一、简答题（本大题共4小题，总计26分）
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？（6分）
齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。
齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。
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）
因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。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或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。
3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6分）
联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区
别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。
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）
小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。
二、选择题 （在每题若干个选项中选出正确的选项填
在横线上。
本大题共12小题，总计24分）
1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B 。
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 。
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 A 参数为标准值。
A. 轴面
B. 端面
C. 法面 得分
4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z 1＜Z 2 ， b 1>b 2,其齿面接触应力的大小为 A 。
A. σH1=σH2
B. σH1>σH2
C. σH1<σH2
5、V 带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了____B___。
A ．使结构紧凑
B ．限制弯曲应力
C ．限制小带轮上的包角
D ．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力
6、在齿轮抗弯强度的设计公式m ≥
[]1212Fa Sa d F KT Y Y z ψσ中，应代入_ C __。 A.
[]111Fa Sa F Y Y σ B.[]222Fa Sa F Y Y σ C.[]111Fa Sa F Y Y σ与[]222Fa Sa F Y Y σ中大者 D.[]111Fa Sa F Y Y σ与[]222Fa Sa F Y Y σ中小者
7、链传动中，链节数常选偶数，是为了使链传动 B 。
A ．工作平稳
B ．避免过渡链节
C ．链条与链轮磨损均匀
8、滑动轴承中，含油轴承是采用 B 材料制成的。
A ．硬木
B ．粉末冶金
C ．塑料
9、承受预紧力F′的紧螺栓联接在受轴向工作拉力F 时，剩余预紧力
为F″，其螺栓所受的总拉力Fo 为__ B 。
A ．Fo ＝F 十F′
B ．Fo ＝F 十F″
C ．Fo ＝F′十F″
10、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D
布置。
A ．在同一条直线上
B ．相隔90°
C ．相隔120°
D ．相隔180°
11、下列零件的失效中， C 不属于强度问题。
A ．螺栓断裂
B ．齿轮的齿面上发生疲劳点蚀
C ．蜗杆轴产生过大的弯曲变形
D ．滚动轴承套圈的滚道上被压出深的凹坑
12、带传动发生打滑总是___A____。
A ．在小轮上先开始
B ．在大轮上先开始
C ．在两轮上同时开始
D ．不定在哪轮先开始
三、分析题 （本大题共3小题，总计20分）
1. 如图所示，1、2是一对蜗杆蜗轮传动，3、4是一对斜
齿轮传动。已知1为原动件，4为输出件，各轮转向如图所示。为了使中间轴上蜗轮2和斜齿轮3的轴向力互相抵消一部分，
⑴试确定1、2、3、4各轮的旋向；
⑵在图上标出2和3所受各力的方向。 （10分）
得分
1、2、3轮左旋，4轮右旋
2、写出一维雷诺方程的表达式，说明油膜承载的必要条件，并指出图
示四种情况，哪一种能够形成流体动压润滑油膜？ （5分）
A ．
B ．
C ．
D ．
形成动力润滑的必要条件：
1）相对运动的两表面间必须形成楔形间隙；
2）被油膜分开的两表面须有一定的相对滑动速度，其方向应保证润滑油由大口进，从小口出；
3）润滑油须有一定的粘度，供油要充分。
B 能够形成流体动压润滑油膜
3、如图所示为带传动简图。轮1为主动轮。试问：
（1）带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？能否避免弹性滑动？
3
06h h h x p -=??ηυ
（2）带传动工作时，带处于图中哪一点应
力最大？最大应力σmax ＝？ （5分）
带传动的主要失效形式有打滑和疲劳断裂。弹性滑动是由拉力差引起的，（只要传递圆周力，必然会产生弹性滑动）。弹性滑动是正常的工作现象，不可避免。
图中A 点应力最大，
四、计算题 （本大题共2小题，总计20分）
1、某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN 。轴承受径向力Fr1= 6000N ，Fr2 =16500N 。轴的转速 n =500 r/min ，轴上有轴向力F A = 3000 N ，方向如图。轴承的其它参数见附表。动载荷系数 f d = 1，温度系数f t = 1。
试：（1）说明轴承代号的意义；
（2）确定轴承的寿命。(以小时为单位) （14分）
得分
S Fa/Fr ≤e Fa/Fr ＞e e
1
1max b c σσσσ++=
解：3：轴承类型代号，圆锥滚子轴承；02：尺寸系列代号（0：宽度系
列代号，2：直径系列代号）；12：内径系列代号，内径为60mm；公差
等级为0级。
1）求内部派生轴向力S1、S2的大小方向
2000
5.1
2
6000
2
1
1
=
?
=
=
Y
F
S r N
5500
5.1
2
16500
2
2
2
=
?
