机械设计期末考试题.pdf

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1、机械设计试题一、选择填空题1.在循环变应力作用下，下 面 应 力 中 影 响 疲 劳 强 度 的 主 要 因 素 是。A.最大应力o m ax B.最小应力C H n i n C.平均应力5 1 D.应力幅（Ta2.蜗杆蜗轮传动中，其传动比i的计算错误的是 oA.i=n1/n2 B.i=Z2/Z C.i=d2/di3.一对渐开线圆柱齿轮传动，其大小齿轮的分度圆直径不同，小齿轮/齿面硬度较高，则大小齿轮的齿面接触应力/与4关系为。A.接触应力Q u%B.接触应力Q u =%C,接触应力crI H e 时，X =0.4 1,丫 =0.8 5 ;当 工/工 时，X=l,Y=0。内部轴向力S =0.7

2、工，=3）2 6图示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数幻=2 0,z：；=60,Z4=2,Z3=40,轮1转向如图所示，卷筒直径D=1 3 6mm。试求：此时重物是上升还是下降？设系统效率n=0.68,为使重物上升，施加在轮1上 的 驱 动 力 矩 勿，问重物的重量是多少？W2 6 2 7五、改错题2 7、指出下面轴系结构图中的错误并改正。2 8、图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。除张紧轮北京机械工业学院机械设计考题与答案一、是非题（有 5 小题，每题1 分，共 5 分。正确在括号内写“T”，错误在括号内写“F”）1 .双螺母防松结构中，如两螺母厚度不同，应先安装薄螺母

3、，后安装厚螺母。（T ）2 .滚动轴承的轴向系数Y 值越大，其承受轴向能力越大。（F ）3 .减速器的齿轮和滚动轴承可以采用不同的润滑剂。（T ）4 .设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（T ）5 .失效就是零件断裂了。（F ）二、选择题（有 5小题，每题2分，共 1 0分。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上）6 .温度对润滑油粘度的影响是随着温度的升高润滑油的粘度A）提高 B）不变 C）降低7 .设计时键的截面尺寸通常是根据从标准中选取。A）键传递的转矩 B）轴的转速 C）轮毂的长度 D）轴的直径8 .下列四种叙述中D 是正确的。A

4、）变应力只能由变载荷产生 B）静载荷不能产生变应力 C）变应力是由静载荷产生 D）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生9 .从经济观点考虑，单件生产的齿轮减速箱的箱体最好采用K。A）灰铸铁铸造 B）铸钢铸造 C）钢板焊接1 0.由下列不同材料制造的零件，其形状、尺寸、结构、表面加工情况和工作条件等完全相同，其中有效应力集中系数最大的是B 。A）H T 2 00 灰铸铁 B）4 0C r N i 钢 C）4 5 钢三、填空题（有 5 小题，2 0个空，每空1 分，共 2 0分。把答案填在题中横线上）1 1 .对下列各种零件至少举出一种常用材料的牌号，齿 轮 4 5,4 0C r ,滑动轴承轴

5、瓦 Z Q Sn l O-1,Z Q A 1 9-4 ,蜗轮轮缘 Z Q Sn l O T,Z Q A 1 9-4 ,螺钉 Q 2 3 5,2 0,弹簧 6 5 M n,碳素弹簧钢丝,弹簧垫圈 6 5 M n ,滚动轴承套圈 G C r l 5 ,滚动轴承保持架08 F ,键 4 5 。1 2 .带传动的失效形式为打滑 和疲 劳 破 坏。因此，其主要设计依据 为 在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。1 3 .轴按承载分为心 轴，转轴 和 传 动 轴。1 4 .螺纹联接按防松原理可分为摩 擦 防 松，机 械 防 松 和其它防松。1 5 .灰铸铁齿轮常用于 开 式传动中,这种齿轮

6、的主要失效形式是_磨损。四、问答题（有 5 小题，每题4 分，共 2 0 分）1 6 .什么是等强度设计？在设计中如何应用？答：一个机器的各零件或一个零件对于各种失效方式具有同样的承载能力。在设计中的应用有二：一是使各部分等强度，避免某些部分强度过大，浪费材料；二是故意设置薄弱环节，过载时失效，使其它部分在过载时不致于损坏而得到保护。1 7 .什么是机械零件的失效？答：机械零件由于某种原因不能正常工作，叫失效。1 8 .滑动轴承计算中，计算p,p v,v 各考虑什么问题？答：p 轴承磨损；p v-发热；V 局部磨损。1 9 .齿轮传动中的载荷系数HKAKVK.KB,KKKKB各为什么系数，各考

