《机械设计》考试复习题(2023)(答案)

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《机械设计》考试复习题（答案）

一、填空题：

1零件强度计算中的许用安全系数是用来考虑。

2一个零件的磨损大致可以分为磨损、磨损、磨损三个阶段，在设计和使用时，应力求、、。

3在变应力工况下，机械零件的损坏将是，这种损坏的断面包括。

4螺纹的公称直径是指螺纹的径，螺纹的升角是指螺纹径处的升角。螺旋的自锁条件为，拧紧螺母时效率公式为。

5用四个铰制孔螺栓联接两个半凸缘联轴器，螺栓均布在直径为20㎜的圆周上，轴上转矩为100Nm，每个螺栓受的横向力为N。

6仅承受预紧力的紧螺栓联接强度计算时，螺栓的危险截面上有和载荷联合作用。因此，在截面上有应力和应力。

7螺纹联接常用的防松原理有，，。其对应的防松装置有，，

。

8当采用两个楔键传递周向载荷时，应使两键布置在沿周向相隔的位置，在强度校核时只按个键计算。

9平键联接的主要失效形式有：工作面（静联接），工作面（动联接），个别状况下会出现键的剪断。

10选择普通平键时，键的截面尺寸（bh）是根据查标准来确定；普通平键的工作面是。

11带传动中，打滑是指，多发生在轮上。刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为。

12带传动与齿轮传动一起作减速工作时，宜将带传动布置在齿轮传动之；当带传动中心距水平布置时，宜将松边安置在方。带传动一周过程中，带所受应力的大小要发生次变化，其中以应力变化最大，而应力不变化。

13带传动中，用方法可以使小带轮包角加大。

14链传动中，即使主动链轮的角速度ω1=常数，也只有当时，从动轮的角速度ω2和传动比才能得到恒定值。

15开式链传动的主要失效形式是。

16链传动工作时，其转速越高，其运动不均匀性越，故链传动多用于速传动。

17链传动中，小链轮的齿数越多时，则传动平稳性越。

18链传动的传动比不变，传动比是变化的。

1９齿轮传动强度设计中，σＨ是应力，［σ］Ｈ是应力，σＦ是应力，［σ］Ｆ是应力。

20在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减小模数m,对轮齿的弯曲强度、接触强度及传动的工作平稳性的影响分别为，，。

21对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般只需按设计。

22直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取处的接触应力为计算依据，其载荷由对轮齿承受。

23减速蜗杆传动中，主要的失效形式、、、和，常发生在。

1

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24蜗杆传动中，由于，需要进行计算，若不能满足要求，可采取，

，。

25蜗杆传动工作时，作用在蜗杆上的三个啮合分力寻常最大。

26滑动轴承的半径间隙与轴承的半径之比称为间隙，轴承的偏心距与半径间隙的比值称为。

27对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过多磨损，应校核，为防止轴承温升过高产生胶合，应校核。

28推力球轴承，中系列，内径d＝40㎜，普通级精度，此轴承是；深沟球轴承，轻窄系列（2），D级精度。内径d＝10㎜，此轴承是。

29滚动轴承的基本额定动载荷是指，某轴承在基本额定动载荷作用下的基本额定寿命为。

30滚动轴承的选择主要取决于。滚动轴承按其承受载荷的方向及公称接触角的不同，可分为主要承受径向载荷的轴承和主要承受轴向载荷的轴承。31如将轴类零件按受力方式分类，可将受作用的轴称为心轴，受作用的轴称为传动轴，受作用的轴称为转轴，自行车的后轮轴是轴。

