东北大学机械设计习题及答案

1、第八章机械设计概述一、判断题（正确 T,错误F）.强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。强度准则是零件设计中最基本的 TOC o 1-5 h z 准则。（）.变应力只能由变载荷产生。（）.两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。（）.钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。（）.使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。（）二、单项选择题.循环特性r 1时的应力是（）。A对称循环变应力B脉动循环变应力C非对称循环变应力D静应力.外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（）加工工艺

2、。A铸造B锻造C焊接D轧制.两个等宽的圆柱体接触，其直径diA 18 2B 14 2.合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（A小B大三、填空题2d2,弹性模量E12E2,则其接触应力值为（C 12 2）。C相等D 12D不一定.机械零件设计计算的最基本计算准则是.机械零件的主要失效形式有 、和。.在静应力作用下，塑性材料的极限应力为 ，脆性材料的极限应力为 .在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生 应力，也可能产生 应力。.零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了、和 来 对 材料的疲劳极限加以修正。四、简答题.试述机械零件的

3、功能失效的含义，并举出两个例子。.简述机械零件的主要失效形式有哪些？主要计算准则有哪些？.试述机械零件的强度的含义，写出其一般表达式，并解释式中各变量的含义。.稳定变应力的五个基本参量指什么？若某零件所有最大应力max 300MPa ,最小应力min 120MPa，试求其他三个参量。第九章联接、判断题（正确 T,错误F） TOC o 1-5 h z 三角螺纹比梯形螺纹效率高，自锁性差。（）受相同横向工作载荷的螺纹联接中，采用镀制孔用螺栓联接时的螺栓直径通常比采用普通螺栓联接的可小一些。（）校制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高，不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。（）双头螺柱联接不适用于被联接件太

4、厚，且需要经常装拆的联接。（）螺纹联接需要防松是因为联接螺纹不符合自锁条件V。（）松螺栓联接只宜承受静载荷。（）紧螺栓联接在按拉伸强度计算时，将拉伸载荷增加到原来的 1.3 倍，这是考虑螺纹应力集中的影 TOC o 1-5 h z 响。 （）螺栓强度等级为6.8 级，则该螺栓材料的最小屈服极限为 680 N/mm2。（）受轴向工作载荷的紧螺栓联接的剩余预紧力必须大于0 。（）平键是利用键的侧面来传递载荷的，其定心性能较楔键好。 （）平键的截面尺寸是按照所在轴的直径选择的，如强度角和发现不行，则应加轴的直径以便加大键的截面尺寸。 （）同一键联接采用两个平键时应 180布置，采用两个楔键时应120

5、布置。 （）销联接只能用于固定联接件间的相对位置，不能用来传递载荷。（）花键联接中，花键的尺寸按所在轴径根据标准选择。（）采用过盈联接的轴和毂，即使载荷很大或有严重冲击，也不能与键配合使用。（）二、单项选择题1.AC用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为（ 压根强度高，自锁性能好2.防振性能好 螺纹的牙型角为,螺纹中的摩擦角为）。B 传动效率高D 自锁性能差,当量摩擦角为v ，螺纹升角伟为,则螺纹的自锁条件为（A）。3. A CB用于薄壁零件联接的螺纹，应采用（ 三角形细牙螺纹 锯齿形螺纹）。BD梯形螺纹 多线的三角形粗牙螺纹在受预紧力的紧螺栓连接中，螺栓危险截面的应力状态为（ ） 。A 纯扭剪

6、B 简单拉伸 C 弯扭组合 D 拉扭组合当铰制孔用螺栓组联接承受横向载荷时，该螺栓组中的螺栓（ ） 。A必受剪切力作用B必受拉力作用C同时受到剪切和拉伸D即可能受剪切，也可能受挤压作用在受轴向变载荷作用的紧螺栓联接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采用的措施是（ ） 。A增大螺栓刚度，减小被联接件刚度B减小螺栓刚度，增大被联接件刚度C增大螺栓刚度，增大被联接件刚度D减小螺栓刚度，减小被联接件刚度计算紧螺栓联接时的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的（ ）倍。A 1.1B 1.25C 1.3D 1.4在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是（ ） 。A 提高强度B

7、 提高刚度 C 防松D 减小每圈螺纹牙上的受力在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了（ ） 。A 受力均匀 B 便于装配C 外形美观D 降低成本预紧力为 Qp 的单个紧螺栓联接，受到轴向工作载荷F 作用后，螺栓受到的总拉力 Q （）Qp F 。A 大于B 等于C 小于D 大于或等于若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，可采用（ ） 。A 在被联接件间加橡胶垫片B 增大螺栓长度C 采用精制螺栓D 加防松装置在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是（）。A 避免螺栓受附加弯曲应力作用B 便于安装C 为安装防松装置D 为避免螺栓受拉力过

8、大有一单个紧螺栓联接，要求被联接件接合面不分离。已知螺栓与被联接件的刚度相同，螺栓的预紧力为 Qp ，当对联接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷 F 与预紧力 Qp 相等时，则（ ）。A 被联接件发生分离，联接失效B 被联接件即将发生分离，联接不可靠D 联接可靠，只要螺栓强度够，可继续加载普通平键的剖面尺寸A 传递的转矩B普通平键联接工作时，键的主要失效形式为（A 键受剪切破坏B采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成（A 相隔180Bb h 通常根据（传递的功率键的主要失效形式为（键侧面受挤压破坏为使轴与轮毂对中良好, 相隔 120 130平键 B20X80 GB1096-7

