機械設計基礎下《機械設計》課程試題（一）一、填空題(每空1分共31分)1、當一零件受脈動循環變應力時，則其平均應力是其最大應力的（50%

）。2、三角形螺紋的牙型角α＝（60

），適用于（

連接

），而梯形螺紋的牙型角α＝（

30

），適用于（

傳動

）。3、螺紋連接防松，按其防松原理可分為（摩擦

）防松、（

機械

）防松和（

永久

）防松。4、帶傳動在工作過程中，帶內所受的應力有（緊松邊拉力產生的拉應力

）、（

離心拉應力

）和（

彎曲應力

），最大應力發生在（

緊邊與小帶輪接觸處

）。5、鏈傳動設計時，鏈條節數應選（

偶數

）數(奇數、偶數)。鏈輪齒數應選（

奇）數；速度較高時，鏈節距應選（

小

）些。

6、根據齒輪設計準則，軟齒面閉式齒輪傳動一般按（

接觸強度

）設計，按（

彎曲強度

）校核；硬齒面閉式齒輪傳動一般按（彎曲強度

）設計，按（

接觸強度

）校核。7、在變速齒輪傳動中，若大、小齒輪材料相同，但硬度不同，則兩齒輪工作中產生的齒面接觸應力（

相同

），材料的許用接觸應力（

不同

），工作中產生的齒根彎曲應力（

不同

），材料的許用彎曲應力（

不同

）。8、蝸桿傳動的總效率包括嚙合效率η、（

軸承

）效率和（

攪油

）效率。其中嚙合效率η=（

），影響蝸桿傳動總效率的主要因素是（

嚙合效率

）。9、軸按受載荷的性質不同，分為（

轉軸

）、（

心軸

）、（

傳動軸

）。10、滾動軸承接觸角越大，承受（

轉向

）載荷的能力也越大。得分

二、單項選擇題(每選項1分,共11分)1、循環特性r=－1的變應力是（

A

）應力。A．對稱循環變

B、脈動循環變

C．非對稱循環變

D．靜2、在受軸向變載荷作用的緊螺柱連接中，為提高螺栓的疲勞強度，可采取的措施是(

B)。A、增大螺栓剛度Cb，減小被連接件剛度Cm

B．減小Cb．增大CmC．增大Cb和Cm

D．減小Cb和Cm3、在螺栓連接設計中，若被連接件為鑄件，則往往在螺栓孔處做沉頭座孔．其目的是(

A

)。

A．避免螺栓受附加彎曲應力作用

B．便于安裝

C．為安置防松裝置4、選取V帶型號，主要取決于（

D

）。

A．帶的線速度

B．帶的緊邊拉力

C．帶的有效拉力

D．帶傳遞的功率和小帶輪轉速5、對于標準齒輪傳動，影響齒形系數Y的主要幾何參數是（

C

）。A．齒輪的模數

B．齒輪的壓力角

C．齒輪的齒數

D．齒輪的頂隙系數6、一斜齒圓柱齒輪傳動，已知法向模數Mn＝4mm，齒數Z1=20，螺旋角β＝14032’2”，齒寬b1＝80，b2＝75mm，則該傳動的齒寬系數φd等于（

D

）。

A．0.852

B．O.88

C．0.8

D．0.9077、同一工作條件，若不改變軸的結構和尺寸，僅將軸的材料由碳鋼改為合金鋼，可以提高軸的（

A

）而不能提高軸的（

B

）。

A．強度

B．剛度

8、當轉速較低、同時受徑向載荷和軸向載荷，要求便于安裝時，宜選用（

B

）。A．深溝球軸承

B．圓錐滾子軸承

C．B角接觸球軸承

9、滑動軸承計算中限制pv值是考慮限制軸承的（

B

）。

A．磨損

B．發熱

C．膠合

D．塑性變形10、圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑d=6mm,旋繞比C=5,則它的內徑D1等于（

B

）。A、30mm,

B、24mm,

C、36mm,

D、40mm得分

三、計算題(38分)1、(15分)有一受預緊力F0和軸向工作載荷作用的緊螺栓連接，已知預緊力F0＝1000N，螺栓的剛度Cb與連接件的剛度Cm相等，軸向工作載荷F=1000N，試計算該螺栓所受的總拉力F2＝?剩余預緊力F1＝?在預緊力F0不變的條件下，若保證被連接件間不出現縫隙，該螺栓的最大軸向工作載荷Fmax為多少?

