1、机械设计基础-学习指南一、填空题1. 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、和离心拉应力。2. 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。3. 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 。4. 轴按受载荷的性质不同，分为转轴、心轴、传动轴。5. 滚动轴承接触角越大，承受 轴向 载荷的能力也越大。6. 滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方
2、式常用在 跨距较大 或 工作温度较高 情况下。7. 滑动轴承保证液体动压润滑的条件有 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 、 润滑油必须有一定的粘度且供油充分 。8. 蜗杆传动中，蜗轮的轮缘通常采用_青铜_、蜗杆常采用_钢_制造，这是因为_这两种材料配对减摩耐磨性好 。9. 用于联接的螺纹是 三角形螺纹 ，原因是 _自锁性好_。10. 齿形系数的物理意义是_轮齿的几何形状对抗弯能力的影响系数_ ，其大小与_齿数_有关。11. 带传动设计时限制小带轮的直径不能太小是为了 避免弯曲应力过大 ，大带轮直径不能太
3、大是因为（中心距一定） 避免小带轮包角太小 。12. 受轴向工作载荷 F 作用的紧螺栓联接，螺栓和被联接件的刚度分别为 C1和C2，其预紧力为 ，则剩余预紧力 F为 。12/c13. 键的剖面尺寸是由 轴径 确定的，而键长是由 轮毂宽（或轴段长）确定的； 14. 材料疲劳曲线是表达 疲劳极限 与 应力循环次数 的相对关系。15. 零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限将随之 降低(减小) 。16. 普通螺纹的公称直径指的是螺纹的 大径 ，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的 中径 ，计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的 小径 。17. 采用双键联接时，两个平键应布置在 沿圆周方向相隔 18
4、0 的位置 ，两个半圆键应布置在 轴的同一条母线上 。18. 普通圆柱蜗杆传动中，蜗杆的 轴面 模数和压力角应分别等于蜗轮 端面 模数和压力角，且均等于标准值。19. 导向平键连接的主要失效形式是 工作面的磨损 ，设计时通过限制 工作面间的压强 来进行耐磨性计算；二、选择题1. 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2. 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3. 对于标准齿轮传动，影响齿形系数 的主要几何参数是（ C ）
5、FYA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4. 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 5. 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6. 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（ A ）A. 24mm B. 30mm C. 36mm D. 40mm7. 在下列哪种情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高（ B ）A. 重载 B. 高速 C. 工作温度 D. 高承受变载或冲击振动载荷8. 两相对滑动的接触表面，依靠
6、吸附油膜进行润滑的摩擦状态称 （ D ） A.液体摩擦 B.半液体摩擦 C.混合摩擦 D.边界摩擦9. 为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应（ B ） 。A. 增加螺栓刚度。 B. 降低螺栓刚度。 C. 降低被联接件刚度。10. 链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取（ B ） A. 任意值 B. 等于链节长度的偶数倍 C. 等于链节长度的奇数倍11. 带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮槽楔角较大（ A ） A. 小轮 B. 大轮 C. 主动论 D. 从动轮12. 在各种基本类型的向心滚动轴承中不能承受轴向载荷的是（ B ）A. 调心球轴承 B. 圆柱滚子轴承 C.
