【精编】南京工业大学机械设计试题合集与答案.pdf

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1、文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.南京工业大学机械设计试题（B）卷（闭）2006-2007 学年第2学期 使用班级0401-2（控制,机械）班级学号姓名题号一二三四总分得分一、选择、填充(第7题 2分，其余每空1分，共 20分)1.齿式联轴器是一种可以补偿位移的挠性联轴器。(a)综合；(b)轴向；(c)径向；(d)角2.若一滚动轴承的基本额定寿命为6万转，则该轴承所受的当量动载荷基本额定动载荷。(a)大于；(b)小于；(c)等于3.设计时，按基本额定动载荷选择的滚动轴承，在预定使用时间内，其工作可靠度R为。(a)0.95；(b)0.99；(c)0.9；(d)0.5

2、 4滑动轴承实验曲线如图其润滑状态I 区表示II 区表示区表示滑动轴承摩擦特性曲线5.蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越自锁性越.6.对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料主要依据是。(a)齿面滑动速度v s；(b)蜗杆传动效率；(c)配对蜗杆的齿面硬度；(d)蜗杆传动的载荷大小。7.影响齿轮传动动载系数Kv 大小的两个主要因素。(2分)8齿轮的弯曲疲劳强度极限F l i m和接触疲劳强度极限H l i m是经持久疲劳试验，并按失 效 概 率 为来 确 定 的。实 验 齿 轮 的 弯 曲 应 力 循 环 特 性 为循环。9直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础的

3、。文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.10套筒滚子链的节距P 越大，链传动的承载能力越，传动时的动载荷越。11设计链传动时，大链轮齿数不应取的过多(120齿)，否则链条磨损后易使链发生现象。12.新标准规定中，矩形花键以定心(a)大径；(b)小径；(c)侧面13图示极限应力曲线图,N 点表示零件的工作应力状态，在零件加载过程中，设应力循环特性 r常数，则零件的疲劳极限应力点为(N l，N 2,N 3，N 4)，零件可能失效形式为。二,简答题（20分）（每小题 4分）1.试比较以下三种情况（F1?F2?F3；V1V2ddmin是为了 _。A 限制带的弯曲应力;B 限制

4、相对滑动量;C 保证带与轮面间摩擦力11、图示为直齿圆柱齿轮齿根弯曲强度计算力学模型，齿宽为b，试在图中标出、Fn、h、S,并写出齿根弯曲应力公式(F=M/W)中 M 和 W 表达式(6分)12,标准平键的承载能力，通常取决于键的抗剪切能力。()13,小带轮在一定的转速范围内，单根V 带所能传递的功率随带速增加而增大。（）14,角接触球轴承的接触角 越小，承受轴向载荷的能力就越大。()15,直齿锥齿轮的强度计算是在轮齿的大端进行的。()二,简答题（20分）1，试比较以下三种情况（F1?F2?F3；V1V2e 时的Y 值)，e=0.37，轴承的轴向载荷A 与径向载荷R 之比 A/Re 时，X=0

5、.4，Y=1.6；A/Re时，X=1，y=0，轴承载荷有中等的冲击，载荷系数fd=1.5。试求：（1）在下图上画出S1，S2的方向；（2）求两轴承的轴向载荷A1、A2；（3）求两个轴承的当量动载荷P1、P2，并判断哪个轴承的额定寿命较短？2（12分）图示斜齿圆柱齿轮蜗杆传动组成的传动装置，动力由I 轴输入，蜗轮4为左旋齿。试求：（1）为使蜗轮 4按图中 n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向；(2分)（2）为使中间轴II 所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和轮 2的轮齿旋向；(4分)（3）在图上节点处画出齿轮1和蜗轮 4所受的三分力的方向（垂直齿面向外的力画，向内的力画）；(6分)3（15分

6、）利用紧螺栓联接的力变形协调关系图求解以下问题：（1）在单个螺栓受轴向外载荷F 的力变形图上，将 Qp，Qp，Q，（b+），m标在相应的图线上。（Qp预紧力，Qp 残余锁紧力，Q单个螺栓受的轴向总拉力，（b+）螺栓的总的拉伸变形，m被联接件的剩余变形）文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.（2）已知F=5KN，Qp=10KN。螺栓的刚度为Cb，被联接件的刚度为Cm，Cm=4Cb,求Qp。(3）若采用螺栓M16（小径 d1=13.835mm），屈服限 s=240Mpa，控制预紧力，安全系数 S 为1.5，问螺栓允许的最大的拉伸载荷为多少？4(8分)一混合摩擦润滑的向心滑