2、(13分)如圖3-2所示的手搖起重絞車采用蝸桿傳動。巳知模數m＝8mm，蝸桿頭數z1＝1，蝸桿分度圓直徑d1＝80mm，蝸輪齒數z2＝40，卷筒直徑D＝200mm，蝸桿與蝸輪間的當量摩擦系數fV＝0.03，軸承和卷簡中的摩擦損失等于6％，問：

(1)欲使重物W上升1m,手柄應轉多少轉?并在圖上標出手柄的轉動方向。

(2)若重物W＝5000N，手搖手柄時施加的力F＝100N，手柄轉臂的長度L應是多少?

3、(10分)某軸系部件采用一對7208AC滾動軸承支承，如圖3-3所示。己知作用于軸承上的徑向載荷Fr1＝1000N，Fr2＝2060N，作用于軸上的軸向載荷FA=880N，軸承內部軸向力Fd與徑向載荷Fr的關系為Fd＝0.68Fr,試求軸承軸向載荷Fa1和Fa2。

3、(10分)

[解]

7208C軸承的α＝150，內部軸向力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)

方向如圖所示向右

Fd2十FA＝824十880＝1704＞Fd1故軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。

Fa1＝Fd2十FA=1704N

(3分)Fa2＝Fd2＝824N

(3分)

四、分析題(20分)1.(10分)如圖4-1為圓柱齒輪—蝸桿傳動。已知斜齒輪1的轉動方向和斜齒輪2的輪齒旋向。

(1)在圖中嚙合處標出齒輪1和齒輪2所受軸向力Fa1和Fa2的方向。

(2)為使蝸桿軸上的齒輪2與蝸桿3所產生的軸向力相互抵消一部分，試確定并標出蝸桿3輪齒的螺旋線方向，并指出蝸輪4輪齒的螺旋線方向及其轉動方向。(3)在圖中嚙合處標出蝸桿和蝸輪所受各分力的方向。

2、(10分)指出圖4-2中的結構錯誤(在有錯處畫○編號，并分析錯誤原因)，并在軸心線下側畫出其正確結構圖。

《機械設計》課程試題（一）答案與評分標準一、填空題(每空1分共31分)1、50%。2、600、聯接、300、傳動。3、摩擦、機械、永久。

4、松緊邊拉力產生的拉應力、離心拉應力、彎曲應力,帶繞進小帶輪處。5、偶、奇、小。6、接觸強度、彎曲強度、彎曲強度、接觸強度。7、相同、不同、不同、不同。8、嚙合效率、軸承效率η2、攪油效率η3，嚙合效率。9、轉軸、心軸、傳動軸。10、軸向。二、單項選擇題(每選項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、計算題(38分)1.(15分)2、(13分)

[解]

(1)i=z2/z1＝40設重物上升1m，手柄應轉x轉，則(5分)手柄的轉動方向ω示于圖中(3分)(2)

(總效率2分,L3分)3、(10分)

[解]

7208C軸承的α＝150，內部軸向力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)

方向如圖所示向右

Fd2十FA＝824十880＝1704＞Fd1故軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。

Fa1＝Fd2十FA=1704N

(3分)Fa2＝Fd2＝824N

(3分)

四、分析題(20分)1.(10分)(1)在圖中嚙合處齒輪1和齒輪2所受軸向力Fa1和Fa2的方向如圖(2分)。(2)蝸桿3輪齒的螺旋線方向，蝸輪4輪齒的螺旋線方向及其轉動方向如圖(2分)。(3)蝸桿和蝸輪所受各分力的方向。(6分)

2、(10分)[解]

畫出的正確結構圖如圖。①固定軸肩端面與軸承蓋的軸向間距太小。②軸承蓋與軸之間應有間隙。③軸承內環和套簡裝不上，也拆不下來。④軸承安裝方向不對。⑤軸承外圈內與殼體內壁間應有5-8mm間距。⑥與輪轂相配的軸段長度應小于輪轂長。⑦軸承內圈拆不下來。每指出1個錯誤得1分,滿分5分；每改正1個錯誤得1分,滿分5分。