7、虑什么因素对齿轮传动的影响？答：齿轮传动中的载荷系数K=K K K.K。中，h是使用系数，考虑外部因素引起附加动载荷对齿轮传动的影响；K.是动载系数，考虑齿轮制造、安装误差等引起附加动载荷对齿轮传动的影响；K。是齿间载荷分配系数，考虑多齿啮合间分配载荷的不均匀现象对齿轮传动的影响；L是齿向载荷分布系数，考虑载荷沿接触线分布不均的现象对齿轮传动的影响；2 0 .什么叫机械零件的计算准则？常用的机械零件的计算准则有那些？答：机械零件的计算准则就是为防止机械零件的失效而制定的判定条件，常用的准则有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则等？五、分析题（有 2 小题，每题6 分，共 1

8、 2 分）2 1 .一钢制液压油缸，缸内油压P=2.5 M P a（静载）,油缸内径D=1 2 5 m m,缸盖由6个M 1 6 的螺钉联接在缸体上.螺钉刚度心与缸体缸盖的刚度Q之比为1/4,螺钉材料的性能等级为5.6 级，安全系数取S =1.5,M 1 6 螺钉的小径d.=1 3.8 35 m m.若根据联接的紧密性要求，要求残余预紧力QP 1.5 F.试分析预紧力QP应控制在什么范围内才能满足此联接的要求？解1 .计算单个螺钉的工作拉力F （2 分）油缸盖联接所受的载荷F,=p p D 7 4,每个螺钉的工作拉力F =F*/6 =p Xp D2/4/6 =2.5 p（12 5）2/4/6=

9、5 113.2 7 N2 .计算允许的螺钉最大总拉力Q（2 分）螺钉材料性能等级为5.6 级，ss=3 00M P a,许用应力 s=ss/S=3 00/l.5=2 00M P a.由强度条件 sc a=1.3 Q/（p d2/4）sQ p d2 s/4/1.3=p X 13.83 52X 2 00/4/l.3=2 3 12 7.83 N3.求预紧力Qp的允许范围（2分）1）按螺钉强度条件求允许的最大预紧力Q=QP十/（Cb+Cm）FW 2 3 12 7.83 N.Qp 2 3 12 7.83-0.2 F=2 3 12 7.83-0.2 X 5 113.2 7=2 2 105.17 N2）按联

10、接紧密性条件求最小的预紧力，根据联接紧密性要求，QP 1.5 FQP=QP-Cr a/（Cb+&）F=Q,-0.8F 1.5 F即 Qp N l.5 F十 0.8F=2.3 F=1176 0.5 2 N由以上计算结果可知，预紧力必应控制为1176 0.5 2 N W Qp W 2 2 105.17 N2 2.一传动装置，输入转矩为，输出转矩为丁2,速比为i,总效率为，试证明 丁2=T,X i X n答：设输入功率为P l(k W),输出功率为P 2 (k W),输入转速为由(r/m i n),输出转速为1 1 2 (r/m i n),T=9.5 5 X 10f iX P/n (N.m m)P,

11、=T j Xn i/(9.5 5 X 106)P2=T2X n2/(9.5 5 X 106)n=P2/P,=(T2X n2/(9.5 5 X 106)/(T,X n,/(9.5 5 X 106)=T 2 X 02/(T i X ri,)i=n2/r i.n=T2/T,/i即 T2=T,xi x n六、计算题(有2 小题，每题6 分，共12 分)2 3.一对4 6 2 10角接触球轴承反安装，如图1所示。已知轴承1和轴承2的径向载荷分别为4=2 000N,及=4 000N,轴上作用的轴向载荷居=800N(指向轴承 2),轴承的派生轴向力S的计算式1 2b%IPR 1|R a图 15 0.6 87

12、?,0.6 8,后0.4 1,片0.87。轴承载荷有轻微冲击，载荷系数后1.2,工作温度不大于12 0o 试求：(1)轴承1和轴承2的轴向载荷4和4；轴承1和轴承2的当量动载荷A和 尸2。解：(1)计算轴承的轴向载荷S=0 6 8兄=0.6 8X 2 000=13 6 0 N=0 6 8后=0.6 8X 4 000=2 72 0 NS、S2 方向见图22_ 01 F。IO转后 可 一sa|Ri Ra因为北+52=800+2 72 0=3 5 2 0 N S 图2 第六大题第2 3 小题答案图所以 轴承 1 “压紧，4=兄+5,2=800+2 72 0=3 5 2 0(2 分)轴承 2 “放松”

