PAGEPAGE5機械設計試題選擇填空題1.在循環變應力作用下，下面應力中影響疲勞強度的主要因素是。A.最大應力smax B.最小應力smin C.平均應力sm D.應力幅sa2．蝸桿蝸輪傳動中，其傳動比i的計算錯誤的是。A.i＝n1/n2B.i=Z2/Z1C.i=d2/d3．一對漸開線圓柱齒輪傳動，其大小齒輪的分度圓直徑不同，小齒輪1齒面硬度較高，則大小齒輪的齒面接觸應力sH1與sH2關系為___________。A.接觸應力sH1＞sH2B.接觸應力sH1＝sH2C.接觸應力sH1＜4.在圓錐齒輪和圓柱齒輪的二級傳動機構中，通常將圓錐齒輪安排在。A．高速級B.低速級C.都可以5．在轉速一定的情況下，要減輕鏈傳動的不均勻性和動載荷，應。 A．增大鏈節距和鏈輪齒數B增大鏈節距，減小鏈輪齒數 C.減小鏈節距和鏈輪齒數 D.減小鏈節距，增大鏈輪齒數6.齒輪的疲勞點蝕通常首先出現在。7.為提高軸的剛度，應采取的措施。A．合金鋼代替碳素鋼B.用球墨鑄鐵代替碳素鋼C.提高軸表面質量D.增大軸徑8．蝸桿傳動的材料配對為鋼制蝸桿和青銅蝸輪，則在動力傳動中應該由的強度來決定蝸桿傳動的承載能力。A.蝸桿B.蝸輪 C.蝸桿和蝸輪D.蝸桿或蝸輪9.一組同型號的軸承在同樣條件下運轉，其可靠度為％時能夠達到或超過的壽命稱為滾動軸承的基本額定壽命。10.普通平鍵工作中，其工作面是，其主要的失效形式是和。11.中等轉速載荷平穩的滾動軸承正常失效形式為。A.磨損B.膠合C.疲勞點蝕D.永久變形12．同一V帶傳動用在減速時（小帶輪為主動輪）和用在增速時（大帶輪為主動輪）相比較，若主動輪轉速不變，則傳動所傳遞的功率較大的是___________。13．帶傳動在工作過程中，帶內所受的應力有松邊應力、緊邊應力、和，帶的最大應力發生在。14.在軸的計算中，軸徑的初步估算是按照確定的。A．抗彎強度B.抗扭強度C.軸段的長度D.軸段上零件的孔徑15.下列四種型號的滾動軸承，只能承受徑向載荷的是。A．6208B.N208C.30208D.51208二、分析簡述題(共28分)1.設計一對閉式軟齒面直齒輪傳動，如果其它參數都一樣，齒數與模數有兩種方案：（a）m=4mm，z1=20，z2=60；（b）m=2mm，z1=40，z2=120。試問：1）兩種方案的接觸強度是否相同？彎曲強度是否相同？2）若兩種方案的彎曲強度都能滿足，則哪種方案比較好？為什么？（8分）4.帶傳動的主要失效形式有那些？帶傳動工作時為什么會出現彈性滑動的現象？彈性滑動會引起什么樣的后果？彈性滑動可否避免？（8分）三.一軸用同一型號一對角接觸球軸承支承。已知Fr1＝2000N，Fr2＝1000N，該軸所受軸向載荷FA＝800N（指向軸承1），要求按正裝情況：（1）畫出結構示意圖，并在圖上標出內部軸向力Fs1、Fs2的方向；（2）計算軸承的軸向載荷Fa1、Fa2的大小。（取Fs=0.68Fr）（6分）如圖所示為圓柱齒輪－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，求（1）標出齒輪2所受軸向力Fa2的方向,齒輪1的輪齒旋向；（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輪齒的旋向，并標出蝸輪4的旋向和旋轉方向；（3）在蝸桿蝸輪嚙合處標出蝸桿所受的軸向力Fa3，圓周力Ft3和徑向力Fr3的方向。（表示垂直紙面向里，⊙表示垂直紙面向外）(12分)五．有一儲氣罐，罐蓋用12個M20的普通螺栓（小徑，）均布聯接。安裝時每個螺栓的預緊力F=18000N，氣罐內徑D=400mm，氣壓p=1MPa，螺栓采用45鋼，許用拉應力〔σ〕＝160Mpa，螺栓的相對剛度，試求（1）單個螺栓的總拉力F0（2）試校核螺栓強度（取計算直徑dc=d1）。（12分）六、一深溝球軸承6214所受徑向載荷Fr＝3600N，軸向載荷Fa＝1300N，轉速n＝2900r∕min，載荷平穩，其基本額定動載荷C＝60800N，若預期壽命L’h＝8000小時，試校核該軸承的壽命。（已知判斷系數e＝0.22，當Fa∕Fr≤e時，X＝1，Y＝0；當Fa∕Fre時，X＝0.56，Y＝1.99）（12分）機械設計試卷一、單項選擇題1、普通平鍵的截面尺寸是根據按標準選擇的。【】A．傳遞轉矩的大小B.輪轂的長度C.軸的直徑2、V帶傳動設計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了。【】A．限制彎曲應力B.使結構緊湊C.限制帶輪包角3、為了制造、測量方便，取三角帶的作為它的公稱長度。【】A．內周長B.節線長C.外周長4、角接觸球軸承和圓錐磙子軸承的軸向承載能力隨接觸角的增大而。【】A．增大B.減少C.不便5、鏈傳動中，鏈條的節數最好為，而鏈輪齒數為。【】A．奇數，偶數B.偶數，奇數C.5的倍數，偶數6、按純扭矩設計計算的軸徑，一般作為軸的直徑。【】A．最細端B.最大C.平均7、既傳遞轉矩，又傳遞彎矩的軸稱為。【】A．心軸B.轉軸C.