机械设计期末考试重点

1.决定机滞好坏的关键阶段是？

设计阶段

2.机器的基本组成、主:要结构有:原动机部分；执行部分；传动部分。

3.机器设计一般程序：计划阶段；方案设计阶段；技术设计阶段；技术文件编制阶段；

计算机在机械设计中的应用。

4.机械零件设计基本要求：避免在预定寿命期内失效的要求（强度，刚度，寿命）；

结构工艺性要求；经济性要求：质量小要求；可靠性要求。

5.机械零件主要失效形式：整体断裂（受拉，压，弯，剪，扭）；过大的残余变形，

零件的表面破坏；破坏正常工作条件引起的失效。

6.机械零件设计准则：强度准则；刚度准则；寿命准则；振动稳定性准则；可靠性准

则。

7.机械零件常用材料及其相关特性：金属材料（有较好的力学性能：刚度，塑性，韧

性等，导热导电性能好，减磨，耐腐蚀）；高分子材料（原料丰富，密度小，但易老

化，阻燃性差，耐热性不好）；陶瓷材料（硬度高，耐磨耐腐蚀，熔点高，刚度大，

密度比钢铁低，但比较脆，断裂韧度低，价格昂贵）；复合材料（有较高的强度和弹

性模量，质量小，但耐热性差，导电导热性差）。

8.机械零件材料的选择原则：载荷、应力的大小和性质（从强度的观点考虑）；零件

的工作情况（环境特点，工作温度，摩擦磨损的程度等）；零件的尺寸和质量；零件结

构的复杂程度及材料的加工可能性；材料的经济性。

9.机械零件现代化设计方法有哪些：计算机辅助设计；优化设计；可靠性设计；并行

设计；虚拟产品设计，参数化设计；智能设计；分形设计；网上设计等。

10.材料疲劳曲线？材料极限应力线图；零件极限应力图？

r=-l对称循环应力尸0脉动循环应力尸1静应力

(3)

