機械設(shè)計考試題目及答案

1、機械設(shè)計課程試題（一）一、選擇題：本題共 10個小題，每小題 2分，共 20分，在每小題給出的四個選 項中，只有一項是符合題目要求的。把所選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。1 一般工作條件下，齒面硬度HBC350的閉式齒輪傳動，通常的主要失效形式為【B】A. 輪齒疲勞折斷B. 齒面疲勞點蝕C.齒面膠合D.齒面塑性變形2. 帶傳動在工作時產(chǎn)生彈性滑動，是由于【 C 】A. 包角a太小B.初拉力Fo太小C.緊邊與松邊拉力不等D.傳動過載3. 下列四種型號的滾動軸承，只能承受徑向載荷的是【 B 】A. 6208 B. N208 C. 3208 D. 52084. 下列四種螺紋， 自鎖性能最好的是【 D

2、】A.粗牙普通螺紋B.細牙普通螺紋C.梯形螺紋D.鋸齒形螺紋5在潤滑良好的條件下， 為提高蝸桿傳動的嚙合效率， 可采用的方法為【 C 】A.減小齒面滑動速度u s B.減少蝸桿頭數(shù)ZiC.增加蝸桿頭數(shù)ZiD.增大蝸桿直徑系數(shù) q6.在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數(shù)C是指【D】A. 彈簧外徑與簧絲直徑之比值B. 彈簧內(nèi)徑與簧絲直徑之比值C. 彈簧自由高度與簧絲直徑之比值D. 彈簧中徑與簧絲直徑之比值7普通平鍵接聯(lián)采用兩個鍵時，一般兩鍵間的布置角度為【B 】A90° B. i20° C.i35 °D.i80°& V帶在減速傳動過程中，帶的最大

3、應(yīng)力發(fā)生在【D】A. V帶離開大帶輪處B. V 帶繞上大帶輪處C. V帶離開小帶輪處D. V帶繞上小帶輪處9對于普通螺栓聯(lián)接， 在擰緊螺母時， 螺栓所受的載荷是【D 】A.拉力B.扭矩C.壓力D.拉力和扭矩10. 滾子鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)，這主要是因為采用過渡鏈節(jié)后【D】A.制造困難B.要使用較長的銷軸C.不便于裝配D. 鏈板要產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力二、填空題：本大題共10個小題，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上。1. 軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受 _彎矩的軸為心軸，主要受 _轉(zhuǎn)矩_的軸為傳動軸。2. 代號62203的滾動軸承，為 深溝球軸承 軸承，其內(nèi)徑為 17 mm 。3.

4、 在一般機械中的圓柱齒輪傳動，往往使小齒輪齒寬 b1_大于大齒輪齒寬b2；在計算齒輪強度時，工作齒寬 b應(yīng)取 _大齒輪齒寬b2。4普通平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的 _兩側(cè)面楔鍵聯(lián)接的工作面是鍵的 _上下面。5. 為了便于互換及適應(yīng)大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)圈孔與軸的配合采用_基孔制，軸承外圈與軸承座孔的配合采用 _基軸制。6. 不隨時間變化的應(yīng)力稱為 _靜應(yīng)力，隨時間變化的應(yīng)力稱為_變應(yīng)力具有周期性的變應(yīng)力稱為 _循環(huán)變應(yīng)力。7按照平面圖形的形狀，螺紋分為 三角形螺紋_、梯形螺紋_和_鋸齒形螺紋 等。1. &按照工作條件，齒輪傳動可分為 _開式傳動_和_閉式傳動_兩種。9. 齒輪傳動設(shè)計時，軟齒面閉式

5、傳動通常先按 _齒面接觸強度設(shè)計公式確定傳動尺寸，然后驗算輪齒彎曲強度。2. 10.直徑較小的鋼制齒輪，當齒根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪和軸做成一體，稱為齒輪軸。三、簡答題：本大題共6個小題，每題5分，共30分。把答案填在題中橫線上。1. 簡述螺紋聯(lián)接的基本類型主要有哪四種？ 螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。2提高螺栓聯(lián)接強度的措施有哪些？1降低螺栓總拉伸載荷的變化范圍；2改善螺紋牙間的載荷分布；3減小應(yīng)力集中；4避免或減小附加應(yīng)力。3. 閉式蝸桿傳動的功率損耗主要包括哪三部分？閉式蝸桿傳動的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合的功率損耗，軸承中摩擦損耗和攪動箱體內(nèi)潤滑油的油阻損耗

6、。4. 簡述帶傳動的優(yōu)點？適于中心矩較大的場合； 帶具有良好的擾性， 可緩和沖擊、吸收振動； 過載時帶與帶輪間會 出現(xiàn)打滑，打滑雖使傳動失效，當可防止損壞其他零件；5. 鏈傳動的主要失效形式有哪些？鏈板疲勞破壞；滾子套筒的沖擊疲勞破壞；銷軸與套筒的膠合；鏈條鉸鏈磨損；過載拉斷。6. 滾動軸承的基本類型有哪些？調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、深溝球軸承、角接觸球軸承、推 力圓柱滾子軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等。四、結(jié)構(gòu)改錯1、圖示為一用對圓錐滾子軸承外圈窄邊相對安裝的軸系結(jié)構(gòu)。請按示例所示，指出圖中 的其他結(jié)構(gòu)錯誤（不少于 7處）（7分）（注：潤滑方式、倒角和圓角忽略不計。

