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第4章 摩擦、磨损、润滑一、选择题1．现把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为（）。
A．摩擦理论B．磨损理论C．润滑理论D．摩擦学【答案】D2．当温度升高时，润滑油的粘度（）。
A．随之升高B．随之降低C．保持不变D．升高或降低视润滑油性质而定【答案】B二、填空题1．按摩擦状态不同，摩擦可分为______、______、______及______。
【答案】干摩擦；边界摩擦；流体摩擦；混合摩擦2．机械零件的磨损过程一般分为______、______及______三个阶段。
【答案】跑合磨损；稳定磨损；剧烈磨损3．按建立压力油膜的原理不同，流体润滑主要有______、______及______三种类型。
【答案】流体静力润滑；流体动力润滑；弹性流体动力润滑4．获得流体动压油膜的必要条件是______、______及______。
【答案】两滑动表面间必须具有收敛状的楔形油楔；移动件必须有足够的相对速度，且其速度方向应使润滑油从楔形大口流入，从小口流出；油具有一定的黏度，且供油充分5．在______润滑状态下，磨损可以避免，而在______及______润滑状态下，磨损则不可避免。
【答案】流体；边界；混合6．磨损按破坏机理不同，可分为______、______、______及______四种基本类型。
【答案】黏着磨损；磨粒磨损；表面疲劳磨损；腐蚀磨损7．弹性流体动力润滑计算是在流体动力润滑基础上又计入的主要因素有______及。
【答案】弹性变形；压力对黏度的影响8．工业用润滑油的黏度主要受______及______的影响。
【答案】温度；压力9．工业用润滑油的黏度因______而降低；在一定压强下，又因______而提高。
【答案】温度升高；压力增加10．润滑油的黏度是度量液体______的物理量。
【答案】内摩擦大小11．流体的黏性定律是______。
【答案】流体作层流运动时，油层的切应力r与其速度梯度成正比12．黏度指数M越大的油，其黏度受______变化越小。
第11章 带传动一、选择题1．平带、V带传动主要依靠（）传递运动和拉力。
A．带的紧边拉力B．带和带轮接触面间的摩擦力C．带的预紧力【答案】B4．带速v＞30 m/s、主动轴转速n1＝1×104～5×104r/min的带传动属于高速带传动，这种传动除要求带轮重量轻、质量均匀对称外，还在轮缘表面开环形槽，其目的是（）。
A．为了动平衡B．防止掉带C．减轻带轮重量D．防止带和轮缘表面间形成空气层而降低摩擦系数【答案】B7．带传动中，v1为主动轮圆周速度、v2为从动轮圆周速度、v为带速，这些速度之间存在的关系是（）。
A．v1＝v2＝vB．v1＞v＞v212D．v1＝v＞v2【答案】B10．带传动打滑总是（）。
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【答案】A13．带传动工作时，紧边拉力为F1，松边拉力为F2，若带速v＜10m/s，当载荷达到极限值，带将开始打滑还未打滑时，F1和F2的比值为（）。
A．F1/F2≈0B．F1/F2≈1C．F1/F2≈e fαD．1<F1/F2<e fα【答案】C16．V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是（）。
A．带的型号B．带的速度C．主动轮转速【答案】A二、填空题1．带传动的失效形式有______和______。
【答案】打滑；疲劳破坏2．带传动所能传递的最大有效圆周力决定于______、______、______和______四个因素。
【答案】初拉力；小带轮的包角；摩擦因数；带速3．传动带中的工作应力包括______、______和______。
【答案】拉应力；离心拉应力；弯曲应力4．单根V带在载荷平稳、包角为180°且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与______、______和______有关。
【答案】带型号；小带轮直径；小带轮转速5．在设计V带传动时，V带的型号根据______和______选取。
第二部分章节题库说明：本部分严格按照邱宣怀主编的《机械设计》（第4版）教材内容进行编写，每一章都精心挑选经典常见考题，并予以详细解答。
熟练掌握本书考题的解答，有助于学员理解和掌握有关概念、原理，并提高解题能力。
第1篇总论第1章机械设计概论一、选择题下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重钩，火车车轮，颚式破碎机上的V带轮，减速器中的齿轮。
其中有（）是专用零件。
A．3种B．4种C．5种D．6种【答案】C二、填空题1．产品样机试验完成后，为使设计达到最佳，需对设计方案进行及评价工作。
【答案】技术评价；经济2．产品设计中的“三化”是指、及。