9、9 中，20 80 表示（A键宽鸿由径）从标准中选取。C 轮毂的长度）。C 剪切和挤压同时产生两键通常布置成（C 相隔 90）。C键宽就长D 轴的直径D 磨损和键被剪断）。D 在轴的同一目线上D键宽梃高C 联接可靠，但不能在继续加载（）不能列入过盈配合联接的优点A 结构简单B 工作可靠C 能传递很大的转矩和轴向力 D 装配很方便（）宜用于盲孔或拆卸困难的场合。A 圆柱销 B 圆锥销C 带有外螺纹的圆锥销 D 开尾圆锥销三、填空题 TOC o 1-5 h z 螺纹联接的自锁条件是 。螺纹联接防松的实质是 。在螺纹联接中，采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 。普通紧螺栓联接，受横向载荷作用，则螺栓受应

10、力和 应力。平 键 联 接 中 的 静 联 接 的 主 要 失 效 形 式 为 ， 动 联 接 的 主 要 失 效 形 式 为 ；所以，通常只进行键联接的 强度或 计算。四、简答题螺纹联接有哪些基本类型？各适用于什么场合？为什么螺纹联接常需要防松？按防松原理，螺纹联接的防松方法可分为哪几类？试举例说明。提高螺栓联接强度的措施有哪些？对于受轴向变载荷作用的螺栓，可以采用哪些措施来减小螺栓的应力幅？联接的作用是什么？联接一般分为可拆联接和不可拆联接，何为可拆联接？何为不可拆联接？对于可拆联接和不可拆联接分别举出三个例子。存在既能做成可拆联接，又能做成不可拆联接的联接形式吗？如果有，请举例。五、计算

11、题2. 图示钢板用四个普通螺栓联接，螺栓许用拉应力为 160N/mm 2 ，允许传递的横向载荷R 21000N ，被联接件接合面的摩擦系数f 0.2 ，可靠性系数K f 1.2，试求螺栓的最小直径。. 图示为一圆锯片，锯片直径D 600mm ，用螺母将其夹紧在压板中间，若锯外圆的工作阻力Ft 400N ，压板和锯片间的摩擦系数 f 0.12 ，压板的平均直径D1 150mm 。可靠性系数2K f 1 .2 ，许用应力为 90N/mm 2 ，试确定轴端螺纹小径。题 1图题 2图. 有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓联接 （如图所示） ， 已知气缸中的压力在 02 MPa 之间变化，气缸内径 D 5

12、00mm ，采用 24 个普通螺栓联接。为保证气密性要求，剩余预紧力 Qp 1.8F （F p为螺栓的轴向工作载荷） 。螺栓材料的许用拉伸应力 120MPa ，许用应力幅a 20MPa 。选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度CL/CL CF 0.8。设计此螺栓组联接。.在图示的夹紧联接中，柄部承受载荷Q 2000N ,轴径d 60mm ,在和到轴径中心的距离L 200mm，螺栓中心到轴径中心距离 l 50mm ,轴与毂配合面之间的摩擦系数f 0.15 ,可靠性系数Kf 1.2,螺栓材料的许用拉伸应力100N/mm 2。试确定联接螺栓的最小直径。题3图题4图.某普通螺栓联接中，螺栓所受预紧力为Qp,轴

13、向工作载荷为F,剩余预紧力为 Q；,螺栓总拉力C,为Q ,螺栓刚度为Cl ,被联接件刚度为 Cf, F LF。Cl Cf试分析：（1）画出受轴向工作载荷的紧螺栓联接工作时的力一一变形关系图。（2）在F和Q；不变的情况下，如何提高螺栓的疲劳强度？（3）若 Qp 800 N, F 800N,当 Cl Cf 时，Q ?当CLCf 时，Q ?.图示为一螺栓组联接的两种方案，其外载荷R,尺寸a、L均相同，a 60mm, L 300mm。试分别计算各方案中受力最大螺栓所受横向载荷？并比较哪个方案好？.已知轴和带轮的材料分别为钢和铸铁，带轮与轴配合直径d 40mm,轮毂长度l 70mm ,传递的功率p 10

14、kW ,转速n 970r/ min ,载荷有轻微冲击。试选择带轮与轴联接采用的 A型普 通平键，并按一定的比例尺绘制联接横断面视图。六、结构题试找出图中螺纹联接结构的错误，说明其原因，并在图上改正。（被联接件材料已知，联接件均为标准件）（a）普通螺栓联接（b）螺钉联接（c）双头螺柱联接（d）紧定螺钉联接第十章带传动和链传动一、判断题（正确 T,错误F） TOC o 1-5 h z .带传动由于工作中存在打滑，造成转速比不能保持准确。（）. V带传动比平带传动允许较大的传动比和较小的中心距，原因是其无接头。（）. 一般带传动包角越大，其所能传递的功率就越大。（）.由于带工作时存在弹性滑动，从动带

15、轮的实际圆周速度小于主动带轮的圆周速度。（）.增加带的初拉力可以避免带传动工作时的弹性滑动。（）.在带的线速度一定时，增加带的长度可以提高带的疲劳寿命。（）.带的离心应力取决于单位长度的带质量、带的线速度和带的截面积三个因素。（）.链传动为啮合传动，所以其与齿轮传动一样，理论上瞬时角速度之比为常数。（）.链传动平均转速比恒定，瞬时角速度比波动。（）. 一般链条的节数应为偶数，为了便于磨合、减小磨损，链轮齿数也应为偶数。（）.链轮的齿数越大，链条磨损后节距增量就越小，越不容易发生跳齿和脱链现象。（） 二、单项选择题普通V带传动是依靠（）来传递运动和动力的。A带与带轮接触面之间的正压力B带与带轮接

16、触面之间的摩擦力C带的紧边拉力D带的松边拉力带传动工作中张紧的目的是（）。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使带具有一定的初拉力在其它条件相同的，情况下，普通 V带传动比平带传动能传递更大的功率，这是因为（）。A 带与带轮的材料组合具有较高的摩擦系数B 带的质量轻，离心力小C 带与带轮槽之间的摩擦是楔面摩擦D 带无接头中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由（ ）决定。A 小带轮直径B 大带轮直径C 两带轮直径之和 D 两带轮直径之差设计 V 带传动时，为了防止（ ） ，应限制小带轮的最小直径。A 带内的弯曲应力过大B 小带轮上的包角过小C 带的离心力过大D 带的长度过长

