机械设计课程试题及答案

1、一、填空题（每空1分共31分）一、选择题（每小题 1分，共15分，请将答案填入下表中）1、平键联接中的平键截面尺寸bxh是按/选定的。A.转矩B.功率C,轴径D.材料2、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于 C。A.包角a1太小B.初拉力F0太小C.紧边与松边拉力不等D.传动过载3、在一定转速下、要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷，应该D。A.增大节距P和增加齿数Z1B.增大节距P和减小齿数乙C.减小节距P和减小齿数Z1D.减小节距P和增加齿数乙4、在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是B。A. 6208B. N208C.30208D.512085、在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴

2、的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动的是B.齿式联轴器D.B.齿式联轴器D.弹性套柱销联轴器B.提高带的寿命D.使带具有一定的初拉力C.万向联轴器6、带传动张紧的目的是 DA.减轻带的弹性滑动C.改变带的运动方向7、仅受预紧力F，作用的紧螺栓联接,将拉应力增7、仅受预紧力F，作用的紧螺栓联接,将拉应力增其螺栓的计算应力。30%的原因是考虑 C的原因是考虑 C 。A.安装时可能产生的偏心载荷C.拉伸和扭转的复合作用8、在一般工作条件下，齿面硬度B.齿面疲劳点蚀D.齿面塑性变形B.载荷可能有波动D.螺栓材料的机械性能不稳定HBSC 350的闭式钢制齿轮传动，通常的主要失效形式为B。A.轮齿疲劳折断

3、C.齿面胶合9、一对相啮合的圆柱齿轮的Z2Z1, b1b2,其接触应力的大小关系是 CA. H H1 （T H2C. H H1= H H2D.可能相等，也可能不等10、斜齿圆柱齿轮的法面模数m与端面模数m的关系式，应该是 C。A. mn=msin 3B. mn=m/cos 3C. mn=mcos 3D. mn=mcos a11、齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀通常首先发生在D 。A.齿顶部分B.靠近节线的齿顶部分C.齿根部分D.靠近节线的齿根部分12、在下列四种型号的滚动轴承中，必须成对使用。.深沟球轴承.圆锥滚子轴承.深沟球轴承.推力球轴承.圆柱滚子轴承 TOC o 1-5 h z 13、联接

4、螺纹主要要求。效率高 平稳性好 自锁性好加工方便14、带传动的主要失效形式是。弹性滑动冲击载荷下传动带拉断磨损打滑和疲劳破坏15、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动最经常出现的失效形式是。轮齿折断齿面疲劳点蚀齿面胶合齿面磨损16、某厂运输带由转速 1440r/min的电动机通过三套减速装置来驱动,其中a.双级直齿圆柱齿轮减速器；b.滚子链传动；c.V 带传动。 这三套减速装置的排列次序宜采用至 。 电动机一 a一 b一 c 一运输带 电动机一 b一 a一 c一运输带 电动机一 c一 a一 b一运输带 电动机一 bc一 a 一运输带17、选择平键的剖面尺寸（bxh）是卞据 。轴的直径传递的扭矩轴的转速

5、轮毂长度18、斜齿圆柱齿轮传动，螺旋角取得越大，则传动的平稳性。越低越高没有影响19、在轴的结构设计中，轴的最小直径是按 来初步确定的。扭转强度弯曲强度轴段的长度轴段上零件的孔径20、直轴按其载荷性质可分为三种，只承受弯矩，而不承受转矩的称 心_轴；既承受弯矩又承受转矩的称 车t 轴。二、填空题1、带传动中，若主动轮圆周速度为V 1,从动轮圆周速度为V 2 ,带的线速度为V ,则三者 关系是： V 1 V V 2。2、蜗杆传动除了作强度计算外，还须作热平衡计算,其根本目的在于防止胶合。3、齿轮传动时，两轮轮齿的 齿面接触 应力相等,而两轮轮齿的 齿根弯曲 应力不相等。4、在设计 V带传动时，V

6、带的型号是根据 小带轮转速 m 和 计算功率Pc选取的。5、链传动中的节距越大， 链条中各零件尺寸越大，链传动的运动不均匀性越大 c三、简答题（每小题 5分，共10分）1、有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并说明其原因。答：V带传动一齿轮传动一链传动。V带传动在高速级可使有效拉力小，并且可以缓冲吸振。链传动在低速级传动的不均匀性和 动载荷小。四、分析题（每小题 10分，共20分）1、下图所示蜗轮蜗杆一斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆1的转动方向如图中m所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。试分析：（1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部