傳動軸8、聯接用的螺紋一般采用螺紋，而傳動用的螺紋一般采用螺紋。【】A.三角形，梯形B.梯形，三角形C.其它，三角形9、非液體摩檫滑動軸承設計中，限制壓強的目的是。【】A.防止因壓力過大而發熱；B.防止潤滑油擠出，軸瓦過渡磨損；C.防止因摩擦力矩大而起動難。10、在滾動軸承的組合設計中，雙支點單向固定方式適合于。【】A．跨距小，溫升小的軸；B．跨距大，溫升大的軸；C．跨距大，溫升小的軸。11、一對鋼制標準齒輪嚙合傳動時，兩輪的，。【】A．相等，不想等B．相等，不一定C．不一定，不一定12、當兩軸具有一定的相對偏移量，且載荷較平穩，要求傳遞較大扭矩時，用。【】A．齒輪聯軸器B．凸緣聯軸器C．彈性柱銷聯軸器13、滾動軸承壽命是在一定的可靠度下規定的，一般當可靠度是90%時，能達到或超過的壽命稱為滾動軸承的，所受載荷稱為滾動軸承的。【】A．預期壽命，預期載荷B．最大壽命，最大載荷C．額定壽命，額定動載荷14、蝸桿傳動的效率一般較其它傳動低，這主要是因為在蝸桿傳動中。【】A．蝸輪速度很低B．蝸桿頭數很少C．蝸輪蝸桿的相對滑動速度很大15、有一汽缸蓋螺栓聯接，若汽缸內氣體壓力在0—2Mpa之間循環變化，則螺栓中的應力變化規律為。【】A．對稱循環變應力B．脈動循環變應力C．非對稱循環變應力散熱二、填空題16、齒輪傳動的主要失效形式有：。17、閉式蝸桿傳動需要進行熱平衡計算，其主要原因是：。18、帶傳動中，彈性滑動與打滑的區別是：。19、滑動軸承常用的材料有：。20、論述鏈傳動的主要特點：。四、計算題25、如圖所示，軸上裝有一斜齒圓柱齒輪，軸支承在一對正裝的軸承上。齒輪輪齒上受到圓周力Fte=8100N，徑向力Fre=3052N，軸向力Fae=2170N，轉速n=300r/min，載荷系數fP=1.2。試計算兩個軸承的基本額定壽命(以小時計)。(想一想：若兩軸承反裝，軸承的基本額定壽命將有何變化?)（有關數據：，軸承，。當時，；當時，。內部軸向力，）26、圖示為某起重設備的減速裝置。已知各輪齒數z1=z2=20，z3=60，z4=2，z5=40，輪1轉向如圖所示，卷筒直徑D=136mm。試求：(1)此時重物是上升還是下降?(2)設系統效率η=0.68，為使重物上升，施加在輪1上的驅動力矩T1=10N·m，問重物的重量是多少?2627五、改錯題27、指出下面軸系結構圖中的錯誤并改正。28、圖中所示為帶傳動的張緊方案，試指出其不合理之處，并改正。北京機械工業學院機械設計考題與答案是非題（有5小題，每題1分，共5分。正 確在括號內寫“T”，錯誤在括號內寫“F”）1．雙螺母防松結構中，如兩螺母厚度不同，應先安裝薄螺母，后安裝厚螺母。（T）2．滾動軸承的軸向系數Y值越大，其承受軸向能力越大。（F）3．減速器的齒輪和滾動軸承可以采用不同的潤滑劑。（T）4．設計蝸桿傳動時，為了提高傳動效率，可以增加蝸桿的頭數。（T）5．失效就是零件斷裂了。（F）二、選擇題（有5小題，每題2分,共10分。在每小題的選項中，只有一項是符合題目要求的，把所選項的字母填在題中的橫線上）6．溫度對潤滑油粘度的影響是隨著溫度的升高潤滑油的粘度C。A）提高B）不變C）降低7．設計時鍵的截面尺寸通常是根據D從標準中選取。A）鍵傳遞的轉矩B）軸的轉速C）輪轂的長度D）軸的直徑8．下列四種敘述中D是正確的。A）變應力只能由變載荷產生B）靜載荷不能產生變應力C）變應力是由靜載荷產生D）變應力是由變載荷產生，也可能由靜載荷產生9．從經濟觀點考慮，單件生產的齒輪減速箱的箱體最好采用C。A）灰鑄鐵鑄造B）鑄鋼鑄造C）鋼板焊接10．由下列不同材料制造的零件，其形狀、尺寸、結構、表面加工情況和工作條件等完全相同，其中有效應力集中系數最大的是B。A）HT200灰鑄鐵B）40CrNi鋼C）45鋼三、填空題（有5小題，20個空，每空1分,共20分。把答案填在題中橫線上）11．對下列各種零件至少舉出一種常用材料的牌號，齒輪45，40Cr，滑動軸承軸瓦ZQSn10-1，ZQAl9-4，蝸輪輪緣ZQSn10-1，ZQAl9-4，螺釘Q235，20，彈簧65Mn，碳素彈簧鋼絲，彈簧墊圈65Mn，滾動軸承套圈GCr15，滾動軸承保持架08F，鍵45。12．帶傳動的失效形式為打滑和疲勞破壞。因此，其主要設計依據為在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。13．軸按承載分為心軸，轉軸和傳動軸。14．螺紋聯接按防松原理可分為摩擦防松，機械防松和其它防松。15．灰鑄鐵齒輪常用于開式傳動中，這種齒輪的主要失效形式是磨損。四、問答題（有5小題，每題4分,共20分）16．什么是等強度設計？在設計中如何應用？答：一個機器的各零件或一個零件對于各種失效方式具有同樣的承載能力。在設計中的應用有二：一是使各部分等強度，避免某些部分強度過大，浪費材料；二是故意設置薄弱環節，過載時失效，使其它部分在過載時不致于損壞而得到保護。17．什么是機械零件的失效？答：機械零件由于某種原因不能正常工作，叫失效。18．滑動軸承計算中，計算p，pv，v各考慮什么問題？