17、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带（ ） 。A进入大带轮处B紧边进入小带轮处C离开大带轮处D离开小带轮处带传动在工作中产生弹性滑动的原因是（ ） 。A带与带轮之间的摩擦系数较小B带绕过带轮产生了离心力C带的弹性与紧边和松边存在拉力差D带传递的中心距大链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（ ） 。A链传动只用来传递较小的功率B链速较高，在传递相同功率时，圆周力小C链传动是啮合传动，无需大的张紧力D链的质量大，离心力大在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀和动载荷，应（ ） 。A增大链节距和链轮齿数B减小链节距和链轮齿数C增大链节距，减小链轮齿数D减小

18、链节距，增大链轮齿数链条的节数宜采用（ ） 。A 奇数B 偶数C 5 的倍数 D 10 的倍数链传动张紧的目的是（ ） 。A 使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和动力B 使链条与轮齿之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和动力C 避免链条垂度过大时产生啮合不良D 避免打滑为了限制链传动的动载荷，在链节距河小链轮齿数一定时，应限制（ ） 。A 小链轮的转速B 传递的功率 C 传递的圆周力 D 传动比三、填空题带传动工作时，由于存在 ，主、从动轮的转速比不能保持准确。带传动的有效圆周力为 之差，数值上应与带和带轮接触面上各点摩 TOC o 1-5 h z 擦力的总和 。带传动的主要失效形式为 和

19、 。带传动工作时， 带中将产生 、 和 三种应力， 其中 应力对带的疲劳强度影响最大。链条长度以表示，链传动设计链节数应选 数，当选奇数时，必须采用过渡链节联接，但此时会产生 。在一般情况下，链传动的 传动比为常数， 传动比不为常数。四、简答题在 V 带传动中，为什么要限制带的速度在 5 m/s25 m/s 范围内？什么是 V 带传动的弹性滑动，它影响V 带传动的什么性能？是否可以避免？简要叙述在带拉力允许范围内怎样提高带的传动能力？用图示意 V 带在工作中应力沿带长是如 何分布的？并指出最大应力点（设小带轮主动，顺时针） 。链传动应该放在传动系统的哪一级上？链传动设计中，链节距p 的选择原则

20、什么？第十一章 齿轮传动T ，错误 F ） TOC o 1-5 h z 一对传动齿轮，小齿轮一般应比大齿轮材料好，硬度高。（）一对传动齿轮若大小齿轮选择相同的材料和硬度不利于提高齿面抗胶合能力。（）闭式软齿面齿轮传动应以弯曲强度进行设计，以接触强度进行校核。（）齿面弯曲强度计算中，许用应力应选两齿轮中较小的许用弯曲应力。（）选择齿轮精度主要取决于齿轮的圆周速度。（）齿根圆直径与轴头直径相近的应采用齿轮轴结构。（）一对渐开线援助齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受载荷增为原载荷的 4 倍，其齿间接触应力亦将增为原应力的 4 倍。 （）二、单项选择题一般开始齿轮传动的主要失效形式是（ ）

21、。A 齿面胶合B 齿面疲劳点蚀C 齿面磨损或轮齿疲劳折断D 轮齿塑性变形一对标准直齿圆柱齿轮，若z118 ， z272 ，则这对齿轮的弯曲应力（ ） 。A F1 F2B F1 F2C F1 F 2D F1 F2对于齿面硬度 350HBS 的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为（ ）。A 轮齿疲劳折断B 齿面磨损C 齿面疲劳点蚀D 齿面胶合一减速齿轮传动，小齿轮 1 选用 45 号钢调质；大齿轮选用 45 号钢正火，它们的齿面接触应力（）。A H1 H 2B H 1 H 2C H1 H2D H1 H2在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数A 提高齿面的接触强度C 弯曲与接触强度均可提高

22、为了提高齿轮传动的接触强度，可采用（A 采用闭式传动B 增大传动中心距轮齿弯曲强度计算中的齿形系数 YFa 与（而增大模数m,则可以（）。B 提高轮齿的弯曲强度D 弯曲与接触强度均不变）的方法。C 减少齿数D 增大模数）无关。D 斜齿轮螺旋角）。A 齿数B 变为系数C 模数一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做的比大齿轮宽一些，其主要原因是（A 为使传动平稳B 为了提高传动效率C 为了提高齿面接触强度D 为了便于安装，保证接触线长一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在（ ） 。A 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以下（ ）种做法不能提高齿轮传动的

23、齿面接触承载能力。A d 不变而增大模数 B 改善材料 C 增大齿宽 D 增大齿数以增大d）。D 中心距误差齿轮传动中引起附加动载荷、产生振动、冲击的主要原因是（A 齿形误差B 周节误差C 基节误差12. 设计齿轮传动时， 若保持传动比i和齿数和z z1 z2不变，而增大模数m,则齿轮的（）。B 弯曲强度不变，接触强度提高D 弯曲强度提高，接触强度不变A 弯曲强度和接触强度均提高 C 弯曲强度和接触强度均不变 三、填空题1. 在齿轮传动中，齿面疲劳点蚀是由于 反复作用引起的，点蚀通常首先出现在在齿轮传动设计中，影响齿面接触应力的主要几何参数是和而影响极限接触应力的主要因素是 和 。在直齿圆柱齿

