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机械设计机械设计题库和答案一、填空题(每空1分共24分)1.螺纹的公称直径是指螺纹的大径，螺纹的升角是指螺纹中径处的升角。螺旋的自锁条件为。2、三角形螺纹的牙型角α＝60度，适用于联接，而梯形螺纹的牙型角α＝30度，适用于传动。3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久防松。4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b×h)是根据轴径d查标准来确定的,普通平键的工作面是侧面。5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使包角变大，从而使带的有效拉力值减小。6、链传动瞬时传动比是变量，其平均传动比是常数。7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核p，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核pv。10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器两大类。二、单项选择题(每选项1分,共10分)1.采用螺纹联接时,若被联接件之—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B。A螺栓联接；B双头螺柱联接；C螺钉联接。2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则D。A.当量摩擦系数越小，自锁性能越好；B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差；C.当量摩擦系数越大，自锁性能越差；D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好；3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键D布置。(1分)A在同—直线上;B相隔900;C．相隔1200；D相隔18004、普通平键联接强度校核的内容主要是A。A.校核键侧面的挤压强度;B.校核键的剪切强度；C.AB两者均需校核；D．校核磨损。5、选取V带型号，主要取决于D。A．带的线速度B．带的紧边拉力C．带的有效拉力D．带传递的功率和小带轮转速6、为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z1一定时,．应该限制A。A．小链轮的转速n1；B.传动的功率P；C.传递的圆周力。7、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以D。A．提高轮齿的弯曲强度；B.提高轮齿的接触强度；C.提高轮齿的静强度；D．改善传动的平稳性。8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用B。A．深沟球轴承B．圆锥滚子轴承C．角接触球轴承9、温度升高时，润滑油的粘度C。A.随之升高；B.保持不变；C．随之降低；D.可能升高也可能降低。10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于B。A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm三、计算题(38分)1、(15分)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数Ks＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分)1、螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为F0则由平衡条件可得(4分)螺栓危险截面的强度条件为于是得(4分(5分)图3-12、(13分)如图3-2所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动，电机功率P=10kW，转速n1＝970r／min，蜗杆传动参数z1＝2；z2＝60；直径系数q＝8；总效率η＝0．8，m＝8，右旋蜗杆，试计算：〔14分)(1)电梯上升时，标出电机转向；(2)标出蜗杆所受各力的方向；(3)计算蜗轮所受各力大小。图3-2图3-22、(13分)[解]1)电机转向箭头向上；(1分)2)蜗杆受各力方向如图(3分)FFa2(3分)(3分)Fr2＝Ft2·tanα＝9845tan20°＝3583N(3分)3、根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如图所示)，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr1＝1650N和Fr2=3500N。外加轴向力Fae＝1020N。(1)若派生轴向力Fd＝0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。FaeFae图3-33、(14分)[解]Fd1＝0.7Fr1＝0.7×1650=1155N(2分)方向向右Fd2＝0.7Fr2＝0.7×3500=2450N(2分)方向向左Fd1十Fae＝1155十1020＝2175＜Fd2故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。Fa1＝Fd2-Fae=2450-1020N=1430(2分)Fa2＝Fd2＝2450N(2分)(3分)(3分)分析题(20分)(10分)如图4-1传动系统，要求轴Ⅱ、Ⅲ上的轴向力抵消一部分，试确定：1)蜗轮6的转向；2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向；3)分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合点的受力方向。