2026年机械设计及制图试题库(含答案)

2026年机械设计及制图试题库(含答案)一、单项选择题（共40题，每题1分，共40分。每题只有1个正确答案，多选、错选、不选均不得分）1.根据GB/T14689-2022《技术制图图纸幅面和格式》规定，A3图纸的幅面尺寸及留装订边时的装订边宽度分别为（）A.297×420mm，25mmB.210×297mm，20mmC.420×594mm，25mmD.297×420mm，20mm答案：A解析：留装订边的图纸各幅面装订边宽度统一为25mm，A3幅面尺寸为297mm×420mm，A4为210mm×297mm，A2为420mm×594mm。2.按照GB/T1800.1-2020《产品几何技术规范（GPS）极限与配合第1部分：公差、偏差和配合的基础》，下列配合中属于过渡配合的是（）A.Φ50H7/p6B.Φ50H7/k6C.Φ50H7/d8D.Φ50H7/s7答案：B解析：H7/p6、H7/s7为过盈配合，H7/d8为间隙配合，H7/k6为常用过渡配合。3.已知正三棱锥底面为水平放置的正三角形，其正面投影为等腰三角形，该等腰三角形的腰对应的是三棱锥的（）A.侧棱的实长B.侧棱的投影C.侧面的实形D.底面的投影答案：B解析：正三棱锥侧棱与正面投影面不平行，因此正面投影的腰为侧棱的投影，不反映实长，侧面投影也不反映实形。4.下列普通螺纹标记中，自锁性能最好的是（）A.M24×2-7HB.M24×1.5-6gC.M24×3-7HD.M24×3-6g答案：B解析：普通螺纹自锁性能取决于螺纹升角，螺距越小，升角越小，自锁性能越好，选项中B的螺距最小，自锁性能最优。5.某受径向载荷的转动心轴，工作过程中载荷大小和方向均保持不变，其轴表面的弯曲应力属于（）A.静应力B.对称循环变应力C.脉动循环变应力D.随机变应力答案：B解析：转动心轴运转时，轴表面各点周期性受拉、压应力，应力循环特性r=-1，属于对称循环变应力。6.按照GB/T14692-2008《技术制图投影法》，我国机械图样优先采用的投影法是（）A.第一角投影B.第三角投影C.斜投影D.中心投影答案：A7.平键连接的工作面是（）A.上下表面B.两侧面C.端面D.所有表面答案：B8.带传动的弹性滑动产生的根本原因是（）A.带的预紧力不足B.带与带轮间的摩擦系数小C.带的弹性变形和两边拉力差D.带轮包角过小答案：C解析：弹性滑动是带传动的固有特性，只要传递载荷就存在，不可避免；打滑是过载引起的失效形式，可避免。9.滚动轴承的基本额定动载荷是指该载荷下，轴承的基本额定寿命恰好为（）A.10^4rB.10^5rC.10^6rD.10^7r答案：C10.按照GB/T24734系列标准，基于模型定义（MBD）的机械产品三维图样中，几何公差的标注应优先采用（）A.公差框格直接附着在三维特征上B.二维标注投影C.文字说明D.单独的工程图文件答案：A11.绘制机件的局部剖视图时，剖视与视图的分界线应为（）A.粗实线B.细虚线C.波浪线或双折线D.细点画线答案：C12.下列齿轮传动参数中，影响齿面接触强度的主要参数是（）A.模数B.齿数C.中心距D.齿宽系数答案：C解析：齿面接触强度与中心距的三次方成反比，增大中心距可显著提升接触强度；模数是影响弯曲强度的核心参数。13.普通螺纹的公称直径是指螺纹的（）A.大径B.中径C.小径D.分度直径答案：A14.下列轴系固定方式中，适用于工作温度较高的长轴的是（）A.两端单向固定B.一端固定一端游动C.两端游动D.以上均可答案：B解析：一端固定一端游动可补偿轴的热伸长，适用于温度变化大的长轴。15.表面粗糙度的标注中，符号“Ra3.2”表示的含义是（）A.轮廓算术平均偏差为3.2μm，加工方法为车削B.轮廓算术平均偏差为3.2μm，任何加工方法均可C.轮廓最大高度为3.2μm，加工方法为铣削D.轮廓最大高度为3.2μm，任何加工方法均可答案：B16.