13、，A2=5=2 72 0 N(2 分)(2)计算轴承的当量动载荷轴承 1 4/兆=3 5 2 0/2 000=1.76 方0.6 8,则取XFO.4 1,K=0.87吊+X 4)=1.2 X (0.4 1X 2 000+0.87X3 5 2 0)=3 882.4 N (2 分)轴承 2 4/兆=2 72 0/4 000=0.6 8W AO.6 8,则取M=l,K=0F 十 fFX?RI=1.2 X 1X 4 000=4 800 N (2 分)2 4.已知V 带传动中，最大传递功率68k W,带的速度尸10m/s,若紧边拉力E 为松边拉力 的2 倍，此时小带轮上包角8=12 0。，求:(1)有效

14、拉力久；(2)紧边拉力E；(3)当量摩擦系数F 。解：有效拉力凡-1000/Y 11000 X 8/10=800 N （2 分）又知：A-=凡,E=2凡则紧边拉力E=2凡=1600 N （2分）根据欧拉公式得 当量摩擦系数产=ln（A/K）/cz=ln2/（3.14X 120/180）=0.693/2.0933=0.331（2 分）七、结 构 题（有4小题，每题分别为10分,2分，2分，2分，共16分）2 5.图3中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误的内容）（每指出一处，并正确说明错

15、误内容和改正的 得1分,总分为10分）答:错误处见图3（改正的图未示出）键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确;轴承盖孔径应大于轴径，避免接触；此处不应有键联接；轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮；轴应有轴环，使齿轮定位；轴承应正装；轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长；左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片；两轴承内侧应加封油环；箱体加工面与非加工面未分开。2 6 .画出V带与带轮槽的正确安装图；2 7 .画出普通螺栓联接的结构图2 8 .画出普通平键A型、B型、C型的形状2 6,2 7,2 8题答案：八、设 计 题（有1小题，5分）2 9 .设计一转椅的升降机构，升降通过一手柄进行控制。设

16、计需画出结构示意图，并作必要的说明。答：没有标准答案，可根据创意的新颖性及是否达到设计要求给0 5分。机械设计试卷一、单项选择题1、普通平键的截面尺寸是根据 按标准选择的。【C】A.传递转矩的大小 B.轮毂的长度 C.轴的直径2、V带传动设计中，限 制 小 带 轮 的 最 小 直 径 主 要 是 为 了。A A.限制弯曲应力 B.使结构紧凑 C.限制带轮包角3、为了制造、测量方便，取三角带的 作为它的公称长度。B A.内周长 B.节线长 C.外周长4、角接触球轴承和圆锥磕子轴承的轴向承载能力随接触角的增大而 o A A.增大 B.减少 C.不便5、链传动中，链 条 的 节 数 最 好 为，而链

17、轮齿数为 o 【B A.奇数，偶数 B.偶数，奇 数C.5的倍数，偶数6、按纯扭矩设计计算的轴径，一般作为轴的 直径。A A.最细端 B.最大 C.平均7、既传递转矩，又 传 递 弯 矩 的 轴 称 为。B A.心轴 B.转轴 C.传动轴8、联接用的螺纹一般采用 螺纹，而传动用的螺纹一般采用 螺纹。A A,三角形，梯形 B.梯形，三角形 C.其它，三10角形9、非液体摩榛 滑 动 轴 承设计中，限 制 压 强 p t p 的目的是。B A.防止因压力过大而发热；B.防止润滑汕挤出，轴瓦过渡磨损；C.防止因摩擦力矩大而起动难。1 0、在滚动轴承的组合设计中，双 支 点 单 向 固 定 方 式 适

18、 合 于。【A】A.跨距小，温升小的轴；B.跨距大，温升大的轴；C.跨距大，温升小的轴。1 1、一对钢制标准齿轮啮合传动时一，两轮的分|与分2，。与 B )A.相等，不想等 B.相等，不一定 C.不一定，不一定1 2、当两轴具有一定的相对偏移量，且载荷较平稳，要求传递较大扭矩时,A.齿轮联轴器 B.凸缘联轴器 C.弹性柱销联轴器1 3、滚动轴承寿命是在一定的可靠度下规定的，一般当可靠度是9 0%时，能达到或 超 过 的 寿 命 称 为 滚 动 轴 承 的,所受载荷称为滚动轴承的 o C A.预期寿命，预期载荷 B.最大寿命，最 大 载 荷 C.额定寿命，额定动载荷1 4、蜗杆传动的效率一般较其

