(完整版)机械设计受力分析题

机械设计试题集一．齿轮受力分析1、.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。

试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。

2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向，在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向，并说明蜗杆的旋向。

3如图所示传动系统，主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示，为使Ⅱ轴所受的轴向力较小：(1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出)；(2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向；(3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。

答案如下：4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中，2轮为从动轮，其螺旋线方向为左旋，圆周力Ft2方向如图所示。

试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向，并在图上标出。

（10分）5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅲ输出，轴Ⅲ的转向如图所示。

试分析：（1）在图中画出各轮的转向；（2）为使中间轴Ⅱ所受轴向力可以抵消一部分，确定斜齿轮3、4的螺旋方向；（3）画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。

（10分）6已知在某一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，转动方向如题31图所示，蜗轮的螺旋线方向为左旋。

试将两轮的轴向力Fa1、Fa2，圆周力Ft1、Ft2，蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。

7图示一蜗杆传动，已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。

试确定：(1)从动蜗轮2的转向和旋向，并在图上表示；(2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。

89如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。

1）小圆柱齿轮主动时，画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。

2）从轴承和轴受力情况分析，这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理？为什么？3）按图示方案设计完成后，如果误将蜗杆减速器放在高速级，而负载功率及转速均不变，分析可能会出现什么问题？1—电动机2、4—联轴器3—斜齿圆柱齿轮减速器5—蜗杆减速器10图示为蜗杆一圆锥齿轮传动，已知输出轴III的转向nIII，为使中间轴II上的轴向力相互抵消一部分，试决定：（15分）（1）蜗杆、蜗轮的轮齿的螺旋线方向（蜗轮的标于图中）。

受力分析专题练习一、单项选择题1.图中a、b是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等。

F是沿水平方向作用于a上的外力。

已知a、b的接触面，a、b与斜面的接触面都是光滑的。

正确的说法是（）A．a、b一定沿斜面向上运动B．a对b的作用力沿水平方向C．a、b对斜面的正压力相等D．a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力2.如图所示，斜面体放在墙角附近，一个光滑的小球置于竖直墙和斜面之间，若在小球上施加一个竖直向下的力F，小球处于静止。

如果稍增大竖直向下的力F，而小球和斜面体都保持静止，关于斜面体对水平地面的压力和静摩擦力的大小的下列说法：①压力随力F增大而增大；②压力保持不变；③静摩擦力随F增大而增大；④静摩擦力保持不变。

其中正确的是（）A．只有①③正确B．只有①④正确C．只有②③正确D．只有②④正确3.在地球赤道上，质量为m的物体随地球一起自转，下列说法中正确的是（）A．物体受到万有引力、重力、向心力的作用，合力为零B．物体受到重力、向心力的作用、地面支持力的作用，合力不为零C．物体受到重力、向心力、地面支持力的作用，合力为零D．物体受到万有引力、地面支持力的作用，合力不为零4.如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于C物体，使A、B、C以共同速度向右匀速运动，那么关于物体受几个力的说法正确的是（）A．A 受6个，B受2个，C受4个B．A 受5个，B受3个，C受3个C．A 受5个，B受2个，C受4个D．A 受6个，B受3个，C受4个5.甲、乙、丙三个立方体木块重量均为10牛，叠放在一起放在水平地面上保持静止，各接触面之间的动摩擦因数相同，均为μ=0.2,F1=1牛，方向水平向左，作用在甲上，F2=1牛，方向水平向右，作用在丙上，如图所示，地面对甲的摩擦力大小为f1，甲对乙的摩擦力大小为f2，乙对丙摩擦力大小为f3，则( )Ａ、f1=2牛、f2=4牛、f3=0 Ｂ、f1=1牛、f2=1牛、f3=1牛Ｃ、f1=0、 f2=1牛、f3=1牛Ｄ、f1=0、 f2=1牛、f3=06.如图所示，滑块A受到沿斜向上方的拉力F作用，向右作匀速直线运动，则滑块受到的拉力与摩擦力的合力方向是（）A.向上偏右B.向上偏左C.竖直向上D.无法确定7．如图所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于静止状态。

四、分析设计题（一）第一小题：受力分析1、受力分析题。

图示中蜗杆为主动，试求：（1）在图中画出蜗轮的转向，标出作用在蜗杆、蜗轮上各力的符号；（2）说明蜗杆、蜗轮的旋向。

1、答：如下图所示，蜗轮转向为顺时针；蜗杆1右旋，蜗轮2为右旋2、受力分析题。

图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。

已知：齿轮1的螺旋线方向和轴川的转向，试求：（1）为使轴U所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图b 上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；（2）在图a 上标出轴I 、 II 的回转方向；（3）在图b 上标出齿轮2、3所受各分力的方向。

（10 分） 2、答：如图所示。

（1）齿轮2,3均为右旋；（2）I 、II 回转方向如图；（3）6个分 力3、图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。

