南京工业职业技术学院/学年第学期期末考试试卷 课程：机械设计基础（Ⅱ）出卷人：考试类型：开卷【】 闭卷【√】 适用班级： 班级 学号 姓名 填空题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分） 1、己知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受三个分力的大小分别为：2360N,272N,816N,试分别指 出：R2= N,F2=」 N,F2= N。 2、V带（三角带）的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越 3、牌号为N68的润滑油表示其℃时的 粘度为 4、一个圆锥滚子轴承宽度系列为窄系列，直径系列为中系列，内径为50mm,公差等级为P0级， 其代号为 ；a 5、当联轴器型式选定以后，在同一类型而尺寸大小不同的一系列联轴器型号中，选出所需型号应 考虑： (1) (2) (3) 二.分析题（本大题共2小题，每小题6分，总计12分） 1、注出下列普通平键的有效接触长度1 2、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a)昨4mm,z=20,z=60:b)F2mm, Z=40,22=120,其它参数都一样。试问 1)两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同？ 2)若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？ 三.结构题(15分) 改正下图所示的结构错误（指出错误，并将正确的结构画在轴心线下侧）
南京工业职业技术学院/ 学 年 第 学 期 期 末 考 试 试 卷 课程： 机械设计基础（Ⅱ）出卷人： 考试类型：开卷【 】 闭卷【√】 适用班级： 一.填空题（本大题共 5 小题，每小题 2 分，总计 10 分 ） 1、已知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受三个分力的大小分别为：2360N，272N，816N，试分别指 出：Ft2＝____________N，Fa2＝______________N，Fr2＝____________N。 2、V 带（三角带）的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越________。 3、牌号为 N68 的润滑油表示其________ 0 C 时的________粘度为 。 4、一个圆锥滚子轴承宽度系列为窄系列，直径系列为中系列，内径为 50mm，公差等级为 P0 级， 其代号为_________________________________；。 5、当联轴器型式选定以后，在同一类型而尺寸大小不同的一系列联轴器型号中，选出所需型号应 考虑： （1）_______________________________________________； （2）_______________________________________________； （3）_______________________________________________。 二．分析题（本大题共 2 小题，每小题 6 分，总计 12 分 ） 1、注出下列普通平键的有效接触长度 l 2、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a）m=4mm，z1=20，z2=60；b）m=2mm， z1=40，z2=120，其它参数都一样。试问： 1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同？ 2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？ 三．结构题（15 分 ） 改正下图所示的结构错误（指出错误，并将正确的结构画在轴心线下侧）。 班级 学号 姓名
四.计算题（本大题共4小题，总计40分） 1、本小题8分 刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D=155mm的圆周上，接合面摩擦系数 40.12,摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）K:=12。若联轴器传递的转矩T=1500Nm,问每个螺 栓预紧力P应为多大？ 2、本小题10分 C-1 用绳索通过吊环螺钉起重，绳索受最大拉力F=10kN,螺钉刚度与被联接件刚度之比C, 3 试求： 1)为使螺钉头与重物接触面不离缝，螺钉的最小预紧力： 2)若预紧力为10kN,工作螺钉的剩余预紧力为多少？ 3、本小题8分 某标准蜗杆传动，传动比为20，蜗轮齿数2=40，模数F4mm,蜗杆分度圆直径d=40mm,求蜗轮 螺旋角B及中心距a。 4、本小题14分 如图所示，选择一对角接触球轴承7214C支撑，己求得左轴承I的径向载荷F=7000N,右轴承Ⅱ 的径向载荷F2=1200N,轴受轴向载荷F=4000N,轴的转速n=1500rpm,载荷平稳，要求寿命Lho≥8000 小时，该轴承是否合用？（已查得7214C轴承的C=89628N,判断系数e=0.5,X=0.4,Y=1.4)。 FA F 五.大型题（本大题共2小题，总计23分） 1、本小题12分