7、调心滚子轴承 D. 深沟球轴承13. 齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与（ A ）无关。A.模数 m B.齿数 z C.压力角 D.变位系数 x14. 采用螺纹联接时,若被联接件之厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用( B )A 螺栓联接； B 双头螺柱联接； C 螺钉联接。15. 螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则 ( D )A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好；B当量摩擦系数越小，自锁性能越差；C. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差；D. 当量摩擦系数越大，自锁性能越好；16. 一齿轮传动装置如图所示，轮 2 主动，轮 1 与轮 3 从动，则轮 2 的齿面接触应力
8、按（ B ）而变化，齿根弯曲应力按（ B ）而变化。A.对称循环 B.脉动循环 C.不对称循环 D.以上三种都不对17. 普通平键联接强度校核的内容主要是( A ) A.校核键侧面的挤压强度 B.校核键的剪切强度；C.AB 两者均需校核 D校核磨损。18. 为了限制链传动的动载荷，在节距 p 和小链轮齿数 z1一定时,应该限制( A )A小链轮的转速 n1； B.传动的功率 P； C.传递的圆周力。19. 圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以( D )A提高轮齿的弯曲强度； B. 提高轮齿的接触强度；C. 提高轮齿的静强度； D改善传动的平稳性。20. 当转速较低、同时受径向载荷和
9、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 21. 如图所示的平面四杆机构，根据各杆的长度数值可判断其类型为 （ A ） 10280 2030A曲柄摇杆机构 B双曲柄机构 C双摇杆机构 22. 铰链四杆机构中传动角 为（ B ），传动效率最大A B C 459023. 将曲柄滑块机构中的曲柄取为机架，则机构成为（ B ）A摇块机构 B转动导杆机构 C双曲柄机构24. 偏心轮机构是这样由铰链四杆机构演化而来的。（ A ）A 扩大转动副 B 取不同的构件为机架。 C 化转动副为移动副。 25. 铰链四杆机构曲柄存在的条件是（ C ）A 其它llmax
10、inB 其它，且固定最短杆的邻边。C 其它，且固定最短杆或最短杆的邻边。llai26. 对心式曲柄滑块机构有曲柄的条件为（ A ） A B Cbbab27.V 带的公称长度是指（ B ）A 外圆周长度 B基准长度 C节线长度28.V 带传动中，若其他参数不变，而增加大、小带轮的直径时，则带的疲劳寿命 （ A ） A增大 B减小 C不受影响29. 对于硬齿面的闭式齿轮传动，主要的失效形式是（ A ） A轮齿疲劳折断 B齿面磨损 C齿面点蚀 30. 斜齿轮的标准参数（m 和 ）在 （ B ） A端面 B法面 C轴面31. 直齿圆柱齿轮产生根切的原因是（ C ）A Z Z =17 BZ Z =17
11、C刀具的齿顶线超过了啮合极限inmin点32. 在齿轮传动中，当传动比及中心距一定时，要提高齿面接触强度可以（ C ） A增大模数 B增加齿数 C提高齿面硬度33. 在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使蜗杆导程角（ A ）当量摩擦角。A小于 B大于 C等于 34. 阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是（ B ）A mtttt121290B aaC ttt35. 旋转精度和极限转速较高的轴承是（ C ）A滚子轴承 B推力球轴承 C向心球轴承36. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是（ D ）A粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹C梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 37. 在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，
12、可采用的方法为（ C ）A减小齿面滑动速度 s B. 减少蜗杆头数 Z1C增加蜗杆头数 Z1 D. 增大蜗杆直径系数 q 38.V 带在减速传动过程中，带的最大应力发生在 （D）AV 带离开大带轮处 B. V 带绕上大带轮处 C V 带离开小带轮处 D. V 带绕上小带轮处 39. 对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是 （D）A拉力 B.扭矩C压力 D.拉力和扭矩 三、分析及计算题1.图示托架受铅垂力 F（N） ，托架与托体之间的摩擦系数为 s,可靠系数 Kf=1,螺栓与被联接件的相对刚度为 0.2，螺栓材料的许用应力为，按步骤列出螺栓根径 d1的计算式。 （15 分） 解：（1）
13、求 F ：不下滑条件： 4,4s skFFk 故（2）求 F：F = 412maxilM= 2aH= (3) 求 F 0 = F + 2cF = + 0.2 F4sk(4) 求 d1: 由公式2103.d d 1 43.02.用绳索通过吊环螺钉起重，绳索受最大拉力 ,螺钉刚度与被联接max10FkN件刚度之比 ，试求： 123C（1）为使螺钉头与重物接触面不离缝，螺钉的最小预紧力；（2）若预紧力为 10kN，工作螺钉的剩余预紧力为多少？解：（1）螺钉头与重物接触面不离缝，应使剩余预紧力 FCF210故得螺钉最小预紧力 2113341075maxN（2）预紧力 F10 kN，则工作螺钉剩余预紧力
