机械设计考试试题及其答案

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1、1. 在一般工作条件下，齿面硬度HBW350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为 【】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2. 带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【】A .包角a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. 在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【】A. 6208B. N208 C. 3208D. 52084. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【】A. 粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹5. 在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【】A. 减小齿面滑动速度u sB.减少蜗杆头数Z1C.

2、增加蜗杆头数Z1D.增大蜗杆直径系数q6. 在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【】A. 弹簧外径与簧丝直径之比值B. 弹簧内径与簧丝直径之比值C. 弹簧自由高度与簧丝直径之比值D. 弹簧中径与簧丝直径之比值7. 普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【】A. 90B. 120C.135D.1808. V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【】A. V带离开大带轮处B. V带绕上大带轮处C. V带离开小带轮处D. V带绕上小带轮处9. 对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【】A .拉力8扭矩C.压力D.拉力和扭矩10. 滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，

3、这主要是因为采用过渡链节后【】A.制造困难B.要使用较长的销轴C.不便于装配D链板要产生附加的弯曲应力二、1.轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要 的轴为传动轴。2. 代号62203的滚动轴承，为轴承，其内径为 m。3. 在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1 大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应 取。4. 普通平键联接的工作面是键的;楔键联接的工作面是键的。5 .为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用 制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用制。6. 不随时间变化的应力称为，随时间变化的应力称为，具有周期性的变应力称为。7. 按照平面图形的形状，螺纹分为、和

4、等。8. 按照工作条件，齿轮传动可分为 和 两种。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。把答案填在题中横线上。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1 26000K = 18000A伽二 0.2*

5、1 *21.3 凡 1.3*18000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/=0.2，可靠性 系数KS=1.2,螺栓材料的的许用应力o=120N/mm2，螺栓的小径d1=17.294mm。试校核螺栓的强度。、=99.67* / mm1 120/ mmnd; 4 3.14* 17.29/ 4核螺栓满足强度要求五、结构改错题：请用圆圈标出错误的位置，满分16分一、选择题：第二套1. 齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在【】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2. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其

6、极限应力为【】A obB.气C. 0D -i3. 带传动中，弹性滑动【】A. 在张紧力足够时可以避免B. 在传递功率较小时可以避免C. 在小带轮包角足够大时可以避免D. 是不可避免4. 齿轮传动中，通常开式传动的主要失效形式为【】A.轮齿折断B.齿面点蚀C.齿面磨损D.齿面胶合5. 在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，应采用【】A. 大直径系数的蜗杆B.单头蜗杆C.多头蜗杆D.较多的蜗轮齿数6. 设计V带传动时，选择小带轮基准直径Ndgn，其主要目的是为了【】A .使传动的包角不致于过小B. 使带的弯曲应力不致于过大C. 增大带轮间的摩擦力D. 便于带轮的制造7. 在下列四种型号的滚

7、动轴承中，只能承受轴向载荷的是【】A. 6208 B. N2208 C. 3208D. 52088. 对于相对滑动速度较高(V6m / s )的重要蜗杆传动，蜗轮材料应选用【】sA铸锡青铜B.铸铝铁青铜C铸铁D.碳钢9. 代号为1318的滚动轴承，内径尺寸d为【】A. 90mm B. 40mm C. 19mm D. 8mm10. 下列哪种螺纹主要用于联接？【】A.矩形螺纹B.梯形螺纹C.锯齿形螺纹D.三角形螺纹二、填空题1.软齿面齿轮是指轮齿的齿面硬度HBS；在一般情况下，闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。2. 我国的标准分为、地方标准和企业标准四级。按照标准实施的强制程度，标准又分为 强制

8、性和推荐性两种。3. 按照螺旋线的旋向，螺纹分为 和。4. 键是标准件，主要分为、楔键和切向键等。5. 开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，固通常只进行计算。6. 开始齿轮传动通常采用人工定期加油润滑的方式；闭式齿轮传动通常采用 或 的方式。7. 传递动力用的链条，按结构的不同主要有和 两种。8. 滚动轴承一般是由、和保持架组成。9. 按照承受载荷的方向或公称接触角的不同，滚动轴承可分为和。10. 弹簧的种类很多 从外形类看 有螺旋弹簧、环形弹簧、蝶形弹簧、平面涡卷弹簧和板弹簧等。三、简答题：本大题共6个小题，每题5分，共30分。把答案填在题中横线上。1. 简述轮齿的失效形式主要有哪五种？2.

