机械设计试卷

1、 试题1一、是非题： (本大题分17小题, 每小题1分, 共17分)1、设计某普通碳钢零件时，校核后刚度不足，采用高强度合金钢时，对提高其刚度是不起作用的。（ ）2、“零件”是组成机器的具有确定相对运动的构件。 ( )3、两端为圆形的平键槽用圆盘形铣刀加工。( )4、闭式齿轮传动中，齿面点蚀首先出现在靠近节线的齿根面上。( )5、一对啮合的直齿圆柱齿轮z118，z244，小轮齿面的接触应力比较大。 ( )6、开式齿轮传动应按接触疲劳强度设计。( )7、蜗杆传动的传动比（d1、d2分别为蜗杆、蜗轮分度圆直径）。( )8、只承受弯矩，而不承受扭矩的轴称为心轴。( )9、联轴器和离合器都是联接两轴使

2、之一同回转并传递转矩的一种部件。前者只有在机器停车时或低速时才能使两轴分离，后者则随时可使两轴分离或接合。( )10、摩擦离合器对两轴之间的分离或接合，都是在停止转动的条件下进行。( )11、在设计开式齿轮传动时，齿轮齿数应选得多一些。( )12、V带（三角带）传动的平均传动比是准确的。( )13、角接触球轴承7211内圈与轴的配合可以标注为f55m6。( )14、三支点传动轴应选用圆柱滚子轴承。( )15、回转的滚动轴承所受载荷的大小、方向均保持不变时，滚动轴承中各元件上的所受应力都是静应力。( )16、楔键因具有斜度所以能传递双向轴向力。 （ ）17、在中心距a不变的情况下，提高一对齿轮接

3、触疲劳强度的有效方法是加大模数m。 ( ) 二、选择题：把正确的选项代号填入（ ）中。(本大题分17小题, 每小题1分, 共17分)（ ）1、在各种基本类型的向心滚动轴承中_不能承受轴向载荷。A.调心球轴承B.圆柱滚子轴承C.调心滚子轴承D.深沟球轴承（ ）2、用作调节或阻塞的螺纹，应采用_。A.三角形粗牙螺纹B.矩形螺纹C.锯齿形螺纹D.三角形细牙螺纹（ ）3、常见的联接螺纹是_。A.左旋单线B.右旋双线C.右旋单线D.左旋双线（ ）4、蜗杆传动在单位时间内的发热量，是通过_来进行计算的。A.传递的功率P1与传动效率hB.蜗杆的转速n1与传动效率hC.传动比i和传动效率hD.润滑油的粘度和滑

4、动速度vs（ ）5、对齿面硬度350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使_。A.小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度 B.小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度C.小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度 D.小齿轮齿面硬度大齿轮齿面硬度（ ）6、机床主轴箱中的变速滑移齿轮，一般应选用_。A.直齿圆柱齿轮B.斜齿圆柱齿轮C.人字齿圆柱齿轮D.直齿锥齿轮（ ）7、斜齿轮传动的动载荷与同样的直齿轮传动的动载荷相比：_。A.相等B.较小 C.较大 D.视实际运转条件，可以大也可以小（ ）8、选择齿轮的结构形式和毛坯获得的方法与_有关。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（ ）9、在非液

5、体摩擦滑动轴承设计中，限制Pv值的主要目的是防止轴承 。 a) 过度发热而胶合 b) 过度磨损 c) 产生塑性变形 d) 发生咬死 （ ）10、带传动的中心距过大时，会导致_。A.带的寿命短B.带的弹性滑动加剧C.带在工作时会产生颤动D.小带轮包角减小而易产生打滑（ ）11、在各种带传动中，_应用最广泛。A.平带传动 B.V带（三角带）传动 C.多楔带传动 D.圆带传动（ ）12、下列联轴器中，_不具有补偿综合位移（轴向、径向和角向）的能力。A.凸缘联轴器B.十字滑块联轴器C.齿轮联轴器D.尼龙柱销联轴器（ ）13、_轴承能很好地承受径向载荷与单向轴向载荷的综合作用。A. 深沟球轴承B. 角接

