机械设计(1)模拟练习试题集201409教材

1、机械设计(1)模拟练习试题及参考答案、是非题(对的写“V”，错的写“X” ，每题1 分)1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.为提高紧螺栓的承载能力，通常选用拧入圈数较多的厚螺母联接方式 在选用普通平键时，是通过强度计算来确定键的截面尺寸 综合影响系数K。只对应力幅有影响，而对平均应力无影响 当转动的零件上受静载荷作用时，其上也可能产生变应力 只要合理设计，带传动的弹性滑动是可以避免的 为了减小K B值，应将齿轮制成鼓形齿 螺纹的升角越大，其传动效率越高，自锁性也越好 在圆柱齿轮的强度计算中，是按节点啮合进行接触强度计算的 齿轮的齿形系数 Y Fa与模数无关，与齿廓形状有关 所有可用作制成

2、零件的材料，其疲劳曲线都具有无限寿命区域(X(X(V(V(XV11 普通平键的主要失效形式是工作面的挤压破坏12带传动中，最大应力发生在紧边与大轮的接触处。13带传动中，弹性滑动现象是完全可以避免的14. V带传动中，带轮的轮槽夹角应小于V带截面的夹角。15. 齿轮弯曲和接触疲劳强度极限是经持久疲劳试验并按失效概率 曲应力循环特性(应力比)为对称循环。16. 在闭式齿轮传动中，()试验齿轮的弯X ) 通常以保证齿根弯曲疲劳应力符合强度条件为主。(X )接合面之间不用软垫片进行密封而采用密封环结构，V ) (X )X ) X )(V)(X)1%确定,(17. 在有紧密性要求的螺栓联接结构中，这主

3、要是为了增大被联接件的刚度，从而提高螺栓的疲劳强度。18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.被联接件是锻件或铸件时，可将安装螺栓处加工成小凸台或沉头座，其目的是易拧紧。应力只要随时间发生变化，均称为变应力。当某零件上受载荷作用时，其上结构和尺寸突变处不会产生应力集中。变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之增大。两零件的材料和几何尺寸都不相同，键的截面尺寸bX h是按轴的直径d由标准中选定的。由于载荷较大需要用两个平键时，它们应布置在同一母线上在渐开线圆柱齿轮传动

4、中，以及齿面接触应力也分别相等。由于锥齿轮的几何尺寸是以大端为标准的，因此，受力分析也在大端上进行。只要设计和使用正确，带传动的打滑动是完全可以避免的在相同的初拉力作用下，V带的传动能力明显高于平带的传动能力普通螺纹用于联接时，一般多用粗牙螺纹。受变载荷作用的零件，当在有限寿命下工作时，其材料的疲劳极限总比无限寿命的要 高。(V)大多数通用机械零件及专用零件的失效都是由高周疲劳引起的。(V)因带传动是摩擦传动，所以传动中会出现弹性滑动现象，但只要设计合理，就可以避免 弹性滑动的出现。(X)外螺纹(管螺纹除外)的公称直径是指其中径。(X)螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。

5、(V)带传动中，当大带轮主动时，最大应力发生在紧边绕上小带轮的接触处。疋，以曲面接触受载时，两者的接触应力值不相等。(X)(V) (X )相啮合的大小齿轮工作载荷相同，所以两者的齿根弯曲应力(X (X(V (V(V )(X )37. 普通平键可以分为圆头（A型）、方头（B型）、单圆头（C型），其中A、C型可以承受 轴向力，B型不能承受轴向力。（X）38. 为了使普通V带和带轮的工作槽面相互紧贴，应使带轮的轮槽角与带的楔角相等。（X ）39. 在机械传动系统中， 皮带传动往往放在高速级是因为它可以传递较大的转矩。（X）40. 零件的应力随时间变化时，均应按变应力作强度计算。（X）41. 平键联接

6、可以实现轴与轮毂的轴向和周向固定。（X ）42. 在圆柱齿轮设计中，影响齿轮弯曲应力的主要参数是模数。（V）43. 齿轮传动中，经过热处理的齿面称为硬齿面，而未经热处理的齿面称为软齿面。（X）44. 机械零件的表面越粗糙，其疲劳强度越低。（V）45. 机械零件在静载荷作用下，则一定为静强度破坏。（X）46. 规律性的不稳定变应力的疲劳强度计算是根据疲劳损伤积累假说进行的。（V）47. 矩形花键只能采用齿形定心。（X）48. 螺纹连接中，有时需采用防松装置，是因为螺纹的升角太大而不能自锁（X）49. 为了保证带的传动能力，应验算小带轮的包角，并使其 120（V）50. 在普通V带传动设计中，应使

