机械设计基础各章习题

第一章平面机构的自由度

二、单项选择题

1.两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。

A面B点或线C点或面D面或线

2.一般情况下，门与门框之间存在两个钱链，这属于（）„

A复合较链B局部自由度C虚约束D机构自由度

3.平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。

A1B从动件C主动件D0

4.所谓机架是指（）的构件。

A相对地面固定B运动规律确定

C绝对运动为零D作为描述其他构件运动的参考坐标点

5.两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。

A相对转动或相对移动B都是运动副

C相对运动恒定不变D直接接触且保持一定的相对运动

三、填空题

L机构是由若干构件以相联接，并具有的组合体。

2.两构件通过__或____接触组成的运动副为高副。

3.m个构件组成同轴复合较链时具有个回转副。

四、简答题

1.何为平面机构？

2.试述复合钱链、局部自由度和虚约束的含义？为什么在实际机构中局部自由度和虚约束常会出现？

3.计算平面机构自由度，并判断机构具有确定的运动。

⑴⑵

OH

3

五、计算题

1.计算机构自由度，若有复合较链、局部自由度和虚约束,请加以说明。

参考答案

二、单项选择题

l.B2.C3.C4.D5.D

三、填空题

1.运动副确定相对运动

2.点线

3.m-l

四、简答题

L平面机构：组成机构的所有构件都在同一平面内或几个互相平行的平面内运动，这种机构称为平面机构。

2.复合钱链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联接时就构成了复合较链。

局部自由度：在机构中，有些构件所产生的运动并不影响其他构件的运动，这种构件运动的自由度称为局部

自由度。

虚约束：在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的，对机构的运动不起限制作用，这

种重复的约束称为虚约束。

局部自由度的使用是为了减小高副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦，

虚约束的引入可以噌加构件的刚性改善构件的受力情况，提高工作性能，提高稳定性等。

3.计算平面机构自由度

(1),则，机构具有确定的运动。

(2),则，机构具有确定的运动。

(3),则，机构具有确定的运动。

(4),则，机构具有确定的运动。

(5),则，机构具有确定的运动。

(6),则，机构具有确定的运动。

五、计算题

L解B处为局部自由度,C和C/处为虚约束,G处为复合较链。

2.解：机构在k点处有局部自由度。

,则。若该机构要具有确定的运动，则需要两个原动件，因为机构具有确定运动的条件为：机构

的自由度数等于机构原动件的数目，该机构的自由度为2,所以应具有两个原动件。

1.试设计一造型机工作台的翻转机构。已知连杆长度，工作台在两极限位置时，且B1和B2在同一水平线上，要

求A.D在另一水平线上，且C1点至A.D所在水平线的距离为150mm。

按比例作图设计该机构.并求取曲柄和连杆的长度（图解汰），写出作图过程,并保留作图痕迹。

2.试设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆的长度，机架的长度，摇杆在两个极限位置间的夹角，行程数比系数。

（1）按比例作图设计该机构，并求取曲柄和连杆的长度（图解法1

（2）验算设计的机构曲柄是否存在；

（3）标注机构的最大传动角及机构处于由极限位置时的压力角。

要求写出作图过程，并保留作图痕迹。

参考答案

一、判断题（正确T,错误F）

l.F2.F3.T4.T5.F6.T7.T

二、单项选择题

l.C2.B3.C4.B5.B6.C7.C

三、填空题

1.急回特性

2.自锁

3.

四、简答题

L由若干个构件用低副联接组成的平面机构称为平面连杆机构。平面四杆机构的基本特征包括：急回特性，压力角

死点。

2.钱链四杆机构存在曲柄的必要条件是机构中最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。

校链四杆机构的基本形式有①双曲柄机构——最短杆为机架J②曲柄摇杆机构一最短杆为连架杆；③双摇杆

机构——最短杆为连杆。

3.图（1）为曲柄摇杆机构，原因，则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为连架杆。图（2）为双曲柄机构，原因

,则说明该机构中存在曲柄.而最短杆又为机架。图（3）为双摇杆机构，原因，但是最短杆为连架杆。

五、设计题

L设计过程详见参考教材22页，“已知连杆的两个位置设计四杆机构”的内容。

2.设过程详见参考教材23页，"根据行程数比系数设i|四杆机构”的内容,传动角和压力角的画法见参考教材15

页的“二、压力角与传动角”内容,

第三章凸轮机构

三、填空题

1.设计凸轮机构，若量得其中某点的压力角超过许用值，可以用方法使最大压力角减小。

2.凸轮机构是由、、三个基本构件组成的。

3.理论轮廓曲线相同而实际轮廓曲线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律是

的C

4.凸轮轮廓形状由从动件的决定。

四、简答题

L说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合。

五、设计题

1.设计一对心直动尖顶从动件盘型凸轮。已知凸轮顺时针以等角速度3二回转,凸轮基圆半径，从动件运动规律如图

所示。（要求：写出作图步骤，保留作图痕迹）

2.设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度顺时针方向回转.偏距（从动件导路在凸轮回转中心

的左侧°）,凸轮基圆半径，从动件升距，滚子半径..........从动件在推程作简谐运动，在回程作等加

速等感速运动。（要求：写出作图步骤，保留作图痕迹）

3.图示凸轮机构，已知凸轮的实际轮廓为一圆，圆心在点0',

凸轮绕轴心。逆时针转动，求：

（1）在图中作出凸轮机构的基圆、偏距圆；

（2）在图中作出凸轮在。点接触时的压力角a；

（3）在图中作出凸轮与滚子从C点接触到D点接触时，凸轮的转角0

（不必作文字说明，但必须保留作图线。）

参考答案

一、判断题（正确T,错误F）

l.F2.F3.T4.F5.T6.F

二、单项选择题

l.B2.B3.C4.D5.C6.B

三、填空题

L增大基圆半径

2.凸轮、从动件、机架

3.相同

4.运动规律

四、简答题

1.凸轮机构常用从动件运动规律包恬：①等速运动规律，速度突变，存在刚性冲击，常用于低速和从动件质量较小的

凸轮机构中。②等加速等减速运动规律，加速度突变，存在柔性冲击。常用于中速的凸轮机构中。③简谐运动规律,

加速度突变，存在柔性冲击。常用于高速的凸轮机构中。

五、设计题

L设计过程参见参考教材。

2.设计过程参见参考教材。

3解

（1）基圆为以。为圆心，以0A为半径的圆。偏距圆为以。为圆心、，

以08为半径的圆。

（2）从动件所受力与速度方向所夹的锐角a见图。

（3）凸轮的转角觇图。

第四章齿轮机构

二、单项选择题

L渐升线齿廓上某点的压力角是指该点所受止压力方向与（）方向线之间所夹的锐角。

A滑动速度B相对速度C绝对速度D转速

2.渐开线齿廓在其圆上的压力角为（）。

A20°B15°C0°D45°

3.渐开线标准齿轮是指模数、压力角、齿顶高系数和径向间隙系数均为标准值，且分度圆齿厚（）

齿槽宽的齿轮。

A等于B小于C大于D不确定

4.当齿轮中心距稍有改变时，（）保持原值不变的性质称为可分性“

A瞬时角速度之比B啮合角C压力角D重合度

5.渐开线齿轮传动的啮合角等于（）上的压力角。

A基圆B分度圆C齿顶圆D节圆

6.渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（）相等。

A齿数B模数C分度圆压力角D基圆齿距

7.渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与（）的比值。

A分度圆齿距B基圆齿距C理论啮合线长度D公法线长度

8.斜齿轮端面模数（）法面模数。

A小于B等于C大于D不一定

9.正变位齿轮的分度圆式厚（）标准齿轮的分度圆齿厚、

A小于B等于C大于D小于且等于

10.齿轮变位后，（）发生了改变。

A分度圆B基圆C模数D齿根圆

ir用标准齿条型刀具加工的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数为（）。

A15B16C17D18

三、填空题

L渐开线的形状取决于，基圆半径越大，渐开线越

2渐.开线齿廓上任一点的压力角为过该点的与该点的线所夹的锐角，渐开线上离基

圆越远的点，其压力角。

3.渐开线齿廓的优点：（1）；（2）

（3）。

4.模数是齿轮最重要的参数，已经标准化，其数值为与〃之比，模数越大，轮齿尺

寸，承载能力。

5.渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是

6.渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件为

7.齿轮轮齿切削法按原理分为和两大类。

&用同一把标准齿条刀具加工齿数相同的标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮,三者的齿数、模数、压力角、分度圆

和基圆，正变位齿轮分度圆齿厚，齿槽宽.

四、简答题

L简单叙述齿廊啮合基本定律。

2.请写出一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件、连续传动的条件。

3.经测量知一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿顶圆直径，该齿轮齿数，试求其模数和主要几何尺寸。

4.已知外啮合正常齿标准斜齿圆柱齿轮传动的齿数，，法面模数，法

面压力角，螺旋角。试求：该齿轮传动的中心距及两轮的分度圆直径。

五、计算设计题

L已知一对标准安装的正常齿标准渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动c模数，主动轮齿数，从动轮齿数，主动

轮在上，逆顺时针转动c

试求:

（1）两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆齿距、分度圆齿厚、分度圆齿槽宽、

齿顶圆压力角和两轮中心距。

（2）以一定比例作齿轮端面传动图，在图上注明基圆、分度圆、齿顶圆、齿根圆、实际啮合线段和理论啮合线段。

参考答案

二、单项选择题

l.C2.C3.A4.A5.D6.D7B8.C9.C10.D11C

三、填空题

L基圆大小平直

2.法线速度方向愈大

3.具有可分性啮合角为常数齿廊间作用力的大小和方向均不变

4.分度圆齿距越大越大

5.两轮的模数相等两轮的分度圆压力角相等

6.重合度大于1

7.成形法范成法

8.不变增加减小

四、简答题

L齿麻啮合基本定律是要使两齿轮的传动比为定值,则要满足不论两齿廓在哪一点接触，过接触点的公法线与连心线

始终交于一定点。

2.一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两轮的模数相等和诙轮的分度圆压力角相等；其连续传动的条件是

两轮传动的重合度大于等于1。

3.根据齿轮齿顶圆公式知

d(l=+2h：)=/n(98+2x1.0)=225mm

所以，模数为

m=2.25mm

(

4.两轮的分度圆直径分别为

,”Z]3x17__....

a,=m.z.=—=-------------=52.307nun

cos。cos12.833

,3x64

d、="=--------------=196.919nin

'~cos/cos12.833

2L

=+^2)=Z-T(21+22)=-----—(17+64)=124.613mm

22cosp2cosl2.833

五、计算设计题

1解

(1)分度圆直径分别为

d[=，叼=10x18=180nni

d2=mz2=10x24=240mm

齿顶圆直径分别为

+2/1；)=10x(18+2x1.0)=200mm

da2=m(z2+2/?J=10x(24+2x1.0)=260nin

齿根圆直径分别为

%、=/n[z,-2(/i>c")]=10x[18-2x(1.0+0.25)]=155mm

df2=m(z2-2(〃：+/))=10x[24—2x(1.0+0.25)]=215mm

基圆直径分别为

d[>\=d、'Cosa=180xcos20°=169.145nm

db2=d2-cosa=240xcos20°=225.526mn

分度圆齿距分别为

Pi=p2=m7r=10^=31.416mm

分度圆齿厚分别为

s.=—p,=—x31.416=15.708mm

1212

s、=-p.=-x31.416=15.708mm

2222

分度圆齿槽宽分别为

e.=—/?.=—x31.416=15.708mm

1212

%=-p.=-x31.416=15.708mm

2-2

齿顶圆压力角分别为

=arccos^-=aircos169145=32。15'1"

200

dI?225.526

=arccos=arccos-------=29°5028

240

两轮中心距为

a=—(J1+d2)=—m(zi+z2)=—x10x(18+24)=210mm

第五章轮系

第六章二、单项选择题

L行星轮系的自由度为（）o

A1B2C3D二或2

2.(）轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。

A定轴B周转C行星D差动

3.(）轮系中两个中心轮都是运动的。

A定轴B周转C行星D差动

4.(）轮系不能用转化轮系传动比公式求解。

A定轴B混合C行星D差动

5.每个单一周转轮系具有（）个转臂。

A0BlC2D3

6.每个单一周转轮系中心轮的数目应为（）。

A3B2C1D1或2

7.每个单一周转轮系中，转臂与中心轮的几何轴线必须（)o

A交错B相交C重合D平行

8.两轴之间要求多级变速传动，选用（）轮系合适。

A定轴B行星C差动DB和C

9,三轴之间要求实现运动的合成或分解，应选用（）。

A定轴轮系B行星轮系C差动轮系DA和B

三、填空题

1.轮系的主要功用是

2.定轴轮系是指。

3.周转轮系是指。

4.求解混合轮系的传动比，首先必须正确地把混合轮系划分为和各

个，并分别列出它们的计算公式，找出其相互联系，

然后O

四、计算题

1.在图示轮系中，设已知双头右旋蜗杆的转速.............求的大小和方向。

题1图题2图

3.在图示的轮系中，已知，又齿轮1,3,4,6同轴线，且均为标准齿轮传动。若已知齿轮1的转速，试求齿轮6的转

速（大小和方向）。

4.在图示的轮系中，已知..........求的大小及方向。

题3图题4图

5.在图示周转轮系中，已知各齿轮的齿数，，，，齿轮1的转速

，齿轮3的转速，其转向相反，求行星架H的转速的大小和方向。

6.图示轮系中，已知，，，各轮模数均相同，求及.

