机械设计复习题-答案

机械设计复习题-答案PAGEPAGE242012年机械设计自学考试备考试题第二章一、选择填空：1．如果危险截面上的应力超过零件的强度极限，则发生的失效形式为。CA.表面破坏B.残余变形C.整体断裂D.功能失效2．零件设计时，限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为。AA.强度准则B.刚度准则C.寿命准则D.振动稳定性准则3．按照机器的组成原理，变速箱是汽车的。BA.原动机B.传动部分C.执行部分D.控制系统4.为了防止零件发生破坏，应采用的设计准则是。DA.刚度准则B.寿命准则C.振动稳定性准则D.强度准则二、填空题：1.传动件包括带传动、链传动、摩擦轮传动、蜗杆传动和_________。齿轮传动2.驱动机器完成预定功能的部分称为________。原动机3.金属材料尤其是钢铁使用最广；在机械产品中钢铁材料占_____。90%以上4.描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和______。应力比（或循环特性）5.机械零件制造中使用最广的金属材料是_________。钢铁6.机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和。执行部分7.按照机器的组成原理，发动机是汽车的。原动机部分8.如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生。塑性变形9.一部机器的质量基本上取决于________________。设计阶段10.机器的设计阶段是决定机器质量的________________。关键第三章一、选择填空：1.零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度______。B1.在用于传动的几种螺纹中，矩形螺纹的主要优点是______。C A.自锁性能好 B.强度较高 C.传动效率高 D.制造方便2.用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹______。AA.牙根强度高，自锁性能好B.传动效率高C.防振性能好D.自锁性能差3.当两个被联接件不宜制成通孔，且需要经常拆卸通常采用______。C A.螺栓联接 B.螺钉联接C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接4.当采用铰制孔用螺栓联接承受横向载荷时，螺栓杆受到作用______。CA.弯曲和挤压B.拉伸和剪切C.剪切和挤压D.扭转和弯曲5.螺纹副中一个零件相对于另一个转过一圈时，它们沿轴线方向相对移动的距离是______。AA.线数螺距 B.一个螺距 C.线数导程 D.导程/线数6.用于螺纹危险截面计算的直径是______。B A.螺纹的外径 B.螺纹的内径 C.螺纹的中径 D.不确定7.普通螺纹的公称直径为。AA.大径B.小径C.不确定D.中径8.螺纹的牙型角为、升角为、当量摩擦角为v，则螺纹副的自锁条件为_______。CA.≤ B.≤v C.≤v D.v≤9.普通螺纹轴截面的牙型为。CA.矩形B.梯形C.三角形D.圆形10.普通螺栓联接中的松螺栓联接和紧螺栓联接之间的主要区别是，松螺栓联接的螺纹部分不承受______。BA.拉伸作用 B.扭转作用 C.剪切作用 D.弯曲作用二、填空题：1.在常用的螺纹牙型中，矩形螺纹用于传动是因为___________。传动效率高2.常用的螺纹牙型中，传动效率最高的是_________。矩形螺纹3.普通螺纹的轴截面牙型为______。三角形4.螺栓连接时，采用悬置螺母的目的是________。改善螺纹牙齿上载荷分布不均程度5.三角螺纹一般用于。联接6.沿两根以上的等距螺旋线形成的螺纹称为。双线螺纹7.常用的螺纹牙型中，自锁性最好的是。三角形8.受轴向变载荷的紧螺栓联接中，降低螺栓的刚度可使螺纹连接的强度得到。提高9.梯形螺纹主要用于________________。传动四、简答题：1.螺纹连接预紧的目的是什么？：P68L72.简述螺纹联接的基本类型、适用场合。螺栓联接,用于被联接件上开有通孔的场合；螺钉联接,用于被联接件上不能开有通孔且不需经常拆卸的场合,双头螺柱联接,用于被联接件上不能开有通孔需经常拆卸的场合,紧定螺钉联接,用于固定两个零件的相对位置,传递不大的载荷。3.螺纹连接的常用防松措施有哪些？p70表5-34.