7、带轮的轮槽角大于带的楔角（X）51. 在锥齿轮的的强度计算中，其受力分析通常在其小端上进行（X）52. 合金钢与碳素钢相比具有较高的强度，因此用合金钢制造零件不但可以减小尺寸，而且还可以减小断面变化处过渡圆角半径和降低表面粗糙度的要求。（X）53. 大多数机械零件的失效都是由低周疲劳引起的。（X）54. 当螺纹的公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性比粗牙螺纹的自锁性要好。（V）55. 楔键在安装时要楔紧，故同心性能好。（X）56. 花键联接的承载能力应按其齿侧面的挤压强度计算。（X）57. 在带传动中，当小带轮主动时，最大应力发生在紧边带刚绕上小带轮的接触处。（V ）58. 在圆

8、柱齿轮传动中，为了减小齿向载荷分布系数Kb值，可将其中一个齿轮的轮齿制成鼓形齿 （V ）59. 在闭式软齿面齿轮传动中，通常以保证齿根弯曲疲劳强度足够为主。（X ）60. 在带传动中，由于小轮的包角比大带轮的小，所以打滑首先发生在小带轮上。（V ）61. 在齿轮传动中，主、从动轮齿面上产生塑性变形的方向是相同的。（X ）62. 受轴向载荷的普通螺栓连接，适当增大预紧力能提高螺栓的抗疲劳强度。（V ）63. 滑键的主要失效形式不是磨损而是键槽侧面的压溃。（X ）64. 理论上为点接触或线接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应（V）65. 机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两

9、种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。（V）66. 由于国标规定锥齿轮是以大端参数为标准值，因此，受力分析也在大端上进行。（X）67. 减少螺栓和螺母的螺距变化差可以改善螺纹牙间的载荷分配不均的程度。（V）68. 楔键在安装时要楔紧，故定心性能好。（X）69. 切向键连接是靠工作面上的挤压力和轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。（V）70. 被连接件是锻件或铸件时，应将安装螺栓处加工成小凸台或鱼眼坑，其目的是为了避免(V)偏心载荷。二、单项选择题（在空格处填上正确答案的字母代号，每题1分）1 在轴、毂联接中如果需要用两个平键时，此时在轴上应使它们沿圆周相隔D_。A. 90 度

10、； B. 120 度； C. 135 度；D. 180 度2. 渐开线花键联接采用 C定心A.外径 ;B.内径;C.齿形；D.齿顶3. 带传动在正常工作时，其紧边拉力Fi和松边拉力F2之间关系可由式 B_表达。_faA. Fi=F 2 ； B. Fi-F 2=F e ；C. F i/F2=e；D. Fi+F 2=Fo4.5.带传动采用张紧轮时，张紧轮应布置在A.松边内侧近小轮处；B.松边内侧近大轮处C.松边外侧近小轮处；D.松边外侧近大轮处V带传动中，带速 V,主动轮圆周速度 V1,从动轮圆周速度 V2，它们的关系是BA.V1=V2=V ; B. V1VV2在进行疲劳强度计算时，屈服极限；V1

11、C.V1VV1V26.A. 屈服极限；B.7. 标准直齿圆柱齿轮传动，A.模数m ； B.8. 对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，则小齿轮1和大齿轮2的齿根弯曲应力之间的关系是： A_。A. oF1 d=2 ；B. 声1= d=2 ；C. d=1 d=2 ； D.条件不足，无法判断9. 齿轮传动中将轮齿加工成鼓形齿的目的是为了 B A.减小动载系数 C.降低齿间载荷分配系数10. 当两个被联接件之一太厚， 采用_C _。A.双头螺柱联接 ；11. 当两个被联接件之一太厚，采用_A _。A.双头螺柱联接；12. 螺纹联接防松的根本问题在于A .增加螺纹

12、联接的轴向力C.防止螺纹副的相对转动13. 被联接件受横向外力作用，若采用一组普通螺栓联接时，则靠=A.被联接件接合面间的摩擦力；B.螺栓的拉伸和挤压C.螺栓的剪切和挤压；D.螺栓的剪切和被联接件的挤压14. 四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力的值相等，而应力的应力比r分别为+1、0、-0.5、-1，则其中最易发生失效的零件是D 。A .甲 ； B.乙 ；15. 某结构尺寸相同的零件，当采用A. HT200 ；16. 某截面形状一定的零件，A .增高；B.降低17. 某截面形状一定的零件，A.提高 ；B.降低D.疲劳极限。YFa只决定于_ d.齿宽系数ed不宜制成通孔，B.