7、动轴承，B/d 最大允许值为1.5，轴颈 d=100mm，已知轴承的材料许用值 p=5MPa，V=3m/s,PV=10MPam/s试求轴承的转速为以下三种数值时，轴的最大载荷各多少？（1）n1=250r/min（2）n2=500r/min（3）n3=1000r/min 四、Find out and correct structure mistakes in Fig.below(10分)图示为减速器轴的结构装配图，试指出结构错误并改正。（写上序号）注：1，圆角、倒角、退刀槽未画出，不算错。2，在题图上标注、修改，可另作图。3,只指出 5处错误，多指出无效，只批阅前5个答案。南京工业大学机械设计试

8、题（B）卷（闭）2007-2008 学年第 2学期 使用班级过控0501-2 班级学号姓名题号一二三四五总分得分一、选择、填充与是(T)非(F)题(20分)1.与带传动相比，链传动的承载能力，传动效率，作用在轴上的径向压力。2.普通螺栓联接，其设计准则是。3.平键联接，键的常用材料为。4.蜗杆直径d1=qm 式中 q 称为。5.45钢的持久疲劳极限-1=270 Mpa，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5*106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为Mpa。6.圆柱螺旋弹簧的旋绕比C 是之比值。7带传动中限制小带轮的直径dd1ddmin是为了。a）限制带的弯曲应

9、力b）限制相对滑动量c）保证带与轮面间摩擦力8.链传动中小链轮齿数宜适当多取些是为了。a）防止脱链b）防止小链轮转速过高c）提高传动平稳性d）保证链轮强度9.采用的措施，不能有效地改善轴的刚度。a）改用高强度合金钢b）改变轴的直径c）改变轴的支承位置d）改变轴的结构10.若一滚动轴承的基本额定寿命为588000转，则该轴承所受的当量动载荷基本额定动载荷。文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.a)等于b)大于c)小于11.螺纹升角增大，则联接的自锁性。a)提高 b)不变 c)降低12联轴器与离合器的根本区别在于。(2分)a)联轴器只能用来连接两根轴；离合器还可以用来联结

10、轴上的其他回转零件。b)联轴器只能用来传递转矩；离合器除传递转矩外，还可以用作安全、定向或起动装置。c)要把被联轴器联结的两轴分离，需要使机器停车进行拆卸；离合器可在机器工作过程中随时使两轴接合或分离。d）联轴器只能用来连接两根轴，离合器还可以用来联结轴上的其他回转零件。13在保证链承载能力的条件下，尽量选用大节距的链条。（）14滑动轴承设计中，适当提高宽径比可以提高轴承的承载能力。()15开式齿轮传动中，齿面点蚀并不常见。()16蜗杆传动的最大特点是滑动速度大。()17联轴器和离合器的计算扭矩等于公称扭矩乘以一个小于1的载荷系数。()二、简答题（20分）1，简述螺纹联接的防松方法？2，Wha

11、t are design requirements for mechanical components?3，What s the procedure of design of sliding bearings?4,What s the procedure of design of shaft?5,What are failure models of mechanical components?二、分析与计算(50分)1.图示为蜗杆一斜齿圆柱齿轮减速器已知III III 轴的转向和该轴上斜齿轮的螺旋线方向为左旋，试问：(1)欲使作用在轮2和轮 3上的轴向力部分抵消，确定出轮2和轮 3的轮齿螺旋线

12、方向(图示)；(5分)(2)定出蜗杆 1的螺旋线方向和轴II 的转向(图示)；(4分)(3)画出蜗杆和蜗轮所受圆周力F t，轴向力F a，径向力F r，的方向(要求在啮合点画出方向，垂直纸面向内方向用表示、向外方向用表示)(6分)2一转轴由角接触球轴承支承，其受力和跨度如图示。求：（1）两轴承的当量动载荷P1，P2（要求在图上画出FS的方向）（16分）（2）指出哪个轴承寿命长。（4分）注：FS=1.14Fr；Fa/Fre 时，X=1，Y=0；Fa/Fre 时，X=0.35，Y=0.57；fp=1.，e=1.14。3.如图所示为用三个M12的普通螺栓联接的两平板。已知F=900N，板间摩擦系数f

13、=0.18，防滑系数Ks=1.2，螺栓小径d1=10.106mm，许用应力 =108MPa。试校核此螺栓联接是否安全（10分）4.一混合摩擦润滑的向心滑动轴承，B/d 最大允许值为 1.5，轴颈 d=100mm，已知轴承的材料许用值 p=5MPa，PV=10MPam/s 试求轴承的转速n1=250r/min 时，轴的最大载荷各多少？（5分）4 文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.四、Find out and correct structure mistakes in Fig.below(10分)图示为减速器轴的结构装配图，试指出结构错误并改正。（写上序号）注：1，圆