四．计算题（本大题共 4 小题，总计 40 分） 1、本小题 8 分 刚性凸缘联轴器用 6 个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在 D＝155 mm 的圆周上，接合面摩擦系数 =0.12，摩擦传力的可靠性系数（防滑系数） Kf = 1.2 。若联轴器传递的转矩 T＝1500 Nm，问每个螺 栓预紧力 F应为多大？ 2、本小题 10 分 用绳索通过吊环螺钉起重，绳索受最大拉力 Fmax = 10 kN ,螺钉刚度与被联接件刚度之比 C C 1 2 1 3 = ， 试求： 1）为使螺钉头与重物接触面不离缝，螺钉的最小预紧力； 2）若预紧力为 10kN，工作螺钉的剩余预紧力为多少？ 3、本小题 8 分 某标准蜗杆传动，传动比为 20，蜗轮齿数 z2＝40，模数 m=4mm，蜗杆分度圆直径 d1=40mm，求蜗轮 螺旋角 及中心距 a。 4、本小题 14 分 如图所示，选择一对角接触球轴承 7214C 支撑，已求得左轴承Ⅰ的径向载荷 Fr1=7000N ，右轴承Ⅱ 的径向载荷 Fr2=1200N，轴受轴向载荷 FA =4000N，轴的转速 n=1500rpm，载荷平稳，要求寿命 Lh10≥8000 小时，该轴承是否合用？（已查得 7214C 轴承的 C=89628N，判断系数 e=0.5，X=0.4，Y=1.4 ）。 五．大型题（本大题共 2 小题，总计 23 分） 1、本小题 12 分
一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：m=3mm,Z=25,Z2=75,作80634"。己知：传递的功率P =70kW,转速=750r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。 主动 2、本小题11分 图示传动中，蜗杆传动为标准传动：5mm,d=50mm,a=3(右旋)，=40：标准斜齿轮传动：=5mm,2=20, =50,要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求： 1)斜齿轮3、4的螺旋线方向。 2)螺旋角B的大小
一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3mm，z1=25，z2=75，=80634。已知：传递的功率 P1 ＝70kW，转速 n1=750r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。 2、本小题 11 分 图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=3(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20， z4=50，要求使轴 II 的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求： 1）斜齿轮 3、4 的螺旋线方向。 2）螺旋角 的大小
南京工业职业技术学院/学年第学期期末考试试卷参考答案 课程：机械设计基础（Ⅱ）出卷人：考试类型：开卷【】 闭卷【√】 适用班级： 班级 学号 姓名 填空题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分） 1、2360,816,272 2、大 3、40,运动，厘斯 4、30310. 5、(1)传递扭矩 (2)载荷性质 (3)轴直径要求 二.分析题（本大题共2小题，每小题6分，总计12分） 1、 2、1)两种方案的接触强度相同，弯曲强度不同，方案弯曲强度较高。 2)b方案较好。在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些，齿数增多使重合度增加，改善了 传动平稳性和载荷分配情况。m小，滑动速度小，降低了磨损和胶合的可能性，同时也节省材料。 三 结构题(15分) 略 四. 计算题（本大题共4小题，总计40分） 1、本小题8分 F≥K,T=12×1500000=32258N D D zF'u怎≥KT 2 zu ，故 2 6×012x155 2 2、本小题10分 1)螺钉头与重物接触面不离缝，应使剩余预紧力 F"=F'- C2-F≥0 C,+C2
南京工业职业技术学院/ 学 年 第 学 期 期 末 考 试 试 卷 参 考 答 案 课程： 机械设计基础（Ⅱ）出卷人： 考试类型：开卷【 】 闭卷【√】 适用班级： 一. 填空题（本大题共 5 小题，每小题 2 分，总计 10 分 ） 1、2360，816，272 2、大 3、40，运动，厘斯 4、30310。 5、（1）传递扭矩 （2）载荷性质 （3）轴直径要求 二. 分析题（本大题共 2 小题，每小题 6 分，总计 12 分 ） 1、 2、1）两种方案的接触强度相同，弯曲强度不同，a 方案弯曲强度较高。 2）b 方案较好。在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些，齿数增多使重合度增加，改善了 传动平稳性和载荷分配情况。m 小，滑动速度小，降低了磨损和胶合的可能性，同时也节省材料。 三. 结构题（15 分 ） 略 四. 计算题（本大题共 4 小题，总计 40 分 ） 1、本小题 8 分 zF D K T 2 ≥ f ，故 = F = K T z D ≥ f N 2 12 1500000 6 012 155 2 32258 . . 2、本小题 10 分 1）螺钉头与重物接触面不离缝，应使剩余预紧力 = − + F F C C C F 2 1 2 ≥0 班级 学号 姓名