19、它传动低，这主要是因为在蜗杆传动中 oA.蜗轮速度很低 B.蜗杆头数很少 C.蜗轮蜗杆的相对滑动速度很大1 5、有一汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在0 2 M p a 之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为。11 B）A.对称循环变应力B.脉动循环变应力 C.非对称循环变应力散热二、填空题1 6、齿轮传动的主要失效形式有：轮齿折断;齿面磨损；齿面点蚀;齿面胶合；塑性变形。1 7、闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，其主要原因是：蜗杆传动由于效率低,所以发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以必须根据单位时间内的发热量

20、中1 等于同时间内的散热量中2的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定的处于规定的范围内。1 8、带传动中，弹性滑动与打滑的区别是：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。打滑是山于工作载荷过大带与带轮间的显著相对滑动，是带的失效形式之一，应当避免。1 9、滑动轴承常用的材料有：轴承合金，如Z 常S b H 材6;锡青铜，如Z Cu S 如0 P 1;铸铁，H T 2 0 0。2 0、论述链传动的主要特点：与带传动相比，链传动效率高，平均传动比准确,无滑动和打滑现象；与齿轮传动相比，链传动制造与安装精度要求较低O三、综合题2 1、比较以下几种

21、传动的传动性能，并填入下表中（高、中、低等）。齿轮传 蜗 杆 传 带传动 链传动 螺旋传动动 动传递功率大小效率IWI低单 级 传 动中大比中心距小小传动精度高高大中中大中中中中大中大高一一高2 2、请标出以下链传动的合理转动方向。2 3、图示为三级减速装置传动方案简图，要求总传动比二50,这样布置是否合理?为什么？试画出合理的传动方案简图（不采用蜗杆传动）。、：电动机和齿轮轴的减速连接应选用带传动，可缓冲振动与噪音。：为保证准确的传动比，处的二级减速应选用圆柱齿轮，如选用斜齿轮，还可通过齿轮旋向抵消轴向力。2 4、图示传动中，已知小圆锥齿轮的转向，现想托起重物Q,问蜗杆的螺旋线方向如何？并在

22、图上标出蜗轮蜗杆和圆锥齿轮在啮合点各轮所受三个力的方向。122324四、计算题25、如图所示，轴上装有一斜齿圆柱齿轮，轴支承在一对正装的7306AC轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力入F8100N,径向力Ee=3052N,轴向力用=2170N,转速n=300r/m in,载荷系数/1.2。试计算两个轴承的基本额定寿命（以小时计）。（想一想:若两轴承反装，轴承的基本额定寿命将有何变化?）（有关数据：7306AC,轴承C=25600N,e=0.7。当工/工e 尸”时，x=0.41,y=0.85；当时，x=i,r=0 e 内部轴向力 工5=0.7 工，=3）U o解：求&、工2 F X P8%0+8。（晨

23、一七户 542.77N,=%+%=250W MF1H =8%o+80%=4984.62N，FrH2=5%。+go=3115.38N-%=5014/N，工2=）4+工 工=40001N 求%、工2Fd=eFr=0.7x5014.1=3509.8N,Fd2=eFr2=0.7 x 4000.1=2800.17VJ =Fdl=3509.87V，%=%+也=5679N工 i “=S7=e，x,=l,y,=0,=力区工1+=1.2x(1x5014.1)=6016.6N13Fa2 工2 =1 2 46，=0.41%=0-85P2=fp(x2Fr2+为工2)=L 2 X (0.41 X 40 0 0 +0.8

24、5x 5679)=7761.5N 1,L =1/6 0n(C/P)=1/60X300(2560/7761.5)4=H2 6、图示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数劣为=2 0,z3=60,z4=2,z5=40,轮1转向如图所示，卷筒直径D=1 36 m m。试求:此时重物是上升还是下降?设系统效率n=0.6 8,为使重物上升，施加在轮1上的驱动力矩7产 勿,问重物的重量是多少？解 4=尸%-%=一3，ny _n=-3,%-%=34,%=4 4J =幺=么=曰=2 0，n4-2 0 5 5 4 2：=2 05，；.%=8 05，；P g =丸=1 5，Ts=w,TM%=W45.昨 犯 园=2x