7、 ）例缺少調(diào)整墊片解缺少調(diào)整墊片一一輪轂鍵槽不對與齒輪處鍵槽的位置不在同一角度上一一鍵槽處表達不正確（應(yīng)該局部剖視）一一端蓋孔與軸徑間無間隙_多一個鍵齒輪左側(cè)軸向定位不可靠齒輪右側(cè)無軸向定位一一軸承安裝方向不對一一軸承外圈定位超高（11）軸與軸承端蓋相碰2、請說明圖示軸系結(jié)構(gòu)中用數(shù)字標出位置的錯誤（不合理）的原因。（5 分）軸肩的高度超出了軸承內(nèi)圈的外徑；一一軸段的長度應(yīng)該小于輪轂的寬度；一一螺紋軸段缺少螺紋退刀槽；一一鍵槽應(yīng)該與中間部位的鍵槽在同一母線上布置;一一鍵的長度應(yīng)該小于軸段的長度。北京機械工業(yè)學(xué)院機械設(shè)計考題與答案一、是非題（有5小題，每題1分，共5分。正 確在括號內(nèi)寫“T”，錯誤

8、在括號內(nèi)寫“F”）1 雙螺母防松結(jié)構(gòu)中，如兩螺母厚度不同，應(yīng)先安裝薄螺母，后安裝厚螺母。（T ）2. 滾動軸承的軸向系數(shù) Y值越大，其承受軸向能力越大。（F ）3. 減速器的齒輪和滾動軸承可以采用不同的潤滑劑。（T ）4. 設(shè)計蝸桿傳動時，為了提高傳動效率，可以增加蝸桿的頭數(shù)。（T ）5. 失效就是零件斷裂了。（F）二、選擇題（有5小題，每題2分，共10分。在每小題的選項中，只有一項是符合題目要求 的，把所選項的字母填在題中的橫線上）6 .溫度對潤滑油粘度的影響是隨著溫度的升高潤滑油的粘度_C_。A）提高B ）不變 C ）降低7 .設(shè)計時鍵的截面尺寸通常是根據(jù)D 從標準中選取。A）鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩

9、B ）軸的轉(zhuǎn)速 C ）輪轂的長度 D ）軸的直徑8. 下列四種敘述中_D_是正確的。A）變應(yīng)力只能由變載荷產(chǎn)生B ）靜載荷不能產(chǎn)生變應(yīng)力C ）變應(yīng)力是由靜載荷產(chǎn)生D ）變應(yīng)力是由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生9 .從經(jīng)濟觀點考慮，單件生產(chǎn)的齒輪減速箱的箱體最好采用C。A）灰鑄鐵鑄造 B ）鑄鋼鑄造 C ）鋼板焊接10. 由下列不同材料制造的零件，其形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)、表面加工情況和工作條件等完全相同，其中有效應(yīng)力集中系數(shù)最大的是B。A） HT200 灰鑄鐵 B ） 40CrNi 鋼 C ） 45 鋼三、填空題（有5小題，20個空，每空1分,共20分。把答案填在題中橫線上）11. 對下列各種零件至

10、少舉出一種常用材料的牌號，齒輪45 ， 40Cr ，滑動軸承軸瓦 ZQSn10-1 , ZQAI9-4 ，蝸輪輪緣 ZQSn10-1 , ZQAI9-4 ，螺釘 Q235 , 20 , 彈簧65Mn , 碳素彈簧鋼絲，彈簧墊圈 65Mn ,滾動軸承套圈 GCr15 ，滾動軸承保持架08F ，鍵 45。12. 帶傳動的失效形式為打滑 和 疲勞破壞 。因此，其主要設(shè)計依據(jù)為在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。13. 軸按承載分為 心軸， 轉(zhuǎn)軸 和 傳動軸 。14. 螺紋聯(lián)接按防松原理可分為摩擦防松，機械防松和其它防松 。15. 灰鑄鐵齒輪常用于開式傳動中，這種齒輪的主要失效形式是

11、 磨損。四、問答題（有5小題，每題4分，共20分）16什么是等強度設(shè)計？在設(shè)計中如何應(yīng)用？答：一個機器的各零件或一個零件對于各種失效方式具有同樣的承載能力。在設(shè)計中的應(yīng)用有二：一是使各部分等強度，避免某些部分強度過大，浪費材料；二 是故意設(shè)置薄弱環(huán)節(jié)，過載時失效，使其它部分在過載時不致于損壞而得到保護。17.什么是機械零件的失效？答：機械零件由于某種原因不能正常工作，叫失效。18 .滑動軸承計算中，計算 p, pv, v各考慮什么問題？答：p軸承磨損；pv發(fā)熱；v局部磨損。19.齒輪傳動中的載荷系數(shù) K=KAKvKa氐，KKK“Kb各為什么系數(shù)，各考慮什么因素對齒 輪傳動的影響？答：齒輪傳動中

12、的載荷系數(shù) K=KKKa氐中，Ka是使用系數(shù)，考慮外部因素引起附加動載 荷對齒輪傳動的影響；Kv是動載系數(shù)，考慮齒輪制造、安裝誤差等引起附加動載 荷對齒輪傳動的影響；Ka是齒間載荷分配系數(shù)，考慮多齒嚙合間分配載荷的不均 勻現(xiàn)象對齒輪傳動的影響；心是齒向載荷分布系數(shù)，考慮載荷沿接觸線分布不均 的現(xiàn)象對齒輪傳動的影響；20 .什么叫機械零件的計算準則？常用的機械零件的計算準則有那些？答：機械零件的計算準則就是為防止機械零件的失效而制定的判定條件，常用的準則有強度準則、剛度準則、壽命準則、振動穩(wěn)定性準則、可靠性準則等？五、分析題（有2小題，每題6分,共12分）21. 一鋼制液壓油缸，缸內(nèi)油壓 P=

13、2.5MPa（靜載），油缸內(nèi)徑D = 125mm缸蓋 由6個M16的螺釘聯(lián)接在缸體上.螺釘剛度Cb與缸體缸蓋的剛度Cm之比為l/4， 螺釘材料的性能等級為5.6級，安全系數(shù)取S= 1.5，M16螺釘?shù)男絛1=13.835mm. 若根據(jù)聯(lián)接的緊密性要求，要求殘余預(yù)緊力 Q1.5F.試分析預(yù)緊力Q應(yīng)控制 在什么范圍內(nèi)才能滿足此聯(lián)接的要求？解1. 計算單個螺釘?shù)墓ぷ骼 （2分）油缸蓋聯(lián)接所受的載荷 F , =p D74，每個螺釘?shù)墓ぷ骼= H/6= px2 2D/4/6 = 2.5（125） /4/6 = 5113.27 N2. 計算允許的螺釘最大總拉力 Q （2分）螺釘材料性能等級為 5

