机械设计基础期末考试试题AB试卷带答案2套（高职）

机械设计基础期末考试试题一

一、选择题（本题共27分，每小题3分，将正确答案的序号填在括号内）

1、在螺纹联接中最常用的螺纹牙型是（)。

（A）锯齿形螺纹(B)矩形螺纹

（C）三角形螺纹(D)梯形螺纹

2、代号为3310的单列圆锥滚子轴承的内径为(

(A)10mm(B)100mm(C)50mm

(D)310mm(E)155mm

3、在普通三角胶带传动中，从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度V],其降低量常用

滑差率（或称滑动率）€（€=9）表示，€值随所传递的载荷的增加而（）。

（A）减小（B）增大（C）不变

4、有一对传递动力的渐开线闭式直齿圆柱齿轮传动，现设计主、从动轮均为软齿面钢制齿

轮，精度等级取为7级。如欲在中心距和传动比不变的条件下提高其接触强度，在下列各措

施中，最有效的是（）。

（A）增大模数（相应减少齿数）（B）提高主、从动轮的齿面硬度

（C）提高加工精度的等级（D）增大齿根圆角半径

5、在下列参数中，影响渐开线圆柱齿轮齿形系数的参数为（）。

（A）齿数（B）模数（C）齿宽系数

6、普通螺栓联接所受的预紧力为F；在受工作载荷（工作拉力）F时，剩余预紧力（残余预

紧力）为F",则螺栓受的总拉力F。为（

（A）Fo=F+F（B）F0=F"+F

-

（C）Fo=F'+F"（D）F0=F+F+F

7、若计算表明,材料为45钢经调质处理的轴处于危险的共振区，应当采取的措施为（）。

（A）采用其他钢材（B）采取表面硬化处理

（C）改变表面粗糙度（D）改变轴的直径

8、在外载荷不变的条件下，两工作表面间为完全流体动力润滑（流体动压润滑），其间的最

小油膜厚度随相对滑动速度的增加而（）。

（A）变薄（B）增厚（C）不变

9、有一斜齿轮轴的力学模型图如下图所示，按作用在斜齿轮上的轴向力F做作的弯矩图的

形状为（）。

——(B)

wlllllHlllillHI0»111111111111111^

二、简要回答下列各问题（本大题共22分）

1、写出两种蜗轮齿圈<«>------(F),不受11施的常用材料牌号（只写出

名称的要扣一半的分）。（4分）

2、试列出校核非液体摩擦（或称混合摩擦润滑）径向滑动轴承工作能力的计算式。设载荷

平稳,d—轴承直径（mm）,B—轴承宽度（mm）,一径向载荷（N）,n一轴的转速（r/min）。

（6分）

3、机械零件在变应力条件下工作时，应力状况用循环特性r表示（r定义为仁堂丝）。

最大应大

在外载荷不变的情况下，试判断下列各题的r值（r可写为r=+l,r=-l,r=0,0<r<l,-

l<r<0等）。（8分）

（A）只受弯矩的转动心轴，外径处的弯曲应力，r•为。

（B）受轴向力时，推力滚动轴承紧圈滚道上一点的接触应力，r为。

（C）普通带传动（见下图）在传递动力的运转过程中，主动轮等速转动，带外表面a点

处的总应力，r为

（D）如下图所示，直齿圆锥齿轮传动，，齿轮1为主动轮，单向转动，动力由齿轮3输

出。在传力过程中，齿轮2工作齿面上的接触应力，r为

¥介3

,口*X-==-

II

4、在联轴器中，有固定式刚性联轴器，可移式（又称补偿式）刚性联轴器，弹性（又称弹

性可移式）联轴器之分，试判断下列各联轴器（见下图）属于上三类中哪一类？（4分）

三、（本题10

分）

如下图所

示，两个同

型号的单列圆锥滚子轴承支承的轴，轴的转速为n=1430r/min,根据外载荷情况，已算出轴

承1、2的径向支反力为R，=5000N,R:=4000N1,轴上两零件所受的轴向力如图示。试计算轴

承1、2的当量动载荷艮、P"

