機(jī)械設(shè)計(jì)考試題目及答案

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程試題（一）

一、選擇題：本題共10個(gè)小題，每小題2分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選

項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。把所選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。

1.一般工作條件下，齒面硬度HBW35O的閉式齒輪傳動(dòng)，通常的主要失效形式為[B]

A.輪齒疲勞折斷B.齒面疲勞點(diǎn)蝕

C.齒面膠合D.齒面塑性變形

2.帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，是由于【C1

A.包角。太小B.初拉力Fo太小

C.緊邊與松邊拉力不等D.傳動(dòng)過(guò)載

3.下列四種型號(hào)的滾動(dòng)粕承，只能承受徑向載荷的是[B]

A.6208B.N208C.3208D.5208

4.下列四種螺紋，自鎖性能最好的是[D]

A.粗牙普通螺紋B.細(xì)牙普通螺紋

C.梯形螺紋D.鋸齒形螺紋

5.在潤(rùn)滑良好的條件下，為提高蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率，可采用的方法為[C]

A.減小齒面滑動(dòng)速度外B.減少蝸桿頭數(shù)Zi

C.增加蝸桿頭數(shù)4D.增大蝸桿直徑系數(shù)q

6.在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數(shù)C是指[D]

A.彈簧外徑與簧絲直徑之比值

B.彈簧內(nèi)徑與蕾絲直徑之比值

C.彈簧自由高度與簧絲直徑之比值

D.彈簧中徑與簧絲直徑之比值

7.普通平鍵接聯(lián)采用兩個(gè)鍵時(shí)，一般兩鍵間的布置角度為[B]

A.90°B.I20}C.135°D.1800

8.V帶在減速傳動(dòng)過(guò)程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在[D]

A.V帶離開(kāi)大帶輪處B.V帶繞上大帶輪處

C.V帶離開(kāi)小帶輪處D.V帶繞上小帶輪處

9.對(duì)于普通螺栓聯(lián)接，在擰緊螺母時(shí)，螺栓所受的載荷是[D]

A.拉力B.扭矩

C.壓力D.拉力和扭矩

10.滾子鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)，這主要是因?yàn)椴捎眠^(guò)渡鏈節(jié)后[D]

A.制造困難B.要使用較長(zhǎng)的銷軸

C.不便于裝配D.鏈板要產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力

二、填空題：本大題共1（）個(gè)小題，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上。

1.軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受一彎矩—的軸為心軸，主要受—轉(zhuǎn)矩—的軸為傳動(dòng)軸。

2.代號(hào)62203的滾動(dòng)軸承，為深溝球軸承軸承，其內(nèi)徑為17m%

3.在一般機(jī)械中的圓柱齒輪傳動(dòng)，往往使小齒輪齒寬bi_大于大齒輪齒寬b2;在計(jì)

算齒輪強(qiáng)度時(shí)，工作齒寬應(yīng)取—大齒輪齒寬也.

4.普通平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的一兩側(cè)面_；楔鍵聯(lián)接的工作面是鍵的一上下面—。

5.為了便于互換及適應(yīng)大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)圈孔與軸的配合采用一基孔制，軸承外圈

與軸承座孔的配合采用—基軸制。

6.不隨時(shí)間變化的應(yīng)力稱為.靜應(yīng)力,隨時(shí)間變化的應(yīng)力稱為—變應(yīng)力,

具有周期性的變應(yīng)力稱為—循環(huán)變應(yīng)力O

7.按照平面圖形的形狀，螺紋分為一三角形螺紋_、梯形螺紋—和—鋸齒形螺紋等。

1.8.按照工作條件，齒輪傳動(dòng)可分為一開(kāi)式傳動(dòng)_和一閉式傳動(dòng)_兩種。

9.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，軟齒面閉式傳動(dòng)通常先按—齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式確定傳

動(dòng)尺寸，然后驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度。

2.10.直徑較小的鋼制齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí)，可以將齒輪和軸做成一體，

稱為齒輪軸。

三、簡(jiǎn)答題：本大題共6個(gè)小題，每題5分，共30分。把答案填在題中橫線上。

1.簡(jiǎn)述螺紋聯(lián)接的基本類型主要有哪四種？

螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。

2.提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施有哪些？

1降低螺栓總拉伸載荷的變化范圍；2改善螺紋牙間的載荷分布；3減小應(yīng)力集中；4避免或

減小附加應(yīng)力。

3.閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗主要包括哪三部分？

閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合的功率損耗，軸承中摩擦損耗和攪動(dòng)箱體內(nèi)

潤(rùn)滑油的油阻損耗。

4.簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)？

適于中心矩較大的場(chǎng)合；帶具有良好的擾性，可緩和沖擊、吸收振動(dòng)；過(guò)載時(shí)帶與帶輪間會(huì)

出現(xiàn)打滑，打滑雖使傳動(dòng)失效，當(dāng)可防止損壞其他零件；

5.鏈傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？

鏈板疲勞破壞；滾子套筒的沖擊疲勞破壞；銷軸與套筒的膠合；鏈條較鏈磨損：過(guò)載拉斷。

6.滾動(dòng)軸承的基本類型有哪些？

調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、深溝球軸承、角接觸球軸承、推

力圓柱滾子軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等。

四、結(jié)構(gòu)改錯(cuò)

