2026年机械设计（机械传动设计）试题及答案

2026年机械设计（机械传动设计）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（总共10题，每题3分，每题的选项中只有一个符合题目要求，请将正确答案的序号填在括号内）1.带传动中，弹性滑动（）A.在张紧力足够时可以避免B.在传递功率较小时可以避免C.在小带轮包角足够大时可以避免D.是不可避免的2.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.限制弯曲应力C.保证带和带轮间有足够摩擦力D.限制小带轮包角3.链传动中，链节数宜采用偶数，这是为了（）A.使链条与链轮轮齿磨损均匀B.提高链传动工作能力C.便于链节的制造D.保证链条的强度4.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，不发生根切的最少齿数$z_{min}$取决于（）A.模数mB.压力角αC.齿顶高系数$h_a^$D.以上都不对5.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，中心距为$a$，传动比为$i$，则两齿轮分度圆直径分别为（）A.$d_1=\frac{2a}{i+1}$，$d_2=\frac{2ai}{i+1}$B.$d_1=\frac{2ai}{i+1}$，$d_2=\frac{2a}{i+1}$C.$d_1=\frac{a}{i+1}$，$d_2=\frac{ai}{i+1}$D.$d_1=\frac{ai}{i+1}$，$d_2=\frac{a}{i+1}$6.斜齿圆柱齿轮传动的重合度（）直齿圆柱齿轮传动的重合度。A.小于B.等于C.大于D.不一定7.蜗杆传动中，蜗杆头数$z_1$增加，有利于（）A.提高传动效率B.增加蜗杆强度C.提高蜗杆刚度D.改善蜗杆润滑8.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是（）A.$m_1=m_2$；$α_1=α_2$B.$m_1=m_2$；$α_1=α_2$；$γ_1=β_2$C.$m_1=m_2$；$α_1=α_2$；$γ_1=-β_2$D.以上都不对9.在多级传动中，带传动应放在高速级，这是因为（）A.可使带传动结构紧凑B.可提高带传动工作能力C.可增加带传动平稳性D.可减小带传动尺寸10.带传动工作时，带中的应力不包括（）A.拉应力B.弯曲应力C.离心应力D.扭转应力第II卷1.（10分）简述V带传动的工作原理及特点。2.（10分）链传动的主要失效形式有哪些？3.（15分）渐开线齿轮的基本参数有哪些？它们对齿轮传动有何影响？4.（25分）某机器由电动机通过V带传动驱动，已知电动机功率$P=5.5kW$，转速$n_1=144rpm$，要求传动比$i=3$，两班制工作，载荷平稳。试设计此V带传动。材料：已知V带型号为A型，单根V带的基本额定功率$P_0=1.32kW$，单根V带额定功率增量$\DeltaP_0=0.17kW$，包角修正系数$K_{\alpha}=0.99$，带长修正系数$K_L=0.99$，带与带轮间的当量摩擦系数$f_v=0.51$，V带每米长的质量$q=0.1kg/m$。5.（20分）设计一单级圆柱齿轮减速器，已知输入功率$P_1=7.5kW$，输入转速$n_1=1450rpm$，传动比$i=4$，单向传动，载荷有轻微冲击。材料：齿轮材料选用45钢调质处理，小齿轮硬度$240HBS$，大齿轮硬度$200HBS$，齿宽系数$\varphi_d=0.8$，许用接触应力$[\sigma_H]_{1}=560MPa$，$[\sigma_H]_{2}=470MPa$，许用弯曲应力$[\sigma_F]_{1}=160MPa$，$[\sigma_F]_{2}=130MPa$。答案：1.D2.B3.A4.B5.A6.C7.A8.C9.C10.D1.工作原理：V带传动依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。当带绕过带轮时，由于带的弹性变形，在带与带轮接触面上产生正压力，并由此产生摩擦力，从而实现运动和动力的传递。特点：结构简单，成本低；适用于中心距较大的传动；能缓冲吸振，传动平稳；过载时带会在带轮上打滑，可防止其他零件损坏；但传动效率较低，带的寿命较短，存在弹性滑动。2.链传动的主要失效形式有：链板疲劳破坏；滚子、套筒的冲击疲劳破坏；销轴与套筒的胶合；链条铰链磨损；过载拉断。3.渐开线齿轮的基本参数有：模数m、压力角α、齿数z、齿顶高系数$h_a^$、顶隙系数$c^$等。模数影响齿轮的尺寸和承载能力；压力角影响齿廓形状和啮合特性；齿数决定齿轮的尺寸和传动比；齿顶高系数和顶隙系数影响齿轮的结构尺寸和啮合间隙。4.（1）确定计算功率$P_c$：$P_c=K_A×P=1.1×5.5=6.05kW$（2）选择V带型号根据$P_c$和$n_1$，由普通V带选型图，选取A型V带。（3）确定带轮基准直径$d_1$和$d_2$：选取小带轮基准直径$d_1=100mm$，则大带轮基准直径$d_2=i×d_1=3×100=300mm$（4）计算V带的速度v：$v=\frac{\pid_1n_1}{60×1000}=\frac{\pi×\frac{}{}100×1440}{60×1000}\approx7.54m/s$（5）计算V带的有效拉力$F_e$：$F_e=500\frac{P_c}{v}=\frac{500×6.05}{7.54}\approx401N$（6）计算V带的预紧力$F_0$：由公式$F_0=500\frac{P_c}{zv}(2.5-\frac{K_{\alpha}}{K_{\alpha}})+qv^2$，取$z=2$，可得$F_0\approx505N$（7）计算V带的包角$α_1$$α_1=180°-\frac{d_2-d_1}{a}×57.3°$，假设中心距$a=500mm$，则$α_1=180°-\frac{300-100}{500}×57.3°\approx157°＞120°$（8）计算V带的长度Ld：$L_d\approx2a+\frac{\pi}{2}(d_1+d_2)+\frac{(d_2-d_1)^2}{4a}\approx1605mm$，根据计算结果选取标准带长$L_d=1600mm$（9）计算实际中心距a：$a\approxL_d-\frac{\pi}{2}(d_1+d_2)+\frac{(d_2-d_1)^2}{4L_d}\approx470mm$（10）计算V带根数z：$z=\frac{P_c}{(P_0+\DeltaP_0)K_{\alpha}K_L}=\frac{6.05}{(1.32+0.17)×0.99×0.99}\approx4.5$，取$z=5$根5.（1）确定齿轮的材料