【答案】标准化；系列化；通用化3．贯彻标准化的好处主要有、及。
（列举三项）【答案】减少设计工作量，缩短设计周期；为专业化生产创造条件，提高产品质量，降低制造成本；增大互换性，便于维修；有利于增加产品品种，扩大生产批量，容易收到优质高产、低消耗的经济效果；可集中成功经验，减少技术过失事故的重复出现4．产品的开发性设计的核心是及设计工作。
【答案】功能设计；结构5．在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生应力，也可能产生应力。
【答案】静；变6．机械设计的一般程序为______。
【答案】产品规划，方案设计，技术设计，施工设计三、问答题1．机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：（1）产品规划：主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
（2）方案设计：在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
（3）技术设计：完成总体设计、部件设计、零件设计等。
（4）制造及试验：制造出样机、试用、修改、鉴定。
2．标准化的重要意义是什么？答：标准化的意义在于可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
第14章 链传动一、填空题1．链传动中，即使主动链轮的角速度是常数，也只有当______时，从动轮的角速度和传动比才能得到恒定值。
[西南交通大学1998研]【答案】z1=z2，中心距是链节距的整数倍【解析】当z1=z2，中心距是链节距的整数倍时，瞬时传动比为恒定值，且恒为1。
2．对于高速重载的套筒滚子链传动，应选用节距______的排链；对于低速重载的套筒滚子链传动，应选用______节距的链传动。
[华中理工大学1998研]【答案】小；大【解析】高速重载时，为了减轻多边形效应，应选小节距链；同时为了满足重载要求，须采用多排链。
低速重载时，由于速度低，由多边形效应带来的动载荷相对较小，因此优先考虑大节距链，以解决满足承载能力这一主要问题。
二、判断题1．链传动的平均传动比恒定不变。
（）[重庆大学2001研]【答案】对【解析】根据链传动平均传动比的定义i=n1/n2=z2/z1可知，平均传动比i只与大小链轮的齿数有关。
尽管链传动的平均传动比恒定，但其瞬时传动比却是时时变化的。
三、选择题1．有一减速装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案（）为好。
[山东大学2004研]A．带传动→齿轮传动→链传动B．链传动→齿轮传动→带传动C．带传动→链传动→齿轮传动D．链传动→带传动→齿轮传动【答案】A【解析】带传动通常放在传动系统的高速级，链传动不适合高速场合。
2．套筒滚子链传动中心距过小的缺点是（）。
[国防科技大学2000研]A．链条工作时颤动，运行不平稳B．链条运动不均匀性与冲击性作用增强C．链条磨损快，小链轮上的包角小D．容易发生“脱链”现象【答案】C【解析】中心距过小则单位时间内链条的绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳，链寿命短；同时链条在小链轮上包角变小，轮齿受力大。
3．应用标准套筒滚子链传动的额定功率曲线，必须根据（）来选择链条的型号和润滑方法。
[上海交通大学2000研]A．链条的圆周力和传递功率B ．小链轮的转速和计算功率C ．链条的圆周力和计算功率D ．链条的速度和计算功率【答案】B四、简答题如图14-14所示为链传动与带传动组成的减速传动装置简图。
第8章 过盈联接一、选择题1．某过盈配合连接，若仅将过盈量增加一倍，则传递转矩( )。
A ．增加一倍B ．增加二倍C ．不变D ．增加四倍【答案】A 。
由配合面间所能产生的摩擦力矩和与径向压力间、过盈量与径向压力间的关系可知，过盈量与传递扭矩T 的关系式为∆31111210dlf T C C E E π∆=⎛⎫+⨯ ⎪⎝⎭2．影响过盈配合连接承载能力最为敏感的因素是配合面的（ ）。
A ．直径尺寸B ．摩擦系数C ．过盈量D ．表面粗糙度【答案】C 。
过盈连接的过盈量越大，装配后表面间的压力越大，过盈连接的承载能力越大。
3．如图1-22所示齿轮与轴通过过盈配合相联接，若按左图设计比右图合理，理由是（）。
A．联接强度高B．节约材料C．装拆方便D．刚性较好二、填空题1．过盈连接的承载能力取决于______和______。
【答案】连接的摩擦力或力矩；连接中各零件强度。
(2)过盈连接的承载能力是由哪些因素决定的?【答案】过盈连接的承载能力是由连接的结构尺寸、过盈量、材料的强度以及摩擦系数、表面粗糙度、装配方法等共同决定的。