1、圖示為一用對(duì)圓錐滾子軸承外圈窄邊相對(duì)安裝的軸系結(jié)構(gòu)。請(qǐng)按示例①所示，指出圖中

的其他結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤（不少于7處）（7分）

（注：潤(rùn)滑方式、倒角和圓角忽略不計(jì)。）

例①一缺少調(diào)整墊片

［解］

（1）——缺少調(diào)整墊片

⑵一一輪轂鍵槽不對(duì)

⑶一一與齒輪處鍵槽的位置不在同一角度上

⑷一一鍵槽處表達(dá)不正確（應(yīng)該局部剖視）

（5）一—端蓋孔與軸徑間無(wú)間隙

（6）——多一個(gè)鍵

（7）-----齒輪左側(cè)軸向定位不可靠

（8）——齒輪右側(cè)無(wú)軸向定位

⑼一一軸承安裝方向不對(duì)

（10）一一軸承外圈定位超高

（11）-----軸與軸承端蓋相碰

2、請(qǐng)說(shuō)明圖示軸系結(jié)構(gòu)中用數(shù)字標(biāo)出位置的錯(cuò)誤（不合理）的原因。（5分）

4

⑴一一軸肩的高度超出了軸承內(nèi)圈的外徑：

⑵一一軸段的長(zhǎng)度應(yīng)該小于輪轂的寬度：

⑶一一螺紋軸段缺少螺紋退刀槽；

⑷一一鍵槽應(yīng)該與中間部位的鍵槽在同??母線上布置:

⑸一一鍵的長(zhǎng)度應(yīng)該小于軸段的長(zhǎng)度。

北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)考題與答案

一、是非題（有5小題，每題1分，共5分。正確在括號(hào)內(nèi)寫(xiě)“T”，錯(cuò)誤在括號(hào)內(nèi)寫(xiě)“F”）

1.雙螺母防松結(jié)構(gòu)中，如兩螺母厚度不同，應(yīng)先安裝薄螺母，后安裝厚螺母。（T）

2.滾動(dòng)軸承的軸向系數(shù)Y值越大，其承受軸向能力越大。（F）

3.減速器的齒輪和滾動(dòng)軸承可以采用不同的潤(rùn)滑劑。（T）

4.設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí)，為了提高傳動(dòng)效率，可以增加蝸桿的頭數(shù)。（T）

5.失效就是零件斷裂了。（F）

二、選擇題（有5小題，每題2分，共10分。在每小題的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求

的，把所選項(xiàng)的字母填在題中的橫線上）

6.溫度對(duì)潤(rùn)滑油粘度的影響是隨著溫度的升高潤(rùn)滑油的粘度」

A）提高B）不變C）降低

7.設(shè)計(jì)時(shí)鍵的截面尺寸通常是根據(jù)」從標(biāo)準(zhǔn)中選取。

A）鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩B）軸的轉(zhuǎn)速C）輪轂的長(zhǎng)度D）軸的直徑

8.下列四種敘述中D是正確的。

A）變應(yīng)力只能由變載荷產(chǎn)生B）靜載荷不能產(chǎn)生變應(yīng)力C）變應(yīng)力是由靜載荷產(chǎn)

生D）變應(yīng)力是由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生

9.從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)考慮，單件生產(chǎn)的齒輪減速箱的箱體最好采用K。

A）灰鑄鐵鑄造B）鑄鋼鑄造C）鋼板焊接

10.由下列不同材料制造的零件，其形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)、表面加工情況和工作條件等

完全相同，其中有效應(yīng)力集中系數(shù)最大的是B。

A）HT200灰鑄鐵B）40CrNi鋼C）45鋼

三、填空題（有5小題，20個(gè)空，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上）

11.對(duì)下列各種零件至少舉出一種常用材料的牌號(hào)，齒輪45,4（）列，滑動(dòng)加承軸

瓦ZQSnlOT,ZQA19T,蝸輪輪緣ZQSnlOT,ZQA19Y,螺釘Q235,20,

彈簧65Mn,碳素彈簧鋼絲，彈簧墊圈65Mn,滾動(dòng)軸承套圈GCH5,滾動(dòng)

軸承保持架08F,鍵一45。

12.帶傳動(dòng)的失效形式為打滑和疲勞破壞。因此，其主要設(shè)計(jì)依據(jù)為在保

證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。

13.軸按承載分為承軸，轉(zhuǎn)軸和傳動(dòng)軸°

14.螺?聯(lián)接按防松原理可分為摩擦防松，機(jī)械防松和其它防松.