13、降低齿向载荷分布系数D.降低使用系数且联接不需要经常拆装时，往往B.螺栓联接不宜制成通孔，；C.螺钉联接；且联接需要经常拆装时,D.紧定螺钉联接 往往螺栓联接CC.螺钉联接；D.紧定螺钉联接B.增加螺纹联接的横向力；D .增加螺纹联接的刚度。A_来传递外力。是C.丙 ； D. 丁_C材料制造时，其有效应力集中系数最大。C. 20CrMnTi ；D. 45 号钢B. 20号钢；当其尺寸增大时，其疲劳极限值将随之；C.不变 ；D.规律不定当其表面质量提高时，其疲劳极限值将随之；C.不变 ； D.不确定18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.3

14、4.35.在斜齿圆柱齿轮的设计中，应进行标准化的参数是D.端面模数_ A大齿轮齿面硬度。A.分度圆直径； B.法面模数；C.齿轮宽度 在闭式软齿面圆柱齿轮传动中，小齿轮的齿面硬度应A .大于 ；B .小于；C.等于在圆柱齿轮传动中，小、大齿轮的弯曲应力；D.不确定匚 F1、二 F2 之间的关系是:A . ；：F1=；:F2B. ；F1；:F2； C. 匚 F1；:F2；D.不确定螺纹的公称直径（管螺纹除外）是指它的CA.内径d1； B.中径d2； C.外径d ； D.都不是在轴上需要两个平键固定一个零件时，这两个平键在圆周方向上应相隔_AA.180；B.90 ；C.120； D.135在螺纹联

15、接中，广泛使用的联接是A 联接。A.螺栓 ； B.螺柱；C.螺钉； D.紧定螺钉材料的疲劳曲线通常是在_C条件下经疲劳试验得出的。A.脉动循环变应力；B.非对称循环变应力C.对称循环变应力；D.非脉动循环变应力承受轴向载荷的紧螺栓联接，为降低应力幅（设螺栓刚度为Cb，被联接刚度为Cm）应B_A .同时减小Cb及Cm；B.减小Cb增大CmC.同时增大Cb及Cm；D.增大Cb减小Cm闭式软齿面齿轮的主要失效形式是 D。A.压溃 ； B.剪断； C.磨损 ；D .点蚀在V带传动的设计标准中， V带楔角的标准值是 A。A. 40；B. 38 ；C. 36 ；D. 32若采用两只楔键联接，则它们的分布是

16、在周向相隔A。A.100 ；B.180 ；C.80 ； D.135平键联接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩增大为1.5T，则最好应D_A.把键长L增加到1.5倍；B.把键宽b增加到1.5倍C.把键高h增加到1.5倍；D.安装一对平键大多数通用零件及专用零件的失效都是由 B引起的。A.低周疲劳； B.高周疲劳；C.应变疲劳；D.塑性变形影响零件疲劳强度的综合影响系数K占 D等因素有关。A.零件的应力循环特性和载荷状态 ；B.零件的应力集中、工作温度、热处理C.零件的材料、表面质量、过载；D.零件的尺寸、几何形状变化、加工质量及强化因素用材料45钢作毛坯加工6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮，宜采

17、用的工艺顺序 是：B_滚齿、表面淬火、磨齿滚齿、调质、磨齿A.表面淬火、滚齿、磨齿； B.C.滚齿、磨齿、表面淬火； D.开式齿轮传动中轮齿的主要失效形式是A .点蚀和弯曲疲劳折断；B .胶合和齿面塑性变形；C.磨粒磨损和弯曲疲劳折断；D .胶合和点蚀。设计硬齿面齿轮传动，当直径一定，常取较少的齿数，较大的模数以AA .提高轮齿的弯曲疲劳强度； C.减少加工切削量，提高生产率;B .提高齿面的接触疲劳强度； D .提高轮齿抗塑性变形能力。机械零件经表面淬火或氮化等热处理之后，其疲劳强度 CA.降低； B. 不变；C.增高；D.增高或降低视处理方法而定。36. 对标准圆柱齿轮传动，已知齿数z仁3

