机械设计复习终极版分析

1、一、单项选择、填空题1.45号钢经调质后的对称循环疲劳极限d -i=307Mpa,应力循环基数 N)=5 X 106次,疲劳曲线指数 m= 9 ,当实际应力循环次数N=106时,有限寿命的疲劳极限d - i n为 367 MPa。 2573674744252、与楔平键联接相比，_不是普通平键联接的特点。 对中性好靠侧面挤压传递载荷可周向定位可轴向定位压溃磨损4、采用螺纹联接时，若被联接件厚度较大,3、平键联接的主要失效形式是键的工作面般宜用。普通螺栓联接螺钉联接 。疲劳点蚀胶合材料较软，强度较低，且需经常拆卸的情况下,双头螺柱联接铰制孔螺栓联接齿轮传动的载荷系数中，动载系数Kv除决定于齿轮的圆

2、周速度v以外，还与 有关。齿面粗糙度齿轮制造精度轮齿宽度端面重合度6、设计带传动时，使小带轮直径 dminW dd1的主要目的是为了_。 减小带的弯曲应力减小带的线速度增大有效拉力 增大包角 .动载系数齿向载荷分布系数进行计算，并将模数适当扩大。齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度7将齿轮做成鼓形齿轮的主要目的是为了减小使用系数齿间载荷分配系数8、开式、半开式齿轮传动目前仅按齿面抗磨损能力齿根弯曲疲劳强度9、两对标准直齿圆柱齿轮传动第一对：模数 m=4mm齿数z1 =42, z2 =158 ;第二对：模数m=8mm齿数z1=21, z2 =79，若其他条件均相同，则第一对齿轮的齿

3、面接触强度比第二对_。高低.无高低之分.时高时低10、螺纹副在摩擦系数一定时 ,螺纹的牙型角越大,则 当量摩擦系数越小，自锁性能越好当量摩擦系数越小自锁性能越差当量摩擦系数越大，自锁性能越差当量摩擦系数越大，自锁性能越好11、 当滑动轴承润滑油中有硬质颗粒时，希望硬质颗粒 _。嵌入轴颈表面既不嵌入轴颈表面也不嵌入轴承表面嵌入轴承表面既可以嵌入轴颈表面也可以嵌入轴承表面12、 设计轴系时，若载荷平稳，转速较高，径向力和轴向力大小相差不大时，宜选_13、用弯扭合成强度条件计算轴的强度时，公式ca2 2<M +(aT)< c j中系数是考虑转矩和弯矩的性质不同_。 计算公式不准确材料抗弯

4、与抗扭的性能不同载荷计算不准确转矩和弯矩的性质不同14、为使润滑油容易进入滑动轴承的承载区以形成油膜，最好在承载区开油槽 在承载区和非承载区均开油槽在非承载区开油槽在轴向中间，开周向油槽1 5、受轴向外载荷的紧螺栓联接中，如果降低螺栓刚度，而被联接件刚度，预紧力和工作载荷均不变，则螺栓总拉力 _、残余预紧力、螺栓静强度螺栓疲劳强度。降低提高不变不确定16、在 _ _情况下，滑动轴承润滑油的粘度不宜取得太高低速重载高速轻载人工滴油润滑环境温度高17、 当仅受径向载荷、轴的刚度较大、要求径向尺寸较小时应选用 圆锥滚子轴承调心球轴承滚针轴承 角接触球轴承18、 在做轴的疲劳强度校核计算时，对于一般转

5、轴，轴的弯曲应力应按_考虑,而扭转剪应力通常按考虑。静应力.脉动循环变应力.非对称循环变应力对称循环变应力19、 若要求齿轮能沿轴向滑动，周向相对固定，则应选择 联接。斜键双切向键半圆键花键20、_不是牙嵌式离合器的优点。结合可靠 承载能力大结构紧凑 结合平稳21、 在以下联接中， _属于可拆联接。铆接焊接 螺纹联接大过盈量的紧配合22、 下列措施中，不利于减轻和防止齿轮磨粒磨损的是 。.降低滑动系数.减少齿面粗糙度值经常更换润滑油.降低齿面硬度23、 下列齿轮传动中，传动属于平面相交轴传动。.直齿圆锥齿轮.直齿圆柱齿轮外啮合.人字齿轮啮合.蜗杆蜗轮24、 对于标准斜齿圆柱齿轮传动，主要根据