32轴上零件的轴向定位和固定，常用的方法有，，和。

33斜齿圆柱齿轮设计时，计算载荷系数K中包含的KA是系数，它与有关；KV是系数，它与有关；Kβ是系数，它与有关。

34在齿轮传动中，主动轮所受的圆周力Ft1与其回转方向，而从动轮所受的圆周力Ft2与其回转方向。

二、选择题：

35采用螺纹连接时，若被连接件之一厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用；

A.螺栓连接；B螺钉连接；C双头螺柱连接；D紧定螺钉连接。

36零件表面在混合润滑状态时的摩擦系数比液体润滑状态时的摩擦系数。

A大；

B小；

C可能大，可能小；

D相等。

37为了减轻摩擦副的表面疲乏磨损，以下措施中，是不合理的。

A降低表面粗糙度；

B增大润滑油粘度；

C提高表面硬度；

D提高相对滑动速度。

38一螺栓联接拧紧后预紧力为QP，工作时又受轴向工作拉力F，被联接件上的剩余预紧力为QP′，则螺栓所受总拉力Q等于。（Cb/（Cb+Cm）为螺栓的联接相对刚度）

AQP+F；

BQP′+F；

CQP+QP′；

DQP′+FCb/（Cb+Cm）。

39用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。

A三角形细牙螺纹；

B梯形螺纹；

C锯齿形螺纹；

D多线的三角形细牙螺纹。

40当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键布置。

A在同一直线上；

B相隔90；

C相隔120；

D相隔180。

41标准平键的承载能力寻常取决于。

A键的抗剪强度；

B键的弯曲强度；

C键联接工作表面挤压强度；

D轮毂的挤压强度。

42当轮毂轴向移动距离较小时，可采用联接。

A普通平键；

B半圆键；

C导向平键；

D任意。

2

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43带传动采用张紧轮的目的是。

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调理带的初拉力。

44带传动主要依靠来传递运动和功率的。

A带与带轮接触面之间的正压力；

B带的紧边拉力；

C带与带轮接触面之间的摩擦力；

D带的初拉力。

45设计V带传动时发现V带根数过多，可采用来解决。

A增大传动比；

B加大传动中心距；

C选用更大截面型号的V带。

46带传动采用张紧轮的目的是。

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调理带的初拉力。

47带传动不能保证确切的传动比，其原因是。

A带简单变形和磨损；

B带在带轮上打滑；

C带的弹性滑动；

D带的材料不遵守虎克定律。

48链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动。

A工作平稳；

B链条与链轮轮齿磨损均匀；

C提高传动效率才；

D避免采用过渡链节。

49链传动设计中，当载荷大、中心距小、传动比大时，宜选用________。

A.大节距单排链

B.小节距多排链

C.小节距单乔链

D.大节距多排链

50齿轮表面非扩展性点蚀一般出现在。

A跑合阶段；

B稳定磨损阶段；

C猛烈磨损阶段。

51为了提高蜗杆的刚度，应。

A增大蜗杆的直径系数；

B采用高强度合金钢作蜗杆材料；

C增加蜗杆硬度，减小表面粗糙度值。

52带传动中，主动轮圆周速度ν1，从动轮圆周速度ν2，带速ν，它们之间存在的关系是

Aν1=ν2=ν；

Bν1＞ν＞ν2；

Cν1＜ν＜ν2；

Dν＞ν1＞ν2；

53液体动压向心滑动轴承，若向心外载荷不变，减小相对间隙Ψ，则承载能力，而发热。

A增大；

B减小；

C不变。

54一蜗杆传动，已知模数m=4mm，蜗杆头数z1=1，蜗轮齿数z2=50，直径系数q=10，则该传动中心距a等于______mm。

A.124

B.125

C.120

D.130

E.140

55动压滑动轴承能建立动压的条件中，不必要的条件是。

A轴颈与轴瓦间构成楔形间隙；

B充分供应润滑油；

C润滑油温度不超过50℃；

D轴颈与轴瓦表面之间有相对滑动，使润滑油从大口流向小口。

56以下各类轴承中，能很好地承受径向载荷与轴向载荷的联合作用；而则具有良好的调心作用。

A圆柱滚子轴承；

B推力球轴承；

C圆锥滚子轴承；

D调心滚子轴承；

E深沟球轴承。

57转速一定的深沟球轴承，当量动载荷由P增大到2P，其寿命由L10。

3

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A下降为0.2L10；

B上升为2L10；

C下降为0.125L10；D不变

58某角接触球轴承内径为45mm，精度等级为P0级，宽度系列为窄系列，直径系列为中系列，接触角为25o，其为___________。

A.7145

B.6209

C.7209C

D.7309AC

59对滚动轴承进行密封，不能起到作用。

A防止外界灰尘侵入；

B降低运转噪声；

C阻止润滑剂外漏；

D阻止箱体内的润滑油流入轴承。

60在滑动轴承材料中，寻常只用作双金属轴瓦的表层材料。

A铸铁

B巴氏合金

C铸造锡磷青铜

D铸造黄铜

61在作轴的疲乏强度校核计算时，对于一般转轴，轴的弯曲应力应按考虑。而扭转切应力寻常按考虑。

A脉动循环变应力；

B静应力；

C非对称循环变应力；

D对称循环变应力。

62为了提高齿轮传动的接触强度，可采取的方法，

A采用闭式传动；

B增大传动中心距；

C减少齿数；

D增大模数。

63一对圆柱齿轮，寻常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是。

A使传动平稳；

B提高传动效率；

C提高齿面接触强度；

D便于安装，保证接触线长。

64齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与无关。

A.模数m

B.齿数z

C.压力角

D.变位系数x

65斜齿圆柱齿轮的动载荷系数KV和一致尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是的。

A相等；

B较小；

C较大；

D可能大，也可能小。

66今有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数m1=5mm、z1=25，齿轮2的模数m2=3mm、z2=40，此时它们的齿形系数。

