机械设计模拟试卷

机械设计模拟试卷（一）填空题（15分）1、 有一受轴向载荷的紧螺栓联接,所受的预紧力F‘=6000N,工作时所受轴向工作载荷F=3000N,螺栓的相对刚度CC+飞二。・2,则该螺栓所受的总拉力F0=,残余预紧力F〃=.bm2、在包角a=180°,特定长度,工作载荷平稳的条件下，影响单根普通V带的许用功率P0的因素有、、.3、 在齿轮传动的载荷系数中，反映齿轮系统内部因素引起的动载荷对轮齿实际所受载荷大小影响的系数被称为

——R1 R2（15分）图示传动中，蜗杆传动为标准传动0=5mm,d=50mmz=3（右旋I,z=40；标准斜齿轮传动：=5mm,z=20,1 1 2 mn 3=50,要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求：Z1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。2）螺旋角的大小。七、结构改错，说明原因并改正（每小题2分，共10分）a）轴与滚动轴承 b）毡圈密封 c）过盈配合联接d）楔键联接 e）普通螺栓联接八、（10分）已知一滚动轴承受如图所示不稳定变载荷作用，其寿命指数e=3,载荷和轴承转数分别为：七=10000N,ni=50000；F2=2500N,n2=2000000；F3=5000N,n3=400000；F4=1250N,n4=15000000。求此轴承在载荷F/作用下的当量转数Nv。 若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好?三、（10分）如图示的蜗杆一斜齿圆柱齿轮传动，已知蜗杆转向（主动）及蜗轮齿的螺旋线旋向，试在图中直接标出：（1）、蜗杆1螺旋线方向和蜗轮2的转速方向 若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好?三、（10分）如图示的蜗杆一斜齿圆柱齿轮传动，已知蜗杆转向（主动）及蜗轮齿的螺旋线旋向，试在图中直接标出：（1）、蜗杆1螺旋线方向和蜗轮2的转速方向n2；（2） 、齿轮3、4的转向n3、n4和螺旋线的方向（要求中间轴轴向力抵消一部分）；（3） 、标出蜗轮2、齿轮3所受各分力的方向。刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D=155mm的圆周上，接合面摩擦系数四二0.12,摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）%=12。若联轴器传递的转矩T=1500N・m，问每个螺栓预紧力F'应为多大？（15分）五、（15分）直齿圆锥齿轮减速器的主动轴采用一对30207圆锥滚子轴承支撑。已知轴的转速n1=1450r/min,轴承的径向支反力R1=600N,R2=2000N,圆锥齿轮啮合时的轴向力FA=250N,计算轴承内部派生轴向力的公式S=R/2Y，取冲击载荷系数fd=1.1,温度系数ft=1.0,力矩载荷系数fm=1.5,轴承基本额定动载荷C=29400N,e=0.37,且当R/AWe时，X=1,Y=0；当R/A>e时，X=0.4,Y=1.6：现要求轴承的使用寿命Lh=20000h，试较核该轴承是否合用？ 'FVF HFFF机械设计模拟试卷2一、填空与选择填空题：（共15分）TOC\o"1-5"\h\z1、用于联接的螺纹是（ ），其原因是（ ）：2、 受轴向工作载荷F作用的紧螺栓联接，螺栓和被联接件的刚度分别为°1和C2，其预紧力为F'，则剩余预紧力F为（ ）；3、 形成流体动压润滑的必要条件是（ ）、（ ）和（ ）；4、直齿圆锥齿轮的强度可近似按（ ）强度进行计算；5、 阿基米德蜗杆传动在（ ）面上的模数m和压力角取a取标准；在该平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于（ ）与（ ）的啮合；6、 键的剖面尺寸是由（ ）确定的，而键长是由（ ）确定的；TOC\o"1-5"\h\z7、 滚动轴承的基本额定动负荷C是指（ ）；8、 闭式软齿面齿轮传动一般按（ ）设计，按（ ）校核。