9、简述带传动中，打滑、弹性滑动的含义。3. 试说明滚动轴承代号6308的含义。4. 简述联轴器的分类及各自的特点。5. 常用的螺纹紧固件有哪些？6. 简述链传动的主要优点。四、计算题：本大题只有一个小题，满分14分下图所示被联接件用两个普通紧螺栓联接，已知被联接件所承受的横向外载F=15000N，接合面之间的摩擦系数 f=0.2,可靠性系数Ks=1.2，螺栓许用拉应力o =160MPa。试求所需螺栓的最小直径电。五、结构改错题：本大题只有一个小题，满分12分第一套选择题： 15： BCBDC6-10： DBDDD一、填空题：1. 弯矩，转矩2. 深沟球轴承，173. 大于，大齿轮齿宽b24. 两

10、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. 齿轮轴二、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；1分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

11、板疲劳破坏； 1分滚子套筒的冲击疲劳破坏； 1分销轴与套筒的胶合；1分链条铰链磨损； 1分过载拉断。1分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、尸 1 2*600()H = 1 业 00&finz0.2*1*21.3匕1.318000四、计算题rq = 99.67.V / F = 3990 N所以F = F = 4725 N而F = F + FA = 7725N（2）计算轴承1、2的当量动载荷F = 4725F 6750=0.7 0.68F aft-F7725=1.36 0.685700rII故径

12、向当量动载荷为P = 0.41 x 6750 + 0.87 x 4725 = 6878.25 NP = 0.41 x 5700 + 0.87 x 7725 = 9057.75 N因为，P e时，X= 0.41，Y= 0.87，当七壬We，X=1，Y=- R R0， 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P七。F = 0.7 F = 0.7 x 2000 = 1400N1分解：(1) F = 0.7F = 0.7x4000 = 2800N1分Fs1 + Fx= 1400 +1000 = 2400 e = 0.68,

13、X = 0.41,7 = 0.871分a Fri 2000i iP = f (X F + YF ) = 2000x0.41 + 0.87X1800 = 2386N1 分(2)1 p 1 R11 A1FaX = 2800 = 0.7 e = 0.68, X = 0.41,Y = 0.871分/ Fr2 400022P = f (X F + YF ) = 4000X0.41 + 0.87x2800 = 4076N1 分2 F 2 R 22 A2f四、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Fs =0.68 Fr , e = 0.68。当芦 WeRf时，X=1, Y=0；

14、当F e时，X=0.41, Y=0.87。问哪个轴承的寿命低?R解：(1) F= 0.68Fr1 = 0.68 X 4000 = 2720 (n)1.5 分F 2 = 0.68Fr2 = 0.68x 2500 = 1700 (n)1.5 分(2) F 2 + F = 1700 + 900 = 2600 (n) F 2 = 1700 (n)故Fa2 = F 1 - Fx = 1820 (N)3 分F _ 2720 小=而= 0.68 = e，则 X=1，Y=0。则 F = f (X F + YF ) = f X (1X4000 + 0X 2720) =4000 f (N) P1 P 1 R11

15、A1 PP3分Fa2 = 1820 = 0.728 e，贝X = 0.41，Y=0.87。F 2500则 F = f (X F + Y F ) = f X (0.41 X 2500 + 0.87 乂 1820) P2 P 2 R 22 A2P=3500fP (N)3 分由于Fp1 Fp2，故轴承1的寿命短。五、如图所示的螺栓组联接，已知外载荷各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最受的横向工作载荷Fsmaxo解：（1）将F向螺栓组形心平移，同时得转矩ToT=500 X F = 5 X 105 X 500 = 2.5 X 106（N）4 分在F作用下，各螺栓所受横向力为 Fs1 =F = 5KN，大

16、螺栓所F 5 x 103=-=1250 (N)3 分z 4rT = T =2.5 x 1064r24r 4 x p802 + 8025524.3(N)4分在T作用下，各螺栓所受横向力也相等，为显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为F =s max：F 2 + F 2 2F F cos a=*12502 + 5524.32 2 x 1250 x 5524.3 x cos135。=6469 (N)螺纹连接计算题13.2起重卷筒与大齿轮间用双头螺柱连接，起重钢索拉力Fq= 50 KN，卷简直径D = 400 mm , 8个螺柱均匀分布在 直径D0=500mm的圆周上，螺栓性能等级4.6级，接合面摩擦

