1、机械设计课程试题 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 50%2、三角形螺纹的牙型角 60 ，适用于 联接螺纹 ，而梯形螺纹的牙型角 30 ，适用于 传动螺纹 。3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为 摩擦力 防松、 机械 防松和 永久 防松。4、带传动在工作过程中，带内所受的应力有 离心拉应力 、紧松边产生的的拉应力和 弯曲应力 ，最大应力发生在 紧边刚进入小带轮处 。5、链传动设计时，链条节数应选 偶 数(奇数、偶数)。链轮齿数应选 奇 数；速度较高时，链节距应选 小 些。 6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按 接触疲劳强
2、度 设计，按 弯曲疲劳强度 校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按 弯曲疲劳强度 设计，按 接触疲劳强度 校核。7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力 相同 ，材料的许用接触应力 不同 ，工作中产生的齿根弯曲应力 不同 ，材料的许用弯曲应力 不同 。8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率 、 轴承 效率和 搅1油 效率。其中啮合效率 = 搅油 ，影响蜗杆传动总效率的主要因素是 啮合 效率。9、轴按受载荷的性质不同，分为 转轴 、 传动轴 、 心轴 。10、滚动轴承接触角越大，承受 轴向 载荷的能力也越大。二、单项选择题(每选项 1 分,共 11 分)1、循环
3、特性 r=1 的变应力是 A 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( B )。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 Cm3、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 )。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 D 。 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 主要几何参数是
4、 C F。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、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数 Mn4mm，齿数 Z1=20，螺旋角 14 0322”，齿宽 b180，b 275mm，则该传动的齿宽系数 d等于_D_。A0.852 BO.88 C0.8 D0.9077、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 A 而不能提高轴的 B 。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 B 。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 B 。A磨损 B发热
5、 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 B 。A、30mm, B、24mm, C、36mm, D、40mm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，已知预紧力 F01000 N，螺栓的刚度 Cb 与连接件的刚度 Cm 相等，轴向工作载荷 F=1000N，试计算该螺栓所受的总拉力 F2?剩余预紧力 F1?在预紧力 F0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 Fmax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m8mm，蜗杆头数
6、z11，蜗杆分度圆直径 d180mm，蜗轮齿数z240，卷筒直径 D200mm，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数 fV0.03，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 W5000N，手摇手柄时施加的力 F100N，手柄转臂的长度 L 应是多少? 图 3-23.(10 分)某轴系部件采用一对 7208AC 滚动轴承支承，如图 3-3。己知作用于轴承上的径向载荷 Fr11000N，F r22060N，作用于轴上的轴向载荷 FA=880 N，轴承内部轴向力 Fd与径向载荷 Fr的关系为 Fd0.68F r,试求轴承轴向载
7、荷 Fa1和 Fa2。 图 3-3四、分析题(20 分) 图 4-11.(10 分)如图 4-1 为圆柱齿轮蜗杆传动。已知斜齿轮 1 的转动方向和斜齿轮 2 的轮齿旋向。(1)在图中啮合处标出齿轮 1 和齿轮 2 所受轴向力 Fa1和 Fa2的方向。(2)为使蜗杆轴上的齿轮 2 与蜗杆 3 所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆 3 轮齿的螺旋线方向，并指出蜗轮 4 轮齿的螺旋线方向及其转动方向。(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。2、(10 分)指出图 4-2 中的结构错误(在有错处画编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。图 4-2一、填空题(每空 1
