機(jī)械設(shè)計(jì)試題及復(fù)習(xí)資料

1、機(jī)械設(shè)計(jì)試題 A 標(biāo)準(zhǔn)答案一、填空（每空 1 分，共 20 分）1 在疲勞曲線上，以循環(huán)基數(shù)No為界分為兩個(gè)區(qū)：當(dāng)N> No時(shí)，為（無(wú)限壽命區(qū)）區(qū)；當(dāng)N v No時(shí)，為（有限壽命區(qū)）區(qū)。2 剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗（ 彈性變形 ）的能力。零件材料的彈性模量越小，其剛度就越（ 小 ）。3 潤(rùn)滑油的 （ 油 ）性越好， 則其產(chǎn)生邊界膜的能力就越強(qiáng)； （ 粘度 ）越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越大。4 為改善潤(rùn)滑油在某些方面的性能，在潤(rùn)滑油中加入的各種具有獨(dú)特性能的化學(xué)合成物即為（ 添加劑 ）。5 正是由于（ 彈性滑動(dòng) ）現(xiàn)象，使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。帶傳動(dòng)的主要失效形式為（ 打滑 ）和（ 帶

2、的疲勞破壞 ）。6 蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是齒面間的（ 相對(duì)滑動(dòng)速度 ）很大，因此導(dǎo)致 傳動(dòng)的（ 效率 ）較低、溫升較高。7 鏈傳動(dòng)水平布置時(shí)，最好（ 緊邊 ）邊在上，（ 松邊 ）在下。8 設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速、 （ 轉(zhuǎn)矩 ）和（ 直徑 ）選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。9 徑向滑動(dòng)軸承的半徑間隙與軸頸半徑之比稱為 （ 相對(duì)間隙 ）；而（ 偏心距 ）與（ 半徑間隙 ）之比稱為偏心率 。10 對(duì)于普通平鍵，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵聯(lián)接的強(qiáng)度按（ 1.5 ）個(gè)鍵計(jì)算。二、判斷題（每小題1分，共10分）（正確的劃“V”，錯(cuò)誤的劃“X”）1 十字滑塊聯(lián)軸器中的所有元件都是剛性元件，因此屬于剛性聯(lián)軸器。（

3、X ）2兩摩擦表面的粗糙度值越小， 則越容易實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)力潤(rùn)滑。（ V ）3在計(jì)算轉(zhuǎn)軸的 強(qiáng)度時(shí)， 安全系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確。（ V ）4相嚙合的 蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等， 旋向相反。（ X ）5 閉式齒輪傳動(dòng)皆須首先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定傳動(dòng)的幾何 尺 寸 ， 然 后 校 核 齒 根 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 。（ X ）6由于鏈傳動(dòng)不需要張緊力， 故作用在軸上的 載荷較小 。（ V ）7 正是由于過載時(shí)產(chǎn)生“彈性滑動(dòng)”，故帶傳動(dòng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)具有保護(hù)作用。 （ X ）8楔 鍵只能用于單向傳動(dòng) ， 雙向傳動(dòng) 時(shí)， 必須采 用兩個(gè)楔鍵。（ X ）9 .性能等級(jí)為6.6 級(jí)的螺栓，

4、其屈服點(diǎn)s = 600 o10 機(jī)械零件的計(jì)算分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，兩種計(jì)算的目的都是為了防止機(jī)械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效。（v ）三、簡(jiǎn)答題（每小題 5 分，共 20 分）1 簡(jiǎn)述為什么開式齒輪傳動(dòng)一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？答：因?yàn)樵陂_式齒輪傳動(dòng)中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點(diǎn)蝕的速度還快， 在點(diǎn)蝕形成之前， 齒面的材料已經(jīng)被磨掉， 故而一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn) 象。2 對(duì)于滾動(dòng)軸承的軸系固定方式，請(qǐng)解釋什么叫“兩端固定支承”？答：兩端固定支承即為軸上的兩個(gè)軸承中，一個(gè)軸承的固定限制軸向一個(gè)方向的串動(dòng)， 另一個(gè)軸承的固定限制軸向另一個(gè)方向的串動(dòng)， 兩個(gè) 軸承的固定共同限制軸的雙向串動(dòng)。3 簡(jiǎn)述形成穩(wěn)定