25、10 x80 x0.68=8、1 0.9因蜗杆右旋,所以重物上升。Dn5 0.1 36五、改错题（每小题5分，共1 0分）2 7、指出下面轴系结构图中的错误并改正。键的布置无法安装连轴器;端盖处应有轴肩;端盖与箱体间应有垫圈;端盖与轴连接处应有密封圈；安装轴承处应有轴肩；套筒高度不能高于轴承内圈高度；与齿轮配合的轴的长度应略小于齿轮宽度；轴承内圈应有定位轴肩；端盖卡紧端高度应小于轴承内圈高度。2 8、图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。机械设计试卷一、单项选择题1、在常用螺旋传动中，传动效率最高的-螺 纹。14A.三角形B.梯 形 C.锯齿形 D.矩形2、两个被联接件不太厚

26、时，宜采用-连接。【】A.双头螺柱B.螺拴C.螺 钉 D.紧定螺钉3、平键联接如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔-一。【】A.9 0 度 B.1 2 0 度 C.1 35 度 D.1 8 0 度4、设计链传动时链节数最好-o 【)A.偶数 B.奇 数 C.质 数 D.链轮齿数的整数倍。5 、蜗杆传动的主要失效形式是-。】A.齿面疲劳点蚀B.齿根的弯曲折断C.齿面的胶合和磨损D.齿面的塑性变形6、V 带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了-。)A.使结构紧凑B.限制弯曲应力C.限制带轮包角 D.限制速度7、滚动轴承在基本额定动载荷C 作用下，当基本额定寿命为I

27、 O,转时，其可靠度为。A.1 0%B.8 0%C.9 0%D.9 9%8、对齿面硬度W 3 50 H B s 的闭式齿轮传动，其主要失效形式是 o】A.轮齿折断B.齿 面 点 蚀 C.齿面胶合 D.齿面磨损9、既传递转矩又承受弯矩的轴称为。A.心轴B,传动轴 C.转轴 D.曲轴1 0、为 实 现 间 歇 运 动，可选用。A.螺 旋 机 构 B.槽轮机构 C.带传动机构D.链传动机构二、判 断 题 1、选用滑动轴承的润滑油时，转速越高，选用汕的粘度越高。()2、蜗 杆 传 动，蜗 杆 头 数 越 少，传 动 效 率 越 低。()3 、平键是靠键的两侧面来传递载荷。()4、链节距越大，链速也越不

28、均匀。()5、螺 纹 的 螺 旋 升 角 愈 小，螺 纹 的 自 锁 性 能 愈 好。()6 、带传动中的弹性滑动是可以防止的。()7、向心滑动轴承验算压强P的实质是控制轴承发热量。()158、增 大 齿 轮 的 模 数，可 以 提 高 齿 轮 的 接 触 强 度。（）9 键 是 一 种 标 准 零 件。（）1 0、一般情况下，链传动瞬时传动比恒定。（）三.填空题1、晶式软齿面齿轮传动，一般应按-强度进行计算，然后再校核-强度。2、闭式蜗杆传动因为 所以要进行热平衡计算。3、十字滑块联轴器属于-联轴器。4、在蜗杆传动中，当蜗杆与蜗轮轴交角为9 0 时，蜗杆的轴向力与蜗轮的大小相等，方向相反。5

29、、带速v 3 0 m/s 是一般用 来制造带轮。6、齿轮的齿形系数与 有关，齿形系数越大，轮齿的弯曲强度越 O7、带传动工作时，带的最大应力发生在。8、滚动轴承的额定寿命是指可靠性为 的寿命。9、非液体摩擦滑动轴承常见的失效形式为 和。1 0、花键联接按其齿形不同，可分为、花键联接。四、简答题1、链传动与带传动相比较有哪些优缺点？2、轴上零件的轴向固定方法有哪些？3、齿轮传动的失效形式有那些？对开，闭式齿轮传动设计准则有什么区别？4、剖分式滑动轴承由哪儿个部分组成？五、分析与作图题1、画出带传动的应力分布图，并在图上标出6 1,5 2（拉应力），8 c （离心应力）和8 b l,6 b 2（弯

30、曲应力），最大应力发生在什么部位？6 m a x =?2、图示蜗杆一斜齿圆柱齿轮传动，蜗杆主动，蜗杆转向及螺旋线方向如图，要求：（1）画出H轴的转向及蜗轮2 的螺旋线方向；（2）要求n 轴上轴向力抵消一部分，定出齿轮3、4 的螺旋线方向；（3）在图上画出蜗轮2 及齿轮4 的各分力方向。2题3题3、分析图示结构设计的错误。（用数字标出并说明）4、试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。六、计等题如图所示，已知轴承1径向载荷飞=2100N,轴承2径向载荷&=1200N,轴向外载荷死=9 0 0 N,轴承转速=1500min,运转中有中等冲击_/；=1.2,室温工作，预期寿命乙2 5000/2

