长沙理工大学机械设计期末考试题库含答案(共29页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 长沙理工大学机械设计期末考试题库含答案机械设计试卷3一 选择填空题 （每空一分共20分）1在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是 普通螺纹 ，其牙型角。2普通平键连接工作时，平键的工作面是 侧面，平键的剖面尺寸按轴径 从标准中查取。平键连接主要失效形式是 压溃 。3带传动中，若为主动轮圆周速度，为从动轮圆周速度，为带速，则这些速度之间存在的关系是 。4 V带传动中，V带截面楔角，则V带轮的轮槽角0应 S2 = 1200 (N) （1分）所以，Fa2 = S1+A = 3700 N （1分）Fa1 = S1 = 2200 N (1分) （以上步骤中公式正确、轴向力A

2、方向判断正确，仅计算结果错误，只扣1分。）2）结论：不满足。 （没有中间步骤和计算公式，只答不满足，“蒙对的”给1分）四 结构题1 下图分别用六角头M16的普通螺栓、六角头M16的铰制孔螺栓连接两块厚度为20mm的钢板，采用弹簧垫圈，补画出其余结构线条，并注明那个是普通螺栓连接，那个是铰制孔螺栓连接（4分）。答案： 普通螺栓连接（2分） 铰制孔螺栓连接（2分）2 (结构设计题)指出齿轮轴系结构图中的错误（指出并改正8处即可），说明错误原因，并在中心线上方画出正确结构（16分）。已知： 1）齿轮是油润滑，轴承是脂润滑；2）轴承为深沟球轴承。答案：任意标出8处错误，并在上部改正这8处错误（每处2分

3、）。错误1：键槽的长度不能大于与其连接的联轴器轴毂的长度；错误2：联轴器没有轴向定位；错误3 ：没有密封；错误4 ：密封处的轴径不能和轴承安装处的轴径相同；错误5：轴承端盖作为轴承外圈的定位，其内圈直径不能小于轴承外环内径；错误6：套筒作为轴承内圈的定位，其外径不能大于轴承内环外径；错误7：螺栓连接处的画法不对，包括螺纹画法和光孔的画法；错误8：没有画剖面线；错误9：用套筒对齿轮进行轴向定位时，套筒不能同时与轴肩和齿轮接触；错误10：两个键槽的位置应在同一直线上，确保两个键槽一次装夹加工出来；错误11：轴肩作为轴承内圈的定位，其直径不能大于轴承内环外径；错误12：同错误5；错误13：没有画剖面

4、线；错误14：轴的伸出长度不应超过联轴器，这样无法实现两个半联轴器的连接；错误15：联轴器没有实现轴向固定，可采用紧定螺钉或轴端挡圈固定；错误16：齿轮是油润滑，轴承是脂润滑，因此应该有两个挡油环。机 械 设 计试卷4一、简答题 1、 齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？ 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？（8分）3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6分）4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？（6分）二、选择题 1、当两个被联接件

5、之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 。A螺栓联接 B双头螺柱联接 C螺钉联接2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 。A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算3、阿基米德蜗杆的 参数为标准值。A. 轴面 B. 端面 C. 法面4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z1Z2 ， b1b2,其齿面接触应力的大小为 。A. H1=H2 B. H1H2 C. H1r1； rrl 2带传动中，主动轮上的滑动弧是发生在带与带轮的 。绕进段 退离段 全部包围弧段3. 计算轴的当量弯矩公式中中折算系数，是考虑T对M的： 。 大小不同 方向不同 类型不同 应力循环特性不同4带传动设计中

6、，应验算小带轮包角不要过小，这是为了 。提高传动寿命； 减小对轴的压力；减小结构尺寸； 提高摩擦力保证有一定承载能力5非液体滑动轴承，其润滑状态通常为： 。边界润滑 流体膜润滑 混合润滑 边界润滑或混合润滑6蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止 。蜗杆机械性能下降 润滑油变性或齿面胶合 传动效率下降 蜗轮材料退火7为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取 的措施。增大螺栓刚度适当减小预紧力减小螺栓刚度减小被联接件刚度8只受预紧力作用的普通螺栓联接，螺栓危险剖面上单元体的应力状态为 。简单拉伸 纯剪切 拉扭组合 拉弯组合 9转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据来 进行计算或