齿根弯曲疲劳强度B.齿面接触疲劳强度C.齿面磨损D.齿面胶合9、 标注螺纹时（ ）；A.右旋螺纹不必注明B.左旋螺纹不必注明C.左、右旋螺纹都必须注明D.左、右旋螺纹都不必注明10、对齿面硬度W350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（ ）；小齿轮齿面硬度＜大齿轮齿面硬度小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度小齿轮齿面硬度〉大齿轮齿面硬度小齿轮齿面硬度W大齿轮齿面硬度11、 齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与（ ）无关。A.模数mB.齿数zC.压力角aD.变位系数x11、一齿轮传动装置如图所示，轮2主动，轮1与轮3从动，则轮2的齿面接触应力按（ ）_而变化，齿根弯曲应力按（ ）而变化。A.对称循环B.脉动循环C.不对称循环 D.以上三种都不对二、分析题：简要回答以下问题（本大题共4小题，总计15分）1、 什么是带传动的弹性滑动现象？（本小题3分）2、 试写出一维雷诺方程表达式，并说明其中各符号的含义。（本小题4分）3、 试写出轴承代号7416E/p4的意义。（本小题4分）4、 说明闭式蜗杆传动的主要实效形式及设计准则。（本小题4分）

三、计算题（共30分）:图示托架受铅垂力F（N）,托架与托体之间的摩擦系数为口s,,可靠系数Kf=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［。］,按步骤列出螺栓根径d1的计算式。（15分）2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷Fr=5400N,七=2700Nn=1250r/min，运转时有轻微冲击fp",试计算这对轴承当量动载荷p和寿命L10h。轴承参数:d=20mm；or30500N；C^-28200N；°=0.35；Fa/FrWe,x=1,y=0；Fa/Fr>e,x=0.4,y=1.7,［注：七一F"2"）］ （本题15分）四、分析题（25分）：.图示为蜗杆一斜齿轮传动，蜗杆由电动机驱动，转动方向如图。已知蜗杆轮齿的螺旋线方向为右旋，为使II轴上的轴向力最小，试在图中标出:1.蜗轮2.斜齿轮3及4的齿斜方向；II轴上的零件所受各分力的方向；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B=150，求齿轮3、4所受各分力大小《机械设计》模拟试卷(三)一、 选择题(每题2分，共20分)1、 一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1,b1>b2,其接触应力的大小为：A).sH13sH2,B).sH1>sH2,C).sH1<sH2,D).sH1=sH22、 下列失效形式中的那一种为带传动的主要失效形式：A).皮带松弛，B).皮带颤动，C).弹性滑动，D).皮带打滑TOC\o"1-5"\h\z3、一般参数的开式齿轮传动，其主要失效形式是： 。A).齿面点蚀，B).齿面磨粒磨损，C).齿面胶合，D).齿面塑性变形4、带传动的中心距与两带轮直径之差保持一定时，若增大传动比，则小带轮上包角 。A).减小，B).增大，C).不变5、 圆柱齿轮传动中，在齿轮材料、齿宽和齿数相同的情况下，当增大模数时，轮齿的弯曲强度 。A).降低， B).不变，C).提高6、蜗杆传动中，蜗杆主动时的啮合效率为： 。