31、，选用轴承型号7307AC,已查得C=33400N,e=0.7,S=0.7R,4 4 e 时,R求。E,y=Y e时,i的试计算轴承寿命是否满足要机械设计试题17一、填空题及选择填空题（2 7 分，每空1 分）1 .当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现、和 同时存在的现象，这种摩擦状态称为 O2 .一公称直径为d=1 6 m m 的螺纹副，螺纹头数n=2,螺距p=4 m m,螺纹中径d 2=D2=1 4 m m,牙侧角B =1 5,螺纹副材料的当量摩擦系数f =0.0 8 0.1 0,经计算该螺纹副 自锁性要求。满 足 b.不满足3.导 向 平 键 连 接 的 主 要 失 效 形

32、式 是,设计时通过限制 来进行耐磨性计算；半圆键的缺点是,所以主要适用于轴端。4 .作为标准普通V 带工作面的两侧面夹角为6=4 0。，相应的V 带轮轮槽的两侧面夹角则 o a.大于4 0 b.小于4 0 c.等于4 0。5 .传动带所能传递的最大有效圆周力F g 与、等 因 素 有 关，它 们 的 值 越 大，F 皿 就 越 大。当 传 递 的 外 载 荷 超 过时，带在带轮上发生打滑现象；而且在传动比大于1的情况下打滑总是先从小带轮上开始的，其原因是 o6 .齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必 须 避 免 的 失 效 形 式 是；软 齿 面 闭 式 齿 轮 传 动 最 主 要 的 失

33、 效 形 式 是；高速重载齿轮传动易发生；轮齿的塑性变形常发生在齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。7 .下列齿轮参数中，对齿形系数YF没有影响的是 o a.齿数b.变位系数 c.齿 顶 高 系数d.压力角 e.模数8 .按国家标准G B/2 9 2-9 3 规定，型号7 2 1 2 C/D B 轴承的类型为,宽 度 类 型 为,精 度 等 级 为，公称接触角a =o9 .对于转动的滚动轴承，其主要失效形式是；对于不转动、低速或摆动的轴承，主要失效形式是;对于高速轴承，是其主要失效形式。1 0 .滑动轴承一般由轴颈、轴 瓦、轴承座三者组成，其失效形式主要是，主要发生在o二、问答题（2 4

34、 分,每小题4 分）1 .齿向载荷分布系数K。的物理意义是什么？改善齿向载荷分布不均匀状况的措施有哪些？2 .试述齿轮传动的设计准则。183 .按在支撑轴上零件传递运动和动力时受到的载荷类型的不同，轴分为那几种图a.重物升降装置传动系统简图 图b.蜗轮轴的轴承支撑简图类型？并分别举例说明。4 .给出滚动轴承的当量静载荷P 0 的定义。5 .同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？6 .在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么？三、分析计算题（2 9 分，第一小题1 9 分，第二小题1 0 分）1.一重物匀速升降装置采用如图a所示的电机+圆柱蜗杆传动系统，已知蜗杆传动的模数m =8

35、 m m,蜗杆头数及分度圆直径分别为z 1=l、d尸 8 0 n l m,蜗轮齿数Z2=5 0,卷筒直径D=2 5 0 m m。重物匀速升降的速度v=4 0 m/m i n,最大载重量W为 4 k N,工况系数L 按 1.0 计，试分析、计算提升重物时的下列问题：1）该装置以4 0 m/m i n 的速度匀速升起重物1 m 时，蜗杆应转多少转？并在图中标明蜗杆的转向、蜗轮轮齿旋向、节点位置处蜗杆及蜗轮的受力方向。（5分）2）若蜗杆与蜗轮齿面间当量摩擦系数f =0.1 8,该机构能否自锁？（2 分）3）若重物W=4 k N,传动装置总的传动效率为n =0.5,试计算出电机的输出转矩L 应是多少？

36、（2 分）4）若蜗轮轴采用如图b 所示的两个角接触轴承7 2 0 9 c 支撑形式，L=1 0 0 m m,蜗杆传动效率m=0.7,卷筒、联轴器（连接蜗轮轴与卷筒轴）、蜗轮轴上轴承的效率合计为M=0.8,轴承7 2 0 9 C 的基本额定动载荷和基本额定静载荷分别为C =2 9 8 0 0 N.Co=2 38 0 0 N,其内部轴向力S=0.4 F ,径向载荷系数X和轴向载荷系数Y分别为0.4 4 和 L 36,fT=l.0,fP=l.5,试计算轴承H的寿命以为多少小时？（1 0 分）2.图c 所示为一托架，2 0 k N的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，