航空航天机械零部件轻量化设计中，优先选用的连接方式是（）A.螺栓连接B.铆接C.胶接D.焊接答案：C解析：胶接重量轻、应力分布均匀、密封性能好，是轻量化设计优先选用的连接方式。17.下列联轴器中，能够补偿两轴综合位移且具有缓冲吸振性能的是（）A.凸缘联轴器B.滑块联轴器C.齿式联轴器D.弹性套柱销联轴器答案：D18.截切球体得到的截交线形状是（）A.椭圆B.圆C.抛物线D.双曲线答案：B19.闭式齿轮传动中，最常见的失效形式是（）A.轮齿折断B.齿面胶合C.齿面疲劳点蚀D.齿面磨损答案：C20.装配图中，相邻两个零件的接触面和配合面的画法是（）A.画两条线B.画一条线C.根据配合间隙大小确定D.画虚线答案：B21.公差原则中，要求被测要素的实际轮廓不超出最大实体边界的是（）A.独立原则B.包容要求C.最大实体要求D.最小实体要求答案：B22.链传动的多边形效应会导致（）A.传动比不准确，动载荷增大B.链条磨损加快C.链条容易跳齿D.承载能力下降答案：A23.下列焊缝标注符号中，表示角焊缝的是（）A.△B.∟C.⊿D.∪答案：A24.3D打印的FDM工艺制造的零件，未注公差通常按（）级选取。A.IT8B.IT10C.IT13D.IT16答案：C25.蜗杆传动的热平衡计算的主要目的是防止（）A.蜗杆强度不足B.蜗轮轮齿折断C.润滑油温度过高导致胶合失效D.蜗杆刚度不足答案：C26.绘制半剖视图时，视图与剖视的分界线为（）A.粗实线B.细虚线C.细点画线D.波浪线答案：C27.螺栓连接受横向载荷时，采用铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是（）A.螺栓杆拉断B.螺栓杆或孔壁压溃、螺栓杆剪断C.螺栓螺纹咬死D.接触面滑移答案：B28.弹簧的旋绕比C是指（）A.弹簧外径与簧丝直径的比值B.弹簧中径与簧丝直径的比值C.弹簧内径与簧丝直径的比值D.弹簧自由高度与簧丝直径的比值答案：B29.下列机件表达方法中，适用于表达机件的局部外形结构的是（）A.局部视图B.剖视图C.断面图D.斜视图答案：A30.绿色机械设计的核心是（）A.降低制造成本B.提升产品性能C.减少产品全生命周期的环境影响D.缩短设计周期答案：C31.渐开线齿轮的齿廓形状取决于（）A.模数B.齿数C.基圆直径D.分度圆直径答案：C32.轴的结构设计中，圆角过渡的主要作用是（）A.便于装配B.减少应力集中C.提升轴的加工工艺性D.便于轴上零件的定位答案：B33.下列密封方式中，属于接触式动密封的是（）A.迷宫密封B.毛毡圈密封C.间隙密封D.沟槽密封答案：B34.尺寸Φ50H7中，H7表示的是（）A.轴的公差带代号，基本偏差为H，公差等级7级B.孔的公差带代号，基本偏差为H，公差等级7级C.轴的公差带代号，基本偏差为7，公差等级H级D.孔的公差带代号，基本偏差为7，公差等级H级答案：B35.两轴线垂直相交的等直径圆柱相贯，其相贯线的形状为（）A.圆B.椭圆C.两条相交直线D.双曲线答案：C36.闭式蜗杆传动的润滑方式主要根据（）选取。A.蜗杆的功率B.蜗轮的圆周速度C.蜗杆头数D.传动比答案：B37.装配图中，对于规格相同的螺栓、螺钉等紧固件，（）A.应全部画出B.可只画一个，其余用细点画线表示位置C.可省略不画D.可只画一半答案：B38.下列材料中，适合制造重载齿轮的是（）A.HT200B.45钢调质C.20CrMnTi渗碳淬火D.Q235答案：C39.滚动轴承的游隙过大，会导致（）A.轴承温升过高B.轴承寿命降低，振动噪声增大C.轴承卡死D.轴的热伸长无法补偿答案：B40.零件图中，退刀槽的尺寸标注形式“2×Φ30”表示的是（）A.槽宽2mm，槽底直径30mmB.槽深2mm，槽底直径30mmC.槽宽30mm，槽深2mmD.槽直径2mm，长度30mm答案：A二、判断题（共30题，每题1分，共30分。正确打√，错误打×）1.绘制机械图样时，可见轮廓线用粗实线绘制，不可见轮廓线用细虚线绘制，尺寸线用细实线绘制。