图4-1图4-1(3分)四、分析题(26分)1.(12分)(1)蜗轮6的转向为逆时针方向；(2分)(2)齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；(4分)(3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a)；蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。(6分)2、(14分)[解]画出的正确结构图如图。①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移1～2mm；⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm，轴颈右端面缩进去；⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右；⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。一、填空题(每空1分共31分)1、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50%2、三角形螺纹的牙型角α＝60度，适用于联接，而梯形螺纹的牙型角α＝30度，适用于传动。3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久防松。4、带传动在工作过程中，带内所受的应力有松紧边拉力产生的拉应力、和离心拉应力，最大应力发生在弯曲应力。5、链传动设计时，链条节数应选偶数(奇数、偶数)。链轮齿数应选奇数；速度较高时，链节距应选小些。6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按接触强度设计，按弯曲强度校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按弯曲强度设计，按接触强度校核。7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率η、轴承效率η2效率和搅油效率η3效率。其中啮合效率η1=，影响蜗杆传动总效率的主要因素是啮合效率。9、轴按受载荷的性质不同，分为转轴、心轴、传动轴。10、滚动轴承接触角越大，承受轴向载荷的能力也越大。二、单项选择题(每选项1分,共11分)1、循环特性r=－1的变应力是A应力。A．对称循环变B、脉动循环变C．非对称循环变D．静2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是(B)。A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度CmB．减小Cb．增大CmC．增大Cb和CmD．减小Cb和Cm3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是(A)。A．避免螺栓受附加弯曲应力作用B．便于安装C．为安置防松装置选取V带型号，主要取决于D。A．带的线速度B．带的紧边拉力c．带的有效拉力D．带传递的功率和小带轮转速5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y的主要几何参数是C。A．齿轮的模数B．齿轮的压力角C．齿轮的齿数D．齿轮的顶隙系数6、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数Mn＝4mm，齿数Z1=20，螺旋角β＝14032’2”，齿宽b1＝80，b2＝75mm，则该传动的齿宽系数φd等于—D—。A．0.852B．O.88C．0.8D．0.9077、同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，可以提高轴的A而不能提高轴的B。A．强度B．刚度8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用B。A．深沟球轴承B．圆锥滚子轴承C．角接触球轴承9、滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的B。A．磨损B．发热C．胶合D．塑性变形10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于B。A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm三、计算题(38分)1、(15分)有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力F0＝1000N，螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等，轴向工作载荷F=1000N，试计算该螺栓所受的总拉力F2＝?剩余预紧力F1＝?在预紧力F0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少?2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。巳知模数m＝8mm，蜗杆头数z1＝1，蜗杆分度圆直径d1＝80mm，蜗轮齿数z2＝40，卷筒直径D＝200mm，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数fV＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问：(1)欲使重物W上升1m,手柄应转多少转?