機(jī)械設(shè)計題庫

1、.一、填空題 （每空1分，共15分）3-32螺旋副的自鎖條件是_螺旋升角小于當(dāng)量摩擦角_。3-35承受橫向工作載荷的普通螺栓聯(lián)接，螺栓受_拉_應(yīng)力和_扭剪_應(yīng)力作用，可能發(fā)生的失效形式是_斷裂（拉斷或拉扭斷）_。4-17楔鍵的工作面是_上下面_，主要失效形式是_壓潰_。4-18平鍵的剖面尺寸通常是根據(jù)_軸的直徑_選擇；長度尺寸主要是根據(jù)_輪轂長度_選擇。6-24，為減小鏈傳動的動載荷，小鏈輪齒數(shù)應(yīng)選的_多_些，為防止鏈傳動過早脫鏈，小鏈輪齒數(shù)應(yīng)選的_少_些。6-21鏈輪轉(zhuǎn)速越_高_(dá)，鏈條節(jié)距越_大_，鏈傳動中的動載荷越大。7-41設(shè)計圓柱齒輪傳動時，當(dāng)齒輪_對稱_布置時，其齒寬系數(shù)d 可選得大

2、些。7-49在材料、熱處理及幾何參數(shù)均相同的直齒圓柱、斜齒圓柱和直齒圓錐三種齒輪傳動中，承載能力最高的是_斜齒圓柱齒輪_傳動，承載能力最低的是_直齒圓錐齒輪_傳動。9-21根據(jù)軸的承載情況，工作時既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩的軸稱為_轉(zhuǎn)軸_；主要承受轉(zhuǎn)矩的軸稱為_傳動軸_；只承受彎矩的軸稱為_心軸_。9-23在進(jìn)行軸的強(qiáng)度計算時，對單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，一般將彎曲應(yīng)力考慮為_對稱循環(huán)_變應(yīng)力，將扭剪應(yīng)力考慮為_脈動循環(huán)_變應(yīng)力。11-32角接觸軸承承受軸向載荷的能力取決于軸承的_接觸角_。11-38滾動軸承支點軸向固定的結(jié)構(gòu)型式有：_雙支點單向固定（全固式）_；_單支點雙向固定（固游式）_ ；_兩端游動（全

3、游式）_。9-16可移式聯(lián)軸器中，根據(jù)補(bǔ)償位移方法的不同分為_剛性可移動式_聯(lián)軸器和_彈性可移動式_聯(lián)軸器。9-17根據(jù)聯(lián)軸器的分類，萬向聯(lián)軸器屬于_剛性可移動式_聯(lián)軸器，套筒聯(lián)軸器屬于_固定式_聯(lián)軸器。2-21影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的因素有：_應(yīng)力集中_、_絕對尺寸_、_表面狀態(tài)_。2-22根據(jù)是否隨時間變化，將載荷分為_靜載荷_和_變載荷_兩類。同理，應(yīng)力也分為_靜應(yīng)力_和_變應(yīng)力_兩大類。2-25r = -1 的變應(yīng)力稱為_對稱循環(huán)_變應(yīng)力，r = 0 的變應(yīng)力稱為_脈動循環(huán)_變應(yīng)力，當(dāng)r = 1 時稱為_靜_應(yīng)力，當(dāng)r = 其它值時稱為_非對稱循環(huán)_變應(yīng)力。3-36承受橫向工作載荷的鉸制