=
=
Y
F
S r N
方向如图所示。
2
1
5000S
N
F
S
A
<
=
+，1轴承被“压紧”，2轴承被“放松”。
2）求轴承所受的轴向力
=
-
=
A
a
F
S
F
2
1
2500N
5500
2
2
=
=S
F
a N，
3）轴承的当量动载荷
据：F a1/ F r1= 2500/6000 = 0.417＞e = 0.40，得：X1 = 0.4，Y1 =1.5
P1 = f d（X1 F r1 + Y1 F a1）= 0.4×6000 + 1.5×2500 = 6150 N
据：F a2/ F r2 = 5500/16500 = 0.33 ＜e，得：X2 = 1，Y2 = 0 P2 = f d（X2 F r2 + Y2F a2） = 16500 N
P2＞P1，用P2 计算轴承寿命。
Y
F
r
2
X Y X Y
0.40
1 0 0.4 1.5
4）计算轴承寿命
=??? ????=??? ??=3106610165009780050060106010εP C n L h 12562 h
2、一牵曳钩用2个M10(d 1=8.376mm)的普通螺栓固定于机体上，如图所示。已知接合面间摩擦系数 f =0.15，可靠性系数 K f =1.2，螺栓材料强度级别为6.6级，屈服极限σs =360MPa ，安全系数S =3。试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力R max =?（6分）
许用应力:360/3=120MPa
预紧力为 由公式4*1.3*[]F
d σ≥π
求出预紧力：F ′=5083.7N
最大牵引力与预紧力关系公式为 R K zm F f f ≥'
最大牵引力为R =1271N
五、改错题 （本题10分）
得分
试分析如图所示轴系结构中的错误，并加以改正。（指出错误之处，并编上号，简述其错误原因，并改正之。）（至少改正5处）
指出错误之处，并编上号，简述其错误原因（略）。
改正为：
2011年机械设计试题及答案
一、填空题及选择填空题（27分，每空1分）
1．当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现、和同时存在的现象，这种摩擦状态称为。
2. 一公称直径为d=16mm的螺纹副，螺纹头数n=2,螺距p=4mm, 螺
纹中径d2=D2=14mm,牙侧角β=15o,螺纹副材料的当量摩擦系数
f ′ =0.08~0.10, 经计算该螺纹副自锁性要求。
a.满足
b. 不满足
3. 导向平键连接的主要失效形式是，设计时通过
限制来进行耐磨性计算；半圆键的缺点是，所以主要适用于轴端。
4. 作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为φ=40o，相应的V带轮
轮槽的两侧面夹角则。
a.大于40o
b.小于40o
c. 等于40o。
5. 传动带所能传递的最大有效圆周力F max与、、
等因素有关，它们的值越大，F max就越大。当传递的外载荷超过时，带在带轮上发生打滑现象；而且在传动比大于1的情况下打滑总是先从小带轮上开始的，其原因是。6. 齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必须避免的失效形式是；软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是；高速重载齿轮传动易发生；轮齿的塑性变形常发生在
齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。
7. 下列齿轮参数中，对齿形系数Y F没有影响的是。
a. 齿数
b. 变位系数
c. 齿顶高系数
d. 压力角
e. 模数
8. 按国家标准GB/292-93规定，型号7212 C/DB轴承的类型
为，宽度类型为，精度等级为，公称接
触角α = o。
9. 对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是；对于不
转动、低速或摆动的轴承，主要失效形式是；对于高速轴承，
是其主要失效形式。
10. 滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成，其失效形式主要
是，主要发生在上。
二、问答题（24分,每小题4分）
1. 齿向载荷分布系数Kβ的物理意义是什么？改善齿向载荷分布不均
匀状况的措施有哪些？
2. 试述齿轮传动的设计准则。
3. 按在支撑轴上零件传递运动和动力时受到的载荷类型的不同，轴分为那几种类型？并分别举例说明。
4．给出滚动轴承的当量静载荷P0的定义。
5．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？
6．在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么？
三、分析计算题（29分,第一小题19分，第二小题10分）
1．一重物匀速升降装置采用如图a所示的电机+圆柱蜗杆传动系统，已知蜗杆传动的模数m =8mm，蜗杆头数及分度圆直径分别为z1=1、d1=80mm，蜗轮齿数z2=50，卷筒直径D=250mm。重物匀速升降的速度v=40m/min，最大载重量W为4kN，工况系数K A按1.0计，试分析、计算提升重物时的下列问题：
1）该装置以40m/min的速度匀速升起重物1m时，蜗杆应转多少转？
并在图中标明蜗杆的转向、蜗轮轮齿旋向、节点位置处蜗杆及蜗轮的受力方向。（5分）
2）若蜗杆与蜗轮齿面间当量摩擦系数f ′= 0.18，该机构能否自锁？
（2分）
3）若重物W=4kN，传动装置总的传动效率为η=0.5，试计算出电机的输出转矩T m应是多少？（2分）
4）若蜗轮轴采用如图b所示的两个角接触轴承7209 C支撑形式, L=100mm，蜗杆传动效率η1 = 0.7，卷筒、联轴器(连接蜗轮轴与卷筒轴)、蜗轮轴上轴承的效率合计为η2 = 0.8，轴承7209 C的基本额定动载荷和基本额定静载荷分别为C = 29800N、C0 = 23800N, 其内部轴向力S=0.4F r，径向载荷系数X和轴向载荷系数Y分别为
0.44和1.36，f T=1.0，f P=1.5，试计算轴承II的寿命L h为多少小
时？（10分）
2．图c所示为一托架，20kN的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃、也不滑移，试计算:
1) 该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′至少应
大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm3）（7分）
2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F′′要保证6956N，计算该螺栓所需预紧力F′、所受的总拉力F0。（3分）
四、结构题（20分）
1．试说明实现轴上零件轴向固定的五种方法，并分别画出相应于各种轴向固定方法的结构图；画出模锻轮坯、腹板式大齿轮在转轴的轴端实现轴向固定与周向固定的结构图（要求齿轮也要画出来）。（12分）
2．图d和图e为凸缘联轴器的两个半联轴器的将两根轴连接起来的两种形式的部分结构，请将未画出的其余部分补全，成为完整的结构。（5
分）
3. 现有成品一级标准圆柱齿轮减速器一台，输入轴与小齿轮采用普通
平键连接，轴与小齿轮轮毂配合段轴颈直径d=40mm，该轴段长度l=58mm，键槽长L=50mm,小齿轮轮毂键槽深t1=3.3mm。为得到比现有减速器更大的减速比，现在需要重新设计、更换该减速器的齿轮。
已知重新设计得到的齿轮模数m=3.0mm, 小齿轮齿顶圆直径d a1=69mm, 齿根圆直径d f1=55.5mm，齿宽b1=60mm，如果采用该小齿轮，试根据上述数据进行分析：该减速器的输入轴是否具有可以继续使用的可能性？（3分）
一、填空题及选择填空题（27分，每空1分）
1．当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象，这种摩擦状态称为混合摩擦。2. 一公称直径为d=16mm的螺纹副，螺纹头数n=2,螺距p=4mm, 螺
纹中径d2=D2=14mm,牙侧角β=15o,螺纹副材料的当量摩擦系数
f′=0.08~0.10, 经计算该螺纹副 a 自锁性要求。 a.满足 b.不满足
3. 导向平键连接的主要失效形式是工作面的磨损，设计时通
过
限制工作面间的压强来进行耐磨性计算；半圆键的缺点
是键槽对轴强度削弱较大，所以主要适用于轴端。
4. 作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为φ=40o，相应的V带轮
轮槽的两侧面夹角则 b 。
a.大于40o
b.小于40o
c. 等于40o。
5. 传动带所能传递的最大有效圆周力F max与初拉力F0、带在小带轮
上的包角α1、带与带轮间的摩擦系数f等因素有关，它们的值越大，F max就越大。当传递的外载荷超过最大有效圆周力下的承载能力
时，带在带轮上发生打滑现象；而且在传动比大于1的情况下，打滑总是先从小带轮上开始的，其原因是带在小带轮上的包角小于
大带轮上的包角（或带在大带轮上的包角大于小带轮上的包角）。6. 齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必须避免的失效形式