注：①已从手册上查出该轴承的X=0.4,Y=2.1,e=0.29,C=64800N,C0=61200No

②轴承内部轴向力的计算式为：S=刍（有的教材用S=』,式中R即F『这是因目

前各教材所用的符号不同）。

③载荷系数fp和温度系数%均取为1。

十用,产

四、（本题13分）

二级渐开线圆柱齿轮减速器由电动机经联轴器驱动，如下图所示。己知：电动机输出功率

P=3kW,转速n=970r/min；高速级为标准斜齿轮传动,mn=2mm,z【=25,Zz=53,0i=15°5O’19"；

低速级为标准斜齿轮传动，mn=3mm,z3=20,z4=45,中心距a=100mm（计算时不考虑摩擦

损失）。试求：

⑴使H轴上的轴承受的轴向力较小，齿轮3、4的齿的螺旋线方向

⑵齿轮3的分度圆螺旋角值。

（3）作用在齿轮3上各分力的方向（在图上表示出来）。并计算各分力（圆周力、径向力,

轴向力）的值。

五、（本题12分）

一蜗杆传动的手动起重装置如下图所示。已知：起重量Q=5000N,卷筒的计算直径

D=180mm,作用于手柄上的圆周力F=100N。起重时手柄顺时针转动如下图，转速n=20r/min,

手柄臂长L=200mm,蜗杆为阿基米德蜗杆，蜗杆头数乙=1,模数m=5mm,蜗杆直径系数

（又称蜗杆特性系数）q=10,总传动效率=0.4.试求：

（1）蜗杆和蜗轮的螺旋线方向；

（2）应有的蜗轮齿数Z2；

（3）蜗杆传动的中心距a。

六、（本题12分）

指出下图锥齿轮减速器中锥齿轮轴系结构的错误。错误处依次以①，②，③，…标出，要

说明错误造成的原因。图中所示锥齿轮为主动轮，动力由与之联接的联轴器输入，从动锥齿

轮和箱体的其余部分没有画出。锥齿轮传动用箱体内的油润滑（滚动轴承用脂润滑）。

七、（本题4分）

标准渐开线直齿圆柱齿轮传动如下图所示，校核轴H上的键联接的强度。已知：动力由I

轴输入，III轴输出，输入功率P=2.5kW,n1=1450r/min；,齿轮2的模数m=3mm,

z1=40,z2=60,Z3=40,宽度B=50mm,齿轮、轴与键的材料均为45钢，与齿轮配合处

轴颈du=40mm；所用圆头平键的键长为45mm,键宽b=12mm,键高h=8mm。设取键联接

的许用挤压应力为125MPa,键的许用切应力为12OMPa„

期末考试试题一答案

一、1、C2、C3、B4、B5、A6、B7、D8、B9、E

二、

1、铸造锡青铜ZCuSnlOPl；铸造铝铁青铜ZCuAllOFe30

2、P="W[P]

Pv嚎晨日

V二-----------<[v]

60X100

3、(A)-1(B)0(C)0<y<l(D)0

4、(a)固定式刚性联轴器(b)可移式(补偿式)刚性联轴器

(c)弹性联轴器(d)可移式(补偿式)刚性联轴器

三、

S/*翳"90N方向向左;

S点爵952N方向向右;

Fa=900-300=600N方向向右;

轴承1：S:+Fa=952+600=1552N>S1

A,=S2+Fa=1552N

浅落。3丘=。29

Px=fp(XRi+YAi)=1X(0.4X5000+2.1X1552)=5259N

轴承2：A2=S2=952N

皿=—=0.238<e=0.29

R24000

P2=fp-R2=4000N

四、

⑴齿轮3应为左旋；齿轮4应为右旋。

⑵(z3+z4)

