机械设计部分复习题(非官方)

1、1机器零件设计概率1. 塑性材料以屈服极限为极限应力，脆性材料以强度极限为极限应力；2. 运动副中，摩擦表面物质不断损失的现象称为磨损；零件抗磨损的能力称为耐磨性；机械中磨损的主要类型：磨粒磨损、胶合、点蚀、腐蚀磨损。胶合：摩擦表面受载时，实际上只有部分峰顶接触，接触处压强很高，能使材料产生塑性流动。若接触处发生粘着，滑动时会使接触表面材料有一个表面转移到另一个表面，这种现象称为粘着磨损。2连接1. 螺纹的主要几何参数：大径（公称直径）、小径、中径、螺距、导程、螺纹升角、牙型角、牙侧角。2. 牙侧角越大，自锁性越好，效率越低。3. 把牙型角等于60度的三角形米制螺纹称为普通螺纹，以大径为公称直

2、径。同一公称直径可以有多种螺距的螺纹，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹。公称直径相同时，细牙螺纹的自锁性能好，但不耐磨、易滑扣。4. M24:粗牙普通螺纹，公称直径24，螺距3;M241.5:细牙普通螺纹，公称直径24，螺距1.5。5. 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对顶螺母属于摩擦放松。6. 螺栓的主要失效形式：1）螺栓杆拉断；2）螺纹的压溃和剪断；3）经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象。7. 螺栓螺纹部分的强度条件。螺栓的总拉伸荷载为：工作荷载和残余预紧力。8. 计算压油缸上的螺栓连接和螺栓的分布圆直径。3 齿轮传动1. 按照工作条件，齿轮传动可分为闭式传动

3、和开式传动。2. 轮齿的失效形式主要有：齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。在一般闭式齿轮传动中，齿轮的主要是小型是齿面解除疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断。齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，故常取节点处的接触应力为计算依据。一般仅有一对齿啮合，即荷载由一对齿承担。对于开式齿轮，主要的失效形式有：齿面点蚀和齿轮的弯曲疲劳强度破坏。3. 热处理：钢在固体状态下被加热到一定温度，保温，不同的冷却方法，改变钢的组织结构，得到所需性能。退火：放在空气中缓慢降温。正火：空气中对流冷却。淬火:放在水中或油中冷却。4. 直齿圆柱齿轮传动的作用力及其各力的方向：圆周力及其方向，径向力及其方向 。5.

4、 齿面接触应力的验算公式。两轮的接触应力是作用力和反作用力，大小相等方向相反，但两轮的许用应力不同，因为两轮的材料和热处理方式不同，计算中取两轮中较小者。 6. 设计圆柱齿轮时设计准则：1）对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式为齿面点蚀，按齿面接触强度进行设计，按齿根的弯曲强度进行校核；2）对闭式硬齿面齿轮传动，主要失效形式为轮齿弯曲疲劳强度破坏，按齿根的弯曲强度进行设计，按齿面的接触强度进行校核；3）对开式齿轮传动，主要失效形式为齿面磨损和轮齿弯曲疲劳强度破坏，按轮齿的弯曲疲劳强度进行设计，将计算的模数适当修正。7. 斜齿圆柱齿轮传动，各分力的方向如下：圆周力的方向在主动轮上与运动方向相反，在

5、从动轮上与运动方向相同；径向力的方向对两轮都是指向各自的轴心；轴向力的方向可由齿轮的工作面受压来决定。8. 螺旋角增大，重合度增大，使传动平稳。 4 带传动1. 带传动的优点是：1）适用于中心距较大的传动；2）带具有很好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；3）过载时，带与带轮间出现打滑，打滑虽使运动失效，但可防止损坏其它零件；4）结构简单，成本低廉。带传动的缺点是：1）传动的外廓尺寸较大；2）需要张紧装置；3）由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；4）带的寿命较短；5）传动效率较低。2. 若带所需传递的圆周力超过带与轮面键的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。由于材料

6、的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由过载引起的全面滑动，应当避免。弹性滑动是由紧、松边拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的。3. 在即将打滑时，紧边拉力和松边拉力之间的关系。4. 运转过程中，带经受变应力，最大应力发生在紧边与小轮的接触处。最大应力=紧边与松边拉力产生的拉应力+离心力产生的拉应力+弯曲应力。带在带轮上打滑和带发生疲劳损坏是带的主要失效形式。带传动的设计准则是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。5. 中心距不能过小的原因：中心距过小，带变短，带上应力变化次数增多，疲劳破坏加强。V带