7、校核。抗弯强度； 扭转强度； 扭转刚度； 弯扭合成强度10对液体动压轴承需要足够的供油量主要是为了 。补充端泄油； 提高承载能力； 提高轴承效率； 减轻磨损二填空题1在带、链和齿轮组成的多级传动中，带传动宜布置在 级。2需成对使用的滚动轴承类型有 。3对于链速v0.6ms的低速链传动，因其主要失效形式是链条的 ，故应按 强度条件进行计算。4当被联接件之一很厚、且该联接需经常拆卸时，应采用 联接；当用螺纹联接件联接轴和轴上零件时，常采用 联接。5如需在同一轴段内安装一对平键时，应将它们布置在 位置。6计算载荷Fca、名义载荷F和载荷系数K的关系式 ，强度计算时应该用 载荷。7实际的轴多做成阶梯形

8、，这主要是为了 。8滚动轴承额定寿命是指该型轴承有 发生 失效前的总工作转数。9联轴器只有在机器 时才能结合和断开两轴的联接；在机器运行中要进行轴的分离和接合，需要采用 。10闭式齿轮传动的主要失效形式是 、 、 、 。 三1如图所示二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，I、III轴分别为输入和输出轴。已知1轮的转向和螺旋线旋向，欲使II轴上两轮的轴向力抵消一部分，要求： 1）画出2、3、4轮螺旋线旋向； 2）画出2、3轮的圆周力、轴向力和径向力的方向及2轮的转向。2如图所示螺栓联接中采用两个M20的螺栓，其小径d117. 294mm，螺栓许用拉应力，被联接件结合面的摩擦系数f0.20，可靠性系数。试

9、计算联接容许传递的静载荷Q。3某矿车自重1吨，载重3吨，矿车的两根同样的车轴各支承在同样的一对车轮上，支承距a=600mm，轨距b=900mm，若车轴材料的许用弯曲应力=70N/mm2，试画出车轴的弯矩图并确定车轴危险断面的直径d。4一工程机械中的传动装置，根据工作条件决定采用一对圆锥滚子轴承，并暂定轴承型号为30308，已知轴承载荷R12400N，R25000N，轴上的轴向载荷Fa800 N，轴转速n=500r/min，运转中取载荷系数fp1.5，预期寿命Lh12000小时，试求：（1） 两轴承的轴向力A1，A2 （4分）（2） 两轴承的径向载荷系数x1, x2以及轴向载荷系数y1,y2（4

10、分）（3） 两轴承的当量动载荷P1，P2（4分）（4） 该轴承是否满足寿命要求？（2分）（注：30308轴承：额定动载荷C90800N，额定静载荷C0rN，e=0.35，y=1.7。当时，x=0.4,y=1.7；当时，x=1，y=0）机械设计试卷2一、填空题每空1分，计25分1、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 。a、；b、；c、。2、带传动中紧边拉力为，松边拉力为，则其传递的有效圆周力为 。a、；b、；c、；d、。 3、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按 强度进行设计，然后校核 强度。4、蜗杆的 模数为标准模数，

11、蜗轮的 压力角为标准压力角。a、法面； b、端面； c、轴面。5、带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，与的关系可用著名的欧拉公式表示为 。6、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角 蜗杆导程角。a、小于；b、大于；c、等于。7、计算蜗杆传动的传动比时，公式 是错误的。a、；b、；c、；d、。8、蜗杆传动的失效通常是发生在 上。9、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d按 条件确定，其工作圈数n按 条件确定。10、弹簧指数C ，C值越大，刚度越 。11、楔键联接靠 传递转矩，用于对中性要求不高的联接。12、按国家标准GB/292-93规定，代号为7210 C的滚动轴承类型为 ，其内径为 mm

12、，宽度系列为 系列，直径系列为 系列，C代表 ，其精度为 级。13、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是 ；可实现两轴线角位移最大的是 ；常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是 和 。a. 套筒联轴器；b. 凸缘联轴器；c. 万向联轴器；d. 十字滑块联轴器；e. 齿轮联轴器；f. 弹性柱销联轴器。）二、问答题1、试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力Fmax 的主要因素。（5分）2、试说明齿形系数与齿轮的哪些参数有关，对齿根弯曲应力有何影响？（5分）3、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？（5分）4、螺纹联接防松的实质是什么？按工作原理分，防松的方法有哪几类？（5分）5、什么是滚动轴承

13、的基本额定动负荷？其方向是如何确定的？（5分）6、简述非液体摩擦径向滑动轴承校核计算的主要内容？（5分）三、分析计算题1、如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数Z=8），轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩T=107Nmm，螺栓分布直径D0=500mm，卷筒与齿轮接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数Kf =1.2，螺栓材料的屈服极限S=300Mpa，安全系数S=3。试设计该螺栓组的螺栓直径。（10分）普通螺纹基本尺寸表（第一系列）公称直径d中径d2小径d1螺距p2422.05120.75233027.72726.2113.53633.40231.67044239.