2COSP34

p=arccos2LL_^=arccosiL_£2±^=arccos0,975«12.838568^12°5019-

(3)n3=n2=n1^-=970x^7=457.55r/min

55

TS=95.5X10P/n3=95.5x10^z=62616N.mm

心=舞=意、6L54mm

%=,=鬻冬2。35N

Fa3=Ft3-tanp=2035xtanlZ^O'l^k463.8N

,tan.200

F7597N

r3=Ft3tan20°/cosp=203520咕伊吐'*

五、

⑴蜗杆和蜗轮的螺旋线方向均为右旋。

⑵4=F1=100x200=2x104N-mm

T=Q-7=5000x90=45X104N-mm

22

TzTir,

I，=2==56.25应取Z2=57Ai=57-5625=1.3%<5%

Till2X104X0^l256.25

Ti-i-n=2xl04x57x0.4=45.6xiax>45xl04取=57满足要求

(3)a=™(q+z)=7X(10+57)=167.5mm

222

六、

①平键与透盖干涉了，应左移：

②轴伸出端盖应有台阶，用于输入联轴器轴向定位；

③透盖与轴间应有间隙，应有毡圈密封；

④透盖与套杯间，套杯与箱体间应有调整垫片；

⑤箱体端面非接合面应低一些，不加工，圆角过渡；

⑥箱体孔的中间一段直径加大些，减少精加工面；

⑦套杯内孔中间一段直径加大些，减少精加工面；

⑧右轴承右边应有甩油环，不使润滑油进入轴承；

⑨右轴承右边轴径应小于轴承内径，以使轴承能装到轴上，为此，齿轮应与轴作成两体，

轴成台阶轴，用平键联接；

⑩轴承滚子中心应有中心线。

另外，此图两轴承为正装（面对面），齿轮悬臂较长，若改为反装（背对背），将使齿轮悬

臂长减小。

七、

n=95.5Xl()5p/n产95.5X10sx2.5/1450=16465.5N/mm

.60

T2=Tj•i=16465.5x—=24698N/hini

L-T82333.1185N

2<125M%

P—学,*(L—b)—20x4x(45—0mm2

82331.0395N

T-逝b.Q_切-20x12x33-mm2<120MPa

轴n上的强度足够。

期末考试试题二

一、选择题（把正确答案的序号填在右边的括号内）（每题2分）

1、在V带传动中，小轮包角一般应大于或等于多少度（

（A）90°（B）100°（C）120°（D）150°

2、选择键的剖面尺寸（bXh）是根据什么从标准中选出来的（）.

（A）传递扭矩T的大小（B）轴径大小

（C）轮毂长度（D）传递的功率大小

3、直齿圆锥齿轮强度计算中，是以什么为计算依据的（）。

（A）大端当量直齿圆柱齿轮（B）平均分度圆柱齿轮

（C）平均分度圆处的当量圆柱齿轮

4、通常在一对齿轮传动中，两齿轮面接触应力0Hl和。H2关系如何，而两轮齿弯曲应力

0F1和与2关系如何（）。

（A）相等（B）不相等（C）可能相等可能不相等

5、当转轴所受的径向力大小、方向不变时，其外圆面上任一点的应力属于什么应力，因此

在确定其许用应力时，应选择什么许用应力（）。

（A）静应力（B）脉动循环变应力（C）对称循环应力

（D）9Th（E）9°］b（F）［。+Jb

6、一般中速中载条件，蜗轮齿圈常用什么材料制造（）。

（A）碳钢（B）合金钢（C）青铜（D）铸铁

7、齿轮传动引起附加动载荷和冲击振动的根本原因是什么（）。

（A）齿面误差（B）齿距误差（C）基节误差

（D）中心距误差（E）以上都不是

8、设计圆柱齿轮传动时，应取小齿轮的齿面硬度与大齿轮的齿面硬度关系如何；小齿轮的

宽度与大齿轮的宽度关系如何（）。

（A）大于（B）等于（C）小于

9、为了提高蜗杆传动的效率》］,在润滑良好的条件下，最有效的是采用什么措施（）。

（A）单头蜗杆（B）多头蜗杆

（C）大直径系数的蜗杆（D）提高蜗杆转速n

10、为提高齿轮传动的抗点蚀能力，有人提出下列几种方法：①采用闭式传动；②加大中心

距；③提高齿面硬度；④减少齿数加大模数，你认为其中有几种是正确的（）。

（A）两种（B）一种（C）三种（D）四种

二、填空题（每题2分）

1、计算载荷F”平均载荷F和载荷系数K的关系式为,强度计算时应该用

_________载荷。

2、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是,而脆性材料的极限应力是,

3、用于联接的螺纹牙型有。用于传动的螺纹牙型有。

4、在轴的弯扭合成强度计算公式Me=/M2+（aT）中，a的含义是

--N

5、在设计图纸上注明某链条的标记为“16A-1X50”。其中“16A”代表,“50”代

表»

