南昌工程学院

2010-2011学年二学期机械设计期末考试试卷(A卷)

班级:___________学号:___________姓名:___________得分:___________

题目部分，(卷面共有19题,100.0分,各大题标有题量和总分)

一、是非题(2小题,共2.0分)

[1]有些表面粗糙度参数值要求较小的零件，其尺寸精度及形状精度要求不一定高。 (    )

[2]接触式密封处轴颈表面要求的轮廓算术平均偏差Ra值较迷宫式密封处轴表面Ra值大。 (    )

二、选择题(4小题,共7.0分)

[1]题图表示同一型号的四台内燃机采用四种磨合规范所得磨损曲线。如果四者允许的总磨损量q相同，则___________磨合最有利；___________磨合最不利。

[2]运动粘度ν是动力粘度η与同温下润滑油______的比值。

A、密度ρ　　B、质量m　　C、相对密度d　　D、速度v

[3]对于常用的黑色金属，多用_________和___________来表示硬度。

A、 HBV    B、 HBS     C、 HRC  D、 HV      E、 HRA      F、 HRB

[4]一蜗杆传动，蜗杆材料为钢，当蜗轮材料为强度极限σB<300MPa时，一般可能发生_________，又蜗轮材料的σB>300MPa时，一般可能发生_____。

A、磨粒磨损     B、氧化磨损      C、粘着磨损     D、表面疲劳磨损

三、填空题(4小题,共8.0分)

[1]库伦摩擦定律，它包括的内容有：（1）_____________________________ ________________________________________；（2）_____________________ ________________________________________；（3）______________________ _________________________________________________________________________________________。

[2]指出手册中下列材料代号所对应的材料名称：ZG310-570、HT200及QT500-7中，ZG为_________________，HT为______________及QT为_________________。

[3]对于要求高摩擦的摩擦副，大多数处于_____________________状态；而对于要求低摩擦的摩擦副，希望其润滑状态为：__________________________。

[4]根据冲击的动载荷系数kd=1+，当h=0时，在___________________方式下，kd=1；而在____________________方式下，kd=2。

四、分析题(4小题,共38.0分)

[1]何谓腐蚀磨损？单纯的腐蚀现象与腐蚀磨损有无差别？

[2]若零件所受工作应力σmin=常数C的稳定交变应力作用：

1.试导出该零件的应力幅安全系数公式：

式中：——综合影响系数；

       ——等效系数；

       ——材料对称循环时的疲劳极限；

       ——工作应力幅；

       ——最小工作应力。

2.若工作应力按常数的规律变化，问最大应力的安全系数是否与应力幅安全系数相等？

[3]试说明等效系数ψσ的物理意义和几何意义。

[4]有哪些措施可减轻粘着磨损？(举出三种。)

五、结构题(1小题,共5.0分)

[1]指出图中a、b两种结构，哪个更合理?为什么?

六、计算题(2小题,共13.0分)

[1]一单级圆柱齿轮减速器由电动机驱动,电动机输入功率P＝7.5kW，转速n=1450r/min，齿轮z1=20，z2=50，减速器效率η＝0.9。试求减速器输出轴的功率Pe和转矩T2。

[2]有一滚子轴承，滚道表面粗糙度，滚子表面粗糙度，根据计算轴承滚子与滚道间的最小油膜厚度，通过计算结果判断该轴承的润滑状态。

七、大型题(2小题,共27.0分)

[1]某钢制零件,其，，，。工作变应力，，零件的有效应力集中系数，绝对尺寸系数，表面状态系数。要求许用安全系数，常数，校核该零件的强度是否足够。

提示：解此题时，可略去画疲劳极限应力图，因此在不能判断何种失效方式情况下，要求分别验算疲劳强度安全系数及静强度安全系数是否满足要求。

[2]试比较下面两种应力情况，哪一种对材料（碳钢）的破坏作用大？（碳钢的疲劳极限，循环基数，疲劳曲线指数。）

答案部分，(卷面共有19题,100.0分,各大题标有题量和总分)

一、是非题(2小题,共2.0分)

[1]对

[2]错

二、选择题(4小题,共7.0分)

[1]D，A

[2] A

[3]BC

[4]DC

三、填空题(4小题,共8.0分)

[1]滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关

滑动摩擦力的大小与滑动速度无关

滑动摩擦力的大小与接触面间的法向载荷成正比，Ff＝μFN（μ——摩擦系数）

[2]铸钢，灰铸铁，球墨铸铁

[3]干摩擦或边界摩擦    液体摩擦（理想状态）

[4]1.载荷是缓慢地，逐渐地施加即静载荷

2.载荷突然施加(突然载荷)

四、分析题(4小题,共38.0分)

[1]1.在摩擦过程中，摩擦表面与周围介质发生化学反应或电化学反应的磨损称为腐蚀磨损。

2.单纯的腐蚀现象可在没有摩擦条件下产生，它不能定义为腐蚀磨损。只有当腐蚀现象与机械磨损过程相混合，同时起作用的磨损，才称为“腐蚀磨损”。

[2]1.作极限应力图

见图

由图可知：

由直线FM'与A'M'方程联立求解，即可解出极限应力点的坐标值

(σrm，σra)：

FM'方程

解得

2.对于的简化加载情况，

[3]1.物理意义：

大小表示材料循环不对称性的敏感程度。通过可以把非对称循环的疲劳问题转化为对称循环的疲劳问题。在公式中，把非对称循环的疲劳极限折合成极限应力幅，因此非对称循环中及等效极限应力幅之和为定数。

2.几何意义：A点：对称循环()，； M点：但，

由图可见：

[4]1.合理选择摩擦副材料；

2.采用含有油性和极压添加剂的润滑剂；

3.限制摩擦表面的温度，限制pv值；

4.控制压强:。(H为硬度值。)

五、结构题(1小题,共5.0分)

[1]1.b方案合理

2.理由：1)在b方案中齿轮上的作用力至支点距离缩短，降低弯矩。

2)轴改为锥形，与该段弯矩图更接近，尽量少的材料，可获得较小最大应力。

六、计算题(2小题,共13.0分)

[1]输出轴的功率

输出轴的转矩

[2]1)计算弹流膜厚比

2)判断：因为，所以属于部分弹流润滑状态。

七、大型题(2小题,共27.0分)

[1]1.计算应力幅和平均应力：

2.计算疲劳安全系数：

其中：

3.计算静强度安全系数:在未判断工作点在极限应力图上的区域情况下,为安全起见,还应计算静强度安全系数:

[2]1）在a情况下材料的极限应力

2）在a情况下的安全系数：

3)应用疲劳损伤累积假说求b情况下的材料极限应力，取等效稳定变应力，在考虑和安全系数后仍小于，故可不计入

所以

极限应力为：

4）在b情况下的安全系数：

5)由题意a、b情况下相同，因为

a情况对材料的破坏作用大。

试卷指标统计数据

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