15.灰鑄鐵齒輪常用于開(kāi)式傳動(dòng)中,這種齒輪的主要失效形式是_磨

損O

四、問(wèn)答題（有5小題，每題4分，共20分）

16.什么是等強(qiáng)度設(shè)計(jì)？在設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用？

答：一個(gè)機(jī)器的各零件或一個(gè)零件對(duì)于各種失效方式具有同樣的承教能力。

在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有二：一是使各部分等強(qiáng)度，避免某些部分強(qiáng)度過(guò)大，浪費(fèi)材料；二

是故意設(shè)置薄弱環(huán)節(jié)，過(guò)載時(shí)失效，使其它部分在過(guò)載時(shí)不致于損壞而得到保護(hù)。

17.什么是機(jī)械零件的失效？

答：機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作，叫失效。

18.滑動(dòng)軸承計(jì)算中，計(jì)算p,pv,v各考慮什么問(wèn)題？

答：p-----軸承磨損；

pv------發(fā)熱；

V-----局部磨損C

19.齒輪傳動(dòng)中的載荷系數(shù)K=KKK.Kp,KKK“除各為什么系數(shù)，各考慮什么因素對(duì)齒

輪傳動(dòng)的影響？

答：齒輪傳動(dòng)中的載荷系數(shù)kKKhlG中，L是使用系數(shù)，考慮外部因素引起附加動(dòng)載

荷對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；（是動(dòng)載系數(shù)，考慮齒輪制造、安裝誤差等引起附加動(dòng)載

荷對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；t是齒間載荷分配系數(shù)，考慮多齒嚙合間分配載荷的不均

勻現(xiàn)象對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；降是齒向載荷分布系數(shù)，考慮載荷沿接觸線分布不均

的現(xiàn)象對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；

20.什么叫機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則？常用的機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則有那些？

答：機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則就是為防止機(jī)械零件的失效而制定的判定條件，常

用的準(zhǔn)則有強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、壽命準(zhǔn)則、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則、可靠性準(zhǔn)則等？

五、分析題（有2小題，每題6分，共12分）

21.一鋼制液壓油缸，缸內(nèi)油壓P=2.5MPa（靜載）,油缸內(nèi)徑D=125mm,缸蓋

由6個(gè)M16的螺釘聯(lián)接在缸體上.螺釘剛度最與缸體缸蓋的剛度&之比為1/4,

螺釘材料的性能等級(jí)為5.6級(jí)，安全系數(shù)取S=1.5,M16螺釘?shù)男絛產(chǎn)13.835mm.

若根據(jù)聯(lián)接的緊密性要求，要求殘余預(yù)緊力QJ>L5F.試分析預(yù)緊力應(yīng)控制

在什么范圍內(nèi)才能滿足此聯(lián)接的要求？

解

1.計(jì)算單個(gè)螺釘?shù)墓ぷ骼（2分）

油缸蓋聯(lián)接所受的載荷八二PTTD74,每個(gè)螺釘?shù)墓ぷ骼=F,/6=pX

nD74/6=2.5TI（125）2/4/6=5113.27N

2.計(jì)算允許的螺釘最大總拉力Q（2分）

螺釘材料性能等級(jí)為5.6級(jí)，a=300MPa,許用應(yīng)力［捫=cs/S=300/1.5

=200MPa.由強(qiáng)度條件aca=1.3Q/(Tid74)W[M

Q^7id2[o]/4/1.3=7txl3.8352X200/4/1.3=23127.83N

3.求預(yù)緊力Q0的允許范圍(2分)

1)按螺釘強(qiáng)度條件求允許的最大預(yù)緊力

Q=QP+Cb/(Cb+&)FW23127.83N

???QpW23127.83-0.2F=23127.83-0.2x5113.27=22105.17N

2)按聯(lián)接緊密性條件求最小的預(yù)緊力，根據(jù)聯(lián)接緊密性要求，QJ21.5F

???Qr'=QP-Cn/(Cb+C)F=QP-0.8F^1.5F

即Qp21.5F十0.8F=2.3F=11760.52N

由以上計(jì)算結(jié)果可知，預(yù)緊力。應(yīng)控制為

11760.52NWQW22105.17N

22.一傳動(dòng)裝置，輸入轉(zhuǎn)矩為T(mén)”輸出轉(zhuǎn)矩為T(mén)2,速比為i,總效率為，試

證明T2"TiXiXn

答：設(shè)輸入功率為Pi(kW),輸出功率為P2(kW),輸入轉(zhuǎn)速為ni(r/min),

輸出轉(zhuǎn)速為n2(r/min),

T=9.55X106XP/n(N.mm)

66

???P)=TiXni/(9.55X10)P2=T2Xn2/(9.55X10)

66

Vn=I、2/Pi=(T：Xn2/(9.55X10))/(TiXm/(9.55X10))

=T2Xn2/(TiXni)

i=m/m

???n=T2/Ti/i

B|JT2=TiXiXn

六、計(jì)算題(有2小題，每題6分，

共12分)

23.一對(duì)46210角接觸球軸承

反安裝，如圖1所示。已知軸承1

和軸承2的徑向載荷分別為

七二2000N,是二4000N,軸上作用的軸

向載荷￡=800N(指向軸承2),軸承

的派生軸向力S的計(jì)算式60.68凡

出068,￥=Q41,片0.87o軸承載荷

有輕微沖擊，載荷系數(shù)用1.2,工作溫度不大于120。。試求：

(1)軸承1和軸承2的軸向載荷4和12；

(2)軸承1和軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷片和已。

解：(1)計(jì)算軸承的軸向載荷

S=0.68/4=0.68X2000=1360N

W=0.68不=0.68X4000=2720N

S、S方向見(jiàn)圖2

因?yàn)轶?S=800+2720=3520N>S

所以軸承1“壓緊"，4=R+5=800+2720=3520(2分)

軸承2“放松”，A2=￡=2720N(2分)