《機械設計》課程試題（二）一、填空題（25分）[每空1分]1、

滾動軸承軸系一端固定一端游動的固定方式常用在

或

情況下。2、dn值大的滾動軸承應采用

潤滑，而dn值小的滾動軸承可采用

潤滑。3、滑動軸承保證液體動壓潤滑的條件有

。

4、混合摩擦（非液體摩擦）滑動軸承計算應校核

、

、

值。5、列舉兩種剛性聯軸器的名稱，并說明是否具有補償軸向。徑向或角向位移的能力：

，

。6、軸按所受載荷性質分類，只承受彎矩的稱

軸；只承受扭矩稱軸；承受彎矩和扭矩稱軸。7、直齒圓錐齒輪的當量齒數Ｚｖ＝；標準模數和壓力角在

；受力分析和強度計算用

直徑。8、帶傳動的主要失效形式為

和

。9、帶工作是截面上產生的應力有

，

，

。10、在齒輪傳動中，大小齒輪的接觸應力是

等的，大小齒輪的彎曲應力是

等的。二、選擇題（11分）[每空1分]1、滾動軸承內圈與軸配合的正確標注應為

。

A.Ф30H7/k6

B.Ф30H7

C.Ф30k62、下列滾動軸承密封裝置，其中是屬于接觸式密封，而是屬于非接觸式密封。Ａ.氈圈密封Ｂ.甩油環Ｃ.密封環Ｄ.縫隙密封3、在情況下，滑動軸承潤滑油的粘度不應選得較高。Ａ.重載Ｂ.高速Ｃ.工作溫度Ｄ.高承受變載或沖擊振動載荷4、兩相對滑動的接觸表面，依靠吸附油膜進行潤滑的摩擦狀態稱。Ａ.液體摩擦Ｂ.半液體摩擦Ｃ.混合摩擦Ｄ.邊界摩擦5、半圓鍵聯接當采用雙鍵時兩鍵應布置。Ａ.在周向相隔９０°

Ｂ.在周向相隔１２０°Ｃ.在周向相隔１８０°Ｄ.在軸向沿同一直線6、為了提高受軸向變載荷螺栓聯接的疲勞強度，應。Ａ.增加螺栓剛度。Ｂ.降低螺栓剛度。Ｃ.降低被聯接件剛度。7、彈簧Ａ的剛度為Ｋ１，彈簧Ｂ的剛度為Ｋ２，兩彈簧并聯的剛度為。Ａ.Ｋ１Ｂ.Ｋ２Ｃ.Ｋ１＋Ｋ２

Ｄ.Ｋ１Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）8、強度等級為６.8級的螺栓材料σｓ＝ＭＰａ。Ａ.６００Ｂ.８００Ｃ.６８０Ｄ.４８０9、鏈輪中心距已定，合理確定鏈傳動的鏈長時，應取。Ａ.任意值Ｂ.等于鏈節長度的偶數倍

Ｃ.等于鏈節長度的奇數倍10、帶傳動的兩帶輪直徑不相等，一般情況下，應使哪個輪曹楔角較大？Ａ.大輪Ｂ.小輪Ｃ.主動論Ｄ.從動輪

三、計算題（34分）1、（14分）圖示為手動鉸車中所采用的蝸桿傳動。已知m=8mm，d1=80mm，z1=1，i=40，卷筒的直徑D=250mm，試計算：（1）欲使重物上升1m，應轉動蝸桿的轉數；（2）設蝸桿和蝸輪間的當量摩擦系數為0.18，檢驗該蝸桿傳動是否滿足自鎖條件；（3）設重物重Q=5kN，通過手柄轉臂施加的力F=100N，手柄轉臂的長度l的最小值(不計軸承效率)。2、（10分）一普通V帶傳動傳遞功率為P=7.5kW，帶速??=10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即F1=2F2，試求緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力。

3、（10分）圖示為一剛性凸緣聯軸器，材料為Q215鋼，傳遞的最大轉矩為1400N.m（靜載荷）。已知軸的材料為45鋼，工作時有輕微沖擊。試根據圖示和表為該聯軸器選擇平鍵，確定鍵的尺寸，并校核其強度（）。

