机械设计考试练习题.docx

根据给定文件的信息，我们可以总结出以下相关的IT知识点并不适用，因为这些内容主要涉及的是机械设计领域的专业知识。但是，为了满足题目要求，我们将基于提供的内容深入解析与机械设计相关的知识点。 ### 一、单项选择题解析 #### 1. 事情时只蒙受弯矩，不通报转矩的轴，称为。 - **选项解析**： - A. 心轴：正确。心轴主要承受弯矩而不传递转矩。 - B. 转轴：不仅承受弯矩还传递转矩。 - C. 传动轴：主要传递转矩。 - D. 曲轴：同时承受弯矩和转矩，且形状复杂。 #### 2. 采纳的措施不能有效地改善轴的刚度。 - **选项解析**： - A. 改用高强度合金钢：不会显著提高轴的刚度，但可以提高强度。 - B. 改变轴的直径：正确，通过增大直径可以有效提高轴的刚度。 - C. 改变轴的支承位置：可以间接影响刚度。 - D. 改变轴的结构：可以通过改变结构来提高刚度。 #### 3. 按弯扭合成计算轴的应力时，要引入系数α，这α是考虑。 - **选项解析**： - A. 轴上键槽削弱轴的强度：不是主要原因。 - B. 合成正应力与切应力时的折算系数：不是主要原因。 - C. 正应力与切应力的循环特性不同的系数：正确。α考虑了不同应力类型的循环特性差异。 - D. 正应力与切应力方向不同：不是主要原因。 #### 4. 转动的轴，受稳定的载荷，其所受的弯曲应力的性质为。 - **选项解析**： - A. 脉动循环：不适用于稳定载荷。 - B. 对称循环：正确。稳定载荷下弯曲应力为对称循环。 - C. 静应力：不适用于转动轴。 - D. 非对称循环：不适用于稳定载荷。 #### 5. 对付受对称循环转矩的转轴，计算弯矩（或称当量弯矩），应取。 - **选项解析**： - A. ≈0.3：不适用于对称循环转矩。 - B. ≈0.6：不适用于对称循环转矩。 - C. ≈1：正确。对称循环转矩下的当量弯矩系数通常取1。 - D. ≈：选项不完整，不符合题目要求。 #### 6. 根据轴的承载情况， 的轴称为转轴。 - **选项解析**： - A. 既承受弯矩又承受转矩：正确。转轴同时承受弯矩和转矩。 - B. 只承受弯矩不承受转矩：描述的是心轴。 - C. 不承受弯矩只承受转矩：描述的是传动轴。 - D. 承受较大轴向载荷：轴向载荷不是区分转轴的关键因素。 ### 二、填空题解析 #### 7. 自行车的中轴是轴，而前轮轴是轴。 - **答案**：转轴；心轴 - **解析**：自行车的中轴既承受弯矩也传递转矩，因此是转轴；前轮轴主要承受弯矩，不传递转矩，因此是心轴。 #### 8. 为了使轴上零件与轴肩紧密贴合，应保证轴的圆角半径 轴上零件的圆角半径或倒角C。 - **答案**：小于 - **解析**：轴的圆角半径应该小于零件的圆角半径或倒角，以确保零件能与轴肩紧密贴合。 #### 9. 对大直径的轴的轴肩圆角处进行喷丸处理是为了降低材料对 的敏感性。 - **答案**：应力集中 - **解析**：喷丸处理可以降低材料表面的应力集中，从而提高疲劳寿命。 #### 10. 传动轴所受的载荷是。 - **答案**：转矩 - **解析**：传动轴的主要作用是传递转矩。 #### 11. 一般单向回转的转轴，考虑起动、停车及载荷不平稳的影响，其扭转剪应力的性质按 处理。 - **答案**：脉动循环 - **解析**：单向回转轴在起动、停车或载荷变化时，扭转剪应力表现为脉动循环。 ### 三、问答题解析 #### 12. 轴受载荷的情况可分哪三类?试分析自行车的前轴、中轴、后轴的受载情况，说明它们各属于哪类轴？ - **解析**： - **轴受载荷的情况分类**： 1. **心轴**：只承受弯矩，不传递转矩。 2. **转轴**：既承受弯矩也传递转矩。 3. **传动轴**：只传递转矩，几乎不承受弯矩。 - **自行车轴的受载情况分析**： - **前轴（心轴）**：仅承受支撑车轮所需的弯矩，不传递转矩。 - **中轴（转轴）**：既承受由于踏板产生的弯矩，又传递脚蹬的动力到后轮，属于转轴。 - **后轴（心轴/转轴）**：如果自行车没有后轴驱动，则仅承受弯矩，为心轴；如果是后轮驱动，则既是支撑轮子的心轴也是传递动力的转轴。 #### 13. 为提高轴的刚度，把轴的材料由45号钢改为合金钢是否有效？为什么？ - **答案**：无效。利用合金钢的目的是提高轴的强度而非刚度。刚度主要由轴的截面尺寸和形状决定，更换材料只能提高轴的强度。 #### 14. 轴上零件的轴向及周向固定有哪些方法？各有何特点？各应用于什么场合？ - **轴向固定方法**： - 键连接：适用于需要传递扭矩的场合。 - 销钉：用于精确定位，传递较小的扭矩。 - 套筒：用于承受较大的轴向力，适合于轴向定位。 - 轴端挡圈：用于轴端的零件定位，结构简单，拆卸方便。 - 弹性挡圈：用于轴的中间位置，便于拆卸。 - **周向固定方法**： - 键连接：广泛用于轴上传递扭矩的场合。 - 销钉：用于精确定位和传递小扭矩。 - 过盈配合：适用于高精度的轴孔配合，能够承受较大的扭矩和轴向力。 - 螺纹连接：适用于轴端固定，能够承受较大的轴向力。 - **应用场合**： - **键连接**：适用于需要传递扭矩的场合。 - **销钉**：用于精确定位，传递较小的扭矩。 - **套筒**：用于承受较大的轴向力，适合于轴向定位。 - **轴端挡圈**：用于轴端的零件定位，结构简单，拆卸方便。 - **弹性挡圈**：用于轴的中间位置，便于拆卸。 #### 15. 轴的计算当量弯矩公式中，应力校正系数а的含义是什么？如何取值？ - **含义**：考虑正应力和切应力的循环特性不同的系数。 - **取值**：具体取值需参照相关机械设计手册或资料，根据不同工况和材料特性确定。 #### 16. 影响轴的疲劳强度的因素有哪些？在设计轴的过程中，当疲劳强度不足时，应采取哪些措施使其满足强度要求？ - **影响轴疲劳强度的因素**： - 材料的质量：材料中的缺陷会降低疲劳强度。 - 表面质量（粗糙度）：表面粗糙度越高，疲劳强度越低。 - 加载方式：循环加载的频率、幅度会影响疲劳寿命。 - 应力集中：轴上的槽、键槽等会导致应力集中，降低疲劳强度。 - **提高疲劳强度的措施**： - 采用表面强化技术：如滚压、喷丸、碳氮共渗、表面淬火等，可以提高材料表面硬度，减少表面缺陷。 - 优化轴的设计：避免不必要的应力集中，合理设计轴的截面形状和尺寸。 - 使用高性能材料：选择具有更高疲劳强度的材料。 - 适当减小载荷：通过改进机器的工作条件或采用更高效的传动系统来减轻轴的负载。 - 定期检查维护：及时发现并处理潜在的问题，延长使用寿命。 ### 四、分析计算题解析 #### 17. 试分析题17图所示卷扬机中各轴所受的载荷，并由此判断各轴的类型。 - **解析**： - **轴Ⅰ**：只受转矩，为传动轴。 - **轴Ⅱ**：既受转矩，又受弯矩，故为转轴。 - **轴Ⅲ**：只受弯矩，且为转动的，故为转动心轴。 - **轴Ⅳ**：只受弯矩，且为转动的，故为转动心轴。 #### 18. 某蜗轮与轴用A型普通平键联接。已知轴径d＝40mm，转矩T＝522000N·mm，轻微打击。初定键的尺寸为b=12mm，h＝8mm，L＝100mm。轴、键和蜗轮的材料分别为45号钢，35号钢和灰铸铁，试校核键联接的强度。若强度不足，请提出两种改进措施。 - **解析**： - 计算键联接的强度： - 联接工作面上的挤压应力： \[ σ_p = \frac{2T}{bLd} = \frac{2 \times 522000}{12 \times 100 \times 40} = 21.75\ MPa \] - 由于材料为灰铸铁，载荷性质为轻微打击，查表得许用挤压应力 [σ]p = 50~60 MPa。 - 由此可知，键联接的强度不足。 - **改进措施**： - 采用双键：通过增加键的数量来分散载荷，提高联接强度。 - 增加轮毂宽度，加长键的长度：通过增加键的接触面积来提高强度。 #### 19. 如题19图所示的锥齿轮减速器主动轴。已知锥齿轮的平均分度圆直径m，所受圆周力Ft=1130N，径向力Fr=380N，轴向力Fa=146N。试求： - **画出轴的受力简图**； - **计算支承反力**； - **画出轴的弯矩图、合成弯矩图及转矩图**。 - **解析**： - **轴的受力简图**：略 - **计算支承反力**： - 垂直面支承反力： \[ R_{BY} = \frac{F_t \times 150}{100} = \frac{1130 \times 150}{100} = 1695\ N \] \[ R_{AY} = F_r - R_{BY} = 380 - 1695 = -1315\ N \] - **画出轴的弯矩图、合成弯矩图及转矩图**：略 ### 五、结构题解析 #### 20. 如题20图所示的某圆柱齿轮装于轴上，在圆周方向采用A型普通平键固定；在轴向，齿轮的左端用套筒定位，右端用轴肩定位。试画出这个部分的结构图。 - **解析**：略 #### 21. 如题21图所示，试画出轴与轴承盖之间分别采用毛毡圈和有骨架唇形密封圈时的结构图。 - **解析**：略 #### 22. 试指出题22图所示的轴系零部件结构中的错误，并说明错误原因。 - **解析**：略 #### 23. 题23图所示为下置式蜗杆减速器中蜗轮与轴及轴承的组合结构。蜗轮用油润滑，轴承用脂润滑。试纠正该图中的错误，并画出正确的结构图。 - **解析**：略 #### 24. 题24图所示为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。斜齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。试纠正该图中的错误，并画出正确的结构图。 - **解析**：略 以上是对给定文件内容的详细解析，涵盖了单项选择题、填空题、问答题以及分析计算题等多个方面的知识点。