11.摩擦按摩擦面间接触状态分为哪些类型？磨损类型？

按摩擦面间接触状态分：干摩擦；边界摩擦；流体摩擦；混合摩擦。

磨损类型：根据磨损结果着重对磨损表面外观的描述，如点蚀磨损；胶合磨损；擦伤磨损等。

根据磨损机理分为粘附磨损；磨粒磨损：疲劳磨损；流体磨粒磨损：流体侵蚀磨损：机械化学

磨损等。

12.润0滑剂的4种基本类型：气体，固体，半固体，固体。

13.机械连接按运动状态可分为哪儿类？按工作原理可分为？按可拆性可分为？分别

举例说明？

按运动状态：机械动连接（如各种运动副），机械静连接。

按工作原理：型锁合连接（如钦制孔用螺栓连接、平键连接）；摩擦锁合连接（如受横向载荷的

紧螺栓连接、过盈连接）；材料锁合（如胶接、钎焊）。

按可拆性：可拆连接（如螺纹连接，键连接，无键连接和销连接）；不可拆连接（钟接，焊接，

胶接）。

14.按牙型的不同螺纹可分为？哪些用于连接，哪些用于传动？

按牙型不同：普通螺纹，管螺纹，梯形螺纹，矩形螺纹和锯齿形螺纹。前两者用于连接，后三

种用于传动。

15.螺纹的线数对传动效率的影响？一般线数为？：传动螺纹要求传动效率高，故多

用双线或三线螺纹，为了便于制造，一般用线数nW4。

16.常见的螺纹连接的基本类型有？

：螺栓连接；双头螺柱连接；螺钉连接；紧定螺钉连接。

17.螺纹连接的预紧目的？螺纹连接的防松方式？

预紧目的：增强连接的可靠性和紧密性，防止受载后被连接件出现缝隙或发生相对滑移。

防松的目的：防止螺旋副在受载时发生相对转动，防松的方法：按其工作原理分磨

擦防松，机械防松和破坏螺旋副运动关系防松。

18.螺栓组连接的结构设计要求？

：连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状；

螺栓布置应使各螺栓的受力合理；

螺栓的排列应有合理的间距、边距；

分布在同一圆周上的螺栓数目取成4、6、8等偶数，以便于在圆周上钻孔时的分

度和画线；

避免螺栓承受附加的弯曲载荷。

19.螺纹连接的受力分析，尤其是受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接受力分析？如何提

高螺栓连接的承载能力？

①CJCb+Cm称为螺栓的相对刚度，其大小与螺栓和被连接件的结构尺寸、材料以及

垫片、工作载荷的作用位置等因素有关，其值在（M的范围变动。

②若被连接件的刚度很大，而螺栓的刚度很小（如细长的或中空螺栓），则在螺栓的

相对刚度趋于0.此时，工作载荷作用后，使螺栓所受的总拉力增加很少，反过来，

当螺栓的相对刚度较大时，则工作载荷作用后，将使螺栓所受的总拉力有较大的增

加。

③为了降低螺栓的受力，提高螺栓连接的承受能力，应使CMCb+Cm值尽量小些。

20如何提高螺纹连接的强度？P88

①降低影响螺栓疲劳强度的应力幅②改善螺纹牙上载荷分布不均的现象③减少

应以集中的影响④采用合理的制造工艺方法。

21.键连接类型、结构形式、特点、作用？

①平键连接-键的两侧是工作面，工作时，靠键同键槽侧面的挤压来传递转矩。

特点：结构简单、装拆方便、对中性较好。

作用：不能承受轴向载荷，对轴上零件起不到轴向固定作用。

②半圆键连接一靠其侧面来传递转矩。

特点：工艺性较好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接。轴上键槽较深，

对轴的强度削弱较大

作用：故一般用于轻载静连接中。

③楔键连接一键的上下两面是工作面。

特点：在传递有冲击和振动的较大转矩时，仍能保证连接的可靠性。缺点：是键楔

紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜。

作用：主要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。

④切向键连接工作面是由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。

特点：靠工作面上的挤压力和轴的轮毂间的摩擦力来传递转矩。

作用：用于大型带轮，大型飞轮，矿山用大型绞车的卷筒及齿轮等轴的连接。

22.花键连接的类型、特点、作用？

齿形分：矩形花键和渐开线花键。

花键连接的特点：①受力均匀②齿根处应力集中小，轴与毂的强度削弱较少③可

承受较大的载荷④轴上零件与轴的对中性好⑤导向性较好⑥可用磨削方法提高加

工精度及连接质量⑦成本高。

作用：适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的连接。

23.销连接的类型、结构形式？

类型：①定位销②连接销③安全销。结构形式：圆柱销，圆锥销，槽销，销轴，

开口销。

24.其他连接方式，尤其是焊接时的分类、破坏形式？

气焊电渣焊电焊（电阻焊电弧焊）

破坏形式：沿焊缝断裂。

25.如何选择传动类型？

效率高，外廓尺寸小，质量小，运动性能良好及符合生产条件等。

26.皮带结构、传动布局；类型、特点；失效形式等。

结构：带轮（主动带轮从动带轮）传动带

布局：

类型：①按工作原理分：摩擦型带传动、啮合型带传动。

②按截面形状分：平带传动、圆带传动、V带传动、多楔带传动。

特点：结构简单传动平稳价格低廉缓冲吸振

失效形式：打滑弹性滑动P149

27弹性滑动与打滑；P149链条与链轮节数等？P165

弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动。