4、孔螺栓聯(lián)接，靠螺栓受_剪切_和_擠壓_來傳遞載荷，可能發(fā)生的失效形式是_剪斷_和_壓潰_。 3-39螺紋聯(lián)接的防松，按其防松原理分為_摩擦_防松、_機(jī)械_防松和_破壞螺紋副關(guān)系_防松。4-20同一聯(lián)接處使用兩個平鍵，應(yīng)錯開_180_布置；采用兩個楔鍵或兩組切向鍵時，要錯開_120_；采用兩個半圓鍵，則應(yīng)_布置在一條直線上_。5-38v帶傳動中，帶繞過主動輪時發(fā)生_帶滯后于帶輪_的彈性滑動。5-39帶傳動常見的張緊裝置有_定期張緊裝置_、_自動張緊裝置_和_張緊輪_等幾種。6-26鏈條節(jié)數(shù)選擇偶數(shù)是為了_接頭方便_。鏈輪齒數(shù)選擇奇數(shù)是為了_磨損均勻_。7-39在齒輪傳動中，齒面疲勞點蝕是由于_接

5、觸應(yīng)力_的反復(fù)作用而產(chǎn)生的，點蝕通常首先出現(xiàn)在_節(jié)線附近齒根一側(cè)_。7-43減小齒輪內(nèi)部動載荷的措施有_提高齒輪制造精度_、_降低工作速度_、_沿齒廓修形_。9-22根據(jù)軸的承載情況，自行車的前后軸屬于_固定心軸_。9-24如果軸的同一截面有幾個應(yīng)力集中源，則應(yīng)取其中_一個最大的_應(yīng)力集中系數(shù)來計算該截面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。11-35承受方向固定的徑向載荷的滾動軸承，其滾動體上產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是_規(guī)律（周期）性非穩(wěn)定脈動循環(huán)_變應(yīng)力。固定套圈上產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是_穩(wěn)定的脈動循環(huán)_變應(yīng)力。11-36按基本額定動載荷設(shè)計計算的滾動軸承，在預(yù)定使用期限內(nèi)，其失效概率最大為_10%_。二 、選擇題（每小題

6、1分，共10分）3-15受軸向變載荷的螺栓聯(lián)接中，已知預(yù)緊力qp = 8000 n，工作載荷：fmin = 0，fmax= 4000n，螺栓和被聯(lián)接件的剛度相等，則在最大工作載荷下，剩余預(yù)緊力為_c_。a2000 n b4000 nc6000 n d8000 n3-16當(dāng)螺栓組承受橫向載荷或旋轉(zhuǎn)力矩時，該螺栓組中的螺栓_d_。a. 必受剪應(yīng)力作用 b. 必受拉應(yīng)力作用c. 同時受到剪切和拉伸 d. 既可能受剪切，也可能受拉伸3-8. 在螺紋聯(lián)接中，按防松原理，采用雙螺母屬于_a_。a摩擦防松 b機(jī)械防松c破壞螺旋副的關(guān)系防松 d增大預(yù)緊力防松3-13.某汽缸蓋螺栓聯(lián)接，若汽缸內(nèi)氣體壓力在0 2

7、 mpa 之間變化，則缸蓋聯(lián)接螺栓的應(yīng)力類型為_a_。a非對稱循環(huán)變應(yīng)力 b脈動循環(huán)變應(yīng)力c對稱循環(huán)變應(yīng)力 d非穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力4-10當(dāng)采用一個平鍵不能滿足強(qiáng)度要求時，可采用兩個錯開_d_布置。a90 b120c150 d1804-11當(dāng)軸雙向工作時，必須采用兩組切向鍵聯(lián)接，并錯開_b_布置。a90 b120c150 d1805-7帶傳動中，v1 為主動輪的圓周速度，v2 為從動輪的圓周速度，v 為帶速，這些速度之間存在的關(guān)系是_b_。av1 = v2 = v bv1 vv2 cv1v v2 dv1 = v v25-12v 帶傳動設(shè)計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了_b_。a使結(jié)構(gòu)緊湊 b限