18、0, z2=75,它们的齿形系数的关系是 _B_。A . YFa1Y Fa2 ； C Y Fa1=Y Fa2 ；D 条件不足，无法判断。37. 被联接件受横向外力作用时，如采用普通螺栓联接，则螺栓可能的失效形式为_D。A 剪切或挤压破坏；B 拉断；C 扭转破坏；VD 拉、扭断裂38 .带在减速传动工作时（小带轮主动），最大应力发生在A 。A.带绕上小带轮处；B.带离开小带轮处；C.带绕上大带轮处；D.带离开大带轮处39 在受轴向变载荷的紧螺栓联接中，已知预紧力为8000N，轴向外载荷最小值为 0,最大值为4000N，假定螺栓和被联接件的刚度Cm=Cb=1。则在最大工作载荷下，被联接件的残余预紧

19、力为C曲A 2000； B 4000； C 6000； D 800040 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是为了C。A 提高强度； B 提高刚度； C防松；D 减小每圈螺纹牙上的受力。41 .用圆盘铳刀加工轴上键槽的优点是C 。A .装配方便；B.对中性好；C.应力集中小；D .键的轴向固定好。42 为了保证带的传动能力，应验算小带轮的包角:1，并使其 B。C. - 150。D。B.降低使用系数；C.降低齿间载荷分配系数；D 降低齿向载荷分布系数。D是正确的。B变应力只能由静载荷产生； D变应力可由静载荷产生。d -i=307MPa ,应力循环基数 N0=5 d -in 为_B

20、 _MPa。43. 在齿轮制造中，将轮齿加工成鼓形齿的目的是为了A 减小动载系数；44. 下列四种叙述中，A .变应力只能由变载荷产生；C.静载荷不能产生变应力；45. 某零件用45号钢制造，经调质后的对称循环疲劳极限x 106,材料常数m=9 ,当实际应力循环基数 N=106时，有限寿命疲劳极限A. 257；B. 367；C. 474；46. 在设计闭式软齿面圆柱齿轮时，小齿轮的齿面硬度应A .大于；B.小于；C .等于；47. 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由A .小带轮直径；B .大带轮直径；48. 螺栓的性能等级为 6.8级，数字A .对螺栓材料的强度要求；C.对螺栓材料的

21、刚度要求；49. 用于薄壁形零件联接时，应采用A .普通粗牙螺纹；VB.50. 现有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮D. 425。A大齿轮齿面硬度。D .不确定。D决定。D .两带轮直径之差。则它们的齿根修正系数 YSai、YSa2之间关系是：A . Y Sai YSa2；B . YSai V Y Sa2；51. 选择齿轮的结构形式和毛坯获得的方法与_A .齿圈宽度；C.齿轮在轴上的位置；C.两带轮直径之和；6.8 代表A。B .对螺栓的制造精度要求；D .对螺栓材料的耐腐蚀要求。_B。普通细牙螺纹；C.梯形螺纹；D .锯齿形螺纹。1 : mi=3 mm、zi =25，齿轮 2： m2 = 4 mm

22、、z2=48 ,B 。52.在以下几种工况中,A齿轮传动的齿宽系数YSal = Y Sa2；D . Y Sal CT H 2 ；b CTH1 Y Fa265. 由试验可知，有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对 A有影响。A .应力幅；B.平均应力；C .应力幅和平均应力；D .无法确定66. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为 _。C.67. 在螺栓连接设计中，经常在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是：_CA.便于安装；B.为安置放松装置；C.避免螺栓受附加弯曲应力；D.避免螺栓受拉力过大68. 当轮毂轴向位移距离较小时，可选用C 联接。A.普通平键； B.半圆键； C.导向平

23、键；D.滑键69. 在圆柱齿轮的设计中，应根据B 选择齿轮的结构形式。A 齿圈宽度；B.齿轮直径；C 齿轮在轴上的位置；D 齿轮的精度。70. 在硬齿面齿轮设计中，当直径一定，常取较少的齿数，较大的模数以A。A .提高轮齿的弯曲疲劳强度；B .提高齿面的接触疲劳强度；C.减少加工切削量，提高生产率；D .提高轮齿抗塑性变形能力。71. 一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在DqA .靠近齿顶处；B .靠近齿根处；C.靠近节线的齿顶部分；D.靠近节线的齿根部分。72. 圆柱齿轮传动，当D，则齿根弯曲强度增加。A .模数不变，增多齿数时；B .模数不变，增大中心距时；C .模数不变，

24、增大直径时；D .齿数不变，增大模数时。73. 零件受不稳定变应力时，若各级应力是递减的，则发生疲劳破坏时的总损伤率将为 _C_qA.大于1； B.等于1； C.小于1 ； D.可能大于1，也可能小于1。74. 切向键连接的斜度是做在C 上的。A .轮毂键槽底面；B .轴的键槽底面；C. 一对键的接触面；D .键的侧面。75. 在螺栓连接设计中，经常在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是：C 。A .便于安装；B .为安置放松装置；C.避免螺栓受附加弯曲应力；D.避免螺栓受拉力过大。76. 工作条件与型号一定的带传动，其寿命随着小带轮直径的增加而_B_ 一。A.降低；B.增加；C.不变；D要视

