机械设计基础试题Word下载.docx

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9．齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。

10．直径较小的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮和轴做成一体，称为。

三、简答题：

本大题共6个小题，每题5分，共30分。

1．简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种？

2．提高螺栓联接强度的措施有哪些？

3．闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分？

4．简述带传动的优点？

5．链传动的主要失效形式有哪些？

6．滚动轴承的基本类型有哪些？

四、计算题：

本大题只有一个小题，满分14分

下图表示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N，若取接合面间的摩擦系数ƒ=0.2，可靠性系数KS=1.2，螺栓材料的的许用应力[σ]=120N/mm2，螺栓的小径d1=17.294mm。

试校核螺栓的强度。

五、结构改错题：

请用圆圈标出错误的位置，满分16分

标准答案纸

一、选择题：

1－5：

BCBDC6－10：

DBDDD

二、填空题：

1．弯矩，转矩

2．深沟球轴承，17

3．大于，大齿轮齿宽b2

4．两侧面，上下面

5．基孔，基轴

6．静应力，变应力，循环变应力

7．三角形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹

8．开式传动，闭式传动

9．齿面接触强度

10．齿轮轴

三、简答题：

1．螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。

2．降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；

改善螺纹牙间的载荷分布；

减小应力集中；

避免或减小附加应力。

3．闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：

轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。

4．适于中心矩较大的场合；

……………1分

带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；

过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防止损坏其他零件；

…………2分

结构简单、成本低廉……………1分

5．链板疲劳破坏；

滚子套筒的冲击疲劳破坏；

销轴与套筒的胶合；

链条铰链磨损；

过载拉断。

6．调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。

……………0.5分

共八处错误

《机械设计》课程试题

（一）

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（ 

）。

2、三角形螺纹的牙型角α＝（ 

），适用于（ 

），而梯形螺纹的牙型角α＝（ 

3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（ 

）防松、（ 

）防松和（ 

）防松。

4、带传动在工作过程中，带内所受的应力有（ 

）、（ 

）和（ 

），最大应力发生在（ 

5、链传动设计时，链条节数应选（ 

）数（奇数、偶数）。

链轮齿数应选（ 

）数；

速度较高时，链节距应选（ 

）些。

6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按（ 

）设计，按（ 

）校核；

硬齿面闭式齿轮传动一般按（ 

）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（ 

），材料的许用接触应力（ 

），工作中产生

的齿根弯曲应力（ 

），材料的许用弯曲应力（ 

）。

8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率η

、（）效率和（）效率。

其中啮合效率η

=（），影响蜗杆传动总效率的主要因素是（ 

）效率。

9、轴按受载荷的性质不同，分为（ 

）、 

10、滚动轴承接触角越大，承受（ 

）载荷的能力也越大。

得分

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（）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（ 

A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm 

B．减小Cb．增大CmC．增大Cb和Cm 

D．减小Cb和Cm

3、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．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

4、选取V带型号，主要取决于（）。

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（）。

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（ 

A．0.852 

B．O.88 

C．0.8 

D．0.907

7、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（ 

）而不能提高轴的（ 

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

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（ 

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（ 

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。

（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?

3、（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。

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。

2、（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。

答案与评分标准

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,带绕进小带轮处。

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、啮合效率、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。

1、A。

2、B。

3、A。

4、D。

5、C。

6、D。

7、A、B。

8、B。

9、B。

10、B。

1.（15分）

2、（13分）

[解] 

（1）i=z2/z1＝40

设重物上升1m，手柄应转x转，则手柄的转动方向ω示于图中（3分）

（2）

（总效率2分,L3分）

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 

1.（10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）

2、（10分）[解] 

画出的正确结构图如图。

①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。

②轴承盖与轴之间应有间隙。

③轴承内环和套简装不上，也拆不下来。

④轴承安装方向不对。

⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。

⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。

⑦轴承内圈拆不下来。

每指出1个错误得1分,满分5分；

每改正1个错误得1分,满分5分。

《机械设计》课程试题

（二）

一、填空题（25分）[每空1分]

1、 

滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在 

或 

情况下。

2、dn值大的滚动轴承应采用 

润滑，而dn值小的滚动轴承可采用 

润滑。

3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有 

4、混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应校核 

、 

值。

5、列举两种刚性联轴器的名称，并说明是否具有补偿轴向。

径向或角向位移的能力：

， 

。

6、轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称 

轴；

只承受扭矩称　　　　　　轴；

承受弯矩和扭矩称　　　　轴。

7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝　　　　；

标准模数和压力角在　 

　；

受力分析和强度计算用　 

　直径。

8、带传动的主要失效形式为　 

　　和　 

　　。

9、带工作是截面上产生的应力有 

。

10、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是 

等的，大小齿轮的弯曲应力是 

等的。

二、选择题（11分）[每空1分]