7、两侧面的夹角小于40度，原因：V带在带轮上弯曲时，由于界面变形使其夹角变小。小轮直径不能过小的原因:只经过小，则带的弯曲应力变大，而导致带的寿命减短。5 轴1. 根据转矩性质而定的折合系数：对不变的转矩，其等于0.3；当转矩脉动变化时，其等于0.6；对于频繁正反转的轴，其为1.2. 轴的结构设计改错题。6 滚动轴承1. 滚动轴承一般由内圈外圈滚动体和保持架组成。2. 常用滚动轴承的类型和性能特点:1）3：圆锥滚子轴承 能同时承受较大的径向荷载和轴向荷载，一般成对使用。2）5：推力球轴承，只承受轴向荷载。3）6：深沟球轴承4）7：角接触球轴承。3. 滚动轴承代号的排列顺序：类型代号+宽度系列代号

8、（可省略）+直径系类代号+内径尺寸系列代号+内部结构代号+公差等级代号，其中，内径尺寸系列代号乘以5得到内径尺寸。4. 基本额定寿命：一组同一型号的轴承在同一条件下运转，其可靠度为90时，能达到或超过的寿命为基本额定寿命。5. 求轴承允许的最大径向荷载。 第二部分 分类练习题一选择题11如图所示齿轮与轴通过过盈配合相连接，若按右图设计比左图合理，理由是 C A连接强度高 B节约材料 C装拆方便 D刚性较好12在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是（ 4 ） （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹(略低于矩形) （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹13在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是（ 1 ）

9、（1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹14螺纹连接防松的根本问题在于（ 3 ） （1）增加螺纹连接的轴向力 （2）增加螺纹连接的横向力 （3）防止螺纹副的相对转动 （4）增加螺纹连接的刚度15在螺纹连接中最常用的螺纹牙型是（ 3 ） （1）矩形螺纹 （2）梯形螺纹(传动螺纹最常见的) （3）三角螺纹 （4）锯齿形螺纹16三角形螺纹的牙型角=（ 2 ） （1） 30 （2） 60 （3） 017设计键连接的几项主要内容是：a）按轮毂长度选择键的长度 b）按使用要求选择键的主要类型c）按轴的直径选择键的剖面尺寸 d）对连接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是 （

10、 2 ） （1）bacd （2）bcad（3）acbd （4）cdba 18键的长度主要是根据（ 2 ）来选择 （1）传递转矩的大小 （2）轮毂的长度 （3）轴的直径19能够构成紧键连接的两种键是（ 4 ） （1）楔键和半圆键 （2）平键和切向键 （3）半圆键和切向键 (4)楔键和切向键20楔键连接的主要缺点是（ 4 ） （1）键的斜面加工困难 （2）键安装时易损坏 （3）键装入键槽后，央轮毂中产生初应力（4）轴和轴上的零件对中性差21平键连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（ 4 ）（1） 90 （2） 120 （3） 135 （4） 18022半圆键连接的主

11、要优点是（ 3 ） （1）对轴的强度削弱较轻 （2）键槽的应力集中较小 （3）工艺性好、安装方便23设计时键的截面尺寸通常是根据（ 1 ）从标准中选取 （1）键传递的转矩 （2）轴的转速 （3）轮毂的长度 （4）轴的直径24普通平键的工作面是（ 3 ） （1）顶面 （2）底面 （3）侧面 （4）端面25V带传动中，带轮的基准直径是右图上的（ 2 ） （1）d1 （2） d2 （3） d3 （4） d426带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带（ 3 ） （1）强度高 （2）尺寸小 （3）有楔形增压作用 （4）没有接头27带传动中，V1为主动轮圆周速度，V2为从动

12、轮圆周速度，这些速度之间存在的关系是（ 2 ） （1）V1=V2 （2） V1V2 （3） V1V228带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为（ 4 ） （1）带的材料不符合虎克定律 （2）带容易变形和磨损 （2）带在带轮上打滑 （4）带的弹性滑动29带传动工作时产生弹性滑动是因为（ 2 ） （1）带的预紧力不够（2）带的紧边和松边拉力不等 （3）带绕过带轮时有离心力（4）带和带轮间摩擦力不够30带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（ 1 ）处。 （1）进入主动轮 （2）进入从动轮 （3）退出主动轮 （4）退出从动轮31V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了（ 4 ）