25、其他条件而决定。77. 带传动的中心距与小带轮的直径一定时，若增大传动比，则小带轮上的包角_A_qA.减小；B.增大；C.不变；D要视其他条件决定。78. 以下 _A_种做法不能提高齿轮传动的齿面接触承载能力。A .直径不变而模数增大；B .改善材料；C.增大齿宽；D .增大齿数以增大直径。79. 某齿轮轮毂通过 A型平键与轴相连接。已知轮毂长度L=80mm选用的键为：GB/T 1096键18X 11 X 70,则键的有效工作长度 I为_D。A. 80mmB.70mm C . 62mm D. 52mm80. 在带的型号以及小带轮的转速已知的情况下，带所能传递功率的增量取决于A qA.传动比B.

26、小带轮上的包角C .带的线速度高速轴的转速D .小带轮直径81. (T -1代表变应力，其脚标 -1代表 D。A. cr a/ er m=-1 B.cr m/c a=-1 C.o- max/ e min=-1D. e min/ e nax=-1注：部分问答计算题参考答案比较精简，请同学们在练习时，按书上的内容，再详细一些！有关计算步骤和公式必须全部写出，在参考时对答案有疑问时， 请上课或答疑时与老师讨论!三、简答题和作图题1. 在圆柱齿轮传动中，为什么常将小齿轮设计得比大齿轮宽一些？强度计算时齿宽应代入哪一个齿轮的齿宽？（8分）答：1）为了防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而

27、增大轮齿单位宽度的工作载荷，常将小齿轮的齿宽在计算齿宽圆整值的基础上人为地加宽510mm。（6分）2 ）强度计算时齿宽系数中的齿宽应代入大齿轮的齿宽（2分）2. 图示在某零件的极限应力线图上，N为零件的工作应力点。指出加载情况（应力变化规律）分别为r二C ； - m二C ；和二min二C时的极限应力点，并说明零件的失效形式？ （9 分）答：N点为b m =C的极限应力点（2分），零件的失效是疲劳破坏（1分）；N点为r =C的极限应力点（2分），零件的失效是塑性变形（1分）；D点为b min =C的极限应力点（2分），零件的失效可能是塑性变形也可能是疲劳破坏（1分）。3螺栓组连接的受力可以分成哪

28、几种典型的情况？（4分）答：螺栓组连接的受力可以分成4种情况：1）受横向载荷；2）受转矩；3）受轴向载荷4） 受倾覆力矩。（各1分）4请写出材料疲劳损伤累积假说的数学表达式，并说明该式等号右端何时小于1,何时大于1及其理由。（6分）Z 6答：1）材料疲劳损伤累积假说的数学表达式为：丄=1（2分）y Ni1。因为递减的变应力由于2）当各级应力先作用最大的，然后依次降低时，右端小于开始作用了最大的变应力，引起了初始裂纹，以后施加的应力虽然较小，但仍能使裂纹扩展, 对材料有削弱作用，故右端的值小于1。（ 2分）3）当各级应力先作用最小的，然后依次升高时，右端大于1。因为递升的变应力由于开始施加较小的

29、变应力，对材料不但没有使初始疲劳裂纹产生，而且对材料起了强化作用， 故右端的值大于1。（ 2分）5. 在普通V带传动中，V带的带速v不宜过高或过低，一般推荐v=525m/s,请问为什么？（5分）答：当带传动的功率一定时，提高带速，可降低带传动的有效拉力，相应地减少带的根数或V带的截面积，总体上减少带传动的尺寸；（2分）但是，也提高了 V带的离心力，增加了单位时间的循环次数，不利于提高带传动的疲劳强度和寿命；降低带速，则有相反的利弊。因此，带速v不宜过高或过低，一般推荐 v=525m/s 。（3分）6. 在圆柱齿轮传动装置中，齿轮的齿面为什么会产生胶合?防止或减轻胶合的措施有哪些?（6分）答：对

