P1=fF(X1R1+Y1A1)

=××2000+×3520)= N (2分) 轴承2 A2/R1=2720/4000=≤e=,则取 X2=1,Y2=0 P2=fFX2R2

=×1×4000=4800 N (2分) 24．已知V带传动中，最大传递功率P=8kW，带的速度v=10m/s，若紧边拉力F1为松边拉力F2的2倍，此时小带轮上包角1=120，求：（1）有效拉力Fe；（2）紧边拉力F1；（3）当量摩擦系数fˊ。

解:

有效拉力Fe =1000P/v=1000×8/10=800 N (2分) 又知:F1-F2= Fe,F1=2F2

则紧边拉力 F1=2 Fe =1600 N (2分)

F1efF2 根据欧拉公式

10、在滚动轴承的组合设计中，双支点单向固定方式适合于 。

【 A 】

A．跨距小，温升小的轴；B．跨距大，温升大的轴；C．跨距大，温升小的轴。 11、一对钢制标准齿轮啮合传动时，两轮的H1与H2 ，F1与F2 。 【 B 】

A．相等，不想等 B．相等，不一定 C．不一定，不一定

器

二、填空题

16、齿轮传动的主要失效形式有：轮齿折断;齿面磨损;齿面点蚀;齿面胶合;塑性变形 。

17、闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，其主要原因是：蜗杆传动由于效率低，所以发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以必须根据单位时间内的发热量Φ1等于同时间内的散热量Φ2的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定的处于规定的范围内 。

18、带传动中，弹性滑动与打滑的区别是：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。打滑是由于工作载荷过大带与带轮间的显着相对滑动，是带的失效形式之一，应当避免。

25、如图所示，轴上装有一斜齿圆柱齿轮，轴支承在一对正装的7306AC轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力Fte=8100N，径向力Fre=3052N，轴向力Fae=2170N，转速n=300 r/min，载荷系数fP=。试计算两个轴承的基本额定寿命(以小时计)。(想一想：若两轴承反装，轴承的基本额定寿命将有何变化) （有关数据：轴承C25600N，当Fa/Free0.7。7306AC，

时，X0.41,Y0.85；当时，X1,Y0。 内部轴向力 S0.7Fr，3 ） 解：①求Fr1、Fr2 Frv180(FreFae)2.77N，Frv250Fre80Fae2509N 5080130130FrH18050802Fte4984.62N，FrH2502250802Fte3115.38N

Fr1Frv1FrH15014.1N，Fr2Frv2FrH24000.1N

②求Fa1、Fa2

Fd1eFr10.75014.13509.8N，Fd2eFr20.74000.12800.1N Fa1Fd13509.8N，Fa2Fd1Fae5679N

③Fa1Fr10.7e，x11，y10，P1fP(x1Fr1y1Fa1)1.2(15014.1)6016.6N 3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（ A ）。

A．弹性柱销联轴器B．凸缘联轴器C. 十字滑块联轴器D．万向联轴器 1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（d1＝）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力[]180MPa，螺栓的相对刚度cb/(cbcm)0.5，按紧密性要求，剩余预紧力F1=F，F为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强pmax及每个螺栓连接所需的预紧力F0。

1、

2、 计算容器内液体最大压强

计算每个螺栓允许的最大总拉力：

F0F2CbF...........................................2分CbCm

3、

(208150.57434)17098N......................1分2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已

知两个轴承的径向载荷分别为FR1=2000N，FR2= 4000N，轴上作用的轴向外加载荷FX =1000N,轴承内部附加轴向力FS的计算为FS=FR，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比FAF＞e时，X= ，Y= ，当FAF≤e，X=1，Y= 0，e = ，载荷系数

RRfp = ，试计算：

（1）两个轴承的轴向载荷FA1、FA2； （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

FS10.7FR10.720001400N............................1分解：（1）FS20.7FR20.740002800N...........................1分

FS1FX140010002400FS2.........................1分轴承1为压紧端，轴承2为放松端…………………………………1分

FA1280010001800NFA2FS22800N1800FA10.9e0.68,X10.41,Y10.87..........................1分FR12000P1fp(X1FR1Y1FA1)20000.410.8718002386N...............1分FA2…………………………………….2分

(2)

28000.7e0.68,X20.41,Y20.87..........................1分FR24000P2fF(X2FR2Y2FA2)40000.410.8728004076N..............1分

1左、右两边轴承端盖均无调整垫片2左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3键过长4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9两端的轴承要设有挡油环10联轴器没有周向定位。

3. 试分析影响带传动承载能力的因素

初拉力Fo 包角a 摩擦系数f 带的单位长度质量q 速度v ．

11．在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么

1) 流体必须流经收敛间隙,而且间隙倾角越大则产生的油膜压力越大。 2) 流体必须有足够的速度；3) 流体必须是粘性流体。 19．试说明滚动轴承代号6308的含义。6─深沟球轴承 3─中系列 08─内径d=40mm

公差等级为0级 游隙组为0组。

20．简述联轴器的分类及各自的特点。联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又分为固定式和可移式。固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移。可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。弹性联轴器包含弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并具有吸收振动和缓和冲击的能力。 双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。

25 闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。

26、简述带传动的优点适于中心矩较大的场合； 带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；

过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防止损坏其他零件；结构简单、成本低廉；

30、 对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”

答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定轴向

一个方向的串动，另一个轴承的固定轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同轴的双向串动。 31简述形成稳定动压油膜的条件

答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。

6

2）基本额定动载荷即基本额定寿命为10转时，轴承所能承受的最大载荷。

8. 按国家标准GB/292-93规定，型号7212 C/DB轴承的类型为 角接触球轴承，宽度类型为 窄系列 ，精度等级为 P0 ，公称接触角α = 15 o。

9. 对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是 疲劳点蚀 , 对于不转动、低速或摆动的轴承，主要失效形式是 局部塑性变形 , 对于高速轴承， 发热以至胶合 是其主要失效形式。

10. 滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成， 其失效

形式主要是 胶合和磨损 ，主要发生在 轴瓦 上。