是轮齿折断；软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是齿面疲劳点蚀；高速重载齿轮传动易发生热胶合；轮齿的塑性变形常发生在
齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。
7. 下列齿轮参数中，对齿形系数Y F没有影响的是 e 。
a. 齿数
b. 变位系数
c. 齿顶高系数
d. 压力角
e. 模数
8. 按国家标准GB/292-93规定，型号7212 C/DB轴承的类型为角接
触球轴承，宽度类型为窄系列，精度等级为 P0 ，公称接触角α= 15 o。
9. 对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是疲劳点蚀 , 对于不转
动、低速或摆动的轴承，主要失效形式是局部塑性变形 , 对于高速轴承，发热以至胶合是其主要失效形式。
10. 滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成，其失效形式主
要是胶合和磨损，主要发生在轴瓦上。
二、问答题（24分,每小题4分）
1. 齿向载荷分布系数Kβ的物理意义是什么？改善齿向载荷分布不均
匀状况的措施有哪些？
K
β的物理意义——考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数。(2分)
措施：（答出以下7点中3点以下者1分，答出3点以上者2分）
1) 齿轮的制造和安装精度↑
2) 轴、轴承及机体的刚度↑
3) 齿轮在轴上的布置——合理选择
4) 轮齿的宽度——设计时合理选择
5) 采用软齿面——通过跑合使载荷均匀
6) 硬齿面齿轮——将齿端修薄、或做成鼓形齿
7) 齿轮要布置在远离转矩输入端的位置。
2. 试述齿轮传动的设计准则
评分标准：以下4点各点1分
（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。
（2）硬齿面式齿轮传动：通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。
（3）高速重载齿轮传动，还可能出现齿面胶合，故需校核齿面胶合强度。
（4）开式齿轮传动：目前多是按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大（加大10~15%）。
3. 按照轴所受载荷类型的不同，轴分为那几种类型？并分别举例说
明。
评分标准：以下3点各点1分，举例正确合计1分。
（1）仅受弯矩M的轴——心轴，只起支撑零件作用，如自行车前轴。
（2）仅受转矩T的轴——传动轴，只传递运动和转矩不起支撑作用，如汽车后轮传动轴。
（3）既受弯矩又受转矩的轴——转轴，既起支撑又起传运动和转矩作用，如减速器的输出轴。
4．给出滚动轴承的当量静载荷P0的定义。
当量静载荷是一个假想载荷，其作用方向与基本额定静负荷相同，而在当量静载荷作用下，轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。（4分）
5．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？
评分标准：以下6点中，答出1~2点2分，答出3~4点分3分，答出5~6点4分
1) 在高速重载下能正常工作，寿命长；
2) 精度高；滚动轴承工作一段时间后，旋转精度↓
3) 滑动轴承可以做成剖分式的—能满足特殊结构需要。如曲轴上的轴承；
4) 液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击。
5) 滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。
6) 起动摩擦阻力较大。
6．在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么？
评分标准：答出1点2分，答出2点3分，答出3点4分
1) 流体必须流经收敛间隙,而且间隙倾角越大则产生的油膜压力越大。
2) 流体必须有足够的速度；
3) 流体必须是粘性流体。
三、分析计算题（29分,第一小题19分，第二小题10分）
1．一重物匀速升降装置采用如图a所示的电机+圆柱蜗杆传动系统，
已知蜗杆传动的模数m =8mm，蜗杆头数及分度圆直径分别为z1=1、d1=80mm，蜗轮齿数z2=50，卷筒直径D=250mm。重物匀速升降的速度v=40m/min，最大载重量W为4kN，工况系数K A按1.0计，试分析、计算提升重物时的下列问题：
1）该装置以40m/min的速度匀速升起重物1m时，蜗杆应转多少转？
并在图中标明蜗杆的转向、蜗轮轮齿旋向、节点位置处蜗杆及蜗轮的受力方向。（5分）
2）若蜗杆与蜗轮齿面间当量摩擦系数f ′= 0.18，该机构能否自锁？（2分）
3）若重物W=4kN，传动装置总的传动效率为η=0.5，试计算出电机的输出转矩T m应是多少？（2分）
4）若蜗轮轴采用如图b所示的两个角接触轴承7209 C支撑形式, L=100mm，蜗杆传动效率η1= 0.7，卷筒、联轴器(连接蜗轮轴与卷筒轴)、蜗轮轴上轴承的效率合计为η2= 0.8，轴承7209 C的基本额定动载荷和基本额定静载荷分别为C = 29800N、C0 = 23800N, 其内部轴向力S=0.4F r，径向载荷系数X和轴向载荷系数Y分别为0.44和1.36，f T=1.0，f P=1.5，试计算轴承II的寿命L h为多少小
时？（10分）
1）蜗杆转：1*50/(3.14*D)=50/(3.14*0.25)=63.69(转) （1
分）
蜗轮转速：40/（3.14*0.25）=50.96r/min
蜗杆转向(1分)、蜗轮轮齿旋向(1分)、蜗轮蜗杆受力分析方
向如图所示（2分）。
2）写出公式得1分，结论正确得1分。
结论：该机构满足自锁性条件。
3）写出公式得1.5分，结论正确得0.5分。
4）公式、步骤都正确得9分（其中：轴承寿命计算公式占5分），
计算结果正确得1分。
'
'
''11tan tan 18
.0tan 1
.080/81/tan ργργργ<∴<∴===?==f d m z Nmm i T T Nmm
D W T T kN
W W m W 45
10250
5.010********/25040002/4?=??===?=?===∑η卷筒
2．图c 所示为一托架，20kN 的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算:
1) 该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′ 至少应
大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm 3）（7分）
2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F ′′ 要保证6956N ， 计算该螺栓所需预紧力F ′ 、所受的总拉力F 0。（3分）
1）
（1）、螺栓组联接受力分析：将托架受
力 情况分解成下图所示的受轴向载荷Q 和受倾覆力矩M 的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。（2分）
（2）计算受力最大螺栓的工作载荷F ：（1分）
Q 使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为)(50004
200001N Z Q F === 倾覆力矩M 使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，其值为：)(41.65935.22745
.2271062641
2
max
2N l Ml F i i =???==∑=
显然，轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大，均为：
一、填空（每空 1 分，共 20 分） 1在疲劳曲线上，以循环基数 N o 为界分为两个区：当 N> N ）时，为（ ）区; 当N< N o 时，为（ ）区。 2．刚度是指机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（ ）。 ）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形 ）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（ ° 二、判断题（每小题 1分，共10分）（正确的划，错误的划“X” ） 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．正是由于（ 式为（ ）和（ ）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ （ ）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（ ）边在上，（ 8．设计中，应根据被联接轴的转速、 （ ）和（ ）很大，因此导致传动的 ）在下。 ）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 ）个键计