并在图上标出手柄的转动方向。图3-2(2)若重物W＝5000N，手摇手柄时施加的力F＝100N，手柄转臂的长度L应是多少?图3-23、(10分)某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承，如图3-3所示。己知作用于轴承上的径向载荷Fr1＝1000N，Fr2＝2060N，作用于轴上的轴向载荷FA=880N，轴承内部轴向力Fd与径向载荷Fr的关系为Fd＝0.68Fr,试求轴承轴向载荷Fa1和Fa2。图3-3四、分析题(20分)1.(10分)如图4-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。(1)在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向。(2)为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向，并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向。(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。图4-1图4-12、(10分)指出图4-2中的结构错误(在有错处画○编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。答案一、填空题(每空1分共31分)1、50%。2、600、联接、300、传动。3、摩擦、机械、永久。4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力。5、偶、奇、小。6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。7、相同、不同、不同、不同。8、轴承效率η2、搅油效率η3、啮合效率。9、转轴、心轴、传动轴。10、轴向。二、单项选择题(每选项1分,共11分)1、A。2、B。3、A。4、D。5、C。6、D。7、A、B。8、B。9、B。10、B。三、计算题(38分)1.(15分)(5分)(5分)F1=F0(5分)F2=F(5分)(5分)F1=F0(5分)F2=F0F0F1=F2F1F1=F202、(13分)[解](1)i=z2/z1＝40设重物上升1m，手柄应转x转，则(5分)手柄的转动方向ω示于图中(3分)(2)总效率2分,L3分)(2)3、(10分)[解]7208C轴承的α＝150，内部轴向力Fd＝0.4Fr,Fd1＝0．4Fr1＝0.4×1000=400N(2分)方向如解所示向左Fd2＝0.4Fr2＝0.4×2060=824N(2分)方向如图所示向右Fd2十FA＝824十880＝1704＞Fd1故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。Fa1＝Fd2十FA=1704N(3分)Fa2＝Fd2＝824N(3分)四、分析题(20分)1.(11分)(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向如图(2分)。(2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向，蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6分)3.如下图所示为二级蜗杆传动，已知蜗杆3的螺旋线方向为右旋，蜗轮4的转向如图所示，轴I为输入轴，试求：（1）轴I和轴Ⅱ的转向（2）全部的蜗轮、蜗杆的螺旋线方向（3）蜗轮2和蜗杆3所受各分力的方向（注：要求蜗轮2与蜗杆3的轴向力方向相反）题八图答：（1）联轴器的键1应采用C型键联接，同时，键的布置应与齿轮轴段处的键在同一母线上；（2）轴承端盖与轴之间应有间隙并设计密封件；（3）左边轴承轴段与轴承端盖轴段之间应设计一个阶梯，不应为同一直径轴，以便于轴承安装；（4）左轴承端盖与轴承座间应有垫片；（5）左端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（6）齿轮宽度应略短于相应轴段长度1-2mm；（7）齿轮轴上的键长应短于轴段长度；（8）右端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（9）、右轴承端盖与轴承座间应有垫片；5.如图所示蜗杆蜗轮--级斜齿圆柱齿轮传动，Ⅰ轴为输入轴，已知蜗杆1的转向和蜗轮2的轮齿旋向如图所示。（1）在图中标出齿轮2、4的转向（3分）（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3、4的轮齿旋向（3分）（3）在图中标出齿轮2、3所受的圆周力、和轴向力、的方向。（4分）（1）齿轮2、4的如图所示。（2）3轮右旋，4轮左旋。（3）2、3两轮的各分力方向下图所示。Fa2⊙Ft2 Ft3 Fa3一、选择题（每小题1分，共15分，请将答案填入下表中）1、平键联接中的平键截面尺寸b×h是按C选定的。A.转矩 B.功率C.轴径 D.材料2、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于C。A.包角α1太小 B.初拉力F0太小C.紧边与松边拉力不等 D.传动过载3、在一定转速下、要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷，应该D。A.增大节距P和增加齿数Z1B.增大节距P和减小齿数Z1C.减小节距P和减小齿数Z1D.减小节距P和增加齿数Z14、在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是B。A.6208 B.N208C.30208 D.512085、在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动的是