8、制彎曲應(yīng)力c限制小帶輪上的包角 d保證帶和帶輪接觸面間有足夠摩擦力5-14v 帶傳動設(shè)計中，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑的依據(jù)是_a_。a帶的型號 b帶的速度c主動輪轉(zhuǎn)速 d傳動比5-15帶傳動采用張緊裝置的目的是_d_。a減輕帶的彈性滑動 b提高帶的壽命c改變帶的運動方向 d調(diào)節(jié)帶的初拉力6-1與齒輪傳動相比，鏈傳動的優(yōu)點是_d_。a傳動效率高 b工作平穩(wěn)，無噪聲c承載能力大 d傳動的中心距大，距離遠(yuǎn)6-4鏈傳動中，最適宜的中心距范圍是_c_。a（1020）p b（2030）p c（3050）p d（5080）p6-8鏈傳動設(shè)計中，當(dāng)載荷大、中心距小、傳動比大時，宜選用_b_。a大節(jié)距單排鏈 b小節(jié)距

9、多排鏈c小節(jié)距單排鏈 d大節(jié)距多排鏈6-12鏈傳動的張緊輪應(yīng)裝在_a_。a靠近小輪的松邊上 b靠近小輪的緊邊上c靠近大輪的松邊上 d靠近大輪的緊邊上6-19設(shè)計鏈傳動時，鏈長節(jié)數(shù)一般取偶數(shù)，是為了_c_。a保證傳動比恒定 b鏈傳動磨損均勻 c接頭方便 d不容易脫鏈7-3高速重載齒輪傳動，當(dāng)潤滑不良時，最可能出現(xiàn)的失效形式為_d_。a輪齒疲勞折斷 b齒面磨損 c齒面疲勞點蝕 d齒面膠合7-10對于開式齒輪傳動，在工程設(shè)計中，一般_d_。a先按接觸強(qiáng)度設(shè)計，再校核彎曲強(qiáng)度 b只需按接觸強(qiáng)度設(shè)計c先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計，再校核接觸強(qiáng)度 d只需按彎曲強(qiáng)度設(shè)計。7-30對于齒面硬度350 hbs 的齒輪傳動，

10、若大、小齒輪均采用45 鋼，一般采取的熱處理方式為_c_。a小齒輪淬火，大齒輪調(diào)質(zhì) b小齒輪淬火，大齒輪正火c小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火 d小齒輪正火，大齒輪調(diào)質(zhì)9-5一般二級齒輪減速器的中間軸是_d_。a傳動軸 b固定心軸c轉(zhuǎn)動心軸 d轉(zhuǎn)軸9-10. 兩根被聯(lián)接軸間存在較大的徑向偏移，可采用_c_聯(lián)軸器。a凸緣 b套筒c齒輪 d萬向2-14在上題所示零件的極限應(yīng)力簡圖中，如工作應(yīng)力點m 所在on 線與橫軸之間的夾角 = 90，則該零件受的是_b_。a脈動循環(huán)變應(yīng)力 b對稱循環(huán)變應(yīng)力c變號的非循環(huán)變應(yīng)力 d不變號的非對稱循環(huán)變應(yīng)力2-15在應(yīng)力變化中，如果周期、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力有一個變化，則稱為_

11、b_。a穩(wěn)定變應(yīng)力 b非穩(wěn)定變應(yīng)力c非對稱循環(huán)變應(yīng)力 d脈動循環(huán)變應(yīng)力2-18塑性材料在脈動循環(huán)變應(yīng)力作用下的極限應(yīng)力為_c_。a b bs c 0 d 1 2-19對于受循環(huán)變應(yīng)力作用的零件，影響疲勞破壞的主要應(yīng)力成分是_d_。a最大應(yīng)力 b最小應(yīng)力c平均應(yīng)力 d應(yīng)力幅3-9重要的受拉螺栓聯(lián)接中，不宜用小于ml2 ml6 的螺栓，其原因是：尺寸小的螺栓_c_。a不用好材料，強(qiáng)度低 b需要的螺栓個數(shù)多c擰緊時容易過載 d不能保證聯(lián)接的剛度3-10當(dāng)兩被聯(lián)接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要經(jīng)常拆卸時，往往采用_c_。a螺栓聯(lián)接 b螺釘聯(lián)接 c雙頭螺栓聯(lián)接 d緊定螺釘聯(lián)接3-18對于受軸向載荷的緊

