ST机械设计小题目全解析

机械设计（一）试题1~3上海大学2005-2006学年冬季学期试卷A

上海大学2005-2006学年冬季学期试卷B上海大学2006～2007学年冬季学期试卷练习册上习题一．填空题零件表面的强化处理方法是表面淬火、渗碳淬火和喷丸处理等。机械零件受载时，在结构和尺寸突变处产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增大而增大。普通螺纹的公称直径指的是螺纹的d大径，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的d2中径，计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的d1小径。在螺栓连接的破坏形式中，约有90%的螺栓属于疲劳破坏，疲劳断裂常发生在螺纹根部。普通平键连接的主要失效形式是压溃，导向平键连接的主要失效形式是磨损。矩形花键连接采用小径定心；渐开线花键连接采用齿形定心。V带传动在工作过程中，带内应力有拉应力、弯曲应力、离心应力，最大应力σmax=σ1+σ在平带或V带传动中，影响临界有效拉力Fec的因素是初拉力F0、包角α在齿轮传动中，将轮齿进行修缘的目的是减小动载荷，将轮齿加工成鼓形齿的目的是改善载荷沿着齿向的分布不均。（*2）影响齿轮传动动载系数Kv大小的两个主要因素是齿轮的圆周速度及精度的高低铰制孔用螺栓联结的失效形式为螺栓杆和孔壁贴合面的压溃和螺栓杆疲劳剪断。带的型号是由计算功率Pca和小带轮转速n当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的一半。当齿轮的圆周速度v>12m/s时，应采用压力喷油的润滑方式。闭式软齿面齿轮传动在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度的前提下，齿数宜适当取多些，其目的是提高传动的平稳性，减少冲击振动。螺纹联结防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。平键连接中，两侧是工作面；楔键连接中，上下两表面是工作面。在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是改善螺纹牙间载荷分配不均现象。V带传动限制带速v<25~30m/s的目的是为了保证离心力不致过大；限制带在小轮上的包角α1≥120°的目的是在交变应力中，应力循环特性是指最小应力与最大应力的比值。齿轮传动的主要失效形式有轮齿折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形。在载荷与几何形状相同的条件下，钢制零件间的接触应力大于铸铁零件间的接触应力。螺纹联接的防松方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副相对转动（铆冲防松）。一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是相等的；而其许用应力是不相等的。半圆键的侧面为工作面，当需要用两个半圆键时，一般布置在轴的同一母线上。二．判断题变应力不一定只由变载荷产生，也可能由静载荷产生。（1）（*2）增大零件过渡曲线的圆角半径可以减少应力集中。（1）减少螺栓和螺母的螺距变化差可以改善牙间的载荷分配不均的程度。（1）被联接件是锻件或铸件时，可将安装螺栓处加工成小凸台或沉头座，其目的是易拧紧。（0）（*2）与渐开线花键相比，矩形花键的强度低，且对中性差。（1）切向键联接是靠工作面上的挤压力和轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。（1）为了使普通V带和带轮的工作槽面相互紧贴，应使带轮的轮槽角与带的楔角相等。（0）带传动中打滑和弹性滑动都会引起带传动的失效，只要设计合理，都可以避免。（0）齿轮传动中，经过热处理的齿面称为硬齿面，而未经热处理的齿面称为软齿面。（0）影响齿轮动载荷系数Kv的主要因素是圆周速度和安装刚度。（0应力只要随时间发生变化，均称为变应力。（0）（*2）在变应力作用下，零件的主要失效形式将是疲劳断裂；而在静应力作用下，其失效形式将是塑性变形或断裂。