6、选择齿形系数 Yf。.齿轮的模数.分度圆上螺旋角.齿轮的当量齿数.分度圆直径25、普通 V带带轮轮槽角 $ 。 =40 ° >40 °faF e一1F° fa 彳e 1紧边与松边的拉力和。41、V带传动采用张紧轮张紧时,张紧轮宜安排在什么位置紧边内侧靠近大带轮 松边内侧靠近大带轮26、 在标准蜗杆传动中，模数m不变，如提高蜗杆特性系数 q，将使蜗杆的刚度 _ .增加减少.不变或增加，或减少27、 对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳强度的主要应力成分是 _。.最大应力d max.平均应力d m .应力幅（T a.最小应力d min28、 带传动在正常工作时，

7、带的紧边拉力F1、松边拉力F2、初拉力F0之关系式为F1+F2=2F0 。29、机械零件的剖面形状一定，若剖面的绝对尺寸增大，则其材料的疲劳极限将增大。X 。30、 如一零件的应力循环特性r=0.6, d a=80Mpa,则此时d m=_320 _d max=400, d min = _ 240。31、 塑性材料制作的零件、受静应力的作用，强度计算时应取_屈服极限一作为极限应力。32、 某材料，对称循环疲劳极限-1=270 MPa，应力循环基数No=510 ",疲劳曲线指数m=9,当实际循环次数N=510 了时，极限应力 270MPa。33、疲劳曲线描述相冋的应力比不同循环次数时疲劳

8、极限与循环次数的关系。34、设计一台机器，包含以下几个阶段:a.技术设计阶段；b.总体设计阶段Q计划阶段匕们进仃的顺序大体是。 a t ct bb t aT c b t c t a c t bT a35、静应力的应力比r 。.r=-1'.r=0.r=-0.5r=136、零件受到的变应力由产生。.静载荷动载荷静载荷或动载何载荷系数37、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳强度的主要应力成分是.最大应力d max平均应力d m应力幅d a最小应力d min38、普通平键联接的失效形式为。.疲劳点蚀打滑磨损压溃39、设计键联接时，键的剖面尺寸bxh通常根据 。.传递功率的大小.传递转矩的大小

9、.轮毂的长度.轴的直径40、V带传动在正常工作时，有效拉力等于（_）。P.1000 。v初拉力的两倍。.紧边外侧靠近小带轮.松边外侧靠近小带轮42、 直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以_ _的当量圆柱齿轮为计算基础。.小端.大端 .齿宽中点处.端面43、 齿轮接触疲劳强度计算公式中，接触应力是按（_）处参数计算的.齿顶圆。.齿根圆。.节圆。.基圆。44、 齿面硬度HBS>350钢齿轮的制造工艺过程为 .加工齿坯t滚齿t淬火t磨齿.加工齿坯t滚齿t磨齿t淬火.加工齿坯t淬火t滚齿t磨齿.加工齿坯t淬火t磨齿t滚齿45、有四类轴承：（a）深沟球轴承；（b ）接触角较大的角接触球轴承；（c）推

10、力调心滚子轴承；（d）圆锥滚子轴承。若载荷平稳，转速较高，同时承受较大的径向力和轴向力，宜 选 类轴承。.（a）.（c）46、轴和轮毂的周向定位常用方法之一是.轴用弹性挡圈.轴肩47、对联轴器的工作要求之一是 _.承载能力要小。.适应两轴的相对位移。 .（b） .（d）定位。 .圆螺母联接 .键联接?.载荷大小不变 .结合平稳、分离迅速。二、填空题、判断题1对齿材料选择及热处理要求是 齿面硬_齿芯韧。2、 开式齿轮传动的主要失效形式是磨损设计时一般按 齿根弯曲疲劳条件性_计算。3、 影响零件疲劳强度的主要因素有 应力集中 、 尺寸 、表面状态_<4、 一批滚动轴承，正常使用情况下，当达到

11、基本额定寿命时，约有_90丿的轴承仍能正常使用。5、 蜗杆传动较理想的材料组合是 _钢蜗杆铜蜗轮通常的传动形式是以 蜗杆_为主动件。6、 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮的齿数为Zv= Z/COS3 3.,模数是原斜齿圆柱齿轮的法面模数。7、 受变应力作用的零件，按有限寿命进行强度计算时极限应力取 A。A.；- rN 8、对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳强度的主要应力成分是A.最大应力（T max B . 平均应力T m C .应力幅 T a D .最小应力 T min9、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制比压p的主要目的是防止过度磨损 _，限制pv的主要目的是防止过热 10、为了使相对运动的两表

