机械设计试题

1、机械设计自测试题（ A）专业班级：课程名称：机械设计一、选择填空 （本题共 14 分，每小题 2分）1 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的 。4）弹性极限H max 与载荷 F 的关系为（ 1）屈服点（ 2）疲劳极限（3）强度极限2 两圆柱体相接触，接触面为矩形，接触面宽度中线处最大接触应力（1）F（2） F 2（ 3） F 3（4）F23两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的状态称为。（ 1）液体摩擦（2）干摩擦（ 3）混合摩擦（4）边界摩擦4润滑油的 又称为绝对粘度。（1）运动粘度（2）动力粘度（ 3） 恩格尔粘度（ 4）赛氏通用秒5铸铁与钢是以它们含碳量的高低来区分的，一

2、般含碳量高于者为铸铁，低于此值为钢。（ 1） 2%（ 2）2.5%（3）3%（4）3.5%6对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应选择。（ 1）铸造毛坯（2）冲压毛坯（3）模锻毛坯（4）自由锻造毛坯7如图所示齿轮传动，轮1 为主动轮，则轮2 的齿面接触应力按变化。（ 1）对称循环（2）脉动循环（ 3）循环特性 r0.5（4）循环特性 r 111Hmax、按图选答案 （本题共 16 分，每小题 2分）1. 在下列不同截面的杆中 , 哪些杆的表面 不可切制螺纹 ?4. 下列圆柱齿轮传动 , 应对哪一种结构规定最 大的齿向荷载分布系数 K ?a b c a b c5. 下面几种类型键

3、联接的横剖面,其中哪个在结构上不正确 ?6. 试指出图示三种情况，哪一种能够形成流体动7. 下面三种类型螺纹联接中，哪种更适合于承 受横向工作载荷？8. 根据图中轴的受力情况， 两端支承上哪种情况 适于选择向心推力型滚动轴承？a三、回答问题 （本题共 16 分）1圆锥齿轮传动本小题 10 分）1将右侧序号为字母的内容分别连线到左侧相应的序号为数字的框上。A. 传动平稳，但容易“丢转” ，一般按放在机器的高速级。2链传动B.属交叉轴传动，一般需要悬臂安装，效率较高。3 V带传动C.属交错轴传动，传动效率低，设计时需进行热平衡计算。4蜗杆传动D.属平行轴传动，传动平稳，效率高，能传递较大功率。5圆

4、柱齿轮传动E.传递运动时具有速度不均匀性，不宜放在机器的高速级。2. 对于一台长期运转的带式运输机传动装置， ，试从结构、效率和过载保护等方面，分析一下传 动方案那种较合理？ （本小题 6 分）1）蜗杆 - 齿轮减速器传动2）带 - 齿轮减速器四、分析题 （本题共 19 分）F=28kN ，摩擦系1如图所示，两根梁用 8 个 4.6 级普通螺栓与两块钢盖板相联接。梁受到拉力 数 f=0.2 ，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。解中有两处错误，请指出错处并说明原因。 （本小题 6 分） 解： 已知螺栓数目 z=8 ，接合面数 i=2，取 防滑系数 KS=1.2，则螺栓所需预紧力 F0 为F0 K

5、 SF 1.2 28000 10500N0 f.z.i 0.2 8 2查表得 S=240Mpa ，安全系数 Ks=1.3, 则得 = S / Ks = 240 / 1.3 = 184.6Mpa所需螺栓直径4 1.3 F04 1.3 10500d1 9.7mm 184.6圆整后得螺栓尺寸d=10mm, 故螺纹为 M10 。2在图示减速器的传动简图中，圆柱齿轮均为斜齿，已给出主动件的转向，为使中间轴上的轴承所受的轴向力最小，试画出其它各轴的转向和轮齿的旋向。本小题 7 分）3. 图示一 V带传动， 小带轮为主动轮， 转 向为顺时针。 A、C和 B、D分别是 V 带绕入点 和绕出点。试问：1）在哪个