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。（） &楔键只能用于单向传动，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s= 600MP& （） 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（每小题5分，共20分） 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F S= 0.68 F R , e= 0.68。当F A < e 时，X= 1, Y= 0；当 > e 时，X= 0.41 , Y= 0.87。 F R F R 问哪个轴承的寿命低？ F<=900N
机械设计基础期末试卷A（含参考答案） 一、填空题( 每空1分, 共分) 2. 一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是( )和( )。 齿面疲劳点蚀, 轮齿弯曲疲劳折断 3. 开式齿轮的设计准则是( )。 应满足，σF≤σFP 一定时，由齿轮强度所4. 当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数 d 决定的承载能力，仅与齿轮的( )或( )有关。 分度圆直径d1或中心距 5. 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取( )模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取( )模数为标准值。 法面；大端 6. 润滑油的油性是指润滑油在金属表面的( )能力。 吸附 7. 形成流体动压润滑的必要条件是( )、( )、( )。 ①两工作表面间必须构成楔形间隙；②两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油或其他流体；③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进，从小截面流出。 8. 滑动轴承的润滑作用是减少( )，提高( )，轴瓦的油槽应该开在( )载荷的部位。 摩擦：传动效率；不承受 9. 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力F t1的方向总是与( )，而径向力 F rl的方向总是( )。 与其旋转方向相反，指向圆心 10. 由于蜗杆传动的两齿面间产生较大的( )速度，因此在选择蜗杆和蜗轮材料时，应使相匹配的材料具有良好的( )和( )性能。通常蜗杆材料选用( )或( )，蜗轮材料选用( )或( )，因而失效通常多发生在( )上。 相对滑动；减摩、耐磨；碳素钢或合金钢，青铜或铸铁；蜗轮 11. 当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到( )，而带传动的最大有效拉力决定于( )、( )、( )和( )四个因素。 最大值；包角；摩擦系数；张紧力及带速 12. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而( )，随包角的增大而( )，随摩擦系数的增大而( )，随带速的增加而( )。 增大；增大；增大；减小 13. 在设计V带传动时，为了提高V带的寿命，宜选取( )的小带轮直径。 较大
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题 ( 共 20 分，每小题 2 分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 ( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般 在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( ) 。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000 转，则该轴承所承受的当量动载荷( ) 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承 pv 值 进行验算，其主要目的是( ) 。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制 轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( ) 三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ) 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在 V 带传动中，小轮包角一般应大于( ) 度。 A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 8、一齿轮传动，主动轮 1 用 45 号钢调质，从动轮 2 用 45 号钢正火，则它们的齿面接触应力( ) 。 A. H 1 H 2 B. H 1 H 2 C. H1 H 2 D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( ) 。 A. d2 B. i z2 C. i n2 D. i d1 i z1 n1 d2 d1 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HBS2( ) 小齿轮的齿面硬度HBS1 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题 ( 共 10 分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按初步确定的。 (1 分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。 (1 分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H]2。(1分) 1
机械设计12 一、是非题（每题2分，共10分） 1．选用滑动轴承的润滑油时，转速越高，选用油的粘度越高。（） 2．蜗杆传动，蜗杆头数越少，传动效率越低。（） 3．平键是靠键的两侧面来传递载荷。（） 4．链节距越大，链速也越不均匀。（） 5．螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能愈好。（） 二、选择题（每题2分，共10分） 1.闭式软齿面齿轮传动中，齿轮最可能出现的破坏形式为（）。 a.轮齿折断 b.齿面磨料磨损 c.齿面疲劳点蚀 2.三角带传动工作时，与带轮轮槽接触（）。 a.带的底面 b.带的顶面 c.带的两侧面 3.蜗杆传动比的表达式为（）。 a. b. c. 4.在带、链、齿轮组成的多级减速传动中，链传动应放在（）。 a.高速级 b.低速级 c.高、低均可 5.只承受弯矩的轴，称为（）。 a.转轴 b.心轴 c.传动轴 三、填充（每题2分，共14分） 1．当带传动的传动时，打滑首先发生在带轮的（）轮上。若正常工作时，在（）轮上带的速度大于带轮的速度。 2．根据滚动轴承代号，分别写出相应的含义 6216表示轴承类型（），内径尺寸（）mm。
30516表示轴承类型（），内径尺寸（）mm。 3．蜗杆传动的失效经常发生在（）。 参考答案 四、简答（共16分） 1．蜗杆传动散热计算不能满足时，试举出三种改进措施。（6分） 2．受横向载荷的普通螺栓联接强度计算时，为什么要把螺栓所受的轴向预紧力增大30%？（4分） 3．齿轮传动强度计算中的载荷系数K=KAKνKаKβ，式中KA、Kν、Kа、Kβ的物理含义？（6分） 参考答案 五、设计计算（共50分） 1．如图所示，已知输出轴上的锥齿轮Z4的转向n4，为了使中间轴Ⅱ上的轴向力能抵消一部分，试求：再图上标出各轮的转向。 判断蜗杆传动的螺旋角方向（蜗杆、蜗轮） 蜗杆、蜗轮所受各力方向以及锥齿轮Z3所受轴向力方向。（要求标在图上或另画图表示）（12分） 2．图示斜齿圆柱齿轮传动， 按Ⅱ轴轴向力平衡原则，确定齿轮3、4的旋向。 已知Mn1，T1，Z1,β，写出Ft1、Fr1、Fa1的计算式 判断齿轮1、4的受力方向（各用三个分力标在图上）（16分）
一、摆脱习惯性思维训练题 1、某人的衬衣纽扣掉进了已经倒入咖啡的杯子里，他赶紧从杯子里拾起纽扣，不但手不湿，连纽扣也是干的，这是怎么回事？（只倒了咖啡没倒水） 2、汽车司机的哥哥叫李强，可是李强并没有弟弟，这是怎么回事？（汽车司机是女的） 3、如果你口袋里的火柴盒中只剩下一根火柴，黑夜里你走进房间，房间里有蜡烛、油灯及煤气灶，那么，你先点燃什么？（先点燃火柴） 4、广场上有一匹马，马头朝东站立着，后来又向左转270°，请问，这时它的 尾巴指向哪个方向？（指向下边） 5、一天晚上，老王正在读一本很有趣的书，他的孩子把灯关了，尽管屋里一团 漆黑，可老王仍在继续读书，这是怎么回事？（盲文书） 6、天花板下悬挂两根相距5米的长绳，在旁边的桌子上有些小纸条和一把剪刀， 你能站在两绳之间不动，伸开双臂，两手各拉住一根绳子吗？ （先用一根绳子把剪刀缚住，推动剪刀使它移动，然后走过去用一只手抓住另一根绳，另一只手接过移动来的剪刀） 发散性思维——GPS的功能 1.确定移动物的确切位置； 2.追踪小偷； 3.测速； 4.为盲人指路； 5.研究地质（地质灾害预测）； 6.找离家出走的人（小孩、痴呆老人，嫌疑人） 7.测量湿度； 8.监测路面施工状况，起重大件位移、速度控制； 9.绘制地图； 10.导航; 11.考古。 1.列举体温计诸缺点 1)现有的体温计必须接触人体才能测量，在医院同一支体温计先后 来测量不同人的体温，有时可能会引起疾病传染； 2)体温计不能测量人体内脏的温度；
