《机械设计》考题含答案

1、高等学校考试题机械设计试题A一填空（每空1分,共20分）1. 在疲劳曲线上，以循环基数N为界分为两个区：当 N> N0时，为（）区；当N< N时，为（）区.2. 刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）地能力.零件材料地弹性模量越小，其刚度就越（）.3. 润滑油地（）性越好，则其产生边界膜地能力就越强；（）越大,则其内摩擦阻力就越大.4. 为改善润滑油在某些方面地性能，在润滑油中加入地各种具有独特性能地化学合成物即为（）.5. 正是由于（）现象,使带传动地传动比不准确.带传动地主要失效形式为（）和（）6. 蜗杆传动地主要缺点是齿面间地（）很大，因此导致传动地（）较低温升较高.7 .链传

2、动水平布置时，最好（）边在上，（）在下.8设计中，应根据被联接轴地转速 （）和（）选择联轴器地型号.9. 径向滑动轴承地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，考虑到载荷分布地不均匀性，双键联接地强度按（）个键计算.二 判断题（每小题1分,共10分）（正确地划“,错误地划“X”）1. 十字滑块联轴器中地所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器.（）2. 两摩擦表面地粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑.（）3. 在计算转轴地强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确.（）4. 相啮合地蜗杆和蜗轮地螺旋角必须大小相等，旋向相反.（）5. 闭式齿轮传动皆须首

3、先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动地几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度.（）6. 由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上地载荷较小.（）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级地螺栓，其屈服点二s = 600MPa.（）10. 机械零件地计算分为设计计算和校核计算，两种计算地目地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. 对于滚动轴承地轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承” ？3.

4、 简述形成稳定动压油膜地条件？4. 解释名词：滚动轴承地寿命；滚动轴承地基本额定动载荷.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Fs = 0.68 FR,e = 0.68.当 电 e时,X = 1,Y =F R0;当 仏e时,X = 0.41,Y = 0.87.问哪个轴承地寿命低？F R12五Fmax-丄1F T1一何尺寸如图所示.试计算受力最大螺栓所受地横向工作载荷 六（20分）设计一个标准直齿圆柱齿轮传动，传动比i= 3.2,允许传动比有不超过士 5%地误差.通过强度计算已确定中心距a = 320mm,模数3mm取齿宽系数d = 1.试确定下列几何

5、尺寸：mzi z di d?bi b.（模数系列：3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 8）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N> N0时,为（无限寿命区）区；当NvN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）地能力.零 件材料地弹性模量越小，其刚度就越（小）.3. 润滑油地（油）性越好，则其产生边界膜地能力就越强；（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地性能，在润滑油中加入地各种具有独 特性能地化学合成物即为（添加剂）.5. 正是由于（弹性滑动）现象,使

6、带传动地传动比不准确.带传动 地主要失效形式为（打滑）和（带地疲劳破坏）.6. 蜗杆传动地主要缺点是齿面间地（ 相对滑动速度）很大,因此 导致传动地（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,应根据被联接轴地转速 （转矩）和（直径）选择联 轴器地型号.9. 径向滑动轴承地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，考虑到载荷分布地不均匀性，双键联接地强度按(1.5 )个键计算.二 判断题(每小题1分,共10分)(正确地划“,错误地划“X”)1. 十字滑块联轴器中地所有元件都是刚性元件，

7、因此属于刚性联轴器.(x )2 .两摩擦表面地粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑.(V )3 .在计算转轴地强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确.(V )4. 相啮合地蜗杆和蜗轮地螺旋角必须大小相等，旋向相反.(x )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 地几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度.(x )6 .由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上地载荷较小.(V )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.(x )8 .楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键 .(x )9 .性能等级为6.6级地螺栓，其屈服点j = 600MP

8、a.10.机械零件地计算分为设计计算和校核计算，两种计算地目地都是 为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效.（V ）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，磨粒磨损地速度比产生点蚀地速度还快 在点蚀形成之前，齿面地材料已经被磨掉，故而一般不会出现点 蚀现象.2. 对于滚动轴承地轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支 承”？答：两端固定支承即为轴上地两个轴承中，一个轴承地固定限制轴向 一个方向地串动，另一个轴承地固定限制轴向另一个方向地串 动,两个轴承地固定共同限制轴地双向串动.3. 简述形成稳定动压油膜地条件？答：1）两摩擦