(2)計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷

軸承14/1=3520/2000=1.76>^0.68,貝ij取

4=0.41,K=0.87

尸尸方CWK4）

=1.2X（0.41X2000+0.87X3520）=3882.4N（2分）

軸承24/用=2720/4000=0.68<.0.68,則取

>1,K=0

P2=/；.X/^

=1.2X1X4000=4800N（2分）

24.已知V帶傳動(dòng)中，最大傳遞功率P=8kW,帶的速度

々10m/s,若緊邊拉力Fi為松邊拉力正2的2倍，此時(shí)小帶輪上包

角的二120。，求：（1）有效拉力入；（2）緊邊拉力Q；（3）當(dāng)量摩

擦系數(shù)。

解：

有效拉力凡=1000^1^1000X8/10=800N（2分）

又知:￡-￡二乙￡二2￡

則緊邊拉力￡二2凡=1600N（2分）

區(qū)”

根據(jù)歐拉公式

得當(dāng)量摩擦系數(shù)尸=ln（￡/￡）/a=ln2/（3.14X120/180）

=0.693/2.0933=0.331（2分）

七、結(jié)構(gòu)題（有.4小題，每題分別為10分,2分，2分，2分，共16分）

25.圖3中為一對(duì)圓錐滾子軸承支承的軸系，齒輪油潤(rùn)滑，軸承脂潤(rùn)滑，

軸端裝有聯(lián)軸器。試指出圖中的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤（在圖中錯(cuò)誤處寫(xiě)出序號(hào)并在下半部改

正，按序號(hào)簡(jiǎn)要說(shuō)明錯(cuò)誤的內(nèi)容）（每指出一處，并正確說(shuō)明錯(cuò)誤內(nèi)容和改正的,

得1分,總分為10分）

①鍵的位置應(yīng)與齒輪處在同一直線上，而且結(jié)構(gòu)不正確;

②軸承蓋孔徑應(yīng)大于軸徑，避免接觸；

③此處不應(yīng)有鍵聯(lián)接；

④軸長(zhǎng)應(yīng)短于輪轂長(zhǎng)度，保證軸套壓緊齒輪；

⑤軸應(yīng)有軸環(huán)，使齒輪定位；

⑥軸承應(yīng)正裝：

⑦軸不應(yīng)與軸承蓋相碰，且不需這么長(zhǎng)；

⑧左右兩軸承蓋與箱體間應(yīng)有調(diào)整墊片；

⑨兩軸承內(nèi)側(cè)應(yīng)加封油環(huán)：

⑩箱體加工面與非加工面未分開(kāi)。

26.畫(huà)HlV帶與帶輪槽的正確安裝圖；

27.畫(huà)出普通螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)圖

28.畫(huà)出普通平鍵A型、B型、C型的形狀

26,27,28題答案:

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程試題（二）

一、填空題（25分）［每空1分］

1、滾動(dòng)軸承軸系一端固定一端游動(dòng)的固定方式常用在跨距較

大或工作溫度較高情況下。

2、dn值大的滾動(dòng)軸承應(yīng)采用油潤(rùn)滑，而dn值小的滾動(dòng)軸承可采用潤(rùn)

滑脂潤(rùn)滑。

3、滑動(dòng)軸承保證液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的條件有①.相對(duì)滑動(dòng)的兩表面間必須形成收

斂的楔形間隙；②.被油膜分開(kāi)的兩表面必須有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度，其運(yùn)動(dòng)方

向必須使?jié)櫥痛罂谶M(jìn)小口出；3潤(rùn)滑油必須有?定的粘度供油要充

金______o

4、混合摩擦（非液體摩臻）滑動(dòng)軸承計(jì)算應(yīng)校核P、V、PV值。

5、列舉兩種剛性聯(lián)軸器的名稱，并說(shuō)明是否具有補(bǔ)償軸向。徑向或角向位移的

能力：①套筒式聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）、②凸獴式聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）。

6、軸按所受載荷性質(zhì)分類，只承受彎矩的稱心軸;只承受扭矩稱傳動(dòng)

軸；承受彎矩和扭矩稱轉(zhuǎn)軸。

7、直齒圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)Zv=z/cosb；標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和壓力角在齒輪大

端—;受力分析和強(qiáng)度計(jì)算用平均分度圓直徑。

8、帶傳動(dòng)的主要失效形式為打滑和疲勞破壞。

9、帶工作是截面上產(chǎn)生的應(yīng)力有拉應(yīng)力，彎曲應(yīng)力，離心應(yīng)力。

10、在齒輪傳動(dòng)中，大小齒輪的接觸應(yīng)力是」L等的，大小齒輪的彎曲應(yīng)力

是不等的。

二、選擇題(11分)［每空1分］

1、滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸配合的正確標(biāo)注應(yīng)為

A.①30H7/k6B.①30H7C.①30k6

2、下列滾動(dòng)軸承密封裝置，其中」是屬于接觸式密封，而B(niǎo)D是屬

于非接觸式密封。

A.氈圈密封B.甩油環(huán)C.密封環(huán)D.縫隙密封

3、在B情況下,滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑油的粘度不應(yīng)選得較高。

A.重載B.高速C.工作溫度D.高承受變載或沖擊振動(dòng)載荷

4、兩相對(duì)滑動(dòng)的接觸表面，依靠吸附油膜進(jìn)行潤(rùn)滑的摩擦狀態(tài)稱」_。

A.液體摩擦B.半液體摩擦C.混合摩擦D.邊界摩擦

5、半圓鍵聯(lián)接當(dāng)采用雙鍵時(shí)兩鍵應(yīng)」布置。

A.在周向相隔90oB.在周向相隔120。

C.在周向相隔180oD.在軸向沿同一直線

6、為了提高受軸向變載荷螺栓聯(lián)接的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)B。

A.增加螺栓剛度。B.降低螺栓剛度。C.降低被聯(lián)接件剛度。

7、彈簧A的剛度為K：,彈簧B的剛度為K2,兩彈簧并聯(lián)的剛度為」—。

A.KIB.K2C.K1+K2D.K1K2/(K1+K2)