3)体温计不便于儿童测量体温； 4)体温计不便于测量人的额头温度； 5)体温计不便随身携带，随时测量； 6)体温计不能弯曲。 2.分析、鉴别缺点，确定创新主题，进行创新设计。 1)防传染，研制非接触体温计（红外辐射式）； 2)为测内脏温度，设计微型肠道温度计； 3)为便于儿童测量温度，设计汤匙型体温计； 4)针对不能弯曲和测额头温度，开发出额头薄片温度计； 5)为便于随身携带，研制戒指式温度计。 2 希望点列举法 缺点列举与希望点列举区别 原理:提出希望,经过归纳,实现创造。 步骤： 1)了解人们的需求心理（生理、安全、社交、自尊、自我实现、生产和科研需 求）【求新、求美、求异、求实、求全、求奇、求快、求廉、求健、求胜、求稳】“方便”（面、粥、净菜）；“肥胖”（减肥茶、健身，医疗）；“省电” 2)列举、收集希望点 a多观察、多联想，紧扣人们的需求b广泛征求意见或进行抽样调查c采用智力激励法实施列举 3）希望点的分析与鉴别 运用希望点列举法改进手机 1)希望手机与GPS联接，迷路时充当向导。2）希望手机高度智能化、情感 化，它是人的工具又是朋友，烦闷时谈心，孤寂时聊天。3）希望手机配医学专家系统，病时获诊断、处方。4）希望可以利用手机记帐和个人理财。5）希望手机在夜行时充当手电筒。6）希望手机上网像计算机上网一样方便。7）希望手机能接受电台、电视台的节目。8）希望生产出适合各种性格和年龄的人们使用的具有不同色彩的手机。9）希望手机的形状和体积像手表，可以轻松地戴在手上。10）希望手机的体积大幅度减少，从而将之设计为各种的服饰（如项链、领带夹、耳坠），悬挂、镶嵌或佩带在身上或服装上。11）希望手机同时也是一支精致的钢笔。12)希望手机没有电辐射的危害。13)希望手机具防窃、遗失提醒功能。14)希望手机可视通讯，采集、交换数据。15)希望手机具遥控器功能，甚至通讯控制家用电器。16）希望手机家庭、社会治安网连通。 IBM公司2000年8月在一次高科技展览会展示：耳环（耳机），项链（话筒），戒指（呼叫时灯闪烁），手表（拨入拨出号码显示，接入呼出按钮） 用属性列举法提出改进电风扇的新设想 1.对现有的电风扇进行分析，并列举属性 组成：电动机、扇叶、立柱、开关等；驱动：电力；功能：送风。 1)名词属性 整体：台式、落地式、吊式、壁式；部件：电动机、扇叶、网罩、立柱、底柱、控制器；材料：钢、铝合金、铸铁、塑料；制造方法：铸造、机加
《 机械设计基础 》试卷第1页（共6页） 《 机械设计基础 》 试卷第2页（共6页） XX 学院2014年1月院考试A 卷 机械设计基础 考试专业：08数控专业 考试时间：100分钟 一．填空题（每小题1分,共15分） １．平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 。 ２．在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为 。 ３．在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮便得到单方向 转动。 ４．滚子链传动中，链节距越 ，传递的功率越大。 ５．带动传动中，带轮直径越小，带的弯曲应力就越 。 ６．用范成法切制正常齿标准齿轮时，产生根切与否取决于被切齿轮的 。 7．带传动的主要失效形式是 和打滑。 8．工作时既承受弯矩又 传递转矩的轴叫 轴。 9．初步估算阶梯轴的最小直径，通常按 强度进行计算。 10．键的截面尺寸通常是根据 按标准选择的。 11．滚动轴承中，代号为6116的轴承，其内径为 。 12．普通平键的工作面是 面。 13．斜齿圆柱齿轮以 模数为标准模数。 14．为了不产生过大的轴向力，在斜齿轮的基本参数中， 不宜过大。 15．根据滑动轴承工作时的润滑状态不同， 可分为不完全液体润滑滑动轴承和 滑 动轴承。 二．选择题 （每小题2分 共30分） 1．当机构中主动件数目（ ）机构自由度数时，该机构具有确定的相对运动。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、大于或等于 2．一对标准齿轮啮合传动时，其啮合角（ ）其分度圆压力角。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、可能等于，也可能大于 3．欲保证一对直齿圆柱齿轮连续传动，其重合度ε应满足（ ）条件。 A 、ε=1 B 、1 ＞ε＞0 C 、ε＞1 D 、ε≥1 4．（ ）是带传动中所固有的物理现象，是不可避免的。 A 、打滑 B 、松驰 C 、弹性滑动 D 、疲劳破坏 5．在标准直齿外啮合圆柱齿轮传动中，齿形系数Y Fa 只取决于（ ）。 A 、齿形 B 、模数 C 、精度 D 、材料 6．键的长度主要根据（ ）从标准选定。 A 、传递功率的大小 B 、传递转矩的大小 C 、轮毂的长度 D 、轴的直径 7．对于螺旋转动来说，其传动效率η与螺旋升角ψ及当量摩擦角λV 有关，下述说法中正确的是（ ）。 A 、ψ越大，η越高 B 、ψ越小，η越高 C 、λV 越大，η越高 D 、λV 越小，η越低 8．当铰链四杆机构各杆长度的关系为：L AB =L BC =L AD ＜L CD （AD 为机架），则该机构是（ ）。 A 、曲柄摇杆机构 B 、双曲柄机构 C 、双摇杆机构 D 、转动导杆机构 9．型号为6315的滚动轴承，其内径是（ ）。 A 、15mm B 、60mm C 、75mm D 、90mm 10．在下列联轴器中，属于刚性联轴器的是（ ）。 A 、万向联轴器 B 、齿式联轴器 C 、弹性柱销联轴器 D 、凸缘联轴器 11．型号为7310的滚动轴承，其类型名称为（ ）。 A 、深沟球轴承 B 、调心球轴承 C 、滚针轴承 D 、角接触球轴承 12．选择齿轮精度的主要依据是齿轮的（ ）。 A 、圆周速度 B 、转速 C 、传递功率 D 、传递扭矩 13．选择蜗杆材料通常根据蜗杆的传动的（ ）。 A 、传动功率 B 、滑动速度 C 、传动比 D 、效率 座位号和姓名务必正确清楚填写。因填写错误或不清楚造成不良后果的，均由本人负责；如故意涂改、乱 答 题 请 勿 超 过 此 密 封 线 ， 否 则 视 为 无 效 。
精心整理《机械设计》课程试题（一） 一、填空题(每空1分共31分) 1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的（?????）。 2、三角形螺纹的牙型角α＝（???），适用于（???），而梯形螺纹的牙型角α＝（?????），适用 于（?????）。 3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（????）防松、（????）防松和（????）防松。 4、（?????）。 5 6 7 力（ ??? 8、（η= （ ??效率。 9 10 1、循环特性r=－1的变应力是（?????）应力。 A．对称循环变???B、脉动循环变?C．非对称循环变???D．静 2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是(???)。 A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm?B．减小Cb．增大CmC．增大Cb和Cm???D．减小Cb 和Cm 3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是(???)。
???A ．避免螺栓受附加弯曲应力作用?????B ．便于安装????C ．为安置防松装置 4、选取V 带型号，主要取决于（?????）。 ???A ．带的线速度???B ．带的紧边拉力 ???C ．带的有效拉力???D ．带传递的功率和小带轮转速 5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y 的主要几何参数是（?????）。 A ．齿轮的模数??? B ．齿轮的压力角?? C ．齿轮的齿数??? D ．齿轮的顶隙系数 6 b 1＝80，b 2＝???A ．7（????????A 8A 9????A 10A 、F 0＝1000N 总拉力F 2＝?剩余预紧力F 1＝?在预紧力F 0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max 为多少??? 2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。巳知模数m ＝8mm ，蜗杆头数z 1＝1，蜗杆分度圆直径d 1＝80mm ，蜗轮齿数z 2＝40，卷筒直径D ＝200mm ，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数f V ＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问： ???(1)欲使重物W 上升1m,手柄应转多少转?并在图上标出手柄的转动方向。 ???(2)若重物W ＝ 5000N ，手摇手柄时施加的力F ＝