12、面形成流体动压润滑，从而减轻摩擦磨损，为此要设法降低二者的相对运动速度。（A.正确 ）11、 其它条件不变，采用粘度高的润滑油，可以延迟零件表面发生疲劳点蚀。（A.正确 ）12、 轴在对称循环弯曲变应力的反复作用下，表面会发生疲劳点蚀。（B .错误）13、 采用高强度和低强度钢制造的相同尺寸的两根轴，二者的刚度相差不大。（A 正确14、 ）机械零件受变应力作用时，典型的变化规律有r=c、3 min=c 和 3 m=c,。15、 螺纹连接防松中，按防松原理归类，对顶螺母属于摩擦_防松、弹性垫片属于摩擦防松、串联钢丝绳属于 机械_防松。三、简答题1 ）一圆柱齿轮传动，大、小齿轮齿根弯曲应力是否相等

13、？满足什么条件时大、小轮齿根弯曲强度相等？ 答：不相等 3 F= （KFt/bm） YFaYsaYg 丫 Fa1Ysa1/ 3 F仁 丫 Fa2Ysa2/ 3 F22）简述普通平键连接的一般设计步骤。选键-键高、键宽-键长-强度校核3 ）试说明带传动中，产生弹性滑动和打滑的原因。能否避免弹性滑动和打滑？答：现象上弹性滑动发生在局部接触弧长，打滑沿整个轮面；本质上弹性滑动是不可避免的因为带是弹性体要传动必存在拉力差，打滑是可以避免因为驱动力F驱F阻，M驱M阻4）齿轮强度计算中，在载荷系数由哪几部分组成？简述影响动载系数的主要因素。答：载荷系数由使用系数，动载系数，齿间载荷分配系数和齿向载荷分布系

14、数；影响动载系数的主要因素：齿轮的制造精度及 圆周速度.5）什么是滚动轴承的基本额定动载荷及基本额定寿命？答：基本额定寿命：一批轴承90嗨由承未出现点蚀以前所经历的工作小时数或工作圈数。基本额定动载荷：基本额定寿命为10 r时轴承能承受的最大载荷6）为什么闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？如果温升过高，应采取哪些措施？答：由于闭式蜗杆传动的效率较低，对于长期运转的蜗杆传动，会产生较大的热量，如果 产生的热量不及时散去，则系统的热平衡温度将过高，就会破坏润滑状态，从而导致系统 进一步恶化。措施：（1）加散热片以增大散热面积；（2）加装风扇以加速空气流通。（3）加冷却管路或散热器冷却。7）齿轮传动常见

15、的失效形式：答：轮齿折断，齿根弯曲折断，齿面点蚀，磨损，胶合8）形成流体动力润滑的必要条件：答：1楔形空间2。一定的相对速度，大口进，小口出 3充满一定粘度的润滑油9） 分别用箭头指出下图各键联接的工作面，并标出各键联接的名称5)A半圆键b楔键切向键 d普通平键四. 分析题1已知两级斜齿轮减速器用于减速传动，1）（选择）该传动系统的输入轴是_I轴.I轴II轴III轴2）齿轮4转向如图，在图上标出各轴的转向。3）为使轴n的轴向受力尽量小，要求：在图上标出齿轮2、齿轮3所受的圆周力、径向力和轴向力的方向。4)齿轮1的螺旋线方向为(右），齿轮2的螺旋线方向为（左）;齿轮3的螺旋线方向为(左）IIII

16、IHiI I Fr3Fa2| 1/Li_2JLFr2I2分析题：图示蜗杆圆锥传动，已知蜗杆主动，螺旋线为左旋，试分析:1）若要求II轴的轴向力尽量小，在图上标出各轴转向；2）蜗轮的螺旋线方向；3）标出蜗轮2以及锥齿轮3的啮合力（Fti、Fai、Fri）方向。3如图所示蜗杆-斜齿轮-蜗杆三级传动系统， 已知蜗杆1和5螺线均是单头，蜗轮6螺旋线 方向为左旋，试问：1. （选择）该传动系统用于 _减速传动较好，输入轴是 .增速减速I轴IV轴2. 蜗轮6转向如图.为使轴n和川的轴向受力尽量小，要求：在图上标出各轴的转向。3. 在图上标出蜗轮2、齿轮3、蜗杆5所受的圆周力、径向力和轴向力的方向。4. 蜗

17、杆1的螺旋线方向为（右）,齿轮3的螺旋线方向为（右蜗杆5的螺旋线方向为（ 右蜗轮2的螺旋线方向为 （右 ）;）,齿轮4的螺旋线方向为（左 ）;）。五、作图题1已知某材料的对称循环疲劳极限-i=170MP，脉动循环疲劳极限o=28OMP,屈服极限s=260MP ;零件的应力综合影响系数K =1.5，寿命系数Kn=1;零件危险截面上的应力幅a=40Mpa应力的变化规律是应力比r=0保持不变.。要求:1. 画出零件的极限应力线图，在图上标出应力工作点。2. 零件的可能失效形式是。3计算零件的安全系数。2已知某材料的对称循环疲劳极限d -1=170MPa脉动循环疲劳极限（T o =280MPa屈服极限