AYFa1＜YFa2；

BYFa1＞YFa2；

CYFa1=YFa2；

DYFa1≤YFa2。

三、判断题

67一个平键联接能传递的最大转矩为T，则安装一对平键能传递的转矩为1.5T。（）

68在带传动中，传动带的最大应力发生在带开始绕入主动轮的那一点处。（）

69带传动的传递功率过大打滑时，松边拉力为零。（）70链传动中，当主动链轮匀速回转时，链速是变化的。（）71在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性，设计时，应选择较小节距的链条。（）72旧自行车上链条简单脱落的主要原因是链条磨损后链节增大，以及大链轮齿数过多。（）73按齿面接触疲乏强度设计计算齿轮传动是，若两齿轮的许用接触应力[σH]1≠[σH]2，在计算公式中应代入大者进行计算。（）74一对相啮合的齿轮，若大、小齿轮的材料、热处理状况一致，则它们的工作接触应力和许用接触应力均相等。（）75蜗杆传动的正确啮合条件之一是蜗杆的端面模数与蜗轮的端面模数相等。（）76液体动压滑动轴承中，轴的转速越高，则油膜的承载能力越高。（）77滚动轴承的基本额定动载荷是指在此载荷作用下轴承工作106转时，轴承的90％不发生

4

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疲乏点蚀。（）78滚动轴承的基本额定寿命是指一批一致的轴承的寿命的平均值。（）79工称接触角α=0的深沟球轴承，只能承受纯径向载荷。（）80滚动轴承内座圈与轴颈的协同，寻常采用基轴制。（）81套筒联轴器中，是靠键或销传递扭矩。（）82由于转速较高时会产生较大的离心力和磨损，十字滑块联轴器只适应于转速较低的场合。

（）83轴的结构设计中，一般应尽量避免轴截面形状的突然变化。宜采用较大的过渡圆角，也可以采用内圆角，凹切圆角。（）84在蜗杆传动中，当其他条件一致时，增加蜗杆头数Z1，则传动效率提高。（）85在蜗杆传动中，当其他条件一致时，增加蜗杆直径系数，将使传动效率降低。（）86用i=d2/d1计算蜗杆传动比是错误的。（）87两带轮直径一定时，减小中心距将引起带的弹性滑动加剧。（）

四、问答题：

88机械零件设计的一般步骤有哪些？其中哪个步骤对零件的最终尺寸起决定性的作用？为什么？

89螺纹联接常用的防松方法有哪些？它们是如何防松的？

90提高螺栓联接强度的措施有哪些？这些措施中哪些主要是针对静载荷？哪些主要是针对变载荷？

91在V带传动设计中，为什么要限制带的根数？限制条件如何？

92V带传动设计中，中心距过大或过小对V带传动有何影响？

93齿轮传动中，载荷分布不均匀系数Kβ与哪些因素有关？如减小Kβ值可以采取哪些措施？94一对标准直齿圆柱齿轮传动，其参数m=3mm，Z1=20，Z2=80。试问：

（1）若改取m=4mm，当Z、b、材料及硬度，传递功率及转速均不变时，齿根弯曲疲乏强度和齿面接触疲乏强度有什么变化？

（2）若改取m=2mm，Z1=30，Z2=120，其余条件不变时，齿根弯曲疲乏强度和齿面接触劳强度有什么变化？

95在齿轮传动设计中，若不满足σＨ≤[σH]的要求，请指出两种改进措施；若满足σＨ≤[σH]的要求，而不满足σF≤[σF]的要求，将如何改进设计？

96齿轮传动设计中，小齿轮齿数Z1的选择对传动质量有何影响？闭式传动的软齿面与硬齿面及开式传动中，Z1的选择有何不同？

97与普通V带相比，窄V带的截面形状及尺寸有何不同？其传动有何特点？

93滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题？

98有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动装置顺序，并说明其原因；

99滑动轴承常见的失效形式有哪些？带传动工作时为什么会出现弹性滑动现象？这种滑动是否可以避免？

100滚动轴承的基本额定动载荷与当量动载荷有何区别？

101联轴器、离合器、安全联轴器和安全离合器有何区别？各用于什么场合？

102轴的三种强度计算方法各有何区别？各适应何种场合？

103链传动为什么要适当张紧？常用哪些张紧方法？如何适当控制松边的下垂度？

104链传动产生运动不均匀性的原因是什么？

105与直齿轮传动强度计算相比，斜齿轮传动的强度计算有何不同之处？

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6106齿轮传动有哪些润滑方式？它们的使用范围如何？

107与齿轮传动相比，为什么说蜗杆传动平稳，噪声低？

108蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力Ft1与蜗轮所受的圆周力Ft2是否相等？蜗杆所受的轴向力Fa1与蜗轮所受的轴向力Fa2是否相等？为什么？