6、触球轴承C. 推力球轴承D. 圆柱滚子轴承（ ）14、按滚动轴承寿命计算公式算得的寿命L的单位为_。A. h B. r C.106 h D. 106 r（ ）15、采用张紧轮调节带传动中带的张紧力时，张紧轮应安装在_。A.紧边外侧，靠近小带轮处B.紧边内侧，靠近小带轮处C.松边外侧，靠近大带轮处D.松边内侧，靠近大带轮处（ ）16、使用_时，只能在低速或停车后离合，否则会产生严重冲击，甚至损坏离合器。A.摩擦离合器B.牙嵌离合器C.安全离合器D.超越(定向)离合器（ ）17、当某转轴所受的径向力大小方向不变时，其外圆面上任一点的弯曲应力属于_应力。A.静应力 B.脉动循环变应力 C.对称循环变

7、应力 D.循环特性r0.5三、分析题：简要回答以下问题(本大题共4小题，总计24分)1、(本小题5分)带传动的设计准则是什么？2、(本小题6分)什么叫基孔制和基轴制？机械中广泛采用何种基准制？各举一例说明其应用场合。3、(本小题7分)图示传动系统：1）为使II轴上所受轴向力最小，定出两个斜齿圆柱齿轮的螺旋线方向（画于图上）；2）在图上标出蜗轮转向和受力方向（用三个分力表示），蜗轮是_旋。4、 (本小题6分)简述齿轮的载荷系数K的组成及其意义。四、结构题：(本大题共1小题，总计12分)1、(本小题12分)指出图示轴系的结构错误，齿轮采用油润滑，轴承为脂润滑（用笔圈出错误之处，并注明错误内容，不要

8、求改正，指出6个即得满分）。五、计算题：计算下列各题(本大题共3小题，总计30分)1、(本小题12分)图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力FQ10.4kN，螺钉材料为Q235钢，屈服极限，取残余预紧力F1为工作拉力的0.4倍，不控制预紧力，取安全系数，求螺栓所需最小直径。2、(本小题6分)一受轴向外载荷F1000N的紧螺栓联接，螺栓的刚度为，被联接件的刚度为，且8；预紧力F01000N。试求螺栓中的总拉力和被联接件中的残余预紧力F1。3、(本小题12分)轴系由一对圆锥滚子轴承支承正装，如图所示，已知FR3000N，求两轴承的当量动载荷（fp=1）。eFa/FreFa/F

9、r>eFd0.32X=1，Y=0X=0.4，Y=1.90.3Fr试卷号：B010022(答案)一、是非题： (本大题分17小题, 每小题1分, 共17分)1、T 2、F 3、F 4、T 5、F 6、F 7、F 8、T 9、F10、F 11、F 12、F 13、T 14、F 15、F 16、F 17、F二、选择题：把正确的选项代号填入（）中(本大题分17小题, 每小题1分, 共17分)1、B2、D3、C4、A 5、C6、A7、B8、B9、A10、C11、B12、A13、B14、D15、D16、B17、C.三、分析题：简要回答以下问题(本大题共4小题，总计24分)1、(本小题5分)带传动的设

10、计准则是：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。2、(本小题6分)基孔制：孔的公差带为一定值，靠不同的基本偏差的轴公差带而形成各种配合的一种制度。基轴制：与基孔制相反。广泛使用的是基孔制。举例：滚动轴承内圈与轴配合；齿轮轮毂孔和轴的配合（基孔制）。滚动轴承外圈与孔的配合（基轴制）。3、(本小题7分)1）斜齿轮的螺旋线方向如图a所示；2）左，蜗轮的转向及受力如图b所示。3、(本小题6分) 载荷系数、动载系数、齿间载荷分配系数、齿向载荷分配系数四、结构题：(本大题共1小题，总计12分)1、(本小题12分)1）缺挡油环；2）套杯左端凸肩内径太小，拆卸外圈困难；3）轴颈太大，内圈无法从

11、右侧装入；4）两外圈间缺套筒，右轴承外圈无轴向固定；5）轴径太大；6）弹性挡圈无法调整轴承间隙（改为圆螺母调整）；7）缺调整垫片；8）缺轴上配合零件的定位轴肩；9）间隙太大；10）精加工面过长，应加工成阶梯轴；11）缺调整垫片。五、计算题：计算下列各题(本大题共3小题，总计30分)1、(本小题12分)许用拉应力4个螺钉，z4，每个螺钉的工作载荷剩余预紧力F²0.4F=0.4´2600=1040 N故得螺钉中总拉力按强度条件，螺栓小径2、(本小题6分)螺栓总拉力被联接件中剩余预紧力3、(本小题12分)，试题2一、是非题(本大题分9小题, 每小题1分, 共9分。正确的在（ ）中