6、点上带速大于带轮圆周速度？2）在哪个点上带速等于带轮圆周速度？3）在哪个点上带速小于带轮圆周速度？ （本小题 6 分）五、计算题 （共 35 分）1单根 V 带传递的最大功率 P 4.82kW ，小带轮直径 D1 180mm，大带轮直径D2 400mm, n1 1450r /min ，小轮包角 1 152 ，带和带轮的当量摩擦系数 fv 0.25 ，试确定带传动的有效圆周力 Fe和、紧边拉力 F1和张紧力 F0 。（12 分）2设图示螺栓刚度为 Cb ，被联接件刚度为 Cm，如果 Cb 8Cm ，预 紧力 F0 1000N ，工作载荷 F 1100N ，试求螺栓中的总拉力 F2和被联 接件的残

7、余预紧力 F1。（8 分）3图示轴承装置，采用一对 7312AC 轴承（轴承附加轴向力的计算公式 S 0.7Fr ），试：1 ）写出该轴承代号中各数字所代表的含义是什么？2 ）各轴承所受轴向载荷 Fa 为多少？3 ）若上述轴承所受的载荷及均增加一倍， 则轴承寿命与原来相比慢降低多少 （是原来的几倍） ？15 分）Fr1 4000NFr1 2000NFa1000N机械设计自测试题答案（ A）157、选择填空 （本题共 14分，每小题 2 分）1（ 2）疲劳极限2 （ 4） F 23） 3%6（ 4）自由锻造毛坯3（ 4）边界摩擦4（2）动力粘度1）对称循环 、按图选答案（本题共 16 分，每小题

8、 2分）1.b 2.c 3.b三、回答问题4.a 5.c 6.a 7.c 8.c 本题共 16 分)11-C, 2-E, 3-A, 4-B, 5-D2. 1）蜗杆 - 齿轮减速器传动 ）带 - 齿轮减速器 四、分析题 （本题共 18 分）1 （1） z=4 2. 不能圆整螺栓尺寸 d=10mm,故螺纹为 M12 。2在图示减速器的传动简图中，圆柱齿轮均为 斜齿， 已给出主动件的转向， 为使中间轴上的轴承所 受的轴向力最小， 试画出其它各轴的转向和轮齿的旋 向。（本小题 7 分）3. 1 )2)3)D点上带速大于带轮圆周速度A、C点上带速等于带轮圆周速度B点上带速小于带轮圆周速度五、计算题共 3

9、5 分）1解：D1n1180 1450v 13.666m s60 1000 60 1000由 P Fec v 得 Fec 1000P 1000 4.82 352.7N1000 ec v 13.666efv 1F ef v 1由Fec2F0 efv 1 得F0Fec efv 1 551.6Nev 12 e v 1Fec352.7F1F0ec 551.6 727.95N1022Fec352.7F2F0ec 551.6 375。25N20224nADC共 2 页第 2 页 F2设图示螺栓刚度为 Cb ，被联接件刚度为 Cm，如果 Cb 8Cm ，预紧力F0 1000N ，工作载荷 F 1100N ，

10、试求螺栓中的总拉力 F2 和被联接件的残余预紧力 F1 。 解：螺栓中的总拉力为F2 F0b F 1000 b 1100 1122NCb CmCb 8Cb联接件中的残余预紧力为C 8CF1 F0m F 1000 b 1100 22NCb CmCb 8Cb3图示轴承装置，采用一对7312AC轴承（轴承附加轴向力的计算公式S 0.7Fr ），试：1 ）写出该轴承代号中各数字所代表的含义是什么？2 ）各轴承所受轴向载荷 Fa 为多少？3 ）若上述轴承所受的载荷及均增加一倍， 则轴承寿命 与原来相比慢降低多少（是原来的几倍）？解： 1） 7312AC轴承： AC代表接触角25 ；12 代表轴承内径 6

11、0mm；3 代表轴承直径系列为中系列；0 代表轴承宽度系列为正常系列，略去；7 代表轴承是角接触球轴承。2）S1 0.7Fr 1 0.7 4000 2800NS1 0.7Fr 2 0.7 2000 1400N S1,S1方向如图示。S1 Fa 2800 1000 S2所以轴承 2被"压紧"，轴承 1被"放松"。Fa1000NFr1 4000NFa1 S1 2800N， Fa2 S1 Fa 3800N3）若 Fr和Fa 均增加一倍，则 P也增加一倍。106 f C1 3 1因为 L （ t ） , 所以轴承寿命是原来的倍60n P2 8机械设计自测试题（