打滑：带与带轮间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。

链传动是一种挠性传动。

与摩擦型的带传动相比，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，能保持准确的平均传

动比，传动效率较高。

链条齿数的选择：PI77

①链轮的最少齿数Z而=9。一般Zi217,对于高速传动或承受冲击载荷的链传动，

Z|不少于25,且链齿轮应淬硬。

②通常限定链轮的最大齿数Z3W150,一般不大于114。

③优先选用的链轮齿数系列为：17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。

链条传动的布局？P165

链条传动的布局：P181链轮传动布置时，链轮必须位于铅垂面内，两链轮共面。

28.皮带传动受力分析与相应计算等；

带传动工作前，传动以一定的初拉力F0张紧在带轮上。带传动工作时，因带和带

轮间的静摩擦力作用使带一边拉紧，一边放松。紧边拉力为F1,松边拉力为F2。

以二尸尸尸2F、+F：=2F。

传递功率与有效拉力和带速之间的关系：P=名

1000

29带传动的张紧目的、方式？P161

为了保证带传动正常工作，应定期检查带的松弛程度，采取相应的补救措施。

方式：①定期张紧装置②自动张紧装置③采用涨紧轮的张紧装置

30.带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？P154

中心距大，可以增加带轮的包角，减少单位时间内带的循环次数，有利于提高带的寿命。但

是中心距过大，则会加剧带的波动，降低带传动的平稔性，同时增大带传动的整体尺寸。中心距

小，则有相反的利弊；

传动比大，则小带轮的包角将减小，带传动的承载能力降低.。因此，带传动的传动比不宜过

大，一般为iW7,推荐值为i=2飞。

31.链条传动特点、类型；滚子链结构形式，主要参数特点；失效形式？张紧与润

滑？

特点：优点：①平均速比im准确，无滑动②张紧力小，轴上压力Q小③传动效率高n=98%④

承载能力高P=100KN⑤可传递远距离传动amax=8m⑥可在高温，多灰尘环境下工作⑦成本低。

缺点：①瞬时传动比不恒定②传动不平稳③传动时有噪音、冲击，不适合丁•高速传动④

对安装精度要求较高。⑤只能用于平行轴间传动

类型：按工作特性分：起重链，牵引链，传动链，专用锥。

传动链按形式分：套筒链：套筒滚子链（滚子链）：齿形链等。P165

滚子链结构形式：滚子套筒销轴内链板外链板P166

主要参数：节距P滚子外径小内链节内宽回

参数特点：节距增大时，链条中个零件的尺寸也要相应的增大。可传递的功率也随着增大。

失效形式：①链的疲劳破坏②链条校链的磨损③链条铉链的胶合④链条的静力破坏P175

张紧：为了避免垂度太大时的啮合不良和链条振动，同时为了增大啮合角，张紧不取决于工作

能力，而是由垂度大小决定。P182

润滑：润滑：良好的润滑科幻和冲击、减轻磨损，延长链条使用寿命P182

32.齿轮传动特点；失效形式、失效部位、设计准则；P186

特点：优点：1）传动效率高2）传动比恒定3）结构紧凑4）工作可靠、寿命长

缺点：1）制造、安装精度要求较高2）不适于中心距a较大两轴间传动3）使用维护费

用较高）精度低时、噪音、振动较大

失效形式：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、型性变形

失效部位：轮齿

设计准则：1：齿而接触疲劳强度准则2：齿根弯曲疲劳强度准则P189

33.齿轮结构主要参数与模数、齿数关系；不同类型齿形特点；齿形系数与其关系；

主要参数：1、压力角；2、齿数：3、齿宽系数；4、变位系数。

34.齿轮材料及其特性、选择原则等；

材料:1、钢（1、锻钢2、铸钢）：韧性好,耐冲击

2、铸铁：性质较脆，抗冲击和耐磨性都较差，抗胶合及抗点蚀的能力较好

3、非金属材料：用于低速轻载噪声小的传动中

齿轮材料的选用原则：

1）齿轮材料必须满足工作条件的要求

2）应考虑齿轮尺寸的大小，毛坯成形方法及热处理和制造工艺

3）正火碳钢，不论毛坏的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稔或轻度冲击下工作的齿轮，

不能承受大的冲击载荷

4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮

5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢

6）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30~50HBs或更多

34.齿轮材料及其特性、选择原则等P189

1、钢：韧性好、耐冲击、可通过热处理或化学热处理改善其力学性能及提高齿面的

硬度

（1）锻钢1）经热处理后的切齿的齿轮所用的锻钢2）需进行精加工的齿轮所用

的锻钢

（2）铸钢：耐磨性及强度均好

2、铸铁3非金属材料

齿轮材料的选用原则

6）齿轮材料必须满足工作条件的要求

7）应考虑齿轮尺寸的大小，毛坯成形方法及热处理和制造工艺

8）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工

作的齿轮，不能承受大的冲击载荷

9）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮

10）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度

合金钢

11）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30~50HBS或更多

35.齿轮传动受力分析P198旋向与转向间关系

36如何提高齿轮接触疲劳强度、弯曲疲劳强度

增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降低齿根应力集中；增大轴和支撑的刚

度，可减少齿面局部受载；采取合理的热处理方法合轮芯部具有足够的韧性；在齿

根部进行喷丸、滚压等表面强化处理，降低齿轮表面粗糙度，齿轮采用正变换等

37齿轮润滑？P233

作用：可以避免金属直接接触，减少摩擦损失，可以散热及防腐蚀

开式及半开式齿轮传动，或速度较低的闭式齿轮传动，通常用人工做周期性加油润

滑，所以用润滑剂为润滑油或润滑脂

38蜗轮轮蜗杆传动特点，失效形式、设计准则等P238P248

蜗杆传动特点：①传动比大，一般传动比i=5~80；零件数目少，结构紧凑；

②冲击载荷小，传动平稳，噪音低：

③当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性；

④在啮合处有相对滑动，摩擦损失较大，效率低。

类型：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动

失效形式：点蚀（齿面接触疲劳破坏）、齿根折断、齿面胶合、过度磨损

设计准则：在开式传动中多发生齿面磨损和轮齿折断，因此应以保证齿根玩去疲劳

强度作为开式传动的主要设计准则。

在闭式传动中，蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效。通常是按齿面接触疲劳强度进

行设计，而按齿根疲劳强度进行校核。

39蜗轮轮蜗杆传动受力分析？旋向与转向间关系P249

40蜗杆传动效率、润滑、热平衡计算P260

效率：闭式蜗杆传递功率损耗一般包括三部分：啮合摩擦损耗轴承摩擦损耗浸入

油池中的零件搅油时的溅油损耗总效率为：上

n=ni-n2•

蜗杆传动的总效率取决于计入啮合摩擦损耗的效率

润滑：润滑油润滑油粘度及给油方式润滑油量

热平衡计算P264摩擦损耗产生的热量：①尸lOOOP（l-n）箱璧散发的热量：①2=

a

dS（to-ta）

41滑动轴承类型；结构形式；P271

滑动轴承类型：①按摩擦性质分：滑动轴承、滚动轴承

②按受载方向分：径向轴承、止推轴承

③按润滑状态分：流体润滑轴承、不完全流体润滑轴承、自润滑轴承

④按流体润滑承载机理分：流体动力润滑轴承、流体静力润滑轴承

42.失效形式；常用轴承材料要求；常用材料特点P273-274

失效形式：①磨粒磨损②刮伤③胶合④疲劳剥落⑤腐蚀

（滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流体侵蚀和微动磨损等失效形式。）

轴承材料要求：①良好的减摩性、耐磨性、抗咬粘性；②良好的摩擦顺应性、嵌入

性、磨合性；③足够的强度和抗腐蚀能力：④良好的导热性、工艺性和经济性。

常用材料特点：①良好的减摩性、耐磨性和抗咬性②良好的摩擦顺应性、嵌入性和

磨合性③足够的强度和抗腐蚀能力④良好的导热性、工艺性经济性

43.油孔与油槽开设位置P279

为了把润滑油导入整个摩擦面间，轴瓦或轴颈上需要开设油孔或油槽

1）尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区油膜的承载能力：

2）轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。

单轴向油槽在最大油膜厚度处双轴向油槽开在轴承剖分面处

44.径向滑动轴承的计算内容P282

①验算轴承的平均压力p@验算轴承的pv③验算滑动速度v

45形成稳定动压油膜的必要条件P286

①相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙

②被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度（即滑动便面带油时要有足够的

油层最大速度），其运动方向必须使润滑油右大口流进，从小口流出

③涧滑油必须有•定的粘度，供油要充分

46.滚动轴承类型；结构形式；特点P303-305

按承受的外载荷分类：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承

按滚动体的不同分类：球轴承、滚子轴承

结构形式：内圈外圈滚动体保持架

特点：启动所需力矩小旋转精度高选用方便

47滚动轴承代号P307

§162滚动轴承的代号

农16-3滚动轴承代号的排列常存

前置代号*本代号b”号

-XXXX■或加X

成套轴承分类尺寸系列代号

部件代号型%(A)A玄径系列

代系列代号代号

注：■代表字母：X代表数字

48.滚动轴承选择原则P310

①轴承的载荷②轴承的转速③轴承的调心性能④轴承的安装和拆卸

49.滚动轴承失效形式：额定寿命、额定动载荷等相关定义P313

失效形式：内外圈滚道滚动体上的点蚀破坏

额定寿命：一组在相同条件下运转的近广相同的轴承，将其可靠度为90%时的寿命

作为标准寿命，即按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生点