5、動(dòng)壓油膜的條件？答： 1）兩摩擦表面之間必須能夠形成收斂的楔形間隙；2 ）兩摩擦表面之間必須有充足的、具有一定粘度的潤(rùn)滑油；3 ）兩摩擦表面之間必須有足夠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。4 解釋名詞； 滾動(dòng)軸承的壽命； 滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷。答：1 ）滾動(dòng)軸承的壽命即滾動(dòng)軸承中內(nèi)、外圈滾道以與滾動(dòng)體，任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕之前， 兩套圈之間的相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù)。 也可用恒定轉(zhuǎn)速下的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)表示；2)基本額定動(dòng)載荷即基本額定壽命為106 轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的最大載荷。四、解：(1 ) F s1 0.68FR1 = 0.68 40002720 (N )1.5 分Fs2 0.68Fr2 = 0.68 2500170

6、0 (N)1.5 分(2) Fs2 Fx 1700 900 2600 ( N)V Fs1 2720 (N)故FA1Fs1 2720( N 3 分Fs1 Fx 2720 900 1820 (N) > Fs2 1700 (N)故FA2Fs1 Fx 1820( N 3 分，貝y x=1, 0。貝yFp1 fp(XTR1 Y1FA1) fp (1 4000 0 2720) = 4000 fp (N) 3 分>e,貝y X = 0.41 , Y= 0.87。貝Fp2fp(X2FR2 Y2FA2)fp (0.41 2500 0.87 1820)4 / 20(N)由于 Fpi > Fp2，

7、故軸承1的壽命短五、解:106500 X F =5 X 105 X 500=2.5 X(N)在F作用下，各螺栓所受橫向力為1=(N)在T作用下,各螺栓所受橫向力也相等，為Fs2I 4 爲(wèi)寫 5524.3( N)顯然，1、2兩螺栓所受的橫向力最大，為Fs max- F siFs22Fs1 Fs2 COS5 / 20r 22125025524.322 1250 5524.3 cos135(N)64694分六、解：(1 )由得取m =5()(應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值)2分則=128(1 )2分z2iz13.2z1(2)2分TZpA 、 聯(lián)立(1 )、( 2 )解得乙 30.47,z297.53取乙30 ,z298

8、 4 分di mzi 5 30 150 ()2分d2 mz25 98 490 ()2分bdd11 150 ()2分取b2 b 150 () ,b|b210 150 10 160 ()4 分注：本題主要考察：m是否為標(biāo)準(zhǔn)值？是否滿足11a(di d2)m(zi22Z2) ?各參數(shù)和尺寸取值圓整是否合理?機(jī)械設(shè)計(jì)試題 B 標(biāo)準(zhǔn)答案一、填空（每空 1 分，共 20 分）1 當(dāng)所受軸向載荷通過 （ 螺栓組形心 ）時(shí)，螺栓組中各螺栓承受的 （ 軸 向工作拉力 ）相等。2 從結(jié)構(gòu)上看，帶輪由（ 輪轂 ）、輪輻和（ 輪緣 ）三部分組成。3 在直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，以（ 節(jié)點(diǎn) ）為計(jì)算點(diǎn)，把一

9、對(duì)輪齒的嚙合簡(jiǎn)化為兩個(gè)（ 圓柱體 ）相接觸的模型。4 按鍵齒齒廓曲線的不同，花鍵分為（矩形 ）花鍵和（ 漸開線 ）花鍵。5 請(qǐng)寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法： （ 雙螺母等 ）和（ 防松 墊圈等 ）。6 疲勞曲線是在（應(yīng)力比）一定時(shí)，表示疲勞極限丫“與（循環(huán)次數(shù) ）之間關(guān)系的曲線。7 理論上為（ 點(diǎn) ）接觸或（ 線 ）接觸的零件，在載荷作用下，接觸處局部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力。8 開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是： （ 齒面的磨粒磨損 ）和（ 斷齒 ）。9 徑向滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算主要是限制壓強(qiáng)、 （ 速度 ）和（ 值 ）不超過許用值。10 在類型上，萬(wàn)向聯(lián)軸器屬于（ 無(wú)彈性元件的撓性 ）聯(lián)軸器

10、， 凸緣聯(lián)軸器屬于（ 剛性 ）聯(lián)軸器。二、選擇填空（每空 1 分，共 10 分）1 下列磨損中，不屬于磨損基本類型的是（ 3 ）；只在齒輪、滾動(dòng)軸 承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是（ 2 ）。（ 1）粘著磨損；（2）表面疲勞磨損；（3 ）磨合磨損；（4）磨粒磨損。2 在通過軸線的截面內(nèi)， （ 1 ）的齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切 的截面內(nèi)，（ 3 ）的齒廓一側(cè)為直線，另一側(cè)為曲線。（ 1）阿基米德蝸桿；（2 ）法向直廓蝸桿；（ 3）漸開線蝸桿；（4 ）錐蝸桿。3 、對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于（ 4 ）； 其表面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于（ 1 ）。（ 1）中心距和齒寬；（2）中

11、心距和模數(shù)；（ 3）中心距和齒數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬。4 、對(duì)于徑向滑動(dòng)軸承， （ 1 ）軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的特點(diǎn)；（ 3 ）軸承必須成對(duì)使用。（ 1）整體式；（2）剖分式；（ 3）調(diào)心式；（4）調(diào)隙式。5 在滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)中，為了減小附加動(dòng)載荷，應(yīng)（ 4 ）。（ 1）增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)； （ 2）增大鏈節(jié)距并減小鏈輪齒數(shù)；（ 3 ）減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)； （ 4 ）減小鏈節(jié)距并增加鏈輪齒數(shù)。6 對(duì)中性高且對(duì)軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是（1 ）聯(lián)接。（ 1）普通平鍵； （2）半圓鍵； （3）楔鍵； （4）切向鍵。三、簡(jiǎn)答題（每小題 5 分，共 20 分） 1 畫圖表示機(jī)械零件的正常磨損過

12、程，并指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪 幾個(gè)磨損階段？ 答：主要經(jīng)歷三個(gè)階段：磨合磨損階段；穩(wěn)定磨損階段；劇烈磨損階段。2 簡(jiǎn)述法則（即疲勞損傷線性累積假說）的內(nèi)容。答：在規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力作用下，各應(yīng)力對(duì)材料造成的損傷是獨(dú)立進(jìn) 行的，并可以線性地累積成總損傷，當(dāng)各應(yīng)力的壽命損傷率之和等 于1 時(shí)，材料將會(huì)發(fā)生疲勞。3 簡(jiǎn)述齒向載荷分布系數(shù) K 和齒間載荷分配系數(shù) K 分別考慮的是什么 因素對(duì)齒輪所受載荷的影響？答：系數(shù) K 考慮的是載荷沿齒向分布不均勻性對(duì)齒輪輪齒所受載荷的影響；系數(shù) K 考慮的是載荷在同時(shí)嚙合的齒對(duì)之間分配不均對(duì)齒輪輪齒所受載荷的影響。4 試分析張緊力 F0 對(duì)帶傳動(dòng)正反兩方面的

13、影響。答：張緊力Fo越大，則帶傳動(dòng)的承載能力就越大，但同時(shí)帶中所受的拉應(yīng)力也越大，從而 降低帶的壽命；張緊力越小，雖可減小帶中的拉應(yīng)力，提高帶的壽命，但帶傳動(dòng)的承載能力會(huì)降低。四、解：（1）由疲勞曲線方程mNC 1N0N1mN03505501068.6104N2mN。4505501068.2105N3mN040055010652.85 10根據(jù)法則5 108.6 102102.85 1058.2 10n3n34.98104935(N) 336.6(N)峙五、解：(1 ) Fs10.36Fr1 0.36Fs20.36Fr2 0.36 1910(N) 687.6(N)2分Fx687.6 580 1

14、267.6(N) > Fs1 336.6(N)FaiFs2 Fx 1267.6(N)Fs1 Fx 336.6 580243.4(N) V Fs2 687.6(N)故Fa2Fs2687.6(N)(3) > e,故X10.41 , Y1 0.87F P1f P (X 1 F R11.1 (0.41 935 0.87 1267.6)1634.78 (N)電68空10.36 e，故FR2 1910F P2fp(X2FR2 丫2FA2)1.1 (1 1910 0 687.6)2101 (N)六、示。解：（1 ）各軸轉(zhuǎn)向如圖所3分Z2乙i14Z1Z360 8425 229.16n n 皿 9.

