2026年机械设计师（机械传动设计）自测试题及答案

2026年机械设计师（机械传动设计）自测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.带传动中，V带比平带传动能力大的主要原因是（）A.V带比平带厚B.V带无接头C.V带与带轮间的摩擦力大D.V带较平带柔软2.链传动中，链节数宜采用（）A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓3.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，若模数增大一倍，其重合度将（）A.增大B.减小C.不变D.不确定4.斜齿圆柱齿轮的螺旋角β一般在（）范围内选取。A.5°～15°B.8°～25°C.15°～30°D.20°～40°5.蜗杆传动中，蜗杆的头数越少，则传动效率（）A.越高B.越低C.不变D.不确定6.齿轮传动的失效形式主要有（）种。A.2B.3C.4D.57.带传动工作时，带中应力有（）种。A.2B.3C.4D.58.链传动的主要失效形式不包括（）A.链板疲劳破坏B.链条铰链磨损C.链条拉长D.齿面胶合9.圆柱齿轮传动中，齿宽系数φd的取值范围一般是（）A.0.1～0.2B.0.2～0.4C.0.4～0.6D.0.6～1.010.蜗杆传动中，蜗轮的螺旋角β2与蜗杆的螺旋角β1（）A.相等B.相反C.无关D.不确定二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内，多选、少选、错选均不得分）1.带传动的优点有（）A.适用于两轴中心距较大的传动B.带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动C.过载时带与带轮间会出现打滑，可防止损坏其他零件D.结构简单，成本低廉2.链传动的特点包括（）A.能在高温、潮湿、多尘等恶劣环境下工作B.平均传动比准确C.瞬时传动比也准确D.作用在轴和轴承上的载荷较小3.齿轮传动的特点有（）A.传递功率和速度范围广B.传动效率高C.工作可靠性高D.使用寿命长4.斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动相比，具有的优点有（）A.重合度大，承载能力高B.传动平稳，噪声小C.齿面接触应力小D.齿根弯曲应力小5.蜗杆传动的特点有（）A.传动比大B.结构紧凑C.工作平稳，噪声小D.具有自锁性三、填空题（总共10题，每题2分，请将正确答案填在横线上）1.带传动中，带的最大应力发生在________________处。2.链传动中，链节距越大，链条承载能力越______，但传动的平稳性越______。3.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是____________________。4.斜齿圆柱齿轮的法面模数mn与端面模数mt的关系是________________。5.蜗杆传动中，蜗杆的分度圆直径d1与模数m、头数z1的关系是________________。6.齿轮传动的五种主要失效形式是____________________、____________________、____________________、____________________、____________________。7.带传动的弹性滑动是由于____________________引起的。8.链传动的多边形效应是指____________________。9.圆柱齿轮传动中，齿面接触疲劳强度计算主要针对的失效形式是____________________。10.蜗杆传动中，蜗轮的轮齿弯曲疲劳强度计算与____________________齿轮相似。四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述带传动的工作原理，并说明带传动为什么要张紧？2.链传动的主要参数有哪些？它们对链传动有何影响？3.简述齿轮传动的设计准则，并说明如何根据不同的工作条件选择合适的设计准则？五、分析计算题（总共1题，20分）有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40，齿宽b1=80mm，b2=75mm，小齿轮材料为45钢调质，硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢正火，硬度为190HBS，载荷平稳，工作温度不高。试计算：1.齿轮传动的中心距a；2.小齿轮的分度圆直径d1、齿顶齿顶圆直径da1、齿根圆直径df1；3.计算该齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度（已知齿面接触疲劳极限σHlim1=550MPa，σHlim2=530MPa，齿根弯曲疲劳极限σFlim1=160MPa，σFlim2=140MPa，重合度系数Zε=1.05，螺旋角系数Zβ=1，接触疲劳寿命系数ZN1=1，ZN2=1，弯曲疲劳寿命系数YN1=0.9，YN2=0.9）。答案：一、单项选择题1.C2.B3.C4.B5.B6.D7.C8.D9.C10.A二、多项选择题1.ABCD2.ABD3.ABCD4.AB5.ABCD三、填空题1.紧边与小带轮接触处2.大；差3.模数相等、压力角相等4.mn=mtcosβ5.d1=mz16.轮齿折断；齿面接触疲劳点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿根弯曲疲劳折断7.带的弹性变形8.链传动中链速和从动轮角速度呈周期性变化9.齿面接触疲劳点蚀10.圆柱四、简答题1.带传动的工作原理：依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。带传动要张紧是为了保证带与带轮之间有足够的摩擦力，防止打滑，同时使带具有一定的初拉力，以保证带传动能正常工作。2.链传动的主要参数有：链节距p、链轮齿数z、链速v、中心距a等。链节距p越大，链条承载能力越大，但传动的多边形效应越明显，传动平稳性越差；链轮齿数z影响链传动的运动特性和承载能力；链速v影响传动的平稳性和动载荷大小；中心距a影响链的长度和结构尺寸等。3.齿轮传动的设计准则：对于闭式软齿面齿轮传动，按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核；对于闭式硬齿面齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核；对于开式齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计，并适当增大模数以考虑磨损的影响。根据工作条件选择设计准则时，若齿轮在高速重载下工作，易出现齿面接触疲劳点蚀，应按齿面接触疲劳强度设计；若齿轮在低速重载下工作，易出现齿根弯曲疲劳折断，应按齿根弯曲疲劳强度设计；若齿轮工作环境恶劣，有磨损情况，对于闭式齿轮传动也需适当考虑磨损影响，对于开式齿轮传动则要重点考虑磨损对齿根弯曲疲劳强度的影响。五、分析计算题1.中心距\(a=\frac{m(z1+z2)}{2}=\frac{4×(20+40)}{2}=120mm\)2.小齿轮分度圆直径\(d1=mz1=4×20=80mm\)齿顶圆直径\(da1=d1+2ha=80+2×4=88mm\)齿根圆直径\(df1=d1-2hf=80-2×(4+0.5)=71mm\)3.齿面接触疲劳强度计算：\(\sigma_{H}=Z_{E}Z_{H}Z_{E}Z_{\beta}\sqrt{\frac{2KT_{1}}{bd_{1}^{2}}\left(\frac{u+1}{u}\right)}\)其中\(Z_{E}=189.8MPa^{\frac{1}{2}}\)，\(Z_{H}=2.5\)，\(K=1\)，\(T_{1}=9550\frac{P}{n_{1}}\)（假设传递功率\(P\)已知，转速\(n_{1}\)已知，此处省略具体计算）代入计算可得\(\sigma_{H}\)值，与许用接触应力\([\sigma_{H}]\)比较判断是否满足接触疲劳强度。\([\sigma_{H}]=\frac{\sigma_{Hlim1}+\sigma_{Hlim2}}{2}Z_{N1}Z_{N2}\)\(=\frac{550+530}{2}×1×1=540MPa\)齿根弯曲疲劳强度计算：\(\sigma_{F}=\frac{2KT_{1}}{bd_{1}m}Y_{Fa}Y_{Sa}Y_{\epsilon}Y_{\beta}\frac{1}{S}\)其中\(Y_{Fa}\)、\(Y_{Sa}\)根据齿数查图表得到，\(Y_{\epsilon}=1.05\)，\(Y_{\beta}=1\)，\(S\)为弯