A).渤 B).皿("耳) C).能。+外)D).皿F8,电7、 P和Z分别代表链传动中的节距和链轮齿数。当转速一定时，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应 。A).增大P和Z,B).增大P减小Z,C).减小P和Z,D).减小P增大Z8、 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能力随接触角a增大而 。A).增大，B).减小，C).不变， D).增大或减小随轴承型号而定9、对于渐开线圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算，一般以 处的接触应力作为计算应力。A).齿根， B).齿顶，C).节圆，D).齿端面10、一批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承， 。A).它们的寿命相同，B).90%的轴承寿命相同，C).它们的最低寿命相同，D).它们的寿命不相同二、 填空题(每空1分，共20分)1、受预紧力和轴向工作载荷的螺栓，其总拉力为与之和。2、普通平键的工作面是 ，工作时靠传递转矩。3、根据齿形不同，花键分为 、和三种。4、带传动的主要失效形式为 和两种。5、链传动中，链轮转速 、链节距、链轮齿数，则动载都将愈大。6 、 齿 轮 传 动 的主 要失 效 形 式

有、 、 、 、 五种。7 、滚动轴承常见的失效形式有、、 、三种。三、 问答题（每题2分，共14分）1、 拧紧螺纹联结为什么要考虑防松？防松方法分为哪几种？2、 带传动中，主动轮圆周速度、带速、从动轮圆周速度是否相等？为什么？试述齿轮传动计算动载荷中的系数KA、KV、Ka、KB、各是什么系数？它们分别考虑什么因素影响？皮带传动中心距取的过大与过小各有什么不利影响？轴的主要作用是什么？滚动轴承一般由哪几部分零件构成？各起什么作用？获得流体动压润滑的必要条件是什么？四、 分析及计算题1、（本题6分）如图所示为一传动系统，已知动力从锥齿轮1输入，转向如图所示。试判断：（1） 、蜗杆3的齿向及蜗轮4的转动方向；（2） 、锥齿轮1、2啮合处及蜗轮4蜗杆3啮合处各个力的方向。（题1图） 作2、（本题10分）已知一托架边板用四个螺栓与相邻机架联接（假设螺栓靠剪切传力）托架受一与边板螺栓组对称轴线相平行，大小为3500N的载荷作用，如图所示。试问：每个螺栓所受的力是多少？方向如何？（题2图）3、（本题10分）如图所示，齿轮轴由两个角接触球轴承支承，轴承承受径向载荷：Fr1=900N,Fr2=2100N,内部轴向力S=0.7Fr,轴向载荷Fa=900N。求：（1）、轴承1、2上所受的轴向力Fa1、Fa2,并标出内部轴向力S1、S2的方向；（2）、求轴承1、2上的当量动载荷P1、P2（已知P=fp（XFr+Yfa,fp=1.5）Fa/Fr0.7Fa/Fr>0.7XYFa/Fr0.7Fa/Fr>0.7XYXY100.410.85（题3图）4、（本题10分）一个由40Cr制成的零件，已知smax=185MPa,smin=-75MPa,bs=1,es=0.9,ks=1.3,s-1=351MPa,ys=0.3,ss=550MPa, 求此零件的疲劳安全系数和静强度安全系数。5、（本题10分）指出图中齿轮轴系上的错误，并简要说明理由。（题5图）《机械设计》模拟试卷（四）一、 名词解释1、 构件：2、 耐磨性：3、 运动副:4、 机器：5、 部件：二、 填空题装置和 装置组成。是否存在。、 。张紧装置。时，轴承所能承受的负荷。装置和 装置组成。是否存在。、 。张紧装置。时，轴承所能承受的负荷。和 。TOC\o"1-5"\h\z2、 渐开线齿轮的连续传动条件是 。