15、16 1571438.12()1分L n 皿3.82157599.74 ()1分TP9550丄9550533.2 ()1分山1438.12Tn9550Pl9550579.6()1分n599.74T皿9550也9550304.1()1分n皿157(2 )3輪左旋，4輪右旋。3分(3)2、3 兩輪的各分力方向如圖所示。一4分例：如圖示的方形蓋板用四個(gè) M16的螺釘與箱體相聯(lián)接，蓋板中心0點(diǎn)裝有吊環(huán)，已知=20,尺寸如圖示。要求：1 ）當(dāng)取剩余預(yù)緊力F =0.6F （F為工作拉力）、螺釘材料的性能等級(jí)為 6.6級(jí)，裝配不控制預(yù)緊力時(shí)， 校核螺釘?shù)膹?qiáng)度；2）由于制造誤差，吊環(huán)由 O點(diǎn)移至對(duì)角線上 0點(diǎn)

16、, 且=5 2，問哪個(gè)螺栓的受力最大？并校核其強(qiáng)度。解：1 ）在作用，每個(gè)螺栓所受的軸向力（工作拉力）為：4=20/4=5單個(gè)螺栓所受的總拉力等于工作拉力與殘余預(yù)緊力之和F2 X 5=88000N由已知條件知，屈服極限為o360 ,查表得安全系數(shù)4 , di=14.9司=c4=360/4=901.3F2ca4d；1.3 800059.67 < c-14.924強(qiáng)度滿足要求M作用，其大小為:2）當(dāng)移到O '點(diǎn)后，螺栓組增加一傾覆力矩X' =20 5.2 100.2 m N在傾覆力矩作用下，左上方被壓緊，1螺栓桿拉力減??；右下方被放松，3螺栓桿拉力增大，工作拉力最大。在傾覆力

17、矩作用下，3所受的拉力為：1000N螺栓3所受的工作拉力合力為:F3F F3 5000 1000 6000 N螺栓桿所受的總拉力為:F2 F" F30.6F3 F31.6F39600N1.3F21.3 960071.62-14.92強(qiáng)度滿足要求例已知一 V帶傳動(dòng)，傳遞功率10帶速v = 12.5，現(xiàn)測(cè)得張緊力Fo=7OON。求緊邊拉力Fi和松邊拉力F2o解：Fe 100竺 100口 800v12.5例標(biāo)出各圖中未注明的蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與螺旋線方向，繪出蝸桿 和蝸輪在嚙合點(diǎn)處的各分力方向（均為蝸桿主動(dòng)）。解:蝸輪旋向與蝸桿導(dǎo)程角方向相同，轉(zhuǎn)動(dòng)方向和受力方向如圖所示o圖（d ）參考前

18、面幾個(gè)判斷方法例 一對(duì)7210軸承,分別承受徑向負(fù)荷100005000N,軸上作用的 外加軸向負(fù)荷，方向如圖所示試求當(dāng)2000N和1000N時(shí),各軸承的內(nèi) 部軸向力、軸承的軸向負(fù)荷和當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P的大小設(shè)負(fù)荷系數(shù)12（0.68）題16-70圖（方向向右）（方向向左）解：當(dāng)2000N時(shí)0.68x10000=6800 N0.68x5000=3400 N()(6800,1400)=6800 N(，)(3400,8800)=8800 N(2)對(duì)于軸承A, 0.68因而，1，0XX X =8160 N(3) 對(duì)于軸承B1.76>e 0.41 , 0.87(X X X )=1.2 (0.41 X 10000 +0.87 X 8800)=14107.2 N7、第十五章：軸的結(jié)構(gòu)錯(cuò)