（1）普通平键的主要失效形式是工作面的挤压破坏。（1）（*2）一个平键联接能传递的最大转矩为T，则安装两个平键能传递的最大转矩为2T。（0）为了避免打滑，通常将带轮上与带接触的表面加工得粗糙些以增大摩擦力。（0）带传动的弹性滑动是带传动的一种失效形式。（0）对于软齿面闭式齿轮传动，若弯曲强度校核不足，较好的解决办法是保持分度圆直径d1和齿宽b不变，减少齿数，增大模数。（1低速重载齿轮不会产生胶合，只有高速重载齿轮才会产生胶合。（0）在有紧密性要求的螺栓联接结构中，接合面之间不用软垫片进行密封而采用密封环结构，这主要是为了增大被联接件的刚度，从而提高螺栓的疲劳强度。（1）（*2）普通螺栓联接中的螺栓受横向载荷时，只需计算剪切强度和挤压强度。（0）只有静载荷产生静强度破坏，只有变载荷才产生疲劳破坏。（0）大多数通用机械零件及专用零件的失效形式是由高周疲劳引起的。（1）在V带传动设计计算中，通常限制带的根数z<10，主要是为了保证每根带受力比较均匀。（1）在带传动中，由离心力所引起的带的离心拉应力在各截面上都相等。（1）为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，可以增加螺栓的刚度。（1）螺纹的升角越大，其传动效率越高，联接的自锁性能就越好。（0）（*2）平键联接可以实现轴与轮毂的轴向和周向固定。（0）一对圆柱齿轮若接触强度不够时，应增大模数，而齿根弯曲强度不够时，则要加大分度圆直径。（0）齿轮传动中齿面点蚀通常发生在轮齿节线以上的齿面上。（0）内啮合圆柱齿轮传动中，其大、小齿轮的径向力都指向各自的轮心。（0）带传动中，最大应力发生在紧边与大轮的接触处。（0）带传动中，弹性滑动现象是完全可以避免的。（0）（*3）V带传动中，带轮的轮槽夹角应小于V带截面的夹角。（1）齿轮弯曲和接触疲劳强度极限是经持久疲劳试验并按失效概率1%确定，试验齿轮的弯曲应力循环特性(应力比)为对称循环。（0）闭式齿轮传动中，通常以保证齿根弯曲疲劳应力为主。（0）当某零件上受载荷作用时，其上结构和尺寸突变处不会产生应力集中。（0）为提高紧螺栓的承载能力，通常选用拧入圈数较多的厚螺母联接方式。（0）在选用普通平键时，是通过强度计算来确定键的截面尺寸b和h的。（0）综合影响系数Kσ只对应力幅有影响，而对平均应力无影响。（1）当转动的零件上受静载荷作用时，其上也可能产生变应力。（1）为了减小Kβ值，应将齿轮制成鼓形齿。（1）圆柱齿轮的强度计算中，是按节点啮合进行接触强度计算的。（1）齿轮的齿形系数YFa与模数无关，与齿廓形状有关。（1）所有可用作制成零件的材料，其疲劳曲线都具有无限寿命区域。（0）零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之增大（0）两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值不相等。（0）键的截面尺寸b×h是按轴的直径d由标准中选定的。（0）由于载荷较大需要用两个平键时，它们应布置在同一母线上。（0）在渐开线圆柱齿轮传动中，相啮合的大小齿轮工作载荷相同，所以两者的齿根弯曲应力以及齿面接触应力也分别相等。（0）由于锥齿轮的几何尺寸是以大端为标准的，因此，受力分析也在大端上进行。（0）在相同的初拉力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。（1）普通螺纹用于联接时，一般多用粗牙螺纹。（1）三．选择题零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之（C）。A.增高 B.不变 C.降低 D.规律不定 (*3)在载荷和几何形状相同的情况下，钢制零件间的接触应力（A）铸铁零件间的接触应力，这是因为钢材的弹性模量（A）铸铁的弹性模量。大于 B.等于 C.小于两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值（A）。相等 B.不相等 C.是否相等与材料的几何尺寸有关螺纹升角增大，则连接的自锁性（C），传动的效率（A）；牙型角增大，则连接的自锁性（A），传动的效率（C）。提高 B.不变 C.降低5．在铰制孔用螺栓连接中，螺栓杆与孔的配合为（B）。A.间隙配合 B.过渡配合 C.过盈配合6.