13、 （1）使结构紧凑（2）限制弯曲应力（3）保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 （4）限制小带轮上的包角4)带传动打滑总是_1_.(1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始32带传动的主要失效形式之一是带的（ 3 ） （1）松弛 （2）颤动 （3）打滑和带发生疲劳损坏是带的主要失效形式 （4）弹性滑动33在V带传动中，小轮包角一般应大于或等于（ 3 ） （1）90 （2）100 （3）120 （4）15034在带传动中用（ 1 ）的方法可以使小带轮包角加大。 （1）增大小带轮直径d1 （2）减小小带轮直径d1 （3）增大大带轮直径d2， （4）减小中心距a35对于渐开线圆柱

14、齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算，一般以（ 3 ）处的接触应力作为计算应力。 （1）齿顶 （2）齿根 （3）节点 36对于制造精度较低的齿轮传动，齿根弯曲疲劳强度通常按全部载荷作用于（ 1 ）来计算。 （1）齿根 （2）齿顶 （3）节圆37开式齿轮传动中轮齿的主要失效形式是（ 3 ） （1）点蚀和弯曲疲劳折断 （2）胶合和齿面塑性变形 （3）弯曲疲劳折断和磨粒磨损38有一对传递动力的渐开线闭式直齿圆柱齿轮传动，现设计主、从动轮均为软齿面钢制齿轮，精度等级为7级。如欲在中一心距和传动比不变的条件下提高其接触强度，在下列各措施中最有效的是（ 2 ） （1）增大模数（相应减少齿数） （2）提高主、从动

15、轮的齿面硬度 （3）提高加工精度的等级 （4）增大齿根圆角半径39在下列参数中，影响渐开线圆柱齿轮齿形系数的参数为（ 1 ） （1）齿数 （2）模数 （3）齿宽系数 (1)齿面磨损失效40一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是（ 1 ） （1）齿面点蚀 （2）轮齿折断 （3）齿面磨粒磨损 （4）齿面胶合41一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是（ 2 ） （1）齿面点蚀 （2）轮齿折断 （3）齿面塑性变形 （4）齿面胶合42齿轮因齿面塑性变形而失效最可能出现在（ 2 ）齿轮传动中 （1）高速轻载的闭式硬齿面 （2）低速重载的闭式软齿面 （3）润滑油粘度较高的硬齿面43一般参数的开式

16、齿轮传动，其主要失效形式是（ 2 ） （1）齿面点蚀 （2）齿面磨粒磨损 （3）齿面胶合 （4）齿面塑性变形44下列措施中， 3 对防止和减轻齿面胶合不利。 （1）减小模数，降低齿高 （2）选用抗胶合性能好的齿轮材料和润滑油 （3）降低齿面硬度 （4）大、小齿轮有一定的硬度差45设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免（ 3 ）失效 （1）胶合 （2）磨粒磨损 （3）齿面点蚀 （4）轮齿折断46用范成法加工标准渐开线齿轮，发生根切的原因是（ C ）。 A模数过小 B模数过火 C齿数过小 D齿数过多47对于硬度3 5 OHBS的闭式齿轮传动，设计时一般（ A ）。 A先按接触强度计算

17、B先按弯曲强度计算 C先按磨损条件计算 D先按胶合条件计算48有A、B、C三对齿轮传动，A对齿轮相对两轴承对称布置，B对为非对称布置，C对为悬臂布置，其它条件相同。则它们的齿向载荷分布不均的程度为（ 4 ） （1）A对最大 （2）B对最大 （3）A、B、C对相同 （4）C对最大49标准直齿圆柱齿轮的齿形系数YFa切取决于（ 2 ） （1）模数 （2）齿数 （3）齿宽系数 （4）齿面硬度50一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们的齿面接触应力的关 系是（ 2 ） 齿面接触应力肯定相同，相当于作用力与反作用力 （1） H1H 251有一标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮l和齿轮