螺纹联接为什么要防松？防松的根本问题是什么?因为在冲击、振动或变载荷作用下，以及在高温或温度变化较大的情况下，联接都会发生松脱。一旦松脱会影响机器正常工作甚至造成严重事故。防松的根本是防止螺纹副在受载时发生相对转动。5.说明降低应力幅提高螺栓联接疲劳强度的方法和具体措施。方法一是降低螺栓刚度，具体措施有适当增加螺栓的长度，或采用腰杆状螺栓和空心螺栓；方法二是增加被联接件的刚度，具体措施有不用垫片或用刚度较大的垫片。6.螺旋副自锁条件是什么？哪种螺纹牙型自锁性最好？为什么？自锁条件为.螺旋线升角小于等于当量摩擦角，即≤v；三角螺纹自锁性最好，原因是其牙侧角最大。．一个托架1用三个铰制孔用螺栓与机架2相连接。已知：螺栓材料许用剪切应力，横向载荷，，。确定受力最大螺栓及所受剪力，判断布置形式是否合理；并按剪切强度确定所需螺栓剪切面的最小直径解：1）将平移至螺栓组中心，附加扭矩在作用下每个螺栓所受剪力为在作用下两侧螺栓所受剪力为右侧螺栓受力最大，，布置形式不合理。2)受剪切面最小直径2.N，螺栓材料许用应力[σ]=100MPa，取残余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。单个螺栓受工作拉力2）残余预紧力3)单个螺栓受总拉力4)所需螺栓最小直径3.（本题10分）如图所示的螺栓组联接（凸缘联轴器）。4个普通螺栓均匀的分布在的圆周上，传递的转矩。螺栓材料许用拉应力为，被联接件表面的摩擦因数，联接的可靠性系数，确定安装时所需预紧力及所需的螺栓的最小直径解：1）每个螺栓所受的的预紧力2）所需的螺栓的最小直径图示紧螺栓连接，已知横向载荷R=36000N，接合面i=1，摩擦系数f=0.12，联接的可靠性系数，螺栓数量z=4，螺栓材料许用应力,试计算所需螺栓直径d1=?（10分）每个螺栓所受的的预紧力2）所需的螺栓的最小直径（10分）图示紧螺栓连接，采用两个M16（d1=13.835mm）普通螺栓，已知摩擦系数f=0.12，防滑系数，螺栓材料许用应力,试计算连接所能传递的横向载荷R=?解：1）预紧力的最大值

2）所能传递横向载荷的最大值6．（10分）图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力FQ＝10.4kN，螺钉材料许用应力，取残余预紧力为工作拉力的0.4倍，求螺栓所需最小直径。每个螺栓所受轴向工作载荷2）每个螺栓总拉力3）所需螺栓直径气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D=250mm，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹小径15.294mm，许用拉应力=120MPa，取残余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强。解：1）每个螺栓总拉力2）每个螺栓所受轴向工作载荷由于所以3）最大压力第六章一、选择填空：1.B型普通平键其端部形状为______。B A.圆头B.方头C.单圆头D.钩头2.轴的键槽加工方式通常采用______。DA.插削B.拉削C.钻及铰D.铣削3.普通平键的长度主要选择根据是______。BA.传递转矩大小 B.轮毂长度 C.轴的直径 D.传递功率大小4.平键静连接的主要失效形式是。AA.工作面被压溃B.工作面过度磨损C.键被剪断D.键被弯断5.矩形花键联接常采用的定心方式是_________。CA.按大径定心B.按侧面定心C.按小径定心D.按大径和小径共同定心6.图1中联接形式是_________。B A.切向键 B.楔键 C.平键 D.半圆键 7.图2中联接形式是______。A A.切向键 B.楔键 C.平键 D.半圆键 二、填空题：1.普通平键的工作面为_________。两侧面2.导向平键的工作面为_________。两侧面3.楔键的工作面是________。上下两面4.按齿形不同，花键可分为矩形花键和。渐开线花键5.楔键的上表面和与它相配合的轮毂键槽底面的斜度为1:1006.普通平键按结构可分为圆头、平头及。单圆头7.平键联接中普通平键用于静联接，导向楔键和滑键用于________。动联接8.导向平键联接，其主要失效形式是工作面的________________。磨损9.零件的周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动，最常用的周向定位零件是花键和_________。