答：p——軸承磨損；pv——發熱；v——局部磨損。19．齒輪傳動中的載荷系數K=KAKvKαKβ，KAKvKαKβ各為什么系數，各考慮什么因素對齒輪傳動的影響？答：齒輪傳動中的載荷系數K=KAKvKαKβ中，KA是使用系數，考慮外部因素引起附加動載荷對齒輪傳動的影響；Kv是動載系數，考慮齒輪制造、安裝誤差等引起附加動載荷對齒輪傳動的影響；Kα是齒間載荷分配系數，考慮多齒嚙合間分配載荷的不均勻現象對齒輪傳動的影響；Kβ是齒向載荷分布系數，考慮載荷沿接觸線分布不均的現象對齒輪傳動的影響；20．什么叫機械零件的計算準則？常用的機械零件的計算準則有那些？答：機械零件的計算準則就是為防止機械零件的失效而制定的判定條件，常用的準則有強度準則、剛度準則、壽命準則、振動穩定性準則、可靠性準則等？五、分析題（有2小題，每題6分,共12分）21．一鋼制液壓油缸，缸內油壓P＝2.5MPa(靜載)，油缸內徑D＝125mm，缸蓋由6個M16的螺釘聯接在缸體上.螺釘剛度Cb與缸體缸蓋的剛度Cm之比為l/4，螺釘材料的性能等級為5.6級，安全系數取S＝1.5，M16螺釘的小徑d1=13.835mm.若根據聯接的緊密性要求，要求殘余預緊力QP‘＞1.5F.試分析預緊力QP應控制在什么范圍內才能滿足此聯接的要求?解1.計算單個螺釘的工作拉力F（2分）油缸蓋聯接所受的載荷FΣ=ppD2/4，每個螺釘的工作拉力F＝FΣ／6＝p×pD2/4/6＝2.5p(125)22.計算允許的螺釘最大總拉力Q（2分）螺釘材料性能等級為5.6級，ss＝300MPa，許用應力[s]=ss/S＝300/1.5＝200MPa.由強度條件sca＝1.3Q/(pd2/4)≤[s]Q≤pd2[s]/4/1.3＝p×13.8352×200/4/1.3＝23127.83N3.求預緊力Qp的允許范圍（2分）1)按螺釘強度條件求允許的最大預緊力Q＝Qp十Cb/（Cb+Cm）F≤23127.83N∴Qp≤23127.83-0.2F＝23127.83-0.2×5113.27=22105.17N2)按聯接緊密性條件求最小的預緊力，根據聯接緊密性要求，QP‘≥1.5F∴QP‘＝Qp-Cm/（Cb+Cm）F=Qp-0.8F≥1.5F即Qp≥1.5F十0.8F＝2.3F＝l1760.52N由以上計算結果可知，預緊力Qp應控制為l1760.52N≤Qp≤22105.17N22．一傳動裝置，輸入轉矩為T1，輸出轉矩為T2，速比為i，總效率為，試證明T2=T1×i×η答：設輸入功率為P1（kW），輸出功率為P2（kW），輸入轉速為n1（r/min），輸出轉速為n2（r/min），∵T=9.55×106×P/n(N.mm)∴P1=T1×n1/(9.55×106)P2=T2×n2/(9.55×106)∵η=P2/P1=(T2×n2/(9.55×106))/(T1×n1/(9.55×106))=T2×n2/(T1×n1)i=n2/n1∴η=T2/T1/i即T2=T1×i×η圖1六、計算題（有2小題，每題6分,共12分）23．一對46210角接觸球軸承反安裝，如圖1所示。已知軸承1和軸承2的徑向載荷分別為R1=2000N,R2=4000N,軸上作用的軸向載荷Fa=800N(指向軸承2)，軸承的派生軸向力S的計算式S=0.68R，e=0.68，X=0.41,Y=0.87。軸承載荷有輕微沖擊，載荷系數fF=1.2，工作溫度不大于120°(1)軸承1和軸承2的軸向載荷A1和A2；(2)軸承1和軸承2的當量動載荷P1和P2。圖2第六大題第23小題答案圖解:(1)計算軸承的軸向載荷S1=0.68R1=0.68×2000=1360NS2=0.68R2=0.68×4000=2720NS1、S2方向見圖2因為Fa+S2=800+2720=3520N＞S1所以軸承1“壓緊”，A1=Fa+S2=800+2720=3520(2分)軸承2“放松”，A2=S2=2720N(2分)（2）計算軸承的當量動載荷軸承1A1/R1=3520/2000=1.76＞eX1=0.41,Y1=0.87P1=fF(X1R1+Y1A1=1.2×(0.41×2000+0.87×3520)=3882.4N(2分)軸承2A2/R1=2720/4000=0.68≤eX2=1,Y2=0P2=fFX2R2=1.2×1×4000=4800N(2分)24．已知V帶傳動中，最大傳遞功率P=8kW，帶的速度v=10m/s，若緊邊拉力F1為松邊拉力F2的2倍，此時小帶輪上包角a1=120°，求：（1）有效拉力Fe；（2）緊邊拉力F1；（3）當量摩擦系數fˊ。解:有效拉力Fe=1000P/v=1000×8/10=800N(2分)又知:F1-F2=Fe,F1=2F則緊邊拉力F1=2Fe=1600N(2分)根據歐拉公式得當量摩擦系數f￠=ln(F1/F2)/α=ln2/(3.14×120/180)=0.693/2.0933=0.331(2分)七、結構題（有4小題，每題分別為10分,2分，2分，2分，共16分）25．圖3中為一對圓錐滾子軸承支承的軸系，齒輪油潤滑，軸承脂潤滑，軸端裝有聯軸器。