机械设计试卷3
一选择填空题（每空一分共20分）
1在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是普通螺纹，其牙型角6T二60°。
2普通平键连接工作时，平键的工作面是鲤厘，平键的剖面尺寸Z?X/z按 轴径从标准中查取。平键连接主要失效形式是压溃。 3带传动中，若q为主动轮圆周速度，Z>2为从动轮圆周速度，Z?为带速，则这些速度之间存在的关系 是 M〉Z?〉Z>2 O 4 V带传动中，V带截面楔角识=4（r ,则V带轮的轮槽角小。应 < 40°。 5在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率和小带轮转速査选型图确定。
6对于一对材料相同的钢制软齿面齿轮传动，为使大小齿轮接近等强度，常用的热处理方法是小齿轮ja 质，大齿轮正火 。
7根据轴的承载情况，自行车的前轴承受弯矩作用应称为i_轴。中间轴应称为转轴。
8代号为6206的滚动轴承，其类型是深沟球轴承,内径d= 30 mnu 9温度和压力是影响粘度的主要因素，若温度升髙，则粘度降低（或减少）， 若压力升高，则粘度增加（或变大）。
10在下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可缓冲吸振的是_0 ________ 。
A凸缘联轴器B齿式联轴器C万向联轴器D弹性柱销轴器
11在蜗杆传动中，规定蜗杆分度圆直径的目的是减少蜗轮滚刀的数量，利于刀具标准化。 12普通平键连接工作时，平键的工作面是迥厘。 二简答题（共5题，每题6分）
1简述齿轮传动的失效形式和开式齿轮传动的设计准则
答：失效形式包括：
轮齿折断（1分）、齿面疲劳点蚀（1分）、齿面磨损（1分）、齿面胶合（1分）、轮齿塑性变形（1 分）。
开式齿轮传动的设计准则：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响将模数适当加大。 （1分）
2以框图形式说明转轴的设计过程。
己知
务件
逸择轴的材料 初算轴径 結构设计计其 穹援
枝枯计算完善 设计
1
修攻直径 转轴设计程存輕图
3简述蜗杆传动的正确啮合条件。
答：中间平面上，蜗杆轴向模数与蜗轮端面模数相等，均为标准值（2分）；蜗杆轴面压力角与蜗 轮端面压力角相等，且为标准值（2分）；蜗杆与蜗轮轮齿的螺旋线方向相同并且蜗杆分度圆柱上 的导程角等与蜗轮分度圆柱上的螺旋角。（2分）
4简述动载系数和齿间载荷分配系数1的含义并各举出两个主要影响因素。
答：动载系数尤.是考虑由于齿轮制造精度、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷影响系数。（1. 5
分）
影响A的主要因素有由基节和齿形误差产生的传动误差、节线速度误差和轮齿啮合刚度等。
齿间载荷分配系数t是考虑同时哨合的各对轮齿载荷分配不均匀对轮齿应力的影响系数。（1. 5分） 影响Ka的主要因素有轮齿制造误差，特别是基节偏差、轮齿的啮合刚度、重合度和跑合情况等。 三分析计算题
1.如图a、b分别为二级标准斜齿圆柱齿轮减速器的两种布置形式。已知齿轮2模数働=2. 5mm,及=57, ，
;齿轮3模数瓜3=3ram,而=19;齿轮4轮齿旋向为右旋。若主动轴I转向如图所示，试： 2=13°
1）图a、b两种布置形式哪种布置合理？并分析为什么？（2分）
2） 为使中间轴II的受力合理，试确定齿轮2轮齿旋向。（2分） 3） 在你认为齿轮布置合理的图上，画出各齿轮受力方向。（3分）
4） 为使轴II的外部轴向力为零，试计算出齿轮3的螺旋角，3的值？（7分） 5） 若主动轴I转向相反，轴II的轴向力还是否为零？（1分）
图a 图b
1） 图b布置形式合理（1分）。理由：将齿轮布置在远离转矩输入端的位置，（1）可利用轴的弯曲和
扭转变形的综合作用使齿轮的最大载荷降低；（2）也可使载荷分布不均状况得以改善（答对一个或 两个理由都得1分）。
2） 如本题答图a、b所示：a、b两图中齿轮2皆为左旋。（2分，每画对1个得1分） 3） 如本题答图b所示：（总计6对分力总计3分。每画对1对分力得0.5分）
题5答图a
题5答图b
4）
齿轮2、3的圆周力分别为:
2TU =
卜 iTu 一
JP,
2Tn 2r/z
d3 Z7tz?3Z3 / COS
2 —
—
2 cos 怂 r\
m
n3Z3
(1) (2 分)
d2 m\2z2/cos 凡 2 cos H
（2
分）
齿轮2、3的轴向力分别为：
Fa3 = Ft3 tan
=
Fa2 Ff2 tan 冷2
为使轴ii的轴向力为零，应满足如下条件:
Fa3 二 Fa21 Ft3 tan 卩3 = Ft2tan 芦2
(2) (1 分)
sin /?3 = —^-^-sin
m
=> = arcsin(—^-^-sin /?2)
m
n2Z2
n2Z2
分)
（1分）
6）即使轴I反转，轴II的轴向力仍为零。（1分）
3x19
=arcsin(
2.5x57
z
sinl3°) = 5.16248° = 5°945\
2 （总15分）：如图所示，一级斜齿圆柱齿轮减速器传动装置的小齿轮为悬臂布置形式。该齿轮的轴系
采用一对角接触球轴承背对背安装的支撑形式。己知：轴承径向载荷Frl、Fr2方向如图所示，大小分 别为：Frl=5500N、Fr2=3000N,小齿轮轴向力A=1500N。轴承内部轴向力按S=0. 4Fr计算。 1） 分别计算图该对轴承的轴向力Fal、Fa2o （8分）
2） 若该对轴承的寿命为8000小时，现将载荷加大一倍，将转速减小一半，试计算后确定该对轴承能否 满足载荷及转速改变后寿命至少2500小时的工作要求？（7分）
1) Sl=0.4Frl = 0.4x5500 = 2200(N),方向向左； (1 分)
S2=0.4Fr2 = 0.4x3000 = 1200(N),方向向右； (1 分)
根据轴的转向及小齿轮旋向判断出：小齿轮轴向力A向左。(3分) S1+A =2200+1500 = 3700 (N)>S2= 1200 (N) (1 分) 所以，Fa2 = Sl+A = 3700N (1 分)
Fal =Sl = 2200N (1 分)
（以上步骤中公式正确、轴向力A方向判断正确，仅计算结果错误，只扣1分。） 2）
Lh=10\\fTC/fPP）2 3 4/（60n）
= 2Lh/S = 2x8000/8 = 2000（小时） <2500（小时）
结论：不满足。
（3 分）
L'h 二 106 （fTC/fP （2 尸））3 /（60n/2） （3 分）
（1分）
（没有中间步骤和计算公式，只答不满足，“蒙对的”给1分）
四结构题
1下图分别用六角头M16的普通螺栓、六角头M16的铰制孔螺栓连接两块厚度为20mm的钢板，采用 弹簧垫圈，补画出其余结构线条，并注明那个是普通螺栓连接，那个是铰制孔螺栓连接（4分）。 答案：
普通螺栓连接（2分） 较制孔螺栓连接（2分）
2 （结构设计题）指出齿轮轴系结构图中的错误（指出并改正8处即可），说明错误原因，并在中心线
上
方画出正确结构（16分）。己知：1）齿轮是油润滑，轴承是脂润滑；
2）轴承为深沟球轴承。
吉林专升本机械专业复习模拟题7.doc