14、07737.1294.54844.72542.58752、如图所示，a)、b)分别为斜齿圆柱齿轮的悬臂布置和对称布置的支承形式。图1)、2) 分别为一对角接触球轴承背对背、面对面安装支承形式。1） 请合理选择斜齿轮不同布置形式下，一对角接触球轴承的支承形式，你认为正确的，在“”中打“”：图a)所示悬臂布置宜采用： 图1)； 图2)图b)所示对称布置宜采用： 图1)； 图2)。（2分）2） 根据1）中的选择结果计算图a）所示情况下，轴承的轴向力Fa1、Fa2。已知：轴承径向载荷Fr1、Fr2、齿轮的轴向力A方向如图所示，大小分别为：Fr1=4000N、Fr2=2000N，A=2000N。轴承内部

15、轴向力S=0.4Fr。（4分）3） 若该对轴承的寿命为5000小时，现将当量动载荷加大一倍，将转速减小一半，试计算后确定该对轴承能否满足载荷及转速改变后寿命至少1000小时的工作要求？（4分）3、在图示传动系统中，1和2均为斜齿圆柱齿轮，3为蜗杆， 4为蜗轮。已知齿轮1轮齿螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，试回答下列问题：1）齿轮2的轮齿螺旋线方向是 旋。（1分）2）在图中画出齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力和的方向。（2分）3）为使在轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力相互抵消一部分，蜗杆3的螺旋线方向应该是 旋，并在图中画出蜗杆的旋向；在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力、圆周力和径向力的方向，在节

16、点B处画出蜗轮4所受的圆周力和径向力的方向，在图中画出蜗轮4的转动方向。（8分）4、一对标准斜齿圆柱齿轮传动如图所示，已知：输入轴转速，输入功率kW，齿轮齿数，=62，法向模数mm，分度圆螺旋角，分度圆柱上的法面压力角，试计算：（1）输入轴I上的转矩；（2）大斜齿圆柱齿轮上三个分力的大小。（4分） 四题四、结构题（10分）1、 如图所示，已知圆锥滚子轴承安装在零件1的轴承座孔内。由于结构限制，设计时不能改变零件1的尺寸。试问：采用何种方法以便于轴承外圈拆卸？并在右侧图上画出零件1的结构。（2分）2、写出实现上零件轴向固定的四种方法，并画出相应的结构图。（8分）机械设计试卷5一、填空2刚度是指机

17、械零件在载荷作用下抵抗（ ）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（ ）。3润滑油的（ ）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（ ）越大，则其内摩擦阻力就越大。4为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（ ）。 5正是由于（ ）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（ ）和（ ）。6蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ ）很大，因此导致传动的（ ）较低、温升较高。 7链传动水平布置时，最好（ ）边在上，（ ）在下。 8设计中，应根据被联接轴的转速、（ ）和（ ）选择联轴器的型号。9径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（ ）；而（ ）与（ ）

18、之比称为偏心率。10对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（ ）个键计算。二、判断题1十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （ ）2两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。（ ）3在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。 （ ）4相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。 （ ）5闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 （ ）6由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （ ）7正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。 （ ）8楔键只能用

19、于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ ）9性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点600MPa。 （ ）10机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 （ ）三、简答题1简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？2对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？3简述形成稳定动压油膜的条件？4解释名词: 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。四、（15分）某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向力0.68，e0.68。当e时，X1，Y0；当e时，X0.41，Y0.87。问哪个轴承的寿命低？五

20、、（15分）如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F5KN，各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷Fsmax。 五题 四题六、设计一个标准直齿圆柱齿轮传动，传动比i3.2，允许传动比有不超过5的误差。通过强度计算已确定中心距a320mm，模数m3mm，取齿宽系数1。试确定下列几何尺寸：m、z1、z2、d1、d2、b1、b2。 （模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、）机械设计试卷6一、填空（每空1分，共20分）1当所受轴向载荷通过（ ）时，螺栓组中各螺栓承受的（ ）相等。 2从结构上看，带轮由（ ）、轮辐和（ ）三部分组成。3在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度