14、.6級，s= 300MPa許用應(yīng)力=s/S = 300/1.52=200MPa由強度條件ca= 1.3Q/( d/4) < 2 2Q< d /4/1.3 =X13.835 X200/4/1.3 = 23127.83 N3. 求預(yù)緊力Qp的允許范圍(2分)1) 按螺釘強度條件求允許的最大預(yù)緊力Q= Q十 C( Cb +Cm)F< 23127.83 N QpW 23127.83-0.2F = 23127.83-0.2 >5113.27=22105.17 N2) 按聯(lián)接緊密性條件求最小的預(yù)緊力，根據(jù)聯(lián)接緊密性要求，QA 1.5FQp = Q- Cm / (Cb +Cm ) F

15、=Q-0.8F > 1.5F即Qp> 1.5F 十 0.8F = 2.3F = 11760.52 N由以上計算結(jié)果可知，預(yù)緊力 Q應(yīng)控制為11760.52 N < QW 22105.17 N22傳動裝置，輸入轉(zhuǎn)矩為，輸出轉(zhuǎn)矩為T2,速比為i，總效率為，試 證明 T2= T1 x i >n答：設(shè)輸入功率為P1 (kW，輸出功率為P2 (kW，輸入轉(zhuǎn)速為n1 (r/min )， 輸出轉(zhuǎn)速為n2 (r/min )，/ T=9.55 x 106x P/n(N.mm) P1= T1X m/(9.55 x 106) P 2= T2 x n叭9.55 x 106)Vn = P2/ P

16、 1=( T 2x n2/(9.55 x 106)/( T 1 x m/(9.55 x 106)=T 2x n2/( T 1x nJi= n2/ n 1n = T 2/ T 1/i即 T 2= T1 x i xn六、計算題(有2小題，每題6分, 共12分a"Ri23. 對46210角接觸球軸承 反安裝，如圖1所示。已知軸承1 和軸承2的徑向載荷分別為 R=2000N,R=4000N,軸上作用的軸 向載荷Fa=800N(指向軸承2)，軸承 的派生軸向力S的計算式S=0.68R, e=0.68，X=0.41, Y=0.87。軸承載荷有輕微沖擊，載荷系數(shù)fF=1.2，工作溫度不大于120

17、Co試求:(1) 軸承1和軸承2的軸向載荷A和A;(2) 軸承1和軸承2的當量動載荷P1和R 解：(1)計算軸承的軸向載荷S=0.68R=0.68 x 2000=1360 NS=0.68 R=0.68 x 4000=2720 NS、S方向見圖2因為 Fa+ S=800+2720=3520 N> S所以軸承 1 “壓緊”，A= Fa+ 5=800+2720=3520 (2 分) 軸承 2 “放松” ，A= S2=2720 N(2 分)(2)計算軸承的當量動載荷軸承 1 A/R=3520/2000=1.76 >e=0.68,則取%=0.41, 丫i=0.87Pi=f f（XiRi+Yi

18、A）=1.2 X （0.41 X 2000+0.87 X 3520）=3882.4 N （2 分）軸承 2 Al R=2720/4000=0.68 < e=0.68,則取X?=1, 丫2=0P 2=f fXR=1.2 X 1X 4000=4800 N （2 分）24.已知V帶傳動中，最大傳遞功率P=8kW帶的速度v=10m/s,若緊邊拉力Fi為松邊拉力F2的2倍，此時小帶輪上包角1=120 , 求：（1）有效拉力Fe； （2）緊邊拉力F1 ； （3）當量摩擦系數(shù)解：有效拉力 Fe =1000P/v=1000X 8/10=800 N （2 分）又知:F1- F2= Fe, F1 =2F2則

19、緊邊拉力 只=2 Fe =1600 N （2分）F1feF2根據(jù)歐拉公式得 當量摩擦系數(shù) f =ln（ F1/F2）/ a =ln2/（3.14 X 120/180）=0.693/2.0933=0.331（2分）七、結(jié)構(gòu)題（有4小題，每題分別為10分,2分，2分，2分，共16分）25.圖3中為一對圓錐滾子軸承支承的軸系，齒輪油潤滑，軸承脂潤滑， 軸端裝有聯(lián)軸器。試指出圖中的結(jié)構(gòu)錯誤（在圖中錯誤處寫出序號并在下半部改 正，按序號簡要說明錯誤的內(nèi)容）（每指出一處，并正確說明錯誤內(nèi)容和改正的 得1分，總分為10分） 鍵的位置應(yīng)與齒輪處在同一直線上，而且結(jié)構(gòu)不正確; 軸承蓋孔徑應(yīng)大于軸徑，避免接觸；

20、此處不應(yīng)有鍵聯(lián)接； 軸長應(yīng)短于輪轂長度，保證軸套壓緊齒輪； 軸應(yīng)有軸環(huán)，使齒輪定位； 軸承應(yīng)正裝； 軸不應(yīng)與軸承蓋相碰，且不需這么長； 左右兩軸承蓋與箱體間應(yīng)有調(diào)整墊片； 兩軸承內(nèi)側(cè)應(yīng)加封油環(huán)； 箱體加工面與非加工面未分開。26 .畫出V帶與帶輪槽的正確安裝圖；27 .畫出普通螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)圖28.畫出普通平鍵A型、B型、C型的形狀26,27,28 題答案：機械設(shè)計課程試題（二）一、填空題（25分）每空1分1、 滾動軸承軸系一端固定一端游動的固定方式常用在跨距較大_或 工作溫度較高情況下。2、 dn值大的滾動軸承應(yīng)采用油 潤滑，而dn值小的滾動軸承可采用 潤滑脂潤滑。3、 滑動軸承保證液體動壓