試指出圖中的結構錯誤（在圖中錯誤處寫出序號并在下半部改正，按序號簡要說明錯誤的內容）（每指出一處,并正確說明錯誤內容和改正的,得1分,總分為10分）答:錯誤處見圖3（改正的圖未示出）PAGEPAGE15=1\*GB3①鍵的位置應與齒輪處在同一直線上，而且結構不正確；=2\*GB3②軸承蓋孔徑應大于軸徑，避免接觸；=3\*GB3③此處不應有鍵聯接；=4\*GB3④軸長應短于輪轂長度，保證軸套壓緊齒輪；=5\*GB3⑤軸應有軸環，使齒輪定位；=6\*GB3⑥軸承應正裝；=7\*GB3⑦軸不應與軸承蓋相碰，且不需這么長；=8\*GB3⑧左右兩軸承蓋與箱體間應有調整墊片；=9\*GB3⑨兩軸承內側應加封油環；=10\*GB3⑩箱體加工面與非加工面未分開。26．畫出V帶與帶輪槽的正確安裝圖；27．畫出普通螺栓聯接的結構圖28．畫出普通平鍵A型、B型、C型的形狀26,27,28題答案:八、設計題（有1小題，5分）29．設計一轉椅的升降機構，升降通過一手柄進行控制。設計需畫出結構示意圖，并作必要的說明。答：沒有標準答案，可根據創意的新穎性及是否達到設計要求給0～5分。機械設計試卷一、單項選擇題1、普通平鍵的截面尺寸是根據按標準選擇的。【C】A．傳遞轉矩的大小B.輪轂的長度C.軸的直徑2、V帶傳動設計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了。【A】A．限制彎曲應力B.使結構緊湊C.限制帶輪包角3、為了制造、測量方便，取三角帶的作為它的公稱長度。【B】A．內周長B.節線長C.外周長4、角接觸球軸承和圓錐磙子軸承的軸向承載能力隨接觸角的增大而。【A】A．增大B.減少C.不便5、鏈傳動中，鏈條的節數最好為，而鏈輪齒數為。【B】A．奇數，偶數B.偶數，奇數C.5的倍數，偶數6、按純扭矩設計計算的軸徑，一般作為軸的直徑。【A】A．最細端B.最大C.平均7、既傳遞轉矩，又傳遞彎矩的軸稱為。【B】A．心軸B.轉軸C.傳動軸8、聯接用的螺紋一般采用螺紋，而傳動用的螺紋一般采用螺紋。【A】A.三角形，梯形B.梯形，三角形C.其它，三角形9、非液體摩檫滑動軸承設計中，限制壓強的目的是。【B】A.防止因壓力過大而發熱；B.防止潤滑油擠出，軸瓦過渡磨損；C.防止因摩擦力矩大而起動難。10、在滾動軸承的組合設計中，雙支點單向固定方式適合于。【A】A．跨距小，溫升小的軸；B．跨距大，溫升大的軸；C．跨距大，溫升小的軸。11、一對鋼制標準齒輪嚙合傳動時，兩輪的，。【B】A．相等，不想等B．相等，不一定C．不一定，不一定12、當兩軸具有一定的相對偏移量，且載荷較平穩，要求傳遞較大扭矩時，用。【A】A．齒輪聯軸器B．凸緣聯軸器C．彈性柱銷聯軸器13、滾動軸承壽命是在一定的可靠度下規定的，一般當可靠度是90%時，能達到或超過的壽命稱為滾動軸承的，所受載荷稱為滾動軸承的。【C】A．預期壽命，預期載荷B．最大壽命，最大載荷C．額定壽命，額定動載荷14、蝸桿傳動的效率一般較其它傳動低，這主要是因為在蝸桿傳動中。【C】A．蝸輪速度很低B．蝸桿頭數很少C．蝸輪蝸桿的相對滑動速度很大15、有一汽缸蓋螺栓聯接，若汽缸內氣體壓力在0—2Mpa之間循環變化，則螺栓中的應力變化規律為。【B】A．對稱循環變應力B．脈動循環變應力C．非對稱循環變應力散熱二、填空題16、齒輪傳動的主要失效形式有：輪齒折斷;齒面磨損;齒面點蝕;齒面膠合;塑性變形。17、閉式蝸桿傳動需要進行熱平衡計算，其主要原因是：蝸桿傳動由于效率低，所以發熱量大。在閉式傳動中，如果產生的熱量不能及時散逸，將因油溫不斷升高而使潤滑油稀釋，從而增大摩擦損失，甚至發生膠合。所以必須根據單位時間內的發熱量Φ1等于同時間內的散熱量Φ2的條件進行熱平衡計算，以保證油溫穩定的處于規定的范圍內。18、帶傳動中，彈性滑動與打滑的區別是：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動，稱為帶傳動的彈性滑動。這是帶傳動正常工作時固有的特性。打滑是由于工作載荷過大帶與帶輪間的顯著相對滑動，是帶的失效形式之一，應當避免。19、滑動軸承常用的材料有：軸承合金,如ZSnSb11Cu6;錫青銅,如ZCuSn10P1;鑄鐵,HT200。20、論述鏈傳動的主要特點：與帶傳動相比，鏈傳動效率高，平均傳動比準確，無滑動和打滑現象；與齒輪傳動相比，鏈傳動制造與安裝精度要求較低。三、綜合題齒輪傳動蝸桿傳動帶傳動鏈傳動螺旋傳動傳遞功率大小中大大效率高低中中高單級傳動比中大中中-中心距小小大大-傳動精度高高中中高比較以下幾種傳動的傳動性能，并填入下表中（高、中、低等）。22、請標出以下鏈傳動的合理轉動方向。23、圖示為三級減速裝置傳動方案簡圖，要求總傳動比i=50，這樣布置是否合理?為什么?試畫出合理的傳動方案簡圖(不采用蝸桿傳動)。①、②：電動機和齒輪軸的減速連接應選用帶傳動，可緩沖振動與噪音。③：為保證準確的傳動比，③處的二級減速應選用圓柱齒輪，如選用斜齒輪，還可通過齒輪旋向抵消軸向力。24、圖示傳動中，已知小圓錐齒輪的轉向，現想托起重物Q，問蝸桿的螺旋線方向如何？