12、螺栓聯(lián)接，在限定螺栓總拉力的條件下，提高螺栓疲勞強(qiáng)度的措施為_b_。a增加螺栓剛度，減小被聯(lián)接件的剛度 b減小螺栓剛度，增加被聯(lián)接件的剛度c同時增加螺栓和被聯(lián)接件的剛度 d同時減小螺栓和被聯(lián)接件的剛度4-3平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的_a_。a 兩個側(cè)面 b上下兩面c兩個端面 d側(cè)面和上下面4-7設(shè)計普通平鍵聯(lián)接時，根據(jù)_d_來選擇鍵的長度尺寸。a傳遞的轉(zhuǎn)矩 b傳遞的功率c軸的直徑 d輪轂長度5-8在帶傳動的穩(wěn)定運行過程中，帶橫截面上拉應(yīng)力的循環(huán)特性是_d_。ar = -1 br = 0c0r-1 d0r+15-9在帶傳動的穩(wěn)定運行過程中，帶截面上的拉應(yīng)力是_b_。a.不變的 b有規(guī)律穩(wěn)定變化的c有

13、規(guī)律非穩(wěn)定變化的 d無規(guī)律變化的6-3鏈傳動中，限制鏈輪最少齒數(shù)zmin 的目的是為了_a_。a減小傳動的運動不均勻性和動載荷 b防止鏈節(jié)磨損后脫鏈c使小鏈輪輪齒受力均勻 d防止?jié)櫥涣紩r輪齒加速磨損6-7多排鏈的排數(shù)一般不超過3 或4，主要是為了_d_。a.不使安裝困難 b減輕鏈的重量c不使軸向過寬 d使各排受力均勻7-4齒輪的齒面疲勞點蝕經(jīng)常發(fā)生在_d_。a靠近齒頂處 b靠近齒根處c節(jié)線附近的齒頂一側(cè) d節(jié)線附近的齒根一側(cè)7-15在下面的各種方法中，_a_不能提高齒輪傳動的齒面接觸疲勞強(qiáng)度。a直徑d 不變而增大模數(shù) b改善材料c增大齒寬b d增大齒數(shù)以增大d7-16在下面的各種方法中，_b

14、_不能增加齒輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度。a直徑不變增大模數(shù) b齒輪負(fù)變位c由調(diào)質(zhì)改為淬火 d適當(dāng)增加齒寬7-19保持直齒圓柱齒輪傳動的中心距不變，增大模數(shù)m，則_a_。a輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度提高 b齒面的接觸強(qiáng)度提高c彎曲與接觸強(qiáng)度均可提高 d彎曲與接觸強(qiáng)度均不變9-1下列各軸中，屬于轉(zhuǎn)軸的是_a_。a減速器中的齒輪軸 b. 自行車的前、后軸c鐵路機(jī)車的輪軸 d. 滑輪軸9-6減速器中，齒輪軸的承載能力主要受到_b_的限制。a短期過載下的靜強(qiáng)度 b疲勞強(qiáng)度c脆性破壞 d剛度11-3_d_只能承受徑向載荷。a深溝球軸承 b. 調(diào)心球軸承c. 圓錐滾子軸承 d. 圓柱滾子軸承11-4_b_ 只能承受軸向載

15、荷。a圓錐滾子軸承 b. 推力球軸承c. 滾針軸承 d. 調(diào)心滾子軸承11-5_c_ 不能用來同時承受徑向載荷和軸向載荷。a. 深溝球軸承 b. 角接觸球軸承c. 圓柱滾子軸承 d. 調(diào)心球軸承11-6角接觸軸承承受軸向載荷的能力，隨接觸角的增大而_a_。a增大 b.減小c不變 d不定三、計算題5-57已知：v 帶傳遞的實際功率p = 7 kw，帶速 v=10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，試求有效圓周力fe 和緊邊拉力f1。解：例7-9 圖示圓錐斜齒圓柱齒輪減速器。齒輪1主動，轉(zhuǎn)向如圖，錐齒輪的參數(shù)為：模數(shù)m=2.5mm，z1=23，z2 = 69， = 20 ，齒寬系數(shù) r =0.3；斜