24、轮强度计算中，当齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足时，可采用下列措施;来提高弯曲强度。一对外啮合斜齿圆柱齿轮白正确啮合条件是 ; 。四、简答题试写出齿轮传动的主要失效形式有哪些？简单阐述开式、闭式齿轮传动的失效形式及相应的设计准则是什么？载荷系数 K 由哪几部分组成？各考虑什么因素的影响？为什么设计齿轮时，所选齿宽系数 d ，既不能太大，又不能太小？在进行直齿圆柱齿轮弯曲疲劳强度计算时，其危险剖面是如何确定的？轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在哪？为什么？两级圆柱齿轮传动中，若一级为直齿圆柱齿轮，另一级为斜齿圆柱齿轮，试问斜齿圆柱齿轮应置于高速级还是低速级？为什么？有一闭式齿轮传动， 满载工作几

25、个月后， 发现硬度为 200240HBS 的齿轮工作表面出现小的凹坑。试问：这是什么现象？如何判断该齿轮是否可以继续使用？应采取什么样的措施？试述提高圆柱齿轮弯曲疲劳强度的措施。五、分析计算题如图所示的斜齿圆柱齿轮传动，已知传递的功率P114kW ，转速 n1980r / min ，齿数z133 ， z2165 ，模数 m 2mm ，螺旋角 8 06 34 ，主动轮转向如图（忽略摩擦力） 。试求： （ 1 ）确定从动轮的转向和轮齿倾斜方向；（ 2 ）在用于轮齿上各力的大小； （ 3 ）画出在啮合点处各力的方向。如图所示的直齿锥齿轮传动，已知传递的功率P19kW ，转速n1970r / min

26、，齿数z120 ，z260 ，大端模数 m 4mm ，齿宽 b 38mm ，从动大轮转向如图（忽略摩擦力） 。试求： （ 1 ）确定主动轮的转向；（ 2 ）在用于轮齿上各力的大小；（ 3 ）画出在啮合点处各力的方向。题 1图题 2图图示为两级圆柱齿轮减速器，已知齿轮 1 （主动齿轮）的螺旋线方向和III 轴的转向。试求： （ 1）为使 II 轴（中间轴）所受轴向力最小，齿轮3 的螺旋线应为何方向？并画出齿轮2和齿轮 4 的螺旋线方向；（ 2 ）画出齿轮2 、 3 所受各分力的方向；（ 3）画出I 轴和 II 轴的转动方向。图示圆锥 圆柱齿轮减速器，小锥齿轮主动，转向如图，求：1 ）标明各轴转向

27、；2）欲使II 轴上两轮的轴向力相反，判定 3 轮、 4 轮螺旋线方向；3）画出中间轴II 上两齿轮所受各分力方向。图示二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知齿轮 1 轮齿旋向和齿轮 4 的转动方向如图，齿轮2 的参数为法面模数 mn=3 mm,齿数Z2=57,螺旋角色=14o,齿轮3的法面模数 mn=5 mm,齿数z3=21。求齿轮3 轮齿合理旋向和螺旋角。现有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率均为P113kW ，转速 n1200r / min ，齿轮的法面模数mn 4mm ， 齿数z160 ， 螺旋角分别为9 与 18 。 试求各对齿轮传动轴向力的大小？一 对 闭 式 直 齿 圆 柱 齿轮 ，

28、已 知 ： z120 ， z260 ， m 3mm ， d 1 ； 小 齿 轮 转 速ni 950r/min。若主、从动齿轮的hi 700MPa , h2 650MPa ；载荷系数 K 1.6；节点区域系数Zh 2.5；弹性系数Ze 189.8jMPa ；重合度系数Z 0.9。试按接触疲劳强度 TOC o 1-5 h z 求该齿轮传动所能传递的功率。（已知 H ZhZeZ 2K二一1H）:bd；第十二章蜗杆传动一、判断题（正确 T,错误F）.两轴线空间交错成 90。的蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮螺旋方向应相同。（）.蜗杆传动的主平面是指通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线的平面。（）.蜗杆的直径系数为蜗杆分

29、度圆直径与蜗杆模数的比值，所以蜗杆分度圆直径越大，其直径系数也越大。（）.蜗杆传动的强度计算主要是进行蜗轮齿面的接触强度计算。（）.变位蜗杆传动中，是对蜗杆进行变位，而蜗轮不变位。（）二、单项选择题.与齿轮传动相比，（）不能作为蜗杆传动的优点。A传动平稳，噪声小B传动比可以较大C可产生自锁D传动效率高.在标准蜗杆传动中，蜗杆头数一定时，若增大蜗杆直径系数，将使传动效率（）。A降低B提高C不变D增大也可能减小.蜗杆直径系数的标准化是为了（）。A保证蜗杆有足够的刚度B减少加工时蜗轮滚刀的数目C提高蜗杆传动的效率D减小蜗杆的直径.下列公式中，用（）确定蜗杆传动比的公式是错误的。A i 12Bi z2

30、 z1C i d2 dlD i n1n2.提高蜗杆传动效率的最有效方法是（）。A增加蜗杆头数B增加直径系数C增大模数D减小直径系数三、填空题.在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ,自锁性越 。.有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数 乙 2 ,蜗杆直径系数q 8 ,蜗轮齿数Z2 37 ,模数 m 8mm,则蜗杆分度圆直径 mm ,蜗轮的分度圆直径 mm , 传动中心距 mm，传动比，蜗轮分度圆上的螺旋角。.阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了 和。 四、简答题.蜗杆传动的正确啮合条件是什么？.为何连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？可采用哪些措施来改善散热条件？.蜗杆传动为什么一般选择钢

31、蜗杆和铜蜗轮作为配对材料？.蜗杆传动的主要失效形式和计算准则？.与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要优、缺点有哪些？五、分析计算题.已知一带式运输机用阿基米德蜗杆传动，传递的功率均Pi 8.8kW ,转速n1 960r/min，传动比i 18,蜗杆头数4 2 ,直径系数q 8,蜗杆导程角14 2 10 ,蜗轮端面模数m 10mm ,当蜗杆主动时的传动效率0.88,蜗杆右旋，转动方向如图所示。试求：（1）蜗轮的转向及各力指向；（2）计算蜗杆和蜗轮所受个分力的大小。.图示蜗杆传动中，蜗杆为主动件。试在图上标出蜗杆（或蜗轮）的转向，蜗轮的螺旋线方向，蜗杆、蜗轮所受各分力的方向。.图示为双级蜗杆传动。已知蜗