并在圖上標出蝸輪蝸桿和圓錐齒輪在嚙合點各輪所受三個力的方向。2324四、計算題25、如圖所示，軸上裝有一斜齒圓柱齒輪，軸支承在一對正裝的軸承上。齒輪輪齒上受到圓周力Fte=8100N，徑向力Fre=3052N，軸向力Fae=2170N，轉速n=300r/min，載荷系數fP=1.2。試計算兩個軸承的基本額定壽命(以小時計)。(想一想：若兩軸承反裝，軸承的基本額定壽命將有何變化?)（有關數據：，軸承，。當時，；當時，。內部軸向力，）解：①求，，，②求，，③，，，26、圖示為某起重設備的減速裝置。已知各輪齒數z1=z2=20，z3=60，z4=2，z5=40，輪1轉向如圖所示，卷筒直徑D=136mm。試求：(1)此時重物是上升還是下降?(2)設系統效率η=0.68，為使重物上升，施加在輪1上的驅動力矩T1=10N·m，問重物的重量是多少?解：，，，，，，，，因蝸桿右旋，所以重物上升。五、改錯題(每小題5分，共10分)27、指出下面軸系結構圖中的錯誤并改正。①鍵的布置無法安裝連軸器；②端蓋處應有軸肩；③⑩端蓋與箱體間應有墊圈；④端蓋與軸連接處應有密封圈；⑤安裝軸承處應有軸肩；⑥套筒高度不能高于軸承內圈高度；⑦與齒輪配合的軸的長度應略小于齒輪寬度；⑧軸承內圈應有定位軸肩；⑨端蓋卡緊端高度應小于軸承內圈高度。28、圖中所示為帶傳動的張緊方案，試指出其不合理之處，并改正。機械設計試卷一、單項選擇題1、在常用螺旋傳動中，傳動效率最高的螺紋。【】A.三角形B.梯形C.鋸齒形D.矩形2、兩個被聯接件不太厚時，宜采用連接。【】A.雙頭螺柱B.螺拴C.螺釘D.緊定螺釘3、平鍵聯接如不能滿足強度條件要求時，可在軸上安裝一對平鍵，使它們沿圓周相隔。【】A.90度B.120度C.135度D.180度4、設計鏈傳動時鏈節數最好。【】A.偶數B.奇數C.質數D.鏈輪齒數的整數倍。5、蝸桿傳動的主要失效形式是。【】A.齒面疲勞點蝕B.齒根的彎曲折斷C.齒面的膠合和磨損D.齒面的塑性變形6、V帶傳動設計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了。【】A.使結構緊湊B.限制彎曲應力C.限制帶輪包角D.限制速度7、滾動軸承在基本額定動載荷C作用下，當基本額定壽命為106轉時，其可靠度為。【】A.10%B.80%C.90%D.99%8、對齒面硬度≤350HBS的閉式齒輪傳動，其主要失效形式是。【】A.輪齒折斷B.齒面點蝕C.齒面膠合D.齒面磨損9、既傳遞轉矩又承受彎矩的軸稱為。【】A.心軸B.傳動軸C.轉軸D.曲軸10、為實現間歇運動，可選用。【】A.螺旋機構B.槽輪機構C.帶傳動機構D.鏈傳動機構二、判斷題1、選用滑動軸承的潤滑油時，轉速越高，選用油的粘度越高。（）2、蝸桿傳動，蝸桿頭數越少，傳動效率越低。（）3、平鍵是靠鍵的兩側面來傳遞載荷。（）4、鏈節距越大，鏈速也越不均勻。（）5、螺紋的螺旋升角愈小，螺紋的自鎖性能愈好。（）6、帶傳動中的彈性滑動是可以防止的。（）7、向心滑動軸承驗算壓強P的實質是控制軸承發熱量。（）8、增大齒輪的模數，可以提高齒輪的接觸強度。（）9、鍵是一種標準零件。（）10、一般情況下，鏈傳動瞬時傳動比恒定。（）三．填空題1、閉式軟齒面齒輪傳動，一般應按強度進行計算，然后再校核強度。2、閉式蝸桿傳動因為所以要進行熱平衡計算。3、十字滑塊聯軸器屬于聯軸器。4、在蝸桿傳動中，當蝸桿與蝸輪軸交角為900時，蝸桿的軸向力與蝸輪的大小相等，方向相反。5、帶速v30m/s是一般用來制造帶輪。6、齒輪的齒形系數與有關，齒形系數越大，輪齒的彎曲強度越。7、帶傳動工作時，帶的最大應力發生在。8、滾動軸承的額定壽命是指可靠性為的壽命。9、非液體摩擦滑動軸承常見的失效形式為和。10、花鍵聯接按其齒形不同，可分為、、花鍵聯接。四、簡答題1、鏈傳動與帶傳動相比較有哪些優缺點？2、軸上零件的軸向固定方法有哪些?3、齒輪傳動的失效形式有那些？對開，閉式齒輪傳動設計準則有什么區別？4、剖分式滑動軸承由哪幾個部分組成?五、分析與作圖題畫出帶傳動的應力分布圖，并在圖上標出δ1,δ2(拉應力)，δc(離心應力)和δb1，δb2(彎曲應力)，最大應力發生在什么部位？δmax=？2、圖示蝸桿--斜齒圓柱齒輪傳動，蝸桿主動，蝸桿轉向及螺旋線方向如圖，要求：畫出Ⅱ軸的轉向及蝸輪的螺旋線方向；要求Ⅱ軸上軸向力抵消一部分，定出齒輪、的螺旋線方向；在圖上畫出蝸輪及齒輪的各分力方向。2題3題3、分析圖示結構設計的錯誤。（用數字標出并說明）4、試指出下列圖中的錯誤結構，并畫出正確的結構圖。螺釘聯接雙楔鍵聯接六、計算題如圖所示，已知軸承徑向載荷，軸承徑向載荷，軸向外載荷，軸承轉速，運轉中有中等沖擊，室溫工作，預期壽命，選用軸承型號，已查得，，，時，，，時，，，試計算軸承壽命是否滿足要求。機械設計練習題1機械設計試題一、填空題及選擇填空題（27分，每空1分）1．當動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時，就會出現、和同時存在的現象，這種摩擦狀態稱為。