8、 分共 31 分)1、50%。2、60 0、联接、30 0、传动。3、摩擦、机械、永久。 4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力。5、偶、奇、小。6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。7、相同、不同、不同、不同。8、轴承效率 2、搅油效率 3、啮合效率。9、转轴、心轴、传动轴。10、轴向。三、计算题(38 分)1.(15 分)2、(13 分) 解 (1) i=z 2/z140设重物上升 1m，手柄应转 x 转，则5 分手柄的转动方向 示于图中 3 分(5 分) F2=F0(5 分) F1=F0F1=F20 F1F1=F2F0(5 分)(2)(总效率 2 分,L3 分)3、(10
9、 分)解 7208C 轴承的 15 0，内部轴向力 Fd0.4F r,Fd104F r10.41000=400N (2 分)方向如解所示向左Fd20.4F r20.42060=824N (2 分)方向如图所示向右Fd2十 FA824 十 8801704F d1故轴承 1 为压紧端，轴承 2 为放松端。Fa1F d2十 FA=1704N (3 分)Fa2F d2824N (3 分)四、分析题(20 分)1.(11 分) (1)在图中啮合处齿轮 1 和齿轮 2 所轴向力 Fa1和 Fa2的方向如图(2 分)。(2)蜗杆 3 轮齿的螺旋线方向，蜗轮4 轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2 分)。(3
10、)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6 分)2、(10 分)解 画出的正确结构图如图。固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。轴承盖与轴之间应有间隙。轴承内环和套简装不上，也拆不下来。轴承安装方向不对。轴承外圈内与壳体内壁间应有 5-8mm 间距。与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。轴承内圈拆不下来。每指出 1 个错误得 1 分,满分 5 分；每改正 1 个错误得 1 分,满分5 分。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（ 50% ）。2、三角形螺纹的牙型角 （60 0），适用于（联接 ），而梯形螺纹的牙型角 （ 30
11、0），适用于（ 传动 ）。3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（摩擦）防松、（机械）防松和（永久）防松。4、带传动在工作过程中，带内所受的应力有（松紧边拉力产生的拉应力 ）、（离心拉应力）和（弯曲应力），最大应力发生在（带绕进小带轮处）。5、链传动设计时，链条节数应选（偶）数(奇数、偶数)。链轮齿数应选（ 奇 ）数；速度较高时，链节距应选（ 小 ）些。6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按（接触强度）设计，按（弯曲强度）校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按（弯曲强度）设计，按（接触强度）校核。7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力（相同），材
12、料的许用接触应力（不同），工作中产生的齿根弯曲应力（不同），材料的许用弯曲应力（不同）。8、蜗杆传动的总效率包括（ 啮合）效率和（轴承效率 2 ）效率。其中啮合效率 =（搅油效率 3），影响蜗杆传动总效率的主要因素是（啮合效率）9、轴按受载荷的性质不同，分为（转轴）、（心轴）、（ 传动轴)。10、滚动轴承接触角越大，承受（轴向）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（ A ）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( B )。A、增大螺栓刚度
13、 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 Cm3、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 )。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（D ）。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（ C ）。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、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数 Mn4mm，齿数 Z1=20，螺旋角14 0322”，齿宽 b180
14、，b 275mm，则该传动的齿宽系数 d等于（ D ）。A0.852 BO.88 C0.8 D0.9077、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（A ）而不能提高轴的（ B ）。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（ B ）。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（ B ）。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（ B ）。A、30mm, B、24mm, C、36mm, D、4
15、0mm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，已知预紧力 F01000 N，螺栓的刚度 Cb 与连接件的刚度 Cm 相等，轴向工作载荷F=1000N，试计算该螺栓所受的总拉力 F2?剩余预紧力 F1?在预紧力 F0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Fmax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m8mm，蜗杆头数 z11，蜗杆分度圆直径 d180mm，蜗轮齿数 z240，卷得分 筒直径 D200mm，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数 fV0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于 6，问：
16、(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 W5000N，手摇手柄时施加的 力F100N，手柄转臂的长度 L 应是多 少?3、(10 分)某轴系部件采用一对 7208AC 滚动轴承支承，如图 3-3 所示。己知作用于轴承上的径向载荷 Fr11000N，F r22060N，作用于轴上的轴向载荷 FA=880 N，轴承内部轴向力 Fd与径向载荷 Fr的关系为 Fd0.68F r,试求轴承轴向载荷 Fa1和 Fa2。解 7208C 轴 承的15 0，内部 轴向力Fd0.4F r,Fd104F r10.41000=400N (2 分)方向如解所示向左Fd2
17、0.4F r20.42060=824N (2 分)方向如图所示向右Fd2十 FA824 十 8801704F d1故轴承 1 为压紧端，轴承 2 为放松端。Fa1F d2十 FA=1704N (3 分)Fa2F d2824N (3 分) 四、分析题(20 分)1.(10 分)如图 4-1 为圆柱齿轮蜗杆传动。已知斜齿轮 1 的转动方向和斜齿轮 2 的轮齿旋向。(1)在图中啮合处标出齿轮 1 和齿轮 2 所受轴向力 Fa1和 Fa2的方向。(2)为使蜗杆轴上的齿轮 2 与蜗杆 3 所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆 3 轮齿的螺旋线方向，并指出蜗轮 4 轮齿的螺旋线方向及其转动方向。
18、(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。 (1)在图中啮合处齿轮 1 和齿轮 2 所受轴向力 Fa1和 Fa2的方向如图(2 分)。(2)蜗杆 3 轮齿的螺旋线方向，蜗轮 4 轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6 分)2、(10 分)指出图 4-2 中的结构错误(在有错处画编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。轴承盖与轴之间应有间隙。轴承内环和套简装不上，也拆不下来。轴承安装方向不对。轴承外圈内与壳体内壁间应有 5-8mm 间距。与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。轴承内圈拆不下来。每指出
19、 1 个错误得 1 分,满分 5 分；每改正 1 个错误得 1 分,满分 5 分。机械设计课程试题（一）答案与评分标准一、填空题(每空 1 分共 31 分)1、50%。2、60 0、联接、30 0、传动。3、摩擦、机械、永久。4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力,带绕进小带轮处。5、偶、奇、小。6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。7、相同、不同、不同、不同。8、啮合效率、轴承效率 2、搅油效率 3，啮合效率。9、转轴、心轴、传动轴。10、轴向。二、单项选择题(每选项 1 分,共 11 分)1、A。2、B。3、A。4、D。5、C。6、D。7、A、B。8、B。9、B。10、B。
20、三、计算题(38 分)1.(15 分)2、(13 分) 解 (1) i=z 2/z140设重物上升 1m，手柄应转 x 转，则(5 分)手柄的转动方向 示于图中(3 分)(2)(总效率 2 分,L3 分)3、(10 分)解 7208C 轴承的 15 0，内部轴向力Fd0.4F r,Fd104F r10.41000=400N (2 分)方向如解所示向左Fd20.4F r20.42060=824N (2 分)方向如图所示向右Fd2十 FA824 十 8801704F d1故轴承 1 为压紧端，轴承 2 为放松端。Fa1F d2十 FA=1704N (3 分)Fa2F d2824N (3 分)四、分
21、析题(20 分)1.(10 分) (1)在图中啮合处齿轮 1 和齿轮 2 所受轴向力 Fa1和 Fa2的方向如图(2 分)。(2)蜗杆 3 轮齿的螺旋线方向，蜗轮 4 轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6 分)2、(10 分)解 画出的正确结构图如图。固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。轴承盖与轴之间应有间隙。轴承内环和套简装不上，也拆不下来。轴承安装方向不对。轴承外圈内与壳体内壁间应有 5-8mm 间距。与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。轴承内圈拆不下来。每指出 1 个错误得 1 分,满分 5 分；每改正 1 个错误得 1 分,满分 5 分。机械设
22、计课程试题（二）一、填空题（25 分）每空 1 分1、 滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在 或 情况下。2、dn 值大的滚动轴承应采用 润滑，而 dn 值小的滚动轴承可采用 润滑。3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有 。4、混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应校核 、 、 值。5、列举两种刚性联轴器的名称，并说明是否具有补偿轴向。径向或角向位移的能力： ， 。6、轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称 轴；只承受扭矩称 轴；承受弯矩和扭矩称 轴。7、直齿圆锥齿轮的当量齿数 ；标准模数和压力角在 ；受力分析和强度计算用 直径。8、带传动的主要失效形式为 和 。9、带工作是截面上产生的应力
23、有 ， ， 。10、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是 等的，大小齿轮的弯曲应力是 等的。二、选择题（11 分）每空 1 分1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为 。A .30H7/k6 B. 30H7 C .30k62、下列滚动轴承密封装置，其中 是属于接触式密封，而 是属于非接触式密封。.毡圈密封 .甩油环 .密封环 .缝隙密封3、在 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。.重载 .高速 .工作温度 .高承受变载或冲击振动载荷4、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称 。.液体摩擦 .半液体摩擦 .混合摩擦 .边界摩擦5、半圆键联接当采用双键时两键应 布置。.在周向相隔
24、o .在周向相隔o .在周向相隔o .在轴向沿同一直线6、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应 。.增加螺栓刚度。 .降低螺栓刚度。 .降低被联接件刚度。7、弹簧的刚度为，弹簧的刚度为，两弹簧并联的刚度为 。. . . . （）8、强度等级为.8 级的螺栓材料 。. . . . 9、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取 。. 任意值 . 等于链节长度的偶数倍 .等于链节长度的奇数倍10、带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮曹楔角较大 ？. 大轮 . 小轮 . 主动论 . 从动轮三、计算题（34 分）1、（14 分）图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。已知 m=8mm，
25、d1=80mm ， z1=1， i=40，卷筒的直径 D=250mm，试计算：（1）欲使重物上升 1m，应转动蜗杆的转数；（2）设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为 0.18，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；（3）设重物重 Q=5kN，通过手柄转臂施加的力F=100N，手柄转臂的长度 l 的最小值 (不计轴 承效率) 。2、（10 分）一普通 V 带传 动传递功率为 P = 7.5 kW，带速 ?= 10 m/s， 紧边拉力是松边拉力的两倍，即 F1=2F2，试求 紧边拉力、松边拉力和有效拉力。3、（10 分）图示为一刚性凸缘联轴器，材料为 Q215 钢，传递的最大转矩为1400 N.m（静载荷）。
26、已知轴的材料为 45 钢，工作时有轻微冲击。试根据图示和表为该联轴器选择平键，确定键的尺寸，并校核其强度（）。四、分析题（30 分）每题 10 分1、在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图，连续工作，搅拌机转速 n = 30 r/min，电动机转速 nd = 1440 r/min，功率 P = 5.5 kW。试设计传动方案，画出传动简图，分配各级传动比。各种传动的单级传动比常用值见下表。（10 分）各种传动的单级传动比常用值传动类型 传动比 传动类型 传动比平带传动 5 圆柱齿轮传动 5V 带传动 6 圆锥齿轮传动 3链传动
27、 6 蜗杆传动 840机械设计课程试题（二）答案与评分标准一、填空题（25 分）每空 1 分1、跨距较大 或 工作温度较高 。2、 油 ， 润滑脂 。3、 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出； 3 润滑油必须有一定的粘度供油要充分 。 4、 P 、 V 、 PV 。5、套筒式联轴器（无补偿能力）、凸缘式联轴器（无补偿能力）。6、 心 轴； 传动 轴；转 轴。7、 z/cos ； 齿轮大端 ； 平均分度圆 。8、 打滑 和 疲劳破坏 。9、拉应力 ， 弯曲应力 ，离心应力 。10、相 等的， 不 等的。二、选择
28、题（11 分）每空 1 分1、 C 。2、 AC， BD 3、 B4、 D 5、 D 6、 B 7、 C 8、 D 9、 B 10、 B 三、计算题（34 分）1、解：（1）重物上升 1m 时，卷筒转动圈数：N 2=1000/D=1000(250x3.14)=1.27蜗杆转动圈数为：N 1=i N2=40x1.27=50.96(圈) （4 分）（2）蜗杆直径系数 q=d1/m=808=10导程角：=arctan =arctan =7.125o当量摩擦角： v=arctanfv= arctan =10.204o：因为： v所以 蜗杆传动满足自锁条件 （4 分）（3）蜗杆传动的啮合效率：: 则：
29、（6 分）2、 解:（2 分）（2 分）=（2 分）= =750N （2 分）所以 =2x750=1500N （2 分）3、解:由轴径 55 查下表,选取键 b=16,h=10,键长 L=90键的工作长度 l=L-b=90-16=74mm键与联轴器的接触长度 k=0.5h=0.5x10=5mm由 =100可见联接挤压强度不够，考虑到相差较大，所以应采用双键，相隔 180 布置 ，双键的工作长度 l=1.5x74=111mm见的标记为:键 16x90四、分析题（30 分）每题 10 分1、1.无垫片；2 无间隙、无密封 3 键太长 4 无定位轴肩 5 无轴肩6 套筒高于内圈高度 7 轴和轮毂一样长，起不到定位作用；8 无定位；9 无垫片 10 采用反装。指出 1 处（0.5 分）改正 1 处（0.5 分）2、（10 分）总传动比:i=n/n D=1440/30=48 （2 分）方案：电动机 带传动(i=3) 蜗杆传动(i=16) （4 分）