7、分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向；（2）在图中画出蜗轮 2的圆周力Ft2、径向力Fr2和轴向力Fa2以及斜齿轮3的圆周力Ft3、 径向力Fr3和轴向力Fa3。五、计算题（共30分）1、计算下图所示两个机构的自由度，若有复合校链、局部自由度和虚约束应指出。（8分）五、计算题1、一机械传动装置，采用一对角接触球轴承，暂定轴承型号为 7307AG已知轴承载荷R=1200 N, R=2050 N, Fa=880 N,转速n=5000 r/min ,运转中受中等冲击，预期寿命L=2000 h ,试问所选轴承型号是否恰当？（注：70000AC型轴承的内部轴向力为 0.7 R;对70000AC型

8、轴承，e=0.68 ;当 A/Re 时，X=0.41、Y=0.87 ;当 A/R?e 时，X=1、Y=0; f T=1; f f=1.5 ; 7307AC 轴承的径向额定动载荷 C=32800 N。）（14分）解：（1）先计算轴承1、2的轴向力Ai、A 两个70000AC型轴承的内部轴向力为因为SiFa 8408801720 N S2所以A2 S1Fa 1720N , A1S1 840N（2）计算轴承1、2的当量动载荷：70000AC型轴承 e=0.68 ,而所以X1=0.41、Yi=0.87 ; X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为（3）计算所需的径向额定动载荷C因两端选择同样

9、尺寸的轴承，而RP1,故应以轴承2的径向当量动载荷 B为计算依据。因为C2VC,故所选7307AC轴承合适。2、某两端固定轴采用一对深沟球轴承 （6208）,已知轴上的轴向外载荷 Fa=720N,径向外载 荷 Fr=2400N（对称布置），n = 1440r/min , fF= 1.2 , =1。额定动载荷 C= 29500N,额定 静载荷G= 18000N,求该对轴承的寿命。求（1）两轴承的轴向力 Ai、A （4 分）两轴承的当量动载荷 R、P2,并指出哪个是危险轴承 ？ （6分）计算轴承的寿命。（4分）(2) A/Co=0.04 , e=0.24,P=xFyA；(2) A/Co=0.04

10、, e=0.24,P=xFyA；Pi=1968 N,A1/R1=0.6eF2=1200NX 1=0.56 , Y1=1.8 ,P1 P2轴承1危险X2=1, Y2=01) Lh106 ftC60 n fFP2256 hA/CoeA/Rexy1 F0.0250.220.562.00.040.241.8题四一一图解：R1=R=1200N0.070.271.6Fr(1) A1= Fa, A = 0。3六、改错题（10分）下图所示为一齿轮轴部件图，请在有结构错误的地方用序号标出，并逐条写出错误的内容, 不必改正。、选择题（共30分、每小题2分）1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为

11、（？ C ?）。A、链传动只用来传递较小功率B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力D、链的质量大，离心力大2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（ C ）。A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（？ A?）。A.弹性柱销联轴器B.凸缘联轴器C.十字滑块联轴器D.万向联轴器4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（?C ?）。A.进入大带轮处B .离开大带轮处C.进入小带轮处 D .离开小带轮处5、有一减

12、速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案（A ）为好。A .带传动 齿轮传动 一 链传动B.链传动 齿轮传动 带传动C.带传动链传动-齿轮传动D.链传动 带传动 齿轮传动.螺纹联接防松的根本问题在于（？ C ?）。A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度.为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（？?A ）。A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接D.紧定螺钉联接.齿面硬度HBC 350HBs的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（? B ?）。A齿面磨损B.齿面点蚀C.齿面胶合D. 轮齿折断.不完全

13、液体润滑滑动轴承，验算pv pv是为了防止轴承（ B ）。A.过度磨损B.过热产生胶合A.过度磨损B.过热产生胶合C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀10、对于温度变化不大的短轴， 考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（A ）。A.两端固定B .两端游动C. 一端固定一端游动D . A, B, C均可以11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径di取标准，其目的是（B ）。A.限制加工蜗杆的刀具数量B.限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化C.为了装配方便D.为了提高加工精度12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为（A12、工作时承受弯矩并传递