12、B）Fr1 2000N一、选择填空 (每一个空格只能选一个答案 ,每空 1 分，本题共 24分)1. 在给定的一组滚动轴承中有 :6315;N416;3240;7415;1308;3420 。其中有 ( ) 是重系列的 ; 有 ( ) 内径相同 ; 有 ( )A. 五种 ; B. 四种 ; C. 三种 ; D.2. 按齿根弯曲疲劳强度设计的齿轮传动时,应将 F1 或 F2 中数值 (YFa 1Ysa1YFa 2Ysa2代入设计式进行计算。按齿面接触疲劳强度设计直齿轮传动时, 应将 H1, 或 H2中( ) 数值代如设A. 任何一个 ; B. 较大 ; C. 较小 ; D. 两者平4. 采用张紧

13、轮的带传动 , 如果张紧的目的是为了保持一定的初张力F0, 则张紧轮一般应放在松边 ( ) 位置上。如果张紧的目的主要是为了增加小带轮的包角1, 则张紧轮应放在松边 ( ) 的位置上。A. 内侧靠近小带轮 ; B. 外侧靠近小带轮 ; C. 外侧靠近大带轮 ; D. 5. 在 同一轴段上 , 若采用两个平键时 , 一般设在 ( ) , 一般设在 ( ) 的位 置。若采用两个半月键时 , 一般设在 ( )A. 同一母线 ; B. 相隔 90° C. 相隔 120° ; D. 相隔 1806. 蜗杆传动的总效率 , 主要取决于 ( )A. 轴承摩擦损耗 ; B. 啮合摩擦损耗

14、; C. 加装风扇损耗 ; D.7. 开式或半开式齿轮传动 , 或速度较低的闭式齿轮传动 , 通常用 ( )A.浸油 ; B. 喷油 ; C. 用带油轮带油 ; D.8. 普通螺纹的牙型角为 ( ), 圆柱或圆锥管螺纹的牙型角为 ( )A. 15° B. 30° C. 55° D. 609.只承受弯矩而不承受扭矩的轴为( );即承受弯矩又承受扭矩的轴为 ( );主要承受扭矩的轴为 ( )A.曲轴 ; B.传动轴 ;C.心轴; D.10.非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是() 和 ( )A.胶合 ; B.摩擦磨损; C. 点蚀 ; D.11. 流体动压向心滑动轴承

15、, 如果达到热平衡时温升过高 ,则应 ( )A. 增大 减小 ; B. 减小增大 ; C. 增大 增大; D. 减小减小。12. 传动比 =1 的标准直齿圆锥齿轮传动能允许的无根切最小齿数应为( ) 。 (sin45=cos45 °=0.7)A. 8; B. 12; C. 16; D. 2013. 下列斜齿圆柱齿轮的螺旋角中 , ( )A. =2° 8° B. =8° 20° ; C. =20°40° D. =40° 60 °。14. 链传动设计中 , 选中心距为 ( ) 可认为是最合适的。 (P 为链节

16、距 )A. (10 20)P; B. (20 30)P; C. (30 50)P; D. (50 80)P15. 下列型号 V带中, 哪种具有最大横截面积 ( )A. Y 型; B. C型; C. A型; D. E、按图选答案 (每题只选一个答案 , 将其代号用 "O"圈住，每题 2 分，本题共 10分)。1. 在下列杆中 , 哪些面不可切制螺纹(a)(d) 列圆柱齿轮传动 , 应对哪一种结构规定最大的荷载分布不均匀系数?2.判断下列两种齿轮啮合的配对齿数 ,哪种是合理的 ,为什么 ?三、按图回答问题（每题 2 分，本题共 10分）1.2.3.F(a)(b)如图示 , 当滑

17、动轴承在实现液体动压润滑时4.态下承载油压的分布示意图。试分别画出在承载区内 , 无油沟与有油沟两种状5. 图示为轴上零件的两种装配方案 , 功率由齿轮 A输入, 齿轮 1输出扭矩为 T1, 齿轮 2输出扭矩为 T2, 试比较两种布置方案各轴段所受扭矩是否相同四、分析题（本题 18 分）1 在下图中画出动压向心滑动轴承建立液体动压润滑的过程。 （ 图所给的为轴承孔 ） （ 62建筑用电机驱动的卷扬传动系统采用斜齿圆柱齿轮 - 蜗杆传动。 如果已知蜗轮齿的旋向为右旋 ,（ 如 图所示 ）, 试回答 :（1）蜗杆的螺旋线方向 （ 用文字答出后并在图上画出，两者吻合者得分 ）（2）提升荷载时 , 电