（）答案：√2.带传动的打滑是由过载引起的，只要合理设计就可以完全避免。（）答案：√3.平键连接的配合采用基轴制，键的宽度公差带为h8。（）答案：√4.滚动轴承的内径和外径的公差带均为上偏差为0，下偏差为负。（）答案：√5.零件图的尺寸标注要做到正确、完整、清晰、合理。（）答案：√6.直齿圆柱齿轮的分度圆是指齿厚和齿槽宽相等的圆，无论是否安装正确，分度圆的大小始终不变。（）答案：√7.过盈连接的对中性好，承载能力强，且可以多次拆卸而不损坏配合表面。（）答案：×解析：过盈连接拆卸会损坏配合表面，不适合多次拆卸的场合。8.采用第三角投影绘制的图样，必须在标题栏附近标注第三角投影识别符号。（）答案：√9.蜗杆传动的传动比等于蜗轮齿数与蜗杆头数的比值，效率也随传动比增大而升高。（）答案：×解析：蜗杆传动效率随传动比增大而降低。10.表面粗糙度值越小，零件的耐磨性、耐腐蚀性越好，配合精度越高。（）答案：√11.剖视图中，机件的肋板、轮辐、薄壁等结构，若按纵向剖切，这些结构应按不剖绘制，用粗实线与相邻结构分开。（）答案：√12.螺栓连接受预紧力和轴向工作载荷时，螺栓的总拉力等于预紧力加工作载荷。（）答案：×解析：总拉力等于残余预紧力加工作载荷，小于预紧力加工作载荷。13.零件的形位公差值必须小于尺寸公差值。（）答案：×解析：采用独立原则时，形位公差和尺寸公差相互独立，无大小约束。14.链传动的张紧轮应安装在松边内侧，靠近小链轮位置。（）答案：√15.斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是法面模数和法面压力角分别相等，螺旋角大小相等、方向相反（外啮合）。（）答案：√16.绘制螺纹时，外螺纹的大径用粗实线绘制，小径用细实线绘制；内螺纹的大径用细实线绘制，小径用粗实线绘制。（）答案：√17.减速器的箱体上设置油标是为了观察润滑油的油位高度，防止油量不足导致润滑失效。（）答案：√18.相同条件下，V带传动的承载能力是平带传动的3倍左右。（）答案：√19.轴的强度计算中，当量弯矩法是将扭矩乘以折算系数α，是考虑扭矩的应力循环特性与弯曲应力不同。（）答案：√20.MBD三维图样不需要标注技术要求，所有信息都集成在三维特征属性中。（）答案：×解析：特殊工艺要求、材料性能等无法通过特征标注的内容仍需附加文字说明。21.未注公差尺寸的公差等级一般为IT12~IT18，不需要标注，也不需要遵守公差要求。（）答案：×解析：未注公差尺寸也需要符合相应的公差要求。22.齿面硬度小于350HBW的软齿面齿轮，小齿轮的硬度应比大齿轮高30~50HBW。（）答案：√23.滚动轴承的精度等级从P0到P6依次升高，价格也随之上升。（）答案：×解析：精度等级从P0、P6、P5、P4、P2依次升高。24.绘制装配图时，零件的工艺结构如倒角、圆角、退刀槽等可以省略不画。（）答案：√25.弹簧垫圈的防松原理是利用摩擦力防松。（）答案：√26.斜视图可以旋转后绘制，旋转后必须标注旋转符号。（）答案：√27.蜗杆传动中，蜗杆的导程角越大，传动效率越高。（）答案：√28.零件的表面粗糙度值越小，其疲劳强度越高。（）答案：√29.花键连接与平键连接相比，对中性好，承载能力强，适合重载、定心精度要求高的场合。（）答案：√30.3D打印零件的制图标注不需要考虑打印方向，所有尺寸的精度要求一致。（）答案：×解析：3D打印零件的精度受打印方向影响，标注时应注明关键特征的打印方向要求。三、填空题（共25题，每空1分，共50分）1.机械图样的基本投影面共有____个，分别为____、____、____、____、____、____。答案：6；正立面、水平面、左侧面、右侧面、顶面、底面2.普通螺纹的牙型角为____度，梯形螺纹的牙型角为____度。答案：60；303.按照承载性质不同，轴可分为____、____、____三类，其中既承受弯矩又承受扭矩的是____。