1、机械设计模拟试题一、 填空题（每空 1 分，共 20 分）1轴如按受载性质区分，主要受（ ）的轴为心轴，主要受（ ）的轴为传动轴。2普通平键联接的工作面是键的（ ） ；楔键联接的工作面是键的（ ） 。3为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用（ ）制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用（ ）制。4齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按（ ）设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度5、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（ ）防松、（ ）防松和（ ）防松。6、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（ ）。7、链传动设计时，链条节数应选（ ）数(奇数、偶数)
2、。链轮齿数应选（ ）数；速度较高时，链节距应选（ ）些。8、选取 V 带型号，主要取决于（ ）9、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。二、判断题（每个 2 分，共 20 分）1、在普通 V 带的基本额定表中，单根 V 带的基本额定功率的值随小带轮的转速的增大而增大 （ ）2、齿轮传动时，小齿轮宽度大于大齿轮，所以小齿轮的接触应力小于大齿轮 （ ）3、受拉螺栓主要破坏形式是压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度。 （ ）4、俩个半圆键应布置沿轴向 180 度。 （ ）5、链传动的瞬时传动比是常数，定传动比不是常数。 （ ）6、齿面点蚀一
3、般首先出现在靠近齿根线的接触面上。 （ ）7、考虑原动机和工作机对齿轮传动的影响所以引用系数 Kv。（ ）8、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的俩轴之间宜选用万向联轴器。 （ ） 9、 为连接承受横向工作载荷的俩块薄钢板，一般采用的螺纹连接类型应是双头螺柱连接。 （ ）10、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为转动心轴。 （ ）三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1、齿轮设计的主要内容和设计总则？2、提高螺栓连接的强度措施有哪些？3、同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？四、分析题（每题 10 分，共 30 分）1、如图所示为圆柱齿轮- 蜗杆传动。已知斜齿轮 1 的转动方向和斜齿
4、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销一部分，试确定并标出蜗杆 3 齿轮的螺旋线方向，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、有一由 V 带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并说明其原因。3、在紧螺栓连接的强度计算中，为什么将轴向拉力加大 30%？五、计算题（4 题任选 3 题做，每题 10 分）1、某轴受稳定交变应力作用，最大应力, 最小应力,已知轴的材料为合金调质钢，其
5、对称循环疲劳极限，脉动循环疲劳极限，屈服极限,危险截面的，,试求（1）绘制材料的简化疲劳极限应力线图，并在图上标出工作应力点的位置。（2）材料疲劳极限的平均应力和极限应力副。（3）若取S=1.3，搅合此轴疲劳强度是否安全。2、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径 D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布 12 个M16（d1=13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用应力=180MPa,螺栓的相对刚度=0.5,按紧密性要求，剩余预紧力 F1=1.83F，F 为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强及每个螺栓连接所需的预紧力 F0。3、根据工
6、作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承（如图所示） ，已知俩个轴承受到的径向载荷分别为 Fr1=1650N 和Fr2=3500N，外加轴向力 Fae=1020N。若派生轴向力 Fd=0.7Fr,试计算俩个轴承实际受到的轴向载荷 Fa1 和 Fa2。六、结构图(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。机械设计模拟试题考试时间：3 小时满分 150 分答案请写在答题纸上一、 填空题（每题 2 分，共 20 分）1.平键联接中的平键截面尺寸 bh 是按选定的。2.一对标准斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是。3.设计机器的一般程序中