21、潤滑的條件有.相對滑動的兩表面間必須形成收 斂的楔形間隙；.被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對滑動速度， 其運動方 向必須使?jié)櫥痛罂谶M小口出； 3潤滑油必須有一定的粘度供油要充分。4、 混合摩擦（非液體摩擦）滑動軸承計算應(yīng)校核P 、匚、 PV 值。5、列舉兩種剛性聯(lián)軸器的名稱，并說明是否具有補償軸向。徑向或角向位移的能力：套筒式聯(lián)軸器（無補償能力）、凸緣式聯(lián)軸器（無補償能力）。&軸按所受載荷性質(zhì)分類，只承受彎矩的稱 心 軸;只承受扭矩稱傳動軸；承受彎矩和扭矩稱轉(zhuǎn) 軸。7、 直齒圓錐齒輪的當量齒數(shù)Zv=z/cos S ；標準模數(shù)和壓力角在 齒輪大 端;受力分析和強度計算用 平均分度圓直

22、徑。8、 帶傳動的主要失效形式為打滑 和疲勞破壞。9、 帶工作是截面上產(chǎn)生的應(yīng)力有拉應(yīng)力,彎曲應(yīng)力，離心應(yīng)力 。10、在齒輪傳動中，大小齒輪的接觸應(yīng)力是相 等的,大小齒輪的彎曲應(yīng)力是不等的。二、選擇題(11分)每空1分1、 滾動軸承內(nèi)圈與軸配合的正確標注應(yīng)為C 。A . 30H7/k6B. 30H7C . 30k62、 下列滾動軸承密封裝置，其中AC 是屬于接觸式密封，而BD 是屬于非接觸式密封。A. 氈圈密封 B .甩油環(huán) C .密封環(huán)D.縫隙密封3、在 B情況下，滑動軸承潤滑油的粘度不應(yīng)選得較高。A .重載 B .高速 C .工作溫度 D .高承受變載或沖擊振動載荷4、 兩相對滑動的接觸表

23、面，依靠吸附油膜進行潤滑的摩擦狀態(tài)稱D 。A .液體摩擦 B .半液體摩擦 C .混合摩擦 D .邊界摩擦5、 半圓鍵聯(lián)接當采用雙鍵時兩鍵應(yīng)D 布置。A.在周向相隔9 0 oB .在周向相隔12 0 oC .在周向相隔18 0 oD .在軸向沿同一直線6、 為了提高受軸向變載荷螺栓聯(lián)接的疲勞強度，應(yīng)B 。A .增加螺栓剛度。B .降低螺栓剛度。C 降低被聯(lián)接件剛度。7、 彈簧A的剛度為K 1,彈簧B的剛度為K 2,兩彈簧并聯(lián)的剛度為 C 。A . K 1 B . K 2 C . K1+K 2 D . K 1K2/(K 1 + K 2)8、 強度等級為6 .8級的螺栓材料cs=MPa。A.600

24、 B .8 0 0 C.680 D.4 8 09、 鏈輪中心距已定，合理確定鏈傳動的鏈長時，應(yīng)取_B。A .任意值 B .等于鏈節(jié)長度的偶數(shù)倍C .等于鏈節(jié)長度的奇數(shù)倍10、 帶傳動的兩帶輪直徑不相等，一般情況下，應(yīng)使哪個輪曹楔角較大B ?A.大輪 B.小輪 C.主動論 D.從動輪三、計算題（34 分）1、（14分）圖示為手動鉸車中所采用的蝸桿傳動。已知m=8mn，di=80mm, zi=1,i =40，卷筒的直徑D=250mrm試計算：（1）欲使重物上升1m，應(yīng)轉(zhuǎn)動蝸桿的轉(zhuǎn) 數(shù)；（2）設(shè)蝸桿和蝸輪間的當量摩擦系數(shù)為 0.18，檢驗該蝸桿傳動是否滿足自 鎖條件；（3）設(shè)重物重Q=5kN,通過手

25、柄轉(zhuǎn)臂施加的力F=100N,手柄轉(zhuǎn)臂的長 度I的最小值（不計軸承效率）。卷筒轉(zhuǎn)動圈數(shù):解：(1)重物上升1m時，2=1000/ n D=1000 (250x3.14)=1.27蝸桿轉(zhuǎn)動圈數(shù)為：Ni=i N 2=40x1.27=50.96(圈)(2)蝸桿直徑系數(shù)q=d1/m=80* 8=10至1導(dǎo)程角：丫 =arctan ' =arctan * =7.125°當量摩擦角：卩v=arctanf v= arctan E =10.204°T； = 5x()_125=0_<a5iV*m:因為：丫* v所以 蝸桿傳動滿足自鎖條件(3)蝸桿傳動的嚙合效率:tL 7125-f

26、an(7 盼+0"T)= 0.401s詁盎r。03沁則:0.03901= O39m2、( 10分)一普通V帶傳動傳遞功率為P = 7.5 kW，帶速？?= 10 m/s，緊邊拉 力是松邊拉力的兩倍，即F1=2F2，試求緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力。豊|巫珈暮的晝用對堪的n 口 d6-fl；> s - id| .12- n>V-U'A 22" JO> 3U - JB? M-+4an 1 x WA A3 mJ4m45 x J6 x &ICkS12氏BA賢A如砧； - -> !0>110. |J0««WA A16

27、|Ali»kx 11Um NLK M 14HIkI6(* «,：Q620,21.22?.30,5670 .M.waflO.llfl.lUJ*). ISO-1000impMM»x7Jio=750N氣=%兀所以（2=750N=2x750=1500N分3、（10分）圖示為一剛性凸緣聯(lián)軸器，材料為Q215鋼，傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為1400N.m（靜載荷）。已知軸的材料為45鋼，工作時有輕微沖擊。試根據(jù)圖示和表為 該聯(lián)軸器選擇平鍵，確定鍵的尺寸，并校核其強度（化）。解：由軸徑© 55查下表,選取鍵b=16,h=10,鍵長L=90鍵的工作長度 匸L-b=90-16=74m