30、于高速重载的齿轮传动，齿面间的压力大，瞬间温度高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象，由于此时两齿面又在作相对滑动， 相粘结的部位即被撕破，于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕，称为胶合，上述即是产生胶合的机理。（3分）加强润滑措施，采用抗胶合能力强的润滑油（如硫化油），在润滑油中加入极压添加剂，均可防止或减轻齿面的胶合。（3分）7. 紧螺栓联接受轴向变载荷在0F间变化，当预紧力F。一定时，若减少螺栓刚度 Cb或增大被联接件刚度 Cm,对螺栓联接的疲劳强度和联接的紧密性有何影响？试分别作图分析说明之。（10分）答：当螺栓所受的轴向载荷在0F之间变化时，则螺栓总拉

31、力在F。F2间变动，如图所示。在保持预紧力F0不变的条件下，若减小螺栓刚度Cb或增大被联接件刚度 Cm,都可以减小应力幅二a ,从而提高螺栓联接的疲劳强度。但由于残余预紧力R减小，会降低联接的紧密性。（a）降低螺牲的刚度8画出普通螺栓连接受工作拉力 F作用时，螺栓和被连接件的变形（协调）线图 上标出F、F0、Fl、F2、入b、入m、人几、入m 、 9 b、0 m）。并用。 （在图F、残余预紧力Fi和相对刚度Cb/（Cb+Cm）写出预紧力F0和总拉力F2的计算公式。（7 分） 答：绘制变形协调图（4分）预紧力：Fo=F 1+(1-C b/(C b+ Cm)F=F 1+C mX F/(Cb+ Cm

32、)( 2 分)试问：（9分）Tf/%总拉力：F2=F+F i 或 F2=Fo+(C b/(C b+Cm)F(1 分)9. 图示为带传动滑动和效率测定实验中获得的带传动滑动率及传动效率曲线, 在图中Ao点的左右两侧，两曲线可分为哪两个区域？两曲线在两个区域中各有什么特性？Ao点称为什么点，它有何意义？答：（1） A。点的左侧称为弹性滑动区，A。点的右侧称为打滑区。（2）在弹性滑动区，带传动处于正常工作状态，两曲线为近似线性关系，随着载荷的增加，滑动率逐渐增加，传动效率不断上升；过了Ao点，两曲线表现为急剧变化，载荷增加很小，滑动率迅速增加，传动效率迅速下降。Ao点称为临界点，它所对应的横坐标为带

33、传动在不打滑情况下所能传递的最大有效载荷。10. 在图示的零件极限应力线图上， N为零件的工作应力点。试写出应力变化规律分别为r=C ,匚m =C和J min =C时对应的极限应力点字母代号和相应失效形式。（9分）答：1）N1点为r=C的极限应力点，零件是屈服失效。（3分）2） N2点为匚m = C的极限应力点，零件是疲劳断裂失效。（3分）3） Di点为二min =C的极限应力点，零件是屈服失效也可能是疲劳断裂。（3分）11. 如果在轴、毂联接中使用普通平键，普通平键的截面尺寸bx h和长度尺寸L是如何选择和确定的？若使用的是标记为GB/T 1096键32x 18X 100平键，请写出其含义（

34、8分）答：1）普通平键的截面尺寸 bx h按轴的直径d由标准中选定。（2分）普通平键的长度L一般可按轮毂的长度而定，即键长等于或略小于轮毂的长度，所选定的键长应符合标准规定的长度系列。（2分）2）含义为：A型普通平键，其长度、宽度和高度分别为100、32和18mm。（4分）12. 从齿轮轮齿失效情况得出了哪些承载能力计算依据？其理论基础（即原始公式名称）是什么？各自针对哪种失效形式？ （6分）答：针对齿面点蚀的失效形式，进行了齿面的接触疲劳强度计算，以Hertz接触应力计算公式为原始公式，得出轮齿不发生齿面点蚀失效的齿面接触疲劳强度计算公式（3分）针对轮齿折断的失效形式， 进行了齿根弯曲疲劳强

35、度计算，根据悬臂梁理论，得到轮齿不发生疲劳折断的齿根弯曲疲劳强度计算公式（3分）13在紧螺栓连接的强度计算公式中，为何要有系数“1.3” ？ （ 6分）答：紧螺栓连接在装配时螺母必须拧紧，使螺栓同时受到预紧力和螺纹摩擦力矩的作用，处于拉伸与扭转的复合应力状态；（3分）30% （3 分）。但在计算时可按纯拉伸强度计算，考虑到扭转切应力的影响，须将拉应力增大14. 弯曲疲劳极限综合影响系数K。的含义是什么？它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响？它与哪些因素有关？（8分）答：1）弯曲疲劳极限的综合影响系数K。表示材料对称循环弯曲疲劳极限（T -1与零件对称循环弯曲疲劳极限d -!e的比值，而在不对称

