大学机械设计考试试题及答案

第 页1试 题 A一、填空（每空 1分，共 20分）1在疲劳曲线上，以循环基数 N0 为界分为两个区：当 NN 0 时，为（ ）区；当 N N0 时，为（ ）区。2刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（ ）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（ ） 。3润滑油的（ ）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（ ）越大，则其内摩擦阻力就越大。4为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（ ） 。 5正是由于（ ）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（ ）和（ ） 。6蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ ）很大，因此导致传动的（ ）较低、温升较高。 7链传动水平布置时，最好（ ）边在上， （ ）在下。 8设计中，应根据被联接轴的转速、 （ ）和（ ）选择联轴器的型号。9径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（ ） ；而（ ）与（ ）之比称为偏心率 。10对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（ ）个键计算。二、判断题（每小题 1分，共 10分） （正确的划“” ，错误的划“” ）1十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （ ）2两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。 （ ）3在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。 （ ）4相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。 （ ）第 页25闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 （ ）6由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （ ）7正是由于过载时产生“弹性滑动” ，故带传动对传动系统具有保护作用。 （ ）8楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ ）9性能等级为 6.6 级的螺栓，其屈服点 600MPa。 （ ）s10机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 （ ）三、简答题（每小题 5分，共 20分）1简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？2对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？3简述形成稳定动压油膜的条件？4解释名词: 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。四、 （15 分）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 0.68 ，e0.68。当 e 时，X 1，Y0；当 e 时，SFRRAFRAFX0.41，Y0.87。问哪个轴承的寿命低？F x = 9 0 0 NF R 1 = 4 0 0 0 NF R 2 = 2 5 0 0 N12第 页3五、 （15 分）如图所示的螺栓组联接，已知外载荷 F5KN ，各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷 Fsmax。六、 （20 分）设计一个标准直齿圆柱齿轮传动，传动比 i3.2，允许传动比有不超过5的误差。通过强度计算已确定中心距 a320mm，模数 m3mm，取齿宽系数1。试确定下列几何尺寸：m 、z 1、z 2、d 1、d 2、b 1、 b2。d（模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、）第 页4机械设计试题 A 标准答案一、填空（每空 1分，共 20分）1在疲劳曲线上，以循环基数 N0 为界分为两个区：当 NN 0 时，为（ 无限寿命区 ）区；当 N N0 时，为（ 有限寿命区 ）区。2刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（ 弹性变形 ）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（ 小 ） 。3润滑油的（ 油 ）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（ 粘度 ）越大，则其内摩擦阻力就越大。4为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（ 添加剂 ） 。 5正是由于（ 弹性滑动 ）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（ 打滑 ）和（ 带的疲劳破坏 ） 。6蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ 相对滑动速度 ）很大，因此导致传动的（ 效率 ）较低、温升较高。7链传动水平布置时，最好（ 紧边 ）边在上， （ 松边 ）在下。 8设计中，应根据被联接轴的转速、 （ 转矩 ）和（ 直径 ）选择联轴器的型号。9径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（ 相对间隙 ） ；而（ 偏心距 ）与（ 半径间隙 ）之比称为偏心率 。10对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（ 1.5 ）个键计算。二、判断题（每小题 1分，共 10分） （正确的划“” ，错误的划“” ）1十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （ ）2两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。 （ ）3在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。 （ ）第 页54相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。 （ ）5闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 （ ）6由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （ ）7正是由于过载时产生“弹性滑动” ，故带传动对传动系统具有保护作用。 （ ）8楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ ）9性能等级为 6.6 级的螺栓，其屈服点 600MPa。 （ ）s10机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 （ ）三、简答题（每小题 5分，共 20分）1 简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？答：因为在开式齿轮传动中，磨粒磨 损的速度比产生点蚀的速度 还快，在点 蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而一般不会出现点蚀现象。2 对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个 轴承的固定限制 轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制 轴的双向串动。3 简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的 润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。4 解释名词； 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。答：1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈 滚道以及滚动 体，任一元件出 现疲劳点蚀之前，第 页6两套圈之间的相对运转总转数。也可用恒定 转速下的运转 小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为 106转时，轴承所能承受的最大 载荷。四、解：（1） （N） 1.5 分1168.0RsF2704. （N ） 1.5 分22s 15（2） （N ） （N ）97xs sF故 （N ） 3 分 1AF0s（N ） （N ）8221xs 1702s故 （N ） 3 分A11xs，则 X1，Y=0 。eFRA68.0471则 4000 （N）)2704()(11P PARfFYf Pf3 分e，则 X0.41，Y 0.87。728.052RAF则 )18207.25041.()(22P PARfFf（N） 3 分P30由于 ，故轴承 1 的寿命短。P1F2第 页7五、解：（1）将 F 向螺栓组形心平移，同时得转矩 T。T=500F510 55002.510 6（N） 4 分在 F 作用下，各螺栓所受横向力为 Fs1 （N） 3 分12503z在 T 作用下，各螺栓所受横向力也相等，为 （N ） 4 分26280415.rTs 3.显然，1、2 两螺栓所受的横向力最大，为cos2121maxssss FF135cos.5403.540（N ） 4 分 69六、解：（1）由 得 )(212zamaz2021取 m =5（mm） （应为标准值） 2 分则 128 （1） 2 分53021z（2） 2 分1.i联立 （1） 、 （2）解得 ， 4.30z53.92z取 ， 1 4 分81601 6 05 0 0FTF第 页8（mm） 2 分15031mzd（mm ） 2 分4982（mm） 2 分1bd取 （mm） ， （mm ） 4 分1502b 160502注：本题主要考察：m 是否为标准值？是否满足 ？各参)(2)(21zmda数和尺寸取值圆整是否合理？第 页9机械设计试题 B一、填空（每空 1分，共 20分）1当所受轴向载荷通过（ ）时，螺栓组中各螺栓承受的（ ）相等。 2从结构上看，带轮由（ ） 、轮辐和（ ）三部分组成。3在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中， 以（ ）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（ ）相接触的模型。4按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（ ）花键和（ ）花键。 5请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（ ）和（ ） 。 6疲劳曲线是在（ ）一定时，表示疲劳极限 与（ N）之间关系的曲线。7理论上为（ ）接触或（ ）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。8开式齿轮传动的主要失效形式是：（ ）和（ ） 。9径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、 （ ）和（ ）不超过许用值。10在类型上，万向联轴器属于（ ）联轴器，凸缘联轴器属于（ ）联轴器。 二、选择填空（每空 1分，共 10分）1下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（ ） ；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ ） 。（1）粘着磨损； （2）表面疲劳磨损； （3）磨合磨损； （4）磨粒磨损。第 页102在通过轴线的截面内， （ ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内， （ ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。 （1）阿基米德蜗杆； （2）法向直廓蜗杆；（3）渐开线蜗杆； （4）锥蜗杆。3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（ ） ；其表面接触疲劳强度主要取决于（ ） 。（1）中心距和齿宽； （2）中心距和模数；（3）中心距和齿数； （4）模数和齿宽。4、对于径向滑动轴承， （ ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（ ）轴承必须成对使用。（1）整体式； （2）剖分式； （3）调心式； （4）调隙式。5在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（ ） 。 （1）增大链节距和链轮齿数； （2）增大链节距并减小链轮齿数；（3）减小链节距和链轮齿数； （4）减小链节距并增加链轮齿数。6对中性高且对