《机械设计》考试试题(有答案)

1、机械设计考试题库试题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N三N0时，为（）区；当NVN0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（

2、）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（）个键计二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“厂，错误的划“X”）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。（）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

3、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

4、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F=0.68Fr,e=0.68。当We时X=1FY=0；当fA>e时，X=0.41,Y=0.87。R2问哪个轴承的寿命低？Fx=900NFR1=4000NF=2500NR1R2五、（15分）如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F=5KN，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。Kit)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±5%的误差。通过强度计算已确定中心距a=320mm,模数m±3mm,取齿宽系数=1o

5、试d确定下列几何尺寸：m、Z、z2、dd2、bb2。（模数系列:3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、）第5页机械设计试题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三N0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（

6、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“J”错误的划“X”1. 十字滑块联轴器中的所有元件都是

7、刚性元件，因此属于刚性联轴器。（X）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。（V）第11页3. 在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（V）4. 相啮合的蜗杆和蜗轮的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，确定传动的几何尺寸，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，故作用在轴上的载荷较小。（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级的螺栓，其屈服点=600MPa。（X）s10机械零件的计

8、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。（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

9、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第6页之前，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)F=0.68F=0.68x4000=2720(N)s1R11.5分2)FFR1F=0.68F=0.68x2500=1700(N)s2R2F+F=1700+900=2600(n)s2x故F=F=2720(N)A1s1F-F=

10、2720-900=1820s1x故F=F-F=1820A2s1x2720=4000=0.68=“则X=LN)N)Y=0。=f丄XF+YF)=fpFP1P1R11A11.5分VF=2720(N)s13分>F=1700(N)s23分x(1x4000+0x2720)=4000f(N)P3分F-A2FR2X=0.41,Y=0.87。=1820=0.728>e，则2500则F=f(XF+YFP2P2R22A2)=fx(0.41x2500+0.87x1820)P3分=3500f(N)P由于FP1匚，故轴承1的寿命短。五、解：（1）将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T。F160T=500XF=5X

11、105X500=2.5X106(N)4分在F作用下，各螺栓所受横向力为Fs1=-=斗03=1250（N）3分s1z4在T作用下，各螺栓所受横向力也相等，为厂rTT2.5x106F=s24r24r4xp802+802=5524.3(N)4分显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为F=QF2+F2-2FFcosasmaxs1s2s1s2=v.12502+5524.32-2x1250x5524.3xcos135o二6469(N)4分六、解：(1)由a=m(z+z)得212m=5(mm2x320z+z1z+z1）（应为标准值）2a2x320m2分联立=1281)2分=iz1=3.2z12)2分1)、(2

12、)解得z=30.47,1z=97.532z=30,1z=9824分第#页d=mz=5x30=150(mm)2分11d=mz=5x98=490(mm)2分22b=屮d=1x150(mm)2分d1取b=b=150(mm),b=b+10=150+10=160(mm)4分212注：本题主要考察：m是否为标准值？是否满足a=(d+d)=1m(z+z)?各参数212212和尺寸取值圆整是否合理？第13页试题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。）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

13、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（3在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（6疲劳曲线是在（）一定时，表示疲劳极限卩与（）。之间关系的曲线。）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部7理论上为（）接触或（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）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上1下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（经常出现的是（）。（1）粘着磨损；（2）

14、表面疲劳磨损；（3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。2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

15、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对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（）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画图表示机械零件的正常磨损过程，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（即疲劳损伤线性累积假说）的内容。3. 简述齿向载荷分布系数KR和齿间载荷分配系数K分别考虑的是什么因素对齿轮所受pa载荷的影响？4. 试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。四、（15分）已知某材料的力学性能为：b=350MPa,m=9,N0=5X106

16、，对此材料10进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1）b1=550MPa,循环次数n1=5X104；（2）"2=450MPa，循环次数n2=2X105；3=400MPa。求：发生疲劳破坏时，°3的循环次数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F=580N,x两轴承的径向力为：Fri=935N,jFlON,载荷性质系数f=l.lo试计算两个轴承的当量动载荷。注：大内部轴向力.=叭，尸036。We时,X=1,Y=0；,X=0.41,Y=0.87。12八、（17分）图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：1轴为输入轴,转向如

17、图所示，输出轴功率P=5KW，转速g=157rpm,各轮齿数为:z,=25,z2=60,11111112z3=22,z4=84，设效率为100%。（1）在图中标出各轮转向,并计算各轴的转矩。（2）为使2、3两轮的轴向力方向相反,确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向。(3) 在图中标出2、3两轮在啮合点处所受各分力(FF、F)的方向。trx第17页机械设计试题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的（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的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把

18、一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。4按键齿齿廓曲线的不同，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的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。6疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限中（循环次数）之间关系的曲线。7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力。8开式齿轮传动的主要失效形式是：（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。9径向滑动轴承的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（无弹性元件的挠性）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

19、下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（3）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（2）。（1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；（3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。第14页2在通过轴线的截面内，（1）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（3）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（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，成本低廉的特点；（3）轴承必须

20、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（4）。（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对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（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画图表示机械零件的正常磨损过程，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）的内容。答：在规律性变幅循环应

21、力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立进行的，并可以线性地累积成总损伤，当各应力的寿命损伤率之和等于1时，材料将会发生疲劳。3. 简述齿向载荷分布系数K和齿间载荷分配系数K分别考虑的是什么因素对齿轮所卩a受载荷的影响？答：系数K考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响；系数气考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分酉S不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。4. 试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。答：张紧力F0越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，从而降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。四、解：（1）由疲劳曲线方程"N-CiNo厂、m1m1(350丫1550丿x5x106=8.6x1043分第23页3分Va3V舞丿9x5x106=2-85x1053分'410丫X5x106=8.2x105V550丿2）根据Miner法则nnn4+4