长沙理工大学机械设计期末考试题库及全部答案

②计算许用应力

????d1??sS?300?100MPa（2分） 34?1.3?50000?28.768mm（2分）

??100③确定螺栓直径d1

4?1.3F'?????④选择螺栓

查表选取M36（d1=31.670mm>28.768mm）（2分） 2、如图所示，a)、b)分别为斜齿圆柱齿轮的悬臂布置和对称布置的支承形式。图1)、2) 分

别为一对角接触球轴承背对背、面对面安装支承形式。

1） 请合理选择斜齿轮不同布置形式下，一对角接触球轴承的支承形式，你认为正确

的，在“□”中打“√”：

图a)所示悬臂布置宜采用： √图1)； 图2) （1分） 图b)所示对称布置宜采用： 图1)；√图2)。（1分）

2） 根据1）中的选择结果计算图a）所示情况下，轴承的轴向力Fa1、Fa2。

已知：轴承径向载荷Fr1、Fr2、齿轮的轴向力A方向如图所示，大小分别为：Fr1=4000N、Fr2=2000N，A=2000N。轴承内部轴向力S=0.4Fr。（4分） 解：S1=0.4Fr1 = 0.4x4000 = 1600(N) ，方向向左； （1分）

S2=0.4Fr2 = 0.4x2000 = 800(N) ，方向向右； （1分） S2+A = 800+2000 = 2800 (N) > S1 = 1600 (N) （1分） 所以，Fa1 = S2+A = 2800 N （1分）

Fa2 = S2 = 800 N

3） 若该对轴承的寿命为5000小时，现将当量动载荷加大一倍，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1000小时的工作要求？（4分） 标准答案：

Lh?106(fTCfPP)3(60n)L'h?106(fTCfP(2P))3(60n2)?2Lh/8?2?5000/8?1250(小时)?1000(小时)(2分)(1分)（1分） 结论：此轴承能够满足寿命至少1000小时要求。

3、在图示传动系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知齿

轮1轮齿螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，试回答下列问题： 1）齿轮2的轮齿螺旋线方向是 旋。（1分）

2）在图中画出齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向。（2分） 3）为使在Ⅱ轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力相互抵消一部分，蜗杆3的螺旋线方向应该是 旋，并在图中画出蜗杆的旋向；在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力Ft3和径向力Fr3的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力Ft4和径向力Fr4的方向，在图中画出蜗轮4的转动方向。（8分） 答：

1）右旋。（1’）

2）齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向如图所示。(2’) 3) 右旋；（1’） 画出螺旋线方向(1’)

蜗杆3所受的三个分力Fa3、Ft3和Fr3的方向如图所示；(3’) 蜗轮4所受的圆周力Ft4和径向力Fr4的方向如图所示；（2’） 蜗轮4的转动方向如图所示。(1’)

齿轮1 × · 蜗轮4 Ⅰ Fa2 Fa3 n4 B Ⅱ 电动机 Fa1 A × Fr4 Ft4 · Fr3 Ft3 ? 蜗杆3 齿轮2 4、一对标准斜齿圆柱齿轮传动如图所示，已知：输入轴转速n1?960r/min，输入功率

P?3kW，齿轮齿数z1?21，z2=62，法向模数mn?2.5mm，分度圆螺旋角

??8.849725?，分度圆柱上的法面压力角?n?20?，试计算：

（1）输入轴I上的转矩；（2）大斜齿圆柱齿轮上三个分力的大小。（本题4分） 解：输入轴上的转矩

P3?103T1???29.84N.m

n1960?2?/60Ft?2T12?29.84cos???1.123kN d12.5?211.123?tan20?Fr?Ft?tan?n/cos???0.414kW (1’) ?cos8.849725Fa?Ft?tan??1.123?tan8.849725??0.175kN (1’)

对应于机械设计五 和 六 一、填空（每空1分，共20分）

1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（ 无限寿命区 ）区；

当N＜N0时，为（ 有限寿命区 ）区。

2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（ 弹性变形 ）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（ 小 ）。

3．润滑油的（ 油 ）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（ 粘度 ）越大，则其内摩擦阻力就越大。

4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（ 添加剂 ）。

5．正是由于（ 弹性滑动 ）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（ 打滑 ）和（ 带的疲劳破坏 ）。

6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ 相对滑动速度 ）很大，因此导致传动的（ 效率 ）较低、温升较高。

7．链传动水平布置时，最好（ 紧边 ）边在上，（ 松边 ）在下。

8．设计中，应根据被联接轴的转速、（ 转矩 ）和（ 直径 ）选择联轴器的型号。 9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（ 相对间隙 ）；而（ 偏心距 ）与（ 半径间隙 ）之比称为偏心率?。

10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（ 1.5 ）个键计算。 二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）

1．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （ × ） 2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。 （ √ ） 3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。 （ √ ） 4．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。 （ × ） 5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 （ × ） 6．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （ √ ） 7．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。 （ × ） 8．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ × ）