2025 年大学机械工程（机械设计）期末测试卷

2025年大学机械工程（机械设计）期末测试卷

（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，每题的备选项中，只有1个最符合题意）1.带传动中，带的离心应力（）。A.当转速一定时，随带轮直径的增大而减小B.与带轮直径无关C.当转速一定时，随带轮直径的增大而增大D.与带的线速度无关2.普通平键连接工作时，键的主要失效形式为（）。A.键受剪切破坏B.键侧面受挤压破坏C.剪切与挤压同时产生D.磨损3.设计V带传动时，选取小带轮基准直径$d_1$≥$d_{min}$，其主要目的是（）。A.使带轮强度更高B.限制带的弯曲应力C.使带与带轮间接触应力更小D.使传动结构紧凑4.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，则大齿轮的齿顶圆直径为（）mm。A.840B.850C.860D.8705.对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度要求的前提下，齿数宜适当取多些，其目的是（）。A.提高齿面接触强度B.提高齿根弯曲强度C.增大重合度，提高传动平稳性D.减小齿面胶合的可能性6.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。A.在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命B.在额定工况和额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命C.在额定工况和额定动载荷作用下，90%轴承所能达到的寿命D.一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%轴承所能达到的寿命7.设计圆柱齿轮传动时，应取（）为计算齿轮强度的依据。A.载荷最大的工况B.载荷最小的工况C.名义载荷D.计算载荷8.在链传动中，当两链轮的轴线不平行时，其链节在工作中会产生（）。A.附加动载荷B.磨损C.胶合D.跳齿9.蜗杆传动中，蜗杆头数$z_1$增加，传动效率（）。A.提高B.降低C.不变D.可能提高也可能降低10.为保证滑动轴承工作时的正常润滑，一般油孔、油沟应开在（）。A.承载区B.非承载区C.轴瓦剖分面D.轴瓦的任何部位二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得1分）1.下列属于带传动优点的有（）。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.过载时带与带轮之间会出现打滑，可防止损坏其他零部件D.结构简单，成本低廉E.传动效率高2.齿轮传动的特点有（）。A.传递功率和速度范围大B.传动比准确、稳定C.使用效率高D.工作可靠性高E.结构紧凑，可实现较大的传动比3.滚动轴承的基本额定动载荷$C$与（）有关。A.轴承的类型B.轴承的尺寸C.轴承的材料D.工作温度E.载荷性质4.链传动的主要参数有（）。A.链节距B.链轮齿数C.链速D.中心距E.传动比5.蜗杆传动的特点有（）。A.传动比大B.工作平稳，噪声小C.能自锁D.效率高E.结构紧凑三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列各题的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.带传动中，带的弹性滑动是不可避免的。（）2.普通平键连接中，键的截面尺寸$b×h$是根据轴的直径$d$来选取的。（）3.设计V带传动时，选取大带轮基准直径$d_2$，应按$d_2$=i$d_1$计算，然后圆整到标准值。（）4.渐开线齿轮的齿廓形状取决于分度圆直径。（）5.一对齿轮传动中，两轮齿面接触应力相等。（）6.滚动轴承的寿命与所受载荷大小无关。（）7.圆柱齿轮传动中，齿宽系数越大，承载能力越强，但载荷分布越不均匀。（）8.链传动中，链条的节数宜取偶数，链轮齿数宜取奇数。（）9.蜗杆传动中，蜗轮的螺旋角$\beta_2$与蜗杆的螺旋升角$\lambda$相等，且旋向相同。（）10.滑动轴承轴瓦上的油沟应开在承载区内，以保证良好的润滑。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述带传动的弹性滑动和打滑现象，以及它们对带传动的影响。2.说明齿轮传动中齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算的目的及主要参数。