12、写“T”，错误的在（ ）中写“F”)1. 计算蜗杆传动的啮合效率时，蜗杆和蜗轮齿面间的当量摩擦系数可根据两者的相对滑动速度选取。 ( )2. 用普通平键时，键的截面尺寸b×h和键长L都是根据强度计算确定的。 ( )3. 强度计算主要有三种方法：扭转强度条件计算，按弯扭合成进行强度条件验算，按疲劳强度条件进行校核 。对于每一根轴都必须经过这三种方法依次计算过,才能保证安全可靠。 ( )4变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。（ ）5. V带横截面中两工作面之间的夹角为40°，所以带轮槽角也是40°。( )6. 同一减速器中，如果忽略效率不计，在工作过程中，则每个

13、轴所传递的转矩是相等的。（ ）7.普通紧螺栓联接，其螺栓危险截面承受的只是拉应力。（ ）8. 螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能愈好。 ( ) 9. 某转轴采用40钢（）,经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构钢40CrNiMo，以提高刚度。 ( )二、填空题每空1分，共12分1.从防松工作原理来看，弹簧垫圈属于 防松；止动垫圈与园螺母配用属于 防松措施。2.已知某三线螺纹中径为9.5mm，螺距为1mm，则螺纹的导程为 mm。3.按国家标准GB/292-93规定，代号为7210C的滚动轴承类型为 轴承，其内径为 mm，直径系列为 系列，C代表 ，其精度为 级。4.平键的工作面为 面，工作时

14、靠 来传递转矩。5.V带传动中带工作中最大应力产生在 处，其值为 。三、问答题每题6分、计24分1.分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。（6分）2.齿轮传动的主要失效形式有哪些？闭式和开式传动的失效形式有哪些不同？ （6分）方案一 方案二图1 3.什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象？可否避免？它对带传动有何影响？（6分）4. 图1所示两级圆柱齿轮减速器的可能两种布置方案中，哪一种方案更合理？为什么? （6分）四、选择题：把正确的选项代号填入（）中 (本题分5小题, 每小题2分, 共10分)1.一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 。A

15、. B. C. 2.带传动中紧边拉力为，松边拉力为，则其传递的有效圆周力为 。A. B. C. D. 3.用普通螺栓来联接的凸缘联轴器，在传递扭矩时_ _。A.螺栓的横截面受剪切B.螺栓与螺栓孔接触面受挤压C.螺栓同时受剪切与挤压D.螺栓受拉伸与扭转4.一对斜齿圆柱齿轮传动中，_ _的计算值不应圆整。A. 分度圆直径 B. 齿轮宽度 C. 传动中心距a D. 齿数z5.蜗杆传动的传动比范围通常为_ _。A. i12<1B. i12<1或i12>1C. i1218 D. i12=880五、分析计算题（共25分）1.已知V带传动所传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，现测

16、得张紧力F0=1125N，试求紧边拉力F1和松边拉力F2各等于多少？（5分） 2.如图2所示为一正装30212圆锥滚子轴承，轴向外载荷FA=500N，径向载荷Fr1=6000N，Fr2=1000N，试分别求两轴承的轴向力Fa1、Fa2。（派生的轴向力Fd0.28Fr ） （10分）图 2 2.有一滑动轴承，其轴颈直径d=100mm，B/d=1.4，p8MPa，V=3m/s，pV=15MPa.m/s，转速n=500r/min，问此轴承允许最大工作载荷为多少？（10分）六、结构题（20分）1.指出图3中的结构错误，并在轴线下侧画出其正确结构图。（14分） 图32.图4连接面受转矩作用，利用四个螺栓

17、完成连接，重新布置螺栓组使其受力更为合理，并在右边画出铰制孔用螺栓连接结构示意图。（6分）试题4答案一、是非题(9小题, 每小题1分, 共9分。正确的在（）中写“T”，错误的在（ ）中写“F”)1.某转轴采用40钢（）,经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构钢40Cr，以提高刚度。 (F)2. 用普通平键时，键的截面尺寸b×h和键长L都是根据强度计算确定的。 (F)3. 强度计算主要有三种方法：扭转强度条件计算，按弯扭合成进行强度条件验算，按疲劳强度条件进行校核。对于每一根轴都必须经过这三种方法依次计算过,才能保证安全可靠。 (F)4变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。（T