同济大学 2012-2013《机械设计》 试题编号： 课程代号：2020202课程学时：72 总分 得分 一、填空题 (每空 1 分共 31 分) 1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的 2、三角形螺纹的牙型角α＝，适用于，而梯形螺纹的牙型角α＝，适用于。 3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。 4 、带传动在工作过程中，带内所受的应力有、 和，最大应力发生在。 5、链传动设计时，链条节数应选数(奇数、偶数)。链轮齿数应选数；速度较高时，链节距应选些。 6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按设计，按校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按设计，按校核。
8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率 η 1 、效率和效率。其中啮合效率η1 =，影响蜗杆传动总效率的主要 因素是效率。 9、轴按受载荷的性质不同，分为、、。 10、滚动轴承接触角越大，承受载荷的能力也越大。 得分 二、单项选择题 (每选项 1 分,共 11 分) 1、循环特性 r=－1 的变应力是应力。 A．对称循环变B、脉动循环变C．非对称循环变D．静2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是()。 A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm B．减小Cb．增大Cm C．增大Cb 和Cm D．减小Cb 和Cm 3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做 沉头座孔．其目的是 ()。 A．避免螺栓受附加弯曲应力作用B．便于安装 C．为安置防松装置 4、选取 V 带型号，主要取决于。 A．带的线速度B．带的紧边拉力
c．带的有效拉力D．带传递的功率和小带轮转速 5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y F的主要几何参数是。 A．齿轮的模数B．齿轮的压力角 C．齿轮的齿数D．齿轮的顶隙系数 7、同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料 由碳钢改为合金钢，可以提高轴的而不能提高轴的。 A．强度B．刚度 8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用。 A．深沟球轴承B．圆锥滚子轴承C．角接触球轴承 9、滑动轴承计算中限制pv 值是考虑限制轴承的。 A．磨损B．发热C．胶合D．塑性变形 10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比 C=5,则它的内径 D1等于。 A、30mm, B、24mm, C、36mm, D、40mm 得分 三、计算题 (38 分) 1、(15 分)有一受预紧力 F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，
试。题A 一、填空（每空1分，共20分） 1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（）区；当N＜N0时，为（）区。 2．刚度是指机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（）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（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”） 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s ＝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（每小题5分，共20分） 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S F ＝0.68R F ，e ＝0.68。当 R A F F ≤e 时，X ＝1，Y ＝0；当R A F F ＞e 时，X ＝0.41，Y ＝0.87。问哪个轴承的寿命低？ 1 2
机械设计试题[1] 一、单项选择题 1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为( ) A.零件 B.机构 C.构件 D.部件 2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( ) A.转动副 B.移动副 C.球面副
D.螺旋副 3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( ) A.分度圆 B.齿顶圆 C.齿根圆 D.基圆 4.机构具有确定相对运动的条件是( ) A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目 C.机构的自由度数目小于主动件数目 D.机构的自由度数目大于等于主动件数目 5.一般转速的滚动轴承计算准则为( ) A.进行静强度计算 B.进行极限转速计算 C.进行疲劳寿命计算 D.进行热平衡计算 6.柴油机曲轴中部的轴承应采用( ) A.整体式滑动轴承 B.部分式滑动轴承 C.深沟球轴承 D.圆锥滚子轴承 7.螺纹联接的自锁条件为( ) A.螺纹升角≤当量摩擦角 B.螺纹升角>摩擦角 D.螺纹升角≥当量摩擦角螺纹升角≥摩擦角C. ( ) 8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为???minmax B. A.???????minmax 2 ??????minminmaxmax C. D. ????????minmaxm) ( 9.铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置A. B.从动件与机架共线位置 D. 主动件与连杆共线位置C. 主动件与机架共线位置) ( 当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用10. A.深沟球轴承 B.推力球轴承 C.圆柱滚子轴承 D.圆锥滚子轴承 11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( ) A.对称循环 B.脉动循环 C.恒定不变 D.非对称循环 12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用( ) A.圆型带传动 B.同步带传动 C.V型带传动 D.平型带传动 13.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( ) A.最短杆 B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆 14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( ) A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接 D.紧定螺钉联接 15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动( ) A.将产生刚性冲击 B.将产生柔性冲击 C.没有冲击 D.既有刚性冲击又有柔性冲击 16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数Y值有关的参数是( ) FS A.工作齿宽b B.模数m C.齿数z D.压力角α
淄博市技师学院2016 —2017学年第二学期期末考试机械工程系2016级技师班《机械设计基础》试卷（闭卷） 考试时间：60分钟 一、填空题（每空1分，共20分） 1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是弯曲疲劳和齿面磨损。 2、开式齿轮的设计准则是按齿根弯曲疲劳强度计算。 3、高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是齿面胶合。 4、直尺锥齿轮强度计算时，应以大端当量为计算依据。 5、斜齿轮的当量齿轮是指假想圆柱的直齿轮。 6、啮合弧与齿距之比称为重合度，用。 7、渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角分别相等。 - 8、渐开线齿轮按原理可分为成形法和范成法两类。 9、齿轮的常见失效形式有齿面点蚀、轮齿折断、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。 10、渐开线蜗杆适用于高转速、大功率和要求精密的多头螺杆传动。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中心与齿轮的分度圆。 A.相切 B.相割 C.分离 2、一对渐开线圆柱齿轮的齿数少于17时，可采用的办法来避免根切。 A.正变位 B.负变位 C.减少切削深度 3、增加斜齿轮传动的螺旋角，将引起。 A.重合度减小，轴向力增加 B.重合度减小，轴向力减小 C. 重合度增加，轴向力增大 《 4、一对渐开线齿轮啮合传动时，两齿廓间。 A.保持纯滚动 B.各处均有相对滑动 C.