答案：心轴、传动轴、转轴；转轴4.带传动的主要失效形式为____和____。答案：打滑；带的疲劳破坏5.形位公差的几何特征中，跳动公差分为____和____两类。答案：圆跳动；全跳动6.标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是____和____分别相等。答案：模数；压力角7.滚动轴承的代号由____、____、____三部分组成，其中基本代号的最后两位数字乘以____为轴承的内径尺寸（内径≥10mm且≤480mm时）。答案：前置代号、基本代号、后置代号；58.零件的加工误差分为____、____、____三类。答案：尺寸误差、几何误差、表面粗糙度9.装配图的特殊表达方法包括____、____、____、____等。答案：拆卸画法、假想画法、夸大画法、简化画法10.机械设计的基本要求包括____、____、____、____、____。答案：功能性要求、可靠性要求、经济性要求、工艺性要求、环保性要求11.圆柱度公差属于____公差，平行度公差属于____公差。答案：形状；位置12.螺纹连接的防松方式按工作原理可分为____、____、____三类。答案：摩擦力防松、机械防松、永久防松13.链传动的主要失效形式有____、____、____、____。答案：链条疲劳破坏、链条铰链磨损、链条销轴与套筒胶合、过载拉断14.机件的断面图分为____和____两类。答案：移出断面图；重合断面图15.闭式齿轮传动的润滑方式主要有____、____、____三种。答案：油浴润滑、喷油润滑、油雾润滑16.尺寸标注的基准分为____基准和____基准两类。答案：设计；工艺17.按照摩擦性质不同，滑动轴承可分为____和____两类。答案：液体摩擦滑动轴承；非液体摩擦滑动轴承18.渐开线的形状取决于____的大小。答案：基圆19.机械零件的设计准则主要有____准则、____准则、____准则、____准则、可靠性准则。答案：强度、刚度、耐磨性、振动稳定性20.零件图上的技术要求主要包括____、____、____、____、特殊加工及检验要求。答案：材料及热处理要求、表面粗糙度要求、尺寸公差要求、形位公差要求21.V带的楔角为____度，带轮的轮槽楔角通常____该值（填“大于”“小于”或“等于”）。答案：40；小于22.相贯线的基本性质是____和____。答案：共有性；封闭性23.联轴器可分为____和____两大类，其中前者不能缓冲吸振，后者可补偿两轴的位移并缓冲吸振。答案：刚性联轴器；弹性联轴器24.几何公差的标注由____、____、____三部分组成。答案：公差框格、指引线、基准符号25.3D打印零件的精度主要取决于____、____、____三个因素。答案：设备精度、材料特性、工艺参数四、简答题（共15题，每题5分，共75分）1.简述零件图的内容及尺寸标注的基本要求。答案：零件图的内容包括：一组表达零件结构的视图、完整的尺寸标注、技术要求、标题栏。尺寸标注的基本要求为：①正确：符合国家标准的规定；②完整：尺寸齐全，不遗漏、不重复；③清晰：标注布局规范，便于读图；④合理：标注符合零件的设计和工艺要求。2.简述带传动与齿轮传动相比的优缺点。答案：优点：①缓冲吸振，传动平稳，噪声小；②过载时打滑，可保护其他零部件；③结构简单，成本低，适用于中心距较大的传动场合。缺点：①传动比不准确，效率较低；②外廓尺寸大，带的寿命短；③对轴和轴承的载荷较大，不适用于高温、易燃、易爆的场合。3.简述螺纹连接的基本类型及适用场合。答案：螺纹连接的基本类型包括：①螺栓连接：适用于被连接件厚度较薄、可钻通孔的场合，可多次拆卸；②双头螺柱连接：适用于被连接件之一较厚、需要经常拆卸的场合；③螺钉连接：适用于被连接件之一较厚、不需要经常拆卸的场合；④紧定螺钉连接：适用于固定两个零件的相对位置，传递较小的载荷和扭矩。4.简述选择滚动轴承类型时需要考虑的主要因素。