D。A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器C.万向联轴器 D.弹性套柱销联轴器6、带传动张紧的目的是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.使带具有一定的初拉力7、仅受预紧力Fˊ作用的紧螺栓联接，其螺栓的计算应力σca=，将拉应力增30%的原因是考虑C。A.安装时可能产生的偏心载荷 B.载荷可能有波动C.拉伸和扭转的复合作用 D.螺栓材料的机械性能不稳定8、在一般工作条件下，齿面硬度HBS≤350的闭式钢制齿轮传动，通常的主要失效形式为

B。A.轮齿疲劳折断 B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合 D.齿面塑性变形9、一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2，其接触应力的大小关系是C。A.σH1<σH2 B.σH1>σH2C.σH1=σH2 D.可能相等，也可能不等10、斜齿圆柱齿轮的法面模数mn与端面模数mt的关系式，应该是C。A.mn=mtsinβ B.mn=mt/cosβC.mn=mtcosβ D.mn=mtcosα11、齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀通常首先发生在D。A.齿顶部分 B.靠近节线的齿顶部分C.齿根部分 D.靠近节线的齿根部分12、在下列四种型号的滚动轴承中，②必须成对使用。①.深沟球轴承②.圆锥滚子轴承③.推力球轴承④.圆柱滚子轴承13、联接螺纹主要要求__③____。①效率高②平稳性好③自锁性好④加工方便14、带传动的主要失效形式是____④__。①弹性滑动②冲击载荷下传动带拉断③磨损④打滑和疲劳破坏15、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动最经常出现的失效形式是___①___。①轮齿折断②齿面疲劳点蚀③齿面胶合④齿面磨损16、某厂运输带由转速1440r/min的电动机通过三套减速装置来驱动,其中a.双级直齿圆柱齿轮减速器;b.滚子链传动;c.V带传动。这三套减速装置的排列次序宜采用___③_____。电动机→a→b→c→运输带②电动机→b→a→c→运输带③电动机→c→a→b→运输带④电动机→b→c→a→运输带17、选择平键的剖面尺寸（b×h）是根据____①______。轴的直径②传递的扭矩③轴的转速④轮毂长度18、斜齿圆柱齿轮传动，螺旋角取得越大，则传动的平稳性____②______。①越低②越高③没有影响19、在轴的结构设计中，轴的最小直径是按___①_____来初步确定的。①扭转强度②弯曲强度③轴段的长度④轴段上零件的孔径20、直轴按其载荷性质可分为三种，只承受弯矩，而不承受转矩的称___心___轴；既承受弯矩又承受转矩的称___转_____轴。二、填空题1、带传动中,若主动轮圆周速度为Ｖ1,从动轮圆周速度为Ｖ2,带的线速度为Ｖ,则三者关系是：_Ｖ1__＞Ｖ＞__Ｖ2__。2、蜗杆传动除了作强度计算外，还须作热平衡计算，其根本目的在于防止胶合。3、齿轮传动时,两轮轮齿的齿面接触应力相等，而两轮轮齿的_齿根弯曲__应力不相等。4、在设计V带传动时，V带的型号是根据小带轮转速n1和计算功率Pc选取的。5、链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸越大，链传动的运动不均匀性越大。三、简答题（每小题5分，共10分）1、有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并说明其原因。答：V带传动→齿轮传动→链传动。V带传动在高速级可使有效拉力小，并且可以缓冲吸振。链传动在低速级传动的不均匀性和动载荷小。四、分析题（每小题10分，共20分）1、下图所示蜗轮蜗杆—斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆1的转动方向如图中n1所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。试分析：（1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向；（2）在图中画出蜗轮2的圆周力Ft2、径向力Fr2和轴向力Fa2以及斜齿轮3的圆周力Ft3、径向力Fr3和轴向力Fa3。五、计算题（共30分）1、计算下图所示两个机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出。（8分）五、计算题1、一机械传动装置，采用一对角接触球轴承，暂定轴承型号为7307AC。已知轴承载荷R1=1200N，R2=2050N，FA=880N，转速n=5000r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000h，试问所选轴承型号是否恰当？（注：70000AC型轴承的内部轴向力为0.7R；对70000AC型轴承，e=0.68；当A/R>e时，X=0.41、Y=0.87；当A/Re时，X=1、Y=0；fT=1；fF=1.5；7307AC轴承的径向额定动载荷C=32800N。）（14分）解：（1）先计算轴承1、2的轴向力A1、A2：两个70000AC型轴承的内部轴向力为因为 所以 ， （2）计算轴承1、2的当量动载荷：70000AC型轴承e=0.68，而所以X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为 （3）计算所需的径向额定动载荷C因两端选择同样尺寸的轴承，而P2＞P1，故应以轴承2的径向当量动载荷P2为计算依据。因为C2＜C，故所选7307AC轴承合适。2、某两端固定轴采用一对深沟球轴承(6208)，已知轴上的轴向外载荷Fa＝720Ｎ，径向外载荷Fr=2400N(对称布置)，ｎ＝1440r/min，fF＝1.2，fT＝1。额定动载荷C＝29500Ｎ，额定静载荷C0＝18000Ｎ，求该对轴承的寿命。求(1)两轴承的轴向力A1、A2(4分)(2)两轴承的当量动载荷P1、P2，并指出哪个是危险轴承?(6分)(3)计算轴承的寿命。(4分)FrLINKAutoCAD"F:\\ZHU\\KT\\CT5.DWG""OLE1"\p错误！未找到引用源。A/C0eA/R>exy0.0250.220.562.00.040.241.80.070.271.6题四——图3解：R1=R2=1200N（1）A1=Fa，A2=0。（2）A/C0=0.04，e=0.24,A1/R1=0.6>eX1=0.56，Y1=1.8,X2=1,Y2=0P=xR+yA；P1=1968N，P2=1200NP1＞P2轴承1危险h一、选择题（共30分、每小题2分）1、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（