9、表面之间必须能够形成收敛地楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足地具有一定粘度地润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够地相对运动速度.4. 解释名词；滚动轴承地寿命； 滚动轴承地基本额定动载荷.答：1）滚动轴承地寿命即滚动轴承中内 外圈滚道以及滚动体，任一7 / 21元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间地相对运转总转数.也可用 恒定转速下地运转小时数表示；2)基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时,轴承所能承受地最大载荷.四 解：(1) Fs计0.68FR1 = 0.68 4000 = 2720( N)1.5分Fs2 = 0.68Fr2 = 0.68 2500 =1700 ( N)1.5分(2)

10、Fs2 Fx = 1700 900 = 2600 ( N)V Fs1 = 2720 ( N)故FA1 =Fs厂 2720(N)3 分Fs1 - Fx =2720-900 =1820 ( N)> Fs2 = 1700 ( N)故Fa2 二Fs1-Fx=1820(N)3 分良二 2720 = 0.68 二 e,则 X= 1,Y=0.FR14000贝SFp1 二 fp(X“FR1 Y“Fa1)= fp (1 4000 0 2720) = 4000 fp (N)3分良 二僭 二 0.728 > e,则 X = 0.41,Y = 0.87. FR2 2500= 3500fP(N) 3分由于F

11、p! > Fp2 ,故轴承1地寿命短.五解：（1）F将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T.T=500 x F =5 x 105 X 500 =2.5 x 106(N)4分3在F作用下，各螺栓所受横向力为 Fs1 = F=2Y"250z 4(N)3 分在T作用下，各螺栓所受横向力也相等，为Fs2rT4r2T _ _2.5_106_4r 4，802802=5524.3 ( N)显然,1 2两螺栓所受地横向力最大，为/' 2 2、FsiFs22Fs1Fs2 cos =二 125025524.32 -2 1250 5524.3 cos135=6469(N)4 分六解：(1) 由

12、a 二丄m(zi - Z2)得Zi Z2 二空二 一3202mm取m =5( mm)( 应为值）一则（1） 2 分z2 = izi = 3.2z（2） 2 分联立（1）（ 2）解得取2 3205128Z2 98乙=30.47, z2 =97.53Z1=304分di = mZ| = 5 30 = 150(mr)2分d 2 二 mz2 = 5 98 二 490(mr) 2 分取 b2=b=150(mm, a =b2 +10=150+10 =160 (m)4分注：本题主要考察：m是否为标准值？是否满足-(d1 d2 -m(z1 - z2) ?各参数和尺寸取值圆整是否合理？2 2机械设计试题B一填空（

13、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地（）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地接触疲劳强度计算中，以（）为计算点，把一对轮齿地啮合简化为两个（）相接触地模型.4. 按键齿齿廓曲线地不同，花键分为（）花键和（）花键.5. 请写出两种螺纹联接中常用地防松方法：（）和（ ）.6 .疲劳曲线是在（）一定时，表示疲劳极限c yN与（）之间关系地曲线.7 .理论上为（）接触或（）接触地零件，在载荷作用下，接触处局部产生地应力称为接触应力.8开式齿轮传动地主要失效形式是：（）和（ ）.9. 径向滑动轴承地条件性计算主要是限制压强

14、（）和12 / 21）联轴器,10. 在类型上,万向联轴器属于（ 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地是（）；只在齿轮 滚动轴承等高副零件上经常出现地是（）.（1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；（3）磨合磨损；（4）磨粒磨损.2. 在通过轴线地截面内，（）地齿廓为直边梯形；在与基圆柱相 切地截面内，（）地齿廓一侧为直线，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；

15、（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，成本低廉地特点；（）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. 在滚子链传动地设计中，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. 对中性高且对轴地削弱又不大地键联接是（）联接.（1）普通平键；（2）半圆键；（3）楔键；（4）切向键.三简答题（每小题5分,共20分）1 .画图表示机械零件地正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经 历哪几个磨损阶段？2. 简述Miner法则（即