14、转矩的轴称为（A、转动心轴BC、传动轴D13、普通平键的主要失效是（? A ?A.工作面被压溃或键被剪断C.工作面产生过度磨损14、带传动产生弹性滑动的原因是由于（A、带不是绝对挠性体BC、带绕过带轮时产生离心力? B ?）。、转轴、固定心轴）B .工作面产生胶合破坏D .键被弯曲折断? D ?）。、带与带轮间的摩擦系数偏低D、带的紧边与松边拉力不等C ?）。15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时，其工作面的摩擦状态是（A、完全液体摩擦状态B 、干摩擦状态C、边界摩擦或混合摩擦状态D、不确定二、标准件（4题共12分，每小题3分）1、请按GB/T 5781-2000标准标注出：公称直径为 16mm长

15、60mmi:螺纹六角头螺栓；并按GB/T 41-2000的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母。螺栓 M16? 60 GB/T 5781-2000螺母 M16 GB/T 41-20002、请按GB/T 1096-2003标准标注出： 宽为18 mm高为11 mm长为100 mm0头普通平键；按GB/T 119-2000标准标注出：直径为 10 mm,长为100 mm 直径允差为 d4,材料为35号钢，热处理硬度为 HRC28-38,不经表面处理的圆柱销。键 18?100 GB/T 1096-2003销 10?100 GB/T 119-20003、根据下面所给出的轴承代号，

16、指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、公差等级和 游隙组别。6308/C3(2) 7214B(3) 30213/P46308/ C3 表示内径为40mm 03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，3组游隙。7214B表示内径为70mm 02尺寸系列的角接触球轴承，接触角为40?, 0级公差，0组游隙。30213/ P4 表示内径为65mm 02尺寸系列的圆锥滚子轴承，4级公差，0组游隙。4、根据下面所给出带、滚子链编号，指出这些零件的公称尺寸。(1)带：A 1000 GB/T 11544-1997(2)链：08A1-88 GB/T1243-2006 (注：此链的节距为 0.5 英寸)A 1000

17、GB/T 11544-1997 :基准长度为 1000 mm的 A型普通 V带。08A-1-88 GB/T1243 -2006: A系列、节距 12.7mm 单排、88 节的滚子链三、问答题(4题共20分，每小题5分)1、简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处。2、当设计链传动时，选择齿数和节距时应考虑哪些问题？3、闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？4、在具有稳定输入、输出功率的机器上，转轴以定速转动，当不考虑外来冲击和载荷波动 等作用时，请分别将内部受的是稳态应力或交变应力的零件的编号写入下面相应的分类中。A.机箱箱体的地脚螺栓；B.装有齿轮的旋转轴；C.轴上的齿轮；D.轴上的蜗杆；E.轴

18、 上的滚动轴承；F.轴上的平键；G联轴器上的螺栓；H.轴上白销；I .联轴器；J.离合 器；K.输出端的滚子链；L.输入端的V带.(1)受稳态应力的零件是：A、F、G H I、J(2)受交变应力的零件是：B C、D E、K L、(3)利用摩擦工作的零件有：A、E、J、G L四、分析题(8分)1、图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：I轴为输入轴，转向如 图所示。(1)在下图中标出各轮转向。(2分)(2)为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。(3)在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力Ft、轴向力Fa和径向力Fr的方(1)各轴转向如图所示。3

19、轮左旋，4轮右旋。2、(1)各轴转向如图所示。3轮左旋，4轮右旋。2、3两轮的各分力方向下图所示。_Fa3Fr3F3.Ft2FFa2五、计算题(2题共20分，每小题10分)1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16 ( d1 = 13.835mm)的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力180MPa ,螺栓的相对刚度cb/(cb Cm) 0.5,按紧密性要求，剩余预紧力E=1.83F , F为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强Pmax及每个螺栓连接所需的预紧力 Fo。1、计算每个螺栓允许的最大总拉力:1)计算容器内液体最大压强3、3、F0F2CbCbCmF(20815 0.5 7434) 17098N2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为Fri =2000N, Fr2 = 4000N,轴上作用的轴向外加载荷Fx =1000N,轴承内部附加轴向力FS轴向力FS的计算为FS =0.7 FR,当轴承的轴向载荷与径向载荷之比；e 时，X=0.41 , frJ we, F J we, F RX=1, Y= 0, e = 0.68 ,载荷系数fp = 1.0，试计算：（1）两个轴承的轴向载