蚀破坏前的转数(以1()6转为单位)或工作小时数作为轴承的寿命，并把这个寿命称

为额定寿命

额定动载荷：所谓轴承的基本额定动载荷，就是使轴承的基本额定寿命恰好为106r

时，轴承所能承受的载荷，用字母C表示这个额定动载荷，对向心轴承，指的是纯

径向载荷，并成为径向基本额定动载荷，具体用C「表示，对推力轴承，指的是纯轴

向载荷,并称为轴向基本额定动我荷，几题用Ca表示；对角接触球轴承或圆锥滚r

的轴承，指的是使套圈间产生纯净向位移的载荷的径向分量。

50滚动轴承寿命计算等P315

/=(，Lo的单位为106r,£为指数，对于球轴承，£=3；对于滚了轴承£=3/10

6

40=dio_(上c/

1060〃P

51.滚动轴承的装置P321

支撑部分的刚性和同心度轴承的配置滚动轴承的轴向紧固轴向游隙及轴上

零件的调整滚动轴承的配合滚动轴承预紧

52.联轴器与离合器的作用；类型，特点；是否具有轴向或是径向位移补偿

作用等

作用：①联轴器

刚性联轴器：构造简单、成本低、可传递较大转矩。

挠性联轴器：无弹性元件挠性联轴器：具有挠性,可补偿两轴的相对位移。

有弹性元件挠性联轴器：可补偿两轴的相对位移，且具有缓冲减振的能力。

②离合器特点：①接合平稳，分离迅速而彻底②调节和修理方便③外轮廓

尺寸小

④质量小⑤耐磨性好和有足够的散热能力⑥操纵方便省力

类型：★牙嵌离合器★圆盘摩擦离合器

53.类型选择原则；P346

①所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求

②联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小

③两轴相对位移的大小和方向

④联轴器的可靠性和环境

⑤联轴器的制造、安装、维护、成本

54.轴的分类及其相应特点P356

轴的作用：支承回转零件及传递运动和动力。

按承受载荷分①心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴。

②转轴：工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴。

③传动轴：只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴。

按轴线形状不同：曲轴

直轴（光轴阶梯轴）

55轴的轴向与周向定位方法有P360

轴上零件的定位是为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，除了有

游动或空转的要求外，轴上丽娜经都必须进行轴向和周向定位。

轴向定位：轴肩：定位轴肩非定位轴肩套筒：

轴端挡圈：单螺钉固定

轴承端盖：螺钉桦槽与箱体连接而使滚动轴承的外圈得到轴向定位

圆螺母：双圆螺母和圆螺母与止动垫圈

周向定位：键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合

目的：限制轴上零件与轴大神相对转动

56.轴的设计内容包括；P357、359

轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理

地确定轴的结构形式和尺寸。

轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。

轴的结构应满足：①轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置②轴上的零件应使

于装拆和调整③轴应具有良好的制造工艺性（轴的结构越简单，工艺性越好）

57.传动中的弹性滑动是如何发生的?打滑又是如何发生的?两者有何区别?对带传动各

产生什么影响?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么？

弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的滑动，不可避免，为固有现象。

打滑:传递的功率增大时，如果带的有效拉力达到最大值，带开始沿带轮滑动，可以避

免。

弹性滑动后果

1）从动轮的圆周速度v2小于主动轮的圆周速度“；2）降低了传动效率

3）引起带的磨损和带的温升，降低带的寿命

打滑后果

1）带的运动不稳定，不能正常工作;2）带严重磨损并很快失效

现象：刺耳的噪声并严重发热

区别：弹性滑动是带传动的固有特性，是不可避免的。当具备1.存在拉力差；2.（带）具有弹性

体：两个条件时就会发生弹性滑动现象

打滑是由于过载造成的，时一种失效形式，是可以避免的，而且必须避免

打滑发生在小带轮上

原因：外教越大，两边的拉力差就越大，就导致弹性滑动区增大，当包角内都发生弹性滑动现

象时就发生打滑现象

58.齿面点蚀一般首先发生在轮齿的什么部位？在开式齿轮传动中，为什么一般不出观

点蚀破坏？如何提高齿面抗点蚀的能力？

（1）齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上。

（2）因为齿面磨损较快。

（3）提高齿面抗点蚀能力措施有：提高齿轮材料的硬度；在啮合的轮齿间加注润滑油。

59.二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置

于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应

置于高速级还是低速级？为什么？

