机械设计考试复习题(2024)(计算题复习资料)

《机械设计》考试复习题

一、填空题：

I零件强度计算中的许用平安系数是用来考虑0

2一个零件的磨损大致可以分为磨损、磨损、磨损三个阶段，在设计和运

用时，应力求、、O

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0

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o

5用四个皎制孔螺栓联接两个半凸缘联轴器，螺栓均布在直径为20mm的圆周上，轴上转矩

为100N-m,每个螺栓受的横向力为No

6仅承受预紧力的紧螺栓狭接强度计算时，螺栓的危急截面上有—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，,o其对应的防松装置有,—,

8当采纳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），个另！状况

下会出现键的剪断。

10选择一般平键时，键的截面尺寸（bXh）是依据—查标准来确定；一般平键的工作

面是。

11带传动中，打滑是指,多发生在____轮上。刚起先打滑时紧边拉力

F.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，宜将松边安置在一方。带传动一周过程中，带所受应力的大小要发生一

一次变更，其中以—应力变更最大，而—应力不变更。

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3尸常数，也只有当____________时，从动轮的角速

度32和传动比才能得到恒定值。

15开式链传动的主要失戏形式是。

16链传动工作时，其转速越高，其运动不匀称性越____，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____o

18链传动的一传动比不变，传动比是变更的。

19齿轮传动强度设计中，。H是应力，［。］｝］是应力，。F是应力，

［。］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

齿担当。

23减速蜗杆传动中，主要的失效形式、、、和，常发生在。

24蜗杆传动中，由于,须要进行计算，若不能满意要求，可实行

25蜗杆传动工作时，作用在蜗杆上的三个啮合分力通常最大。

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o

28推力球轴承，中系列，内径d=40mm,一般级精度，此轴承代号是；深沟球轴承,

轻窄系列(2),D级精度。内径d=10mm,此轴承代号是。

29滚动轴承的基本额定均载荷是指，某轴承在基本额定动载荷

作用下的基本额定寿命为o

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L是系数，它与有关；

Kv是系数,它与有美；降是系数，它与有美。

34在齿轮传动中，主动轮所受的圆周力F”与其回转方向,而从动轮所受的圆周

力上与其回转方向O

二、选择题：

2

35一钢制零件材料的疲惫强度极限。F152N/mm,取寿命指数m=9,应力循环基数N0=5X10%

则当应力循环次数N=8X地时，材料的疲惫强度极限。后N/mm\

A144;B152;C160.

35采纳螺纹连接时，若被连接件之一厚度较大，且材把较软，强度较低，须要常常装拆，

则一般宜采纳:

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，口J能小；D相等。

37为了减轻摩擦副的表面疲惫磨损，下列措施中，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--螺栓联接拧紧后预紧力为QP，工作时又受轴向工作拉力F,被联接件上的残余预紧力

为QP',则螺栓所受总拉力Q等于。(Cb/(Cb+。)为螺栓的联接相对刚度)

AQp+F；BQp'+F；

CQP+QP'；DQP，+FXCb/(Cb+Cin)o

39用于薄壁零件连接的螺纹，应采纳。

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纳双键。运用两个平犍时要求键布置。

A在同始终线上；B相隔90°；

C相隔120°；D相隔180°。

41标准平键的承载实力通常取决于o

A健的抗剪强度；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，可采纳联接。

A一般平键；B半圆键；C导向平键；D随意。

43带传动采纳张紧轮的目的是。

A减轻带的弹性滑动；B提高带的寿命；

C变更带的运动方向；D调整带的初拉力。

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带传动时发觉V带根数过多，可采纳来解决。

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带传动采纳张紧轮的目的是o

A减轻带的弹性滑动；B提高带的寿命；

C变更带的运动方向；D调整带的初拉力。

47带传动不能保证精确的传动比，其缘由是o

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，链节数常采纳偶数，这是为了使链传动o

A工作平稳；B链条与链轮轮齿磨损匀称；

C提高传动效率才；D避开采纳过渡链节。

49链传动设计中，当我荷大、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卷传动的中心距一般取为C。

A.(10〜20)pB.(20-30)DC.(30〜50)pD.(50〜80)D

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o

A增大蜗杆的直径系数；B采纳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1，从动轮圆周速度2,带速，它们之间存在的关系

是一

A|-2-；B1>>2；

CIVv2：D>1>2；

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V,则承载实力,而发

热。

A增大；B减小；C不变。

54一蜗杆传动，已知模数〃-4mm,蜗杆头数4=1,蜗轮齿数Z2=5O,直径系数q=10,则

该传动中心距。等于ninio

A.124B.125C.120D.130E.140

55动压滑动轴承能建立动压的条件中，不必要的条件是o

三、推断题

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起先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，链速是变更的。（）

71在肯定转速下，要减轻链传动的运动不匀称性，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缘由是链条磨损后链节增大，以及大链轮齿数过多。（）

73按齿面接触疲惫强度设计计算齿轮传动是，若两齿轮的许用接触应力［。nl^f。川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、热处理状况相同，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，则油膜的承载实力越高。（）