18、机轴转向 （ 在图上电机后端面上标出 ）（3）欲使蜗杆轴和大齿轮轴的轴向力抵消一部分 , 这对斜齿轮的螺旋线方向应怎样 ?（ 用文字回答填 在下面括弧内 ） ，主动斜齿轮旋向 （ ）; 从动齿斜轮旋向 （ ） 。 （12 分）链传动单级圆柱齿轮减速器F 运输带滚筒带传动机械设计自测试题（ C ）一、单项选择题 （本题共 15 分，每小题 1 分）1 下列标准代号中，哪个是表示我国国家标准的代号。a. ISOb. GBc. JB d. YB2下列载荷中，哪个是由原动机的功率计算求得的载荷。a. 变载荷 b. 计算载荷 c. 额定载荷 d. 工作载荷 3下列哪种润滑油的粘度又称为绝对粘度。a. 动

19、力粘度 b. 运动粘度 c. 恩格尔粘度 d. 赛氏通用秒 4对大量生产、形状复杂、尺寸大的箱体零件，应选择何种毛坯。a. 自由锻造毛坯b.冲压毛坯c. 模锻毛坯 d. 铸造毛坯5某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受的最大应力 max 的值相等，而应力循 环特性 r 分别为 +1、 0、 -0.5、 -1，则其中最容易发生失效的零件是哪个？a. 甲 b. 乙c.丙d. 丁6下列哪种螺栓联接最适于承受横向载荷？a. 普通螺栓联接 b. 铰制孔螺栓联接c.螺钉联接d. 双头螺柱联接7 试比较两个具有相同材料、齿宽及齿数的齿轮，第一个的模数为2mm，第二个的模数为 4mm，它们具有怎样的

20、抗弯曲承载能力。a. 同样的承载能力 b. 第一个的能力比第二个大 c. 第二个的能力比第一个大 d. 承载能力与模数无关8 V 带传动的张紧装置若采用张紧轮张紧时，张紧轮的位置通常应安装于何位置。a. 松边内侧靠近大带轮 b. 紧边外侧靠近大带轮 c. 松边外侧靠近小带轮 d. 紧边内侧靠近小带轮9设计蜗杆传动时较为理想的材料组合应选哪种？a. 钢和钢 b. 钢和铸铁 c. 钢和铜 d. 钢和铝合金10两轮轴线不在同一水平面上的链传动链条的紧边应布置在上面，松边应布置在下面，这 样可以达到什么目的？a. 使链条平稳工作，降低运行噪声c. 使链条发生“脱链现象”11下列四种轴承何种轴承必须成对

21、使用。b. 不致使松边下垂量增大后与链轮卡死d. 使链传动达到自动张紧的目的a. 深沟球轴承b. 圆锥滚子轴承c. 推力球轴承 d. 圆柱滚子轴承12.在滑动轴承材料中哪种材料只用作双金属轴瓦的表层材料。a. 铸铁 b. 巴氏合金c. 铸造锡磷青铜d.铸造13根据受力性质，工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴称为何种轴。a. 心轴 b. 转轴 c. 传动轴d.曲轴14普通平键联接工作时，键的主要失效形式是哪种？c. 剪切与挤压同时产生a. 键受剪切破坏 b. 键侧面受挤压破坏d. 磨损和剪切破坏 15联轴器与离合器的主要作用是什么？a. 缓冲与减震 b. 传递运动和转矩 c. 防止机器发生过载 d

22、. 补偿两轴得不同心或热 膨胀共 4 页第 2 页二、多项选择题 （在每小题的五个答案中， 选出两个或两个以上正确的答案，并将其号码写在题干后 的括号内。正确答案没有选全或是选错的，该题无分，每小题2 分，共 20分）1 下列几种机械零件中，哪些是专用零件？ 涡轮机的叶片 往复式内燃机的曲轴 拖拉机发动机的气门弹簧 自行车的链条 火车车轮2 下列联接中那个属于不可拆卸联接？ 螺纹联接 过盈联接 键联接 3下列螺纹中哪些螺纹主要用于联接？ 三角螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹4下列键联接中哪些键的工作面是其两个侧面？ 半月键 楔键 切向键 5V 带传动如下特点中，其中哪几条属于其缺点？ 较大的中心距范围

