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成 绩 3．齿轮传动中将轮齿加工成鼓形齿的目的是为了_______B_________。 A．减小动载系数； √B．减小齿向载荷分布系数； C．减小齿间载荷分配系统； D．减小使用系数。 4．开式齿轮传动中轮齿的主要失效形式是_______C_____________ 。 机械设计练习1答案 姓名 学号 题号 得分 一、是非题：（10分，每题1分） 1. 变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。 （√） 2. 零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之增大。 （×） 3. 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值不相等。（×） 4. 键的截面尺寸b×h是按轴的直径d由标准中选定的。 (√) 5. 由于载荷较大需要用两个平键时，它们应布置在同一母线上 (×) 6. 在渐开线圆柱齿轮传动中，相啮合的大小齿轮工作载荷相同，所以两者的齿根弯曲应力以及齿面接触应力也分别相等。 ( × ) 7. 由于锥齿轮的几何尺寸是以大端为标准的，因此，受力分析也在大端上进行。（ × ） 8. 只要正确设计，带传动的弹性滑动是完全可以避免的 （× ） 9. 在相同的初拉力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力 （ √） 10. 普通螺纹用于联接时，一般多用粗牙螺纹。 （√） 二、选择题空题（10分，每空1分） 1.大多数通用零件及专用零件的失效都是由_____B______引起的。 A.低周疲劳 √B.高周疲劳 C. 应变疲劳 D.塑性变形 2.影响零件疲劳强度的综合影响系数Kσ与_____D______等因素有关。 A.零件的应力循环特性和载荷状态 B.零件的应力集中、工作温度、热处理 C.零件的材料、表面质量、过载 √ D.零件的尺寸、几何形状变化、加工质量及强化因素 一 二 三 四 五 六 七 八 九 A．点蚀和弯曲疲劳折断； B．胶合和齿面塑性变形； √C．弯曲疲劳折断和磨粒磨损； D．胶合和点蚀。 5．选择齿轮的结构形式和毛坯获得的方法与_____B_________ 有关。 A．齿圈宽度； √B．齿轮直径； C．齿轮在轴上的位置； D．齿轮的精度。 6．一对标准圆柱齿轮传动，已知齿数z1=30，z2=75，它们的齿形系数的关系是_____B______ 。 A．YFa1
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三、简答题（26分，） 1、单向穏定变应力r=c时零件的疲劳强度计算公式Sca=??1K?? ，试分析该式分子σ-1??a??m的含义和分母K??a????m的含义。(6分) 答：分子σ-1的含义是对称循环变应力疲劳强度极限。(2分) 分母K??a????m的含义是把σm≠0、σa≠0的工作应力，转化成在强度上具有等效影响的对称循环变应力 (4分) 2、在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？载荷系数K由哪几部分组成？(8分) 答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。(2分) 此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。(2分)因此，在进行齿轮强度计算时，要引入载荷系数K 载荷系数K由使用系数KA，动载系数Kv，齿间载荷分配系数Kα及齿向载荷分配系数Kβ等四部分组成。(4分) 3、螺纹防松的根本问题是什么？螺纹联接的常用防松方法有那些？(6分) 答：螺纹防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。(3分)螺纹联接的常用防松方法有：摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。(3分) 4、花键联接和平键联接相比，有那些优缺点？(6分) 答：1），因为在轴上与毂上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故连接受力较为均匀2）因槽较较浅，轴与毂的强度削弱较少；3），齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；4）轴上零件与轴的对中性好；5），导向性好；6））可用磨削的方法提高加工精度及连接质量。缺点：有时需要用专门设备加工，成本较高。
3. 图示三种普通螺栓联接，其中单个螺栓所能承受的总拉力 F2最大为4000N，接合面间的摩擦系数f=0.3，防滑系数Ks=1.2，每组螺栓数目为2个。若已知工作拉力F与残余预紧力F1的关系为F1=1.5F，设三种螺栓联接的预紧力相同。分别计算三种联接方式所能承受的最大外载荷。（已知CmC?0.7,Cb、Cm分别为螺栓和被联接件m?Cb的刚度，B中的螺栓组承受转矩，螺栓间距200mm）(14分) 解 (C)图 : F2=F1+F=2.5F (2分) F=4000/2.5=1600N (1分) ∑FΣ=2F=3200N (1分) F0?FCm1?CF?1.5F?0.7F?3520N (1分) m?Cb (A)图：fF0zi?KsF? (2分) FΣ=fF0zi/Ks = 0.3×3520 ×2×1/1.2=1760N (2分) (B)图： ∑fF0zir/Ks≥T (3分) T≤∑fF0zir/Ks T=2×0.3×3520×100/1.2=176000N·mm (2分) 补充：当不要求“三种螺栓联接的预紧力相同”时，求解如下： (A)图：fF0zi?KsF? (2分) FΣ=fF0zi/Ks = 0.3×4000 ×2×1/1.2=2000N (2分) (B)图： ∑fF0zir/Ks≥T (3分) T≤∑fF0zir/Ks T=2×0.3×4000×100/1.2=200000N·mm (2分) (C)图: F2=F1+F=2.5F (2分) F=4000/2.5=1600N (2分) ∑FΣ=2F=3200N (1分)
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四、计算题：(54分) 1.已知：V带传动的功率P=10KW，小带轮的转速n1=1000r/min, 小带轮的基准直径dd1= 50mm, 平均传动比i=2, 滑动率ε=0.01， 试求: 1）小、大带轮的线速度v1和v2 2）大带轮的基准直径dd2 3）当中心距a=280mm时，求小带轮的包角α1（10分） 2、已知材料的力学性能为σs=540MPa,σ-1=360MPa. ??=0.2,弯曲疲劳极限的综合影响系数 Kσ=1.5。零件上最大工作应力σmax=180MPa, 最小工作应力σ件的计算安全系数。(14分) 解： min=100MPa,应力变化规律为r=c,求解该零解： ψσ=2??1??0?dd1n13.1416?50?10001)v1???2.618m/s60?100060?1000v2?(1??)v1?(1?0.01)?2.618?2.592m/s2)dd2?dd1(1??)i?50(1?0.01)?2?99mm57.3?57.3?3)?1?180??(dd2?dd1)?180??(99?50)?169.973?a280 V1 (2分) V2 (2分) Dd2 (2分) α1 (4分) ?0?2?360??0?0=0.2 (2分) 1.2?0=720 ?0=600 (2分) A′:(0,360), D′:(300,300), C:(540,0), A:(0, σm= σa=′360), D:(300,200) (4分) 1.51(σ2max+σmin)=140 (2分) 1(σ2max-σmin)=40 (2分) M点位于OGC区域内，在r=c条件下，极限应力为屈服极限σs，故只需作静强度计算， Sca= ?s540= =3 (2分) ?a??m180
机械设计期末试卷(含答案)