36、循环时，K。是试件与零件的极限应力幅的比值。（3分）2）K。使零件的疲劳极限小于材料试件的疲劳极限，而对静强度则无影响。（2分）3）影响因素:a）零件几何形状的变化;b）尺寸大小；c）加工质量及强化（或写出与K。有关的 4个系数）（3分）15. 带传动的打滑和弹性滑动是怎样发生的？二者的主要区别是什么？（8分）答：1 ）打滑是由于带传递的载荷过大，使带两边拉力差超过其临界摩擦力而引起的带与带 轮间发生的显著相对滑动，它使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，甚至使带传动失效， 因此，打滑是应当避免的；（4分）2）弹性滑动是因带的弹性变形而引起的带与带轮间发生的相对微量滑动。它使主、从 动带轮产生速

37、度差，即V!VV2,在传动中，它总是存在的，是不可避免的。（4分）:二 j16.单向穏定变应力r=c时零件的疲劳强度计算公式Sca= K Fa壬m ,试分析该式分子 d -i的含义和分母 K；G的含义。（6分）答：分子d -i的含义是对称循环变应力疲劳强度极限。（2分）分母K二a- m的含义是把d m* 0、d a* 0的工作应力，转化成在强度上具有等效CT影响的对称循环变应力（4分）17.在进行齿轮强度计算时， 为什么要引入载荷系数 K ?载荷系数K由哪几部分组成？ （8分） 答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误 差和齿形误差的影响，会使法向载荷增

38、大。（2分）此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。（2分）因此，在进行齿轮强度计算时，要引入载荷系数K载荷系数K由使用系数Ka，动载系数Kv,齿间载荷分配系数 Ka及齿向载荷分布系数 K1 等四部分组成。（4分）18润滑良好的闭式齿轮传动，通常轮齿的疲劳折断发生在什么部位？为什么？为提高齿 轮的抗疲劳折断能力可采取哪些措施？ （8分）答：轮齿的疲劳折断通常发生在齿根危险截面处。因为轮齿受载后齿根处产生的弯曲应力较大，且受齿根过渡部分的形状突变及加工刀痕等引起的应力集中作用。（3分）提高轮齿的抗疲劳折断能力的措施有：（1）采用正变位齿轮，

39、增大齿根弯曲强度；（2）用增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根的应力集中;（3）增大轴及支承的刚性使轮齿接触线上受载较为均匀；（4）采用合适的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；（5） 采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。（5分）佃.花键联接和平键联接相比，有那些优缺点？（6分）答：1）,因为在轴上与毂上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故连接受力较为均匀2）因槽较较浅，轴与毂的强度削弱较少；3），齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；4）轴上零件与轴的对中性好；5），导向性好；6）可用磨削的方法提高加工精度及连接质量。缺点：有时需要用专门设备加工，成本较高。20.

40、 普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接主要失效形式分别是什么？试写出二者的设计准则（10 分）答：1）对于受拉普通螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。（4分）2）对于受剪铰制孔用螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定作用。（6分）21. 圆柱齿轮齿面点蚀一般发生在何部位？为什么？防止或减小点蚀的措施有哪些？（ 7分）答:1）点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上，因为该处同时啮合的齿数较少，接触应力比较大（3分）2）提高齿轮材料的硬

41、度，可以增强齿轮抗点蚀的能力。在啮合的轮齿间加注润滑油可以 减小摩擦，减缓点蚀，延长齿轮的工作寿命（4分）22. 螺纹防松的根本问题是什么？螺纹联接的常用防松方法有那些？（5分）答：螺纹防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。（2分）螺纹联接的常用防松方法有：摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。（3分）23. 试写出平键的失效形式和相应计算公式？ （6分）答:（每个失效形式1分；每个公式2分）1） 对于普通平键联接（静联接），其主要失效形式是工作面被压溃。因此，通常只按工 作面上的挤压应力进行强度校核计算。2） 对于导向平键联接和滑键联接（动联接），其主要失效形式是工作面的

42、过度磨损。通 常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。普通平键联接的强度条件公式为:2T 10kid导向平键联接和滑键联接的强度条件公式为: 2T 10kid24. 试在图中画出 V带在减速时的工作应力分布情况示意图，并在此图上标出各应力以及最大应力点的位置。（10分）答：V带的应力分布情况示意图以及各应力和最大应力点的位置如图所示。25. 在保证螺栓联接紧密性要求和静强度要求的前提下，要提高螺栓联接的疲劳强度，应如何改变螺栓和被联接件的刚度及预紧力大小？试通过受力变形图来说明（9分）答：1）可以同时减小 Cb和增大Cm,适当增加预紧力 Fo，2） 绘图，注：见下图或教材 P89图5-29

