《機(jī)械設(shè)計(jì)》試題及答案

1、機(jī)械設(shè)計(jì)試題 A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（）區(qū)；當(dāng)NV No時(shí)，為（）區(qū).2 剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗（）地能力.零件材料地彈性模量越小，其剛度就越（ ）.3潤(rùn)滑油地（）性越好，則其產(chǎn)生邊界膜地能力就越強(qiáng)；（）越大,則其內(nèi)摩擦阻力就越大4 為改善潤(rùn)滑油在某些方面地性能，在潤(rùn)滑油中加入地各種具有獨(dú)特性能地化學(xué)合成物即為 （ ）.5正是由于（）現(xiàn)象，使帶傳動(dòng)地傳動(dòng)比不準(zhǔn)確.帶傳動(dòng)地主要失效形式為（）和6蝸桿傳動(dòng)地主要缺點(diǎn)是齒面間地（ 升較高.7 鏈傳動(dòng)水平布置時(shí)，最好（）邊在上，（8設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)被聯(lián)接軸地轉(zhuǎn)速

2、 （）和（9徑向滑動(dòng)軸承地半徑間隙與軸頸半徑之比稱為 （ 之比稱為偏心率:.）很大，因此導(dǎo)致傳動(dòng)地（）較低溫）在下.）選擇聯(lián)軸器地型號(hào).）；而（）與（）10 對(duì)于普通平鍵，考慮到載荷分布地不均勻性，雙鍵聯(lián)接地強(qiáng)度按（）個(gè)鍵計(jì)算 二 判斷題（每小題1分，共10分）（正確地劃，錯(cuò)誤地劃“X”）1 十字滑塊聯(lián)軸器中地所有元件都是剛性元件，因此屬于剛性聯(lián)軸器（）2 兩摩擦表面地粗糙度值越小，則越容易實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)力潤(rùn)滑.（）3 在計(jì)算轉(zhuǎn)軸地強(qiáng)度時(shí)，安全系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確.（）4. 相嚙合地蝸桿和蝸輪地螺旋角必須大小相等，旋向相反.（）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)地幾

3、何尺寸，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（）6 由于鏈傳動(dòng)不需要張緊力，故作用在軸上地載荷較小.（）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（）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.（）9.性能等級(jí)為6.6級(jí)地螺栓，其屈服點(diǎn)二s =600MPa.（）10 機(jī)械零件地計(jì)算分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，兩種計(jì)算地目地都是為了防止機(jī)械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效.（）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)岀現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？2 對(duì)于滾動(dòng)軸承地軸系固定方式 ，請(qǐng)解釋什么叫“兩端固定支承”？3簡(jiǎn)述形成穩(wěn)定動(dòng)壓油膜地條件?4. 解釋名詞：滾動(dòng)軸承地壽命；

4、滾動(dòng)軸承地基本額定動(dòng)載荷四（15分）某軸用一對(duì)同型號(hào)角接觸球軸承支承，受力情況如圖所示.已知：內(nèi)部軸向力FS = 0.68 FR,eFr2=2500NFx=900N0.68.當(dāng) FAFrFri=4000N< e時(shí),X = 1,Y = 0; 當(dāng) “ >e時(shí),X = 0.41,Y = 0.87.問哪個(gè)軸承地壽命低?Fr五（15分）如圖所示地螺栓組聯(lián)接，已知外載荷F = 5KN,各有關(guān)幾何尺寸如圖所示.試計(jì)算受力最大螺栓所受地橫向工作載荷 Fsmax六（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比i = 3.2,允許傳動(dòng)比有不超過土 5%地誤差.通過強(qiáng)度計(jì)算已確定中心距a= 320mm,

5、模數(shù)m3mm,取齒寬系數(shù)d = 1.試確定下列幾何尺寸：mz1 z2 d1 d2 b1 b2.（模數(shù)系列：3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 8 ）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 >N0時(shí)，為（無限壽命區(qū)）區(qū)；當(dāng)NV N0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）地能力.零件材料地彈性模量越小 ，其剛度就越（小）.3潤(rùn)滑油地（油）性越好，則其產(chǎn)生邊界膜地能力就越強(qiáng)；（粘度）越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越大.4. 為改善潤(rùn)滑油在某些方面地性能 ，在潤(rùn)滑油中加入地各種具有獨(dú)特性能地化學(xué)合

