《机械设计》

《机械设计》一、选择填空1. 当被联接件之一的厚度较大，且零件需要经常拆卸的场合，应采用 。

(a)普通螺栓联接；(b)螺钉联接；(c)双头螺柱联接；(d) 紧定螺钉联接。

2. 用公式[]p d l h T σ'=41验算平键联接的挤压强度时，许用挤压应力[?p ]应按 的材料确定。

(a)键；(b) 轴；(c) 轮毂；(d) 键、轴、轮毂中的弱者。

3.齿轮传动中，轮齿的齿面点蚀通常首先发生在 表面。

(a) 齿顶顶部；(b) 靠近节线的齿顶；(c) 靠近节线的齿根；(d) 齿根根部。

4. 以Z 表示齿轮的齿数，在查取齿形系数Y Fa 时，斜齿轮按Z V = 查取；锥齿轮按Z V = 查取。

(a) Z/cos ?；(b) Z/cos 2?；(c) Z/cos 3?；(d ) Z/cos ?；(e)Z/cos 2?；(f)Z/cos 3?。

5. 直齿圆锥齿轮传动强度计算一般按 的当量园柱齿轮传动进行。

(a) 大端；(b) 距大端0.4b 处；(c) 齿宽中点处；(d) 小端。

6. 两轴交错角为900的阿基米德蜗杆传动，在 上蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。

( a) 法面；(b) 端面；(c) 中间平面；(d) 蜗杆轴的横截面。

二、填空1. 齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算中，齿形系数Y Fa 主要与齿轮的 和 有关。

2. 角接触轴承的接触角α是指 和 之间的夹角。

3. 受剪螺栓用公式 []p R dh F σ≤进行挤压强度验算时，取 作计算对象。

4. 普通平键联接工作时，键的 为工作面，键的 为非工作面。

5. V 带传动的主要失效形式是 。

6. 闭式蜗杆传动的功率损耗包括传动啮合效率、 和 三项。

7. 轴上零件的轴向定位与固定方法中能用于较大轴向力的有 、 (任填两项)。

三、问答题1. 在使用条件下，单根V 带所能传递的功率()L K K P P α∆00 +，式中∆P 0、K α、K L 的名称是什么？为什么要引入它们？2. 三角形螺纹具有自锁性能，但对于重要螺纹联接为什么还要防松？按工作原理分有哪三种防松方法？各举一例说明。

四、分析题1 受力分析如图所示，已知蜗杆1为主动件，圆锥齿轮Z 5的转向为n 3，要求： （1） 按II 、III 两轴上的轴承受外加轴向 载荷较小的条件确定蜗杆轴I 的转向（在图 上n 1处画箭头表示）；（2） 在图上画出蜗轮Z 2和斜齿轮Z 3、Z 4 齿的旋向，并用文字（右或左）在图上（ 旋） 的位置标出蜗杆齿的旋向；（3） 在图上画出蜗轮Z 2和斜齿轮Z 3、Z 4在 啮合处的Ft 、Fa 、Fr 的方向（画在“O ”处）。

2 应力分析如图所示V 带传动，轮1为主动轮。

大应力发生位置。

五、计算题1. 有一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知条件为：小齿轮齿数Z 1=30；传动比i =2；模数m =3mm ；齿轮宽度b 1=85 mm 、b 2=80 mm ；输入轴转速n 1=1000 r/min ；输入轴功率P 1=20 kW ；载荷系数k=1.6；Z Z Z MP E H a ε=400；齿轮材料的许用接触应力为??H ?1=500 MPa 、??H ?2=400 MPa 。

试校核该齿轮传动的接触疲劳强度是否满足要求。

计算公式: []312211⎪⎪⎭⎫⎝⎛±⋅≥H Z Z Z u u kT d H E d σεψmm2. 如图所示一对7307AC 型滚动轴承，其受力大小及作用位置如图所示。

轴转速n = 1000r/min ，载荷平稳(f p =1.1)，常温下工作，要求： (1) 求Ⅰ、Ⅱ轴承所受轴向载荷F a1、F a2； (2) 计算轴承使用寿命。

（注：轴承e 、X 、Y 的数值查附表，内部轴向力S 的计算公式如附表所示，基本额定动负荷Cr = 33400N ） F a/F r ? e F a/F r > e eF SX YXY0.680.68F r10 0.41 0.87IIIF A =1000NF r1=4000NF r2=2000NZ 5Z 4n 2Z 2Z 3 Z 1（ 旋） n 1 IIIIIn 3《机械设计》一、选择填空1. 工程中常见的联接螺纹是 三角螺纹。

(a)右旋单线；(b) 左旋单线；(c) 右旋双线；(d) 左旋双线。

2.平键联接中，键的工作面是 。

(a)上下面；(b) 两侧面；(c) 上下面和两侧面；(d) 两头的端面。

3.闭式齿轮传动中，轮齿的齿面点蚀(接触疲劳磨损)通常首先发生在 表面。

(a) 齿顶顶部；(b) 靠近节线的齿顶；(c) 靠近节线的齿根；(d) 齿根根部。

4. 与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要缺点是 。

(a) 传动比大；(b) 效率低；(c) 传动尺寸大；(d) 蜗杆的支撑刚性差。

5. 直齿圆锥齿轮传动强度计算一般按 的当量圆柱齿轮传动进行。

(a) 大端；(b) 距大端0.4b 处；(c) 齿宽中点处；(d) 小端。

6. 两轴交错角为900的阿基米德蜗杆传动，其蜗轮与蜗杆的啮合在 上相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。

( a) 法面；(b) 端面；(c) 中间平面；(d) 蜗杆轴的横截面。

二、填空1. 螺栓组联接受横向外载荷作用，若采用铰制孔用螺栓联接，则靠 ___________________ ___________________来传递载荷。