14、角、倒角、退刀槽未画出，不算错。2，在题图上标注、修改，可另作图。3,只指出 5处错误，多指出无效，只批阅前5个答案。南京工业大学机械设计试题（A）卷（闭）2008-2009 学年第二学期使用班级过控0601-2 班级学号姓名题号一二三四总分得分一、填空，选择，判断题（15分）1.有 A、B 两个弹簧，中径DADB，其他参数和材料均相同，问：当外载 F相同时，弹簧变形大，2.按弯曲扭转合成计算轴的应力时引入，目的是由于_。A 轴上键槽削弱轴的强度；B 正应力与剪应力方向不同；C 合成正应力与剪应力时的折算系数；D 正应力与剪应力的循环特性有差异3.齿式联轴器是一种可以补偿位移的挠性联轴器。A

15、综合；B 轴向；C 径向；D 角4.一对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，能承受径向载荷和轴向载荷的联合载荷。它们的基本额定动载荷C 指的是 _。A 纯轴向载荷；B 纯径向载荷；C 径向和轴向的联合载荷；D 使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量5.设计滑动轴承时，载荷愈大，相对间隙应_。A 愈大；B 愈小；C 任意6.一蜗杆传动，已知模数m8mm，蜗杆导程角=1118 36”，蜗杆直径系数q=10蜗杆转速 nl=970r min，蜗轮分度圆直径d2320mm，则蜗轮转速n2=r min.7.齿轮传动中，齿形的修缘的目的是_。8.在承受横向载荷的普通紧螺栓组中，螺栓杆作用。A 受剪切应力；B受拉应力

16、；C受扭转切应力和拉应力9.链传动中小链轮齿数宜适当多取些是为了_。A 防止脱链；B 防止小链轮转速过高；C 提高传动平稳性；D 保证链轮强度10.提高齿轮抗点腐蚀能力，采取的措施是_。A闭式传动；B软齿面；C加大中心距；D分度圆直径不变，减少齿数，增大模数11.带传动中限制小带轮的直径dd1ddmin是为了 _。文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.A 限制带的弯曲应力；B 限制相对滑动量；C 保证带与轮面间摩擦力12.设计时，按基本额定动载荷选择的滚动轴承，在预定使用时间内，其工作可靠度R为。A 0.95；B 0.99；C 0.9；D 0.5 13，灰铸铁齿轮传动

17、常用于低速，无冲击和大尺寸的场合。()14.直齿锥齿轮的强度计算是在轮齿的大端进行的。()15.欲提高液体动压滑动轴承的工作转速，应提高其润滑油的粘度。()二、简答题（20分）（每小题 4分）1.什么是滚动轴承的基本额定寿命？2.What s the procedure of design of shaft?(solution in English)3.What s the procedure of design of sliding bearings?（solution in English）4.What are failure models of mechanical components

18、?（solution in English）5.What are fundamental requirements for machinery design?（solution in English）三、分析与计算题（55分）1.一轴两端各由一个轴承支承受力情况如图示，载荷系数fp=13，试分别求出两个轴承的当量动载荷(15分)已知轴承的基本额定动载荷C=34KN，派生轴向力Fs=Fr/2Y 2.图示斜齿圆柱齿轮蜗杆传动组成的传动装置，动力由I 轴输入，蜗轮 4为左旋齿。试求：（1）为使蜗轮 4按图中 n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向；（2）为使中间轴II 所受的轴向力能抵消一部分，确定斜

19、齿轮1和轮 2的轮齿旋向；（3）在图上节点处画出齿轮1和蜗轮 4所受的三分力的方向（垂直齿面向外的力画，向内的力画）；（12分）3.螺纹联接如图示。用二个M10（小径 d1=8.376mm）的螺钉，将一块薄板联接在一机座上，薄板受力R=600N，二钉距S=150mm，R 与钉孔之距L=200mm，薄板与机座之间摩擦系数为 f=0.12，螺钉材料许用拉应力=80MPa，薄板与机座联结可靠性系数Ks=1.2，试校核此联接是否安全？（12分）4.图示为单向转动的从动轴轴上为标准直齿圆柱齿轮。已知模数m=2mm，齿数 Z=50,工作转矩 T=50Nm(脉动循环),在具有最大弯矩的轴截面上，抗弯截面系数