6、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)地傳動(dòng)比不準(zhǔn)確.帶傳動(dòng)地主要失效形式為（ 打滑）和（帶 地疲勞破壞）.6蝸桿傳動(dòng)地主要缺點(diǎn)是齒面間地（ 相對(duì)滑動(dòng)速度）很大，因此導(dǎo)致傳動(dòng)地（ 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)接軸地轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn)矩）和（直徑）選擇聯(lián)軸器地型號(hào).9徑向滑動(dòng)軸承地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，考慮到載荷分布地不均勻性，雙鍵聯(lián)接地強(qiáng)度按（1.5 ）個(gè)鍵計(jì)算.二 判斷題（每小題1分，共10分）（正確地劃“/ ，錯(cuò)誤地劃“X”）

7、1 十字滑塊聯(lián)軸器中地所有元件都是剛性元件，因此屬于剛性聯(lián)軸器.（X ）2 兩摩擦表面地粗糙度值越小 ，則越容易實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)力潤(rùn)滑.（V ）3在計(jì)算轉(zhuǎn)軸地強(qiáng)度時(shí)，安全系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確.（V ）4. 相嚙合地蝸桿和蝸輪地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)地幾何尺寸，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，故作用在軸上地載荷較小.（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)地螺栓，其屈服

8、點(diǎn)二s =600MPa.10 機(jī)械零件地計(jì)算分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，兩種計(jì)算地目地都是為了防止機(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)岀現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？答：因?yàn)樵陂_式齒輪傳動(dòng)中，磨粒磨損地速度比產(chǎn)生點(diǎn)蝕地速度還快，在點(diǎn)蝕形成之前，齒面地材料已經(jīng)被磨 掉，故而一般不會(huì)岀現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象.2. 對(duì)于滾動(dòng)軸承地軸系固定方式，請(qǐng)解釋什么叫“兩端固定支承”？答：兩端固定支承即為軸上地兩個(gè)軸承中，一個(gè)軸承地固定限制軸向一個(gè)方向地串動(dòng)，另一個(gè)軸承地固定限制軸向另一個(gè)方向地串動(dòng)，兩個(gè)軸承地固定共同限制軸地雙向串動(dòng).3. 簡(jiǎn)述形成穩(wěn)定動(dòng)壓油膜地條件?2

9、） 兩摩擦表面之間必須有充足地具有一定粘度地潤(rùn)滑油；3）兩摩擦表面之間必須有足夠地相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；4）最小油膜厚度處表面不平度高峰不直接接觸4.答:解釋名詞； 滾動(dòng)軸承地壽命；滾動(dòng)軸承地基本額定動(dòng)載荷.1） 滾動(dòng)軸承地壽命即滾動(dòng)軸承中內(nèi)外圈滾道以及滾動(dòng)體，任一元件岀現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕之前，兩套圈之間地 相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù).也可用恒定轉(zhuǎn)速下地運(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)，軸承所能承受地最大載荷.答：1）兩摩擦表面之間必須能夠形成收斂地楔形間隙;1.5分四解：(1)Fs訐0.68FR1 = 0.68 4000 =2720 (N)1.5分Fs2 = 0.68Fr2 = 0.68

10、2500 =1700 (N)(2)Fs2 Fx =1700 900 =2600 (n)< Fs1 = 2720 (n)故FA1 = Fs1 = 2720 (N) 3分Fs1 - Fx = 2720 - 900 = 1820 (N)> Fs2 = 1700 (n)故Fa2 二 Fs1 - Fx =1820 ( n) 3 分F A1 2720 0.68 = e,則 x = 1,y=0.FR1 4000則 FP1 rfpCXjFp ,FA1) = fp (1 40000 2 7 2)0= 4000 fP (N) 3分F1820A2 =0 728>e則 x = 0.41,y = 0.