答：1：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因有三

点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。

2）符工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高

速级，则斜齿轮传动也不会平稳。3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速

级的转矩较小。

2：由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。其原因是：低

速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造

成本提高。

60.一对齿轮传动，若按无限寿命考虑，如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？

哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断？

答：1、-对齿轮的接触应力相等，哪个齿轮首先出现点蚀，取决于它们的许用接触应力［。用，

其中较小者容易出现齿面点蚀。通常，小齿轮的硬度较大，极限应力。lim较大，按无限寿命设

计，小齿轮的许用接触应力比。］1较大，不易出现齿面点蚀

2、判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断，即比较两轮的弯曲疲劳强度，要比较两个齿轮的

YfalYsaVtoFU和Yfa2Ysa凯。F］2,其比值较小者弯曲强度较高，不易发生轮齿疲劳折断。

61.开式和闭式齿轮传动的失效形式有什么不同？设计准则各是什么？其设计准则针对

的失效形式各是什？

1闭式传动：

闭式传动的主要失效形式为齿面点蚀和轮齿的弯曲疲劳折断。当采用软齿面（齿面硬度《350HBS）

时，其齿而接触疲劳强度相对较低。因此，一般应首先按齿面接触疲劳强度调伍计算齿轮的分

度圆直径及其主要集合参数，然手在对其轮齿的抗弯曲疲劳强度进行校核。当采用硬齿面（齿面

硬度＞350HBS）时，则般应首先按齿轮的抗弯曲疲劳强度条件，确定齿轮的模数及其主要儿何

参数，然后再校核其齿面接触疲劳强度。

2开式传动：

开式传动的主要失效形式为齿面磨损和轮齿的弯曲疲劳折断。由于目前齿面磨损尚无完善的计

算方法，因此通常只对其进行抗弯曲疲劳强度计算，并采用适当加大模数的方法来考虑磨损的影

响。

62.齿轮齿面点蚀首先发生在什么部位？为什么？防止点蚀可采取哪些措施？

答：齿面点蚀首先发生在节线附近齿根一侧。因为轮齿节点处啮合时，相对滑动速

度方向改变，不易形成油膜，润滑效果不好。而且轮齿在节线附近啮合时，•般为单齿

对啮合，齿面接触应力大。

防止点蚀的措施有：提高齿面硬度；增大中心距或齿轮直径；改比齿轮为斜齿轮；

采用角度变位齿轮传动；降低表面粗糙度：提高润滑油的粘度等。

63.联接螺纹既满足的自锁条件，为什么还要加防松装置？试举出两种常用防松原理的

防松装置。并判断如下防松结构哪种正确。

答：螺纹联接的自锁作用只有在静载荷下才是可靠的，在震动和变载荷下，会产生自动松脱的现

象，因此需采用防松装置。

例：（1）摩擦防松，用弹簧垫圈。（2）机械防松，用井口销与六角开槽螺母。

64.影响轴的疲劳强度的因素有哪些？在设计轴的过程中，如果疲劳强度不够时应采取

哪些措施使其满足要求；

答：影响零件疲劳强度的因素有：应力集中、绝对尺寸和表面质量。对轴来说，为保证其静强

度不能减小尺寸，只能设法减小应力集中、提高表面质量。

减小应力集中的措施有：减小轴肩高度、设法增大轴肩圆角半径、采用卸载结构等。

提高表面质量的措施有：减小表面粗糙度，如果允许可采用表面强化的措施。

65.试分析动压滑动轴承与静压滑动轴承在形成油膜机理上的异同；形成动压润滑的必

要条件。

答：动压滑动轴承利用轴颈与轴承表面间形成的收剑间隙，靠两表面间的相对滑动速度使具有

,定粘度的润滑油充满楔形间隙，形成油膜，油膜产生的动压力与外载荷平衡，形成液体涧滑。

静压滑动轴承利用油泵将具有一定压力的润滑油送入轴承间隙里，强制形成乐力油膜以完全隔开

摩擦表面，形成液体摩擦滑动，可实现轴颈在任何转速下都能得到液体润滑。

形成的条件有：（1）轴颈与轴承有一定的间隙；（2）轴颈有足够的回转速度：（3）轴颈和轴承

应有精确的几何形状和较高的表面光洁度；（4）多支承的轴承应保持同轴性。

66.试分析齿轮传动中为何两齿面要有一定的硬度差？

答：因为小齿轮的轮齿嘴合次数比大齿轮多，且小齿轮的齿根厚度小于大齿轮的，为了使大小齿

轮的强度接近，软齿面齿轮配对中小齿轮齿面硬度应比大齿轮的高30-50HBS,另外，转速较高

时，小齿轮较硬的齿面将对大齿轮较软的齿而起到冷作硬化作用，从而提高大齿轮齿面的疲劳强

度，所以两齿轮要有一定的硬度差。

改错题

轴上零部件配置

13—48试分析图示轴系结构的错误，并加以改正。齿轮用油润

滑、轴承用脂润滑。

13T7图示为采川一对反装圆锥滚子轴承的小锥齿轮轴承组合结构。指出结构

中的错误，加以改正并画出轴向力的传递路线。

15—37试指出图示小锥齿轮轴系中的错误结构，并画出正确的结构图。

15-38试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图

15-39试指出图示斜齿削柱齿轮轴系中的错误结构,并画出正确结构图.