8、強(qiáng)度等級(jí)為6.8級(jí)的螺栓材料。6=DMPao

A.600B.800C.680D.480

9、鏈輪中心距已定，合理確定鏈傳動(dòng)的鏈長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)取3o

A.任意值B.等于鏈節(jié)長(zhǎng)度的偶數(shù)倍C.等于鏈節(jié)長(zhǎng)度的奇數(shù)倍

10、帶傳動(dòng)的兩帶輪直徑不相等，一般情況下，應(yīng)使哪個(gè)輪曹楔角較大」?

A.大輪B.小輪C.主動(dòng)論D.從動(dòng)輪

三、計(jì)算題（34分）

1、（14分）圖示為手動(dòng)錢(qián)車中所采用的蝸桿傳動(dòng)。已知〃-8mm,，=80nlm,

7-40,卷筒的直徑方250imn,試計(jì)算：（1）欲使重物上升1m,應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿的轉(zhuǎn)

數(shù)；（2）設(shè)蝸桿和蝸輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)為0.18,檢險(xiǎn)該蝸桿傳動(dòng)是否滿足自

鎖條件；（3）設(shè)重物重審5kN,通過(guò)手柄轉(zhuǎn)臂施加的力於100N,手柄轉(zhuǎn)臂的長(zhǎng)

度1的最小值（不計(jì)軸承效率）。

解：（1）重物上升1m時(shí),卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù):

N2=1000/HD=1000-r(250x3.14)=1.27

蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為：NENz=40x1.27=50.96（圈）

(2)蝸桿直徑系數(shù)q=di/m=80+8=10

導(dǎo)程角：Y=arctan0=arctan8=7.125"

當(dāng)量摩擦角：^v=arctanfv=arctan8=10.204

7；=5xOJ25=0625W*m:因?yàn)椋篩〈?

所以蝸桿傳動(dòng)滿足自鎖條件

*一（）一

（3）蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率:t?7?6-X7125*41020T）

7；062550039

7；=2==Q039iMWz=039*

弧40x0401則.

2、（10分）一普通V帶傳動(dòng)傳遞功率為尸二7.5kW,帶速？力10m/s,緊邊拉

力是松邊拉力的兩倍，即￡二2&試求緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力。

表6?1■通平■國(guó)普通?！龅闹饕叽鏽vn

坳的直值46-8>8-10>10-12>12.17>17-22>22-M>>30-31>SV?44

??ixA2x23x34x45x56x68*710x812x8

?的a樓/>44-50＞，|~父>5?*65>65-75>75<BS>K5-95>95-110>110-110

fUlSxVAAMx916x10IXxII2Uxl222x142sxi428x1632x18

6.8J0.I2.14.1648.20.22,25,28.32.36.40.45.50.S6.63.TO.SO.90.100,110.125J40.180.

饃的長(zhǎng)度系外￡

200.220.250.—

國(guó)竺=些生=750N

10

居*4

埠居

=750N所以

K=*=2X750=15()0N12

分

3、（10分）圖示為一剛性凸緣聯(lián)軸器，材料為Q215鋼，傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為1400

N.m（靜載荷）。已知軸的材料為45鋼，工作時(shí)有輕微沖擊。試根據(jù)圖示和表為

該聯(lián)軸器選擇平鍵，確定鍵的尺寸，并校核其強(qiáng)度（［41=100必匕）。

解：由軸徑655查下表,選取鍵b=16,h=10,鍵長(zhǎng)L=90

鍵的工作長(zhǎng)度1二L-b=90T6=74mm

鍵與聯(lián)軸器的接觸長(zhǎng)度k=0.5h=0.5xl0=5nun

2TxW2x1400x10"—ge

---------------------------=lT76WPa

由5x74x55

可見(jiàn)聯(lián)接擠壓強(qiáng)度不夠，考慮到相差較大，所以應(yīng)采用雙鍵，相隔180布置，

雙鍵的工作長(zhǎng)度1=1.5x74=111mm

2Txl(P2x1400x10s

G=-----------=------------------=9].7跖切％]

'tid5x111x55

見(jiàn)的標(biāo)記為:鍵16x90

V

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程試題（三）

一、填空題（每空1分共24分）

1.螺紋的公稱直徑是指螺紋的大徑,螺紋的升角是指螺紋中徑處

的升角。螺旋的自鎖條件為―7"供o

2、三角形螺紋的牙型角。=601，適用于聯(lián)接，而梯形螺紋的牙型

角Q=饗_____,適用于傳動(dòng)°

3、螺紋聯(lián)接防松，按其防松原理可分為摩擦防松、機(jī)械防松

和永久防松。

4、選擇普通平鍵時(shí)，鍵的截面尺寸（bXh）是根據(jù)軸徑d查標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定

的,普通平鍵的工作面是側(cè)面.