37、螺栓的相对刚度为0.3,螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃、也不滑移，试计算：1）该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力至少应大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=1 2.7 1 X 1 0 m m3）（7 分）2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力1 要保证6 9 5 6 N,计算该螺栓所需预紧力I、所受的总拉力F。（3 分）19四、结构题（2 0 分）00兀7/%=6000二=点图 C.托 架（图中尺寸单位:mm）图 d 图 e1.试说明实现轴上零件轴向固定的五种方法，并分别画出相应于各种轴向固定方法的结构图；画出模锻轮坯、腹板式大齿轮在转轴的轴端实现轴向固定

38、与周向固定的结构图（要求齿轮也要画出来）。（1 2 分）2.图d 和图e 为凸缘联轴器的两个半联轴器的将两根轴连接起来的两种形式的部分结构，请将未画出的其余部分补全，成为完整的结构。（5 分）机械设计试卷一、选择题1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（C ）。A、链传动只用来传递较小功率B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力D、链的质量大，离心力大2,直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，贝 卜 C ）。A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度3、受中等冲击载荷、

39、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（A）oA.弹性柱销联轴器B.凸缘联轴器C.十字滑块联轴器D.万向联轴器4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（C ）。A.进入大带轮处B.离开大带轮处C.进入小带轮处D.离开小带轮处5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案（A）为好。6.螺纹联接防松的根本问题在于（C ）oA、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力A.带传动齿轮传动链传动B.链传动 齿轮传到带传动C.带传动；链传动齿轮传动D.链传动-带传动*齿轮传动20C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度7.为联接承受横向工作载荷的两

40、块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（A ）o A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接D.紧定螺钉联接8.齿面硬度HBW350HBs的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（B ）。A.齿面磨损B.齿面点蚀C.齿面胶合D.轮齿折断9.不完全液体润滑滑动轴承，验算pvqpvl是为了防止轴承（B ）oA.过 度 磨 损 B,过 热 产 生 胶 合 C,产 生 塑 性 变 形D.发生疲劳点蚀10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（A ）。A.两端固定B.两端游动C.一端固定一端游动 D.A,B,C均可以11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径4 取标

41、准，其目的 是（B ）。A.限制加工蜗杆的刀具数量B.限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化C.为了装配方便D.为了提高加工精度12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为（B ）oA、转动心轴B、转轴 C、传动轴D、固定心轴13、普通平键的主要失效是（AA.工作面被压溃或键被剪断C.工作面产生过度磨损14、带传动产生弹性滑动的原因是由于（）oB.工作面产生胶合破坏D.键被弯曲折断D ）oA、带不是绝对挠性体C、带绕过带轮时产生离心力B、带与带轮间的摩擦系数偏低D、带的紧边与松边拉力不等15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时，其工作面的摩擦状态是（C ）oA、完全液体摩擦状态B、干摩擦状态C、边界摩擦

42、或混合摩擦状态 D、不确定二、标准件1、请按GB/T 5781-2000标准标注出：公称直径为16mm、长 60mm全螺纹六角头螺栓；并按GB/T 41-2000的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母。螺 栓 M16x 60 GB/T 5781-2000螺母 M16 GB/T 41-20002、请按GB/T 1096-2003标准标注出：宽为18 m m、高 为 11 m m、长 为 100 m m圆头普通平键；按 GB/T 119-2000标准标注出：直径为10 mm,长为 100 m m,直径允差为d 4,材料为35号钢，热处理硬度为HRC28 3 8,不经表面处理的

43、圆柱销。键 18x100 GB/T 1096-2003销 10 x100 GB/T 119-20003、根据下面所给出的轴承代号，指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、公差等级和游隙组别。（1）6308/C3（2）7214B（3）30213/P46308/C3表示内径为40mm,03尺寸系列的深沟球轴承，。级公差，3 组游隙。217 2 1 4 B 表示内径为7 0 m m,0 2 尺寸系列的角接触球轴承，接触角为4 0。，0级公差，0 组游隙。3 0 2 1 3/P 4 表示内径为6 5m m,0 2 尺寸系列的圆锥滚子轴承，4级公差，0 组游隙。4、根据下面所给出带、滚子链编号，指出这些