6、在普通蜗杆传动中，在面上的参数为。在该平面内其啮合状态相当

于的啮合状态。

7、在带、链和齿轮合成的多级传动中，带传动宜布置在级。

8、带传动的失效形式为带的和o

9、滚动轴承N2212表示为系列，内径是的类轴承，其精度等

级是0

10、工作中只受弯矩不受扭矩的轴叫作轴；只受扭矩不受弯矩的轴叫作

轴；同时受弯矩和扭矩的轴叫作轴。

三、问答题（每小题5分，共15分）

1、从雷诺方程说明建立液体动压润滑的必要条件是什么？雷诺方程用来解决什么问题？

2、为了增加蜗杆减速器输出轴的转速，在其他参数不变时，决定把原来的单头蜗杆改为双

头蜗杆，问原来的蜗轮是否可以继续使用？为什么？

3、结实滚动轴承的额定静载荷的含义。

四、计算题（共45分）

1、下图所示为一汽缸盖螺栓组联接。己知汽缸内的工作压力p=lMPa,缸盖与缸体均为钢

制，其结构尺寸如图所示，试设计此联接（提示：=1.5F,螺栓数Z可取为6,45钢的

=360MPa,n=1.5)»(本题10分)

2、下图所示的轴由两个反装的圆锥滚子轴承（3000型）支承，所受的径向力R和轴向力

如图所示，求这两个轴承的当量动载荷（本题分）

Pro10

提示：⑴由径向力R产生的内部附加轴向力S=R/4；

⑵当A/R0.3时，F=R（=1.2）；

⑶当A/R>0.3时，F=(0.4R+2A)o

3、今有一对蜗杆蜗轮传动（见下图），已知、的方向，要求确定F,,、F.,、F。,•的

方向以及蜗杆的旋向（用箭头表示各力方向和画出蜗杆旋向）。（本题7分）

4、指出下面轴系结构（下图）的主要错误,

并提出改正意见，蜗杆及轴承皆为油润滑。（本题8分）

5、如下图所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器中，已知：高速级齿轮=21,=52,=3mm,

=12°：；低速级齿轮=27,=54,=5mm,输入功率=10kW,=1450r/min»

齿轮啮合效率=0.98,滚动轴承效率=0.99。试求：

⑴低速级小齿轮的齿旋向，以使中间轴上的轴承所受的轴向力较小。

⑵低速级斜齿轮分度圆旋角为多少度时，中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消

（只列出计算公式）。

（3）各轴转向。

⑷齿轮啮合点作用力的方向和大小（各用三个分力表示）。（本题10分）

期末考试试题二答案

一、1、C2、B3、A4、A,B5、

C,D

6、C7、C8、A,A9、B

10、A

二、

1、FC2=KFF

2、

3、三角形螺纹梯形、锯齿形、矩形

4、考虑扭转切应力循环特性与弯曲应力循环特性不一致而在合成时引入的折合系数

5、节距P整链链节数

6、中间标准值齿条齿轮

7、高速

8、打滑疲劳

9、轻60mm圆柱滚子/PO（普通级）

10、心传动转

、

1、雷诺方程"=""h—hc）

建立液体动压润滑的必要条件是：①相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；②

被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，从

小口流出；③润滑油必须有一定的粘度，且供油要充分。

雷诺方程是用来计算动摇油膜的承载能力的。

2、不能。因为改为双头后蜗杆的导程角变了（Y=arctan^）,而蜗轮齿的螺旋械不变,

这样蜗杆与蜗轮轴线交错角不是90。了，无法安装到原减速器箱体内。

3、对于不转、摆动或转速极低的轴承，其滚动体接触面上产生过大永久变形时的外载荷。

四、

nxzsMxP_RX25MXP

1、=8181N

4Z

Q=F+Q；=F+1.5F=20453N

%=矍<[al==240MPa

ni.3

=11.87mm取M16螺栓，M16X70

NnxN4<j

2、S.=4='电=1000N方向向左;

44

^=—=500N