2. 设计平键联接时，键的截面尺寸（h b ⨯）是根据 确定的。

3. 带传动的主要失效形式是 、 。

4. 齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算公式中，齿形系数Y Fa 主要与齿轮的 和 有关。

5. 闭式蜗杆传动的传动效率包括：传动的啮合效率、 和 三项。

6.轴上零件常用的轴向定位与固定方法有 、 (任填两项)。

7. 按许用弯曲应力计算法设计轴的直径时，当量弯矩公式22)(T M M α+='中引入应力校正系数α是因为 。

三、问答题1. 紧螺栓连接的强度可按纯拉伸计算，但需将拉力增大30%，为什么？2. 在相当的条件下，为什么V 带所能传递的功率大于平带？3. 在设计软齿面齿轮传动时，常使大小齿轮的齿面硬度相差几十个HB 单位，应使哪个齿轮硬？为什么？4. 联轴器和离合器的功用有哪些主要的相同与不同之处？ 四、计算题1. 一轴承架用4只普通螺栓和机座联接，轴承架受向上的载荷P 作用。

已知：螺栓预紧力为'F ；相对刚度为211c c c +；接合面的许用挤压应力为[σp ]；联接的结构和尺寸如图示, 螺栓危险剖面的计算直径为d c ；螺栓的许用拉应力为[σ]。

要求：1）.说明联接可能出现的失效形式；2）.对应列出联接正常工作条件的表达式。

2. 有一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知条件为：小齿轮齿数Z 1=28；Z 2 =83；模数m =3.5mm ；齿轮宽度b 1=85 mm 、b 2=80 mm ；输入轴转速n 1=955 r/min ；输入轴功率P 1=10 kW ；载荷系数k=1.2；a MP Z Z Z H E 475=ε；齿轮材料的许用接触应力为??H ?1=470 MPa 、??H ?2=330 MPa 。

试校核该齿轮传动的接触疲劳强度是否合格。

计算公式:[]312211⎪⎪⎭⎫⎝⎛±⋅≥H Z Z Z u u kT d H E d σεψmm3. 如图一对7207AC 型滚动轴承，其受力大小及作用位置如图所示。

轴转速n = 800 r/min ，载荷平稳(f d =1.2)，常温下工作，要求：(1) 求Ⅰ、Ⅱ轴承所受轴向载荷F a1、F a2； (2) 计算轴承使用寿命L 10h 。

[注：轴承e 、X 、Y 的数值查附表，（内部）附加轴向力F s 的计算公式如附表所示，基本额定动负荷Cr = 22500N]F a/F r ? e F a/F r > e eF SX YXY0.680.68F r10 0.41 0.87五、分析题1．受力分析：图示为电动机驱动的带传动和锥——柱齿轮传动系统的水平布置图，要求在图上标出： (1) 由带传动的特性确定各轴转向；(2) 为使减速器中间轴（Ⅲ轴）受轴向力较小，试确定斜齿轮3、4的螺旋角方向；(3) 确定齿轮1、4的受力方向（用分力箭头F t 、F r 、F a 表示在啮合点处，垂直指向纸面用⊗、垂直离开纸面用⊙表示）。

2．结构分析：如图，若不考虑润滑问题的影响，并忽略倒角和圆角等细节。

1）试按示例1所示，标明并指出轴系结构中的其他错误(指出六个以上的错误得满分)。

2）说明该轴系的轴向支承形式为哪种？IIIF A =800NF r1=2000NF r2=1000N《机械设计》补充题单项选择题1.机械设计课程主要研究的对象是____。

A. 通用机械零部件B. 各类机械零部件C. 专用机械零部件D. 标准机械零部件2.在计算零件强度时，若实际安全系数远大于许可安全系数，则____。

A. 零件强度不够B. 零件强度足够，且材料消耗少C. 零件强度足够，但零件重量过大D. 零件强度不够，且材料消耗多3.螺纹的公称直径（管螺纹例外）是指其____。

A. 大径dB. 中径d2C. 小径d1D. 当量直径d04.连接螺纹多用____螺纹是由于存在楔面摩擦，自锁性好。

A. 梯形B. 三角形C. 锯齿形D. 矩形5.当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且连接需要经常拆装时，适宜采用____连接。

A. 螺栓B. 螺钉C. 双头螺柱D. 紧定螺钉6. 仅受预紧力F0作用的紧螺栓联接，其螺栓的计算应力为σ=1.3F0/（πd12/4），式中将拉应力增大30%的原因是考虑。

A. 安装时可能产生的偏心载荷B. 载荷可能有波动C. 拉伸和扭转的复合作用D. 螺栓材料的机械性能不稳定7. 平键连接中的平键截面尺寸b×h是按____选定的。

A. 转矩TB. 功率PC. 轴径dD. 三种选取方法都有8. 键的长度尺寸确定的方法是____确定。

A. 仅按轮毂宽度B. 按轮毂宽度和标准系列C. 经强度校核后再按标准系列D. 按轴的长度9. 楔键连接的缺点是____。

A. 键的斜面加工困难B. 键安装时易损C. 键装入键槽后，在轮毂中产生初应力D. 轴和轴上零件的对中性差10. 在V带传动设计中，根据带轮轴传递的转矩，可以选定V带的____。

A. 材料B. 型号C. 基准长度D. 根数11. 带传动在工作时产生弹性滑动，原因之一是。

A. 包角α1太小B. 初拉力F0太小C. 紧边与松边拉力不等D. 传动过载12. 普通V带传动中，小带轮包角α1应不小于120°，主要是为了。

A. 减小弹性滑动B. 减小离心拉应力C. 减小弯曲应力D. 增大摩擦力13. V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在。