23、 增大了外廓尺寸 于轴和轴承上较大的力 焊接 铆接 锯齿形螺纹 管螺纹导向键和滑键 普通平键 工作平稳无冲击 传动比不稳定 作用6可以提高齿轮承载能力的做法有： 增加模数 改善材料 增加齿宽 通过增加齿数来增大直径 增加啮合角 上述做法中有几种能增加接触疲劳强度？7一个链号为 16A-1 ×80 GB1243.83 的滚子链，下述几个问题可由它来解答？ 排数 链节数 精度 节距 极限拉伸载荷 8在蜗杆轴中，通常产生的应力有： 弯曲应力 扭转应力 挤压应力 剪切应力 拉压应力 这种轴在强度计算时，应考虑它们之中的几种应力？9在给出的一组轴承中有： 6208 7212C 52412/P6

24、 33215E N2210 其中几种是轻系列的？10例举出滑动轴承相对于滚动轴承的优点中，哪一点是错误的。 径向尺寸小 启动阻力小 能做成可剖分式结构 旋转时噪声大 抗震性能差三、分析题 （共 25 分）1图示二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，、轴分别为输入和输出轴。已知轴的转向和 1 轮螺 旋线旋向，试将题图重画在答卷上后，在其上回答下列问题：1）一律用水平箭头（向左或向右）分别标出、 轴的转向；2）欲使轴上的轴向力抵消一部分， 要求在图上 画出 2、 3、 4 轮螺旋线旋向，并用文字标出是左 旋还是右旋；3）在图上画出 2、3 轮所受轴向力 Fa2 和 Fa3 的 方向。（本题共 10 分）共

25、 4 页第 3 页1轴号受何种性质载荷轴的类型电机轴轴轴轴轴2. 试分析图示卷扬机中各轴所受的载荷性质，并由此判定各轴的类型（轴的自重不计） ，将结果分 别填入表中。 （本题共 10 分）3 图 a）、b）分别为一向心滑动轴承的两个视图，轴承孔直径为D 。试回答：1）假如轴顺时针旋转，在 a）、 b）图上分别画出液体摩擦润滑滑动轴承稳定运转时轴颈所处位置 （为表示清楚作图时取 d 0.7D ）；2）分别在两视图上画出油膜压力分布曲线，标出最大油膜压力pmax 所处位置；3）在 a）视图上标出最小油膜厚度 hmin 。（5 分）四、计算题 （共 30 分 ）1如图示螺栓联接的力 - 变形图。若保

26、证剩余预紧力QP的大小等于其预紧力 QP的一半。试求该联接所能承受的最大工作载荷 Fmax。（ 12 分）Fr变形轴承 2轴承 1FaL2L1L1 40mm, L2 200mm, 轴端作用有轴向力R1 、 R2和轴向载荷 A1、A2 ，2. 一根轴用两个角接触球轴承，如图所示。Fa 40N ，径向力 Fr 1640N 。试分别求出两轴承所受的径向载荷取轴承内部轴向力 s 0.68R 。（ 18 分）共 4 页第 4 页 结构改错题（ 15 分）图示一减速器的部分结构，要求将图中的错误结构改正（另外画图） 。、单项选择题1 b.29 c.10机械设计自测试题答案（本题共 15 分，每小题c. 3

27、 a.4 d.b.11 b. 12. b.1 分）5 d.6 b.13 a.14二、 多项选择题 （在每小题的五个答案中， 的括号内。正确答案没有选全或是选错的，该题无分，每小题4 2。78三、分析题共 25 分）1（ 本题共 10 分）7 c.8 a.c.15 b.选出两个或两个以上正确的答案，并将其号码写在题干后2 分，共34956102. （本题共 10 分）轴号受何种性质载荷轴的类型电机轴扭矩传动轴轴扭矩传动轴轴扭矩、弯矩转轴轴弯矩心轴轴扭矩、弯矩转轴四、计算题 （共 30 分 ）20 分）5050 300400 (11如图示螺栓联接的力 - 变形图。若保证剩余预紧力 QP的大小等于其预紧力 QP的一半。试求该联 接所能承受的最大工作载荷Fmax。（ 6 分）共 3 页第 2 页解： 1）螺栓和被联结件的刚度cb cm tg452）根据条件： Qp Qpcbcmcm F 12Q