7.图示轮系中，已知，，齿轮1的转速，求及行星架的转速时齿轮3的转速（大小及方向）。

题5图题6图题7图

8.求如图所示轮系的传动比，已知，，，。

9.在如图所示轮系中，各齿轮均为标准齿轮，并已知其齿数分别为，已知,,，计算传动比。

参考答案

一、判断题（正确T,错误F）

l.F2.T3.T4.F5.F6.T

二、单项选择题

l.A2.C3.D4.B5.B6.D7.D8.A9.C

三、填空题

1.距离较远传动变速与换向获得大传动比合成或分解运动

2.轮系传动时每个齿轮的轴线相对机架是固定的

3.轮系中至少有一个齿轮的几何轴线相对机架是不固定的

4.定轴轮系单一周转轮系传动比联立求解

四、计算题

1.解：该轮系为由圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆蜗轮组成的定轴轮系。

._4_z2-z3-z4-z5-z6_60x20x20x35x135

16/z]'z2'''z4,z5,z6,2x25x25x30x28

（2）,转向如图所示。

3.解：该轮系为一个平行轴定轴轮系。

（2）齿轮3和齿轮6的齿数可以从中心距相等的关系中求得。由于齿轮1,2,3的模数相等,

中心距间的关系为

^W（Z,+Z2）=-/77（Z3-Z2）

从而得到Z3=Z]+2Z2=20+2X20=60

同理可得z=z+=20+2x20=60

642Z5

(3)所以，，转向如图所示。

4.解：该轮系为行星轮系。

Z2S"=7.5

⑴3二1一匕=1-（-0'=1+

Zl-Z320x15

n.13U.八.•

2

（2）nH=y-=---=20r/min

%”7.5

行星架/■/的转向与齿轮1的转向相同。

5.解：该轮系为差动轮系。

⑴，则有

(2),所以

(3)设齿轮1转速为正，则齿轮3转速为负，则有

〃1+5%200+5x(-50)50

〃〃=-------=----------------=-----=-8.33r/min

〃666

行星架H的转向与齿轮1的转向相反,而与齿轮3的转向相同。

6.解：该轮系为一行星轮系。

(1)由同心条件得

-w(z,-z2)=-/?z(z3-z2.)则有

z3=Z]+z2,-z2=60+20-15=65

15x65_3

⑵，m=＞，?=’—二】

60x20-16

齿轮1与行星架H的转向相同。

7.解：该轮系为一差动轮系。

(1)根据同心条件轮1和轮2的中心距应等于轮3和轮2的中心距，对于标准齿轮，相啮

合的齿轮模数相等，故

,,则有

(2)当时，即行星架H固定，该轮系成为定轴轮系，

.n4XO,,H,120仲/

小=—x=--=-----=-2,/?,=—=------=-60r/min

134Z1403八2

齿轮3的转向与齿轮1的转向相反。

8.解：该轮系为一混合轮系。

(1)该轮系的齿轮L2,2/.W和行星架H组成行星轮系，其传动比为

20x209

25x2525

(2)由齿轮4和行星架H组成定轴轮系.其传动比为

_〃〃.z,_20_1

H4~--

〃4ZH1005

“I_.9(n9

⑶

,14=—=4〃hl4-——X

25I5125

齿轮1与齿轮4的转向相反。

9.解：该轮系为一混合轮系。

(1)由齿轮1,2.3和行星架H组成行星轮系，其传动比为

20x20_9

25x25-25

(2)由齿轮4和行星架H组成定轴轮系，其传动比为

,、・々——9119

x

(3)/14=—=llHlH4=—-T

%25I5125

齿轮1与齿轮4的转向相反。

第八章机械设计概述

1.循环特性时的应力是()。

A对称循环变应力B脉而循环变应力C非对称循环变应力D静应力

2.外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用(：加工工艺。

A铸造B锻造C焊接D轧制

3.两个等宽的圆柱体接触，其直径，弹性模量，则其接触应力值为()。

A巧=8CT2B(71=4a2cat=2a:DCT,=a2

4.合金钢对应力集中的敏感性比碳钢()。

A小B大C相等D不一定

三、填空题

1.机械零件设计计算的最基本计算准则是O

2.机械零件的主要失效形式有、、、和o

3.在静应力作用下，塑性材料的极限应力为脆性材料的极限应力为(>

4.在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生_______应力，也可能产生_________应力。

5.零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度

计算中，引入了、和来对材料的疲劳极限加以修正。

四、简答题

1.试述机械零件的功能失效的含义，并举出两个例子。

2.简述机械等件的主要失效形式有哪些？主要计算准则有哪些？

一、判断题(正确T,错误F)