17、因子f = 0.12,可靠度系数kf=1.2。试确定双头螺柱的 直径。e解：L二1.确定螺栓所需的预紧力k T k F D/2 k F D 1.2x50x 400fD07T 0_ fz fzD /2 _一 02. 确定螺栓的许用应力b由表 13.5（P347）得：S min由表13.7（P348）得：S = 2 （不控制预紧力，静载、碳钢、M16M30）卜=smin = 240 = 120 N/mm2 S 23. 确定螺栓直径=2400.12 x 8 x 500N / mm 2,5.2 x 50000.= 26.26 mmV 兀 x 120由机械设计手册得：取M30的螺栓，其d=27.835

18、mm，p =2 mm。13.3 图示气缸盖连接中，已知气缸内压力p在02 Mpa之间变化，气缸内径D =500 mm，螺栓分布在直径D0 = 650 mm的圆周上，为保证气密性要求，剩余预紧力F Q= 1. 8F0。试设计此螺栓组连接。13.3解：一、计算螺栓受力普通螺栓，轴向载荷取螺栓组个数为20个。1. 汽缸 盖所 受F =荣广 5002 x 2 = 392699.08 NQ442. 单个螺栓所受最大工作载荷Fmax? = 39皆08 =19634.95余 预 紧 力=1.8 x 19634.95 = 35342.92Fmax3. 剩F0 = 1.8 FF0Nfq图13.37 题13代图4

19、. 螺栓所受最大拉力FeF =F+ FJ = 19634.95 + 35342.92 = 54977.87 N5. 相对刚度系数由表 13.9 (P351)得:6.预紧力F0瓦=阳+次3 凡皿= 33342.92+。.3乂 19634.95 = 41233.41 I机电专业机械设计复习重点1. 滚动轴承由哪些零件组成？各零件起何作用？滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架内圈：支撑轴外圈：支撑零件或轴系滚动体：滑动滚动保持架：将滚动体分开2. 滚动轴承基本代号代表什么含义？代号:61210的含义是什么？3. 滚动轴承的失效形式有哪些？疲劳点蚀塑性变形磨损 胶合 轴承元件破裂4. 何谓滚动轴

20、承的寿命？轴承在一定转速下，其中任何零件出现疲劳扩展迹象之前的工作小时数称为5. 何谓滚动轴承的可靠度？一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比.6. 何谓滚动轴承的基本额定寿命？基本额定寿命：一组同一型号轴承，在同一运转条件下，其可靠度R为90%时，能达到或超过的寿命L（Lh）7. 何谓滚动轴承的基本额定动载荷？定义：当一套轴承运转达到一百万（106）转时，轴承所能承受的载荷C。.8. 何谓滚动轴承的当量动载荷？含义：当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响，经换算后的假想载荷。9. 滚动轴承寿命计算10. 滚动轴承内外圈的配合的一般原则是什么？内圈：基孔制 外圈：基轴制第10章 联轴

21、器、离合器、制动器1. 联轴器、离合器、制动器的作用是什么？联轴器作用：主要用于将两根轴连接在一起，使它们一起旋转，并传递扭矩，也可用作安全装置。离合器作用：在机器运转过程中，使两轴随时接合或分离；用来操纵机器传动的断续，以便进行变速或换向；制动器作用：降低机械运转速度或停止运转的装置。2. 联轴器、离合器的异同？第11章轴1. 轴的作用如何？功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。2. 轴的类型有哪些？承受载荷有何区别？转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）如：减速器中的轴。、传动轴：只受转矩，不受弯矩，汽车下的传动轴、心轴：只承受弯矩6. 为什么直轴要设计成阶梯状？按轴

22、所受的扭矩估算轴径，作为轴的最小轴径dmin。有配合要求的轴段，应尽量采用标准直径。安装标准件的轴径，应满足装配尺寸要求。有配合要求的零件要便于装拆8. 用什么方法可实现轴上零件的准确定位？定位方法：轴肩、套筒、圆螺母、挡圈、轴承端盖9. 用什么方法可实现轴上零件的轴向与周向固定？零件的轴向定位由轴肩或套筒来实现。轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。周向固定大多采用键、花键、或过盈配合等联接形式来实现。10. 轴端零件可用什么方法固定？装在轴端上的零件往往采用轴端挡圈固定11. 轴肩尺寸与轴上零件的倒角与圆角参数有何关系？r C1 或 r R12. 轴向力较小时，常用哪些方式固定轴上零