5、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過(guò)大，若傳動(dòng)比過(guò)大將使包角。，從而

使帶的有效拉力值減小。

6、鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比是變員，其平均傳動(dòng)比是一常數(shù)。

7、在變速齒輪傳動(dòng)中，若大、小齒輪材料相同，但硬度不同，則兩齒輪工作中

產(chǎn)生的齒面接觸應(yīng)力相同，材料的許用接觸應(yīng)力不同，工作中產(chǎn)

生的齒根彎曲應(yīng)力不同，材料的許用彎曲應(yīng)力不同,

8、直齒圓柱齒輪作接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)取節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力為計(jì)算依據(jù),其

載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)。

9、對(duì)非液體摩擦滑動(dòng)軸承，為防止軸承過(guò)度磨損，應(yīng)校核」,為防止軸

承溫升過(guò)高產(chǎn)生膠合,應(yīng)校核pv。

10、撓性聯(lián)抽器按是否具行彈性元件分為無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈

性元件撓性聯(lián)軸裾兩大類。

二、單項(xiàng)選擇題（每選項(xiàng)1分，共10分）

1.采用螺紋聯(lián)接時(shí)，若被聯(lián)接件之一厚度較大，且材料較軟，強(qiáng)度較低，需

要經(jīng)常裝拆，則一般宜采用上。

A螺栓聯(lián)接；B雙頭螺柱聯(lián)接；C螺釘聯(lián)接。

2.螺紋副在摩擦系數(shù)一定時(shí)，螺紋的牙型角越大，則」。

A.當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越好；

B.當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越差；

C.當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越差；

D.當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越好；

3、當(dāng)鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足時(shí)可采用雙鍵。使用兩個(gè)平鍵時(shí)要求鍵D布置。

A在同一直線上；B相隔90°;C.相隔120°；D相隔

180°

4、普通平鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核的內(nèi)容主要是」o

A.校核鍵側(cè)面的擠壓強(qiáng)度;B.校核鍵的剪切強(qiáng)度；C.AB兩者均需校核；D.校

核磨損。

5、選取V帶型號(hào)，主要取決于D。

A.帶的線速度B.帶的緊邊拉力C.帶的有效拉力D.帶

傳遞的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速

6、為了限制鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷，在節(jié)距p和小鏈輪齒數(shù)"一定時(shí)，.應(yīng)該限

制A。

A.小鏈輪的轉(zhuǎn)速內(nèi)；B.傳動(dòng)的功率P；C.傳遞的圓周力。

7、圓柱齒輪傳動(dòng)，當(dāng)齒輪直徑不變，而減小模數(shù)時(shí)，可以D。

A.提高輪齒的彎曲強(qiáng)度；B.提高輪齒的接觸強(qiáng)度；

C.提高輪齒的靜強(qiáng)度；D.改善傳動(dòng)的平穩(wěn)性。

8、當(dāng)轉(zhuǎn)速較低、同時(shí)受徑向載荷和軸向載荷，要求便于安裝時(shí)，直選

用B°

A.深溝球軸承B.圓錐滾子軸承C.角接觸球軸承

9、溫度升高時(shí)，潤(rùn)滑油的粘度C0

A.隨之升高；B.保持不變；C.隨之降低；D.可能升高也可能降低。

10、圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑d=6mm,旋繞比05,則它的內(nèi)徑》等

于Bo

A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm

三、計(jì)算題（38分）1、（15分）圖3T示螺栓聯(lián)接中，采用兩個(gè)M20的普通螺

栓，其許用拉應(yīng)力［。］=16（^/皿近聯(lián)接件接合面間摩擦系數(shù)f=0.20,防滑系

數(shù)K=l.2,計(jì)算該聯(lián)接件允許傳遞的靜載荷F=?（M20的螺栓d.=17.294min）（10

分）解：螺栓預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷，假

設(shè)各螺栓所需預(yù)緊力均為Fo

則由平衡條件

/n既CZD>4國(guó)可得

（4分）

螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為

竽%是得（4分）

?^4X1.1XK：

572Kt

KX17,2942X160X0.2X2X2

3.2X172

Pr

圖3T

2、（13分）如圖3-2所示某電梯傳動(dòng)裝置中采用蝸桿傳動(dòng)，電機(jī)功率P=10kW,轉(zhuǎn)

速ni=970r/min,蝸桿傳動(dòng)參數(shù)z1=2；z2=60；直徑系數(shù)q=8；總效率n=0.8,

m=8,右旋蝸桿，試計(jì)算：（14分）

（1）電梯上升時(shí)，標(biāo)出電機(jī)轉(zhuǎn)向;

（2）標(biāo)出蝸桿所受各力的方向；

（3）計(jì)算蝸輪所受各力大小。

解：（1）電機(jī)轉(zhuǎn)向箭頭向上；（1分）

⑵蝸桿受各力方向如圖（3分）

（3分）

=他=/孫m30山.向團(tuán)