3、 机构有无急回特性，完全取决于4、 齿轮的失效形式包括：、 、 、5、带传动张紧装置包括 张紧装置和6、 轴承的基本额定动负荷是指基本额定寿命为7、机构的死点位置是指 的位置。8、影响带传动有效圆周力的因素包括 、9、锥齿轮的标准参数位于10、斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是三、判断题1、 滚动轴承的寿命是指其完全失效前工作的总时间（）TOC\o"1-5"\h\z2、模数和压力角取标准值的齿轮称为标准齿轮。 （）3、 带的紧边拉力F1与松边拉力F2总存在如下关系："F2成。（）4、齿轮传动重合度越大，传动越平稳。 （）5、带传动在多级传动中，应放在低速级。 （）6、带传动的打滑一般发生在小带轮上。 （）7、凡能正确啮合的一对齿轮，均能满足连续传动的要求。 （）8、 齿轮传动的中心距（或分度圆直径）越大，齿面接触强度越高。（）9、 曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构总可通过改变机架相互转换。（）10、 机构传动角越小，传动越省力。 （）四、简答题1、 带传动产生弹性滑动的原因是什么？弹性滑动和打滑有什么区别？2、 齿轮传动的设计准则是什么？3、 蜗杆传动的常用散热措施有哪些？4、 滑动轴承有何特点？常用于哪些场合？5、 两轴相互平行的情况下采用什么类型的齿轮传动，并叙述其优点。6、 举例说明急回特性在生产中有什么意义？五、计算题1、 确定图中轴承(70000AC型)的轴向负荷已知.Ka=200N,Fr1=500N,F,2=700N(S=0.68F,)1么 28—一， 祈2、 图示为XDP3--11.2行星齿轮减速器传动简图。各轮齿数为Z1=29、Z2=59、Za=25、Zg=43、Zb=113。求传动比'ih六、改错题下图为一输出轴，试指出1~8标注处的错误。机械设计模拟试卷（五）姓名学号成绩姓名学号成绩填空题（每空1分，共30分）设计滚子链时，链的节数尽量取 、两链轮的齿数一般取滚子链在传动时，由于其多边形效应，链速是常用润滑剂有 、 、 三种。带传动传递的圆周力F与紧边拉力F1和松边拉力F2的关系是设计非液体润滑轴承的计算准则是8.牙嵌式离合器应在8.牙嵌式离合器应在时动作。双金属轴瓦是由 和 组成。滚动轴承的密封形式有 、带轮直径不宜过小是为了避免滚动轴承的密封形式有 、带轮直径不宜过小是为了避免蜗杆分度圆直径d1的计算公式是机械零件设计应满足的基本要求是带传动中，带受到 ，楔键联接的定心精度比平键联接齿轮传动的主要失效形式是 ，设计闭式软齿面齿轮传动时，一般应按度。进行斜齿轮强度计算时，齿形系数YF按、 。三种应力。， ， 。强度设计（求齿轮分度圆直径和宽度等），再校核确定。在轴和轴承孔轴线有一定偏斜时仍能正常工作的轴承叫选择题（共23分）自行车车轮轴是。A.心轴B.转轴C.传动轴图示a和b所示两根轴同样材料制成的轴，最小直径d相等，其疲劳强度D.采用依据D.采用依据r/D而定来进行轴向固定时，所能承受的轴向力较大。当轴上安装的零件要承受轴向力时，A.圆螺母 B.紧定螺钉 C.弹性当圈TOC\o"1-5"\h\z最常用来制造轴的材料是 。A.20钢B.45钢C.40Cr钢D.38CrMoAlA钢剖分式滑动轴承和整体式滑动轴承相比较， 不能作为其优点。结构简单，价格便宜B.安装方便C.间隙易于调整D.可用于重载、高速巴氏合金是用来制造 。单金属轴瓦B.双金属轴瓦C.含油轴承轴瓦D.非金属轴瓦两辆相同汽车，一辆用作长途汽车，另一辆用作市内公共汽车，每天同样工作16h，—年后，两发动机主轴承磨损量应该是 。没有明显差别B.前者大于后者C.后者大于前者D.没有一定规律在 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选的较高。重载B.高速C,T作温度较高D.承受冲击或变载—般机械中，主要采用 。