23、件？轴向力较小时，可采弹性挡圈或紧定螺钉来实现。13. 零件的周向固定可采用哪些方式来实现？周向固定大多采用键、花键、或过盈配合等联接形式来实现。第12章轴毂连接普通平键的工作原理、类型、尺寸的选择第13章联接1. 螺纹联接的主要类型、特点及应用。螺栓连接，螺钉连接,双头螺柱连接,紧定螺钉连接2. 螺纹的防松。防松一一防止螺旋副相对转动。1. 利用附加摩擦力防松2.采用专门防松元件防松3.其它方法防松3. 螺纹联接的计算章节重点第四章 带传动1. 带传动的工作原理？安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带 轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力拖动从动轮 一起同向回转。2. 带传动为什

24、么要定期张紧？有哪些张紧方法？(1)根据摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工 作；运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力必 须重新张紧，才能正常工作。.调整中心距.采用张紧轮自动张紧3. 带传动的紧边拉力、松边拉力、初拉力有何关系？F0 = (F1 + F2 )/24. 最大应力包括哪几部分？出现在何处？最大应力。max出现在紧边绕上小带轮处。拉应力，离心拉应力，弯曲应力5. 带传动产生弹性滑动和打滑的原因、后果？带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带速落后 于轮速。带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带速超 前于轮速。6. 为什么要限制带轮的最小直径？弯曲应力与带轮

25、直径成反比，为了避免弯曲应力过大，带 轮直径不得小于最小值。7. 对小带轮的包角有何限制？可采取哪些措施可增大包 角？一般应使a 1N120。,否则可加大中心距或增加张紧轮。包角at 总摩擦力Ff f Fec f，对传动有利。8、记住公式：4.1； 4.2； 4.3； 4.12； 4.13； 4.18；第5章链传动1. 滚子链的结构，链传动的主要参数？滚子、套筒、销轴、内链板、外链板链条的主要参数节距p,滚子链上相邻两滚子中心的距离。 p越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。2. 为什么链条的节数最好取偶数？而链轮齿数最好取奇 数？链节数最好取偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与

26、内链板相接。若链节数为奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过 渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。一般链节数为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数最好取与 链节数互为质数的奇数。3. 当主动链轮匀速转动时，从动链轮也是匀速转动吗？ 当主动链轮作等速转动时，从动链轮随Y、B的变化作周 期性的变速转动。只有当z1=z2时，才有：i=14. 链传动的速度不均匀系数与链轮齿数有何关系？链轮齿数越少，一 5(速度不均匀系数)f，速度波动越 明显。链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变 速运动，从而引起动载荷。5. 当链轮的齿数过大时，容易出现什么现象？中心距过小 呢？越容易发生跳齿和脱链现

27、象。一般取：z2 W 120a过小，同时啮合的齿数I，在相同速度下，循环次数增 多，容易疲劳和磨损。A过大，链条松边下垂量大，链条容易抖动。传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小，将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速齿的磨损6、链传动的失效形式。链板疲劳破坏滚子、套筒的冲击疲劳破坏链条铰链磨损销轴与套筒铰链的胶合链条过载拉断。第6章齿轮传动1. 齿轮的传动类型有哪两类？直齿圆柱齿轮传动斜齿原著齿轮传动人字齿轮传动锥齿轮传动2. 齿轮的失效形式有哪些，发生在什么场合？轮齿折断面点齿蚀齿面胶合齿面磨损齿面塑性变形3. 齿轮传动的设计准则？保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断保证足够的齿

28、面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计由工程实践得知：闭式软齿面齿轮传动，以保证齿面接触疲劳强度为主闭式硬齿面或开式齿轮传动，以保证齿根弯曲疲劳 强度为主4. 斜齿轮、锥齿轮受力分析？P118、 P120第7章蜗杆传动1、蜗杆传动的正确啮合条件如何？中间平面？在中间平面内，蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。正确啮合条件是中间平面内参数分别相等：mt2=ma1=m ， a t2 = a a1= a2、蜗杆传动的受力分析3、当蜗杆传动的热平衡计算超过允许值时，可采取哪些降温措施？、1)增加散热面积一一加散热片；(2)提高表面传热系数一一加风扇、冷却水管、循环油冷