14、CCF21 1030345maxN3.某传动装置, 根据工作条件决定采用一对角接触球轴承(如图) ,暂定轴承型号为 7307AC。已知：轴承荷载 Fr1=1000N，F r2=2060N，F ae=880N,转速n=5000rpm，取载荷系数 fp=1.5,预期寿命 Lh =2000h。试问:所选轴承型号是否合适? Fr 1Fr 2Fa eFa/Fre Fa/Fre轴承型号C(N)Fd(N) X Y X Y e7307AC 33400 0.7Fr 0.41 0.85 1 0 0.70提示：轴承寿命计算公式： （取 ft=1） ， 610thfCLnP()PrafF解：（1）计算轴承的轴向载荷
15、Fd1、 Fd2 Fd1=0.7Fr1=0.71000700NFd2=0.7Fr2=0.720601442N Fd2+Fae=1442+880=2322N Fd1700N 轴承 1 压紧，轴承 2 放松。 Fa1 Fd2+Fae=2322NFa2 Fd21442N（2）计算当量动载荷 Fa1/ Fr12322/10002.322 e=0.45，由表查得：X=0.41，Y=0.85Fa2/ Fr21442/20600.70 e，由表查得：X=1，Y=0P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.5(0.4110000.852322)3575.55NP2=fp(XFr2+YFa2)=1.520603
16、090N（3）核验轴承寿命 P1 P2 应以轴承 1 的当量动载荷 P1为计算依据。所选轴承型号可以满足要求。4.如图所示为一铸铁支架固定在水泥地基上，受载荷 RV=5000N，方向如图。支架与地基间的摩擦系数 s=0.4，设螺栓材料为 35 号钢，许用应力=80MPa，螺栓的相对刚度 ，可靠系数 Kf=1.2。其他尺寸见图。12/0.3c为保证正常工作，螺栓的根径 d1至少要为多少？ 解：1.求 F :NRlMvi 15024350)2(43412max 2求 F：vfsk NRs37504.4 3求 F0： c9501.21 4求 d1：3.210mF280437.3.01 5.图示铰链四
17、杆机构中，已知 为机架，ADlll ADCDBC ,30,5,5（15 分）（1） 若此机构为曲柄摇杆机构，且 AB 为曲柄，求 的最大值；Bl（2） 若此机构为双曲柄机构，求 的最小值；ABl解：1）曲柄摇杆机构要求满足“杆长条件” ；曲柄DCBA为连架杆且最短三个条件。由“杆长条件”知： CDABAll即： mllCDAB 1503所以 的最大值为：15mm2）为双曲柄机构有两种情况： 满足“杆长条件” ；最短杆为机架；。 满足平行四边形机构条件。 （ ）排 除ADBCl当 BC 为最长杆时：由“杆长条件”知： ABCADll即： mllBCADB 4530当 AB 为最长杆时：由“杆长条
18、件”知： CDBADll即： llCBA5所以 的最小值为：45mm6.一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（ 13.835mm）的普通螺栓，螺1d栓材料的许用拉应力 ，螺栓的相对刚度 ，按紧密180MPa/()0.5bmc性要求，剩余预紧力 =1.83 ， 为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓F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 。maxp0F解：(1)（4 分）计算每个螺栓允许的最大总拉力： 212085.3dFN(2) （5 分）计算容器内液体最大压强212maxmax.0874
19、3./1.8.FDFpMP(3) （6 分） 02.(20815.743)1098bmCFN7.试指出如图所示 18 标注处的错误。答：1 轴的左端，轴颈处尺寸过长；2 轴承的定位轴肩高度超过轴承的安装尺寸；3 齿轮处缺少周向定位；4 套筒的直径大于轴承的安装尺寸；5 该轴段应比轮毂略短；6 此段轴的尺寸应和密封装置的尺寸相适应；7 缺少密封装置；8 缺少周向定位。8.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 =2000N， = 4000N，轴上作用的轴向外加载荷1RF2R=1000N,轴承内部附加轴向力 的计算为 =0.7 ，当轴承的轴向载荷
20、与XFSSFR径向载荷之比 e 时，X= 0.41，Y= 0.87，当 e，X=1，Y= 0，e = AR A0.68，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。解：（1）1221 20.7.0484SRXSFNF轴承 1 为压紧端，轴承 2 为放松端28010ASFN(2) 1 11.9.68,0.4,.870AReXY111()2.7236pAPfXFYN2 28.7.68,0.41,.840ARe22()407FAf9.计算机构的自由度，并判断机构是否具有确定的运动。 （10 分）解： F=3n2 PL PH =37291=2 因为自由度数目=主动件数目，所以机构具有确定的相对运动。 10. 如图所示的轮系中，已知各齿轮齿数为：z115、 z260、 z220、 z380，求 i1H。解： 该轮系为平面行星轮系H133H2132 ()/()(/608/1526innzz 0 /16 1H5i=负号表明：1 齿轮与 H 杆转向相反。
