同济大学《机械设计》期末模拟试卷

2007 -2008 学年第 一 学期

命题教师签名： 审核教师签名：

课号： 课名：机械设计 考试考查：考试

此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、补考( )试卷

年级 专业 学号 姓名 得分

一．是非题（正确的，在题目前括号内打“”,错误的打“”）（每题1分共12分） 1．（ ）采用标准件的好处之一是可以防止零件失效。

2．（ ）用相同的材料，制造尺寸不同的两个零件，这两个零件的疲劳极限相同。 3. ( ) 静载荷也会产生变应力。

4. ( ) 增大被联接件的刚度，降低螺栓的刚度，可以提高螺栓的疲劳强度。 5. ( ) 受预紧力的紧螺栓联接，只要拉应力小于许用应力，就满足强度条件。 6. ( ) 带传动在稳定运转时，带所受的应力是静应力。 7. ( ) 为了限制离心应力，带的速度不宜太高。

8. ( ) 设计闭式软齿面齿轮传动时，在保证齿根弯曲疲劳强度条件下，齿数通常取

得多一些。

9．（ ）锥齿轮的强度计算公式是按齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮导出的。 10.( ) 齿轮传动中，大小两齿轮的齿面接触应力相同。

11.( ) 设计圆柱齿轮传动时，小齿轮通常比大齿轮的齿宽略宽些。 12.( ) 带传动不适合远距离传动。

二．单项选择题(每题有一个且只有一个正确答案，请在括号内填上正确选项前的字母) （每题1分，共11分）

1. 不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv≤[pv]的目的主要是为了（ ）。

A. 防止边界膜压溃。 B. 防止轴承温升过高。 C. 防止轴瓦变形。 D. 防止轴瓦压溃。

1

2. 计算载荷等于（ ）。

A. 零件所受到的公称载荷。 B. 零件所受到的最小载荷。 C. 公称载荷与载荷系数的乘积。 D. 公称载荷与最大载荷的乘积。 3. 与花键联接相比，普通平键联接的特点是（ ）。

A. 对中性好。 B. 强度高。 C. 导向性好。 D. 成本低。 4. 齿轮轮齿修缘的目的是为了降低（ ）。

A. 使用系数。 B.动载系数。 C.齿间载荷分配系数。 D.齿向载荷分布系数。 5. V带传动在正常工作时，有效拉力等于（ ）。

A. 1000Pefa1v。 B. F0efa1。

C. 初拉力的两倍。 D. 紧边与松边的拉力和。

6. 设计带传动时，使小带轮直径dd1ddmin的主要目的是为了（ ）。 A.减小带的弯曲应力。 B.减小带的速度。 C.增大有效拉力。 D.增大包角。

7. 齿轮接触疲劳强度计算公式中，接触应力是按（ ）处参数计算的. A. 齿顶圆。 B.齿根圆。 C.节圆。 D.基圆。 8.普通平键的尺寸主要根据（ ）确定。 A.轴的直径和轮毂的长度。 B.轴和轮毂的材料 C. 轴和轮毂的对中性。 D. 轴上零件的受力方向。 9．齿面硬度大于（ ）的齿轮属于硬齿面齿轮。 A. 150HBS B. 250HBS C.275HBS D.350HBS

10.由于带传动存在（ ），传递不同功率时，传动比会略有变化。 A.有效拉力。 B.弯曲应力。 C.打滑。 D.弹性滑动。 11.在如下两级传动系统方案中，（ ）方案较好。 A. 带传动置于高速级、圆柱齿轮传动置于低速级。 B. 圆柱齿轮传动置于高速级、带传动置于低速级。

2

C. 圆柱齿轮传动置于高速级、锥齿轮置于低速级。 D. 蜗杆传动传动置于高速级、带传动置于低速级。 三．填空题(每题2分，共12分)

1． 一大批同型号的滚动轴承，正常使用情况下，当达到基本额定寿命时，约有 %的轴承

仍能正常工作。

2． 带传动的失效形式是 和 。 3． 对齿轮材料的选择及热处理的基本要求是 、 。 4． 目前仅以 疲劳强度作为开式齿轮传动的设计准则，考虑到磨损，将计算的模

数适当放大。

5． 轴的直径计算公式dA03P中，P表示 ，单位是 。 n6． 滚动轴承6207主要承受 力，内径是 mm。 四、简答题（5分）

1．简述齿轮的失效形式及设计准则。 2．简述提高轴的强度措施。

五、（12分）图示的蜗杆——斜齿圆柱齿轮传动中，已知蜗杆为主动件，n1转向如图， 蜗杆为右旋，试分析：

（1）为使中间轴II的轴向力抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和4的旋向。 （2）在图a上，画出蜗轮2的圆周力Ft2，径向力Fr2，和斜齿轮3的圆周力Ft3、 径向力 Fr3的方向。

(3) 在图b上画出蜗轮2的轴向力Fa2和斜齿轮3的轴向力Fa3的方向。

3

4

3

II 2 I

1 2

3 n1 图 b n

300 1

图 a

六．（12分）图示是由两边板和一块承重板焊接成的起重机导轨托架。每块边板均由四个螺栓与立柱相联，已知螺栓许用应力[]=120MPa，[]=72Mpa，边板与立柱间摩擦系数为=0.1，防滑系数Ks=1.2，托架所承受最大载荷为P=20KN。如果只考虑螺栓强度，那么：

1)如果采用铰制孔螺栓联接，螺栓的直径不小于多少？

2)如果采用普通螺栓联接，螺栓的直径不小于多少。

立柱 P=20KN 150 150 边板 P 4

七．(13分)某轴由一对30207轴承支承如图所示，已知 两轴承分别受到的径向载荷为Fr1=3000N，Fr2=6000N，

且轴上作用有轴向载荷Fae=3000N，常温下工作，转速n=1450r/min，试计算此对轴承的额定寿命Lh。

注：圆锥滚子轴承派生轴向力的计算公式Fd=Fr /3.2 ；

30207轴承的基本额定动载荷C=51.5KN； 载荷系数fp=1.5

FafF 当 0.375 时pr当量动载荷 Pfp(0.4Fr1.6Fa)

Fr当 F

aF0.375 时r2 1 Fae

Fr2

Fr1

5

八．（12分） 说明图示轴系中不合理或错误之处，并画出改正。

九．（11分）已知某材料的对称循环疲劳极限-1=170MPa，脉动循环疲劳极限0=280MPa，屈服

极限s=260MPa ；零件的应力综合影响系数K=1.5，寿命系数KN=1；零件危险截面上的最大应力max=120Mpa、min=20 Mpa，应力的变化规律是循环特征为常数。要求： 1. 画出零件的极限应力线图。

2. 零件的可能失效形式是 。 3. 计算零件的安全系数。

6