44、零件的公称尺寸。(1)带:A 1 0 0 0 G B/T 1 1 54 4-1 9 9 7(2)链：0 8 A 1 8 8 G B/T 1 2 4 3 2 0 0 6 (注：此链的节距为 0.5 英寸)(1)A 1 0 0 0 G B/T 1 1 54 4-1 9 9 7：基准长度为 1 0 0 0 m m 的 A 型普通 V 带。(2)0 8 A 1 8 8 G B/T 1 2 4 3 2 0 0 6：A 系列、节距 1 2.7 m m、单排、8 8 节的滚子链三、问答题1、简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处。2、当设计链传动时，选择齿数和节距时应考虑哪些问题？3、闭式蜗杆传动为什么要进

45、行热平衡计算？4、在具有稳定输入、输出功率的机器上，转轴以定速转动，当不考虑外来冲击和载荷波动等作用时，请分别将内部受的是稳态应力或交变应力的零件的编号写入下面相应的分类中。A.机箱箱体的地脚螺栓；B.装有齿轮的旋转轴；C.轴上的齿轮；D.轴上的蜗杆；E.轴上的滚动轴承；F.轴上的平键；G.联轴器上的螺栓；H.轴上的销；I.联轴器；J.离合器；K.输出端的滚子链；L.输入端的V 带.(1)受稳态应力的零件是：A、F、G、H、I、J(2)受交变应力的零件是：B、C、D、E、K、L、(3)利用摩擦工作的零件有：A、E、J、G、L四、分析题图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：I 轴为

46、输入轴，转向如图所示。(1)在下图中标出各轮转向。(2 分)(2)为使2、3 两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4 两轮的螺旋线方向。(2 分)(3)在图中分别标出2、3 两轮在啮合点处所受圆周力5、轴向力F 0 和径向力工的,面 八、(1)各轴转向如图所示。(2)3 轮左旋，4 轮右旋。22(3)2、3两轮的各分力方向下图所示。Fr 3 Ft 3五、计算题1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=2 5 0 mm,内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布1 2个M 1 6 (&=1 3.8 3 5 mm)的普通螺栓,螺栓材料的许用拉应力=1 8 0 M Pa ,螺栓的相对

47、刚度分/(0+%)=0.5 ,按紧密性要求，剩余预紧力=1.8 3/，F为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强P m M及每个螺栓连接所需的预紧力与o计算每个螺栓允许的最大总拉力:=2 0 8 1 5 N2、计算容器内液体最大压强6=耳+尸=2.8产F=吊=居3、Cb+Cm=(2 0 8 1 5 0.5 x 7 4 3 4)=1 7 0 9 8 N2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装(面对面)，已知两个轴承的径向载荷分别为%=2 0 0 0 N,FK=4 0 0 0 N,轴上作用的轴向外加载荷&=1 0 0 0 N,轴承内部附加轴向力工的计算为4=0

48、.7心，当轴承的轴向载荷与23径向载荷之比%e 时，X=0.4 1,Y=0.8 7,载荷系数K=1.0,试计算：（1）两个轴承的轴向载荷F z、FA 2；We,X=l,Y=0,e =0.6 8,（2）两个轴承的当量动载荷P、P2 O%=0.7%=0.7 x 2 0 0 0 =1 4 0 0 N.1 分解：(1)FS2=0.7FR2=0.7 x 4 0 0 0 =2 8 O O 2 V.1 分FSi+Fx=1 4 0 0 +1 0 0 0 =2 4 0 0 e =0.6 8,X|=0.4 1*=0.8 72 0 0 0 1 12分1 分6 =力,(X 岛 +工 E i J =2 0 0 0 X

49、0.4 1 +0.8 7 X 1 8 0 0 =2 3 8 6 N=Z 2 2 =0.7 e =0.6 8,X,=0.4 1,K =0.8 7./FR2 4 0 0 0 2 21 分.1 分P2=fF(X2FK 2+Y2FA2)=4 0 0 0 x 0.4 1 +0.8 7 x 2 8 0 0 =4 0 7 6 A .1 分六、结构题（1 0 分）下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。要求：1.在图中用序号标注设计错误处；2.按序号列出错误，并用文字提出改正建议；3.不必在图中改正。241 左、右两边轴承端盖均无调整垫片2 左边轴承内圈固定错误，轴

50、肩高过内圈高度 3 键过长4 齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度l 2 m m 5 套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9两端的轴承要设有挡油环1 0 联轴器没有周向定位。机械设计练习题1 公称直径为1 6 m m、长 6 0 m m 全螺纹六角头螺栓；并按G B/T 4 1-2 0 0 0 的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母。螺 栓 M 1 6 x 6 0G B/T 5 7 8 1-2 0 0 0 螺母 M 1 6 G B/T 4 1-2 0 0 02、请按G B/