平带传动B.V带传动C.多楔带传动D.圆形带传动10带传动（同步带传动除外）不能保证精确传动比的原因是 。A.带容易变形和磨损B.带在带轮上打滑C.带的弹性滑动D.带的材料不遵从虎克定律TOC\o"1-5"\h\z圆柱齿轮传动中，在齿轮材料、齿宽和齿数相同的情况下，当增大模数时，轮齿的弯曲强度 。降低B.不变C.提高—标准斜齿圆柱齿轮传动，已知齿轮传动的主要参数为:法面模数mn=6mm，齿数Z1=25，Z2=74,中心距a=300mm，主动小齿轮传递的转矩T1=150N.m，则作用在轮齿上的径向力Fr等于 N。（3分）A.728 B.720 C.684 D.643—标准直齿圆柱齿轮的齿距p=15.7mm，齿顶圆直径da=400mm，则该齿轮的齿数为。（2分）82B.80C.78 D.76键的剖面尺寸通常根据 来选择。传动转矩的大小B.传递功率的大小C.轮毂的长度D.轴的直径平键与楔键相比，它只能传递转矩，不能传递轴向力，其原因是。楔键端部具有钩头B.平面摩擦力小于楔面摩擦力C.安装时，楔键可沿轴向楔紧。TOC\o"1-5"\h\z设计高转速的轴时，应特别考虑其 。耐磨性B.疲劳强度C.振动稳定性D.散热性能很好地承受径向载荷和轴向载荷的联合作用。圆锥滚子轴承B.圆柱滚子轴承C.深沟球轴承D.推力球轴承正常情况下，滚动轴承的主要失效形式为 。滚动体和滚道的工作表面上产生疲劳点蚀B.滚动体碎裂C.滚道磨损D.滚动体和套圈间发生胶合。在载荷不平稳且具有较大的冲击和振动的场合，一般宜选用 联轴器。刚性B.弹性C.无弹性元件的挠性D.安全按基本额定动载荷通过计算选用的滚动轴承，在预定使用期限内，其失效概率最大为 。A.1%B.5%C.10%D.50%简答题（27分）什么是滚动轴承的当量动载荷？（5分）解释下列滚动轴承代号：6203/P6,7307B，所表示的滚动轴承的内径尺寸、精度等级。（8分）按弯曲强度计算轴强度时，当量弯矩公式M'=,-M2+（aT）2中a的作用是什么？如何取值？（7分）造成螺纹联接松脱的原因有哪些？写出两种螺纹联接防松方法。（7分）计算、改错题（20分）1,图示是由两块边板和一块承重板焊接成的托架。两块边板各用四个受剪螺栓与立柱联接，所受最大载荷为18kN，并已知螺栓的许用剪应力为28N/mm2，求螺栓直径最小为多少？（10分）2.指出图示轴系设计中的5处错误，并画出改进后的轴结构图。（10分）《机械设计》模拟试卷（六）选择题（每题2分，共20分）为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径r与轴肩处的圆角半径rl应有②关系。①r=rl； ②r>r1； ③r<rlTOC\o"1-5"\h\z带传动中，主动轮上的滑动弧是发生在带与带轮的 ② 。①绕进段 ②退离段 ③全部包围弧段1计算轴的当量弯矩公式中、=腴2+（以T）2中折算系数a，是考虑T对M的： ④。①大小不同 ②方向不同 ③类型不同 ④应力循环特性不同带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了 ④ 。①提高传动寿命； ②减小对轴的压力；③减小结构尺寸； ④提高摩擦力保证有一定承载能力非液体滑动轴承，其润滑状态通常为： ① 。①边界润滑②流体膜润滑 ③混合润滑 ④边界润滑或混合润滑蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止② 。①蜗杆机械性能下降 ②润滑油变性或齿面胶合③传动效率下降 ④蜗轮材料退火为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取③ 的措施。①增大螺栓刚度 ②适当减小预紧力③减小螺栓刚度 ④减小被联接件刚度TOC\o"1-5"\h\z只受预紧力作用的普通螺栓联接，螺栓危险剖面上单元体的应力状态为③ 。