(3)在对过盈连接进行验算时，若发现包容件或被包容件的强度不够时，可采取哪些措施来提高连接强度?【答案】主要采取以下几种措施来提高连接强度：①增大配合处的结构尺寸，从而可减小过盈量，降低连接件中的应力；②增大包容件和被包容件的厚度，提高连接强度；③改用高强度的材料；④提高配合面的摩擦系数，从而减小过盈量。
三、分析计算题1．现有45钢制的实心轴与套筒采用过盈连接，轴径d=80mm ，套筒外径d 2=120mm ，配合长度l=80mm ，材料的屈服极限σS =360MPa ，配合面上的摩擦系数f=0.085，轴与孔配合表面的粗糙度分别为及，传递的转矩T=1600N·m ，试设计此过盈连接。
解：（1）确定压力p（2）确定最小有效过盈量，选定配合种类已知轴材料为45钢，则，，且，故有：03.μ=则最小过盈量：由题可知表面粗糙度，查设计手册或教材表，取，，则最小有1 6.3z R μ=210z R m μ=效过盈量：由公差配合表选配合，其孔的公差，轴的公差，此标准配合可能产生的最大过盈量最小过盈量，合用。
第17章 滑动轴承一、选择题1．设计动压径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度hmin不够大，在下列改进措施中，最有效的是（）。
A．减小轴承的宽径比B/dB．增大相对间隙ψC．增大供油量【答案】B2．下列各种机械中，（）只采用滑动轴承。
A．大型水轮发电机主轴B．电动机转子C．中小型减速器齿轮轴D．铁路客车车辆车轮支承【答案】A4．一径向滑动轴承，公称直径d＝80 mm，相对间隙ψ＝0.001，宽度B＝80 mm，工作载荷为Fr＝2×104 N，轴颈转速n＝960 r/min。
今查得其在液体摩擦状态下工作的耗油量系数Co＝0.12，则它的润滑油流量为（）m3/s。
A．0.151×10-5B．0.31×10-5D．1.246×10-7【答案】B二、填空题1．机械零件的磨损过程分三个阶段：______阶段、______阶段和______阶段。
【答案】跑合；稳定；磨损2．滑动轴承使用轴瓦的目的是______、降低成本及______。
【答案】节约贵重金属；维修方便3．影响润滑油粘度的主要因素有______和______。
【答案】温度；压力4．两摩擦面之间的典型摩擦状态有______状态、______状态、______状态和______状态。
不完全液体摩擦滑动轴承一般工作在______状态和______状态，液体动压滑动轴承工作在______状态，滑动轴承不允许出现______状态。
【答案】干摩擦；边界摩擦；混合摩擦；液体摩擦；边界摩擦；混合摩擦；液体摩擦；干摩擦5．不完全液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是______和______。
防止滑动轴承发生胶【答案】磨损；胶合；维护边界膜不被破坏6．对不完全液体摩擦滑动轴承工作能力的验算项目为______、______及______。
【答案】7．设计不完全液体摩擦滑动轴承时，验算P≤[P]是为了防止______；验算pv≤[pv]是为了防止______。
第17章 滑动轴承一、选择题1．下列叙述错误的是（）。
[西安交通大学2007研]A．滑动轴承的摩擦阻力一定比滚动轴承大B．一般来讲，与滚动轴承相比滑动轴承径向尺寸小C．一般来讲，与滚动轴承相比滑动轴承运转平稳，噪声低D．滑动轴承可以用在转速很高的情况下【答案】A【解析】滑动轴承与滚动轴承相比。
优点：与滚动轴承同等体积的载荷能力要大很多；振动和噪音小，使用于精密度要求高，又不允许有振动的场合；对金属异物造成的影响较小，不易产生早起损坏。
缺点：摩擦系数大，功率消耗；不适于大批量生产，互换性不好，不便于安装、拆卸和维修。
内部间隙大，加工精度不高。
传动效率低，发热量大，润滑维护不方便，耗费润滑剂。
载荷、转速和工作温度适应范围窄，工况条件的少量变化，对轴承的性能影响较大。
不能同时承受径向和轴向载荷。
2．下列各种机械设备中，（）只采用滑动轴承。
[国防科技大学2002研]A．大型水轮发电机主轴B．中小型减速器齿轮轴C．发电机转子D．铁路机车车辆行走部分【答案】A【解析】滑动轴承常用在工作转速高、特大冲击与振动、径向空间尺寸受到限制或必须剖分安装、以及需在水或腐蚀性介质中工作的场合。
3．一滑动轴承公称直径d=80mm ，相对间隙，已知该轴承在液体摩擦状0.002ϕ=态下工作，偏心率x=0.48，则最小油膜厚度（ ）。
[中南大学2005研]min h =A ．84μm B ．42μm C ．76μm D ．38μm【答案】B【解析】最小油膜厚度。
3min (1)=40100.0021-0.48μm=42μm h r x ϕ=-⨯⨯⨯（）4．在滑动轴承设计中，如果轴承宽度较大，宜采用______结构。
[北京理工大学2006研]A ．整体式B ．部分式C ．自位式D ．多楔式【答案】C5．在设计液体动压径向滑动轴承时，如相对间隙ψ、轴颈转速n ，润滑油黏度η和轴承的宽径比B/d ，均已取定时，在保证得到动压润滑的情况下，偏心率ε越大时，则______。
第1章 机械设计概论一、填空题机械设计中所谓的失效是指______，常见的失效形式有______、______、______等。
[北京航空航天大学2001研]【答案】在设计预定的期间内，并在规定的条件下，不能完成正常的功能；整体断裂；零件的表面破坏；过大的残余变形【解析】机械零件的失效形式主要有：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。
二、判断题1．机械零件的强度和刚度等性能通常采用额定载荷进行计算。
（）[北京理工大学2004研]【答案】错【解析】用于机械零件设计计算的载荷通常是计算载荷。
2．根据原动机额定功率计算出作用在零件上的载荷称为计算载荷，用此载荷代入材料力学公式计算出的应力称为计算应力。
（）[大连理工大学2002研]【答案】错【解析】根据原动机额定功率计算出作用在零件上的载荷称为名义载荷；名义载荷乘以载荷系数得到的是计算载荷。
零件的计算应力是消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。
3．增大零件的截面尺寸只能够提高零件的强度不能提高零件的刚度。
（）[上海大学2006研]【答案】错【解析】零件截面尺寸的增大不仅能提高零件的强度，同时也可提高零件的刚度。
三、选择题a．零件设计；ｂ．总体设计；ｃ．技术设计，1．设计一台机械，包含以下几项工作：它们进行的顺序大体上是______。
[上海大学2005研]2．零件的工作安全系数为（）。
[中南大学2005研]A．零件的极限应力比许用应力B．零件的工作应力比许用应力C．零件的极限应力比零件的工作应力D．零件的工作应力比零件的极限应力【答案】A【解析】零件的工作安全系数计算公式为：。
故选A 项。
lim []S σσ=3．零件的形状、尺寸、结构、精度和材料相同时，磨削加工的零件与精车加工的零件相比，其疲劳强度（ ）。
[大连理工大学2001研]A ．较高B ．较低C ．相同【答案】A【解析】磨削加工与精车加工相比，后者的表面质量不如前者，而表面质量越高，零件的疲劳强度越高，因此，磨削加工的零件，其疲劳强度比精车加工高。
第十五章轴一、选择题15-1 工作时承受弯矩并传递转矩的轴,称为___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-2 工作时只承受弯矩,不传递转矩的轴,称为___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-3 工作时以传递转矩为主,不承受弯矩或弯矩很小的轴,称为___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-4 自行车的前轴是___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-5自行车的中轴是___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-6 题15-6图表示起重绞车从动大齿轮1和卷筒2与轴3相联接的三种形式,图中a为齿轮与卷筒分别用键固定在轴上,轴的两端支架在机座轴承中;图中b 为齿轮与卷筒用螺栓连接成一体,空套在轴上,轴的两端用键与机座联接;图中c为齿轮与卷筒用螺栓连接成一体,用键固定在轴上,轴的两端支架在机座轴承中,以上三种形式中的轴,依次为___.(1)固定心轴,旋转心轴,转轴 (2)固定心轴,转轴,旋转心轴（3）旋转心轴,心轴,固定心轴 (4)旋转心轴,固定心轴,转轴 (5)转轴,固定心轴,旋转心轴 (6)转轴,旋转心轴,固定心轴15-7 如图所示,主动齿轮1通过中间齿轮2带动从动轮3传递功率,则中间齿轮2的轴O2是___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴题 15-6图题15-7图1-大齿轮 2-卷筒 3-轴 1-主动齿轮 2中间齿轮 3-从动齿轮15-8 轴环的用途是___.(1)作为轴加工时的定位面 (2)提高轴的强度 (3)提高轴的刚度 (4)使轴上零件获得轴向定位15-9 当轴上安装的零件要承受轴向力时,采用___来进行轴向固定,所能承受的轴向力较大.(1)螺母 (2)紧定螺钉 (3)弹性挡圈15-10 增大轴在截面变化处的过渡圆角半径,可以___.(1)使零件的轴向定位比较可靠 (2)降低应力集中,提高轴的疲劳强度 (3)使轴的加工方便15-11 轴上安装有过盈配合的零件时,应力集中将发生在轴上___.(1)轮毂中间部位 (2)沿轮毂两端部位 (3)距离轮毂端部为1/3轮毂长度处15-12 采用表面强化如碾压、喷丸、碳氮共渗、氧化、渗氮、高频活火焰表面淬火等方法,可显著提高轴的___.(1)静强度 (2)刚度 (3)疲劳强度 (4)耐冲击强度15-13 在轴的初步计算中，轴的直径是按___来初步确定的.(1)抗弯强度 (2)扭转强度 (3)复合强度 (4)轴段上零件的孔径15-14 减速器中,齿轮轴的承载能力主要受到___的限制.