除节点外各处均有相对滑动 5、齿轮采用渗碳淬火处理方法，则齿轮材料只可能是。 钢 6、一对标准直齿圆柱齿轮，若Z1 =18，Z2 =72，则这对齿轮的弯曲应力。 A.σF1 >σF2 B.σF1 =σF2 C.σF1 <σF2 7、齿面硬度为56 62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程。 A.齿坯加工—淬火—磨齿—滚齿 B.齿坯加工—淬火—滚齿—磨齿 C. 齿坯加工—淬火—滚齿—磨齿 8、对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，当大小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为。 % A.小齿轮淬火大齿轮调质 B.小齿轮淬火大齿轮正火 C.小齿轮正火，大齿轮调质 9、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于。 A.分度圆 B.基圆 C.节圆 10、滚动轴承的主要失效形式是。 A.疲劳点蚀 B.磨损和塑性变形 C.疲劳点蚀和塑性变形 三、判断题（每题2分，共20分） 1、（N ）基圆内存在渐开线。 2、（）与标准齿轮相比，负变位齿轮的齿根厚度及齿顶高减小，抗弯曲能力下降。 3、（N ）渐开线蜗杆齿轮传动适用于高转速、大功率和要求精密的单头蜗杆传动。 4、（Y ）闭式蜗杆齿轮传动中，蜗轮齿多发生齿面胶合或点蚀而失效。 & 5、（N ）渐开线的形状取决于分度圆的大小。
同济大学机械设计总复 习重点 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
同济机械学院《机械设计》复习要点 一、机械设计中的强度问题 1、几种稳定循环变应力 （1）变应力参数 最大压力 m ax σ 最小应力 min σ 应力幅 2 min max σσσ-=a 平均应力 2 min max σσσ+=m 应力比（循环特性） m ax m in σσγ= （2）对称循环变应力：max min σσ-=、max σσ=a 、0=m σ、1-=γ （3）脉动循环变应力：0min =σ、2 max σσ=a 、2 max σσ= m 、0=γ （4）静应力 2、变应力下的强度条件 （1）不同循环次数N 时的疲劳极限
当0N N 时 N m N K N N ?==γγγσσσ0 当0N N 时 γγσσ=N （2）同一循环次数，不同应力比（循环特性）γ时的疲劳极限 已知材料的机械性能1-σ、0σ（σ?）、s σ，可作出（材料的极限应力）γσ的简图 （σK ）零件的极限应力图 应力比：C =γ时 平均应力：C m =σ时 最小应力：C =min σ时 例：
二、机械传动 A 、带传动 1、带传动的工作情况分析 受力分析：0212F F F =+ e F F F =-21 αv f e F F =2 1 1201-=+=ααv v f f ec ec e e F F F F 1 1 202-=-=αv f ec ec e F F F F 1 1 20lim +-==ααv v f f ec f e e F F F 应力分析：拉应力 弯曲应力 离心拉应力 2min σσσ+=c 11max b c σσσσ++= 运动分析： 2、带传动的失效形式及设计准则：
考试科目： 机 械 设 计 考试时间： 120分钟 试卷总分 100分 一、简答题 （本大题共4小题，总计26分） 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？ （6分） 齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效，弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。 齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 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） 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩 擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。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或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。
3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6分） 联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 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） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 二、选择题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横 线上。 本大题共12小题，总计24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用B。 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 。 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 A 参数为标准值。 得 分
XX 学院2014年1月院考试A 卷 一．填空题（每小题1分,共15分） １．平面机构中，两构件通过点、线接触而构 成的运动副称为 。 ２．在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为 。 ３．在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮便得到单方向 转动。 ４．滚子链传动中，链节距越 ，传递的功率越大。 ５．带动传动中，带轮直径越小，带的弯曲应力就越 。 ６．用范成法切制正常齿标准齿轮时，产生根切与否取决于被切齿轮的 。 7．带传动的主要失效形式是 和打滑。 8．工作时既承受弯矩又 传递转矩的轴叫 轴。 9．初步估算阶梯轴的最小直径，通常按 强度进行计算。 10．键的截面尺寸通常是根据 按标准选择的。 11．滚动轴承中，代号为6116的轴承，其内径为 。 12．普通平键的工作面是 面。 13．斜齿圆柱齿轮以 模数为标准模数。 14．为了不产生过大的轴向力，在斜齿轮的基本参数中， 不宜过大。 15．根据滑动轴承工作时的润滑状态不同，可分为不完全液体润滑滑动轴承和 滑动轴承。 二．选择题 （每小题2分 共30分） 1．当机构中主动件数目（ ）机构自由度 数时，该机构具有确定的相对运动。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、大于或等于 2 ．一对标准齿轮啮合传动时，其啮合角（ ）其分度圆压力角。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、可能等于，也可能大于 3．欲保证一对直齿圆柱齿轮连续传动，其重合度ε应满足（ ）条件。 A 、ε=1 B 、1＞ε＞0 C 、ε＞1 D 、ε≥1 4．（ ）是带传动中所固有的物理现象，是不可避免的。 A 、打滑 B 、松驰 C 、弹性滑动 D 、疲劳破坏 5．在标准直齿外啮合圆柱齿轮传动中，齿形系数Y Fa 只取决于（ ）。 A 、齿形 B 、模数 C 、精度 D 、材料 6．键的长度主要根据（ ）从标准选定。 A 、传递功率的大小 B 、传递转矩的大小 C 、轮毂的长度 D 、轴的直径 7．对于螺旋转动来说，其传动效率η与螺旋升角ψ及当量摩擦角 V 有关，下述说法中正确的是（ ）。 A 、ψ越大，η越高 B 、ψ越小，η越高 C 、 V 越大，η越高 D 、 V 越小，η越低 8．当铰链四杆机构各杆长度的关系为：L AB =L BC =L AD ＜L CD （AD 为机架），则该机构是（ ）。 A 、曲柄摇杆机构 B 、双曲柄机构 C 、双摇杆机构 D 、转动导杆机构 9．型号为6315的滚动轴承，其内径是（ ）。 A 、15mm B 、60mm C 、75mm D 、90mm 10．在下列联轴器中，属于刚性联轴器的是（ ）。 座位号和姓名务必正确清楚填写。因填写错误或不清楚造成不良后果的，均由 答 题 请 勿 超 过 此 密 封 线 ， 否 则 视