故得螺钉最小预紧力 F≥CF= 3CFn=}x1000=7500N 3 C,+C2C,+3C 4 2)预紧力P=10kN,则工作螺钉剩余预紧力 F"=F'-C2F=10000-。1F✉ C1+C2 C1+3C =10000-3×10000=2500N 3 4 3、本小题8分 1)蜗轮螺旋角等于蜗杆导程角，故 B=y-arctan -arctanx2 =113099°=1118'36" d 40 1 a=」 2) 5(何+d)=2d+m)三5×(40+4×40)=100m 4、本小题14分 求附加轴向力F1、F2 F.=1.25×F-2×tga=1.25×7000×tg15°=2345N F2=1.25×F:×tga=1.25×1200×tg15°=402N 2)求轴承轴向力支反力F1、F2: 因为F2+F.=402+4000=4402>F=2345N ∴.F.=F2+F.=402+4000=4402N(被压紧) F2:=F2=402(被放松) 求P.P2: F./F=4402/7000=0.629>e=0.5 ∴.P=fa(XF-+YF.)=1×(0.4×7000+1.4×4402)=8962.8N fz/F-2=402/1200=0.335P2 60( 10 896282 =11111h 60n8962.8 >8000h合用 I F F2
故得螺钉最小预紧力 + = + F = = C C C F C C C ≥ F 2 1 2 1 1 1 3 3 3 4 max 10000 7500N 2）预紧力 F＝10 kN，则工作螺钉剩余预紧力 = − + = − + = − = F F C C C F C C C F 2 1 2 1 1 1 10000 3 3 10000 3 4 10000 2500 max N 3、本小题 8 分 1）蜗轮螺旋角等于蜗杆导程角，故 = = = arctan arctan = . = mz d 1 1 4 2 40 113099 11 18 36 2） a = d + d = d + mz = + = 1 2 1 2 1 2 ( 1 2 ) ( 1 2 ) (40 4 40) 100mm 4、本小题 14 分 求附加轴向力 Fs1、Fs2 Fs1=1.25×Fr2×tgα=1.25×7000×tg15°=2345N Fs2=1.25×Fr1×tgα=1.25×1200×tg15°=402N 2) 求轴承轴向力支反力 Fa1、Fa2: 因为 Fs2+ Fx=402+4000=4402> Fs1=2345N ∴Fa1= Fs2+ Fx=402+4000=4402N(被压紧) Fa2:= Fs2=402(被放松) 求 P1、P2： ∵Fa1/ Fr1=4402/7000=0.629＞e=0.5 ∴P1=fd(X Fr1+Y Fa1)=1×(0.4×7000+1.4×4402)=8962.8N ∵Fa2/ Fr2=402/1200=0.335＜e=0.5 ∴P2= fd×Fr2=1×1200=1200N ∵P1＞P2 ∴Lh10= ( ) 60 106 P C n h n ) 11111 8962.8 89628 ( 60 10 3 6 = = ＞8000h 合用
五 大型题（本大题共2小题，总计23分） 1、本小题12分 T=955x105=955x10°×70=89133×10N.mm n 750 d=m= 3.5×25 =75.76mm cosB cos806'34" F 27-2×89133×10 =23530.36N d 75.76 F=F tanB=23530.36×tan8°06'34"=3352.82N Fe ⑧ F=F tana./cos阝=23530.36×tan20°/cos8°06'34"=8650.86N 2、本小题11分 1)斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。 F2=F= 2T 2) d Fis Fs tan B= 2T tan B= d 2T2tan B d, m.23 d3= T=Tin COS B 因为El=Fd,所以 2T2T tanB.cosB 11.sinB d mn23 d1m.23 sinB=Z.m,3-m3-5×20 Td,din50× 40 =0.15 ×1 3 B=8.626°=837'37
五. 大型题（本大题共 2 小题，总计 23 分 ） 1、本小题 12 分 T P n 1 6 1 1 6 3 9 55 10 9 55 10 70 750 = . = . = 891.33 10 N mm d m z 1 1 35 25 8 06 34 = = 7576 = n cos mm . cos . F T d t = = = 2 2 89133 10 7576 23530 36 1 1 3 . . . N Fa = Ft tan = 23530.36 tan8 0634 = 3352.82N Fr = Ft tan n / cos = 23530.36 tan20/ cos8 0634 = 8650.86N 2、本小题 11 分 1）斜齿轮 3 为右旋，斜齿轮 4 为左旋。 2） F F T d a2 = t1 = 2 1 1 F F T d T d a3 = t3 tan = tan = tan 2 3 2 3 2 3 T T i 2 = 1 1 ， d m z 3 3 = n cos 因为 Fa2 = Fa3 ，所以 n 2 1 2 1 2 3 T d T m z = tan cos ， T d T m z 1 1 2 3 = sin n sin . = = = = T T m z d m z d i 1 2 3 1 3 1 1 5 20 50 40 3 1 015 n n = 8.626 = 83737