键第八章一、选择填空：1.提高带传动工作能力的措施有________。AA.将带轮加工粗糙一些，增大摩擦系数B.降低传动比C.尽可能提高带的圆周速度D.降低初拉力（张紧力）F02.带传动中，两带轮与带的摩擦系数相同，直径不等，如有打滑则先发生在小轮上，其原因是。BA.包角大 B.包角小 C.直径小 D.转速高3.带传动的小带轮包角过小时，会导致___________。DA.带截面上的应力增大 B.带的弹性滑动加剧C.带在工作时会产生颤动 D.传动能力下降易产生打滑4.V带传动，中心距最适宜的范围为两带轮直径之和的。CA.（0.7~1）倍B.（1~1.5）倍 C.（0.7~2）倍D.（1~2）倍5.V带传动设计中，限制带轮最小直径主要是为了。B A.是结构紧凑 B.限制弯曲应力C.保证带与带轮之间有足够的摩擦力 D.限制小带轮包角6.带传动传动比不恒定的原因是。CA.中心距大B.打滑C.弹性滑动D.过载二、填空题：1.V带传动的传动比不恒定主要原因是_________。带的弹性滑动2.带传动的带轮直径越小，则带内的弯曲应力越。大3.由于带传动存在着弹性滑动现象，所以带传动的传动比。不恒定4.传动带根据截面形状可分为平带、圆带、多楔带和___________。V带5.带传动的类型，根据工作原理可分为啮合型带传动和_________。摩擦传动6.与平带相比，V带传动允许的传动比___________。大第九章一、选择填空：1.链传动的特点是__________。DA.瞬时传动比是常数B.平均传动比不是常数C.瞬时传动比和平均传动比的都不是常数D.瞬时传动比不是常数而平均传动比是常数2.在一定转速下，增大节距P，减小z1链传动的不均匀性和动载荷__________。AA.增大B.减小C.不变D.无法确定3.链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在______。AA.低速重载B.高速重载C.高速轻载D.低速轻载 4.链条中宜尽量避免使用过渡链节，这主要是因为_________________。AA.过渡链节的链板要受附加弯矩的作用B.装配困难C.过渡链节制造困难D.要使用较长的销轴5.链传动中两轮轴线的相对位置应__________。AA.平行 B.相交成一定的角度C.相交成直角D.成任意角交错6.链传动的合理链长应取___________。AA.链节距长度的偶数倍B.链节距长度的奇数倍C.任意值 D.按链轮齿数来决定链长7.链传动设计中，一般链轮的最大齿数限制为114，是为了__________。CA.减小链传动的不均匀性 B.限制传动比 C.减少链节磨损后链从链轮上脱落的可能性D.保证链轮轮齿的强度8.链传动设计中，一般链轮的最小齿数限制为17，是为了__________。AA.减小链传动的不均匀性B.限制传动比 C.减少链节磨损后链从链轮上脱落的可能性D.保证链轮轮齿的强度二、填空题：1.链轮的齿数越少，则链传动的不均匀性_________。增加2.与带传动相比较，链传动的承载能力______。较高3.与带传动相比链传动效率________________。较高4.链传动中链轮的齿数越少，则链传动的动载荷越。越大5.通常情况下，链传动的最大中心距不超过。80p(节距)6.链传动中链条的节距越小，则链传动的动载荷越。越小7.链传动瞬时传动比________________。不恒定第十章一、选择填空：1.为了提高齿轮传动的抗点蚀的能力，可考虑采用。D2..3.闭式软齿面齿轮传动主要失效形式是___________。B4.设计齿轮传动时，齿面接触疲劳强度主要针对的失效形式是 A.齿面塑性变形B.轮齿疲劳断裂 C.齿面点蚀 D.齿面胶合5.选择齿轮的结构形式和毛坯获得方法依据BA.齿圈宽度 B齿轮直径 C齿轮在轴上的位置 D.齿轮精度6.选择齿轮精度等级的主要依据是______。AA.圆周速度 B.转速 C.传递功率 D.传递转矩7.开式齿轮传动的主要失效形式是。DA.齿面点蚀B.齿面胶合C.轮齿折断D.齿面磨损8.下列传动形式中传动效率最高的是。DA.带传动B.链传动C.蜗杆传动D.齿轮传动9.A轮齿折断B齿面点蚀C齿面磨损D塑性变形二、填空题：1.闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式为_________。轮齿折断2.软齿面齿轮的齿面硬度小于或等于_________。350HB3.一对圆柱齿轮，通常取小齿轮齿宽大于大齿轮齿宽其目的是____。