2.一公稱直徑為d=16mm的螺紋副，螺紋頭數n=2,螺距p=4mm,螺紋中徑d2=D2=14mm,牙側角β=15o,螺紋副材料的當量摩擦系數f′=0.08~0.10,經計算該螺紋副自鎖性要求。滿足b.不滿足3.導向平鍵連接的主要失效形式是，設計時通過限制來進行耐磨性計算；半圓鍵的缺點是，所以主要適用于軸端。4.作為標準普通V帶工作面的兩側面夾角為φ=40o，相應的V帶輪輪槽的兩側面夾角則。a.大于40ob.小于40oc.等于40o。5.傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與、、等因素有關，它們的值越大，Fmax就越大。當傳遞的外載荷超過時，帶在帶輪上發生打滑現象；而且在傳動比大于1的情況下打滑總是先從小帶輪上開始的，其原因是。6.齒輪傳動的五種主要失效形式中，最嚴重、必須避免的失效形式是；軟齒面閉式齒輪傳動最主要的失效形式是；高速重載齒輪傳動易發生；輪齒的塑性變形常發生在齒面材料較軟、低速重載、頻繁起動的傳動中。7.下列齒輪參數中，對齒形系數YF沒有影響的是。a.齒數b.變位系數c.齒頂高系數d.壓力角e.模數8.按國家標準GB/292-93規定，型號7212C/DB軸承的類型為，寬度類型為，精度等級為，公稱接觸角α=o。9.對于轉動的滾動軸承,其主要失效形式是；對于不轉動、低速或擺動的軸承，主要失效形式是；對于高速軸承，是其主要失效形式。10.滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成，其失效形式主要是，主要發生在上。二、問答題（24分,每小題4分）1.齒向載荷分布系數Kβ的物理意義是什么？改善齒向載荷分布不均勻狀況的措施有哪些？2.試述齒輪傳動的設計準則。3.按在支撐軸上零件傳遞運動和動力時受到的載荷類型的不同，軸分為那幾種類型？并分別舉例說明。4．給出滾動軸承的當量靜載荷P0的定義。5．同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點？6．在一些基本假設條件下，流體形成動壓的必要條件是什么？三、分析計算題（29分,第一小題19分，第二小題10分）1．一重物勻速升降裝置采用如圖a所示的電機+圓柱蝸桿傳動系統，已知蝸桿傳動的模數m=8mm，蝸桿頭數及分度圓直徑分別為z1=1、d1=80mm，蝸輪齒數z2=50，卷筒直徑D=250mm。重物勻速升降的速度v=40m/min，最大載重量W為4kN，工況系數KA按1.0計，試分析、計算提升重物時的下列問題：1）該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時，蝸桿應轉多少轉？并在圖中標明蝸桿的轉向、蝸輪輪齒旋向、節點位置處蝸桿及蝸輪的受力方向。（5分）2）若蝸桿與蝸輪齒面間當量摩擦系數f′=0.18，該機構能否自鎖？（2分）3）若重物W=4kN，傳動裝置總的傳動效率為η=0.5，試計算出電機的輸出轉矩Tm應是多少？（2分）4）若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209C支撐形式,L=100mm，蝸桿傳動效率η1=0.7，卷筒、聯軸器(連接蝸輪軸與卷筒軸)、蝸輪軸上軸承的效率合計為η2=0.8，軸承7209C的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為C=29800N、C0=23800N,其內部軸向力S=0.4Fr，徑向載荷系數X和軸向載荷系數Y分別為0.44和1.36，fT=1.0，fP=1.5，試計算軸承II的壽命Lh為多少小時？（10分）2．圖c所示為一托架，20kN的載荷作用在托架寬度方向的對稱線上，用四個螺栓將托架連接在一鋼制橫梁上，螺栓的相對剛度為0.3，螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設被連接件都不會被壓潰、也不滑移，試計算:1)該螺栓組連接的接合面不出現間隙所需的螺栓預緊力F′至少應大于多少？（接合面的抗彎剖面模量W=12.71×106mm2）若受力最大螺栓處接合面間的殘余預緊力F′′要保證6956N，計算該螺栓所需預緊力F′、所受的總拉力F0。（3分）四、結構題（20分）1．試說明實現軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫出相應于各種軸向固定方法的結構圖；畫出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉軸的軸端實現軸向固定與周向固定的結構圖（要求齒輪也要畫出來）。（12分）2．圖d和圖e為凸緣聯軸器的兩個半聯軸器的將兩根軸連接起來的兩種形式的部分結構，請將未畫出的其余部分補全，成為完整的結構。（5分）機械設計試卷一、選擇題1、鏈傳動作用在軸和軸承上的載荷比帶傳動要小，這主要是因為（