(1)短期过载下的静力强度 (2)疲劳强度 (3)脆性破坏 (4)刚度15-15 转轴上载荷和支店位置都已经确定后，轴的直径可以根据___来进行计算或校核.(1)抗弯强度 (2)扭转强度 (3)扭转刚度 (4)复合刚度15-16 已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是___.15-17 已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是___.15-18 已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是___.15-19 已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是___.题15-16图题15-17图题15-18图15-20 一展开式两级齿轮减速器的传动简图如图所示,高速轴ab右端与电动机相连,则高速轴的转矩图是___.题15-19图题15-20图15-21 上题图中齿轮减速器的中间轴cd的转矩图是___.15-22 一分流式两级齿轮减速器的传动简图如图所示, 高速轴ab右端与电动机相连,则高速轴的转矩图是___.15-23 上题图中齿轮减速器的中间轴cd的转矩图是___.15-24 如图所示,轴上安装一斜齿圆柱齿轮,分度圆直径d=400mm,齿轮的圆周力Ft=2000N,轴向力Fx=320N,径向力Fr=800N,则轴在垂直平面(即图纸平面)内的弯矩图是___.15-25 某轴的合成弯矩和转矩图如图所示,设扭剪应力按对称循环变化,则最大当量弯矩Me是___N·m.(1)224 (2)337 (3)450 (4)559题15-21图题15-22图题15-23图题15-24图题15-25图二、分析与思考题15-26 轴的常用材料有那些?各适用于何种场合?如何选择?15-27 在同一工作条件下,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,为什么只提高了轴的强度而不能提高轴的刚度?15-28 轴的设计应考虑哪些方面的问题?其中哪些问题是必须考虑的?哪些问题有特殊要求时才考虑?15-29 轴结构设计主要内容有哪些?15-30 轴上零件的轴向固定方法有哪些种?各有什么特点?15-31 轴上零件的轴向固定方法有哪些种?各有什么特点?15-32 为什么转轴常设计成阶梯形结构?15-33 轴的强度设计方法有那几种?它们各适用于何种情况?15-34 利用公式估算轴的直径时,应如何选取c值,对计算所得结果应如何最后取值?15-35 按当量弯矩计算轴的强度时,公式中,的含义是什么?如何取值?15-36 轴受载以后,如果产生过大的弯曲变形或扭转变形,对机器的正常工作有什么影响?试举例说明.15-37 如何提高轴的疲劳强度?如何提高轴的刚度?15-38 图示为轴上零件的两种布置方案,功率由齿轮A输入,齿轮1输出转矩T1,齿轮2输出转矩T2,且T1>T2,试比较两种布置方案中各段轴所受转矩的大小.题15-38图题15-39图15-39 图示带式运输机的两种传动方案,若工作情况相同,传递功率一样,试比较:(1)按方案a设计的单级减速器,如果改用方案b,减速器的哪根轴的强度要重新核验,为什么?(2)两种方案中,电动机轴受力是否相同?(方案a中V带传动比等于方案b中开式齿轮传动比).15-40 校核轴的强度时,如何判断轴的危险截面?怎样确定轴的许用应力?15-41 如需要对轴的疲劳强度的精确校核,应具备什么条件?15-42 何谓轴的共振?何谓轴的临界转速?15-43 什么叫刚性轴?什么叫挠性轴?设计高速运转的轴时,应如何考虑轴的工作转速范围?三、设计计算题15-44 有一离心水泵,由电动机经联轴器带动,传递功率P=3KW,转速n=960r/min,轴的材料为45钢调质,试按强度要求计算轴所需的最小直径?15-45 已知一传动轴直径d=32mm,转速n=900r/min,如果轴上的扭剪应力不允许超过70MPa,问该轴能传递多大功率?15-46 直径d=75mm的实心轴与外径do=85mm的空心轴的扭转强度相同,设两轴的材料相同,试求该空心轴的内径di和减轻重量的百分率?15-47 试确定一传动轴的直径.已知:轴的材料为Q255钢,传递功率P=15KW,转速n=80r/min.(1)按扭转强度计算;(2)按扭转刚度计算.(设其扭转变形在1000mm长度上不允许超过0.5°)15-48 试设计一单级直齿圆柱齿轮减速器的主动轴,轴的材料用45钢,调质处理.已知:轴单向转动,工作时有振动,传递转矩T1=1.75×105N·mm,齿轮模数m=4mm,齿数z=20,啮合角α=20°,齿宽b=80mm,轴输入端与联轴器相联,轴承间距为160mm.15-49 试设计一圆锥齿轮传动的小齿轮轴,并校核Ⅰ—Ⅰ截面(只受转矩)以及靠近齿轮的轴承的安全系数.