28、m鍵與聯(lián)軸器的接觸長度k=0.5h=0.5x10=5mm2TX1O12X1400X101-3x74x55137_6AfPa>®=100 占偽可見聯(lián)接擠壓強度不夠，考慮到相差較大，所以應(yīng)采用雙鍵，相隔180布置，雙鍵的工作長度I=1.5x74=111mm= 9UMPafa,Ud 5x111x551 *見的標記為：鍵16x90機械設(shè)計課程試題（三）一、填空題（每空1分共24分）1、螺紋的公稱直徑是指螺紋的 大 徑，螺紋的升角是指螺紋中 徑處的升角。螺旋的自鎖條件為尸 '轉(zhuǎn)2、 三角形螺紋的牙型角a=60° ,適用于 聯(lián)接，而梯形螺紋的牙型角口 = 30, 適用于傳

29、動 。3、 螺紋聯(lián)接防松，按其防松原理可分為摩擦 防松、 機械 防松 和 永久 防松。4、 選擇普通平鍵時，鍵的截面尺寸（b X h）是根據(jù) 軸徑d查標準來確定 的,普通平鍵的工作面是 側(cè)面 。5、 帶傳動的傳動比不宜過大， 若傳動比過大將使包角a,從而使帶的有效拉力值減小。&鏈傳動瞬時傳動比是 變量，其平均傳動比是常數(shù) 。7、在變速齒輪傳動中，若大、小齒輪材料相同，但硬度不同，則兩齒輪工作中產(chǎn)生的齒面接觸應(yīng)力相同 ，材料的許用接觸應(yīng)力不同 ，工作中產(chǎn)生的齒根彎曲應(yīng)力 不同，材料的許用彎曲應(yīng)力 不同 。8、 直齒圓柱齒輪作接觸強度計算時取節(jié)點處的接觸應(yīng)力為計算依據(jù),其載荷由一對輪齒承擔

30、。9、對非液體摩擦滑動軸承，為防止軸承過度磨損，應(yīng)校核 p ，為防止軸 承溫升過高產(chǎn)生膠合,應(yīng)校核 pv 。10、 撓性聯(lián)抽器按是否具行彈性元件分為無彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈性元件撓性聯(lián)軸器兩大類。二、單項選擇題（每選項1分,共10分）1. 采用螺紋聯(lián)接時，若被聯(lián)接件之一厚度較大，且材料較軟，強度較低，需要經(jīng)常裝拆，則一般宜采用B。A螺栓聯(lián)接；B雙頭螺柱聯(lián)接；C螺釘聯(lián)接。2. 螺紋副在摩擦系數(shù)一定時,螺紋的牙型角越大,則 D 。A. 當量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越好；B. 當量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越差；C. 當量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越差；D. 當量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越好；3. 當鍵聯(lián)接強

31、度不足時可采用雙鍵。使用兩個平鍵時要求鍵D 布置。A 在同一直線上；B相隔900 ; C .相隔1200；D相隔18004、 普通平鍵聯(lián)接強度校核的內(nèi)容主要是A。A.校核鍵側(cè)面的擠壓強度；B.校核鍵的剪切強度；CAB兩者均需校核；D.校 核磨損。5、選取V帶型號，主要取決于 D 。A.帶的線速度B .帶的緊邊拉力C .帶的有效拉力D .帶傳遞的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速6、為了限制鏈傳動的動載荷，在節(jié)距 p和小鏈輪齒數(shù)乙一定時，.應(yīng)該限 制 A 。A.小鏈輪的轉(zhuǎn)速ni；B.傳動的功率P;C.傳遞的圓周力。7、 圓柱齒輪傳動，當齒輪直徑不變，而減小模數(shù)時，可以D。A.提高輪齒的彎曲強度；B.提高輪齒的接觸

32、強度；C.提高輪齒的靜強度；D .改善傳動的平穩(wěn)性。8、當轉(zhuǎn)速較低、同時受徑向載荷和軸向載荷，要求便于安裝時，宜選用 B 。A.深溝球軸承B .圓錐滾子軸承C .角接觸球軸承9、溫度升高時，潤滑油的粘度C 。A.隨之升高；B.保持不變；C.隨之降低；D.可能升高也可能降低。10、圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑 d=6mm旋繞比C=5,則它的內(nèi)徑D等于B。A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm三、計算題（38分）1、（15分）圖3-1示螺栓聯(lián)接中,采用兩個M20的普通螺 栓，其許用拉應(yīng)力（7 = I60N/mrr,聯(lián)接件接合面間摩擦系數(shù)f = 0.20 ,防滑系 數(shù)K. = 1.2，計

33、算該聯(lián)接件允許傳遞的靜載荷 F= ?（M20的螺栓di = 17.294mm）（10 分）解：螺栓預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷，假設(shè)各螺栓所需預(yù)緊力均為F0則由平衡條件棗尸可得螺栓危險截面的強度條件為-于是得 （4分）料出時f * z 9 i一 5.2Kf舞 X 17. 29L60 X O 2 X 2 j< 2 5-zxFT廠 19273.75N(5圖3-12、（13分）如圖3-2所示某電梯傳動裝置中采用蝸桿傳動， 電機功率P=10kW轉(zhuǎn) 速m = 970r/min,蝸桿傳動參數(shù) 乙=2；Z2= 60;直徑系數(shù)q = 8;總效率n= 0.8, m= 8,右旋蝸桿

34、，試計算：14分）（1）電梯上升時，標出電機轉(zhuǎn)向；（2）標出蝸桿所受各力的方向；（3）計算蝸輪所受各力大小。ffl 3-2解： （1）電機轉(zhuǎn)向箭頭向上；（1分）（2）蝸桿受各力方向如圖（3分）（3分）哼2x60（3分）(3Fr2= Ft2 tan a = 9845tan20 ° = 3583N 分)3、根據(jù)工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸向心球軸承(如圖所示)，已知兩個軸承受到的徑向載荷分別為Fri = 1650N和Fr2=3500N外加軸向力 Fae= 1020N(1)若派生軸向力Fd= 0.7Fr，試計算兩個軸承實際受到的軸向載荷Fa 和 Fa2。解：Fdi = 0.7F