7、技术设计阶段的目标是。4.润滑脂的主要性能指标有， 。5.对于受拉螺栓，其主要破坏形式是，因而其设计准则是。6.保证链传动的瞬时传动比恒定的条件是和。7.滚动轴承的额定寿命是指一批同规格的轴承在规定的试验条件下运转，其中轴承发生破坏时所达到的寿命。8.在大功率的重载传动中，在要求安装不高时，应优先选用联轴器。9.当弹簧的旋绕比 C 减小时，弹簧的刚度会。10.轴按受载荷的性质不同，分为、 、 。二、判断题（每题两分，若错误，简要说明理由）1.零件是机械的运动的最小单元。2.单根 V 带能够传递的功率是随着的剖面型号的增大而增大。3.在齿轮弯曲强度计算中要用到齿形系数 YSa，Y Sa 是反映轮
8、齿抗弯曲 能力的影响因素，它与模数无关，而与齿数 Z有关。4.粗牙螺纹的螺距和升角较大，所以容易自锁。5.轴承组合设计的双支点单向固定适用于轴的跨距较大或工作温度变化较高的场合。6.为了降低螺栓的受力，提高螺栓连接的承载能力，应使值尽量小一些。7.当传递双向转矩时，必须用两个切向键，两者间的夹角为120130。8.轴承内圈与轴的配合通常采用基孔制配合，而且比圆柱公差标准中规定的基孔制同类公差配合要紧。9.轴上所有零件都必须进行轴向和周向定位。10.一般情况下，尽可能地降低零件上的应力集中的影响，是提高零件疲劳强度的首要措施。三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1.简要说明流体动力润滑的原
9、理和形成流体动压润滑油膜的必要条件。2.给出滚动轴承的当量静载荷 P0 的定义。3.简述链传动优点。四、分析题（每题 10 分，共 30 分）1. 齿向载荷分布系数 K 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.提高螺栓联接强度的措施有哪些？3.轴设计的主要内容有些？试做出详细说明。五、计算题（任选 3 题，每题 10 分，共 30 分）1.一零件由 45 钢制成，材料的力学性能为： s=360MPa，-1=300 MPa， =0.2。已知零件上的最大工作应力 max=190MPa，最小工作应力 min=110MPa，应力变化规律为 m=常数，弯曲疲劳极限的综合影响系数Kd
10、=2.0，试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。2.已知一个托架的边板用 6 个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为 60kN 的载荷作用。现有如下图所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小？为什么？3.某材料受弯曲变应力作用，其力学性能为： -1=350MPa，m=9，N 0=5106。现用此材料的试件进行试验，以对称循环变应力 1=500MPa，作用 104 次， 2=400MPa作用 105 次， 3=300MPa 作用 106 次。试确定： (1)该试件在此条件下的计算安全系数；
11、 (2)如果试件再作用 4=450MPa 的应力，还能循环多少次试件才破坏?4.试计算某减速器输出轴危险截面的直径。已知作用在齿轮上的圆周力 Ft=17400N，径向力 Fr=6140N, 轴向力Fa=2860N,齿轮分度圆直径 d2=146mm,作用在轴右端带轮上外力 F=4500N（方向未定）, L=193 mm, K=206 mm。5.下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面） ，已知两个轴承的径向载荷分别为FR1=2000N，F R2= 4000N，轴上作用的轴向外加载荷 FX=1000N,轴承内部附加轴向力 FS 的计算为 FS=0.7RF，当轴承的轴向载荷与径向载荷
12、之比 FA/FRe 时，X= 0.41，Y= 0.87，当 FA/FRe ，X=1 ， Y= 0，e = 0.68，载荷系数 fp = 1.0，试计算：（1 ）两个轴承的轴向载荷 FA1、F A2；（2 ）两个轴承的当量动载荷 P1、P 2。六、作图题（每题 10 分，共 20 分）1.试写出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；（作出一半轴和轴上零件图即可）2.结构改错，指出错误并说明错误的原因。机械设计模拟试题二、 填空题（每空 1 分，共 20 分）1、在疲劳曲线上，以循环基数 N0 为界分为俩个区，当 N 大于等于N0 时，为（ ）区；当 N 小于
13、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越强；（ ）越大，则其内摩擦阻力越大。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，使带传动带的传动比不准确。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， （ ）边在下。8、设计中，应根据被连接轴的转速、 （ ）和（ ）选择联轴器的型号。9、径向滑动轴
14、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，双连接的强度按（ ）个键计算。二判断题（每小题 2 分，共 20 分）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