20、W=2500mm3,抗扭截面系数 WT=5000 mm3,=0.6。要求：（1）做出轴的合成弯矩图、扭矩图、计算弯矩图；（6分）（2）分别求出该截面上弯曲应力的应力幅a和平均应力m；（5分）（3）分别求出该截面上扭转剪应力的应力幅a和平均应力m。（5 分）四、Find out and correct structure mistakes in Fig.below(10 分)南京工业大学机械设计试题（B）卷（闭）2008-2009 学年第二学期使用班级过控0601-2文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.班级学号姓名题号一二三四总分得分一、选择、填充、判断题(20分)1

21、.现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学技术统称为。A 摩擦理论；B 磨损理论C 润滑理论D 摩擦学。2.按弯曲扭转合成计算轴的应力时引入，目的是由于。A 轴上键槽削弱轴的强度；B 正应力与剪应力方向不同C 合成正应力与剪应力时的折算系数；D 正应力与剪应力的循环特性有差异3.在载荷较大比较平稳，无冲击，且两轴线易对中的情况下，通常宜采用_联轴器。A 刚性；B 无弹性元件的挠性；C 有弹性元件的挠性4.若一滚动轴承的基本额定寿命为6万转，则该轴承所受的当量动载荷基本额定动载荷。A 大于；B 小于；C 等于5.对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料主要依据是。A 齿面滑动速度v s；B 蜗

22、杆传动效率；C 配对蜗杆的齿面硬度；D 蜗杆传动的载荷大小。6.影响齿轮传动动载系数Kv 大小的两个主要因素是。(2分)7标准 D 型 V 带传动，初拉应力0=F0/A=1.2MPa(A=476mm2)，传递园周力 800N 时，若不计离心力影响，则工作时紧边拉力F1=N，松边拉力F2=N。8直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础的。9套筒滚子链的节距P 越大，链传动的承载能力越，传动时的动载荷越.10设计链传动时，大链轮齿数不应取的过多(120齿)，否则链条磨损后易使链发生现象。11带传动正常工作时，紧边拉力Fl和松边拉力F2关系为。(a)Fl=F2；(b)F1-F2=F

23、；(c)FlF2=e;(d)Fl+F2=F0(F0为初拉力)。12.在滚子链的结构中，内链板与套筒两端采用配合，滚子与套筒间，套筒与销轴之间采用配合。13图示极限应力曲线图,N 点表示零件的工作应力状态，在零件加载过程中，设应力循环特性 r常数，则零件的疲劳极限应力点为(N l，N 2,N 3，N 4)，零件可能失效形式为。14.标准平键的承载能力，通常取决于键的抗剪切能力。()15.蜗杆传动的最大特点是滑动速度大。()文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.二、简答题（20分）（每小题 4分）1.试比较以下三种情况（F1?F2?F3；V1V2F2,V1V2,所以(b)

24、最好。2.The load to which the bearings can be subjected while achieving a rated life(l10)of 1 文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.million revolutions(rev).3.Because the belt is elastic materials there is the elastic stretch when the belt is loaded.Then relative slip takes place between the belt and the pul

25、ley.Such relative slip is known as belt creep.4.(1)to provide a low-frication film;(2)to protect the bearing components from corrosion;(3)to help dissipate heat from the bearing unit;(4)to carry heat away from the bearing unit;(5)to help dispel contaminants and moisture from the bearing.5.(1)Breakag

26、e;(2)Pitting;(3)Gluing;(4)Abrasive wear;(5)Ridging.三、分析与计算题(50分)1，（13分）T1=9.55*106P/n=39791N.mm,T2=T1*i=119375N.mm i=3,d1=60mm,d2=180mm Ft2=2T2/d2=1326N Fr2=Ft*tan n/cos=496N Fa2=Ft*tan=318N 2，（10分）（1)求 S1,S2 S1,S2方向如图示.（略）S1=0.4R1=0.4*1000=400N;S2=0.4*1500=600N A1=500N,A2=600N 3，（12分）（1）v1=1.31 m/s

27、，pv1pv=10Mpam/s,PMAX=38217N(由pv 决定)；（3）v3=5.24 m/s，v3v,失效。4，（15分）1）单个螺栓所受的合力F F1=R/2=600/2=300N F2=F=2）求螺栓预紧力Qp f*Qp=KF,Qp=3）校核=202Mpa=80Mpa 不安全文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.四、结构题（10分）略南京工业大学机械设计试题答案（A）一、填空，选择题1,T;2,C;3,A;4,B;5,PV;6,低;7,C;8,C;9,C;10,A 11,略;12,F;13,T;14,F;15,F 二、简答题1，（b）最好；（c）能不形成油