32、杆1、3均为右旋，轴I为输入轴，其回转方向如图所示。试求：（1）各蜗杆和蜗轮的螺旋线方向；（2）轴n和轴出回转方向；（3）蜗轮2和蜗杆3所受的各力。.图示为斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动。已知齿轮 1的螺旋线方向和I轴的转向。试求：（1）画出n轴、出轴的转向；（2）判断齿轮2的螺旋线方向，蜗杆 3、蜗轮4旋向（使n轴上轴承所受轴向力最小）；（3）在啮合点处，画出齿轮 2、蜗杆3所受各分力。.图示为蜗杆一一斜齿圆柱齿轮传动。已知蜗杆主动，螺旋方向为右旋，大齿轮转向如图所示。试求：（1）各轴的转向；（2）为使n轴上两轮的轴向力抵消一部分时齿轮3、4的螺旋线方向；（3）蜗轮2和齿轮3所受各分力方向。.图示传

33、动系统中，1、5为蜗杆，2、6为蜗轮，3、4为斜齿圆柱齿轮，7、8为直齿锥齿轮。已知 蜗杆1为主动，要求输出齿轮 8的回转方向如图所示。试确定：（1）各轴的回转方向；（2）考虑轴I、n、出上所受轴向力能抵消一部分，定出各轮的螺旋线方向；（3）画出各轮的轴向力方向。第十三章轴一、判断题（正确 T,错误F） TOC o 1-5 h z .只传递转矩而不承受弯矩的轴是转轴。（）.既传递转矩又承受弯矩的轴是传动轴。（）.轴常作成阶梯轴主要是实现轴上零件轴向定位和便于轴上零件的拆装。（）二、单项选择题.根据轴的承载情况，（）的轴称为转轴。B只承受弯矩又承受转矩D承受较大的轴向载荷,这个是考虑（）。B合成

34、正应力与切应力时的折算系数D正应力与切应力方向不同A既承受弯矩又承受转矩C不承受弯矩只承受转矩.按弯曲扭转合成计算轴的应力时，要引入系数A轴上键槽削弱轴的强度C正应力与切应力的循环特性不同的系数三、简答题.根据承载的情况，轴可分为哪三类？是如何定义的？.为了提高轴的刚度，将轴的材料由45号钢改为合金钢是否有效？为什么?.轴上零件的轴向定位有哪几种方法？各有何特点？四、分析计算题.图示为减速器输出轴，齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。指出其中的结构错误，并说明原因。.齿轮轴系如图所示，轴承采用油润滑。试求：（1）指出图中错误之处，说明错误性质。（2）在图中，套装在轴上的各零件中， 右端是用轴肩来进行轴

35、向定位的； 右端是 用轴套来进行轴向定位的； 右端是用轴环来进行轴向定位的； 左端是用轴环来进行轴A.齿轮 B.左轴承 C.右轴承 D.半联轴器.如图所示的某圆柱齿轮装于轴上，在圆周方向采用A型普通平键固定，轴向上，齿轮左端采用轴套固定，右端采用轴肩固定。试画出这个部分的结构图。.图示为一轴系结构图，试确定其中的结构错误，并画出正确的结构图。第十四章滚动轴承一、判断题（正确 T,错误F） TOC o 1-5 h z .滚动轴承中公称接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力越小。（）.某一滚动轴承的基本额定动载荷与其所受载荷无关。（）. 一批同型号的滚动轴承，在相同条件下运转，其中10%的轴承已发生疲

36、劳点蚀，而 90%的轴承尚未发生疲劳点蚀时所能达到的总转数称为轴承的基本额定动载荷。（）.某轴用一对角接触球轴承反向安装，两轴承的径向载荷不等，轴上无轴向外载荷，则该两轴承当量动载荷计算公式中的轴向载荷一定不相等。（）.滚动轴承寿命计算公式中寿命指数对球轴承为1/3。（）.滚动轴承寿命计算针对疲劳点蚀，静强度计算针对塑性变形进行。（）.滚动轴承的外圈与轴承孔的配合应采用基孔制。（）二、单项选择题.按额定动载荷通过计算选用的滚动轴承，在预定使用期限内，其工作可靠度为（）。A 50%B 90%C 95%D 99%.角接触球轴承承受轴向载荷的能力随着接触角的增大而（）。A增大B减少C不变D增大或减少

37、随轴承型号而定.（）不是滚动轴承预紧的目的。A增大支撑刚度B提高旋转精度C减小振动和噪声D降低摩擦阻力.下列四种轴承中，（）必须成对使用。A深沟球轴承 B圆锥滚子轴承C推力球轴承D圆柱滚子轴承三、填空题.滚动轴承预紧的目的是为了提高轴承的 和。.滚动轴承的主要失效形式是 和.滚动轴承轴系支点固定的典型结构形式有 和。 四、简答题.简单叙述滚动轴承的主要失效形式和计算准则？.如何选择滚动轴承？.何为滚动轴承的基本额定动载荷？.试写出滚动轴承的寿命计算公式，并说明式中各变量的含义。五、分析计算题.某轴承的预期寿命为 Lh,当量动载荷为P,基本额定动载荷C。若转速不变，而当量动载荷由P 增大到2P