21、计算中， 以（ ）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（ ）相接触的模型。4按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（ ）花键和（ ）花键。 5请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（ ）和（ ）。 6疲劳曲线是在（ ）一定时，表示疲劳极限与（ ）之间关系的曲线。7理论上为（ ）接触或（ ）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。8开式齿轮传动的主要失效形式是：（ ）和（ ）。9径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（ ）和（ ）不超过许用值。10在类型上，万向联轴器属于（ ）联轴器，凸缘联轴器属于（ ）联轴器。二、选择填空（每空1分，共10分）1下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（

22、 ）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ ）。 （1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损； （3）磨合磨损； （4）磨粒磨损。2在通过轴线的截面内，（ ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（ ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。（1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆；（3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（ ）；其表面接触疲劳强度主要取决于（ ）。 （1）中心距和齿宽； （2）中心距和模数； （3）中心距和齿数； （4）模数和齿宽。4、对于径向滑动轴承，（ ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（ ）轴承必须成对使用。 （1）整体式；（2

23、）剖分式； （3）调心式； （4）调隙式。5在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（ ）。 （1）增大链节距和链轮齿数； （2）增大链节距并减小链轮齿数； （3）减小链节距和链轮齿数； （4）减小链节距并增加链轮齿数。6对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ ）联接。 （1）普通平键； （2）半圆键； （3）楔键； （4）切向键。三、简答题（每小题5分，共20分）1画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？2简述Miner法则（即疲劳损伤线性累积假说）的内容。3简述齿向载荷分布系数和齿间载荷分配系数分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？4试分析张紧力F

24、0对带传动正反两方面的影响。四、（15分）已知某材料的力学性能为：350MPa，m9，5，对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1）550MPa，循环次数n15；（2）450 MPa，循环次数n22；（3）=400 MPa。求：发生疲劳破坏时，的循环次数n3？五、（18分）图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承。已知蜗杆所受轴向力580N，两轴承的径向力为：935N，1910N，载荷性质系数1.1。试计算两个轴承的当量动载荷。 注：内部轴向力eFR， e0.36。 当e时，X1，Y0；当e时，X0.41，Y0.87。 六、（17分）图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：轴

25、为输入轴，转向如图所示，输出轴功率P5KW，转速n157rpm，各轮齿数为：z1=25，z2=60，z3=22，z4=84，设效率为100。（1） 在图中标出各轮转向，并计算各轴的转矩。为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向。（2） 在图中标出2、3两轮在啮合点处所受各分力(、Fr、Fx)的方向。机械设计试卷7一、选择题： 1在一般工作条件下，齿面硬度HB350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为 【 】A轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀C齿面胶合 D. 齿面塑性变形2带传动在工作时产生弹性滑动，是由于 【 】A包角太小 B. 初拉力F0太小C紧边与松边拉力不等D

26、. 传动过载 3在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是 【 】A6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4下列四种螺纹中，自锁性能最好的是 【 】A粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹C梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为 【 】A减小齿面滑动速度s B. 减少蜗杆头数Z1C增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指 【 】A弹簧外径与簧丝直径之比值B弹簧内径与簧丝直径之比值C弹簧自由高度与簧丝直径之比值D弹簧中径与簧丝直径之比值 7普通平键接联采用两个键时，一般两键间的

27、布置角度为 【 】A90 B. 120 C.135 D.1808V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在 【 】AV带离开大带轮处B. V带绕上大带轮处C V带离开小带轮处D. V带绕上小带轮处 9对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是 【 】A拉力B.扭矩C压力D.拉力和扭矩 10滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后 【 】A制造困难B.要使用较长的销轴C不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力二、填空题：1轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。2代号62203的滚动轴承，为 轴承，其内径为 mm。3在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1 大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b 应取 。4普通平键联接的工作面是键的 ；楔键联接的工作面是键的 。5为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用 制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用 制。6不随时间变化的应力称为 ，随时间变化的应力称为 ，具有周期性的变应力称为 。7按照平面图形的形状，螺纹分为 、 和 等。8按照工作条件，齿轮传动可分为 和 两种。9齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按