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题（共20分，每小题2分） 1、 通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 （） A.剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B.稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C.磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D.磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、 设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角B —般在8°?20°范围内选取，B 太小斜齿 轮 传动的优点不明显，太大则会引起（）。 A.大的切向力 B.大的轴向力 C.小的切向力 D.小的轴向力 3、 若一滚动轴承的寿命为 1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷（） 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C.大于 D. 无法判断 4、 在不完全液体润滑滑动轴承设计中， 除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值 进行验算，其主要目的是（）。 A. 限制轴承过渡磨损 B.限制轴承的温升 C.保证轴承的强度 D.限制 轴承的质量 5、 通常，一部机器主要是由（）三部分构成的。 A.原动部分，传动部分，执行部分 B.原动部分，传动部分，控制部分 C.辅助系统，传动部分，控制部分 D.原动部分，控制部分，执行部分 6、 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 （）。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、 在V 带传动中，小轮包角一般应大于（）度。 &一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，贝尼们的 齿面接触应力（）。 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是（） 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HB3（） 小齿轮的齿面硬度HBS 。 A.大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题（共10分） 1、 在轴的结构设计中，轴的最小直径 d min 是按 ________ 初步确定的。（1分） 2、 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 ______ 与 _____________ 之和。（1分） 3、 在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H ]2 ___________________ 。（1分） A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 A. B. C. D. 无法判断 A. d 1 B. i 亞C. i Z 1 D. d 2
同济大学机械设计模拟试卷 ( A 卷) 学年第学期命题教师签名：审核教师签名：课号：课名：机械设计考试考查：考试此卷选为：期中考试( ) 、期终考试( ) 、补考( ) 试卷年级专业学号姓名得分 一．单项选择题(每题有一个且只有一个正确答案，请在括号内填上正确选项前的字母) （每题 1 分，共 11 分） 1. 不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv≤[pv]的目的主要是为了（）。 A. 防止边界膜压溃。 B. 防止轴承温升过高。 C. 防止轴瓦变形。 D. 防止轴瓦压溃。 2. 计算载荷等于（）。 A. 零件所受到的公称载荷。 B. 零件所受到的最小载荷。 C. 公称载荷与载荷系数的乘积。 D. 公称载荷与最大载荷的乘积。 3. 与花键联接相比，普通平键联接的特点是（）。 A. 对中性好。 B. 强度高。 C. 导向性好。 D. 成本低。 4. 齿轮轮齿修缘的目的是为了降低（）。 A. 使用系数。 B.动载系数。 C.齿间载荷分配系数。 D.齿向载荷分布系数。 5. V 带传动在正常工作时，有效拉力等于（） C. 初拉力的两倍。 D. 紧边与松边的拉力和。 6. 设计带传动时，使小带轮直径 d d1 ≥ d dmin 的主要目的是为了（）。 A.减小带的弯曲应力。 B.减小带的速度。 C.增大有效拉力。 D.增大包角。 7. 齿轮接触疲劳强度计算公式中，接触应力是按（）处参数计算的. A. 齿顶圆。 B.齿根圆。 C.节圆。 D.基圆。 8.普通平键的尺寸主要根据（）确定。 A.轴的直径和轮毂的长度。 B.轴和轮毂的材料 C. 轴和轮毂的对中性。 D. 轴上零件的受力方向。
一、填空题 1. 机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零且机构的原动件数等于机构的自由 度。 2. 在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中，等速运动规律运动规律有刚性冲击; 等加速 等减速运动规律和余弦加速度运动规律有柔性冲击; 正弦加速度运动规律无冲 击。 3. 带传动工作时，最大应力发生在在紧边进入小带轮处，带传动的主要失效形式是 打滑和疲劳破坏。 4. 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件为：模数相等和压力角相等，齿轮连续啮 合传动条件为：重合度大于1 。 5. 在齿轮传动设计时，软齿面闭式传动常因_ _齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触 疲劳强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算齿轮的齿根弯曲疲劳强度。 6. 齿轮传动以及蜗杆传动的效率均包括：（1）轮齿啮合效率n 1 、（2）搅油效率n 2 、（3）轴承效率n 3 ;总的传动效率为：n =n 5 ?n 3 ___________________________ 。7?在矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和三角形螺纹四种螺纹中，传动效率最高的是 _矩 形螺纹；双向自锁性最好的是三角形________________ 螺纹；只能用于单向传动的是_______ 锯齿形螺纹。 8. 普通平键的工作面是两侧面；楔键的工作面为键的一上下—面,平键的剖面 尺寸b x h按轴径d 来查取。 9. 代号为 72308的滚动轴承，其类型名称为角接触球轴承_____________ ，内径为 40 mm _2 ________ 为宽度系列代号， 3 _______ 为直径系列代号。 10. 圆柱螺旋压缩弹簧在工作时最大应力发生在弹簧丝内侧_______________ 。 二、问答题 1. 请说明平面机构速度瞬心的概念，并简述三心定理。 答：速度瞬心定义为：互相作平面相对运动的两构件上在任一瞬时其相对速度为零的重合 点。或说是作平面相对运动的两构件上在任一瞬时其速度相等的重合点（即等速重合点） 三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心，他们位于同一直线上。
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题(共20分，每小题2分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( )。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷( )基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值进行验算，其主要目的是( )。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( )三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( )。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在V 带传动中，小轮包角一般应大于( )度。 A. 90? B. 100? C. 150? D.120? 8、一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，则它们的齿面接触应力( )。 A. 12H H σσ> B. 12H H σσ< C. 12H H σσ= D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( )。 A. 21d i d = B. 21z i z = C. 21 n i n = D. 12d i d = 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 2HBS ( )小齿轮的齿面硬度1HBS 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题(共10分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min 是按 初步确定的。(1分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 与 之和。(1分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许用接触应力可取为1[]H σ与2[]H σ 。(1分)