35、ri = 0.7 X 1650=1155N 方向向右Fd2= 0.7 F r2 = 礙儁仔翳心分7 X 3500=2450N (2 所以只=少竺！十呼?=0, 42X1650+0. 84 X I43O=1«94NP：=仆 gF 應(yīng)丄說 £丿=-0冷2 乂 35Q+6 84X2430=3511N方向向左Fdi 十 Fae= 1155 十 1020= 2175 v Fd2故軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。Fai= Fd2- Fae=2450-1020N =1430（2 分）（2分）Fa2= Fd2= 2450N四、分析題（20分）1.（10分）如圖4-1傳動系統(tǒng)，要求軸U、川上

36、的軸向力抵消一部分，試確定：1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向；2）斜齒輪3、4和蝸桿5、蝸輪6的旋向；3）分別畫出蝸桿5,蝸輪6嚙合點的受力方向1（1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向為逆時針方向;齒輪3左旋，齒輪4右旋，蝸桿5右旋，蝸輪6右旋；（4分）（3）蝸桿5嚙合點受力方向如圖（a）;蝸輪6嚙合點受力方向如圖（b）。（6分）伍）一、填空題（每空1分共24分）1、螺紋的公稱直徑是指螺紋的大 徑,螺紋的升角是指螺紋 上徑處的升角。螺旋的自鎖條件為。2、 三角形螺紋的牙型角a=60，適用于，而梯形螺紋的牙型角0= _20，適用于傳動 。3、 螺紋聯(lián)接防松，按其防松原理可分為機械 防松、 摩擦防松和 永久 防松。4、 選擇普通平鍵

37、時，鍵的截面尺寸（b x h）是根據(jù) 軸d查標準來確定的，普通平鍵的工作面是 側(cè)面。5、帶傳動的傳動比不宜過大，若傳動比過大將使打滑，從而使帶的有效拉力值減小。6、鏈傳動瞬時傳動比是變量，其平均傳動比是常數(shù) 。7、在變速齒輪傳動中，若大、小齒輪材料相同，但硬度不同，則兩齒輪工作中產(chǎn)生的齒面接觸應(yīng)力 ，材料的許用接觸應(yīng)力 ，工作中產(chǎn)生的齒根彎曲應(yīng)力 ，材料的許用彎曲應(yīng)力 。8直齒圓柱齒輪作接觸強度計算時取 處的接觸應(yīng)力為計算依據(jù)，其載荷由一對輪齒承擔。9、 對非液體摩擦滑動軸承，為防止軸承過度磨損，應(yīng)校核，為防止軸承溫升過高產(chǎn)生膠合 ，應(yīng)校核。10、 撓性聯(lián)抽器按是否具行彈性元件分為 撓性聯(lián)軸器

38、和撓性聯(lián)軸器兩大類。二、單項選擇題（每選項1分，共10分）1. 采用螺紋聯(lián)接時，若被聯(lián)接件之一厚度較大，且材料較軟，強度較低，需要經(jīng)常裝拆，則一般宜采用。A 螺栓聯(lián)接；B 雙頭螺柱聯(lián)接；C螺釘聯(lián)接。2. 螺紋副在摩擦系數(shù)一定時，螺紋的牙型角越大，則_b。A. 當量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越好；B. 當量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越差；C. 當量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越差；D. 當量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越好；3、 當鍵聯(lián)接強度不足時可采用雙鍵。使用兩個平鍵時要求鍵_d布置。（1分）A在同一直線上；B 相隔900 ; C 相隔1200；D 相隔18004、 普通平鍵聯(lián)接強度校核的內(nèi)容主要是_a_。A.

39、校核鍵側(cè)面的擠壓強度；B.校核鍵的剪切強度；C.AB兩者均需校核；D.校核磨損。5、 選取V帶型號，主要取決于 _d。A.帶的線速度 B .帶的緊邊拉力C.帶的有效拉力 D .帶傳遞的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速6、 為了限制鏈傳動的動載荷，在節(jié)距p和小鏈輪齒數(shù)Z1 定時，.應(yīng)該限制 a 。 A .小鏈輪的轉(zhuǎn)速m； B.傳動的功率P；C.傳遞的圓周力。7、圓柱齒輪傳動，當齒輪直徑不變，而減小模數(shù)時，可以d 。A.提高輪齒的彎曲強度；B.提高輪齒的接觸強度；C.提高輪齒的靜強度；D 改善傳動的平穩(wěn)性。8、 當轉(zhuǎn)速較低、同時受徑向載荷和軸向載荷，要求便于安裝時，宜選用_b。A.深溝球軸承 B .圓錐滾子軸承C

40、 .角接觸球軸承9、 溫度升高時，潤滑油的粘度 _c。A.隨之升高；B.保持不變；C.隨之降低； D.可能升高也可能降低。10、圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑 d=6mm旋繞比C=5,則它的內(nèi)徑D等于bA、30mm, B、24mm, C、36mm, D、40mm三、計算題（38分）1、（15分）圖3-1示螺栓聯(lián)接中，采用兩個M20的普通螺栓，其許用拉應(yīng)力b = 160N / m血 聯(lián)接件接合面 間摩擦系數(shù)f = 0.20，防滑系數(shù)Ks = 1.2，計算該聯(lián)接件允許傳遞的靜載荷 F= ?（M20的螺栓17.294mm）（10 分）1、螺栓預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷，假設(shè)各螺

