上海大学 机械设计(1)模拟试题集,最新.doc

机械设计(1)模拟练习试题及参考答案一、是非题（对的写“” ，错的写“” ，每题1分）1. 为提高紧螺栓的承载能力，通常选用拧入圈数较多的厚螺母连接方式 （ ）2.在选用普通平键时，是通过强度计算来确定键的截面尺寸b和h的 ( )3.综合影响系数K只对应力幅有影响，而对平均应力无影响 （ ）4.当转动的零件上受静载荷作用时，其上也可能产生变应力 （ ）5.只要合理设计，带传动的弹性滑动是可以避免的 （ ）6.为了减小K值，应将齿轮制成鼓形齿 （ ）7.螺纹的升角越大，其传动效率越高，自锁性也越好 （ ）8.在圆柱齿轮的强度计算中，是按节点啮合进行接触强度计算的 （ ）9.齿轮的齿形系数YFa与模数无关，与齿廓形状有关 （ ）10.所有可用作制成零件的材料，其疲劳曲线都具有无限寿命区域 （ ）11普通平键的主要失效形式是工作面的挤压破坏 。 （ ）12带传动中，最大应力发生在紧边与大轮的接触处。 （ ）13带传动中，弹性滑动现象是完全可以避免的 （ ）14V带传动中，带轮的轮槽夹角应小于V带截面的夹角。 （ ）15齿轮弯曲和接触疲劳强度极限是经持久疲劳试验并按失效概率1%确定，试验齿轮的弯曲应力循环特性(应力比)为对称循环。 （ ）16在闭式齿轮传动中，通常以保证齿根弯曲疲劳应力符合强度条件为主。 （ ） 17在有紧密性要求的螺栓连接结构中，接合面之间不用软垫片进行密封而采用密封环结构，这主要是为了增大被连接件的刚度，从而提高螺栓的疲劳强度。 （ ）18被连接件是锻件或铸件时，可将安装螺栓处加工成小凸台或沉头座，其目的是易拧紧。（ ）19应力只要随时间发生变化，均称为变应力。 （ ） 20当某零件上受载荷作用时，其上结构和尺寸突变处不会产生应力集中。（ ）21. 变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。 （） 22.零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之增大。 （）23.两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值不相等。（）24.键的截面尺寸bh是按轴的直径d由标准中选定的。 ()25.由于载荷较大需要用两个平键时，它们应布置在同一母线上 () 26.在渐开线圆柱齿轮传动中，相啮合的大小齿轮工作载荷相同，所以两者的齿根弯曲应力以及齿面接触应力也分别相等。( )27.由于锥齿轮的几何尺寸是以大端为标准的，因此，受力分析也在大端上进行。（ ）28.只要设计和使用正确，带传动的打滑是完全可以避免的 （ ）29.在相同的初拉力作用下，V带的传动能力明显高于平带的传动能力 （ ）30.普通螺纹用于连接时，一般多用粗牙螺纹。 （ ）31. 受变载荷作用的零件在有限寿命下工作时，其材料的疲劳极限比无限寿命的要高。（）32. 大多数通用机械零件及专用零件的失效都是由高周疲劳引起的。()33. 因带传动是摩擦传动，所以传动中会出现弹性滑动现象，但只要设计合理，就可以避免弹性滑动的出现。（） 34. 在常用的螺纹连接中，自锁性最好的螺纹是矩形螺纹。 ()35. 螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。()36. 带传动中，当大带轮主动时，最大应力发生在紧边绕上小带轮的接触处。 ( )37普通平键可以分为圆头（A型）、方头（B型）、单圆头(C型)，其中A、C型可以承受轴向力，B型不能承受轴向力。（）38为了使普通V带和带轮的工作槽面相互紧贴，应使带轮的轮槽角与带的楔角相等。 ()39在机械传动系统中，皮带传动往往放在高速级是因为它可以传递较大的转矩。 （）40. 零件的应力随时间变化时，均应按变应力作强度计算。 （） 41. 平键连接可以实现轴与轮毂的轴向和周向固定。 ()42在圆柱齿轮传动设计中，影响轮齿弯曲应力大小的主要参数是模数。 （）43. 齿轮传动中，经过热处理的齿面称为硬齿面，而未经热处理的齿面称为软齿面。（）44. 机械零件的表面越粗糙，其疲劳强度越低。 （）45机械零件在静载荷作用下，则一定为静强度破坏。 （）46. 规律性的不稳定变应力的疲劳强度计算是根据疲劳损伤积累假说进行的。 （）47. 矩形花键只能采用齿形定心。 （）48螺纹连接中，有时需采用防松装置，是因为螺纹的升角太大而不能自锁 （）49为了保证带的传动能力，应验算小带轮的包角 ，并使其 120 （）50在普通V带传动设计中，应使带轮的轮槽角大于带的楔角 （）51在锥齿轮的的强度计算中，其受力分析通常在其小端上进行 （ ）52. 合金钢与碳素钢相比具有较高的强度，因此用合金钢制造零件不但可以减小尺寸，而且还可以减小断面变化处过渡圆角半径和降低表面粗糙度的要求。 （）53大多数机械零件的失效都是由低周疲劳引起的。 （）54. 当螺纹的公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性比粗牙螺纹的自锁性要好。 （）55. 楔键在安装时要楔紧，故同心性能好。 （）56. 花键连接的承载能力应按其齿侧面的挤压强度计算。 （）57在带传动中，当小带轮主动时，最大应力发生在紧边带刚绕上小带轮的接触处。 ( ) 58在圆柱齿轮传动中，为了减小齿向载荷分布系数K值，可将其中一个齿轮的轮齿制成鼓形齿( )59在闭式软齿面齿轮传动中，通常以保证齿根弯曲疲劳强度足够为主。 （ ）60. 在带传动中，由于小轮的包角比大带轮的小，所以打滑首先发生在小带轮上。 （ ）61.在齿轮传动中，主、从动轮齿面上产生塑性变形的方向是相同的。 （ ）62. 受轴向载荷的普通螺栓连接，适当增大预紧力能提高螺栓的抗疲劳强度。 （ ）63.滑键的主要失效形式不是磨损而是键槽侧面的压溃。 （ ）64理论上为点接触或线接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应()65. 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。 （）66. 由于国标规定锥齿轮是以大端参数为标准值，因此，受力分析也在大端上进行。 （）67减少螺栓和螺母的螺距变化差可以改善螺纹牙间的载荷分配不均的程度。 （）68楔键在安装时要楔紧，故定心性能好。 （）69切向键连接是靠工作面上的挤压力和轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。 （）70被连接件是锻件或铸件时，应将安装螺栓处加工成小凸台或鱼眼坑，其目的是为了避免偏心载荷。 （）二、单项选择题(在空格处填上正确答案的字母代号 ，每题1分) 1在轴、毂连接中如果需要用两个平键时，此时在轴上应使它们沿圆周相隔 D 。A. 90度 ； B. 120度 ； C. 135度 ； D. 180度2渐开线花键连接采用 C 定心A. 外径 ； B. 内径 ； C. 齿形 ；D. 齿顶 3带传动在正常工作时，其紧边拉力F1和松边拉力F2之间关系可由式 B 表达。A. F1=F2 ； B. F1-F2=Fe ； C. F1/F2=ef ； D. F1+F2=F04带传动采用张紧轮时，张紧轮应布置在 B A. 松边内侧近小轮处 ； B. 松边内侧近大轮处 C. 松边外侧近小轮处 ； D. 松边外侧近大轮处5V带传动中，带速v，主动轮圆周速度v1，从动轮圆周速度v2，它们的关系是 B A. v1=v2=v ; B. v1vv2 ; C. v1vv1v26在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的 D 。 A. 屈服极限； B. 弹性极限； C. 强度极限； D. 疲劳极限。7标准直齿圆柱齿轮传动，轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa只决定于 B 。A. 模数m ； B. 齿数z ； C. 压力角 ； D. 齿宽系数d8一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，则小齿轮1和大齿轮2的齿根弯曲应力之间的关系是： A 。A. F1F2 ； B. F1=F2 ； C. F1sF2 ； C. sF1sF2 ；D. 不确定21螺纹的公称直径(管螺纹除外)是指它的_C_. A. 内径d1 ；B. 中径d2 ；C. 外径d ；D. 都不是22在轴上需要两个平键固定一个零件时，这两个平键在圆周方向上应相隔 A 。 A. 180 ； B. 90 ； C. 120 ； D. 135 23在螺纹连接中，广泛使用的连接是 A 连接。 A. 螺栓 ； B. 螺柱 ； C. 螺钉 ； D. 紧定螺钉24材料的疲劳曲线通常是在 C 条件下经疲劳试验得出的。 A. 脉动循环变应力 ； B. 非对称循环变应力 C. 对称循环变应力 ； D. 非脉动循环变应力 25承受轴向载荷的紧螺栓连接，为降低应力幅(设螺栓刚度为Cb，被连接刚度为Cm)应 B 。 A. 同时减小Cb及Cm ； B. 减小Cb增大Cm C. 同时增大Cb及Cm ； D. 增大Cb减小Cm26闭式软齿面齿轮的主要失效形式是 D 。 A. 压溃 ； B. 剪断 ； C. 磨损 ； D. 点蚀27在V带传动的设计标准中，V带楔角的标准值是 A 。 A. 40 ； B. 38 ； C. 36 ； D. 3228若采用两只楔键连接，则它们的分布是在周向相隔 A 。A. 100 ； B. 180 ； C. 80 ； D. 13529某平键连接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩增大为1.5T，则最好应 D 。A. 把键长L增加到1.5倍； B. 把键宽b增加到1.5倍C. 把键高h增加到1.5倍； D. 安装一对该平键。30. 大多数通用零件及专用零件的失效都是由_B_引起的。A.低周疲劳 ； B.高周疲劳 ； C. 应变疲劳 ； D.塑性变形31. 影响零件疲劳强度的综合影响系数K与_D_等因素有关。A.零件的应力循环特性和载荷状态 ； B.零件的应力集中、工作温度、热处理C.零件的材料、表面质量、过载；D.零件的尺寸、几何形状变化、加工质量及强化因素32用材料45钢作毛坯加工6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮，宜采用的工艺顺序是： B A. 表面淬火、滚齿、磨齿 ； B. 滚齿、表面淬火、磨齿 C. 滚齿、磨齿、表面淬火 ； D. 滚齿、调质、磨齿 33开式齿轮传动中轮齿的主要失效形式是_C_。A点蚀和弯曲疲劳折断； B胶合和齿面塑性变形；C磨粒磨损和弯曲疲劳折断； D胶合和点蚀。34设计硬齿面齿轮传动，当直径一定，常取较少的齿数，较大的模数以_A_。A提高轮齿的弯曲疲劳强度； B提高齿面的接触疲劳强度；C减少加工切削量，提高生产率； D提高轮齿抗塑性变形能力。35机械零件经表面淬火或氮化等热处理之后，其疲劳强度 C A. 降低； B. 不变； C.增高； D. 增高或降低视处理方法而定。36一对标准圆柱齿轮传动，已知齿数z1=30，z2=75，它们的齿形系数的关系是_B_。AYFa1YFa2 ； CYFa1=YFa2 ； D条件不足，无法判断。37. 被连接件受横向外力作用时，如采用普通螺栓连接，则螺栓可能的失效形式为_D_。 A剪切或挤压破坏；B拉断；C扭转破坏；D拉、扭断裂38带在减速传动工作时（小带轮主动），最大应力发生在_A_。A. 带绕上小带轮处；B.带离开小带轮处；C.带绕上大带轮处； D.带离开大带轮处39在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，已知预紧力为8000N，轴向外载荷最小值为0，最大值为4000N，假定螺栓和被连接件的刚度Cm=Cb=1。则在最大工作载荷下，被连接件的残余预紧力为_C_N。A2000；B4000；C6000；D800040在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是为了_C_。A提高强度； B提高刚度； C防松； D减小每圈螺纹牙上的受力。41用圆盘铣刀加工轴上键槽的优点是_C_。A装配方便； B对中性好； C应力集中小； D键的轴向固定好。42为了保证带的传动能力，应验算小带轮的包角，并使其 _B_。A90； B120； CVV2，在传动中，它总是存在的，是不可避免的，而打滑使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，甚至使带传动失效，因此，打滑是应当避免的。(4分)16. 单向穏定变应力r=c时零件的疲劳强度计算公式Sca= ，试分析该式分子-1的含义和分母的含义。(6分)答：分子-1的含义是对称循环变应力疲劳强度极限。(2分)分母的含义是把m0、a0的工作应力，转化成在强度上具有等效影响的对称循环变应力 (4分)17. 在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K？载荷系数K由哪几部分组成？(8分)答：在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。(2分)此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。(2分)因此，在进行齿轮强度计算时，要引入载荷系数K载荷系数K由使用系数KA，动载系数Kv，齿间载荷分配系数K及齿向载荷分布系数Kb等四部分组成。(4分)18润滑良好的闭式齿轮传动，通常轮齿的疲劳折断发生在什么部位？为什么？为提高齿轮的抗疲劳折断能力可采取哪些措施？（8分）答：轮齿的疲劳折断通常发生在齿根危险截面处。因为轮齿受载后齿根处产生的弯曲应力较大，且受齿根过渡部分的形状突变及加工刀痕等引起的应力集中作用。（3分）提高轮齿的抗疲劳折断能力的措施有：（1）采用正变位齿轮，增大齿根弯曲强度；（2）用增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根的应力集中； （3）增大轴及支承的刚性使轮齿接触线上受载较为均匀；（4）采用合适的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；（5）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。（5分）19. 花键连接和平键连接相比，有那些优缺点？(8分)答：优点：1），因为花键在轴上与毂上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故连接受力较为均匀；2）因槽较较浅，轴与毂的强度削弱较少；3）齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；4）轴上零件与轴的对中性好；5），导向性好；6）可用磨削的方法提高加工精度及连接质量。缺点：齿根仍有应力集中；有时需要用专门设备加工；成本较高。 20普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接主要失效形式分别是什么？试写出二者的设计准则（10分）答: 1）对于受拉普通螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。(4分)2）对于受剪铰制孔用螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中连接的挤压强度对连接的可靠性起决定作用。(6分)21在闭式软齿面圆柱齿轮传动中，齿面点蚀一般出现在何部位？为什么? 