28、膜；2,The life that 90%of the bearings would achieve successfully under a rated load.3,because the belt is elastic materials there is the elastic stretch when the belt is loaded.Then relative slip takes place between the belt and the pulley.Such relative slip is known as belt creep.4,(1)Breakage;(2)Pi

29、tting;(3)Gluing;(4)Abrasive wear;(5)Ridging.5,(1)to provide a low-frication film;(2)to protect the bearing components from corrosion;(3)to help dissipate heat from the bearing unit;(4)to carry heat away from the bearing unit;(5)to help dispel contaminants and moisture from the bearing.三、1,1)S1,S2方向如

30、图示（略）S1=181N;S2=563N 2).A1=713N;A2=563N 3)P1=2059 N;P2=2700N 因为P2P1 所以轴承 2寿命较短2,如图示3,1）标注（略）2）解:Qp =Qp-=10-=6KN 3)=160MPa Q=18.5KN 4,1).F=P*1.5*d2=5*1.5*1002=75000N 2).F文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.将 Pv=10Mpa m/s，n 代入上式得：(1)n=250 r/min,F(2)n=500 r/min,F57296N(3)n=1000 r/min,F28648N 3)由 1),2)确定(1)

31、n=250 r/min F75000N(2)n=500 r/min F57296N(3)n=1000 r/min Vv 4).验算v=3m/s(1)v=1.3 m/s v,F75000N v=(2)v=2.6 m/s v,不能承载四、结构改错（图略）南京工业大学机械设计试题答案（B）一、1，大高小；2，保证螺栓静力(或疲劳)的拉伸强度；3，45钢；4，蜗杆直径系数；5，539Mpa；6，中径 D 与弹簧丝直径d；7，a；8，c；9，a；10，b；11，c；12，c；13，F；14，T；15，T；16，F；17，F 二、1，摩擦防松：对顶螺母，弹簧垫圈，自锁螺母；机械防松：开口销与六角螺母，止动

32、垫圈，串联钢丝；破坏防松。2,(1)Design for Safety;(2)Design for manufacturability;(3)Design for costs;(4)Design for reliability.3,（1）Select the construction and the materials of bearings;(2)Preliminarily select the basic dimensions of bearings;(3)Check the design conditions;(4)Select the lubricant and the lubrica

33、ting installation.4,(1)T-dmin;(2)structure design;(3)force analysis;(4)strength check.5,(1)Fracture failure;(2)Failure resulted from unexpected deformations;(3)Failure on surface damage(4)Failure resulted from abnormal operational conditions.三、1，1）轮 3右旋，轮 2右旋。2）如图示（右旋）。3）如图示。文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑

34、.欢迎下载支持.2，（1）Fr1=500N，Fr2=1500N。Fs1=570N，Fs2=1710N。Fa1=2710N，Fa2=1710N。P1=1719.7N，P2=1500N。（2）轴承 2寿命长。3，Fs=2000N，d=5.54mm 安全可靠4，v1=1.31 m/s，pv1F2,V1V2,所以(b)最好。1.The load to which the bearings can be subjected while achieving a rated life(l10)of 1 million revolutions(rev).3.Because the belt is elasti

35、c materials there is the elastic stretch when the belt is loaded.Then relative slip takes place between the belt and the pulley.Such relative slip is known as belt creep.4.(1)to provide a low-frication film;(2)to protect the bearing components from corrosion;(3)to help dissipate heat from the bearin

36、g unit;(4)to carry heat away from the bearing unit;(5)to help dispel contaminants and moisture from the bearing.5.(1)Breakage;(2)Pitting;(3)Gluing;(4)Abrasive wear;(5)Ridging.三、分析与计算题(50分)1，（10分）轮3轮齿旋向如图示,为左旋。Fa2与 Fa3方向如图（略）根据题意有Fa2=Fa3,Ft=,得：=2T2=T3 将上式整理得sin2=*sin182=102，（10分）（1)求 S1,S2 S1,S2方向如图示

37、.（略）S1=0.4R1=0.4*1000=400N;S2=0.4*1500=600N A1=500N,A2=600N 3，（15分）（1）v1=1.31 m/s，pv1pv=10Mpam/s,PMAX=38217N(由pv 决定)；（3）v3=5.24 m/s，v3v,失效。4，（15分）（1）力 R 向螺栓形心O 简化得横向力R 和旋转力矩T 如图示（略）（2）求对单个螺栓所受的横向力F 文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.F1=3000N；F2=8000N；F=（3）验算=四、结构题（10分）1缺少加工台阶；2缺少调整垫片；3齿轮无法顶紧；4，键槽太长；5套筒太高；6键槽不在同一母线，等等。