已知：1轴为输入轴， 转向如图所示。

试分析：（1）在下图中标出各轮转向。

（2）为使2、3两轮的轴 向力方向相反，确定并在图中标出 3、4两轮的螺旋线方向。

（3）在图中分别标 出2、3两轮在啮合点处所受圆周力F t 、轴向力F a 和径向力F r的方向b)]| [||3、解：（1）各轴转向如图所示。

（2）3轮左旋，4轮右旋。

（3）2、3两轮的各分力方向下图所示II III匕a忆/r1松，1——说4、试分析画出下图所示蜗杆传动中各轴的回转方向，蜗轮2、蜗轮4的螺旋方向，以及蜗杆1、蜗轮2、蜗杆3、蜗轮4所受各力的作用位置和方向Fe21ni4、解：（1）各轴的回转方向如图所示。

（2）蜗轮轮齿的螺旋方向：由于两个蜗杆均为右旋，因此两个蜗轮也必为右旋。

（3）蜗杆1蜗轮2、蜗杆3、蜗轮4 所受各力的作用位置和方向如图所示。

5、图示为斜齿圆柱齿轮传动系统，已知主动轮、从动轮的转向如图所示，请在题图中力的作用位置上画出各力（注明方向和名称，左右两图都要画）5、答：如图所示。

两图共12个分力6图示为斜齿轮组成的二级传动系统，已知主动轮1为逆时针转动，请在题图中力的作用位置上画出各力（注明方向和名称）。

机械设计习题与参考答案习题与参考答案一、单项选择题1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。

A. 好B. 差C. 相同D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。

A. 牙根强度高，自锁性能好B. 传动效率高C. 防振性能好D. 自锁性能差3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。

A. 螺距和牙型角B. 升角和头数C. 导程和牙形斜角D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。

A. 升角小，单线三角形螺纹 B. 升角大，双线三角形螺纹 C. 升角小，单线梯形螺纹 D. 升角大，双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。

A. 三角形细牙螺纹B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹D. 多线的三角形粗牙螺纹6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。

A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用C. 同时受到剪切与拉伸D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。

A. B. C. D. 8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。

A. 螺栓的横截面受剪切B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压D. 螺栓受拉伸与扭转作用9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。

A. 单线矩形螺旋副B. 单线梯形螺旋副C. 双线矩形螺旋副D. 双线梯形螺旋副 10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。

A. 提高强度B. 提高刚度C. 防松D. 减小每圈螺纹牙上的受力 11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。

A. 受力均匀B. 便于装配.C. 外形美观D. 降低成本112 螺栓的材料性能等级标成级，其数字代表。

1. 带传动中设计中，小带轮的直径为什么不宜太小？【答案】因带轮的直径愈小，带弯曲得愈厉害，则带的弯曲应力愈大，带的寿命会降低，故带轮直径不宜过小。

2.V带传动中对带速有何要求？为什么？如果带速不在要求的范围，应如何调整？【答案】V带传动的带速要求在5m/s-25m/s的范围，因为传递相同功率的情况下，带速越小，需要的圆周力越大，容易打滑；如果带速过高，离心力较大，带与带轮之间的正压力减小，摩擦力减小，也容易产生打滑现象。

在V带传动设计中，若带速不在要求的范围，应重选小带轮直径。

3. V带传动对带轮包角有何要求？为什么？如果包角过小应如何进行调整？【答案】V带传动中带轮的包角要求α≥120°。

因为包角越大，带与带轮的接触弧长越长，摩擦力越大，传动能力越强。

在设计中，如果包角过小，应调整V带中心距。

4. 带传动中，张紧轮安装在内侧和外侧各有何利弊？对平带传动和V带传动，张紧轮分别应安装在什么位置？【答案】在带传动中，张紧轮安装在外侧，可增大带轮包角，提高传动能力，但皮带受反向弯曲，其寿命会降低；如果安装在外侧则会减小带轮包角，降低传动能力。

对平带传动张紧轮应安装在外侧靠近小带轮，以增大小带轮包角；对V 带传动应安装在内侧靠近大带轮，以免皮带反向弯曲。

5. 在一组V带中，当其中一根失效时，应怎样更换？为什么？【答案】如果一组V带中的其中一根损坏，应全组更换。

因为旧皮带因长期受拉而造成新旧带长度不一样，如果新旧带混在一起的话，其受载会不均匀，新带由于受力较大很容易损坏。

6. 在链传动、齿轮传动、带传动组成的多级传动中，带传动和链传动分别宜布置在哪一级？为什么？【答案】在链传动、齿轮传动、带传动组成的多级传动中，带传动应布置在高速级，因为在传递相同功率的情况下，速度较低，它需要的圆周力会较大，容易打滑。

而链传动应布置在低速级，因为链传动瞬时传动比不准确，在高速的情况下，会引起较大的冲击。

7. 螺纹连接的基本形式有哪些？分析它们各适合用于何种场合？【答案】螺纹联接的基本形式有：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。