8x60

（3分）

FR=F\?,tana=9845tan20°=3583N（3

分）

3、根據(jù)工作條件，決定在某傳動(dòng)軸上安裝一對(duì)角接觸向心球軸承(如圖所

示)，已知兩個(gè)軸承受到的徑向載荷分別為Fn=：650N和Fn=3500N。外加軸向

力Fae=1020No(1)若派生軸向力Ed=0.7Fr,試計(jì)算兩個(gè)軸承實(shí)際受到

的軸向載荷Fa1和

解：為=0.7Frl=0.7X1650=1155N方向向右

&=0.7F,,=

0.7X3500=2450N（2

號(hào)=簿=0.7：>〃分）

⑵普=11"Fr23。00

所以PJ十丫心）

=0.42X1650-rO.84X1430=1894N

P：=/p（X2Fx24-y2Fu2）^o.42X3500+0.84X2430=3511、

方向向左

分十幾=1155十1020=2175<凡

故軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。

分=&一乙二2450-1020N=1430（2分）

F，2=Fd2=2450N（2分）

四、分析題（20分）

1.（10分）如圖47傳動(dòng)系統(tǒng)，要求軸H、IILL的軸向力抵消一部分，試

確定：

1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向；

2）斜齒輪3、4和蝸桿5、蝸輪6的旋向；

3）分別畫(huà)出蝸桿5,蝸輪6嚙合點(diǎn)的受力方向。

圖4-1

（1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?

(2)齒輪3左旋，齒輪4右旋，蝸桿5右旋，蝸輪6右旋；(4分)

⑶蝸桿5嚙合點(diǎn)受力方向如圖(a)；蝸輪6嚙合點(diǎn)受力方向如圖(b)。(6分)

一、填空題(每空1分共24分)

1.螺紋的公稱直徑是指螺紋的大徑,螺紋的開(kāi)角是指螺紋徑處的升角。螺旋的自鉞條件

為0

2、三角形螺紋的牙型角a=60,適用于,而梯形螺紋的牙型角a=30,適用于

傳動(dòng).

3、螺紋聯(lián)接防松，按其防松原理可分為機(jī)械防松、摩擦防松和永久防松。

4、選擇普通平健時(shí),健的截面尺寸(bXh)是根據(jù)上查標(biāo)淮來(lái)確定的,普通平鍵的工作面是____側(cè)

面

5、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過(guò)大，若傳動(dòng)比過(guò)大招使打滑，從而使帶的有效拉力值減小。6、鏈傳動(dòng)

瞬時(shí)傳動(dòng)比是變量，其平均傳動(dòng)比是一常數(shù).

7、在變速齒輪傳動(dòng)中，若大、小齒輪材料相同，但硬度不同，則兩齒輪工作中產(chǎn)生的齒面接觸應(yīng)力.

材料的許用接觸應(yīng)力，工作中產(chǎn)生的齒根彎曲應(yīng)力，材料的許用彎曲應(yīng)力0

8、直齒圓柱齒輪作接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)取處的接觸應(yīng)力為計(jì)算依據(jù)，其載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)。

9、對(duì)非液體摩擦滑動(dòng)軸承，為防止軸承過(guò)度磨損，應(yīng)校核,為防止軸承溫升過(guò)高產(chǎn)生膠合.應(yīng)校

核。

10、撓性聯(lián)抽器按是否具行彈性元件分為撓性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。

二、單項(xiàng)選擇題（每選項(xiàng)1分，共10分）

1.采用螺紋聯(lián)接時(shí)，若被塊接件之一厚度較大，且材料較軟，強(qiáng)度較低，需要經(jīng)常裝拆，則一般宜采

A螺栓聯(lián)接；B雙頭螺柱聯(lián)接：C螺釘聯(lián)接。

2.螺紋副在摩擦系數(shù)一定時(shí),螺紋的牙型角越大,則b.

A.當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，H鎖性能越好；

B.當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越差；

C.當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越差：

D.當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自領(lǐng)性能越好：

3、當(dāng)鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足時(shí)可采用雙鍵。使用兩個(gè)平鍵時(shí)要求鍵d布置。（1分）

A在同一直線上；B相隔90°;C.相隔120°：D相隔180n

4、普通平鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核的內(nèi)容主要是a.

A.校核鍵側(cè)面的擠壓強(qiáng)度;B.校核犍的剪切強(qiáng)度：C.AB兩者均需校核；D.校核磨損。

5、選取V帶型號(hào)，主要取決于d。

A.帶的線速度B.帶的緊邊拉力

C.帶的有效拉力D.帶傳遞的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速

6、為了限制鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷，在節(jié)距p和小鏈輪齒數(shù)力一定時(shí)，.應(yīng)該限制aoA.小鏈輪

的轉(zhuǎn)速m：B.傳動(dòng)的功率P;C.傳遞的圓周力。

7、圓柱齒輪傳動(dòng)，當(dāng)齒輪直徑不變，而減小模數(shù)時(shí)，可以d。

A.提高輪齒的彎曲強(qiáng)度：B.提高輪齒的接觸強(qiáng)度；

C.提高輪齒的靜強(qiáng)度:D.改善傳動(dòng)的平植性。

8、當(dāng)轉(zhuǎn)速較低、同時(shí)受徑向載荷和軸向我荷，要求便于安裝時(shí)，宜選用』—。

A.深溝球軸承B.圓錐滾子軸承C.角接觸球軸承

9、溫度升高時(shí)，潤(rùn)滑油的粘度」o

A.隨之升高；B.保持不變；

C.隨之降低；D.可能升高也可能降低。

10,圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑d=6mm,旋繞比C=5,則它的內(nèi)徑［等于b.

