2015机械设计题库

1、一、填空题 （每空1分，共15分）3-32螺旋副的自锁条件是_螺旋升角小于当量摩擦角_。3-35承受横向工作载荷的普通螺栓联接，螺栓受_拉_应力和_扭剪_应力作用，可能发生的失效形式是_断裂（拉断或拉扭断）_。4-17楔键的工作面是_上下面_，主要失效形式是_压溃_。4-18平键的剖面尺寸通常是根据_轴的直径_选择；长度尺寸主要是根据_轮毂长度_选择。6-24，为减小链传动的动载荷，小链轮齿数应选的_多_些，为防止链传动过早脱链，小链轮齿数应选的_少_些。6-21链轮转速越_高_，链条节距越_大_，链传动中的动载荷越大。7-41设计圆柱齿轮传动时，当齿轮_对称_布置时，其齿宽系数d 可选得大些

2、。7-49在材料、热处理及几何参数均相同的直齿圆柱、斜齿圆柱和直齿圆锥三种齿轮传动中，承载能力最高的是_斜齿圆柱齿轮_传动，承载能力最低的是_直齿圆锥齿轮_传动。9-21根据轴的承载情况，工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为_转轴_；主要承受转矩的轴称为_传动轴_；只承受弯矩的轴称为_心轴_。9-23在进行轴的强度计算时，对单向转动的转轴，一般将弯曲应力考虑为_对称循环_变应力，将扭剪应力考虑为_脉动循环_变应力。11-32角接触轴承承受轴向载荷的能力取决于轴承的_接触角_。11-38滚动轴承支点轴向固定的结构型式有：_双支点单向固定（全固式）_；_单支点双向固定（固游式）_ ；_两端游动（全游

3、式）_。9-16可移式联轴器中，根据补偿位移方法的不同分为_刚性可移动式_联轴器和_弹性可移动式_联轴器。9-17根据联轴器的分类，万向联轴器属于_刚性可移动式_联轴器，套筒联轴器属于_固定式_联轴器。2-21影响机械零件疲劳强度的因素有：_应力集中_、_绝对尺寸_、_表面状态_。2-22根据是否随时间变化，将载荷分为_静载荷_和_变载荷_两类。同理，应力也分为_静应力_和_变应力_两大类。2-25r = -1 的变应力称为_对称循环_变应力，r = 0 的变应力称为_脉动循环_变应力，当r = 1 时称为_静_应力，当r = 其它值时称为_非对称循环_变应力。3-36承受横向工作载荷的铰制孔

4、螺栓联接，靠螺栓受_剪切_和_挤压_来传递载荷，可能发生的失效形式是_剪断_和_压溃_。 3-39螺纹联接的防松，按其防松原理分为_摩擦_防松、_机械_防松和_破坏螺纹副关系_防松。4-20同一联接处使用两个平键，应错开_180°_布置；采用两个楔键或两组切向键时，要错开_120°_；采用两个半圆键，则应_布置在一条直线上_。5-38V带传动中，带绕过主动轮时发生_带滞后于带轮_的弹性滑动。5-39带传动常见的张紧装置有_定期张紧装置_、_自动张紧装置_和_张紧轮_等几种。6-26链条节数选择偶数是为了_接头方便_。链轮齿数选择奇数是为了_磨损均匀_。7-39在齿轮传动中，

5、齿面疲劳点蚀是由于_接触应力_的反复作用而产生的，点蚀通常首先出现在_节线附近齿根一侧_。7-43减小齿轮内部动载荷的措施有_提高齿轮制造精度_、_降低工作速度_、_沿齿廓修形_。9-22根据轴的承载情况，自行车的前后轴属于_固定心轴_。9-24如果轴的同一截面有几个应力集中源，则应取其中_一个最大的_应力集中系数来计算该截面的疲劳强度安全系数。11-35承受方向固定的径向载荷的滚动轴承，其滚动体上产生的接触应力是_规律（周期）性非稳定脉动循环_变应力。固定套圈上产生的接触应力是_稳定的脉动循环_变应力。11-36按基本额定动载荷设计计算的滚动轴承，在预定使用期限内，其失效概率最大为_10%_