109有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动装置顺序，并说明其原因。

110某一普通V带传动装置工作时有两种输入转速：300r/min和600r/min，若传递的功率不变，试问：该带传动应按哪种转速设计？为什么？

111试分析齿轮传动中为何两齿轮齿面要有一定的硬度差？

五分析计算题

1、如下图支架用4个普通螺栓连接在立柱上，已知载荷P=12400N，连接的尺寸参数如下图，接合面摩擦系数f=0.2,螺栓材料的屈服极限σs=270N/mm2,安全系数S=1.5，螺栓的相对刚度3.0=+m

bbCCC，防滑系数Ks=1.2。试求所需螺栓小径d1。

2图示托架受铅垂力F（N），托架与托体之间的摩擦系数为f,防滑系数Ks=1,螺栓与被联接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为[σ]，按步骤列出螺栓根径d1的计算式。

解：1）求预紧力F0′：不下滑条件：4F0′f≥ksF∴F0′≥fF

ks4

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7

（2）求工作载荷Fˊ：F=∑=4

12

max

ii

lMl=2

242

??????

?aaHF=aHF2?

(3)求总载荷F2=F0′

+211

ccc+Fˊ=f

Fks4+0.2Fˊ

(4)求d1:由公式

2

12

4

3.1dFπ≤[σ]∴d1≥

]

[4

3.12

σπ

F

3如下图为一铸铁支架固定在水泥地基上，受载荷RV=5000N，方向如图。支架与地基间的摩擦系数s=0.4，设螺栓材料为35号钢，许用应力[σ]=80MPa，螺栓的相

对刚度3

.0211

=+ccc，可靠系数Kf=1.2。其他尺寸见图。

为保证正常工作，螺栓的根径d1至少要为多少？

解：1.求F:

NRlMlFvi

1500250043005000)2500(42500

30024

12

max=??=?

?=

=

∑=λ

2．求F‘

：

vfsRkF≥?μ

4NRkFs

v

f37500

4.045000

2.14

≥??≥

??≥

∴μ

3．求F0：N

FcccFF3795015003.037500211

0=?+=++=

4．求d1

：

]

[4

3.12

10

σπ

≤dF

mm

Fd2880

4

37950

3.1]

[4

3.10

1≥??≥

≥∴π

σπ

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8

4.螺栓组联接的二种方案如下图，已知外载荷R，L=300mm，a=60mm，求：

（1）螺栓组在两个方案中受力最大螺栓的剪力各为多少？（剪力以R表示）

（2）分析哪个方案较好，为什么？

5图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=3(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动mn=5mm，

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93）FFTda2t1==

211FFTdTda3t3===tantantanβββ223323TTi211=η，dmz33=ncosβ由于a2a3FF=，所以n221123TdTmz=?tancosββ，TdTmz1123=sinβnsin.βη=?==???=TTmzdmzdi1231311520504031015nnβ=?=?862683737.

6某减速器轴上装有一对30312轴承，已查出C=101000N，判断系数e=0.30，x=0.4，y=2，轴的转速n=10000rpm，受力如图，已求出两轴承的径向支反力Fr1=6000N，Fr2=8000N，齿轮的轴向力FA=1000N，载荷系数fd=1，试求轴承寿命为多少小时？

解：

解：1）求Fs1、Fs2：NyFFrs15002

26000211=?==NyFFrs2000228000222=?==

2）．求Fa1、Fa2：NFFFssA150030002000100012==+=+

∴

Fa1=FA+Fs2=1000+2000=3000N（被压紧）

Fa2=Fs2=2000N（被放松）

3）．求P1、P2：

3.05.06000

300011===eFFra

NyFxFfPard8400)3000260004.0(1)(111=?+??=+=3.025.08000

200022===eFFra

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10∵x=1y=0∴N

FfPrd80008000122=?==4）．求Lh10：

∵P1P2∴只求轴承1

6637)8400101000(100006010)(601031061

610

=?==εPCnLh小时7轴系由一对圆锥滚子轴承支承（基本额定动载荷Cr=57700N），轴的转速n=1380r/min，已

fd=1.2。

3）.如斜齿轮3的输入功率P=2kw,n=500rpm，分度圆直径d3=10mm,分度圆螺旋角β=150

，求齿轮3、4所受各分力大小。

右旋

解：1．图示

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2．图示；

3．mNnpT?=?=?=3820230021055.91055.96336343337640210382023ttFNdTF-====

4338.287815cos207640cosrntrFNtgtgFF-==???=?

=βα4332047157640ataFNtgtgFF-==??=?=β

9一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷NFR5400

=，NFA2700=n=1250r/min，运转时有微弱冲击1.1=pf，试计算这对轴承受量动载荷p和

寿命L10h。轴承参数：d=