16、疲劳损伤线性累积假说）地内容.3. 简述齿向载荷分布系数K 和齿间载荷分配系数K：.分别考虑地是 什么因素对齿轮所受载荷地影响？4. 试分析张紧力Fo对带传动正反两方面地影响.四（15分）已知某材料地力学性能为： .=350MPa,r 9, No = 5 X 106,对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1） 1 = 550MPa循环次数 n1 = 5X 104 ； （2）匚2 = 450 MPa，循环次数 6= 2X105 ； （3）-3=400 MPa求：发生疲劳破坏时，二3地循环次数n3=?六（18分）图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承.已知蜗杆所 受轴向力Fx = 580N

17、,两轴承地径向力为： Fr严935N, Fr2 = 1910N,载 荷性质系数fP = 1.1.试计算两个轴承地当量动载荷.注：兴内部轴向力Fs = eg e= 0.36.兴当 FA < e 时,X = 1,Y = 0;当 FA >e 时,X = 0.41,Y = 0.87. FrFrlqFR21PplFri八(17分)图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成地传动系统 .已 知：1轴为输入轴，转向如图所示，输出轴功率Pm = 5KW转速nm = 157rpm,各轮齿数为：zi=25, Z2=60,乙二22, Z4=84,设效率为 100%.(1) 在图中标出各轮转向，并计算各轴地转矩.

18、(2) 为使2 3两轮地轴向力方向相反，确定并在图中标出3 4两 轮地螺旋方向.(3) 在图中标出2 3两轮在啮合点处所受各分力(Ft Fr Fx)地方 向.i机械设计试题B标准答案一填空（每空1分,共20分）1. 当所受轴向载荷通过（ 螺栓组形心）时,螺栓组中各螺栓承受 地（轴向工作拉力）相等.2. 从结构上看，带轮由（轮毂）轮辐和（轮缘）三部分组成.3. 在直齿圆柱齿轮传动地接触疲劳强度计算中，以（节点）为计 算点,把一对轮齿地啮合简化为两个（圆柱体）相接触地模型.4. 按键齿齿廓曲线地不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线） 花键.5. 请写出两种螺纹联接中常用地防松方法：（双螺母等）和（

19、防 松垫圈等）.6 .疲劳曲线是在（应力比）一定时,表示疲劳极限C yN与（循环 次数间关系地曲线7. 理论上为（点）接触或（线）接触地零件，在载荷作用下， 接触处局部产生地应力称为接触应力.8开式齿轮传动地主要失效形式是：（齿面地磨粒磨损）和（断 齿 ）9. 径向滑动轴承地条件性计算主要是限制压强（速度）和（pv 值）不超过许用值.10. 在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件地挠性）联轴器,凸缘联轴器属于（刚性）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地是（3）;只在齿轮 滚动轴承等高副零件上经常出现地是（2 ）.（1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；（3）

20、磨合磨损；（4）磨粒磨损.2. 在通过轴线地截面内，（1）地齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切地截面内，（3）地齿廓一侧为直线，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（4）；其表面接触疲劳强度主要取决于（1）.（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，（1 ）轴承具有结构简单，成本低廉地特点；（3）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. 在滚子链传动地设计中，为了减小附加动载荷，应（4）.（1）增大链节距

21、和链轮齿数；（2）增大链节距并减小链轮齿数；17 / 21（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. 对中性高且对轴地削弱又不大地键联接是（1 ）联接（1）普通平键；（2）半圆键；（3）楔键；（4）切向键.三简答题（每小题5分,共20分）1. 画图表示机械零件地正常磨损过程，并指出正常磨损过程通 常经历哪几个磨损阶段？答：主要经历三个阶段：磨合磨损阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损 阶段2. 简述Miner法则（即疲劳损伤线性累积假说）地内容.答：在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成地损伤是独立 进行地,并可以线性地累积成总损伤，当各应力地寿命损伤率之 和等于1时,材料

22、将会发生疲劳.3. 简述齿向载荷分布系数K 和齿间载荷分配系数 K分别考虑 地是什么因素对齿轮所受载荷地影响？答：系数K 考虑地是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷地影响；系数K.考虑地是载荷在同时啮合地齿对之间分配不均对齿轮 轮齿所受载荷地影响.4. 试分析张紧力Fo对带传动正反两方面地影响.答：张紧力Fo越大，则带传动地承载能力就越大，但同时带中所受地18 / 21拉应力也越大，从而 降低带地寿命；张紧力越小，虽可减小带中地拉应力，提高带地寿命，但带传动地承载能力会降低.NiNo=350 丫5505 106-8.6 1043分N2N3(2)5 10448.6 10N。N。根据Miner法