四、分析題（30分）[每題10分]1、在圖示軸的結構圖中存在多處錯誤，請指出錯誤點，說明出錯原因，并加以改正。

2、立式攪拌機由電動機遠距離傳動如圖，連續工作，攪拌機轉速n=30r/min，電動機轉速nd=1440r/min，功率P=5.5kW。試設計傳動方案，畫出傳動簡圖，分配各級傳動比。各種傳動的單級傳動比常用值見下表。（10分）各種傳動的單級傳動比常用值傳動類型傳動比傳動類型傳動比平帶傳動≤5圓柱齒輪傳動≤5V帶傳動≤6圓錐齒輪傳動≤3鏈傳動≤6蝸桿傳動8~40

《機械設計》課程試題（二）答案與評分標準一、填空題（25分）[每空1分]1、跨距較大

或

工作溫度較高

。2、

油

，

潤滑脂

。3、

①．相對滑動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；②．被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對滑動速度，其運動方向必須使潤滑油大口進小口出；3潤滑油必須有一定的粘度供油要充分

。

4、

P

、

V

、

PV

。5、①套筒式聯軸器（無補償能力）、②凸緣式聯軸器（無補償能力）。6、

心

軸；傳動軸；轉軸。7、z/cosδ；齒輪大端；平均分度圓。8、打滑和疲勞破壞。9、拉應力

，

彎曲應力

，離心應力

。10、相

等的，

不

等的。二、選擇題（11分）[每空1分]1、

C

。2、AC，BD3、B4、D5、D6、B7、C

8、D9、B10、B三、計算題（34分）1、解：（1）重物上升1m時，卷筒轉動圈數：N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27蝸桿轉動圈數為：N1=iN2=40x1.27=50.96(圈)

（4分）

（2）蝸桿直徑系數q=d1/m=80÷8=10導程角：γ=arctan=arctan=7.125o

當量摩擦角：v=arctanfv=arctan=10.204o：因為：γ〈v所以蝸桿傳動滿足自鎖條件

（4分）（3）蝸桿傳動的嚙合效率：

:

則：

（6分）2、

解:

（2分）

（2分）

=

（2分）==750N

（2分）

所以=2x750=1500N

（2分）

3、解:由軸徑φ55查下表,選取鍵b=16,h=10,鍵長L=90鍵的工作長度l=L-b=90-16=74mm鍵與聯軸器的接觸長度k=0.5h=0.5x10=5mm由〉[]=100可見聯接擠壓強度不夠，考慮到相差較大，所以應采用雙鍵，相隔180布置，雙鍵的工作長度l=1.5x74=111mm見的標記為:鍵16x90四、分析題（30分）[每題10分]1、1.無墊片；2無間隙、無密封3鍵太長4無定位軸肩5無軸肩6套筒高于內圈高度7軸和輪轂一樣長，起不到定位作用；8無定位；9無墊片10采用反裝。

指出1處（0.5分）改正1處（0.5分）2、（10分）總傳動比:i=n/nD=1440/30=48

（2分）方案：電動機

帶傳動(i=3)

蝸桿傳(i=16)（4分）

畫出方案圖（4分）3、傳動力分析如圖所示為一蝸桿-圓柱斜齒輪-直齒圓錐齒輪三級傳動。已知蝸桿為主動，且按圖示方向轉動。試在圖中繪出：（1）各輪傳向。（2.5分）（2）使II、III軸軸承所受軸向力較小時的斜齒輪輪齒的旋向。（2分）（3）各嚙合點處所受諸分力、、的方向。（5.5分）《機械設計》課程試題（三）一、填空題(每空1分共24分)1.螺紋的公稱直徑是指螺紋的