答案：①载荷的大小、方向和性质：载荷大、有冲击时选用滚子轴承，受径向载荷选深沟球轴承，同时受径向和轴向载荷选角接触球轴承或圆锥滚子轴承，轴向载荷大时选推力轴承；②转速：高速时优先选用球轴承，精度要求高时选高精度轴承；③调心性能要求：两轴同轴度差时选用调心轴承；④安装和拆卸要求：需要经常拆卸或装拆困难的场合选用内外圈可分离的轴承；⑤经济性要求：同等工况下优先选用价格更低的球轴承、普通精度轴承。5.简述MBD（基于模型定义）技术在机械设计中的应用优势。答案：①将所有设计信息（尺寸、公差、工艺要求、材料信息等）集成在三维模型中，避免二维图样与三维模型不一致的问题；②减少二维图样的绘制工作量，缩短设计周期；③可直接对接数控加工、三坐标检测等下游环节，实现设计制造一体化，提升生产效率和精度；④便于产品数据的数字化管理，实现全生命周期的信息追溯。6.简述轴的结构设计的主要要求。答案：①轴上零件要有准确、可靠的定位和固定；②轴应具有良好的加工工艺性，减少加工成本，避免应力集中；③轴上零件便于装拆和调整；④轴的受力合理，有利于提升轴的强度和刚度。7.简述装配图的作用及应包含的内容。答案：装配图的作用是表达产品或部件的工作原理、各零件的装配关系、连接方式、主要零件的结构形状，是产品装配、调试、检验、维修的依据。装配图的内容包括：一组表达装配关系的视图、必要的尺寸、技术要求、零件序号、明细栏、标题栏。8.简述齿面疲劳点蚀的产生机理及预防措施。答案：产生机理：齿面接触应力是脉动循环变应力，长期作用下，齿面表层会产生微小疲劳裂纹，裂纹扩展后导致表层金属剥落，形成点蚀。预防措施：①提高齿面硬度，降低表面粗糙度值；②采用黏度较高的润滑油；③合理选择齿轮参数，增大齿面接触强度。9.简述公差原则中独立原则和包容要求的适用场合。答案：独立原则：尺寸公差和形位公差相互独立，分别满足要求，适用于尺寸精度和形位精度要求都较高，且两者没有关联的场合，如印刷机滚筒的圆柱度和尺寸精度。包容要求：要求实际轮廓不超出最大实体边界，尺寸公差同时控制尺寸误差和形位误差，适用于配合性质要求稳定的场合，如孔轴的间隙配合、过盈配合。10.简述3D打印零件的制图标注要点。答案：①明确标注打印方向，关键特征的精度要求应沿打印成型方向标注；②标注支撑去除位置及表面处理要求，明确需要去除支撑的区域及处理后的精度要求；③明确未注公差的等级，按3D打印工艺对应的公差标准选取；④标注材料性能要求，包括致密度、强度、层厚等工艺参数要求。11.简述蜗杆传动的特点及适用场合。答案：特点：①传动比大，结构紧凑；②传动平稳，噪声小；③可实现自锁；④效率低，发热量大，蜗轮材料成本高。适用场合：适用于中小功率、间歇工作、传动比大、要求自锁的场合，如起重机的提升机构、机床的进给机构。12.简述销连接的类型及作用。答案：销连接的类型包括定位销、连接销、安全销。定位销用于固定两个零件的相对位置，是组合加工和装配时的辅助基准；连接销用于传递较小的载荷和扭矩；安全销用于过载保护，过载时销被剪断，保护其他零部件不受损坏。13.简述机件的常用表达方法有哪些。答案：常用表达方法包括：视图（基本视图、向视图、局部视图、斜视图）、剖视图（全剖、半剖、局部剖、阶梯剖、旋转剖、复合剖）、断面图（移出断面、重合断面）、局部放大图、简化画法。14.简述提高螺栓连接强度的主要措施。答案：①降低螺栓的应力幅：增大螺栓长度、采用柔性螺栓；②减小应力集中：加大螺纹牙根圆角半径、采用卸载结构；③改善螺纹牙的载荷分布不均匀：采用悬置螺母、内斜螺母；④避免附加弯曲应力：采用凸台、沉头座加工支承面。15.简述绿色机械设计的主要内容。答案：绿色机械设计的主要内容包括：①材料选择：选用可回收、可降解、低污染的材料；②轻量化设计：优化结构，减少材料用量；③可拆卸设计：方便产品维修、回收和零部件重用；④节能设计：提升产品效率，降低使用阶段的能耗；⑤全生命周期环境影响评估，减少生产、使用、报废全流程的环境污染。