在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓组连接中，螺栓杆（C）作用。A.受切应力 B.受拉应力 C.受扭转切应力和拉应力 D.既可能只受切应力又可能只受拉应力 (*2)7．紧螺栓连接受轴向外载荷。假定螺栓的刚度Cb与被连接件的刚度Cm相等，连接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当外载荷F等于预紧力FA.被连接件分离，连接失效 B.被连接件即将分离，连接不可靠C.连接可靠，但不能继续再加载 D.连接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F8．设计键连接时，键的截面尺寸通常根据（D）按标准选择。A.所传递转矩的大小 B.所传递功率的大小 C.轮毂的长度 D.轴的直径9．与平键连接相比，楔键连接的主要缺点是（D）。A.键的斜面加工困难 B.键安装时易损坏 C.楔键紧后在轮毂中产生切应力D.轴和轴上零件对中性差10．型面曲线为摆线或等距曲线的型面连接与平键连接相比较，（D）不是型面连接的优点。A.对中性好 B.轮毂孔的应力集中小 C.装拆方便 D.切削加工方便11．带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系（A.F1=F2 B.F1-F212．V带传动的中心距与小大轮的直径一定时，若增大传动比，则带在小带轮上的包角将（C），带在大带轮上的弯曲应力将（C）。A.增大 B.不变 C.减小13．带传动中，主动轮圆周速度v1，从动轮圆周速度v2，带速v，它们之间存在的关系是（A.v1=v2=v B.v1>v>v214．在齿轮传动的设计计算中，对下列参数和尺寸应标准化的有（AG）；应圆整的有（CDE）；没有标准化也不应圆整的有（BFHIJ）。A.斜齿轮的法面模数mnB.斜齿轮的端面模数mtC.D.斜齿轮中心距a E.齿宽B F.齿厚s G.分度圆压力角H.螺旋角 I.锥距RJ.齿顶圆直径da15．材料为20Cr的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是（B）。A.整体淬火 B.渗碳淬火 C.调质 D.表面淬火16．将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是（A）为宜。A.滚齿、表面淬火、磨齿 B.滚齿、磨齿、表面淬火C.表面淬火、滚齿、磨齿 D.滚齿、调质、磨齿 (*3)17．在齿轮传动中，仅将齿轮分度圆的压力角增大，则齿面的接触应力将（D）。A.增大 B.不变 C.减小18．一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，则齿根弯曲应力（A）。A.σF1>σF2 B.σF1=σF219．影响零件疲劳强度的综合影响系数Kσ与（CA.零件的应力集中、过载和高温 B.零件的应力循环特性、应力集中和加载状态C.零件的表面状态、绝对尺寸和应力集中 D.零件的材料、热处理和绝对尺寸（*2）20．采用两个普通平键联接时，为了使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成（A）。A.相隔180掳 B.相隔120°~180掳 C.相隔90掳 D.在轴的同一母线上 21．（D）是开式齿轮传动最容易出现的失效形式。A.齿面点蚀 B.塑性流动 C.胶合 D.磨损22．在受预紧力的紧螺栓联接中，螺栓危险截面的应力状态为（D）。A.纯扭剪 B.简单拉伸 C.弯扭组合 D.拉扭组合23．传动比i大于1的带传动中，带中产生的瞬时最大应力发生在（A）处。A.紧边开始进入小带轮 B.松边开始离开小带轮C.紧边开始离开大带轮 D.松边开始进入大带轮 (*2)24．内齿轮的弯曲疲劳强度极限和接触疲劳强度极限是经持久疲劳试验并按失效概率（C来确定的。A.10% B.15% C.1% D.100%25．导向平键的主要失效形式是（D）。A.剪切破坏 B.挤压破坏 C.联合破坏 D.过度磨损26．锥齿轮的接触疲劳强度按当量圆柱齿轮的公式进行计算，这个当量圆柱齿轮的齿数、模数是锥齿轮的（B）。A.实际齿数，大端模数 B.当量齿数，平均模数C.当量齿数，大端模数 D.实际齿数，平均模数27．