C

）。A、链传动只用来传递较小功率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2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（C）。A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（

A

）。A．弹性柱销联轴器B．凸缘联轴器C.十字滑块联轴器D．万向联轴器4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（

C

）。A．进入大带轮处B．离开大带轮处C.进入小带轮处D．离开小带轮处5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案（A）为好。A．带传动齿轮传动链传动B．链传动齿轮传动带传动C．带传动链传动齿轮传动D．链传动带传动齿轮传动6．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7．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（

A）。A．螺栓联接B.双头螺柱联接C．螺钉联接D.紧定螺钉联接8．齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（

B

）。A．齿面磨损B．齿面点蚀C．齿面胶合D.轮齿折断9.不完全液体润滑滑动轴承，验算是为了防止轴承（B）。A.过度磨损B.过热产生胶合C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（A）。A．两端固定B．两端游动C．一端固定一端游动D．A，B，C均可以11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d1取标准，其目的是（B）。A．限制加工蜗杆的刀具数量B．限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化C．为了装配方便D．为了提高加工精度12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为（

B

）。A、转动心轴B、转轴C、传动轴D、固定心轴13、普通平键的主要失效是（

A

）。A．工作面被压溃或键被剪断B．工作面产生胶合破坏C.工作面产生过度磨损D．键被弯曲折断14、带传动产生弹性滑动的原因是由于（

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、带的紧边与松边拉力不等15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时，其工作面的摩擦状态是（C