15—40试指出图

示斜齿圆柱齿轮轴

系中的错误结构及

视图表达错误，并

画出正确结构图及

视图。

13-47图示为采用一对反装圆锥滚子轴承的小锥齿轮轴承组合结构。指出结构

中的错误，加以改正并画出轴向力的传递路线..

计克分析题（看课本）

1、皮带传动简单计算,如有效圆周力、初始拉力等

2、预紧力螺栓的受拉力作用下简单计算，如实际工作载荷、残余预紧力等

3、齿轮传动简单计算，如轴上力矩、啮合力（轴向力、圆周力、径向力）的大小与方向、螺旋

方向判断、旋转方向判断等

4、滚动轴承寿命相美计算

机械设计模拟试题1

〈10分）如图所示传动系统，已知电机转动方向°

1、说明为什么带传动布置在高速级，而链传动布置在低速级？

2、说明为什么斜齿圆柱齿轮3、4的齿宽不相等？

3、便轴向力抵消一部分，在图中标出斜齿轮3、4螺旋线方向；

4、在图中标出所有齿轮轴向力的方向u

七、（10分）图示的轴用30307轴承支承，根据受力分析，已求出彳壬

向载荷尸ri=2000N,片）=4000,斜齿轮的轴向力尸AI=1000N,锥齿

轮的轴向力尸42=700",取载荷系数左=1.1,试计算说明哪个轴承

的寿命较短？

广a/—Fa/Fx>e

派生轴向力广de

XYXYG

条a-。0.31100.41.971.7KN

3.（10分）某轴选用一对30208E型圆锥滚子轴承支承如图示二

已知两支承上的径向力广ri=50°°N、匕2=2500乂斜齿轮与锥齿

轮作用在轴上的轴向力为F*i=5OON、二尸a02=350N,方向如图示。

轴的转速〃=1000〃wi”，载荷系娄M>=1.2,温度系孙=1。试计算

轴承的寿命J=?尸/

注：30208£*车由承q=598OOZ、e=0.37、石=当在式&

时X=l、Y=0；当/^Z>e时X=0.4、Y=1.6。

（8分）根据液体润滑一维雷诺方程娶一部…）

试分析图中四种摩擦副，在摩擦面间哪些摩擦副不熊形成油膜压

力，为什么？（V为上平板的速度、下平板静止；油有一定的粘

度°

d)%>%

4.（9分）图示为一起升机构传动简图。已知：电机轴转向

（图中外），重物0的运行方向（图中6e试确定：

1.蜗杆螺旋线的旋向（绘入图中）；

2.分别画出锥齿轮、蜗杆蜗轮在啮合点处圆周力尸一轴向力产a

的方向「

一、单项选择题（20分，每题只有一个正确答案）

1、当螺栓联接的被联接件是铸件时，应在安装螺栓处加工凸台或沉孔，其目的是

____Do

A易拧紧B避免偏心载荷C外观好D增大接触面积，提高承载能力

2、当温度升高时，涧滑油的粘度_____B。

A随之升高B随之降低C升高或降低视润滑油的性质而定D保持不变

3、键的长度一般根据B来选择。

A传递转矩的大小B轮毂的长度C轴的长度D轴的转速

4、带传动工作时产生弹性滑动是因为B。

A带的预紧力不够B带的弹性和拉力差C带绕过带轮时有离心力D带和带轮间摩

擦力不够

5、链传动张紧的主要目的是_C—。

A同带传动样B提高链传动的工作能力C避免松边垂度过大而引起啮合不良和链条振D

增大包角

6、斜齿圆柱齿轮的齿形系数YFa与_C__有关。

A齿轮制造精度B法面模数C齿轮齿数D齿轮齿数及分度圆柱螺旋角

7、动压润滑的径向滑动轴承的相对间隙是根据D选择。

A载荷和轴颈直径B润滑油粘度和轴的转速C载荷和润滑油粘度I）载荷和轴颈的

圆周速度

8、设计动压润滑径向滑动轴承，验算最小油膜厚度加iin的目的是_____A______。

A确定轴承是否能获得液体摩擦B控制轴承的压强C控制轴承的发热量D计算轴承内部

的摩擦阻力

9、内燃机曲轴中部的轴承应采用_____A______。

A圆锥滚子轴承B深沟球轴承C剖分式滑动轴承D整体式滑动轴承

10、某零件用合金钢制造，该材料力学性能为：。-l=410MPa,V«=0.25,综合影响系数K

