2014-2015机械设计试卷答案及评分标准.doc

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1、浙江工业大学期终考试命题稿2014/2015学年第1学期课程名称机械设计使用班级12机械类各班教师份数10学生份数492命题人应富强审核人秦宝荣命题总页数7页每份试卷需用白纸2大张命题注意事项：一、命题稿请用A4纸电脑打印，或用教务处印刷的命题纸，并用黑墨水书写，保持字迹清晰，页码完整。二、两份试题必须同等要求，卷面上不要注明A、B字样，由教务处抽定A、B卷。三、命题稿必须经学院审核，并在考试前两周交教务处。浙江工业大学2014/2015学年第一学期试卷课程机械设计姓名___________________________班级

2、学号___________________________题序1234567总评计分命题：1.一铬镍合金钢制成的零件，在危险剖面上的最大工作应力为＝280，最小工作应力为＝-80，危险剖面处的有效应力集小系数＝1.32，尺寸系数＝0.85、表面状态系数＝0.90，=1，该合金钢的机械性能为：＝900，＝800，＝440及＝800，试：⑴按比例绘制材料试件的极限应力简化线图；（7分）⑵按r＝C情况，求该材料试件对应的极限应力幅，极限平均应力；并标出、的位置。（5分）共7页第1页浙江工业大学考试命题纸2.在图示螺栓连接中采用两个M

3、20的普通螺栓，螺栓的性能等级为4.6，安全系数S=1.5，连接件接合面间摩擦系数，防滑系数，M20螺栓的小径。⑴计算该连接允许传递的静载荷F；（6分）⑵设F为20kN，若用两个铰制孔用螺栓连接（设：连接的挤压强度足够，螺栓的性能等级为4.6，=2.5），计算所需铰制孔用螺栓的直径；（6分）⑶若连接采用两个和⑵计算所得直径一样大的普通螺栓，又要传递F为20kN的力，怎么办？请提出解决方案。（3分）解：（1）4.6级螺栓许用拉应力（1分）根据，可得单根螺栓允许最大轴向拉力：（2分）则最大允许横向静载荷F满足：（2分）其中：k=2

4、为螺栓个数，i=2为摩擦面数。解得:F=19KN（1分）（2）题意明确挤压强度足够，则只需要按剪切强度计算，螺栓许用剪切强度为：（1分）由图示可知，单根螺栓的任意一个剪切面的横向载荷为F/4，（2分）则剪切应力需满足：（1分）解得：（1分）则直径d0最小取9mm（1分）（3）增设减载结构（如套筒、键等）；或选用高性能等级的螺栓；或增大接触面之间的摩擦系数；或增加接触面数量；或其他合理可行的措施。（3分）共7页第2页浙江工业大学考试命题纸3.图示牙嵌离合器在左右两半分别用键与轴Ⅰ、Ⅱ相联接，在空载下，通过操纵可使右半离合器在轴Ⅱ

5、上作轴向移动。该轴传递的扭矩T＝4100N·m，轴径，左半离合器的轮毂长为110mm，右半离合器的轮毂长为130mm，工作中有轻微冲击，离合器及轴均为钢制。⑴试选择左、右半离合器键的类型和尺寸b×h×L；（4分）⑵确定左、右半离合器所选键的工作长度；（4分）⑶简述左、右半离合器所选键的主要失效形式。（4分）(1)左边为C型平键，规格是(键长应小于110mm，其他长度也行)--2右边为A型平键，规格是(键长应小于190mm，其他长度也行)–2(2)左边键的工作长度--2若键位于轮毂的中间，则右边键的实际长度为130-(190-1

6、80)/2=125mm，此时右键相当于C型键，其工作长度--2(3)左键属于静联接，其主要失效形式为工作面被压溃。---2分右键属于动联接，其主要失效形式为工作面的过度磨损。---2分评分说明：键也可选用其他类型和规格，只要前后呼应，言之有理即可。共7页第3页浙江工业大学考试命题纸4.下图是带传动简图，轮1为主动轮，试问：⑴带传动的主要失效形式有哪些？为什么会出现弹性滑动？是否可以避免？（6分）⑵带传动过程中哪一点应力最大，最大应力值为多少？（4分）⑶若将该带传动换成链传动，则需要考虑的主要问题是什么？为什么？（4分）(1)带

7、传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏。---2带的紧边和松边拉力不等，所以带传动会出现弹性滑动。----2弹性滑动是带传动的固有属性，不可避免。----2(2)最大应力位于点--2---2(3)主要考虑的问题：线速度的大小、速度波动的大小、缓冲与吸振、过载保护。以上四点答出任意一点并说明理由得4分共7页第4页浙江工业大学考试命题纸5.如图（a）所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：电动机功率P=3kW，转速n=970r/min；高速级mn1=2mm，z1=25，z2=53，；低速级mn2=3mm，z3=22，z4=50。试求：（1

8、）为使轴II上的轴承所承受的轴向力较小，在图上确定齿轮3、4的螺旋线方向；（4分）（2）绘出齿轮3、4在啮合点处所受各分力的方向；（6分）（3）β3取多大值才能使轴II上所受轴向力相互抵消？（4分）（4）如（b）图示，设要求蜗杆轴的轴向力为最小时，确定蜗轮轮齿螺旋线方向及蜗轮