43、（ C）3）这样可以使 Fi不致减小太多或保持不变，从而有利于改善螺栓联接的可靠性和紧密性；4） 但预紧力不宜增加过大，必须控制在所规定的范围内，以免过分削弱螺栓的静强度。dlWM26. 试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。（8分）（1）半圆键连接（2）传递双向转矩的切向键连接（ b）(b)答：（1）因为半圆键连接两侧面是工作面，而上下表面是非工作面，故键的上表面和轮毂的键槽底面间应留有间隙。正确的结构如题解图（a）所示。（2）当传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者间的夹角为（4分）120 o130o,所以本题的两正确切向键的夹角值不对， 此外右侧的一个切向键的一个边没有与轴剖面的

44、半径方向对准。的结构如题解图（b）所示。（4分）27. 已知普通平键的公称长度为L、宽度b和高度h,若分别采用圆头平键（A型）、平头 平键（B型）、单圆头平键（C型），则它们相应的工作长度 l分别如何计算?答：键工作长度I的计算：圆头平键（A型）l=L-b，平头平键（B型）I=L， 单圆头平键（C型）l=L-b/228. 对于作双向传动的齿轮来说，它的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性?(4分)在作强度计算时应怎样考虑？（8分）答：齿面接触应力是脉动循环；齿根弯曲应力是对称循环。在作弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应力值乘以0.7。而在作齿面接触强度计算时直29. 带传动中的弹性滑

45、动是如何发生的？打滑又是如何发生的？两者对带传动各产生什么影响？打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？（6分）答：带传动中的弹性滑动是由于带的弹性造成带在前进过程中带与带轮之间发生相对滑动。打滑是工作载荷超过带的最大有效拉力，带与带轮之间发生显著相对滑动。（2分）弹性滑动使从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度；打滑将使带轮的磨损加剧， 从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效。（2分）打滑首先发生在小带轮上，因为小带轮的包角相对较小。（2分）30. 带传动中，何谓弹性滑动？何为滑动率？如何计算滑动率？（ 6分）答：弹性滑动是指由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动。滑动率表示从动轮的圆周速度 V2相对

46、于主动轮的圆周速度 V1的降低量。公式：.；： = VV2100%Vi31. 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10？通常采用哪些结构形式可使各圈螺纹牙的载荷分 布趋于均匀？ （ 7分）答：在螺纹连接中，约有1/3的载荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。 因此采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母，并不能提高螺纹连接的强度。（3分）采用悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母以及钢丝螺套， 可以使各圈螺纹牙上的载荷分布趋于均 匀。（4分）32. 提高零件疲劳强度的措施有哪些？ （6分）答：1）尽可能降低零件上应力集中的影响；2）选用疲劳强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺；3）提高

47、零件的表面质量；4）尽可能地减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有 着比提高材料性能更为显著的作用。Q二jn = a =120Npa3301.6*120=L 72(3分3. o idin=270MPa； m=340MPa;尸C 时求得 O nax 二 410Mpa0 max - uiin所以 S 二hOMgN(340, 70)连接ON交WN所以属静强度问题o $6502.设有一平带减速传动，已知两带轮的基准直径分别为ddi=160mm 和 dd2=390mm，传动中心距a=1000mm小带轮的转速 ni=i460r/min，试求:1）小带轮的包角a 1；2）不考虑

48、带传动的弹性滑动时大带轮的转速n2；四、计算题1.已知一零件材料的d -i=330MPa , b s=650MPa , 士 =0.1 ,零件的综合影响系数=1.5试求：1）作出零件的极限应力线图；2）计算r=0 , d max=240Mpa时的女全系数；3） 计算 d min=270MPa, d m=340Mpa , r=C 时的安全系数。（13 分）解：送)(0, 220)B(- 22K,(300. 200)CC 0 S ,0)(650 , 0)O c t 0 訐其中 叽二 一=0.1 求得；0 o =eoOMpa(7 分 nin2. (a) r =-=0 所以 Onin =0 max3）当滑动率 = 0.015时大带轮的实际转速n2。（ 9分）解：1）根据小带轮包角的计算公式可得:d d2 d d i390 160:,.180 竺 巴 57.5 = 18057.5 = 166.78（3 分）a10002）当不考虑带在传动过程中的弹性滑动时，大带轮的转速为：598.97r / min（3 分）n11460n 2i12d d2 / d d1 390 /1603）当带传动的滑动率 s = 0.015时，大带轮的实际转速为:n 1（ 1 名