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IO"转时，轴承的90%不发生

疲惫点蚀。（）

78滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承的寿命的平均值。（）

79工称接触角a=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作，通常采纳基轴制。1）

81套简联轴器中，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，十字滑决联轴器只适应于转速较低的场合。

（）

83轴的结构设计中，一般应尽量避开轴截面形态的突然变更。宜采纳较大的过渡圆角，也

可以采纳内圆角，凹切圆角。（）

84在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数九则传动效率提高。1）

85在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数，将使传动效率降低。（）

86用i=ch/d】计算蜗杆传动比是错误的。（）

87两带轮直径肯定时，减小中心距将引起带的弹性滑动加剧。1）

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确定性的作用？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带传动减速工作时，带与小带轮之间的摩擦力和带与大带轮之间的摩擦力两者大小是否

相等？为什么？带传动正常工作时的摩擦力与打滑时的摩擦力是否相等？为什么？

94齿轮传动设计中，小齿轮齿数Zi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，Zi的选择有何不同？

93齿轮传动中，载荷分布不匀称系数KH与哪些因素有关？如减小K-值可以实行哪些措施？

94一对标准直齿圆柱齿轮传动，其参数m=3mm,Z尸20,Z尸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，齿根弯曲疲惫强

度和齿面接触疲惫强度有什么变更？

（2）若改取m=2nun,Z=30,Z2=120,其余条件不变时，齿根弯曲疲惫强度和齿面接触劳

强度有什么变更？

95在齿轮传动设计中，若不满意。”W［OH］的要求，请指出两种改进措施；若满意。HW

［。司的要求，而不满意。FW"F］的要求，将如何改进设计？

96齿轮传动设计中，小齿轮齿数Zi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，Zi的选择有何不同？

97与一般V带相比，窄V带的截面形态及尺寸有何不同？其传动有何特点？

93滑动轴承上开设油孔和油槽时应留意哪些问题？

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依次,

并说明其缘由；

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

是否可以避开？

100当计算滑动轴承时，若温升过高，可实行什么措施使温升降低？

100滚动轴承的基本额定动载荷与当量动载荷有何区分？

101联轴器、离合器、平安联轴器和平安离合器有何区分？各用于什么场合？

102轴的三种强度计算方法各有何区分？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？如何适当限制松边的卜・垂度？

104链传动产生运动不匀称性的缘由是什么？

104某套筒滚子链传动由于磨损导致链条节距增加，出现跳齿和脱链的现象，请问你可以实

行哪些措施改善这种现象

105与史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？

106齿轮传动有哪些润滑方式？它们的运用范围如何？

107与齿轮传动相比，为什么说期杆传动平稳，噪声低？

108蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力八与蜗轮所受的阴周力%是否相等？蜗杆所受的轴向

力Fai与蜗轮所受的轴向力Fg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依次,

并说明其缘由。

110某——般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肯定的硬度差？

五分析计算题

1、如图所示支架用4个般螺栓连接在立柱上，已知载荷P=12400N,连接的尺寸参数如

图所示，接合面摩擦系数『=02螺栓材料的屈服极限。s=27（）N/mm2,平安系数S=1.5,螺

栓的相对刚度，防滑系数Ks=1.2。试求所需螺栓小径5。

p

立o

回

解：解：（1）螺栓组连接承受的倾覆力矩（顺时针方向）为

M=/?xl50=l2400x150=1860000N•mm

（2）在倾覆力矩M的作用下，左边两螺栓受力较大，圻受载荷Fmax为

1860000X—

--------J=5812.5N

m

4X

i=1

3）在横向力P的作用下，支架与立柱接合面可能产生滑移，依据不滑移条件

即2KF

可得

(1)左边螺栓所受的总拉力F2为

居=R+―5—Fnvdx=18600+0.3x5812.5=20343.75N

2u「「max

5+

(2)螺栓的许用应力为

[a]=^=—=\S0MPa

s1.5

螺栓危急截面的直径（螺纹小径5）

4x1.364xl.3x20343.75

4N13677/nm

加b]4x180

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K,=l,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d的计算式。

H

F

解：1）求预紧力Fo'：不下滑条件：4F0・f2k,F・•・&'2上

4/

(2)求工作载荷F'：F===

kF

⑶求总载荷F2=Fo'+F'=+0.2F'

4/

(4)求出:由公式W［。］Ad)2

3如图所示为一铸铁支架固定在水泥地基上，受载荷

Rk5000N,方向如图。支架与地基间的摩擦系数因=0.4,

设螺栓材料为35号钢,许用应力[o]=80MPa,螺栓的相

对刚度，牢靠系数路=1.2。其他尺寸见图。为保证正常工

作，螺栓的根径5至少要为多少？

解1.求F

4F,乂之勺&

>37500/V

+0.3x1500=37950N

5

4.螺栓组联接的二种方案如图所示，已如外载荷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？

解：把外载荷R向螺栓组连接的结合面形心简化，则该螺栓组连接受有横向载荷R和转矩

T=RL作用。在两个方案中横向载荷R使螺栓组中的每个螺栓受到的横向载荷相等，都等

于R/3,且具有相同的方向；但由于螺栓布置方式不同，转矩T使两个方案中的每个螺栓受

到的横向载荷却不同。因此，在两个方案中受力最大螺栓所受的横向载荷是不同的。

（1）方案a中：

螺栓3受力最大，所受的横向载荷

尸—%33+要=+同R=2.833R（5分）

(b)