18、）5. V带横截面中两工作面之间的夹角为40°，所以带轮槽角也是40°。(F)6. 同一减速器中，如果忽略效率不计，在工作过程中，则每个轴所传递的转矩是相等的。（F)7. 紧的普通螺栓联接，其螺栓危险截面承受的只是拉应力。（F）8. 螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能愈好。（T） 9. 计算蜗杆传动的啮合效率时，蜗杆和蜗轮齿面间的当量摩擦系数可根据两者的相对滑动速度选取。 (T)二、填空题每空1分，共12分1.从防松工作原理来看，弹簧垫圈属于 摩擦 防松；止动垫圈与园螺母配用属于 机械 防松措施。2.已知某三线螺纹中径为9.5mm，螺距为1mm，则螺纹的导程为 3 mm。3

19、.按国家标准GB/292-93规定，代号为7210C的滚动轴承类型为 角接触球轴承 轴承，其内径为 50 mm，直径系列为 轻 系列，C代表 公称接触角15º，其精度为 P0 级。4.平键的工作面为 两侧 面，工作时靠 轴槽、键及毂槽的侧面受挤压 来传递转矩。5.V带传动中带工作中最大应力产生在 紧边进入小带轮 处，其值为。三、问答题每题6分、计24分1.分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。（6分）答：普通螺纹自锁性能好，强度高（2分），主要用于连接（1分）。梯形螺纹效率比矩形螺纹略低，但牙根强度较高，易于对中，磨损后可以补偿（2分）；在螺旋传动中应用最普遍。（1分）2.齿轮

20、传动的主要失效形式有哪些？闭式和开式传动的失效形式有哪些不同？ （6分）答 ：轮齿的主要失效形式有五种：轮齿折断、和疲劳点蚀、磨损、胶合和塑性变形，轮齿折断有疲劳折断和过载折断两种形式（3分）。若设计正确、润滑条件良好，软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是疲劳点蚀（1分）。硬齿面闭式齿轮传动是弯曲疲劳折断（1分）。开式齿轮传动是磨损（1分）。3.什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象？可否避免？它对带传动有何影响？（6分）答：由带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动(2分)。弹性滑动是带传动中不可避免的现象（2分）。它会引起以下后果：从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，并随

21、载荷变化而变化，导致此传动的传动比不准确。损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高，并引起传动带磨损。（2分）4. 图1所示两级圆柱齿轮减速器的可能两种布置方案中，哪一种方案更合理？为什么? （6分）方案一 方案二图1答:方案二更为合理（3分）。原因之一是输入和输出的轴段长，原动机和工作机的振动和冲击对齿轮传动影响小（1分）。原因之二是轴的扭转剪应力分布减弱了弯曲正应力的分布不均（2分）。 四、选择题：把正确的选项代号填入（）中 (本题分5小题, 每小题2分, 共10分)1.一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 B 。A. B. C.

22、 2.带传动中紧边拉力为，松边拉力为，则其传递的有效圆周力为 C 。A. B. C. D. 3.用普通螺栓来联接的凸缘联轴器，在传递扭矩时 D 。A.螺栓的横截面受剪切B.螺栓与螺栓孔接触面受挤压C.螺栓同时受剪切与挤压D.螺栓受拉伸与扭转4.一对斜齿圆柱齿轮传动中， A 的计算值不应圆整。A. 分度圆直径 B. 齿轮宽度 C. 传动中心距a D. 齿数z5.蜗杆传动的传动比范围通常为D。A. i12<1B. i12<1或i12>1C. i1218 D. i12=880五、分析计算题（共25分）1.已知V带传动所传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，现测得张紧力F0=1125N，试求紧边拉力F1和松边拉力F2各等于多少？（5分）答：（1）有效圆周力N2分（2）F1=1500N F2=750N3分2.如图2所示为一正装30212圆锥滚子轴承，轴向外载荷FA=500N，径向载荷Fr1=6000N，Fr2=1