已知:传递功率P=35KW,轴的转速n=940r/min,单向回转,传动比i=2,齿数z1=20,模数m=6mm,齿宽b=50mm,轴的材料为45钢,正火处理.题15-48图题15-49图15-50 设计如图所示的斜齿圆柱齿轮减速器的输入轴.已知该轴输入功率P=37.5KW,转速n=960r/min,小齿轮节圆直径d1=150mm,模数mn=4mm,齿宽b=150mm,螺旋角β=15°20′,法向压力角αn=20°,轴的材料为45钢正火.电动机轴径为65mm,初选组合代号303的圆锥滚子轴承.15-51 根据题15-50的计算结果,校核小齿轮处轴的挠度(用等效直径法和变形能法).15-52 一渐开线直齿圆柱齿轮减速器的中间轴的尺寸和布置如图所示,已知其传递的转矩T=400N·m,大小齿轮压力角均为α=20°的标准齿轮,轴的材料为45钢,调质处理,轴需双向运转,齿轮与轴均采用配合并采用圆头普通键联接.轴上圆角半径均为r=1.5mm,试验算此轴的疲劳强度.题15-50图题15-52图15-53 根据题15-52的计算结果,校核图15-52所示截面Ⅱ—Ⅱ处轴的挠度.许用挠度[y]=0.003Lmm,L为支店间的距离.15-54 设计如图所示的单级斜齿圆柱齿轮减速器的低速轴.已知:电动机额定功率P=4KW,转速n1=750r/min,n2=130r/min,大齿轮节圆直径d2′=300mm,齿宽b2=90mm,轮齿螺旋角β=12°,法面压力角αn=20°.工作机为输送带,载荷平稳.要求: (1)完成轴的全部结构设计;(2)根据弯扭合成理论验算轴的强度;(3)精确校核轴的危险截面的安全系数.15-55 一传动轴直径为55mm,转矩由轮1输入,T1=11.52×105N·mm,分别由轮2和轮3输出,轮2输出转矩T2=6.91×105N·mm,轮3输出转矩T3=4.61×105N·mm.求轮2相对轮3的扭转角.15-56 如图所示,钢轴直径d=25mm,圆盘重W=150N,试计算轴的第一阶临界转速nε1.15-57 一直径为50mm的钢轴上装有两个圆盘,布置如图所示.不计轴本身重量,试计算此轴的第一阶临界转速.若已知轴的工作转速n=960r/min,分析此轴属于刚性轴还是挠性轴?轴工作时的稳定性如何?题15-54图题15-55图题15-56图题15-57图四、结构设计题15-58 试分析题图15-58a、b、c、d中的结构错误,分别说明理由,并画出正确地结构图.15-59 指出图中轴的结构设计有哪些不合理,并画出改正后的轴结构图.题15-58图题15-59图15-60 齿轮轴上各零件的结构及位置如图所示,试设计该轴的外形并定出各段的直径.题15-60图15-61 图示滑轮的直径D=400mm,轴支点跨距L=160mm,起重量W=10000N.要求: (1)确定轴的直径,轴的材料用45钢,调质处理.(2)画出滑轮轴的结构图.题15-61图15-62 为了改进轴的结构,减少应力集中,提高轴的疲劳强度,在下列情况下应采取什么措施?并绘图说明.(1)设计轴肩时:①为了能使轴上零件得到可靠的定位,其轴肩的过渡圆半径r与相配零件的圆角半径R或倒角尺寸C的结构形式.②当与轴相配的零件必须采用很小的圆角半径R时,可采用哪些结构形式.(2)如轴上有直角凹槽、键槽、花键等,应采用的结构措施.(3)如轴与轴上零件为过盈配合时,应采用的结构措施.。
机械设计习题及答案第一篇总论第一章绪论一．分析与思考题1-1 机器的基本组成要素是什么?1-2 什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。
1-3 什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例。
第二章机械设计总论一．选择题2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。
(1) 专用零件的部件 (2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件 (3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件 (4) 标准化的零件和部件2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。
其中有_____是专用零件。
(1) 3种 (2) 4种 (3) 5种 (4) 6种2-3变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。
(1) 一个 (2) 两个 (3) 三个 (4) 四个2-4 零件的工作安全系数为____。
(1) 零件的极限应力比许用应力 (2) 零件的极限应力比零件的工作应力(3) 零件的工作应力比许用应力 (4) 零件的工作应力比零件的极限应力2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。