16、齒輪的參數(shù)為：模數(shù)mn=3mm，z3=25，z4=99， n = 20 。試：(1) 標(biāo)出各軸的轉(zhuǎn)向；(2) 為使軸所受軸向力較小，合理確定3、4輪的螺旋線方向；(3) 畫出齒輪2、3 所受的各個分力。(4) 為使軸上兩輪的軸向力完全抵消，確定斜齒輪3的螺旋角3（忽略摩擦損失）。解：(1) 各輪的轉(zhuǎn)向如例7-9圖2所示。(2) 3、4輪的螺旋線方向如圖所示。(3) 齒輪 2、3 所受分力如圖所示。(4) 確定斜齒輪3的螺旋角3：若使軸不受軸向力，必須：|fa2|=|fa3|圖1 例11-3 某軸由一對代號為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動載荷c = 97.8 kn。軸承受徑向力r1=

17、 6000n，r2 =16500n。軸的轉(zhuǎn)速 n =500 r/min，軸上有軸向力fa = 3000 n，方向如圖。軸承的其它參數(shù)見附表。沖擊載荷系數(shù) fd = 1。求軸承的基本額定壽命。 例3-5 如例3-5 圖1 所示螺栓聯(lián)接，4 個普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受載荷r = 4000 n，l=300mm，r=100mm，接合面數(shù)m =1，接合面間的摩擦系數(shù)為f = 0.15，可靠性系數(shù)kf = 1.2，螺栓的許用應(yīng)力為 =240mpa，試求：所需螺栓的直徑（d1）。解：(1) 將r 簡化到螺栓組形心，成為一個橫向載荷r 和一個轉(zhuǎn)矩t，如例3-5 圖2 所示，其中：t = rl = 40

18、00 300 =12 105 nmm(2) 求每個螺栓聯(lián)接承受的分力r 的分力：fsr = r/z = 4000/4 =1000 n5-6 已知一個托架的邊板用6 個螺栓與相鄰的機(jī)架相連接。托架受一與邊板螺栓組的垂直對稱軸線相平行、距離為250mm、大小為60kn 的載荷作用?，F(xiàn)有如圖5-50 所示的兩種螺栓布置形式，設(shè)采用鉸制孔用螺栓連接，試問哪一種布置形式所用的螺栓直徑最小？為什么？解 螺栓組受到剪力f 和轉(zhuǎn)矩，設(shè)剪力f 分在各個螺栓上的力為fi ，轉(zhuǎn)矩t 分在各個螺栓上的分力為f j（a）中各螺栓軸線到螺栓組中心的距離為r，即r=125mm 例3-1 如圖所示，用8個m24（d1=20.

19、752 mm）的普通螺栓聯(lián)接的鋼制液壓油缸，螺栓材料的許用應(yīng)力 =80 mpa，液壓油缸的直徑d =200 mm，為保證緊密性要求，剩余預(yù)緊力為qp =1.6f，試求油缸內(nèi)許用的的最大壓強(qiáng)pmax。 例5-3如圖所示為一v帶傳動，已知：主動輪直徑d2 =360mm，從動輪直徑d1 =180mm，包角1 =160，2 = 200，帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv =0.4 ，帶的初拉力f0 =180n，試問：1）當(dāng)從動輪上的阻力矩為20nm，主動輪在足夠大的電機(jī)驅(qū)動下，會發(fā)生什么現(xiàn)象？2）此時，松邊和緊邊的拉力各為多少？7-61圖示為二級斜齒圓柱齒輪減速器，高速級: mn1 =2 mm，z1= 20