A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm

三、計(jì)算題（38分）

】、（15分）圖3-1示螺栓聯(lián)接也采用兩個(gè)M20的普通螺栓，其許用拉應(yīng)力［。］=16（^/|1^,聯(lián)接件接合面

間摩擦系數(shù)f=0.20,防滑系數(shù)K.=1.2,計(jì)算該聯(lián)接件允許傳遞的棉載荷F=?（M20的螺栓&=17.291mm）（10

分）

I、螺拴預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫底載荷，假設(shè)各螺栓所需預(yù)緊力均為FO

則由平衡條件

RYKS.F

尸4?Z"NKs?尸可得

（4分）

^d][_oyfzi

螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為"4于是得（4分、4XL3XK,

文擊[切f?z.S

572K,

TTX17,2942X160X0.2x2x2

=19273.75、

5.2XLT~"（5分）

圖3T

2、（13分）如圖3-2所示某電梯傳動(dòng)裝置

中采用蝸桿傳動(dòng),電機(jī)功率P=10kW,轉(zhuǎn)速n,

=970r/min,蝸桿傳動(dòng)參數(shù)5=2；z2=60；

直徑系數(shù)q=8：總效率q=0.8,m=8,右旋蝸桿，試計(jì)算：（14分）

（1）電梯上升時(shí),標(biāo)出電機(jī)轉(zhuǎn)向:

（2）標(biāo)出姻桿所受各力的萬(wàn)向；

（3）計(jì)算蝸輪所受各力大小。

3、根據(jù)工作條件，決定在某傳動(dòng)軸h

安裝一對(duì)角接觸向心球軸承（如圖所

示），己知兩個(gè)軸承受到的徑向載荷分別為Fn=1650N和Fr2=3500N.外加軸向力Fae=1020N。（1）若

派生軸向力Fd=0.7Fr,試計(jì)算兩個(gè)軸承實(shí)際受到的軸向載荷F4和Fa”

［解］Fdl=0.7Frl=0.7X1650=1155N（2分）

方向向右

Fd2=0.7Fr2=0.7X3500=2450N（2分）

方向向左

Fdl十Fae=1155十1020=2175<Fd2

故軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。

Fa1=Fd2-Fae=2450-1020N=1430（2分）

Fa2=Fd2=2450N（2分）

Fae

F1430、%2450

1630>"'居2=0.7?

⑵M二3500

所以P=0（X4］十匕入）

=0.42X1650+0.84X1430=1894、

p?=/『（X2Fr2+匕E?）k642X3500+0,84X2430=3511N

圖3-3

四、分析題（20分）

1.（10分）如圖4T傳動(dòng)系統(tǒng)，要求軸H、IH上的軸向力抵消一部分，試確定：

1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向；

2）斜齒輪3、4和蝸桿5、蝸輪6的旋向：

3）分別畫(huà)出蝸桿5,蝸輪6嚙合點(diǎn)的受力方向。

圖4-1

答案I、大，中,7""。2、600、聯(lián)接、300、傳動(dòng)。

3、摩擦、機(jī)械、永久4、軸徑d、側(cè)面。5、包角。。

6、變量、常數(shù)。7、相同、不同、不同、不同。

8、節(jié)點(diǎn)。9、p、pv。10、無(wú)彈性元件，有彈性元件。

1、Bo2、D.3、Do4、A。5、D?6、A。7、D。8、B?9、Co10、B。

1、螺栓預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫底載荷，假設(shè)各螺栓所需預(yù)緊力均為F0

則由平衡條件

F>S

/?hZ?i之QF可得0-f.z.i

（4分）

烏9]

螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為

34于是得（4分、4XL3XK,

—

KX17.294：*160X0.2X2X2

=19273.75、

5.2XLT~（5分）

2、（13分）|解|

1）電機(jī)轉(zhuǎn)向箭頭向上：（1分）

2）蝸桿受各力方向如圖（3分）

P10

（3）T=9550000==9550000X.

［，八970（3分）

=98454N?rnm

2X98454

F3077\（3分）

8X8

F=27^=2X98454X30X0.8=9845/VFr2=F（2?tana=9845tan20°=3583N

mzy8x60（3分）

3、（14分）

［解］Fdl=0.7Frl=0.7X16S0=1155N（2分）

方向向右

Fd2=0.7Fr2=0.7X3500=2450N（2分）

方向向左

Fdl十Fac=1155+1020=2175<Fd2

故軸承1為正緊端，軸承2為放松端。

Fa1=Fd2-Fae=2450-l020N=1430（2分）

Fa2=Fd2=2450N（2分）

⑵二二1430F.2=2430（3分）

=0.42義1650十0.84X1430=1894、

=/『上兀

P2（X2FX23？）=0.42X3500+0.84X2430=3511N

（3分）

四、分析題（26分）

1.（12分）（1）蝸輪6的轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍?/p>

（2分）

（2）齒輪3左旋，齒輪4右旋，蝸桿5右旋，蝸輪6右

旋：（4分）

（3）蝸桿5嚙合點(diǎn)受力方向如圖（a）：蝸輪6嚙合點(diǎn)受力

方向如圖（b）。（6分）

2、（1