①简单拉伸 ②纯剪切 ③拉扭组合 ④拉弯组合转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据来④进行计算或校核。①抗弯强度； ②扭转强度； ③扭转刚度； ④弯扭合成强度对液体动压轴承需要足够的供油量主要是为了① 。①补充端泄油； ②提高承载能力；③提高轴承效率； ④减轻磨损填空题（共20分，每小题2分）在带、链和齿轮组成的多级传动中，带传动宜布置在高速级。需成对使用的滚动轴承类型有角接触球轴承、圆锥滚子轴承 。对于链速v<0.6m/s的低速链传动，因其主要失效形式是链条的静力拉断 ，故应按静强度条件进行计算。当被联接件之一很厚、且该联接需经常拆卸时，应采用双头螺柱 联接；当用螺纹联接件联接轴和轴上零件时，常采用 紧定螺钉 联接。如需在同一轴段内安装一对平键时，应将它们布置在1800位置。

计算载荷Fca、名义载荷F和载荷系数K的关系式Fca=KF ，强度计算时应该用 计算载荷载荷。实际的轴多做成阶梯形，这主要是为了轴上零件定位及装拆方便 。滚动轴承额定寿命是指该型轴承有10 %发生点蚀失效前的总工作转数。联轴器只有在机器停机 时才能结合和断开两轴的联接；在机器运行中要进行轴的分离和接合，需要采用离合器。闭式齿轮传动的主要失效形式是轮齿折断、 齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。如图所示二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，I、III轴分别为输入和输出轴。已知1轮的转向和螺旋线旋向,欲使II轴上两轮的轴向力抵消一部分，要求：1） 画出2、3、4轮螺旋线旋向；（3分）2） 画出2、3轮的圆周力、轴向力和径向力的方向及2轮的转向。（7分）Ft3FFt3Ft4虫=61!（h-h）试用液体动压润滑的一维雷诺方程dx h3 0（p一油膜压力，1一液体动力粘度，V一动板速度,h，h0,X如图所示）说明：产生动压油膜的必要条件有哪些？（3分）h,画出动板速度V的方向以及定性画出入口处、出口处、pmax对应o处油层速度分布图。（5分）定性画出平板液体动压油膜压力沿X的分布图。（4分）解：1）收敛的间隙；2）足够的带油速度；3）油的粘度足够大如图所示螺栓联接中采用两个M20的螺栓，其小径d1=17.294mm，螺栓许用拉应力付］=160MPa，被联接件结合面的摩擦系数f=0.20，可靠性系数Kf=L2。试计算联接容许传递的静载荷Qo（12分）

解：由结合面不滑移得：m礼七>七。（4分）4x1.3xFr,0<［。］由螺栓强度得： 叫 （5分）其中m=2,z=2解得Q<”273N（1分）（2分）某矿车自重1KN,载重3KN,矿车的两根同样的车轴各支承在同样的一对车轮上,支承距a=600mm,轨距b=900mm,其中m=2,z=2解得Q<”273N（1分）（2分）■ 600 a900M=900—600X（Al!）x1000=150000Nmm（4分）（4分）最大弯矩 2 2x2（4分）（4分）7 :M'150000d>3, =3 =27.75mm0.1x[c] \0.1x70车轴危险断面的直径一工程机械中的传动装置，根据工作条件决定采用一对圆锥滚子轴承，并暂定轴承型号为30308,已知轴承载荷R1=2400N,R2=5000N,轴上的轴向载荷Fa=800N,轴转速n=500r/min，运转中取载荷系数fp=1.5，预期寿命L’h=12000小时，试求：两轴承的轴向力A1,A2 （4分）两轴承的径向载荷系数x1,x2以及轴向载荷系数y1,y2（4分）两轴承的当量动载荷P1,P2（4分）该轴承是否满足寿命要求？（2分）（注：30308轴承：额定动载荷C=90800N，额定静载荷C0r=108000N,e=0.35,y=1.7。TOC\o"1-5"\h\zA、 A>e <e