6、。二 、选择题（每小题1分，共10分）3-15受轴向变载荷的螺栓联接中，已知预紧力QP = 8000 N，工作载荷：Fmin = 0，Fmax= 4000N，螺栓和被联接件的刚度相等，则在最大工作载荷下，剩余预紧力为_C_。A2000 N B4000 NC6000 N D8000 N3-16当螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓_D_。A. 必受剪应力作用 B. 必受拉应力作用C. 同时受到剪切和拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受拉伸3-8. 在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于_A_。A摩擦防松 B机械防松C破坏螺旋副的关系防松 D增大预紧力防松3-13.某汽缸盖螺栓联接，若

7、汽缸内气体压力在0 2 MPa 之间变化，则缸盖联接螺栓的应力类型为_A_。A非对称循环变应力 B脉动循环变应力C对称循环变应力 D非稳定循环变应力4-10当采用一个平键不能满足强度要求时，可采用两个错开_D_布置。A90° B120°C150° D180°4-11当轴双向工作时，必须采用两组切向键联接，并错开_B_布置。A90° B120°C150° D180°5-7带传动中，v1 为主动轮的圆周速度，v2 为从动轮的圆周速度，v 为带速，这些速度之间存在的关系是_B_。Av1 = v2 = v Bv1 vv2

8、Cv1v v2 Dv1 = v v25-12V 带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_B_。A使结构紧凑 B限制弯曲应力C限制小带轮上的包角 D保证带和带轮接触面间有足够摩擦力5-14V 带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是_A_。A带的型号 B带的速度C主动轮转速 D传动比5-15带传动采用张紧装置的目的是_D_。A减轻带的弹性滑动 B提高带的寿命C改变带的运动方向 D调节带的初拉力6-1与齿轮传动相比，链传动的优点是_D_。A传动效率高 B工作平稳，无噪声C承载能力大 D传动的中心距大，距离远6-4链传动中，最适宜的中心距范围是_C_。A（1020）p B（2030）p C（3

9、050）p D（5080）p6-8链传动设计中，当载荷大、中心距小、传动比大时，宜选用_B_。A大节距单排链 B小节距多排链C小节距单排链 D大节距多排链6-12链传动的张紧轮应装在_A_。A靠近小轮的松边上 B靠近小轮的紧边上C靠近大轮的松边上 D靠近大轮的紧边上6-19设计链传动时，链长节数一般取偶数，是为了_C_。A保证传动比恒定 B链传动磨损均匀 C接头方便 D不容易脱链7-3高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为_D_。A轮齿疲劳折断 B齿面磨损 C齿面疲劳点蚀 D齿面胶合7-10对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般_D_。A先按接触强度设计，再校核弯曲强度 B只需按

10、接触强度设计C先按弯曲强度设计，再校核接触强度 D只需按弯曲强度设计。7-30对于齿面硬度350 HBS 的齿轮传动，若大、小齿轮均采用45 钢，一般采取的热处理方式为_C_。A小齿轮淬火，大齿轮调质 B小齿轮淬火，大齿轮正火C小齿轮调质，大齿轮正火 D小齿轮正火，大齿轮调质9-5一般二级齿轮减速器的中间轴是_D_。A传动轴 B固定心轴C转动心轴 D转轴9-10. 两根被联接轴间存在较大的径向偏移，可采用_C_联轴器。A凸缘 B套筒C齿轮 D万向2-14在上题所示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在ON 线与横轴之间的夹角 = 90°，则该零件受的是_B_。A脉动循环变应力 B

11、对称循环变应力C变号的非循环变应力 D不变号的非对称循环变应力2-15在应力变化中，如果周期、应力幅和平均应力有一个变化，则称为_B_。A稳定变应力 B非稳定变应力C非对称循环变应力 D脉动循环变应力2-18塑性材料在脉动循环变应力作用下的极限应力为_C_。A B BS C 0 D 1 2-19对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要应力成分是_D_。A最大应力 B最小应力C平均应力 D应力幅3-9重要的受拉螺栓联接中，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，强度低 B需要的螺栓个数多C拧紧时容易过载 D不能保证联接的刚度3-10当两被联接件之一太厚