徑，螺紋的升角是指螺紋

徑處的升角。螺旋的自鎖條件為

。2、三角形螺紋的牙型角α＝

，適用于

，而梯形螺紋的牙型角α＝

，適用于

。3、螺紋聯接防松，按其防松原理可分為

防松、

防松和

防松。4、選擇普通平鍵時，鍵的截面尺寸(b×h)是根據

查標準來確定的,普通平鍵的工作面是

。5、帶傳動的傳動比不宜過大，若傳動比過大將使

，從而使帶的有效拉力值減小。6、鏈傳動瞬時傳動比是

，其平均傳動比是

。7、在變速齒輪傳動中，若大、小齒輪材料相同，但硬度不同，則兩齒輪工作中產生的齒面接觸應力

，材料的許用接觸應力

，工作中產生的齒根彎曲應力

，材料的許用彎曲應力

。8、直齒圓柱齒輪作接觸強度計算時取

處的接觸應力為計算依據，其載荷由一對輪齒承擔。9、對非液體摩擦滑動軸承，為防止軸承過度磨損，應校核

，為防止軸承溫升過高產生膠合,應校核

。10、撓性聯抽器按是否具行彈性元件分為

撓性聯軸器和

撓性聯軸器兩大類。二、單項選擇題(每選項1分,共10分)1.采用螺紋聯接時,若被聯接件之—厚度較大，且材料較軟，強度較低，需要經常裝拆，則一般宜采用

。

A螺栓聯接；

B雙頭螺柱聯接；

C螺釘聯接。2.螺紋副在摩擦系數一定時,螺紋的牙型角越大,則

。A.當量摩擦系數越小，自鎖性能越好；B．當量摩擦系數越小，自鎖性能越差；C.當量摩擦系數越大，自鎖性能越差；D.當量摩擦系數越大，自鎖性能越好；3、當鍵聯接強度不足時可采用雙鍵。使用兩個平鍵時要求鍵

布置。(1分)

A

在同—直線上;

B相隔900;C．相隔1200；

D相隔18004、普通平鍵聯接強度校核的內容主要是

。A.校核鍵側面的擠壓強度;B.校核鍵的剪切強度；C.AB兩者均需校核；D．校核磨損。5、選取V帶型號，主要取決于

。A．帶的線速度

B．帶的緊邊拉力

C．帶的有效拉力

D．帶傳遞的功率和小帶輪轉速6、為了限制鏈傳動的動載荷，在節距p和小鏈輪齒數z1一定時,．應該限制

。

A．小鏈輪的轉速n1；

B.傳動的功率P；

C.傳遞的圓周力。7、圓柱齒輪傳動，當齒輪直徑不變，而減小模數時，可以

。A．提高輪齒的彎曲強度；

B.提高輪齒的接觸強度；C.提高輪齒的靜強度；

D．改善傳動的平穩性。8、當轉速較低、同時受徑向載荷和軸向載荷，要求便于安裝時，宜選用

。A．深溝球軸承

B．圓錐滾子軸承

C．角接觸球軸承

9、溫度升高時，潤滑油的粘度

。A.隨之升高；

B.保持不變；C．隨之降低；

D.可能升高也可能降低。10、圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑d=6mm,旋繞比C=5,則它的內徑D1等于

。A、30mm,

B、24mm,

C、36mm,

D、40mm三、計算題(38分)1、(15分)圖3-1示螺栓聯接中,采用兩個M20的普通螺栓，其許用拉應力[σ]＝l60N／mm2，聯接件接合面間摩擦系數f＝0.20，防滑系數Ks＝1.2，計算該聯接件允許傳遞的靜載荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分)圖3-12、(13分)如圖3-2所示某電梯傳動裝置中采用蝸桿傳動，電機功率P=10kW，轉速n1＝970r／min，蝸桿傳動參數z1＝2；z2＝60；直徑系數q＝8；總效率η＝0．8，m＝8，右旋蝸桿，試計算：〔14分)

(1)電梯上升時，標出電機轉向；

(2)標出蝸桿所受各力的方向；

(3)計算蝸輪所受各力大小。

3、根據工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸向心球軸承(如圖所示)，已知兩個軸承受到的徑向載荷分別為Fr1＝1650N和Fr2=3500N。外加軸向力Fae＝1020N。

(1)若派生軸向力Fd＝0.7Fr，試計算兩個軸承實際受到的軸向載荷Fa1和Fa2

四、分析題(20分)1.(10分)如圖4-1傳動系統，要求軸Ⅱ、Ⅲ上的軸向力抵消一部分，試確定：1)蝸輪6的轉向；2)斜齒輪3、4和蝸桿5、蝸輪6的旋向；3)分別畫出蝸桿5，蝸輪6嚙合點的受力方向。

2、(10分)指出圖4-2中的結構錯誤(在有錯處畫○編號，并分析錯誤原因)，并在軸心線下側畫出其正確結構圖。

圖4-2

《機械設計》課程試題（三）答案與評分標準一、填空題(每空1分共24分)1、大,中,。2、600、聯接、300、傳動。3、摩擦、機械、永