方案b中：

螺忘5受力最大，所受横向载荷为

=+22坐cos30

FssdFSRS+FSTS+2FSRSF5T5»cc>sa

33a

=I.962R（4分）

（2）比较两个方案中受力最大螺栓受力，明显方案（b）中受力最大的螺栓受力最小，而且从受力

分析图中可以看出，方案（b）中的三个螺栓受力较均衡，因化方案（b）较好.（5分）

5图示传动中,蜗杆传动为标准传动:游5nim,a=50mm,4=3（右旋），4=40；标准斜齿轮传动mn=5mm,

4=20,Z4=50,要求使轴J/的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求：

1）斜齿轮3、4的螺旋线方向；

2）在图上标出II轴上零件所受分力的方向；3）螺旋角冽的大小。

解：1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。2）略（6分）

3)

%=Fl3tan//=^-tan/?=

4

（=砧小

因为艮|=|七|,所以

2工24tan夕cosl

4F

mz5x20

sinP=n3==0.15

J.Z.77:八4()

11'50x——x1

3

/?=8.626°=8°3737"

6某减速器轴上装有一对30312轴承,已查出C=101000、L推断系数e=0.30,x=0.4,y=2,

轴的转速n=10000rpni,受力如图，己求出两轴承的径向支反力Fn=6000N,Fr2=8000N,齿轮

的轴向力FA=1000N,载荷系数fd=l,试求轴承寿命为多少小时？

解:1）求Fsi、FS2：I哈二餐6询

=1=S000=2(X)ON

2y2x2

2).求Fai、Fa2：

・

••FA+FV2=1(XX)+2000=3(X]0>Fd=15()0N

:.「Fai=FA+Fs2=10(X)+2000=3000N(被压紧)

\Fa2=FS2=20(X)N(被放松)

3).求Pl、止：

_^_=3000=05><?=03

F,16000

<=£/(*+yF(i])=1X(0.4X6(XX)+2x3(XX))=刷X)N

_^=2000=025<^=03

Fr28000

Vx=ly=0P2—力工2=1x8000=8000N4).求Lhio:

VP,>P2.••只求轴承1

7106cio6J01000y,.

Lio=-----(-)=---------------(-----------)A3=6637小时lI(

‘°60/7片60x100008400

7轴系由一对圆锥滚子轴承支承（基本额定动载荷CF57700N）,轴的转速〃=1380i7min,已

求得轴承的径向支反力为：忆i=40（）0N,居2=6000N,轴向外载荷”A=860N,载荷系数黄=1.2。

求轴承寿命为多少小时？

（轴承e=0.3,时X=0.4,Y=2）

%

解：七=7；,/2/=4000/(2x2)=1000N

展2=/2r=6000x(2x2)=1500N

%+仄=1000+860=1860〉心,2轴承压紧。

所以，居i=&=l°0°N,工2=1860N0分)

工J5=1000/41X)0=0.25<e

6"(X15+K居=1.2x4000=4800N

居2/42=1860/6000=0.31>«,x-Q4,Y.=2

P2=\.2X(0.4x6000+2xI860)=7344N

应按2轴承校核，因鸟>6

16670/C、£1667057700.

-----(—)=-----x(-----产0/3=11647h

/:P、13807344(8分)

8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的螺旋线方向；

2).I【轴上的零件所受各分力的方向；

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B=15°,

求齿轮3、4所受各分力大小。

右旋

2.图示;

T.二38200N・〃z

3.500

Ft3=2=7640/V=-FI4

134/210/2/4

%—•黑T7640x,=2878.821

匕3=F^igp=7640x吆15。=2047N=-Fa4

9一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷0二分00/V,

FA=27007Vn=1250r/min,运转时有稍微冲击了"=1.，试计算这对轴承当量动载荷p和

寿命Loh。轴承参数：d=20mm；G=30500N；Cr=28200AT.^=0.35；Fa/Fr^e,

x=l,y=0；Fa/Fr>e,x=0.4,y=1.7,［注：工=工心丫）］

$1、S2方向如图所示

5,=Frl/(2Y)=1058.82Af,“="23)=529.41N.

•••F/1+S|>$2,/.轴承2受压，

F.=5,=1058.82NF.=5,+F,=3758XIN

uII•♦«XI/I•9

FJF八=1058.82/3600=0.294<e,x_!5y_0

P}TH】=3960N

F./F.=3758.82/1800=2.09>6?「

a2r-,X2=0n./41,y2=1.7

P2=fpx(x2-Fr2+y2xFa2)=1.1x(0.4x1800+1.7x3758.82)=7109.99^

P=P=71()9.99/V

2（5分）

X10/3

,166701667028200

L\0h=------=1317.1/?

n1250<7109.99；

1（）有一60000类轴承，依据疲惫寿命计算，预期寿