保证齿轮的啮合宽度4.齿轮传动的中心距a及齿宽b不变，增加齿数，则齿轮的接触强___________。不变5.一对软齿面齿轮传动中，通常小齿轮齿面硬度要比大齿轮齿面硬度__。大（30~50）HB6.齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，称为_______。软齿面齿轮7.在齿轮传动中，大小齿轮互相对应的齿面点的接触应力是_________。相等的8.齿轮的精度等级主要根据载荷和_____________。圆周速度9.齿轮传动的中心距a不变，增加齿数，则齿轮的弯曲强度___________。降低五、综合应用：1.（本题8分）一对锥齿轮传动。已知小圆锥齿轮1为主动轮，其转动方向如图。直齿圆锥齿轮的锥顶角，压力角α=20º，齿宽中点分度圆的径向；试求：圆锥齿轮2所受圆周力、轴向力大小；在图上标出圆锥齿轮2转动方向和所受各力的方向。（注：,,）解：1）圆锥齿轮2所受圆周力（或5654）2）圆锥齿轮2所受轴向力大小3）力的方向如图：圆周力垂直纸面向里，轴向力向下，径向力向左，转动方向如图箭头向右2.（本题8分）图示为一对锥齿轮与一对斜齿圆柱齿轮组成的二级减速器。已知小圆锥齿轮1为主动轮，其转动方向如图。直齿圆锥齿轮齿宽中点分度圆的径向；斜齿圆柱齿轮分度圆螺旋角、压力角α=20º，螺旋角的方向如图，径向力。试求：斜齿轮3所受圆周力、轴向力大小及Ⅱ轴轴向合力，在图上标出斜齿轮3所受各力的方向及转动方向。（注：，）23142314解：1）齿轮2所受轴向力大小2）斜齿轮3所受圆周力3）斜齿轮3所受轴向力大小4）Ⅱ轴轴向合力5）力的方向如图：圆周力垂直纸面向外，轴向力向上，径向力向左，转动方向如图箭头向右3.一对斜齿圆柱齿轮传动，参数为：mn=3.5mm,，z1=25，z2=76,=105416。已知传递的功率P1＝7.5kW，转速n1=730r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。(8分)解：1）从动轮所受各分力2)从动轮所受各分力的方向如图：圆周力垂直纸面向外，轴向力向右，径向力向下，转动方向如图箭头向上5.（本题15分）设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反；2）低速级螺旋角β应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力互相抵消。解：（1）小齿轮左旋，大齿轮右旋。（2）6.（本题15分）已知直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器布置和转向如图所示。锥齿轮，齿宽系数，，；斜齿轮，，。欲使轴Ⅱ上的轴向力在轴承上的作用完全抵消，求斜齿轮3、4的螺旋角的大小和旋向。（提示：锥齿轮的力作用在齿宽中点。）解：1）齿轮3、4的螺旋线方向如图所示。2） 第十一章一、选择填空：1.在如下情况可采用蜗杆传动的是________。DA.轴线平行 B.轴线相交成任意角度C.相交成直角 D.轴线成直角交错2.蜗杆直径系数q（或蜗杆分度圆直径d1）值的标准化，是为了_______。CA.保证蜗杆有足够的刚度 B.提高蜗杆传动的效率C.利于蜗轮滚刀的标准化 D.便于蜗杆刀具的标准化3.蜗轮轮毂常用材料是 A.45B.HT15C.ZCuSn10P1蜗杆常用材料是_______。AA.45钢 B.HT150 C.ZCuSn10P1 D.GCr15二、填空题：1.蜗杆常用材料是_______。钢2当蜗杆螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动具有______。自锁性3.阿基米德蜗杆在垂直于蜗杆轴线的平面上，其齿廓线为_______。.阿基米德螺旋线三、简答题：1.蜗杆传动的效率包括哪几部分？影响蜗杆效率的主要因素是什么？包括啮合效率,轴承摩擦效率和浸入油池中的零件的搅油效率。主要因素是蜗杆的螺旋升角2.蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？不平衡时通常采取哪些措施？因为效率低，工作时发热量大，闭式传动中，如热量不能及时散逸，油温升高油稀释，摩擦损失增大，甚至发生胶合，所以必须进行热平衡计算。措施：增加散热面积、在蜗杆端加装风扇、在传动箱内加装循环冷水管，压力循环供油系统。3.蜗杆传动的失效形式有哪些？为什么通常发生在蜗轮上？ 点蚀、齿根折断、齿面胶合及过渡磨损。由于材料和结构上的原因，蜗杆螺旋齿部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，所以失效通常发生在蜗轮轮齿上。4.蜗杆传动如图所示，蜗杆主动，转向为逆时针方向。判断蜗轮转向及轮齿螺旋线方向。答：蜗轮为左旋，转向如图示。