五、作图题（共5题，每题10分，共50分）1.已知某阶梯轴的主视图和俯视图，补画左视图，并标注轴上Φ30k6轴颈的形位公差（要求圆柱度公差0.005mm，对两端中心孔公共轴线的径向圆跳动公差0.01mm）和表面粗糙度（轴颈Ra1.6μm，其余Ra6.3μm）。答案要点：①左视图符合投影规律，阶梯的轮廓线、退刀槽、圆角的投影正确；②Φ30k6尺寸标注正确，公差带代号标注规范；③圆柱度公差框格指向Φ30k6圆柱面，公差值0.005mm标注正确；④径向圆跳动公差框格的基准为两端中心孔的公共基准A-B，指向Φ30k6的尺寸线，公差值0.01mm标注正确；⑤表面粗糙度符号标注位置正确，Ra数值符合要求。2.已知普通平键连接的轴和轮毂的装配示意图，绘制该连接的全剖主视图，并标注相关配合尺寸（轴径Φ40H7，键槽宽b=12mm，轴槽深t=5mm，轮毂槽深t1=3.3mm，键宽公差h8，轴槽宽公差N9，轮毂槽宽公差JS9）。答案要点：①全剖主视图中键不剖，用粗实线绘制，键的两侧与轴槽、轮毂槽的两侧面接触，画一条线，键的顶面与轮毂槽顶面有间隙，画两条线；②尺寸标注：Φ40H7标注正确，键槽宽12N9（轴）、12JS9（轮毂）标注正确，轴槽深标注为40-5=35mm，公差按GB/T1095规定为（0/-0.2），轮毂槽深标注为40+3.3=43.3mm，公差为（+0.2/0）。3.已知两圆柱垂直相贯的主视图和俯视图，补画左视图，并绘制相贯线的近似投影。答案要点：①左视图符合投影规律，两圆柱的轮廓线投影正确；②相贯线采用圆弧近似画法，圆弧半径为大圆柱的半径，圆心在小圆柱的轴线上，凸向大圆柱的轴线，相贯线的投影与两圆柱的轮廓线交点正确。4.绘制M20普通螺栓连接的全剖主视图，被连接件总厚度为40mm，螺栓长度按标准选取，弹簧垫圈防松。答案要点：①螺栓杆、螺母、垫圈的比例符合规定，螺栓长度选取60mm（标准值）；②剖视中螺栓杆、螺母、垫圈按不剖绘制，用粗实线表示；③弹簧垫圈的开口方向与水平方向成60度向左上方倾斜，开口线用粗实线绘制；④被连接件的通孔直径为22mm，与螺栓杆之间有间隙，画两条线。5.已知直齿圆柱齿轮的模数m=4，齿数z=30，安装轴的直径为Φ40H7，键槽尺寸为宽12mm，轮毂槽深3.3mm，绘制该齿轮的全剖主视图，标注分度圆、齿顶圆、孔径、键槽的相关尺寸及公差（齿顶圆公差h11，键槽宽度公差JS9）。答案要点：①全剖主视图中心线水平放置，齿部不剖，分度圆用细点画线绘制；②齿顶圆直径d_a=m(z+2)=128h11，分度圆直径d=120mm，孔径Φ40H7；③轮毂长度取60mm，轮缘厚度取15mm，辐板厚度取12mm，辐板上均匀分布4个Φ20的减重孔；④键槽标注：槽宽12JS9，槽深标注为43.3mm，公差（+0.2/0）。六、综合设计题（共4题，每题25分，共100分）1.某带式输送机采用“异步电动机-V带传动-直齿圆柱齿轮减速器-链传动-滚筒”的传动方案，已知电动机额定功率P=7.5kW，额定转速n=1440r/min，滚筒工作转速n=75r/min，连续单向运转，载荷有中等冲击，两班制工作，设计寿命10年，完成以下设计内容：（1）分配各级传动的传动比，说明分配依据；（2）选择V带的型号、根数、带轮基准直径、中心距，验证带的工作能力；（3）校核减速器高速级齿轮的接触强度和弯曲强度（齿轮材料选45钢调质，小齿轮硬度240HBW，大齿轮硬度200HBW，精度等级8级）。答案：（1）总传动比i总=1440/75=19.2，传动比分配：V带传动i1=3.2（符合V带传动比推荐范围2-4），齿轮传动i2=4（符合直齿圆柱齿轮传动比推荐范围3-5），链传动i3=19.2/(3.2×4)=1.5（符合链传动比推荐范围1-2）。分配依据：优先将传动比大的级放在高速级，减少低速级的转矩和结构尺寸，V带传动放高速级可缓冲吸振，链传动放低速级避免多边形效应带来的冲击过大。