41、栓所需預(yù)緊力均為F0則由平衡條件F KsgFfgFogZg KsgF 可得 0 fgZg4 1.3F。螺栓危險截面的強度條件為(4 分（5分）圖3-12 、(13分)如圖3-2所示某電梯傳動裝置中采用蝸桿傳動，電機功率P=10kW轉(zhuǎn)速ni = 970r /min，蝸 桿傳動參數(shù)Zi = 2; Z2= 60;直徑系數(shù)q = 8;總效率n= 0. 8, m= 8,右旋蝸桿，試計算：14分)(1) 電梯上升時，標岀電機轉(zhuǎn)向;(2) 標出蝸桿所受各力的方向；感謝卜載載(3) 計算蝸輪所受各力大小。3、根據(jù)工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸向心球軸承（如圖所示），已知兩個軸承受到的徑向載荷分別為F

42、ri= 1650N和Fr2=3500N。外加軸向力 Fae=1020N。（1）若派生軸向力 Fd= 0.7Fr，試計算兩個軸承實際受到的軸向載荷Fai和Fa2o解Fd1 = 0.7Fr1 = 0.7 X 1650=1155N （2 分）方向向右Fd2 = 0.7Fr2 = 0.7 X 3500=2450N （2 分）方向向左Fd1 十 Fae= 1155 十 1020= 2175 < Fd2故軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。Fa1 = Fd2-Fae=2450-1020N =1430 （2 分）Fa2= Fd2 = 2450N（2分）Fae0芒 3500所以P, -十匕幾）=0. 42X

43、1550十0. 84X1430=1394"P£ =/p（X2F-FYiFM2）0. 42X3500+0. 84X2430 = 3511N圖3-3四、分析題（20分）1. （10分）如圖4-1傳動系統(tǒng)，要求軸H、山上的軸向力抵消一部分，試確定:1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向；2）斜齒輪3、4和蝸桿5、蝸輪6的旋向；3）分別畫出蝸桿5，蝸輪6嚙合點的受力方向。圖4-1答案1、大，中,v。2、600、聯(lián)接、300、傳動。3、摩擦、機械、永久 4、軸徑d、側(cè)面。5、包角a。6、變量、常數(shù)。7、相同、不同、不同、不同。8節(jié)點。9、p、pv。10、無彈性元件，有彈性元件。1、Bo 2、Do 3、Do

44、 4、Ao 5、D。6、A 7、D。8、B。9、C。10、B。F01、螺栓預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷，假設(shè)各螺栓所需預(yù)緊力均為 則由平衡條件F KsgFfgFoggKsgF 可得 0 fgZg4 1.3F。螺栓危險截面的強度條件為d12(4 分（5分）2、（13 分）解1）電機轉(zhuǎn)向箭頭向上；（1分）2）蝸桿受各力方向如圖（3分）一 g応0000 #-9550000 X 嶺:（3分）2X984518X8-3G77N（3分）=3583N2TJ2 98454 30 0.8Fr2 = Ft2 tan a = 9845tan20Ft2-9845Nmz28 60（3 分）3、（

45、14 分）解Fd1=0.7Fr1 = 0.7 X 1650=1155N （2 分） 方向向右Fd2 = 0.7Fr2 = 0.7 X 3500=2450N （2 分）方向向左Fd1 十 Fae= 1155 十 1020= 2175 < Fd2故軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。Fa1 = Fd2-Fae=2450-1020N =1430 （2 分）Fa2= Fd2 = 2450N（2分）所以P】"（X丹十W）(3分)(3=0. 42X1650-T0. 84 X J430= 1894NP.42X3500+0. 84X2430= 351 IN四、分析題（26分）U)1. （12分）（

46、1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向為逆時針方向；（2分）（2）齒輪3左旋，齒輪4右旋，蝸桿5右旋，蝸輪6右旋；（4分）（3）蝸桿5嚙合點受力方向如圖（a）;蝸輪6嚙合點受力方向如圖（b）。（6分）2、（14分）解畫出的正確結(jié)構(gòu)圖如圖。 軸的右端面應(yīng)縮到聯(lián)軸器端面內(nèi) 12mm軸端擋圈壓到聯(lián)軸器端面上， 與軸 端面留有間隙； 聯(lián)軸器與透蓋不能接觸，聯(lián)軸器應(yīng)右移； 聯(lián)軸器與軸配合直徑應(yīng)小一點，形成軸肩定位； 聯(lián)軸器處聯(lián)接平鍵與蝸輪處聯(lián)接平鍵應(yīng)在一條線上；鍵與轂孔鍵槽底面間應(yīng)有間隙； 右軸承內(nèi)圈左端面只能與套筒端面接觸，與軸肩端面應(yīng)有間隙，所以套筒內(nèi)軸頸右端面應(yīng)左移12mm 與蝸輪輪轂配合軸頸長度應(yīng)比輪轂長短12mm軸

47、頸右端面縮進去； 左軸承內(nèi)圈不能被軸環(huán)全擋住，軸環(huán)左部軸徑減小至內(nèi)圈厚度的 2/3左右；透蓋和悶蓋外圓外側(cè)應(yīng)倒角，與箱體間均應(yīng)有調(diào)整墊片。軸的左端伸岀軸承內(nèi)圈過長，應(yīng)縮短一點。1、50% 2、6O0、聯(lián)接、3O0、傳動。3、摩擦、機械、永久。4 、松緊邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力、離_心拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力。 5、偶奇、小。6、接觸強度、彎曲強度、彎曲強度、接觸強度。 7、相同、不同、 不同、不同。8、軸承效率n 2、攪油效率n 3、嚙合效率。9、轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動軸。 10、軸向。二、單項選擇題（每選項1分，共11分）一、填空題（每空1分共31分）1、當一零件受脈動循環(huán)變應(yīng)力時，則其平均應(yīng)力是其最大應(yīng)力的2