l.T2.F3.F4.F5.T

二、单项选择题

1.A2.A3.D4.B

三、填空题

L强度准则

2.整体断裂塑性变形磨损过大的弹性变形功能失效

3.屈服极限强度极限

4.静变

5.有效应力集中系数绝对尺寸系数表面状态系数

四、简答题

1.功能失效：机械零件不能完成规定功能的失效称为功能失效。如摩擦带传动中的打滑，螺栓联接的松动。

2.机械零件的主要失效形式有：整体断裂,塑性变形，磨损，过大的弹性变形，功能失效；主要计算准则有：强度准

则，刚度准则，耐磨性准则，振动隐定性准则。

第九章联接

二、单项选择题

1.用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为（）。

A压根强度高，自锁性能好B传动效率高

C防振性能好D自锁性能差

2.螺纹的牙型角为，螺纹中的摩擦角为，当量摩擦角为，螺纹升角伟为，则螺纹的自锁条件为（）。

AX<aBA>ac2W0VDpY

3.用于薄壁零件联接的螺纹，应采用（）。

A三角形细牙螺纹B梯形螺纹

C锯齿形螺纹D多线的三角形粗牙螺纹

4.在受预紧力的紧螺栓连接中,螺栓危险截面的应力状态为（）。

A纯扭剪B简单拉伸C弯扭组合D拉扭组合

5,当较制孔用螺栓组联接承受横向载荷时，该螺栓组中的螺栓（）0

A必受剪切力作用B必受拉力作用

C同时受到剪切和拉伸D即可能受剪切，也可能受挤压作用

6.在受轴向变载•荷作用的紧螺栓联接中，为提高螺栓的疲劳强度.可采用的措施是（）。

A增大螺栓刚度，减小被联接件刚度B减小螺栓刚度，增大被联接件刚度

C增大螺栓刚度.增大被联接件刚度D减小螺栓刚度，减小被联接件刚度

7.计算紧螺栓联接时的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的（）倍，

A1.1B1.25C1.3D1.4

8.在螺栓联接中，有时在一个螟栓上采用双螺母，其目的是（：。

A提高强度B提高刚度C防松D减小每圈螺纹牙上的受力

9.在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了（）。

A受力均匀B便于装配C外形美观D降低成本

10.预紧力为的单个紧螺栓联接，受到轴向工作戮荷作用后，螺栓受到的总拉力（）。

A大于B等于C小于D大于或等于

.若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，可采用（）o

A在被联接件间加橡胶垫片B增大螺栓长度

C采用精制螺栓D加防松装置

12.在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是（）。

A避免螺栓受附加弯曲应力作用B便于安装

C为安装防松装置D为避免螺栓受拉力过大

13.有一单个紧螺栓联接，要求被联接件接合面不分离。已知螺栓与被联接件的刚度相同，螺栓的预紧力为，当

对联接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷与预紧力相等时，则（）o

A被联接件发生分离，联接失效B被联接件即将发生分离，联接不可靠

C联接可靠，但不能在继续加载D联接可靠,只要螺栓强度够，可继续加载

14.普通平键的剖面尺寸通常根据（）从标准中选取，

A传递的转矩B传递的功率C轮毂的长度D轴的直径

15.普通平键联接工作时，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剪切和挤压同时产生D磨损和键被剪断

16.采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成（）a

A相隔180°B相隔120°~130°C相隔90°D在轴的同一目线上

17.平键B20x80GB1096-79由2080表示（）。

A键宽x轴径B键高＞：轴径C键宽x键长D键宽x键高

18.（）不能列入过盈配合联接的优点

A结构简单B工作可靠C能传递很大的转矩和轴句力D装配很方便

19.（）官用干盲孔或拆卸困难的场合.

A圆柱销B圆锥销C带有外螺纹的圆锥销D开尾圆锥销

三、填空题

L螺纹联接的自锁条件是__________________________________________________o

2.螺纹联接防松的实质是。

3.在螺纹联接中，采用悬置螺母或万槽螺母的目的是o

4.普通紧螺栓联接，受横向载荷作用，则螺栓受_______应力和_________应力。

5.平键联接中的静联接的主要失效形式为动联接的主要失效形式为；所以，通常只进

行键联接的强度或计算。

四、筒答题

L螺纹联接有哪些基本类型？各适用于什么场合？

2.为什么螺纹联接常需要防松？按防松原理，螺纹联接的防松方法可分为哪几类？试举例说明。

3.提高螺栓联接强度的措施有哪些？

4.对于受轴向变载荷作用的螺栓，可以采用哪些措施来减小螺栓的应力幅？

5.联接的作用是什么？联接一般分为可拆联接和不可拆联接，何为可拆联接？何为不可拆联接？对于可拆联接和不可

拆联接分别举出三个例子。存在既能做成可拆联接、又能做成不可拆联接的联接形式吗？如果有，请举例。

五、计算题

1.图示钢板用四个普通螺栓联接，螺栓许用拉应力为，允许传递的横向载荷

,被联接件接合面的摩擦系数，可靠性系数，试求螺栓的最小直

径。

2.图示为一圆锯片，锯片直径，用螺母将其夹紧在压板中间，若锯外围的工作阻力，压板和锯片间的摩擦系数

压板的平均直径。可靠性系数，许用应力为，试确定轴端螺纹小径。

3.有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓联接（如图所示），已知气缸中的压力在0-2MPa之间变化，气缸为径，采