3.简述滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷的概念，并说明它们之间的关系。五、分析计算题（总共2题，每题15分）1.已知一普通V带传动，传递功率$P$=7.5kW，带速$v$=10m/s，小带轮基准直径$d_1$=100mm，大带轮基准直径$d_2$=3j0mm，小带轮包角$\alpha_1$=150°，带与带轮间的当量摩擦系数$f_v$=0.51。试求：（1）计算V带的紧边拉力$F_1$和松边拉力$F_2$；（2）计算V带所需的基准长度$L_d$。2.有一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知$z_1$=20，$z_!$=50，$m$=4mm，$b$=80mm，小齿轮材料为45钢调质，硬度240HBS，大齿轮材料为45钢正火，硬度190HBS，载荷平稳，单向传动，工作寿命为5年，每年工作250天，每天工作8小时，转速$n_1$=960r/min。试计算：（1）齿轮传动的中心距$a$；（2）计算齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度，并判断齿轮传动的承载能力是否满足要求。答案：一、单项选择题1.C2.B3.B4.C5.C6.D7.D8.A9.A10.B二、多项选择题1.ABCD2.ABCDE3.ABC4.ABCDE5.ABCE三、判断题1.√2.√3.×4.×5.√6.×7.√8.√9.√10.×四、简答题1.弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动，它使带传动的传动比不准确，效率降低。打滑是当过载时，带与带轮之间发生显著的相对滑动，使带传动失效。打滑会加剧带的磨损，降低带的使用寿命，甚至使传动无法正常工作。2.齿面接触疲劳强度计算的目的是防止齿面产生疲劳点蚀，主要参数有齿轮的材料、齿面接触应力、齿宽、分度圆直径等。齿根弯曲疲劳强度计算的目的是防止齿根产生疲劳折断，主要参数有齿轮的材料、齿根弯曲应力、模数、齿数等。3.基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%轴承所能达到的寿命。基本额定动载荷是指轴承在额定工况和额定动载荷作用下，90%轴承所能达到的寿命。它们之间的关系是：$L=(C/P)^{\epsilon}$，其中$L$为基本额定寿命，$C$为基本额定动载荷，$P$为当量动载荷，$\epsilon$为寿命指数。五、分析计算题1.（1）计算V带的紧边拉力$F_1$和松边拉力$F_2$：-计算有效拉力$F_e$：$F_e=1000P/v=1000×7.5/10=750N$-计算紧边拉力$F_1$：$F_1=F_2+F_e$，由欧拉公式$F_1/F_2=e^{f_v\alpha_1}$，可得$F_1/F_2=e^{0.51×150°×\pi/180°}=2.5$，联立解得$F_1=1250N$，$F_2=500N$。-计算V带所需的基准长度$L_d$：$L_d^\prime\approx2a+\frac{\pi}{2}(d_1+d_2)+\frac{(d_2-d_1)^2}{4a}=2×500+\frac{\pi}{2}(100+300)+\frac{(300-100)^2}{4×500}=1605.7mm$，圆整后$L_d=1600mm$。2.（1）计算齿轮传动的中心距$a$：$a=\frac{m(z_1+z_2)}{2}=\frac{4×(20+50)}{2}=140mm$。-计算齿面接触疲劳强度：-计算齿面接触应力$\sigma_H$：$\sigma_H=Z_E\sqrt{\frac{2KT_1}{bd_1^2}(\frac{u+1}{u})}$，其中$Z_E$为弹性系数，$K$为载荷系数，$T_1$为小齿轮传递的转矩，$u$为传动比。-计算许用接触应力$[\sigma_H]$：$[\sigma_H]=\frac{\sigma_{Hlim1}+\sigma_{Hlim2}}{2}-S_H$，其中$\sigma_{Hlim1}$、$\sigma_{Hlim2}$分别为小齿轮和大齿轮材料的接触疲劳极限，$S_H$为接触疲劳安全系数。-判断齿面接触疲劳强度是否满足要求：若$\sigma_H\leq[\sigma_H]$，则满足要求。-计算齿根弯曲疲劳强度：-计算齿根弯曲应力$\sigma_F$：$\sigma_F=\frac{2KT_1}{bd_1m}Y_F$，其中$Y_F$为齿形系数。-计算许用弯曲应力$[\sigma_F]$：$[\sigma_F]=\frac{\si