机械设计试题库及答案

机械设计试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.普通平键的主要失效形式是（）A.工作面被压溃或键被剪断B.工作面产生胶合破坏C.工作面产生过度磨损D.键被弯曲折断答案：A2.在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是（）A.6208B.N208C.30208D.51208答案：B3.带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（）A.进入大带轮处B.离开大带轮处C.进入小带轮处D.离开小带轮处答案：C4.渐开线标准齿轮是指模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值，且分度圆齿厚（）齿槽宽的齿轮。A.小于B.大于C.等于D.不确定答案：C5.一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的（）必须相等。A.直径B.宽度C.模数和压力角D.齿数答案：C6.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是（）A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.弹性柱销联轴器D.滑块联轴器答案：C7.转轴在工作时会受到（）的作用。A.弯矩B.扭矩C.弯矩和扭矩D.轴向力答案：C8.设计V带传动时，选取小带轮基准直径d₁的依据是（）A.带的型号B.带的速度C.传动比D.小带轮包角答案：A9.为了提高蜗杆传动的效率，在一定限度内可以采用（）A.较大的模数B.较大的蜗杆头数C.较大的蜗轮齿数D.较小的蜗杆分度圆直径答案：B10.在机械设计中，（）通常应优先采用。A.国家标准B.行业标准C.企业标准D.国际标准答案：A11.链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（）A.链传动只用来传递较小功率B.链速较高，在传递相同功率时圆周力小C.链传动是啮合传动，无需大的张紧力D.链的质量大，离心力大答案：C12.齿轮传动的主要失效形式不包括（）A.轮齿折断B.齿面磨损C.齿面胶合D.齿面塑性变形答案：D13.下列材料中，（）适合制造滚动轴承的滚动体。A.45钢B.GCr15C.HT200D.Q235答案：B14.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是（）A.增大螺栓刚度，减小被连接件刚度B.减小螺栓刚度，增大被连接件刚度C.增大螺栓刚度和被连接件刚度D.减小螺栓刚度和被连接件刚度答案：B15.在设计圆柱螺旋弹簧时，旋绕比C取值范围一般是（）A.2-4B.4-16C.16-20D.20-25答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1.机械零件的主要失效形式有______、______、______、______和______等。答案：断裂、表面破坏、过量变形、零件的磨损、破坏正常工作条件引起的失效2.带传动的弹性滑动是由于______而引起的带与带轮间的滑动，是______避免的。答案：带的弹性变形、不可3.渐开线的形状取决于______的大小。答案：基圆4.滚动轴承一般由______、______、______和______四部分组成。答案：内圈、外圈、滚动体、保持架5.平键连接的工作面是______，楔键连接的工作面是______。答案：两侧面、上下面6.蜗杆传动中，蜗杆的头数越少，则传动效率越______，自锁性越______。答案：低、好7.按轴所受载荷性质不同，轴可分为______、______和______三类。答案：心轴、传动轴、转轴8.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为______、______和______三类。答案：摩擦防松、机械防松、永久防松9.齿轮的模数m=d/z，其中d是______，z是______。答案：分度圆直径、齿数10.设计键连接时，键的截面尺寸通常根据______由标准中选取。答案：轴的直径三、简答题（每题10分，共30分）1.简述带传动的工作原理及特点。答案：工作原理：带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。主动轮通过摩擦力带动带运动，带又通过摩擦力带动从动轮转动，从而实现运动和动力的传递。特点：优点：（1）适用于两轴中心距较大的传动；（2）带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；（3）过载时带会在带轮上打滑，可防止其他零件受到损坏，起过载保护作用；（4）结构简单，制造、安装和维护方便，成本较低。缺点：（1）传动的外廓尺寸较大；（2）由于带的弹性滑动，不能保证固定不变的传动比；（3）带的寿命较短；（4）传动效率较低。2.简述齿轮传动的设计准则。答案：（1）软齿面闭式齿轮传动：通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。因为在软齿面闭式传动中，齿面接触疲劳点蚀是主要的失效形式。（2）硬齿面闭式齿轮传动：一般先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，再校核齿面接触疲劳强度。这是由于硬齿面闭式传动中，齿根折断是主要的失效形式。（3）开式齿轮传动：目前多按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并适当加大模数，以考虑磨损的影响，一般不再校核齿面接触疲劳强度，因为开式传动的主要失效形式是齿面磨损和齿根折断。3.简述滚动轴承的类型选择应考虑的因素。答案：（1）载荷大小、方向和性质：-载荷较小且平稳时，可选用球轴承；载荷较大或有冲击载荷时，宜选用滚子轴承。-纯径向载荷可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承等；纯轴向载荷可选用推力球轴承；既有径向载荷又有轴向载荷时，根据两者的大小比例，可选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承等。（2）转速：转速较高时，宜选用球轴承；转速较低时，滚子轴承和球轴承都可选用。（3）调心性能要求：当轴的支点跨距大、轴的弯曲变形大或两轴承座孔的同轴度较差时，应选用调心轴承。（4）安装和拆卸要求：在需要经常装拆或装拆困难的场合，应优先选用内、外圈可分离的轴承，如圆锥滚子轴承等。（5）经济性：球轴承一般比滚子轴承价格低；精度越高，价格越高；特殊结构的轴承价格也较高。在满足工作要求的前提下，应尽量选用价格较低的轴承。四、计算题（20分）有一普通V带传动，已知两带轮基准直径d₁=100mm，d₂=400mm，中心距a₀=500mm，小带轮转速n₁=1450r/min，传动功率P=5kW，工作情况系数Kₐ=1.1。试求：（1）计算V带的基准长度Ld及实际中心距a；（2）计算小带轮包角α₁；（3）确定V带的型号。答案：（1）-计算V带的基准长度Ld：初定基准长度Ld₀，根据经验公式0.7(d₁+d₂)＜a₀＜2(d₁+d₂)，可得0.7×(100+400)＜500＜2×(100+400)，满足条件。根据带轮基准直径和中心距，初步计算V带基准长度Ld₀近似值：Ld₀′≈2a₀+π/2(d₁+d₂)+(d₂-d₁)²/(4a₀)=2×500+π/2×(100+400)+(400-100)²/(4×500)≈2×500+785.4+45≈1830.4mm根据V带基准长度系列，选取基准长度Ld=1800mm。计算实际中心距a：a≈a₀+(Ld-Ld₀′)/2=500+(1800-1830.4)/2≈485mm（2）计算小带轮包角α₁：α₁=180°-(d₂-d₁)/a×57.3°=180°-(400-100)/485×57.3°≈180°-35.4°=144.6°（3）计算单根V带的基本额定功率P₀：计算传动比i=d₂/d₁=400/100=4根据小带轮基准直径d₁和小带轮转速n₁，查普通V带单根基本额定功率表，当d₁=100mm，n₁=1450r/min时，单根V带的基本额定功率P₀=1.32kW。计算单根V带额定功率的增量ΔP₀：根据传动比i=4，查单根V带额定功率增量表，得ΔP₀=0.17kW