机械设计基础试题库一一一绪论机械设计概述一、判断(每题一分)1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。

……（√）2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。

（× ）4、机构是具有确定相对运动的构件组合。

………………………………（√）5、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。

………………（√）6、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。

……（ × ）7、连杆是一个构件，也是一个零件。

………………………（√）8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。

………………………………（× ）二、选择(每题一分)1、组成机器的运动单元体是什么？（ B ）A．机构 B．构件 C．部件 D．零件2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ）A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合而成C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区别3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ）A．构件是机器零件组合而成的。

B．构件是机器的装配单元C．构件是机器的制造单元 D．构件是机器的运动单元4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ）A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ）A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂C．汽车的轮子 D．空气压缩机三、填空(每空一分)1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。

车床上的主轴属于（执行）部分。

2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。

3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为（机构）。

4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。

5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。

机器工作时，都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。

WORD 格式 可编辑专业知识 整理分享1．在疲劳曲线上，以循环基数N 0为界分为两个区：当N ≥N 0时，为（ 无限寿命区 ）区；当N ＜N 0时，为（ 有限寿命区 ）区。

2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（ 弹性变形 ）的能力。

零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（ 小 ）。

3．润滑油的（ 油 ）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（ 粘度 ）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（ 添加剂 ）。

5．正是由于（ 弹性滑动 ）现象，使带传动的传动比不准确。

带传动的主要失效形式为（ 打滑 ）和（ 带的疲劳破坏 ）。

6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ 相对滑动速度 ）很大，因此导致传动的（ 效率 ）较低、温升较高。

7．链传动水平布置时，最好（ 紧边 ）边在上，（ 松边 ）在下。

8．设计中，应根据被联接轴的转速、（ 转矩 ）和（ 直径 ）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（ 相对间隙 ）；而（ 偏心距 ）与（ 半径间隙 ）之比称为偏心率ε。

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（ 1.5 ）个键计算。

1．当所受轴向载荷通过（ 螺栓组形心 ）时，螺栓组中各螺栓承受的（ 轴向工作拉力 ）相等。

2．从结构上看，带轮由（ 轮毂 ）、轮辐和（ 轮缘 ）三部分组成。

3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中， 以（ 节点 ）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（ 圆柱体 ）相接触的模型。

4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（ 矩形 ）花键和（ 渐开线 ）花键。

5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（ 双螺母等 ）和（ 防松垫圈等 ）。

6．疲劳曲线是在（ 应力比 ）一定时，表示疲劳极限γN σ与（ 循环次数 ）之间关系的曲线。

7．理论上为（ 点 ）接触或（ 线 ）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。

四、分析设计题（一）第一小题：受力分析1、受力分析题。

图示中蜗杆为主动，试求：（1）在图中画出蜗轮的转向，标出作用在蜗杆、蜗轮上各力的符号；（2）说明蜗杆、蜗轮的旋向。

1、答：如下图所示，蜗轮转向为顺时针；蜗杆1右旋，蜗轮2为右旋2、受力分析题。

图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。

已知：齿轮1的螺旋线方向和轴Ⅲ的转向，试求：（1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图b 上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；（2）在图a 上标出轴I 、II 的回转方向；（3）在图b 上标出齿轮2、3所受各分力的方向。

（10分）2、答：如图所示。

（1）齿轮2,3均为右旋；（2）I 、II 回转方向如图；（3）6个分力3、图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。

已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。

试分析：（1）在下图中标出各轮转向。

（2）为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。

（3）在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力t F 、轴向力a F 和径向力r F 的方向。

3、解：（1）各轴转向如图所示。

（2）3轮左旋，4轮右旋。

（3）2、3两轮的各分力方向下图所示4、试分析画出下图所示蜗杆传动中各轴的回转方向，蜗轮2、蜗轮4的螺旋方向，以及蜗杆1、蜗轮2、蜗杆3、蜗轮4所受各力的作用位置和方向。

4、解：（1）各轴的回转方向如图所示。

（2）蜗轮轮齿的螺旋方向：由于两个蜗杆均为右旋，因此两个蜗轮也必为右旋。

（3）蜗杆1、蜗轮2、蜗杆3、蜗轮4所受各力的作用位置和方向如图所示。

5、图示为斜齿圆柱齿轮传动系统，已知主动轮、从动轮的转向如图所示，请在题图中力的作用位置上画出各力（注明方向和名称，左右两图都要画）。

5、答：如图所示。

两图共12个分力6、图示为斜齿轮组成的二级传动系统，已知主动轮1为逆时针转动，请在题图中力的作用位置上画出各力（注明方向和名称）。

6、答：如图所示。

12个分力F t2 F r1F r2F r3F r4 F t1F t3 F t4 F a2F a1F a3F a47、图示为圆锥齿轮传动系统，已知主动轮的转向如图所示，请在题图中力的作用位置上画出各力（注明方向和名称），以及各轮的转矩和转向。