）。A、完全液体摩擦状态B、干摩擦状态C、边界摩擦或混合摩擦状态D、不确定二、标准件（4题共12分，每小题3分）1、请按GB/T5781-2000标准标注出：公称直径为16mm、长60mm全螺纹六角头螺栓；并按GB/T41-2000的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母。螺栓M1660GB/T5781-2000螺母M16GB/T41-20002、请按GB/T1096-2003标准标注出：宽为18mm、高为11mm、长为100mm圆头普通平键；按GB/T119-2000标准标注出：直径为10mm，长为100mm，直径允差为d4，材料为35号钢，热处理硬度为HRC28～38，不经表面处理的圆柱销。键18100GB/T1096-2003销10100GB/T119-20003、根据下面所给出的轴承代号，指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、公差等级和游隙组别。（1）6308/C3 （2）7214B （3）30213/P46308/C3—表示内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，3组游隙。7214B—表示内径为70mm，02尺寸系列的角接触球轴承，接触角为40，0级公差，0组游隙。30213/P4—表示内径为65mm，02尺寸系列的圆锥滚子轴承，4级公差，0组游隙。4、根据下面所给出带、滚子链编号，指出这些零件的公称尺寸。（1）带：A1000GB/T11544-1997（2）链：08A—1—88GB/T1243—2006（注：此链的节距为0.5英寸）（1）A1000GB/T11544-1997：基准长度为1000mm的A型普通V带。（2）08A—1—88GB/T1243—2006：A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链三、问答题（4题共20分，每小题5分）1、简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处。2、当设计链传动时，选择齿数和节距时应考虑哪些问题？3、闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？4、在具有稳定输入、输出功率的机器上，转轴以定速转动，当不考虑外来冲击和载荷波动等作用时，请分别将内部受的是稳态应力或交变应力的零件的编号写入下面相应的分类中。A．机箱箱体的地脚螺栓；B．装有齿轮的旋转轴；C．轴上的齿轮；D．轴上的蜗杆；E．轴上的滚动轴承；F．轴上的平键；G．联轴器上的螺栓；H．轴上的销；I．联轴器；J．离合器；K．输出端的滚子链；L．输入端的V带．（1）受稳态应力的零件是：A、F、G、H、I、J（2）受交变应力的零件是：B、C、D、E、K、L、（3）利用摩擦工作的零件有：A、E、J、G、L四、分析题（8分）1、图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。（1）在下图中标出各轮转向。（2分）（2）为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。（3）在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力、轴向力和径向力的方向。（4分）（1）各轴转向如图所示。（2）3轮左旋，4轮右旋。（3）2、3两轮的各分力方向下图所示。Fa3Fr3Ft3Ft2Fr2Fa2五、计算题（2题共20分，每小题10分）1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（＝13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力，螺栓的相对刚度，按紧密性要求，剩余预紧力=1.8，为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强及每个螺栓连接所需的预紧力。1、计算每个螺栓允许的最大总拉力：计算容器内液体最大压强3、2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为=2000N，=4000N，轴上作用的轴向外加载荷=1000N,轴承内部附加轴向力的计算为=0.7，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比＞e时，X=0.41，Y=0.87，当≤e，X=1，Y=0，e=0.68，载荷系数fp=1.0，试计算：（1）两个轴承的轴向载荷FA1、FA2；2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。解：（1）轴承1为压紧端，轴承2为放松端…………………1分…….2分一、填空（每空1分，共20分）1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（）区；当N＜N0时，为（）区。2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（）。3．润滑油的（）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（）越大，则其内摩擦阻力就越大。4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（）。5．正是由于（）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（）和（）。6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（）很大，因此导致传动的（）较低、温升较高。7．链传动水平布置时，最好（）边在上，（）在下。8．设计中，应根据被联接轴的转速、（）和（）选择联轴器的型号。9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（）；而（）与（）之比称为偏心率。10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（）个键计算。二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）1．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。（）2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。（）3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（）4．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。（）5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。（）6．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。（）7．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。（）8．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。（）9．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点＝600MPa。（）10．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。（）三、简答题（每小题5分，共20分）1．简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？2．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？3．简述形成稳定动压油膜的条件？四、（15分）某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向力＝0.68，e＝0.68。当≤e时，X＝1，Y＝0；当＞e时，X＝0.41，Y＝0.87。问哪个轴承的寿命低？五、（15分）如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F＝5KN，各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷Fsmax。六、（20分）设计一个标准直齿圆柱齿轮传动，传动比i＝3.2，允许传动比有不超过±5％的误差。通过强度计算已确定中心距a＝320mm，模数m≥3mm，取齿宽系数＝1。试确定下列几何尺寸：m、z1、z2、d1、d2、b1、b2。（模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、…）一、填空（每空1分，共20分）1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（无限寿命区）区；当N＜N0时，为（有限寿命区）区。