38、,其寿命有何变化？若当量动载荷不变，而转速由n增大到2n （不超过极限转速），寿Ft1000N ,径向力 Fr 4000N ,命有何变化？.图示为二级圆柱齿轮减速器的低速轴，已知齿轮上的圆周力轴的转速n 1400r/min。轴承型号为6308 （深沟球轴承），基本额定动载荷 C 31200N。载荷平稳，工作温度小于 100（Co试求这对轴承的寿命（单位为小时）。.图示为齿轮轴简图。用一对 7307AC型角接触球轴承支撑，轴承所受径向载荷R1 4000 N ,R2 4250 N ,轴向外载荷 FA 560 N ,轴的工作转速 n 960r/min ,工作温度低于120C,冲击载荷系数fd1.5。

39、轴承的数据为C 34200N , e 0.68,派生轴向力S 0.68R。当AR e时，X 1.0, Y 0;当A/R e时，X 0.41 , Y 0.87。试求该轴承的寿命 L10h。.某齿轮轴由一对30208轴承支承，其轴向外载荷Fa 600 N ,方向如图所示，轴承所受径向载荷Ri5200 N ,R23800 N ,轴的工作转速 n960r/min。冲击载荷系数fd1.3,工作温度低于120C。轴承的数据为 C 59800N , e 0.37, Y 1.6,派生轴向力S R/2Y。当A/Re时，X1.0,Y 0；A/R e时，X0.4, Y 1.6。试求：（1）两个轴承的当量动载荷P1和

40、P2；（2）若轴承的预期寿命为 25000 h,问该轴承是否满足要求，若不满足要求可采用那些措施提高轴 承的寿命。.锥齿轮减速器主动轴由一对30206E型圆锥滚子轴承支承，如图所示。已知锥齿轮平均分度圆直径dm 56.25mm ,所受圆周力 Ft 1240N ,径向力F.400N ,轴向力Fa 240N ,轴的转速n 960r/min,工作中有中等冲击 fd 1.5 ,弯矩系数fm 1.5 ,工作温度低于120。试计算 两个轴承的寿命之比。第十五章滑动轴承一、单项选择题.验算滑动轴承最小油膜厚度的目的是（）。A确定轴承是否能够获得液体摩擦B控制轴承的发热量C计算轴承内部的摩擦阻力D控制轴承的压

41、强二、简答题.形成液体动压滑动轴承的充分必要条件是什么？.非液体摩擦滑动轴承轴瓦的主要失效形式有哪些？应进行哪些计算？.液体动压轴承的工作能力准则。第十六章联轴器与离合器一、判断题（正确 T,错误F） TOC o 1-5 h z .联轴器和离合器的主要作用是补偿两被联接轴的不同心或热膨胀。（）.联轴器联接的两轴可以在工作运转中使它们分离。（）二、单项选择题1.对低速、刚性大的短轴，常选用的联轴器为（）。A刚性固定式联轴器B刚性可移式联轴器C弹性联轴器D安全联轴器三、简答题1.联轴器和离合器的主要作用是什么？二者区别在哪？参考答案一、判断题（正确 T,错误F）1. T 2. F 3. F 4.

42、F 5. T二、单项选择题1. A 2. A 3.D 4. B三、填空题.强度准则.整体断裂塑性变形磨损过大的弹性变形 功能失效.屈服极限强度极限.静变.有效应力集中系数绝对尺寸系数表面状态系数四、简答题.功能失效：机械零件不能完成规定功能的失效称为功能失效。如摩擦带传动中的打滑，螺栓联接 的松动。.机械零件的主要失效形式有：整体断裂，塑性变形，磨损，过大的弹性变形，功能失效；主要计 算准则有：强度准则，刚度准则，耐磨性准则，振动稳定性准则。.强度是衡量机械零件工作能力最基本的计算准则，是零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变 形的能力。其一般表达式为limS、 分别为机械零件的工作正应力、工

43、作剪应力、 分别为机械零件的许用正应力、许用剪应力lim、 Hm分别为机械零件材料的极限正应力、极限 剪应力S为安全系数4.应力巾高a ,平均应力 m ,最大应力max,最小应力min ,应力循环特性。参考答案一、判断题（正确 T,错误F）1. F 2.T 3. T 4. F 5. F 6. T 7. F 8. F 9. T 10. T 11. F 12. T 13. F 14. T 15. F二、单项选择题1. A 2. C 3. A 4. D 5. D 6. B 7. C 8. C 9. B 10. C 11. B 12. A 13. D 14. D 15. B 16.A 17. C 18

44、. D 19. C三、填空题.螺纹升角小于等于当量摩擦角.防止螺纹副的相对转动.改善螺纹牙间的载荷分布.拉伸扭剪.较弱零件的工作面被压溃磨损挤压耐磨性四、简答题.螺栓联接：多用于被联接件不太厚，便于加工通孔，两边有足够的装配空间的场合。螺钉联 接：常用于一被联接件太厚，不便加工成通孔，又不需经常拆卸的场合。双头螺柱联接：常用于 一被联接件太厚，不便加工成通孔，且需经常拆卸的场合。紧定螺钉联接：常用于固定两个零件 的相对位置，并可以传递不大的转矩。.联接用的三角螺纹都满足自锁条件，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷情况下，或者温度变化较大时，螺纹副间及支撑面间的摩

45、擦力可能减小或突然消失， 这种情况多次重复就会使联接松动，导致机器不能正常工作，甚至发生事故。因此，设计时必须采 取防松措施。防松方法：摩擦防松一一弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母机械防松一一开口销与槽形螺母、圆螺母止动垫圈破坏螺纹副的关系一一冲点法、端焊法、粘结法.提高螺栓联接强度的措施有：减小螺栓总拉力的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分配；减 小应力集中；避免附加弯曲应力；采用合理的制造工艺。.受变载荷的紧螺栓联接，在最大应力一定时，应力幅越小，疲劳强度越高。在保持剩余预紧力不 变的条件下，减小螺栓应力幅的措施有：减小螺栓刚度；增大被联接件刚度；减小螺栓刚度 的同时增大被联接件刚度.联接的作