48、、 三角形螺紋的牙型角a= ，適用于 聯(lián)接，而梯形螺紋的牙型角a= 適用于傳動 。3、 螺紋連接防松，按其防松原理可分為 防松、防松和防松。4、 帶傳動在工作過程中， 帶內(nèi)所受的應(yīng)力有松緊邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力、和 離心拉應(yīng)力最大應(yīng)力發(fā)生在彎曲應(yīng)力。5、鏈傳動設(shè)計時，鏈條節(jié)數(shù)應(yīng)選數(shù)（奇數(shù)、偶數(shù)）。鏈輪齒數(shù)應(yīng)選數(shù)；速度較高時，鏈節(jié)距應(yīng)選止匕 o6、根據(jù)齒輪設(shè)計準則，軟齒面閉式齒輪傳動一般按接觸強度設(shè)計，按校核；硬齒面閉式齒輪傳動一般按彎曲強度設(shè)計，按接觸強度校核。7、在變速齒輪傳動中，若大、小齒輪材料相同，但硬度不同，則兩齒輪工作中產(chǎn)生的齒面接觸應(yīng)力相同，材料的許用接觸應(yīng)力不同，工作中產(chǎn)生的齒根彎曲

49、應(yīng)力不同，材料的許用彎曲應(yīng)力 不同。8蝸桿傳動的總效率包括嚙合效率n1、效率和效率。其中嚙合效率n1=，影響蝸桿傳動總效率的主要因素是 效率。9、 軸按受載荷的性質(zhì)不同，分為轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動軸 。10、 滾動軸承接觸角越大，承受軸向載荷的能力也越大。二、單項選擇題（每選項 1 分,共 11 分）1、Ao 2、Bo 3、Ao 4、D 5、C。6、D 7、A B。8 B。9、Bo 10、Bo1、循環(huán)特性r= - 1的變應(yīng)力是 A 應(yīng)力。A.對稱循環(huán)變B 、脈動循環(huán)變 C 非對稱循環(huán)變D 靜2、 在受軸向變載荷作用的緊螺柱連接中，為提高螺栓的疲勞強度，可采取的措施是（B ） oA、增大螺栓剛度Cb,

50、減小被連接件剛度CmB.減小Cb.增大Cm C增大Cb和CmD .減小Cb和Cm3、 在螺栓連接設(shè)計中，若被連接件為鑄件，則往往在螺栓孔處做沉頭座孔其目的是（A ） oA.避免螺栓受附加彎曲應(yīng)力作用B .便于安裝C.為安置防松裝置4、 選取V帶型號，主要取決于D oA.帶的線速度B .帶的緊邊拉力C.帶的有效拉力D .帶傳遞的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速5、 對于標準齒輪傳動，影響齒形系數(shù)Yf的主要幾何參數(shù)是_CoA.齒輪的模數(shù)B .齒輪的壓力角C.齒輪的齒數(shù)D .齒輪的頂隙系數(shù)6、 一斜齒圓柱齒輪傳動，已知法向模數(shù)Mr4mm齒數(shù) 乙=20,螺旋角14°32' 2”，齒寬5 = 80，b

51、2 = 75mm則該傳動的齒寬系數(shù)© d等于一一DoA. 0.852 B . O.88 C . 0.8 D . 0.9077、 同一工作條件，若不改變軸的結(jié)構(gòu)和尺寸，僅將軸的材料由碳鋼改為合金鋼，可以提高軸的_A_而不 能提高軸的 B oA.強度 B .剛度8當轉(zhuǎn)速較低、同時受徑向載荷和軸向載荷，要求便于安裝時，宜選用_BoA.深溝球軸承B .圓錐滾子軸承C .角接觸球軸承9、滑動軸承計算中限制 pv值是考慮限制軸承的_B_ oA.磨損 B 發(fā)熱 C 膠合 D 塑性變形10、 圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑d=6mm旋繞比C=5,則它的內(nèi)徑D等于B。A、30mm, B、24mm, C、36

52、mm, D、40mm三、計算題（38分）Fo= 1000 N，螺栓的剛度F2= ?剩余預(yù)緊力Fi= ?1、（15分）有一受預(yù)緊力Fo和軸向工作載荷作用的緊螺栓連接，已知預(yù)緊力Cb與連接件的剛度 Cm相等，軸向工作載荷 F=1000N,試計算該螺栓所受的總拉力在預(yù)緊力F0不變的條件下，若保證被連接件間不岀現(xiàn)縫隙，該螺栓的最大軸向工作載荷Fmax為多少？2、（13分）如圖3-2所示的手搖起重絞車采用蝸桿傳動。巳知模數(shù)m= 8mm蝸桿頭數(shù)zi= 1，蝸桿分度圓直徑d1 = 80mm蝸輪齒數(shù)Z2 = 40，卷筒直徑D= 200mm蝸桿與蝸輪間的當量摩擦系數(shù) f v= 0.03，軸承和卷簡 中的摩擦損失

53、等于6%，問：（1）欲使重物W上升1m,手柄應(yīng)轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？并在圖上標出手柄的轉(zhuǎn)動方向。（2）若重物W= 5000N，手搖手柄時施加的力 F= 100N,手柄轉(zhuǎn)臂的長度 L應(yīng)是多少？、（10 分） 某軸 系部 件采用一對7208AC滾動軸承支承，如圖 3-3所示。己知作用于軸承上的徑向載荷Fi = 1000N F2 = 2060N,作用于軸上的軸向載荷 Fa=880 N，軸承內(nèi)部軸向力 Fd與徑向載荷Fr的關(guān)系為Fd = 0.68F,試求軸承軸向載荷Fa1 和 Fa2圖3-3四、分析題（20分）1.（10分）如圖4-1為圓柱齒輪一蝸桿傳動。已知斜齒輪1的轉(zhuǎn)動方向和斜齒輪2的輪齒旋向。（1）在圖中嚙合處標出齒輪 1和齒輪2所受軸向力Fa1和Fa2的方向。（2）為使蝸桿軸上的齒輪 2與蝸桿3所產(chǎn)生的軸向力相互抵消一部分，試確定并標岀蝸桿3輪齒的螺旋線方向，并指岀蝸輪4輪齒的螺旋線方向及其轉(zhuǎn)