用24个普通螺栓联接。为保证气密性要求，剩余预紧力（F为螺栓的轴向工作载荷）。螺栓材料的许用拉伸应力

,许用应力幅。选用铜皮石棉垫片，蝶栓相对刚度。设计此螺栓组联接。

4.在图示的夹紧联接中，柄部承受载荷，轴径，在和到轴径中心的距离,螺栓中心到轴径中心距离轴与毂配

合面之间的摩擦系数,可靠性系数，螺栓材料的许用拉伸应力。试确定联接螺栓的最小直径。

题3图题4图

六、结构题

试找出图中螺纹联接结构的错误，说明其原因，并在图上改正。（被联接件材料已知，联接件均为标准件）

（a）普通螺栓联接（b）螺钉联接（c）双头螺柱联接（d）紧定螺钉联接

参考答案

一、判断题（正确T,错误F）

l.F2,T3.T4.F5.F6.T7.F8.F9.T10.Tll.F12.T13.F14.T15.F

二、单项选择题

1.A2.C3.A4.D5.D6.B7.08.C9.B10.Cll.B12.A13.D14.D15.B16.A17.C18.D19.C

三、填空题

1.螺纹升角小于等于当量摩擦角

2.防止螺纹副的相对转动

3.改善蝶纹牙间的载荷分布

4.拉伸扭剪

5.较弱零件的工作面被压溃磨损挤压耐磨性

四、简答题

螺栓联接：多用于被联接件不太厚.便于加工通孔，两边有足够的装配空间的场合。,②螺钉联接：常用于一被联接

件太厚，不便加工成通孔，又不需经常拆卸的场合，③双头螺柱联接：常用于一被联接件太厚，不便加工成通孔，且

需经常拆卸的场合。，④紧定螺钉联接：常用于固定两个零件的相对位置.并可以传递不大的转矩。

2.联接用的三角螺纹都满足自锁条件，在静载荷和工作温度变化不大的，不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷情

况下，或者温度变化较大时，螺纹副间及支撑面间的摩擦力可能减小或突然消失.这种情况多次重复就会使联接

松动，导致机器不能正常工作，甚至发生事故。因此，设计时必须采取防松措施。

防松方法：摩擦防松一弹簧垫圈、双螺母、椭四口自锁螺母

机械防松——开口销与槽形螺母、圆螺母止动垫圈

破坏螺纹副的关系—冲点法、端焊法、粘结法

3.提高螺栓联接强度的措施有：①减小螺栓总拉力的变化范围；，②改善螺纹牙间的裁荷分配；3减小应力集中；4避

免附加弯曲应力；⑤采用合理的制造工艺。

4.受变载荷的紧螺栓联接，在最大应力一定时，应力幅越小,疲劳强度越高。在保持剩余预紧力不变的条件下，减小螺

栓应力幅的措施有：①减小螺栓刚度；(2增大被联接件刚度；13减小螺栓刚度的同时增大被联接件刚度

5.联接的作用是使组成机器的各个零件成为相互位置固定的一个整体,以完成一定的功能。可拆联接：允许多次装拆

而无损于使用性能的联接，如螺纹联接、销联接、键联接；不可拆联接：若不损坏组成零件就不能拆开的联接，

如抑接、焊接、粘接C

有如过盈配合联接可以做成可拆联接和不可拆联接。

五、计算题

1.解：(1)根据题意和图示可知，，

(2)普通螺栓联接受横向载荷，应满足不滑移条件

QPfzm>KfR

KfR1.2x21000

I5750N

*fzm-02x4x2

(3)计算螺栓最小直径4

4x1.3。〃4x1.3x15750

=12.76mm

6]16()乃

2.解：(1)求预紧力根据不滑移条件有

QP号fzmNKf*

(2)计算螺栓最小直径4

4xl.3Q/4x1.3x800(),

d.>J-----「i=J------------------=12.1mm

1y乃⑸v4x90

3.解：(1)计算骡栓轴向工作载荷

L/ID24X5002cC，八57

螺栓组最大轴向载荷为F.=——p=---------X2=3.927X10sN

44

F3927X105

单个螺栓最大轴向载荷F=U=—r;-=16362.5N

Z24

(2)计算螺栓的总拉力。

。=+/=1.8F+尸=2.8F=2.8x16362.5=45814.9N

(3)计算螺栓最小直径4

4x1.3。_4x1.3x45814.9

d\>=25.139mm

7r[cr]V4x120

查GB196—81,取M30（M30的最小直径为26.211mm）

（4）由于螺栓组联接工作中受变载荷作用，因此，需要进行疲劳强度校核。

校核螺栓疲劳强度

2x16362.5

=0.8x=12.13MPa

26.2112

因为，所以该螺栓满足疲劳强度要求。

4.解：（1）计算所需预紧力

将毂上K点看作一校链,轴对毂的正压力为N,则由正压力产生的摩擦力为fNa取毂上一部分为分

离体，对K点取矩，则有

,即

根据不滑移条件，得

,贝IJ.