防止或减小点蚀的措施有哪些？（6分）答:1)点蚀首先出现在靠近节线的齿根面上，因为该处的相对滑动速度低，形成油膜的条件差，接触应力就比较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也就较大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上（3分） 2)提高齿轮材料的硬度，可以增强齿轮抗点蚀的能力。在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀，延长齿轮的工作寿命, 并且在合理的限度内，润滑油的粘度越高，上述效果也愈好。（3分）22. 螺纹防松的根本问题是什么？螺纹连接的常用防松方法有那些？(5分)答：螺纹防松的根本问题在于防止螺旋副在受载时发生相对转动。(2分)螺纹连接的常用防松方法有：摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。(3分)23. 试写出平键的失效形式和相应计算公式？（6分）答:(每个失效形式1分; 每个公式2分)1） 对于普通平键连接（静连接），其主要失效形式是工作面被压溃。因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。普通平键连接的强度条件公式为：2） 对于导向平键连接和滑键连接（动连接），其主要失效形式是工作面的过度磨损。通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。导向平键连接和滑键连接的强度条件公式为：24. 试在图中画出V 带在减速时的工作应力分布情况示意图，并在此图上标出各应力以及最大应力点的位置。（10分）答：V带的应力分布情况示意图以及各应力和最大应力点的位置如图所示。25. 在保证螺栓连接紧密性要求和静强度要求的前提下,要提高螺栓连接的疲劳强度,应如何改变螺栓和被连接件的刚度及预紧力大小?试通过受力变形图来说明(9分)答: 1）可以同时减小Cb和增大Cm，适当增加预紧力Fo，2）绘图，注：见下图或教材P89图5-29（C）3）这样可以使F1不致减小太多或保持不变，从而有利于改善螺栓连接的可靠性和紧密性；4）但预紧力不宜增加过大，必须控制在所规定的范围内，以免过分削弱螺栓的静强度。26试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。（8分）（1）半圆键连接 （a） （2）传递双向转矩的切向键连接（b） （a） (b)答：（1）因为半圆键连接两侧面是工作面，而上下表面是非工作面，故键的上表面和轮毂的键槽底面间应留有间隙。正确的结构如题解图（a）所示。 （4分）（2）当传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者间的夹角为120 130，所以本题的两切向键的夹角值不对，此外右侧的一个切向键的一个边没有与轴剖面的半径方向对准。正确的结构如题解图（b）所示。(4分) (a） （b）27.提高零件疲劳强度的措施有哪些？（6分）答：1）尽可能降低零件上应力集中的影响 ，是提高零件疲劳强度的首要措施； 2）选用疲劳强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺； 3）提高零件的表面质量； 4）尽可能地减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用。28对于作双向传动的齿轮来说，它的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性？在作强度计算时应怎样考虑？ (6分)答：齿面接触应力是脉动循环；齿根弯曲应力是对称循环。）在作弯曲强度计算时，应将图中查出的应力极限值乘以0.7。而在作齿面接触强度计算时直接用图中查出的应力极限值。29带传动中的弹性滑动是如何发生的？打滑又是如何发生的？两者对带传动各产生什么影响？打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？（7分）答：带传动中的弹性滑动是由于带的弹性造成带在前进过程中带与带轮之间发生相对滑动。打滑是工作载荷超过带的最大有效拉力，带与带轮之间发生显著相对滑动。（3分）弹性滑动使从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度；打滑将使带轮的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效。 （2分）打滑首先发生在小带轮上，因为小带轮的包角相对较小。（2分）30带传动中，何谓弹性滑动？何为滑动率？如何计算滑动率？（6分）答：弹性滑动是指由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动。 滑动率表示从动轮的圆周速度v2相对于主动轮的圆周速度v1的降低量。 公式： 31为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10？通常采用哪些结构形式可使各圈螺纹牙的载荷分布趋于均匀？（7分）答：在螺纹连接中