C

）。A、鏈傳動只用來傳遞較小功率B、鏈速較高，在傳遞相同功率時圓周力小C、鏈傳動是嚙合傳動，無需大的張緊力D、鏈的質量大，離心力大2、直齒圓柱齒輪傳動，當齒輪直徑不變，而減小模數增加齒數時，則（

C

）。A、提高了輪齒的彎曲強度B、提高了齒面的接觸強度C、降低了輪齒的彎曲強度D、降低了齒面的接觸強度3、受中等沖擊載荷、支承剛度較差、速度較高的兩軸之間宜選用（

A

）。A．彈性柱銷聯軸器B．凸緣聯軸器C.十字滑塊聯軸器D．萬向聯軸器4、帶傳動工作時，設小帶輪為主動輪，則帶的最大應力發生在帶（

C

）。A．進入大帶輪處B．離開大帶輪處C.進入小帶輪處D．離開小帶輪處5、有一減速器傳動裝置由帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動組成，其安排順序以方案（A）為好。A．帶傳動齒輪傳動鏈傳動B．鏈傳動齒輪傳動帶傳動C．帶傳動鏈傳動齒輪傳動D．鏈傳動帶傳動齒輪傳動6．螺紋聯接防松的根本問題在于（

C

）。A、增加螺紋聯接的軸向力B、增加螺紋聯接的橫向力C、防止螺紋副的相對轉動D、增加螺紋聯接的剛度7．為聯接承受橫向工作載荷的兩塊薄鋼板，一般采用的螺紋聯接類型應是（

A

）。A．螺栓聯接B.雙頭螺柱聯接C．螺釘聯接D.緊定螺釘聯接8．齒面硬度HB≤350HBS的閉式鋼制齒輪傳動中，主要失效形式為（

B

）。A．齒面磨損B．齒面點蝕C．齒面膠合D.輪齒折斷9.不完全液體潤滑滑動軸承，驗算是為了防止軸承（B）。A.過度磨損B.過熱產生膠合C.產生塑性變形D.發生疲勞點蝕10、對于溫度變化不大的短軸，考慮結構簡單，軸承部件的軸向固定方式宜采用（A）。A．兩端固定B．兩端游動C．一端固定一端游動D．A，B，C均可以11、在蝸桿傳動設計中，除規定模數標準化外，還規定蝸桿直徑d1取標準，其目的是（B）。A．限制加工蝸桿的刀具數量B．限制加工蝸輪的刀具數量并便于刀具的標準化C．為了裝配方便D．為了提高加工精度12、工作時承受彎矩并傳遞轉矩的軸稱為（

B

）。A、轉動心軸B、轉軸C、傳動軸D、固定心軸13、普通平鍵的主要失效是（

A

）。A．工作面被壓潰或鍵被剪斷B．工作面產生膠合破壞C.工作面產生過度磨損D．鍵被彎曲折斷14、帶傳動產生彈性滑動的原因是由于（

D

）。A、帶不是絕對撓性體B、帶與帶輪間的摩擦系數偏低C、帶繞過帶輪時產生離心力D、帶的緊邊與松邊拉力不等15、非液體摩擦滑動軸承正常工作時，其工作面的摩擦狀態是（C