20、，z2= 80， 1 =13 ， = 20 ，低速級：mn3 = 3 mm，z3= 25，z4= 75， 3 =12 ， = 20 ，齒輪1 為右旋，n1 = 960 r/min，轉(zhuǎn)向如圖，傳遞功率p1 = 5 kw，忽略摩擦損失。試：1）在圖上標(biāo)出、軸的轉(zhuǎn)向；2）合理確定（在圖上標(biāo)出）各輪的旋向；3）確定2、3 輪所受各個分力的大小和方向。4）計算3 取值多大才能使軸不受軸向力。解題要點：1）各軸的轉(zhuǎn)向如題7-61 解圖所示。2）2、3輪為左旋、4輪為右旋，如圖所示。五、改錯題9-34 指出圖中軸系的結(jié)構(gòu)錯誤，并改正。1）軸右端的帶輪不能通過套筒用端蓋軸向定位，轉(zhuǎn)動零件與固定零件不能接觸。2

21、）軸與右端蓋之間不能接觸，應(yīng)有間隙，并有密封措施。3）齒輪兩側(cè)都是軸環(huán)，無法安裝到位。4）齒輪上的鍵槽沒打通，且深度不夠。這樣的結(jié)構(gòu)，鍵槽無法加工，也無法裝配。5）右軸承的右側(cè)軸上應(yīng)有工藝軸肩，軸承裝拆路線長（精加工面長），裝拆困難。6）因軸肩過高，兩個軸承拆卸困難。7）軸上有兩個鍵，兩個鍵槽不在同一母線上。例11-7 試分析例11-7圖1所示小錐齒輪套杯軸系結(jié)構(gòu)中的錯誤，并加以改進(jìn)。存在問題分析：1）左軸承內(nèi)圈軸向沒有固定。2）套杯和機(jī)座間沒有調(diào)整墊片，不能調(diào)整軸系的軸向位置。3）軸承端蓋與套杯間沒有調(diào)整墊片，不能調(diào)整軸承游隙。4）軸與軸承端蓋接觸，應(yīng)有間隙。5）左軸承的外圈裝拆路線長，裝拆

22、困難。6）套杯左端的凸肩過高，左軸承的外圈拆卸困難。7）軸上有兩個鍵，位置都沒有靠近裝入端，使輪轂裝入困難。8）齒輪軸向定位不可靠，應(yīng)使軸頭長度短于輪轂長度。9）軸承端蓋處箱體上沒有凸臺，加工面與非加工面沒有分開。例11-7 圖210）軸上有兩個鍵，兩個鍵槽不在同一母線上。11）右軸承端蓋與軸間沒有密封措施。改進(jìn)后如圖所示。例11-8 例11-8圖1所示為反裝圓錐滾子軸承支承小錐齒輪軸的套杯軸系結(jié)構(gòu)，試分析其中的結(jié)構(gòu)錯誤，并加以改進(jìn)。存在問題分析：1）兩個軸承的外圈均未軸向固定。2）不能將軸上的軸向力傳到機(jī)座。3）齒輪軸的軸向位置沒有固定，受到軸向力時會發(fā)生竄動。4）左軸承內(nèi)圈直徑小于兩側(cè)軸的直徑，無法裝配。5）軸承游隙不能調(diào)整。6）套杯和機(jī)座間沒有調(diào)整墊片，整個軸系的軸向位置不能調(diào)整。7）軸承端蓋與右側(cè)軸承外圈之間的套筒多余。改進(jìn)后如圖例11-8圖2所示。11-65分析軸系結(jié)構(gòu)的錯誤，簡單說明錯誤原因，畫出正確結(jié)構(gòu)。題11-65 圖11-65 主要結(jié)構(gòu)錯誤分析如下：1軸左端的輪轂軸向定位不可靠，采用圓錐面軸向定位就不能再采用軸肩定位；2左側(cè)軸承端蓋與軸之間沒有間隙，嚴(yán)重磨損；3左側(cè)軸承端蓋與軸之間應(yīng)有密封措施；4左側(cè)軸承端蓋處