（2）V带设计：①计算功率P_c=K_AP=1.3×7.5=9.75kW（中等冲击，工作机为带式输送机，K_A取1.3）；②选型：根据P_c=9.75kW，小带轮转速1440r/min，选B型V带；③小带轮基准直径d_d1=140mm（符合B型带最小基准直径要求），大带轮d_d2=i1×d_d1×(1-ε)=3.2×140×0.98≈439mm，取标准值450mm；④初定中心距a0=800mm，基准带长L_d=2a0+π(d_d1+d_d2)/2+(d_d2-d_d1)²/(4a0)=2×800+π×590/2+(310)²/(3200)=1600+927+30≈2557mm，取标准L_d=2500mm，实际中心距a=a0+(2500-2557)/2≈771mm；⑤包角校验：α1=180°-(d_d2-d_d1)×57.3°/a=180°-310×57.3/771≈157°>120°，符合要求；⑥根数计算：z=P_c/[(P0+ΔP0)K_αK_L]，查得P0=2.83kW，ΔP0=0.46kW，K_α=0.94，K_L=1.03，代入得z=9.75/[(2.83+0.46)×0.94×1.03]≈3.1，取4根，满足要求。（3）齿轮强度校核：①小齿轮转速n1=1440/3.2=450r/min，V带传动效率η1=0.96，所以小齿轮传递功率P1=7.5×0.96=7.2kW，转矩T1=9550×P1/n1=9550×7.2/450≈152.8N·m；②参数选择：小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=4×20=80，模数m=4mm，小齿轮分度圆直径d1=mz1=80mm，齿宽系数φ_d=1，所以齿宽b=φ_dd1=80mm，取大齿轮齿宽80mm，小齿轮齿宽86mm；③接触强度校核：σ_H=Z_EZ_HZ_ε√[2KT1(u+1)/(φ_dd1³u)]，代入载荷系数K=1.4（中等冲击，8级精度），弹性系数Z_E=189.8√MPa，节点区域系数Z_H=2.5，重合度系数Z_ε=0.87，传动比u=4，计算得σ_H≈408MPa，查得接触疲劳极限σ_Hlim1=580MPa，σ_Hlim2=500MPa，安全系数S_H=1.2，所以[σ_H1]=580/1.2≈483MPa，[σ_H2]=500/1.2≈417MPa，σ_H<[σ_H2]，接触强度合格；④弯曲强度校核：σ_F=2KT1Y_FaY_SaY_ε/(φ_dd1bm)，查得齿形系数Y_Fa1=2.8，应力修正系数Y_Sa1=1.55，Y_Fa2=2.23，Y_Sa2=1.75，重合度系数Y_ε=0.7，代入得σ_F1≈118MPa，σ_F2≈112MPa，弯曲疲劳极限σ_Flim1=440MPa，σ_Flim2=390MPa，安全系数S_F=1.5，所以[σ_F1]=440/1.5≈293MPa，[σ_F2]=390/1.5≈260MPa，均满足要求，弯曲强度合格。2.某钢制压力容器的筒体与端盖采用6个M16的普通螺栓连接，已知筒体内径D=200mm，工作压力p=1MPa，螺栓材料的许用拉应力[σ]=120MPa，要求结合面之间不出现间隙，残余预紧力F''为工作载荷的1.5倍，试校核该螺栓连接的强度，若不满足要求，提出改进措施。答案：①单个螺栓承受的工作载荷F：总工作载荷F总=p×πD²/4=1×π×200²/4≈31416N，单个螺栓的工作载荷F=F总/z=31416/6≈5236N；②单个螺栓的总拉力F0=F''+F=1.5F+F=2.5F=2.5×5236=13090N；③螺栓危险截面的直径d1=13.835mm（M16的小径），拉应力σ=1.3F0/(πd1²/4)=1.3×13090/(π×13.835²/4)≈113MPa<[σ]=120MPa，强度满足要求。若不满足要求，改进措施包括：增大螺栓直径、增加螺栓数量、采用高强度螺栓材料、增大预紧力（需保证螺