）。A、完全液體摩擦狀態B、干摩擦狀態C、邊界摩擦或混合摩擦狀態D、不確定二、標準件1、請按GB/T5781-2000標準標注出：公稱直徑為16mm、長60mm全螺紋六角頭螺栓；并按GB/T41-2000的標準標注出與該螺栓配合使用的不經表面處理的普通粗牙六角螺母。螺栓M16螺母M16GB/T41-20002、請按GB/T1096-2003標準標注出：寬為18mm、高為11mm、長為100mm圓頭普通平鍵；按GB/T119-2000標準標注出：直徑為10鍵18100GB/T1096-2003銷10100GB/T119-20003、根據下面所給出的軸承代號，指出下面軸承相應的類型、尺寸系列、內徑、公差等級和游隙組別。（1）6308/C3 （2）7214B （3）30213/P46308/C3—表示內徑為40mm7214B—表示內徑為70mm，02尺寸系列的角接觸球軸承，接觸角為4030213/P4—表示內徑為65mm4、根據下面所給出帶、滾子鏈編號，指出這些零件的公稱尺寸。（1）帶：A1000GB/T11544-1997（2）鏈：08A—1—88GB/T1243—2006（注：此鏈的節距為0.5英寸）（1）A1000GB/T11544-1997：基準長度為1000mm（2）08A—1—88GB/T1243—2006：A系列、節距12.7mm三、問答題1、簡述靜強度設計和疲勞強度設計的不同之處。2、當設計鏈傳動時，選擇齒數和節距時應考慮哪些問題？3、閉式蝸桿傳動為什么要進行熱平衡計算？4、在具有穩定輸入、輸出功率的機器上，轉軸以定速轉動，當不考慮外來沖擊和載荷波動等作用時，請分別將內部受的是穩態應力或交變應力的零件的編號寫入下面相應的分類中。A．機箱箱體的地腳螺栓；B．裝有齒輪的旋轉軸；C．軸上的齒輪；D．軸上的蝸桿；E．軸上的滾動軸承；F．軸上的平鍵；G．聯軸器上的螺栓；H．軸上的銷；I．聯軸器；J．離合器；K．輸出端的滾子鏈；L．輸入端的V帶．（1）受穩態應力的零件是：A、F、G、H、I、J（2）受交變應力的零件是：B、C、D、E、K、L、（3）利用摩擦工作的零件有：A、E、J、G、L四、分析題圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳動系統。已知：Ⅰ軸為輸入軸，轉向如圖所示。在下圖中標出各輪轉向。（2分）為使2、3兩輪的軸向力方向相反，確定并在圖中標出3、4兩輪的螺旋線方向。（2分）在圖中分別標出2、3兩輪在嚙合點處所受圓周力、軸向力和徑向力的方向。（4分）（1）各軸轉向如圖所示。（2）3輪左旋，4輪右旋。（3）2、3兩輪的各分力方向下圖所示。Fa3Fr3Ft2Fr2Fa2五、計算題1、一壓力容器蓋螺栓組連接如圖所示，已知容器內徑D=250mm，內裝具有一定壓強的液體，沿凸緣圓周均勻分布12個M16（＝13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的許用拉應力，螺栓的相對剛度，按緊密性要求，剩余預緊力=1.83，為螺栓的軸向工作載荷。試計算：該螺栓組連接允許容器內的液體最大壓強及每個螺栓連接所需的預緊力。計算每個螺栓允許的最大總拉力：計算容器內液體最大壓強3、2、下圖所示為一對角接觸球軸承支承的軸系，軸承正安裝（面對面），已知兩個軸承的徑向載荷分別為=2000N，=4000N，軸上作用的軸向外加載荷=1000N,軸承內部附加軸向力的計算為=0.7，當軸承的軸向載荷與徑向載荷之比＞e時，X=0.41，Y=0.87，當≤e，X=1，Y=0，e=0.68，載荷系數fp=1.0，試計算：（1）兩個軸承的軸向載荷FA1、FA2；（2）兩個軸承的當量動載荷P1、P2。解：（1）軸承1為壓緊端，軸承2為放松端…………………1分…….2分(2)六、結構題（10分） 下圖為斜齒輪、軸、軸承組合結構圖。齒輪用油潤滑，軸承用脂潤滑，指出該結構設計的錯誤。要求：在圖中用序號標注設計錯誤處；按序號列出錯誤，并用文字提出改正建議；不必在圖中改正。1左、右兩邊軸承端蓋均無調整墊片2左邊軸承內圈固定錯誤，軸肩高過內圈高度3鍵過長4齒輪輪轂的長度要長過與其配合的軸段的長度1－2mm5套筒高度高過右邊軸承內圈的高度6右邊軸承端蓋與軸要留有間歇7右邊軸承端蓋與軸間要有密封圈8和右端軸承相配合的軸端作成階梯軸，便于裝拆9兩端的軸承要設有擋油環10聯軸器沒有周向定位。機械設計練習題1公稱直徑為16mm、長60mm全螺紋六角頭螺栓；并按GB/T41-2000的標準標注出與該螺栓配合使用的不經表面處理的普通粗牙六角螺母。螺栓M162、請按GB/T1096-2003標準標注出：寬為18mm、高為11mm、長為100mm圓頭普通平鍵；按GB/T119-2000標準標注出：直徑為10mm，長為100mm（1）6308/C3 （2）7214B （3）30213/P46308/C3—表示內徑為40mm7214B—表示內徑為70mm，02尺寸系列的角接觸球軸承，接觸角為4030213/P4—表示內徑為65mm2.試述螺紋聯接防松的方法。.螺紋連接的防松方法按工作原理可分為摩擦防松、機械防松及破壞螺紋副防松。摩擦防松有：彈簧墊圈、雙螺母、橢圓口自鎖螺母、橫向切口螺母機械防松有：開口銷與槽形螺母、止動墊圈、圓螺母止動墊圈、串連鋼絲破壞螺紋副防松有：沖點法、端焊法、黏結法。3.試分析影響帶傳動承載能力的因素？初拉力Fo?包角a?摩擦系數f?帶的單位長度質量q?速度v4、鏈傳動與帶傳動相比較有哪些優缺點？答：與帶傳動相比，a鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比；b需要的張緊力小，作用在軸上的壓力也小，可就減少軸承的摩擦損失；c結構緊湊；d能在溫度較高，有油污等惡劣環境條件下工作。鏈傳動的主要缺點是：瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數，因此傳動平穩性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。5、軸上零件的軸向固定方法有哪些?答：軸上零件的軸上固定方法有軸肩固定，套筒固定，螺母固定和軸端擋圈固定等（壓板固定）。6、齒輪傳動的失效形式有那些？對開，閉式齒輪傳動設計準則有什么區別？答：齒輪的失效形式主要有：a輪齒折斷b齒面點蝕c齒面膠合d齒面磨損e齒面塑性變形。齒輪傳動設計時，軟齒面閉式傳動常因齒面點蝕而失效，故通常先按齒面接觸強度設計公式確定傳動的尺寸，然后驗算輪齒彎曲強度。．7.齒向載荷分布系數Kβ的物理意義是什么？改善齒向載荷分布不均勻狀況的措施有哪些？Kβ的物理意義——考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻對輪齒應力的影響系數。(2分)措施：1)齒輪的制造和安裝精度↑2)軸、軸承及機體的剛度↑3)齒輪在軸上的布置——合理選擇4)輪齒的寬度——設計時合理選擇5)采用軟齒面——通過跑合使載荷均勻6)硬齒面齒輪——將齒端修薄、或做成鼓形齒7)齒輪要布置在遠離轉矩輸入端的位置。8.試述齒輪傳動的設計準則（1）軟齒面閉式齒輪傳動：通常先按齒面接觸疲勞強度進行設計，然后校核齒根彎曲疲勞強度。（2）硬齒面式齒輪傳動：通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設計，然后校核齒面接觸疲勞強度。（3）高速重載齒輪傳動，還可能出現齒面膠合，故需校核齒面膠合強度。（4）開式齒輪傳動：目前多是按齒根彎曲疲勞強度進行設計，并考慮磨損的影響將模數適當增大（加大10~15%）。9．給出滾動軸承的當量靜載荷P0的定義。當量靜載荷是一個假想載荷，其作用方向與基本額定靜負荷相同，而在當量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動體與滾道接觸處的塑性變形總量與實際載荷作用下的塑性變形總量相同。10．同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點？1)在高速重載下能正常工作，壽命長；2)精度高；滾動軸承工作一段時間后，旋轉精度↓3)滑動軸承可以做成剖分式的—能滿足特殊結構需要。如曲軸上的軸承；4)液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用，可以吸收震動，緩和沖擊。5)滑動軸承的徑向尺寸比滾動軸承的小。6