46、用是使组成机器的各个零件成为相互位置固定的一个整体，以完成一定的功能。可拆联 接：允许多次装拆而无损于使用性能的联接，如螺纹联接、销联接、键联接；不可拆联接：若不损 坏组成零件就不能拆开的联接，如娜接、焊接、粘接。有如过盈配合联接可以做成可拆联接和不可拆联接。五、计算题.解：(1)根据题意和图示可知，m 2, z 4(2)普通螺栓联接受横向载荷，应满足不滑移条件(3)计算螺栓最小直径 d1.解：(1)求预紧力Qp,根据不滑移条件有(2)计算螺栓最小直径 di.解：(1)计算螺栓轴向工作载荷22螺栓组最大轴向载荷为 Fz p -500- 2 3.927 105N44一F-3 927 105单个螺

47、栓最大轴向载荷 F F 3916362.5NZ 24(2)计算螺栓的总拉力 Q(3)计算螺栓最小直径 d1查 GB196-81,取 M30 (M30 的最小直径为 26.211mm)(4)由于螺栓组联接工作中受变载荷作用，因此，需要进行疲劳强度校核。 校核螺栓疲劳强度因为 a a 20MPa ,所以该螺栓满足疲劳强度要求。4.解：(1)计算所需预紧力 Qp将毂上K点看作一较链，轴对毂的正压力为 分为分离体，对K点取矩，则有N,则由正压力产生的摩擦力为fN。取毂上一部Qp 1d21 d根据不滑移条件，得2fN dKfQL,则 NKfQLfd ，所以，Qp p2lKfQLf 2l d1.2 200

48、0 2000.15 2 50 6020000N(2)求螺栓的最小直径d15.解：(1)螺栓的力一一变形关系图(2)在F和Qp不变的情况下，提高螺栓疲劳强度的措施有一一降低螺栓的刚度；提 高被联接件的刚度；降低螺栓刚度的同时提 高被联接件的刚度。(3)当 ClCf 时，当ClCf时clQ Qp F Qp LF Qp 800 NCl CfQ变形6.解：(1)求各方案中受力最大螺栓所受的横向载荷F 1方案一：受横向力 F作用，F11 二 1F； z 3受转矩FL作用，F12 FL g-F 2F2a 2 507 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 螺栓3

49、受力最大，其值为 Fmax ,F 2F 7 F 2.33F 33、一 ，F 1方案二：受横向力F作用，F21 二 1F； z 3受转矩FL作用，F22 1 &-F 2F2a 2 50螺栓1, 3受力最大，其值为FmaxJ212F 2F 22.03F38mm ；(2)从受力最大的螺栓受力分析可知，方案二更合理。7.解：(1)选取普通A型平键尺寸，根据d 40mm ,查表得键的截面尺寸 b 12mm , h 由轮毂长度l 70mm ,查标准取键长 L 63mm。(2)校核键的强度轮毂为铸铁，有轻微冲击，查表得到许用挤压应力p 53MPa c c P转矩T 9550- n9550键的长度l L Lb

50、 6312 51mm10 一98454N mm9704T4 98454，一 .键的挤压应力p 24.13MPa p ,故安全。dhlL40 8 51（3）绘制联接横断面视图查表得t 5mm , t13.3mm ,所以，轴槽深d t 40 5 35mm，毂槽深d t1 40 3.3 43.3mm ,键的规格为：键 12X63 GB/T1096-1990截面图如图所示。六、结构题解：图（a）普通螺栓联接的主要错误：螺栓装不进去，应掉头安装；下部被联接件孔与螺栓杆 间无间隙，而普通螺栓联接应为贯穿螺栓；被联接件表面未加工，应做出沉头座孔；弹簧垫圈 的尺寸和开口方向不对；螺栓长度不标准，应取标准长l

51、60mm；螺栓中螺纹部分的长度偏短，应取长为30mm。（注：、的查找参考 GB5785-1986）图（b）螺钉联接结构的主要错误有：图中上边被联接件没有制成大于螺钉大径的贯穿光孔，下边 被联接件的螺纹孔过大，且小径为细实线的画法不对；与螺钉接触的被联接件表面未加工，应做出沉头座（”）；由于下边的被联接件厚度仅为20 mm ,也可将螺钉联接改为普通螺栓联接（b2）。图（c）双头螺柱联接结构的主要错误有：双头螺柱的光杆部分不能拧进被联接件的螺纹孔内，M12不能标注在光杆部分；锥孔角度应为120。，而且应该从螺纹孔小径处画锥孔角；与弹簧垫圈接触的被联接件表面未加工，应作出沉头座；弹簧垫圈厚度尺寸 3

52、.5 mm应该为3.1mm （见GB93-1987）。图（d）紧定螺钉结构的主要错误有：轮毂上未制出M6的螺纹孔；轴没有作局部剖视，未设与螺钉端顶紧的锥坑。参考答案一、判断题（正确 T,错误F）1. F 2. F 3. T 4. T 5. F 6. T 7. T 8. F 9. T 10. F 11. F 二、单项选择题1. B 2. D 3.C 4. D 5. A 6. B 7. C 8. C 9. D 10. B 11. C 12. A 三、填空题.弹性滑动.紧边与松边的拉力相等.打滑带的疲劳破坏.拉应力 离心应力 弯曲应力 弯曲应力.链节数偶附加弯曲应力.平均瞬时 四、简答题.在V带传动

53、中，带的速度太高则离心力大，减小了带与带轮间的压力，容易打滑；带的速度太低，要求传递的圆周力增大，使带的根数过多，所以，对于V带传动一般要求将带速限制在5m/s25m/s。.由带的弹性变形引起的局部带在带轮上的局部接触弧面上产生的微量相对滑动现象称为弹性滑 动。由于弹性滑动的存在，使得主动轮的圆周速度总是大于从动轮的圆周速度，带传动的传动比不 准确。弹性滑动是带传动的固有属性，不可避免。.提高传动能力的措施有：增加带的初拉力； 增加摩擦系数； 增加带传动的包角。.在传动系统中，一般将链传动放在低速级上，因为链传动的速度越高，其运动的不均匀性越明显，动载荷越大，不利于链传动工作能力的发挥。.链节