2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）越大，则其内摩擦阻力就越大。4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（添加剂）。5．正是由于（弹性滑动）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（打滑）和（带的疲劳破坏）。6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。7．链传动水平布置时，最好（紧边）边在上，（松边）在下。8．设计中，应根据被联接轴的转速、（转矩）和（直径）选择联轴器的型号。9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（相对间隙）；而（偏心距）与（半径间隙）之比称为偏心率。10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（1.5）个键计算。二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）1．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。（×）2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。（√）3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（√）4．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。（×）5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。（×）6．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。（√）7．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。（×）8．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。（×）9．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点＝600MPa。（×）10．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。（√）三、简答题（每小题5分，共20分）简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？答：因为在开式齿轮传动中，磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快，在点蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而一般不会出现点蚀现象。对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。四、解：（1）＝（N）―――――――――1.5分＝（N）―――――――――1.5分（2）（N）＜（N）故（N）――――――――――――――――3分（N）＞（N）故（N）―――――――――――――3分，则X＝1，Y=0。则＝4000（N）――――――――――――――――――3分＞e，则X＝0.41，Y＝0.87。则（N）―――――――――――――――――3分由于＞，故轴承1的寿命短。FT五、解：（1）将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T。FTT=500×F＝5×105×500＝2.5×106（N）―――――――4分在F作用下，各螺栓所受横向力为Fs1＝（N）―――3分在T作用下，各螺栓所受横向力也相等，为＝（N）――――――4分显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为（N）―――――――4分六、解：（1）由得取m=5（mm）（应为标准值）―――――――2分则＝128（1）―――2分（2）―――2分联立（1）、（2）解得，取，――――――4分（mm）―――――――2分（mm）―――――――2分（mm）――――――――――2分取（mm），（mm）――4分注：本题主要考察：m是否为标准值？是否满足？各参数和尺寸取值圆整是否合理？一、填空（每空1分，共20分）1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限与（循环次数）之间关系的曲线。7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速度）和（pv值）不超过许用值。10．在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件的挠性）联轴器，凸缘联轴器属于（刚性）联轴器。二、选择填空（每空1分，共10分）1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（3）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（2）。（1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；（3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。2．在通过轴线的截面内，（1）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（3）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。（1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆；（3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（4）；其表面接触疲劳强度主要取决于（1）。（1）中心距和齿宽；（2）中心距和模数；（3）中心距和齿数；（4）模数和齿宽。4、对于径向滑动轴承，（1）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（3）轴承必须成对使用。（1）整体式；（2）剖分式；（3）调心式；（4）调隙式。5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（4）。（1）增大链节距和链轮齿数；（2）增大链节距并减小链轮齿数；（3）减小链节距和链轮齿数；（4）减小链节距并增加链轮齿数。6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（1）联接。（1）普通平键；（2）半圆键；（3）楔键；（4）切向键。三、简答题（每小题5分，共20分）画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？答：主要经历三个阶段：磨合磨损阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段。2.简述齿向载荷分布系数和齿间载荷分配系数分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？答：系数考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响；系数考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。答：张紧力F0越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，从而降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。四、（15分）已知某材料的力学性能为：＝350MPa，m＝9，＝5×，对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1）＝550MPa，循环次数n1＝5×；（2）＝450MPa，循环次数n2＝2×；（3）=400MPa。求：发生疲劳破坏时，的循环次数n3＝？六、（18分）图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承。已知蜗杆所受轴向力＝580N，两轴承的径向力为：＝935N，＝1910N，载荷性质系数＝1.1。试计算两个轴承的当量动载荷。注：＊内部轴向力＝eFR，e＝0.36。＊当≤e时，X＝1，Y＝0；当＞e时，X＝0.41，Y＝0.87。八、（17分）图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示，输出轴功率PⅢ＝5KW，转速nⅢ＝157rpm，各轮齿数为：z1=25，z2=60，z3=22，z4=84，设效率为100％。在图中标出各轮转向，并计算各轴的转矩。为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向。在图中标出2、3两轮在啮合点处所受各分力(、Fr、Fx)的方向。