(1) 屈服点 (2) 疲劳极限 (3) 强度极限 (4) 弹性极限二．分析与思考题2-1 一台完整2-3 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?2-2 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?2-3 什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度?2-4 什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些?2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么?2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450，2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?第三章机械零件的强度一．选择题3-1 零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。
第7章 键、花键、销、成形联接一、填空题1．普通平键用于______连接，其工作面是______面，工作时靠______传递转矩，主要失效形式是______。
【答案】静；两侧；侧面受挤压和剪切；工作面被压溃2．楔键的工作面是______，主要失效形式是______。
【答案】上、下面；压溃3．平键的剖面尺寸通常是根据______选择，长度尺寸主要是根据______选择。
【答案】轴的直径；轮毂长度4．导向平键和滑键用于______连接，主要失效形式是______，这种连接的强度条件是______。
【答案】动；磨损；耐磨性条件P≤[P]5．同一连接处使用两个平键，应错开______布置；采用两个楔键或两组切向键时，要错开______；采用两个半圆键，则应______。
【答案】180° 120°布置在一条直线上6．在平键连接中，静连接应校核______强度；动连接应校核______强度。
【答案】挤压；耐磨7．平键连接工作时，是靠______和______侧面的挤压传递转矩的。
【答案】键；键槽8．花键连接的主要失效形式，对静连接是______，对动连接是______。
【答案】齿面压溃；齿面磨损9．______键连接，既可传递转矩，又可承受单向轴向载荷，但容易破坏轴与轮毂的对中性。
【答案】楔10．平键连接中的静连接的主要失效形式为______，动连接的主要失效形式为______；所以通常只进行键连接的______强度或______计算。
【答案】较弱零件的工作面被压溃；磨损；挤压；耐磨性11．半圆键的______为工作面，当需要用两个半圆键时，一般布置在轴的______。
【答案】两侧面；同一母线上12．花键联接的主要优点是______。
【答案】齿数较多且受力均匀，承载能力高；槽浅，齿根应力集中小，对轴和毂的强度削弱较轻；轴上零件与轴的对中性好二、问答题1．普通平键有哪些失效形式？主要失效形式是什么？怎样进行强度校核？如经校核判断强度不足时，可采取哪些措施？答：（1）普通平键的失效形式有工作面被压溃，个别情况会出现键被剪断。
第7章 键、花键、销、成形联接一、填空题1．轴上的键槽通常采用______加工方法获得。
[华南理工大学2006研]【答案】铣削2．键连接中，导向平键主要用于______连接，而工作面是______，主要失效形式是______。
[哈尔滨工业大学2004研]【答案】动；两侧面；磨损【解析】导向平键连接（动连接），键的两侧面是工作面；其主要失效形式是工作面的过度磨损。
3．如需在同一轴段安装一对半圆键时，应将它们布置在______。
[国防科技大学2001研]【答案】轴的同一根母线上【解析】两个平键应布置沿周向相隔180°；两个半圆键应布置在轴的同一条母线上；两个楔键则应布置在沿周向相隔90°～120°。
两个切向键应布置沿周向相隔120°～130°。
4．当轴上零件需在轴上作距离较短的相对滑动，且传递转矩不大时，应用______键连接；当传递转矩较大，且对中性要求高时，应用______键连接。
[华中科技大学2001研]【答案】导向平键；花5．在键连接中，______和______用于动连接。
当轴向移动距离较大时，宜采用______，其失效形式为______。
[北京航空航天大学大学2001研]【答案】导向平键；滑键；滑键；工作面的磨损【解析】当零件需滑移的距离较大时，因所需导向平键的长度过大，制造困难，故宜采用滑键。
二、判断题1．设计普通平键的设计时，若采用两个按180°对称布置的平键时，强度比采用一个平键要大。
（）[山东大学2004研]【答案】对【解析】在键的强度校核时，如果强度不够，可采用双键结构。
此时考虑到两键上载荷分布的不均匀性，在强度校核中只按1.5个键计算。
2．一个平键联接能传递的最大扭矩为T，则安装一对平键能传递的最大扭矩为2T。
（）[华南理工大学2006研]【答案】错【解析】在键的强度校核时，如果强度不够，可采用双键结构。