1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为 

A.Ф30H7/k6 

B.Ф30H7 

C.Ф30k6

2、下列滚动轴承密封装置，其中　　　是属于接触式密封，而　　　　是属于非接触式密封。

Ａ.毡圈密封　　Ｂ.甩油环　　Ｃ.密封环　　Ｄ.缝隙密封

3、在　　　　情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。

Ａ.重载　Ｂ.高速　Ｃ.工作温度　Ｄ.高承受变载或冲击振动载荷

4、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称　　　　。

Ａ.液体摩擦　Ｂ.半液体摩擦　Ｃ.混合摩擦　Ｄ.边界摩擦

5、半圆键联接当采用双键时两键应　　　　布置。

Ａ.在周向相隔９０oＢ.在周向相隔１２０o　Ｃ.在周向相隔１８０o　Ｄ.在轴向沿同一直线

6、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应　　　　　。

　　Ａ.增加螺栓刚度。

　Ｂ.降低螺栓刚度。

　Ｃ.降低被联接件刚度。

7、弹簧Ａ的刚度为Ｋ１，弹簧Ｂ的刚度为Ｋ２，两弹簧并联的刚度为　　。

Ａ.Ｋ１ＢＫ２Ｃ.Ｋ１＋Ｋ２Ｄ　Ｋ１Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）

8、强度等级为６.8级的螺栓材料σｓ＝　　　　　ＭＰａ。

Ａ.　６００　Ｂ.　８００　　Ｃ.　６８０　Ｄ.　４８０

9、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取　　　　　。

Ａ.　任意值　　Ｂ.　等于链节长度的偶数倍 

Ｃ.等于链节长度的奇数倍

10、带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮曹楔角较大　　

　　Ａ.　大轮　Ｂ.　小轮　Ｃ.　主动论　　Ｄ.　从动轮

三、计算题（34分）

1、（14分）图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。

已知m=8mm，d1=80mm，z1=1，i=40，卷筒的直径D=250mm，试计算：

（1）欲使重物上升1m，应转动蜗杆的转

数；

（2）设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；

（3）设重物重Q=5kN，通过手柄转臂施加的力F=100N，手柄转臂的长度l的最小值（不计轴承效率）。

1、在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。

1、1.无垫片；

2无间隙、无密封3键太长4无定位轴肩5无轴肩6套筒高于内圈高度7轴和轮毂一样长，起不到定位作用；

8无定位；

9无垫片10采用反装。

1、跨距较大或 

工作温度较高2、油 

，润滑脂3①．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，其运动方向必须使润滑油大口进小口出；

3润滑油必须有一定的粘度供油要充分4P、V、PV。

5、①套筒式联轴器（无补偿能力）、②凸缘式联轴器（无补偿能力）。

6、心轴；

传动轴；

转轴。

7、z/cosδ　；

　齿轮大端　；

　平均分度圆　。

8、　打滑和　疲劳破坏。

9、拉应力,弯曲应力，离心应力。

10、相等的，不等的。

1C2ACBD3B4D5D6B7C8D9B10B

（1）重物上升1m时，卷筒转动圈数：

N2=1000/πD=1000÷

（250x3.14）=1.27

蜗杆转动圈数为：

N1=iN2=40x1.27=50.96（圈）

（2）蜗杆直径系数q=d1/m=80÷

8=10导程角：

γ=arctan

=arctan

=7.125o

当量摩擦角：

v=arctanfv=arctan

=10.204o

：

因为：

γ〈

v

所以蜗杆传动满足自锁条件 

（4分）

（3）蜗杆传动的啮合效率：

则：

《机械设计》课程试题（三）

一、填空题（每空1分共24分）

1.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 

2、三角形螺纹的牙型角α＝ 

，适用于 

，而梯形螺纹的牙型角α＝ 

适用于 

3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为 

防松、 

防松和 

防松。

4、选择普通平键时，键的截面尺寸（b×

h）是根据 

查标准来确定的,普通平键的工作面是 

5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使 

，从而使带的有效拉力值减小。

6、链传动瞬时传动比是 

，其平均传动比是 

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 

，材料的许用接触应力 

，工作中产生的齿根弯曲应力 

，材料的许用弯曲应力 

8、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 

，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核 

10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为 

挠性联轴器和 

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 

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 

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 

布置。

A 

在同—直线上;

B相隔900;

C．相隔1200；

D相隔1800

4、普通平键联接强度校核的内容主要是 

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 

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．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 

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 

9、温度升高时，润滑油的粘度 

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 

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）

图3-1

2、（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。

1.（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56的旋向；

3）分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合受力方向。

1、大,中,

4、轴径d、侧面。

5、包角α。

6、变量、常数。

8、节点。

9、p、pv。

10、无弹性元件,有弹性元件。

1、B。

2、D。

3、D。

4、A。

5、D。

6、A。

7、D。

9、C。

三、计算题（40分）

1.（13分）

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

螺栓危险截面的强度条件为

于是得

（5分）

（1）电机转向箭头向上；

（2）蜗杆受各力方向如图 

（3分） 

Fr2＝Ft2·

tanα＝9845tan20°

＝3583N 

3、（14分）

Fd1＝0.7Fr1＝0.7×

1650=1155N 

方向向右

Fd2＝0.7Fr2＝0.7×

3500=2450N 

方向向左

Fd1十Fae＝1155十1020＝2175＜Fd2

Fa1＝Fd2-Fae=2450-1020N=1430 

四、分析题（26分）

1.（12分）

（1）蜗轮6的转向为逆时针方向；

（2）齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6