18、d s =260Mpa零件的应力综合影响系数Kd=1.5,寿命系数Kn=1;零件危险截面上的最大应力d max =120Mpa应力的变化规律是循环特征为常数（r=0.5）。要求1、画出零件的极限应力线图。2 、零件的可能失效形式是 。3、计算零件的安全系数。六.计算题1 一轴承座用四个普通螺栓与机座相联接，轴承座受到载荷 P=500ON的作用，受力情况和尺寸如图所示。若螺栓和被联接件的刚度分别为 Cb和Cm,且G=4Cb,接合面的摩擦系数f=0.15， 防滑系数Ks=1.2。试求：1）螺栓所需的最小预紧力F。;2）受载最大的螺栓所受的总拉力F2max.解：1）考虑到轴承座会与机座产生相对滑移的

19、可能，故要求螺栓残余预紧力F1为ZFfi >KsP由题意知 f=0.15 ,i=1, Z=4, Ks=1.2 , P=5000N讦iKsP/Zfi=1.2x5000/4x0.15x 仁10000N外载荷P引起倾覆力矩M=Px100=500000N.mm该力矩引起螺栓产生的工作拉力F为ZF=MxLmax/E Li依据公式'=100xPx100/4x100 =1250innF0=F1+ (1-Cb/Cb+Cm) F=10000+1000=11000 N2) F2max=F0+ Cb/Cb+Cm F=11250 N2一薄钢板用两个普通螺栓联接在机架上，尺寸如图所示（单位mm。薄钢板与机

20、架间的摩擦系数f=0.12，防滑系数Ks=1.2。薄钢板受到平行于结合面的力最小预紧力F0解：由图分析右侧螺栓危险F=P/2+T/100=3P=6000 NF0f >KsF F0 >KsF/f=6000 N3如图示，汽缸内气体工作压强p=0.8 MPa,2 2保证联接紧密性要求（即Fi=1.8F ）,设螺栓为P=2000N作用。求螺栓的汽缸内径D=400 mm,联接螺栓数z=12，要5.9级，取安全系数s=1.5 ,要保证联接强度，试 计 算 所 需 的 螺 栓 最 小 直 径解：计算单个螺栓的总拉力FE=P x 1/4 n D =0.8 x 1/4x3.14x400 =10.04

21、8 KN 单个螺栓所工作载荷F F= F 口Z=10.048/12=8.37 N单个螺栓所受的总拉力F2 F2=F1+F=13.44 KN按强度计算单个螺栓最小直径d11.3F2/(1/4 n di di ) < S 又因为螺栓等级 5.9 级，S=1.5 S =450/1.5=300MPadi > 4xi.3F2/ n S86mm4图示轴上圆盘受到径向载荷Fre=2500N,轴向载荷Fae=500N;采用一对30207轴承支承，已知r=160mm, Li=320mm L2=200mm 轴的转速 n=960r/min，圆锥滚子轴承派生轴向力的计算 公式Fd=Fr/3.2 ;载荷系数

22、fp=1.25 ，30207轴承的基本额定动载荷C=51.5KN;fpFr当量动载荷P二fp(0.4Fr 1.6Fa)试分别计算两轴承的额定寿命Lh。解：刀M2=0Fr 1 X520+500 x160=2500x200， F r 1 =807.69 N刀丫=0Fr 2 =Fre- F r 1 =2500-807.69=1692.3 NFd1=Fr 1 /3.2= 807.69/3.2=252.4 NFd2=Fr 2/3.2= 1692.3/3.2=528.84 N当 0375时Fa2 = Fd1 + Fae=252.4+500=752.4 NFa1= Fd1=252.4 NP1=f p Fr

23、1=1.25 x807.69=1.009KNP2= F a2/ F2=752.4/1692.3=0.444>0.375P2= f p ( 0.4 F r2+1.6 Fa2)=2.345 KN6LH=10 /60n(C/P) = 10 ：60x960(51.5/2.345 ) =18452 hP1= Fa1/ F r 1 =252.4/807.69=0.312< 0.3755某轴由一对 30207轴承支承如图所示，已知两轴承分别受到的径向载荷为Fr1 =3000N,Fr2=6000N,且轴上作用有轴向载荷Fae=3000N,常温下工作，转速n=1450r/min，试计算此对轴承的轴向力。注：圆锥滚子轴承派生轴向力的计算公式Fd=R /3.2Fd2=Fr2/3.2 =6000/3.2=1875 N"压紧”车由承 1 F a1 = Fd2 + Fae=1875+3000=4875 N&