所以，

（2）求螺栓的最小直径&

>4XL3Q〃_4x1.3x20000

=18.195mm

1乃口]V%x100

六、结构题

解：

图（a）普通螺栓联接的主要错误:①螺栓装不进去，应掉头安装；②下部被联接件孔与螺栓杆

间无间隙，而普通螺栓联接应为贯穿螺栓；3被联接件表面未加工，应做出沉头座孔；4弹簧垫圈的尺寸和开口方向

不对；⑤螺栓长度不标准,应取标准长mm；⑥螺栓中螺纹部分的长度偏短，应取长为30mm。（注：⑤，、⑥的查找

参考GB5785-1986）

图（b）螺钉联接结构的主要错误有：①图中上边被联接件没有制成大于螺钉大径的贯穿光孔，下边

被联接件的螺纹孔过大，且小径为细实线的画法不对；②与螺钉接触的被联接件表面未加工，应做出沉头座（bl）；

③由于下边的被联接件厚度仅为20mm,也可将螺钉联接改为普通螺栓联接（b2）。

图（0双头螺柱联接结构的主要错误有：①双头螺柱的光杆部分不能拧进被联接件的螺纹孔内，

M12不能标注在光杆部分；②锥孔角度应为120。，而且应该从螺纹孔小径处画锥孔角；③与弹簧垫圈接触的被联

接件表面未加工，应作出沉头座；口弹簧垫圈厚度尺寸3.5mm应该为3.1mm（见GB93-1987）。

图（d）紧定螺钉结构的壬要错误有：①轮毂上未制出M6的螺纹孔；；2轴没有作局部剖视，未设与

螺钉端顶紧的锥坑。

第十章带传动和链传动

三、填空题

1.带传动工作时，由于存在________主、从动轮的转速比不能保持准确。

2.带传动的有效圆冏力为__________________之差，数值_L应与带和带轮接触面J_各点摩擦力的总和

3.带传动的主要失效形式为和。

4.带传动工作时，带中将产生_______、和_________三种应力，其中_________应力对带的疲劳强度影响

最大。

5.链条长度以_______表示，链传动设计链节数应选_____数，当选奇数时，必须采用过渡链节联接，但此时会产

生_____________0

6.在一般情况下，链传动的传动比为常数，传动比不为常数。

四、简答题

L在V带传动中，为什么要限制带的速度在5m/s-25m/s范围内？

2.什么是V带传动的弹性滑动，它影响V带传动的什么性能？是否可以避免？

3.简要叙述在带拉力允许范围内怎样提高带的传动能力？用图示意V带在工作中应力沿带长是如何分布的？并指出

最大应力点（设小带轮主动,顺时针）。

4.链传动应该放在传动系统的哪一级上？

5链传动设计中，链节距p的选择原则什么？

参考答案

三、填空题

1.弹性滑动

2.紧边与松边的拉力相等

3.打滑带的疲劳破坏

4.拉应力离心应力弯曲应力弯曲应力

5.链节数偶附加弯曲应力

6.平均瞬时

第十一章齿轮传动

二、单项选择题

1.一般开始齿轮传动的主要失效形式是（

A齿面胶合B齿面疲劳点蚀C齿面磨损或轮齿疲劳折断D轮齿塑性变形

2.一对标准直齿圆柱齿轮，若，，则这对齿轮的弯曲应力（)o

AbF]>b尸2Bb*<bFZDSu<<TF2

3.对于齿面硬度的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为（）o

A轮齿疲劳折断B齿面磨损C齿面疲劳点蚀D齿面胶合

4.一减速齿轮传动，小齿轮1选用45号钢调质；大齿轮选用45号钢正火,它们的齿面接触应力（

A>O"H2BC=b月2D—OH2

5.在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数m,则可以（

A提高齿面的接触强度B提高转齿的甯曲强度

C弯曲与接触强度均可提高D弯曲与接触强度均不变

6.为了提高齿轮传动的接触强度，可采用（）的方法。

A采用闭式传动B增大传动中心距C减少齿数D增大模数

7.轮齿弯曲强度计算中的齿形系数与（）无关。

A齿数B变为系数C模数D斜齿轮螺旋角

8.一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做的比大齿轮宽一些，其主要原因是（

A为使传动平稳B为了提高传动效率

c为了提高齿面接触强度D为了便于安装，保证接触线长

9.一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在（