12、，不宜制成通孔，且需要经常拆卸时，往往采用_C_。A螺栓联接 B螺钉联接 C双头螺栓联接 D紧定螺钉联接3-18对于受轴向载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的条件下，提高螺栓疲劳强度的措施为_B_。A增加螺栓刚度，减小被联接件的刚度 B减小螺栓刚度，增加被联接件的刚度C同时增加螺栓和被联接件的刚度 D同时减小螺栓和被联接件的刚度4-3平键联接的工作面是键的_A_。A 两个侧面 B上下两面C两个端面 D侧面和上下面4-7设计普通平键联接时，根据_D_来选择键的长度尺寸。A传递的转矩 B传递的功率C轴的直径 D轮毂长度5-8在带传动的稳定运行过程中，带横截面上拉应力的循环特性是_D_。Ar = -

13、1 Br = 0C0r-1 D0r+15-9在带传动的稳定运行过程中，带截面上的拉应力是_B_。A.不变的 B有规律稳定变化的C有规律非稳定变化的 D无规律变化的6-3链传动中，限制链轮最少齿数zmin 的目的是为了_A_。A减小传动的运动不均匀性和动载荷 B防止链节磨损后脱链C使小链轮轮齿受力均匀 D防止润滑不良时轮齿加速磨损6-7多排链的排数一般不超过3 或4，主要是为了_D_。A.不使安装困难 B减轻链的重量C不使轴向过宽 D使各排受力均匀7-4齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在_D_。A靠近齿顶处 B靠近齿根处C节线附近的齿顶一侧 D节线附近的齿根一侧7-15在下面的各种方法中，_A_不能提

14、高齿轮传动的齿面接触疲劳强度。A直径d 不变而增大模数 B改善材料C增大齿宽b D增大齿数以增大d7-16在下面的各种方法中，_B_不能增加齿轮轮齿的弯曲疲劳强度。A直径不变增大模数 B齿轮负变位C由调质改为淬火 D适当增加齿宽7-19保持直齿圆柱齿轮传动的中心距不变，增大模数m，则_A_。A轮齿的弯曲疲劳强度提高 B齿面的接触强度提高C弯曲与接触强度均可提高 D弯曲与接触强度均不变9-1下列各轴中，属于转轴的是_A_。A减速器中的齿轮轴 B. 自行车的前、后轴C铁路机车的轮轴 D. 滑轮轴9-6减速器中，齿轮轴的承载能力主要受到_B_的限制。A短期过载下的静强度 B疲劳强度C脆性破坏 D刚度

15、11-3_D_只能承受径向载荷。A深沟球轴承 B. 调心球轴承C. 圆锥滚子轴承 D. 圆柱滚子轴承11-4_B_ 只能承受轴向载荷。A圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承C. 滚针轴承 D. 调心滚子轴承11-5_C_ 不能用来同时承受径向载荷和轴向载荷。A. 深沟球轴承 B. 角接触球轴承C. 圆柱滚子轴承 D. 调心球轴承11-6角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角的增大而_A_。A增大 B.减小C不变 D不定三、计算题5-57已知：V 带传递的实际功率P = 7 kW，带速 v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，试求有效圆周力Fe 和紧边拉力F1。解：例7-9 图示圆锥斜齿圆柱齿轮减速

16、器。齿轮1主动，转向如图，锥齿轮的参数为：模数m=2.5mm，z1=23，z2 = 69， = 20° ，齿宽系数 R =0.3；斜齿轮的参数为：模数mn=3mm，z3=25，z4=99， n = 20° 。试：(1) 标出各轴的转向；(2) 为使轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向；(3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力。(4) 为使轴上两轮的轴向力完全抵消，确定斜齿轮3的螺旋角3（忽略摩擦损失）。解：(1) 各轮的转向如例7-9图2所示。(2) 3、4轮的螺旋线方向如图所示。(3) 齿轮 2、3 所受分力如图所示。(4) 确定斜齿轮3的螺旋角3：若使轴不受轴向

17、力，必须：|Fa2|=|Fa3|图1 例11-3 某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN。轴承受径向力R1= 6000N，R2 =16500N。轴的转速 n =500 r/min，轴上有轴向力FA = 3000 N，方向如图。轴承的其它参数见附表。冲击载荷系数 fd = 1。求轴承的基本额定寿命。 例3-5 如例3-5 图1 所示螺栓联接，4 个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数Kf = 1.2，螺栓的许用应力为 =240MPa