54、距p越大，链条承载能力越大。但 p过大，运动不均匀性和冲击越严重。设计链传动时，在 满足传递功率的条件下，应尽量取较小的节距。因为小节距和多齿数的链传动比大节距少齿数的链 传动产生的噪音和振动要小。参考答案一、判断题（正确 T,错误F）1. T 2. T 3. F 4. F 5. T 6. T 7. F二、单项选择题1. C 2. A 3. C 4. C 5. B 6. B 7. C 8. D 9. D 10. A 11. C 12. A 三、填空题.交变接触应力齿面节线附近的齿根部分.分度圆直径齿宽齿轮材料的种类热处理方式.中心距不变，增大模数，减小齿数增大压力角 采用正变位. mn1 mn

55、2n1 n2 12四、简答题.轮齿折断齿面点蚀 齿面胶合齿面磨损 齿体塑性变形 齿面塑性变形.开式齿轮传动一一磨损和轮齿折断；由于磨损尚无可靠的计算方法，一般按齿根弯曲疲劳强度进 行设计，通过降低许用应力的方法来考虑磨损的影响。闭式齿轮传动一一点蚀和轮齿折断；一般按齿面接触疲劳强度进行设计，按齿根弯曲疲劳强度进行 校核。.载荷系数K由使用系数Ka、动载系数Kv、齿向载荷分布系数 心和齿间载荷分配系数 八四项构成。 使用系数KA考虑齿轮啮合的外部因素引起的动力过载的影响，与原动机和工作机的特性及联轴器的缓冲性能有关；动载系数Kv考虑齿轮本身的啮合振动产生的内部附加动载荷的影响；齿向载荷分布系数

56、仆考虑载荷沿齿宽方向分布不均匀的影响；齿间载荷分配系数 Ka四考虑同时啮合的齿对之间载荷不均匀的影响。.当载荷一定时，d选大值，可分度圆直径（或中心距）减小，降低齿轮的圆周速度，而且能在一定的程度上减轻整个传动装置的重量，但会导致齿轮宽度增大，轴向尺寸增大，增大了载荷沿齿 宽分布的不均匀性，故d不能选的太大；若 d过小，则分度圆直径（或中心距）增大，增加了整个传动装置的重量，故d又不能选的太小。.计算齿根弯曲应力时，可把轮齿视为悬臂梁，其危险截面可用30。切线法确定。这种方法是在端面内作与轮齿对称中线成 30。夹角并与齿根过渡曲线相切的两条直线， 连接两切点并平行于齿轮轴线 的截面就是危险截面

57、。.疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧。原因：齿根弯曲疲劳强度计算时，将轮齿视为悬臂梁， 受载荷后齿根处产生的弯曲应力最大；齿根过渡圆角处尺寸发生急剧变化，又由于沿齿宽方向留 下加工刀痕产生应力集中；在反复变应力的作用下，由于齿轮材料对拉应力敏感；故疲劳裂纹首 先发生在齿根受拉伸的一侧。.在两级圆柱齿轮传动中，斜齿圆柱齿轮传动应置于高速级。原因：高速级的转速高，用斜齿圆柱 齿轮传动，工作平稳，在精度等级相同时，允许传动的圆周速度较高；在忽略摩擦阻力影响时，高 速级小齿轮的转矩是低速级小齿轮转矩的 1/i （i为高速级的传动比），其轴向力小。.已开始出现齿面疲劳点蚀，但因出现小的凹坑，故属于早期点

58、蚀。如果早期点蚀不再发展成 破坏性点蚀，则该齿轮仍然可以继续使用。采用高黏度的润滑油或加极压添加剂于润滑油中，均 可以提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。.增大齿数；适当加大齿宽；增大齿数；采用正变位以增大齿厚；提高齿轮的制造精度，以减小齿根的弯曲应力；改善齿轮的材料和热处理，以增大齿面的硬度，从而提高许用弯曲应力。五、分析计算题.解：(1)从动轮转向和轮齿倾斜方向如图所示;(2)求解啮合点各分力的大小转矩Ti9.55106Pi9.55圆周力2Tid1径向力Fr1cos轴向力Fa1Fti tanni2T1cosmntanZi61410136428.57 N9802 136428.57 cos8.109

59、2 334092.86 tan 20 589.05Ncos8.1094092.86mm4092.86NFr2tan8.109 583.16NFa2Ft2(3)啮合点各力的方向如图所示。.解：(1)主动轮的转向如图所示。求解轮齿上各力的大小,转矩6P1T19.55 10-9.55圆周力径向力轴向力n16910 88608.25 N mm970cos 12Tidm1Fr1Fa12 132 1Ft1 tanFt1 tan2Ti0.5cos 1sin 10.9487,贝U 1 18.4319182 88608.250.5 0.3 802606.13N25 55Ft22606.132606.13tan

60、20 cos18.4319tan20 sin18.4319899.89N299.93N Fr2(3)啮合点处各力的方向如图所示。.如图所示。.如图所示。.解：合理的旋向和螺旋角应使齿轮2和齿轮3所产生的轴向合力为 0。分析得齿轮2和齿轮3的旋向相同，且均为右旋。则要求Fa2 Fa3,即所以，3 arcsin mn3z3 sin 2 arcsin 5-21sin148.548 32 24mn2 z23 57.解：(1)由于两对齿轮传递的功率和转速相等，所以主动轴上的转矩也相等，即(2)计算9的齿轮传动的轴向力(3)计算18的齿轮传动的轴向力.解：(1)由已知条件得Z2Zl60203, d1 mz