<J=1.47,则该零件受脉动循环变应力时（AN=1）,其极限应力为MPa。

A223B328C551D656

二、多项选择题（10分，每题有一个以上正确答案，多选、少选均不给分）

1、当采用受剪螺栓（较制孔螺栓）联接承受横向载荷时，螺栓杆受到作用。

A弯曲B扭转C挤压D拉伸E剪切

2、在主动轮转速不变的前提下，提高V带传动所传递的功率，可采取.的措施。

A减小初拉力B增大小带轮的直径C增加带的根数I）增大传动比

E增加带轮表面粗糙度F用截面积较大的带

3、减小齿向载荷分布系数的措施有。

A采用鼓形齿B增大齿宽C轮齿修练D提高支承刚度E齿轮悬臂布置F提高制造、

安装精度

4、齿轮传动中，提高齿面接触疲劳强度可采取的措施有o

A减小齿宽B增大齿根圆角半径C增大中心距D增大轮齿表面硬度E降低轮齿表面

的粗糙度

5、提高液体动压涧滑径向滑动轴承的承载能力，可采取的措施有。

A提高轴径的转速B增大轴承孔表面的粗糙度C增大相对间隙D适当增大宽径比E提高

润滑油粘度

三、填空题（12分）

；、带传动的设计准则是。

2、减速带传动的打滑首先发生在。

3、般参数闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是,开式齿轮传动的失效形式

是。

4、蜗杆蜗轮传动中强度计即的对象是,其原因是：、

5、设计不完全（混合）液体润滑径向滑动轴承，常采用条件性计算，这些限制条件是

P、PV、V0

6、套筒滚子链传动中，当主动链轮的直径和转速不变的条件下，对16A和32A的链条，均

能满足强度要求，那么选用——较合理，理由是.o

四、（8分）某轴受穹曲稳定变应力作用，omax=250MPa,

omin=-50MPa,已知轴的材料为合金钢，该材料的。T=450MPa,

o0=700MPa,os=800MPa,综合影响系数4。=2.0,AN=1,试：

1、绘制该零件的简化疲劳极限应力图，并标出工作应力点A的位置：

2、用图解法计算此轴的安全系数。

八、〈8分）按图示例①所示，指出图中轴系结构的其它错误C注

:找出8处错误即可，不考虑车由承的润滑方式.倒角和圆角忽

略不计）。

伊J:0-----缺:少垫片

、单项选择题（每小题1分，共15分）

1.键的剖面尺寸bXh通常是根据D从标准中选取。

A.传递的转矩B.传递的功率C.轮毂的长度D.轴的直径d

2.工作时仅受预紧力F0作用的紧螺枪联接，其强度校核公式为:

A.可靠性系数B.螺杆受拉扭联合作用C.螺纹中的应力集中D.载荷变化与

冲击

3.在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是Co

A.提高联接强度B.提高联接刚度C.防松D.减小每圈螺牙上的受力

4.一定型号的普通V带传动，当小带轮转速一定时，其所能传递的功率增量

A.小带轮上B.大带轮上的包角C.传动比D.带的线速度

5.带传动在工作中产生弹性滑动的原因是—D__。

A.传递的功率过大B.带的弹性C.紧边与松边的拉力差D.B和

C

6.带传动正常工作时，紧边拉力FI与松边拉力F2应满足的关系是—C_o

A.EKF2B.Fl-F2=Fe

C.X-/D.Fl+F2=F0

7.普通V带传动张紧轮安装的最合适位置是__C-。

A.紧边驿近小带轮外B.松边靠近小带轮外则C.松边靠近大带轮内则I）,松边靠近小

带轮内则

8.在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应_D_。

A.增大链节距和链轮齿数B.减小链节距和链轮齿数

C.增大链节距和减小链轮齿数D.减小链节距和增大链轮齿数

9.大链轮齿数不能取得过多的原因是—C__。

A.齿数越多、链条的磨损就越大B.齿数越多、链条的动载荷与冲击就越大

C.齿数越多、徒条磨损后，就越容易发生脱链现象