18、，试求：所需螺栓的直径（d1）。解：(1) 将R 简化到螺栓组形心，成为一个横向载荷R 和一个转矩T，如例3-5 图2 所示，其中：T = RL = 4000 × 300 =12 ×105 Nmm(2) 求每个螺栓联接承受的分力R 的分力：FSR = R/z = 4000/4 =1000 N5-6 已知一个托架的边板用6 个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为60kN 的载荷作用。现有如图5-50 所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小？为什么？解 螺栓组受到剪力F 和转矩，

19、设剪力F 分在各个螺栓上的力为Fi ，转矩T 分在各个螺栓上的分力为F j（a）中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为r，即r=125mm 例3-1 如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力 =80 MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP =1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。 例5-3如图所示为一V带传动，已知：主动轮直径d2 =360mm，从动轮直径d1 =180mm，包角1 =160°，2 = 200°，带与带轮间的当量摩擦系数fv =0.4 ，带的初拉力F0 =180

20、N，试问：1）当从动轮上的阻力矩为20Nm，主动轮在足够大的电机驱动下，会发生什么现象？2）此时，松边和紧边的拉力各为多少？7-61图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级: mn1 =2 mm，z1= 20，z2= 80， 1 =13° ， = 20° ，低速级：mn3 = 3 mm，z3= 25，z4= 75， 3 =12° ， = 20° ，齿轮1 为右旋，n1 = 960 r/min，转向如图，传递功率P1 = 5 kW，忽略摩擦损失。试：1）在图上标出、轴的转向；2）合理确定（在图上标出）各轮的旋向；3）确定2、3 轮所受各个分力的大小和方向。4）

21、计算3 取值多大才能使轴不受轴向力。解题要点：1）各轴的转向如题7-61 解图所示。2）2、3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。五、改错题9-34 指出图中轴系的结构错误，并改正。1）轴右端的带轮不能通过套筒用端盖轴向定位，转动零件与固定零件不能接触。2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙，并有密封措施。3）齿轮两侧都是轴环，无法安装到位。4）齿轮上的键槽没打通，且深度不够。这样的结构，键槽无法加工，也无法装配。5）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长），装拆困难。6）因轴肩过高，两个轴承拆卸困难。7）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。例11-7 试分析例11-7图1所示小

22、锥齿轮套杯轴系结构中的错误，并加以改进。存在问题分析：1）左轴承内圈轴向没有固定。2）套杯和机座间没有调整垫片，不能调整轴系的轴向位置。3）轴承端盖与套杯间没有调整垫片，不能调整轴承游隙。4）轴与轴承端盖接触，应有间隙。5）左轴承的外圈装拆路线长，装拆困难。6）套杯左端的凸肩过高，左轴承的外圈拆卸困难。7）轴上有两个键，位置都没有靠近装入端，使轮毂装入困难。8）齿轮轴向定位不可靠，应使轴头长度短于轮毂长度。9）轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。例11-7 图210）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。11）右轴承端盖与轴间没有密封措施。改进后如图所示。例11-8 例11-8

23、图1所示为反装圆锥滚子轴承支承小锥齿轮轴的套杯轴系结构，试分析其中的结构错误，并加以改进。存在问题分析：1）两个轴承的外圈均未轴向固定。2）不能将轴上的轴向力传到机座。3）齿轮轴的轴向位置没有固定，受到轴向力时会发生窜动。4）左轴承内圈直径小于两侧轴的直径，无法装配。5）轴承游隙不能调整。6）套杯和机座间没有调整垫片，整个轴系的轴向位置不能调整。7）轴承端盖与右侧轴承外圈之间的套筒多余。改进后如图例11-8图2所示。11-65分析轴系结构的错误，简单说明错误原因，画出正确结构。题11-65 图11-65 主要结构错误分析如下：1轴左端的轮毂轴向定位不可靠，采用圆锥面轴向定位就不能再采用轴肩定位；2左侧轴承端盖与轴之间没有间隙，严重磨损；3左侧轴承端盖与轴之间应有