18、2的齿数分别为z1和z2，且z1Z1，b1b2，其接触应力的大小为：（ 3 ）。 （1） H1=H 2 （2） HlH 2 （3） HlFr2，则其轴向力的关系是（ 2 ） （1）Fa1Fa2 （2） Fa1=Fa2 （3） Fa1e 时，X=04，Y=14。若该轴承承受径向载荷Fr=15000N，轴向载荷Fa=3950N，转速n=1470rmin，载荷系数fp=1，工作温度te时，X=0.41，Y=0.87。若该轴承承受径向载荷Fr=4115N，轴向载荷Fa=3065N，转速n=3000rmin，载荷系数fp=l，工作温度te时，X=041，Y-=087。已知轴承上的径向载荷Fr1=2100

19、N，轴向载荷Fa1=1470N，则该轴承的当量动载荷为P=（ 1） （1）21399N （2）2110N （3）1 470N （4）2110.5N84球轴承比滚子轴承的承载能力（ 1 ），抗冲击能力（ 4 ） （1）低 （2）高 （3）强 （4）差85中速旋转正常润滑的滚动轴承的失效形式是（ 2 ） （1）滚动体破裂 （2）滚动体与滚道产生疲劳点蚀 （3）滚道磨损 （4）滚道压坏86有（1）7220C（2）7220AC两种型号轴承，在同样大小的径向载荷作用下，它们的内部轴向力FS1与FS2比较，应是（ 3 ）。(c=15 ,AC=25螺旋角越大 轴向力越大) （1）FS1FS2 （2）FS1=

20、 FS2 （3）FS1350HBS时，则易出现 轮齿折断 破坏，故应按 弯曲强度 强度进行设计。P16442一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力F1 F2。P172(11-5)43设计闭式硬齿面齿轮传动时，当直径d1一定时，应取 小 的齿数Z1，使 模数 增大，以降低轮齿的弯曲强度。P17244圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径d1一定时，若减小齿轮模数与增大齿轮齿数，则可以 提高传动平稳性 。(增大了重合度)45在轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFS与 模数 无关。P17246一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是保证轮齿具有足够的啮合宽度

21、。P17547斜齿圆柱齿轮的齿数z与模数聊不变，若增大螺旋角，则分度圆直径d 不变 。P17748设计齿轮传动时，若保持传动比i与齿数和不变，而增大模数m，则齿轮的弯曲强度 增加 ，接触强度 不变 。P17149.在齿轮传动设计中，影响齿面接触应力的主要几何参数是 大齿轮齿宽 和 小齿轮分度圆直径 ；而影响极限接触应力H1im的主要因素是齿面硬度 。P17150一对减速齿轮传动，若保持两齿轮分度圆的直径不变，而减少齿数和增大模数时，其齿面接触应力将 不变 。（见上一题）51一对齿轮传动，若两齿轮材料、热处理及许用应力均相同，而齿数不同，则齿数多的齿轮弯曲强度 小 ；两齿轮的接触应力 相同 。5

22、2在一般情况下，齿轮强度计算中，大、小齿轮的弯曲应力F1与F2是 不相等 的；许用弯曲应力F1与F2是 不一样 的。其原因是小齿轮齿宽必须加大5-10mm以保证啮合宽度 。P17553平键的 两侧面 是工作面，普通平键连接的主要失效形式是工作面的 压溃 ，若强度不够时，可采用两个键按 180 布置。P15854对于某一个轴承来说，正常的实际使用中，未达到额定寿命而提前发生疲劳点蚀的概率是 10% 。P278三判断题 （命题正确在括号内填T，命题不正确在括号内填F）1带传动中，带在大小轮上的应力不等，带在小轮上的弯曲应力较大，而在大轮上的离心应力较大。 （ F ）2V带的公称长度是基准长度 （

23、T ）3V带剖面中两工作面的夹角为40，所以带轮槽相应的夹角也是40 （ F ）4V带（三角带）传动中，若不改变n1，i，a/d2，而增大d1，可使传递功率增加 （ T ）5为使带传动能正常工作，传动带的初拉力应越大越好。 （ F ）6带传动中的弹性滑动是可以防止的。 （ F ）7由双速电机带动V带（三角带）传动，设传递功率一定，则V带（三角带）应按速度高的情况进行设计。 （ T ）8一般带传动中传递功率P50kW，带速v=52 5ms。 （ T ）9齿轮传动在保证接触强度和弯曲强度的条件下，应采用较小的模数和较多的齿数，以便改善传动质量、节省制造费用。 （ T）10在渐开线圆柱齿轮传动中，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以及齿面接