四、解：（1）由疲劳曲线方程得―――――――――3分―――――――－3分――――――――3分（2）根据Miner法则―――――――――－3分解得：――――――――――――3分五、解：（1）――2分――2分（2）＞故―――――――――――3分＜故―――――――――――――－3分（3）＞e，故，（N）――――――――――――――――――――――4分，故，（N）―――――4分六、解：（1）各轴转向如图所示。――――3分――1分―――――1分(rpm)―――――――――――――1分（rpm）―――――――――――――1分（Nm）―――――――――1分(Nm)―――――――――1分(Nm)――――――――――1分（2）3轮左旋，4轮右旋。―――――――――――――――3分（3）2、3两轮的各分力方向如图所示。―――――――――――――－―4分一、选择填空题〔每空1分，共25分〕1、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。2、已知某三线螺纹中径为9.5mm，螺距为1mm，则螺纹的导程为3mm。3、螺纹连接防松的实质就是防止螺纹副的相对转动。按照防松方法的工作原理可将其分为三类，分别是摩擦防松、机械防松、和永久防松。4、受轴向工作载荷的紧螺栓连接中，螺栓受到的总拉力F0与预紧力F′、残余预紧力F〞和工作拉力F之间的关系为b。a、；b、；c、。5、导向平键的工作面是键的两侧面，导向平键连接的主要失效形式是工作面的磨损。6、V带传动中带工作中最大应力产生在紧边进入小带轮处，其值为。7、齿轮传动中选取齿宽系数时，一般采用硬齿面齿轮时齿宽系数b采用软齿面齿轮时齿宽系数，齿轮相对于轴承对称布置时的齿宽系数a齿轮悬臂布置时的齿宽系数。a、大于；b、小于；c、等于。8、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是b,齿根弯曲应力的关系是a。a、>；b、=；c、<。9、按国家标准GB/292-1993规定，代号为32208的滚动轴承类型为圆锥滚子轴承，其内径为40mm，其精度为P0级。10、下列各种联轴器中，属于弹性联轴器的是d；属于可移式刚性联轴器的是a；属于固定式刚性联轴器的是b和c。a.万向联轴器；b.凸缘联轴器；c套筒联轴器；d弹性柱销联轴器。11、联轴器和离合器都是用来实现轴与轴之间的连接，传递运动和动力。但联轴器与离合器的主要区别在于联轴器需要在停车后才能实现轴与轴的结合或分离，而离合器可使工作中的轴随时实现结合或分离。二、问答题〔每题6分、计30分〕分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。答：普通螺纹自锁性能好，强度高（2分），主要用于连接（1分）。梯形螺纹效率比矩形螺纹略低，但牙根强度较高，易于对中，磨损后可以补偿（2分）；在螺旋传动中应用最普遍。（1分）分别说明硬齿面闭式齿轮传动和闭式蜗杆传动的主要失效形式与设计准则。答：硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断(1分)；其设计准则是按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度(2分)。闭式蜗杆传动的主要失效形式是齿面胶合、点蚀和磨损（1分）；其设计准则是按齿面接触疲劳强度条件计算蜗杆传动的承载能力，在选择许用应力时适当考虑胶合和磨损的影响，同时应进行热平衡计算（2分）。什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象？可否避免？它对带传动有何影响？答：由带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动(2分)。弹性滑动是带传动中不可避免的现象（2分）。它会引起以下后果：①从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，并随载荷变化而变化，导致此传动的传动比不准确。②损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高，并引起传动带磨损。（2分）齿轮传动中的载荷系数K为四个系数的乘积，K=KAKVKβKα，分别说明KV和Kβ的名称及引入该系数是为了考虑哪些方面的影响。答：动载系数（1分）Kυ考虑由于齿轮制造精度、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷影响系数（2分）齿向载荷分布系数（1分）Kβ考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数（2分）三、分析计算题（共25分）1、在图示电动绞车系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知蜗轮蜗杆均为右旋，并且设计时Ⅱ轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力能够相互抵消一部分，试回答下列问题(共16分)：①齿轮1的轮齿螺旋线方向是旋。（2分）②在图中用箭头表示出重物上升时齿轮1和齿轮2的转动方向以及齿轮2在节点A所受的轴向力的方向。（4分）③重物上升时，在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力、圆周力和径向力的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力的方向。（4分）④若起重量W=50000N，蜗杆头数z3=2，蜗杆分度圆直径d3=100mm，蜗轮齿数z4=60，模数m=5，卷筒直径D=300mm，传动效率η=0.75。试求节点B处Fa3和Fa4的大小。（6分）齿轮1齿轮1齿轮2ⅠⅡ·电动机××A·蜗杆3蜗轮4WBFt4Fa3Fa2n1n2Fr3×Ft3答：①左旋（2分）。②齿轮1、齿轮2的转动方向的方向如图所示(2分)，的方向如图所示(2分)。③各分力方向如图所示。（4分）④(3分)(3分)2、如图所示，某轴由一对7209AC轴承支承，轴承采用面对面安装形式。已知两轴承径向载荷分别为Fr1=3000N，Fr2=4000N，轴上作用有轴向外载荷A=1800N。载荷平稳，在室温下工作，转速n=1000r/min。该轴承额定动载荷C=29800N，内部轴向力S=0.4Fr，e=0.68，当量动载荷系数如下表所示。试计算此对轴承的使用寿命。（9分）Fa/Fr>eFa/Fr≤eXYXY0.410.8710答：内部轴向力方向如图所示（2分），S1=0.4Fr1=1200N(0.5分)S2=0.4Fr2=1600N(0.5分)因为A+S1>S2故Fa1=S1=1200N(1分)Fa2=S1+A=3000N(1分)比较两轴承受力，只需校核轴承2。Fa2/