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用（A）。A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 B.螺钉联接 D.紧定螺钉联接28．某结构尺寸相同的零件，当采用（C）材料制造时，其有效应力集中系数最大。A.HT200 B.20号钢 C.20CrMnTi D.15号钢 (*3)29．渐开线花键的定心方式为（C）定心。A.外径 B.内径 C.齿形 D.齿顶 (*2)30．标准直齿圆柱齿轮传动，轮齿弯曲强度计算的齿形系数YFa只决定于（BA.模数m B.齿数z C.压力角伪D.齿宽系数ϕd 31．齿轮传动中将轮齿加工成鼓形齿的目的是为了（B）。A.减小动载系数 B.减小齿向载荷分布系数 C.减小齿间载荷分配系数 D.减小使用系数 (*3)32．当两个联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用（C）。A.双头螺柱连接 B.螺栓连接 C.螺钉连接 D.紧定螺钉连接(*2)33．被连接件受横向外力作用，若采用一组普通螺栓联接时，则靠（A）来平衡外力。A.被联接件接合面间的摩擦力 B.螺栓的拉伸和挤压C.螺栓的剪切和挤压 D.螺栓的剪切和被联接件的挤压 （*2）34．绘制零件的极限应力线图（σa-σA.σ-1，C.σ-135．工作时不松脱，同时可承受振动和变载荷作用的销联接，常选用（A）销。A.槽 B.开口 C.圆锥 D.圆柱36．有两对标准直齿圆柱齿轮传动，已知参数为I：m=4mm，z1=40，z2=120；II：m=8mm，z1=20，z2=60，在其他条件相同的情况下，齿轮的接触疲劳强度（ A.I<II B.I=II C.I>II D.III37．润滑良好的闭式齿轮传动，在下列措施中，（A）不利于减轻和防止齿面点蚀现象发生。A.采用粘度低的润滑油 B.提高齿面硬度C.采用加入添加剂的润滑油 D.降低齿面粗糙度值38．在斜齿圆柱齿轮传动设计中，（A）参数或尺寸应取标准值。A.法面模数mn B.端面模数mt C.分度圆柱螺旋角尾D.齿顶圆直径d39．设b1、b2分别为大小齿轮的齿宽（i1），则设计斜齿圆柱齿轮传动的b1与b2的关系为（A），设计直齿圆锥齿轮传动时b1与A.b1>b2 B.b1=b240．带在工作时产生弹性滑动，是由于（D）A.带不是绝对挠性体 B.带与带轮间的摩擦系数偏低C.带绕过带轮时产生离心力 D.带的松边与紧边拉力不等41．带传动采用张紧轮时，张紧轮应布置在（B）。A.松边内侧近小轮处 B.松边内侧近大轮处C.松边外侧近小轮处 D.松边外侧近大轮处 (*2)42．螺纹联接防松的根本问题在于（C）。A.增加螺纹联接的轴向力 B.增加螺纹联接的横向力C.防止螺纹副的相对转动 D.增加螺纹联接的刚度43．四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力max的值相等，而应力的应力比r分别为+1、0、-0.5、-1，则其中最易发生失效的零件是（D）。A.甲 B.乙 C.丙 D.丁44．在闭式软齿面圆柱齿轮传动中，小齿轮的齿面硬度应（A）大齿轮齿面硬度。A.大于 B.小于 C.等于 D.不确定45．螺纹的公称直径(管螺纹除外)是指它的（C）。A.内径d1 B.中径d2 C.外径d46．在螺纹联接中，广泛使用的联接是（A）联接。 A.螺栓 B.螺柱 C.螺钉 D.紧定螺钉47．材料的疲劳曲线通常是在（C）条件下经疲劳试验得出的。A.脉动循环变应力B.非对称循环变应力C.对称循环变应力D.非脉动循环变应力48．承受轴向载荷的紧螺栓联接，为降低应力幅（设螺栓刚度为Cb，被联接刚度为Cm）应（B）。A.同时减小Cb及CmB.减小Cb增大CmC.同时增大Cb及CmD.增大Cb减小Cm49．闭式软齿面齿轮的主要失效形式是（D）。A.压溃 B.剪断 C.磨损 D.点蚀50．V带的楔角是（A）。A.40° B.38° C.36° D.32° (*2)51．若采用两只楔键联接，则它们的分布是在周向相隔（A）。A.100°B.180° C.80° D.135°52．平键联接能传递的最大扭矩为T,现要传递的扭矩为1.5T,则应（D）A.把键长L增大到1.5倍 B.把键宽b增大到1.5倍C.把键高增大到1.5倍