15、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，必须采用俩个楔键。 （ ）9、 性能等级为 6.6 级的螺栓，其屈服极限为 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 10 分，共 30 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？四、 1、某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情
16、况如图所示。已知：内部轴向力当 X=0.41，Y=0.87.问那个轴承的寿命低？2、如图所示的螺栓组连接，已知外载荷 F=5KN，各有关几何尺寸如图所示，试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷。五、 分析题1、 简述齿向载荷分布系数和齿间载荷分配系数分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？2、 试分析张紧力 F0 对带传动正反两方面的影响。3、 已知某材料的力学性能为： m=9，N0=，对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1）循环次数求：发生疲劳破坏时，的循环次数=？六、设计题1、设计一带垫片的双头螺柱连接2、改错，并画出正确结构图。机械设计模拟题答案一、 填空题1、弯矩，转矩 2
17、、两侧面，上下面 3、基孔，基轴 4、齿面接触强度 5、摩擦、机械、永久 6、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。 7、偶、奇、小 8、带传递的功率和小带轮转速 9、跨距较大或工作温度较高 二、1、错（先增大而增大，超过一定范围就减小。） 2、错（相等）3、错（课本 P79 页） 4、错 5、错（瞬时传动比不是常数，定传动比是常数） 6、对 7、错 8、错 9、错（应是螺栓连接） 10、错（应是转轴）。三、简答题1、【1】设计内容参考书本；【2】设计总则：2、3、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，旋转精度降低；3）滑动轴承可以做成
18、剖分式的，能满足特殊结构需要，如曲轴上的轴承；4）液体滑动轴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）启动摩擦阻力较大。四、分析题2、V 带传动-齿轮传动-链传动；V 带传动在高速级可是有效拉力小，并且可以缓冲吸振。链传动在低速级传动的不均匀性和动载荷小。3、因为在柠紧螺栓时，螺栓是受拉伸和扭转复合作用，要考虑扭转力的作用，还要考虑补充拧紧，所以要轴向拉力加大 30%。五、计算题1、2、 （1）计算每个螺栓允许的最大总拉力：F2=/4x1.3=20815N(2)计算容器内液体最大压强F2=F1+F=2.8FF=20815/2.8=7434F=/
19、4)/12 =1.82MPa(3) F0=F2-(/()F=17098N3、六画出的正确结构图如图。轴的右端面应缩到联轴器端面内 12mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移 12mm；与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短 12mm，轴颈右端面缩进去；左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的23 左右；透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应
20、有调整垫片。轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。每指出一处错误 1 分,说明原因 1 分,指出五个错误算满分 10 分；画出正确图形 4 分。一、 填空题1. 轴径 d2. 两轮的法面压力角相等，法面模数相等，螺旋角大小相等方向相反，即 1=- 2。3.产生总装配草图及部件装配草图4.锥入度（稠度） 、滴点5.螺栓杆断裂（螺栓杆螺纹部分发生断裂） ，保证螺栓（静力或疲劳）拉伸强度。6. Z2=Z1，中心距 a 是节距 P 的整数倍7. 10%8.齿式9 增加10.心轴，转轴，传动轴二、判断题1. 零件是制造的最小单元2. 3. YF 才是齿形系数，Y Sa 是应力校正系数4. 细牙螺距和升角
21、较大，所以容易自锁5. 不适合6. 7. 8. 9. 10. 三、简答题1. 两个作相对运动物体的摩擦表面，用借助于相对速度而产生的粘性液体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷，称为流体动力润滑。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。 （机械设计濮良贵第八版 P58）2. 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。3.略四、分析题1. K 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。措施： 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. 降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；避免或减小附加应力。 （对每一条略做说明）3.P361。五、计算题1. 2.3. 4.5.