此时考虑到两键上载荷分布的不均匀性，在强度校核中只按1.5个键计算。
第11章 带传动一、填空题打滑是指______，多发生在______带轮上。
刚开始打滑时紧边拉力F 1与松边拉力F 2的关系为______。
[北京航空航天大学2000研]【答案】带与带轮间发生的显著的相对滑动；小；12α=f F e F 【解析】由于小带轮的包角比大带轮的小，所以小带轮上的最大摩擦力也相对较小，故打滑多发生在小带轮上。
二、判断题1．带传动中弹性滑动是不可避免的，因而其传动比不是常数。
（ ）[上海交通大学2006研]【答案】对【解析】带传动中的弹性滑动导致从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度。
因此，带传动的实际传动比不是常数，受滑动率的影响。
21(1)d d d i d ε=-ε2．为提高带传动中带的寿命，小带轮直径应尽量小些。
（ ）[上海交通大学2006研]【答案】错【解析】小带轮的直径越小，带的最大弯曲应力就越大。
因此，设计时max 1d hE d σ=要保证小带轮的直径。
d1dmin d d ≥3．若带传动的初拉力一定，增大摩擦系数和包角都可提高带传动的极限摩擦力。
（ ）[山东大学2004研]【答案】对【解析】带的极限摩擦力公式：可知，增大摩擦系数和包角都可提0121f ec f e F F e αα---=+高带传动的极限摩擦力。
4．传动功率一定时，带传动的速度过低，会使有效拉力加大，所需带的根数过多。
（ ）[山东大学2004研]【答案】对【解析】这就是带传动通常放在传动系统中高速级的原因。
5．在多根三角带传动中，当一根带失效时，应将所有带更换。
（ ）[华南理工大学2006研]【答案】对【解析】需保证每根带受力均匀性。
6．V 带（三角带）传动的传动比随外载荷的变化而变化。
（）[大连理工大学2005研]【答案】对【解析】带是弹性体，外载荷变化时，将引起带的变形量变化，从而弹性滑动量也随之变化，导致传动比也发生变化。
7．带传动中，V 带（三角带）中的应力是对称循环变应力。
（ ）[大连理工大学2003研]【答案】错【解析】带在运动过程中，带上任意点的应力都发生周期性变化，但是应力比不等于-1，并非对称循环应力。
第13章 蜗杆传动一、选择题1．在蜗杆传动中，通常（）为主动件。
A．蜗杆B．蜗轮C．蜗杆或蜗轮都可以【答案】A2．变位蜗杆传动中，蜗轮分度圆与节圆（）。
A．分离B．重合C．可能分离，也可能重合【答案】B3．对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了（）。
A．防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化B．防止蜗杆蜗轮发热变形后，正确啮合受到破坏C．防止蜗轮材料在高温下其力学性能下降【答案】A4．在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使（）。
A．传动效率提高，蜗杆刚度降低B．传动效率降低，蜗杆刚度提高C．传动效率和蜗杆刚度都提高D．传动效率和蜗杆刚度都降低【答案】B5．为了提高蜗杆传动的啮合效率η1，在良好润滑的条件下，可采用（）。
A．单头蜗杆B．多头蜗杆C．较高的转速n1D．大直径系数蜗杆【答案】B6．计算蜗杆传动的传动比时，公式（）是错误的。
A．i＝ω1/ω2B．i＝n1/n2C．i＝z2/z1D．i＝d2/d1【答案】D二、填空题1．阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与______齿轮的啮合。
【答案】斜2．在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越______，自锁性越______，一般蜗杆头数常取Z 1＝______。
【答案】：低；好；1、2、43．在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力＝1800N，圆周力＝880N ，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力F a2＝______，圆周力______。
【答案】：880N ；1800N 4．蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越______。
【答案】：大5．在蜗杆传动中，产生自锁的条件是______。
【答案】导程角小于摩擦角6．蜗轮轮齿的失效形式有______、______、______及______。
但因蜗杆传动在齿面间有较大的______，所以更容易产生______和______失效。
【答案】齿面胶合；疲劳点蚀；磨损；齿根弯曲疲劳；相对滑动速度；胶合；磨损7．变位蜗杆传动仅改变______的尺寸，而______的尺寸不变。