5手动绞车采用圆柱蜗杆传动。如果要使重物上升，在图中画出蜗杆的转向。四、综合应用题：1.（本题8分）一对蜗杆传动。蜗杆转动方向如图所示。已知：转矩T1＝25N.m，蜗杆轴向模数m=4mm，压力角＝20，头数z1＝2，直径d1=40mm，蜗轮齿数z2＝54，蜗杆传动的啮合效率＝0.75；求蜗轮上的分力大小，在图中画出蜗轮所受的三个分力方向及转动方向。（注：）解：1）扭矩2）3）4）5）6）力的方向如图：轴向力垂直纸面向里，圆周力向下，径向力向左，转动方向如图顺时针转动第十三章一、选择填空：1.下列材料中常用作滚动轴承的材料是___________。CA.ZCuSn10P1B.ZSnSb8Cu4 C.GCr15 D.HT2002.在各种基本类型的向心滚动轴承中不能承受轴向载荷的是________。BA.调心球轴承 B.圆柱滚子轴承 C.调心滚子轴承 D.深沟球轴承3.中速旋转正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是________。BA.滚动体碎裂 B.滚动体与滚道产生疲劳点蚀C.滚道磨损 D.滚道压坏4.代号为6207的轴承为________。CA.推力球轴承 B.角接触球轴承 C.深沟球轴承 D.圆柱滚子轴承5.滚动轴承的基本额定寿命是指同一批轴承在相同工作条件下运转，其中_______的轴承所能达到的寿命。CA.99％ B.95％ C.90％ D.50％6.下列各类滚动轴承中，只能承受径向载荷的是________。D A.深沟球轴承 B.角接触球轴承 C.圆锥滚子轴承 D.圆柱滚子轴承7.滚动轴承中，即能受径向载荷又能承受较小的双向轴向载荷的是________。DA.圆柱滚子轴承 B.角接触球轴承 C.圆锥滚子轴承 D.深沟球轴承8.润滑条件相同时，以下四种精度和内径相同的滚动轴承中，轴承的极限转速最高的是______________。AA.角接触球轴承 B.圆锥滚子轴承C.推力球轴承 D.圆柱滚子轴承二、填空题：1.滚动轴承的密封装置根据结构不同分为接触式密封、__________。非接触式密封2.滚子轴承比球轴承的承载能力_________。高3.轴承7307AC内径尺寸为________。35mm4.滚动轴承7315AC类型为。角接触球轴承5.滚动轴承6210的内径尺寸为。50mm6.深沟球轴承，内径50mm，宽度系列0，直径系列2，公差等级为0级，游隙0组，其代号为______。7.主要承受径向载荷的轴承为_________。向心轴承五、综合应用题：1.如图，轴系由一对圆锥滚子轴承正装支承，已知左轴承受径向载荷Fr1=4000N，右轴承受径向载荷Fr2=4400N,轴向载荷FA=3500N（方向向右），载荷系数fp=1.5,试计算两个轴承的当量动载荷。(13分)eFa/Fr≤eFa/Fr>eFd0.3X=1，Y=0X=0.4，Y=2Fr/2Y解：1）派生轴向力（向右）（向左）2）轴承所受的轴向力，Ⅱ轴承压紧。3）当量动载荷X1=1Y1=0X2=0.4Y2=22.（本题10分）轴系由一对角接触球轴承7307AC支承，轴承反安装，已知轴FA=900N，Fr1=1000N，Fr2=2100N，fP=1.5，试判定危险轴承。eFa/Fr>eFa/Fr≤eFd0.7X=0.41，Y=0.85X=1，Y=00.7Fr解：1）派生轴向力（向右）（向左）2）轴承所受的轴向力，Ⅰ轴承压紧。2）当量动载荷X1=0.41Y1=0.85X2=1Y2=0所以1轴承危险3.（本题12分）图示轴系由一对30208轴承支承，轴上作用力F＝1500N，fp=1.2，确定：轴承所受当量动载荷为多少？哪个轴承为危险轴承？eFa/Fr≤eFa/Fr>eFd0.38X=1，Y=0X=0.4，Y=1.6Fr/2Y解：1）轴承径向力2）派生轴向力（向右）（向左）3）轴承所受的轴向力，Ⅱ轴承压紧。4)当量动载荷X1=1Y1=0X2=0.4Y2=1.61轴承危险4.已知某支承结构（如下图）两端采用7307AC轴承，两轴承反装，轴的转速为n=1500r/min,设fp=1.2,ft=1,查得C=23.45KN,