石大远程在线考试——机械设计考试题135

中国石油大学（北京）远程教育学院 期 末 考 试 机械设计课程设计机械设计课程设计 学习中心学习中心杭州学习中学姓名姓名___伍晶晶_学号学号_172431__ 关于课程考试违规作弊的说明关于课程考试违规作弊的说明 1、 提交文件中涉嫌抄袭内容 （包括抄袭网上、 书籍、 报刊杂志及其他已有论文） ， 带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或 其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有 50以上相同者判为雷同，成绩为“0”。 3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不 相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。 一、题型一、题型 课程设计，包含问答题、改错分析题型及设计计算题，问答题共2 题，每题 10 分，共 20 分；改错题 1 题，共 30 分；设计计算题 1 题，共 50 分。 二、题目二、题目 （（1 1）学号末尾数为）学号末尾数为 1 1、、3 3、、5 5 的课程设计题目的课程设计题目 1、对轴瓦材料主要有哪些要求（10 分） 对轴瓦材料主要要求有抗压和疲劳强度足够导热性并且加工工艺性好热膨 胀系数低，耐腐蚀。 良好的减摩性，耐磨性和抗胶合性；以及良好的跑合性、顺应性、嵌藏性和 塑性； 2、传动齿轮设计时，如何确定齿轮的结构参数。（10 分） 传动齿轮设计时， 确定齿轮的结构参数是通过齿轮传动的强度计算来定齿轮的尺 寸。 结构设计与齿轮几何尺寸、毛坯和经济性等因素关联。根据齿轮直径大小选定合 适的结构，进行结构设计。对于尺寸大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式结构。 对于尺寸大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式结构。齿圈和轮辐由结构设计定。 3、改错分析题（30 分） 指出下图结构中的错误，并用文字说明。 （本题至少有 6 处错误，每指出一 处错误得 5 分） 需要调整垫片；联轴器和端盖接触； 齿轮左侧轴向定位不可靠；右端轴承不 需要弹性挡圈；联轴器没有轴向定位；套筒处不应有键； 4、计算题（50 分） 试设计铣床中的一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知传递功率 P7.5KW， 小齿轮转速 n11450r/min，传动比 i2.08，两班制，每年工作300 天，使用寿命 5 年。 提示材料、精度等级选取，齿数计算，齿面接触疲劳强度校核，齿根弯曲 疲劳校核。无需结构设计。 （1）大齿轮选 45Cr,调整齿面硬度 220HBS.由于机床用齿轮， 所以要求齿面 粗糙度 Ra 1.6-3.2，大小齿轮都选软齿面这样齿轮传递功率小，小齿轮选 40Cr, 调整齿面硬度 240-260HBS；由于机床用齿轮，所以要求齿面粗糙度 Ra 1.6-3.2 （2）按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢制齿轮，所以由（）式得 d1 76.433 KT1u 1 du H 2 确定有关参数如下 1）齿数z和齿宽系数d 取小齿轮齿轮 z1 30 ，则大齿轮齿数 z 2  iz1 2.0830  62.4 ，圆整 z2 62 。 i0 z 2 62  2.067 z130 实际传动比 传动比误差 齿数比 由表 ii02.082.067  0.6＜2.5 i2.08 可用。 u  i0 2.067 取d  0.9 （因非对称布置及软齿面） 2）转矩 T1 T1 9.55106 P7.5  9.55106N mm  4.94104N mm n11450 3）载荷系数 K 由表取K 1.35 4）许用接触应力  H    H   H lim Z NT S N 由图 8.33c 查得  H lim1  775MPa，  H lim2  520MPa 由式（）计算应力循环次数 N L N L1  60n1rt h  6014501163005 2.09109 N L2 N L1 2.09109 1.01109 i2.076 由图查得接触疲劳的寿命系数ZNT1  0.89 ， Z NT2  0.93 通过齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH 1.0 。所以计算两轮的许用 接触应力   H  1   H lim1ZNT1  7750.89 MPa  689.81MPa S H 1.0   H  2   H lim2ZNT2 S H  5200.93 MPa  483.6MPa 1.0 故得 KT1u 1 d1 76.433 du H 2  76.433 1.354.941042.0761 0.92.076483.62 mm  59.40mm m  计算模数 d159.40 mm 1.98mm z130 由表取标准模数 （3）校核齿根弯曲疲劳强度 m  2mm 2KT1 bm2z1  F YFaYSa F  由式（） 确定有关参数和系数 1）分度圆直径 d1 mz1 230mm  60mm d 2  mz 2  262mm 124mm 2）齿宽 b  d d1 0.960mm  54mm 取 b2 55mm ， b1 60mm 3）齿形系数YFa和应力修正系数YSa 根据齿数 z1 30 ， z2 62 ，由表查得YFa1  2.52 、YSa1 1.625 ；YFa2  2.288 ，。 4）许用弯曲应力  F  由式（）   F   F limYST YNT S F 由图 8.35c 查得F lim1  290MPa F lim2  210MPa 由图查得 YNT1 0.88 YST 2 YNT2 0.9 试验齿轮的应力修正系数 按一般可靠度选取安全系数 S F 1.25 计算两轮的许用弯曲应力   F  1   F lim1YST YNT1  29020.88 MPa  408.32MPa S N 1.25   F  2   F lim2YST YNT2 S N 2KT1 bm z1 2  21020.9 MPa  302.4MPa 1.25 将求得的各参数代入式（）  F1 YFa1YSa1 21.354.94104 552 30 2 2.521.625MPa  82.76MPa＜ F  1  F2  2KT1 bm2z 2 YFa2YSa2 F1 YFa2YSa22.2881.734  82.76MPa YFa1YSa12.521.625  80.18MPa＜ F  2 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。 （4）计算齿根传动的中心距a m z 1  z 2  2 3062mm  92mm 22 （5）计算齿轮的圆周速度v a  v  d1n1 601000  3.14601450 m/ s  4.55m/ s 601000 由表可知，大齿轮选用 7 级或 8 级精度的齿轮