11、87.FR2 2500則FP2 二 fp(X2FR2 丫2Fa2)= fP (0.41 2500 0.87 1 8 2)0=3 5 0 CP ( n) 3 分由于 Fp1 > Fp2 ,故軸承1地壽命短.五 解：（1）將F向螺栓組形心平移，同時(shí)得轉(zhuǎn)矩T.T=500 X F = 5X 1053在F作用下，各螺栓所受橫向力為F 5 10二 1250 (N)3 分在T作用下，各螺栓所受橫向力也相等，為Fs2 二rT T2.5 1064r2 4r4、8028025524.3 ( N)顯然,1 2兩螺栓所受地橫向力最大，為六解：（1）聯(lián)立F s maxZ2(1)i 22=Fs1Fs22Fs1Fs2

12、 cos r-二 125025524.32 -2 1250 5524.3 cos135=6469 (N)1 m(z1 z2)得2m =5 (mm)(應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值)2 320=iz1 = 3.2z-i（2）解得128Z1z m乙=30.47,乙二 30,2 320z2 二 97.53(1)2 分(2)2 分di =mzi =5 30 =150 (mm)2 分d? = mz2 = 5 98 = 490 (mm) 2 分b = dd1 =1 150 (mm)2分取 b2 = b = 150 (mm) , b| = b2 10 = 150 10 = 1 6 0( mm)4 分11注：本題主要考察：m是否

13、為標(biāo)準(zhǔn)值？是否滿足 a(d1 d2)m(z1 - z2) ?各參數(shù)和尺寸取22值圓整是否合理？(為便于裝配和調(diào)整，將小齒輪B增加5-10mm)«機(jī)械設(shè)計(jì)試題一填空（每空1分,共20分）1 當(dāng)所受軸向載荷通過（）時(shí)，螺栓組中各螺栓承受地（）相等.2 從結(jié)構(gòu)上看，帶輪由（）輪輻和（）三部分組成.3在直齒圓柱齒輪傳動(dòng)地接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，以（）為計(jì)算點(diǎn)，把一對(duì)輪齒地嚙合簡(jiǎn)化為兩個(gè)（）相接觸地模型.4 按鍵齒齒廓曲線地不同，花鍵分為（）花鍵和（）花鍵.）之間關(guān)系地曲線5請(qǐng)寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用地防松方法：（）和（）.7理論上為（）接觸或（）接觸地零件，在載荷作用下，接觸處局部產(chǎn)生地應(yīng)力稱為接

14、觸應(yīng)力.8.開式齒輪傳動(dòng)地主要失效形式是：（）和（).9.徑向滑動(dòng)軸承地條件性計(jì)算主要是限制壓強(qiáng)(）和（）不超過許用值.10在類型上，萬向聯(lián)軸器屬于（)聯(lián)軸器，凸緣聯(lián)軸器屬于（）聯(lián)6.疲勞曲線是在（）一定時(shí)，表示疲勞極限汕與（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地是（）；只在齒輪滾動(dòng)軸承等高副零件上經(jīng)常岀現(xiàn)地是（）.（1）粘著磨損；（2 ）表面疲勞磨損；（3）磨合磨損；（4）磨粒磨損.2.在通過軸線地截面內(nèi)，（）地齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切地截面內(nèi)，（）地齒廓一側(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對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)（1）中心

15、距和齒寬；（3）中心距和齒數(shù)；4對(duì)于徑向滑動(dòng)軸承，（1）整體式；（3）調(diào)心式；在滾子鏈傳動(dòng)地設(shè)計(jì)中5.（4）錐蝸桿.（3）漸開線蝸桿;，其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于 （）；其表面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于 （）.（2 ）中心距和模數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬.）軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉地特點(diǎn)；（）軸承必須成對(duì)使用.（2 ）剖分式；（4）調(diào)隙式.，為了減小附加動(dòng)載荷，應(yīng)（）.（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)軸地削弱又不大地鍵聯(lián)接是（）聯(lián)接.（1）普通平鍵；（2）半圓鍵；（3）楔鍵； （4）切向鍵.三 簡(jiǎn)答

16、題（每小題5分，共20分）1 畫圖表示機(jī)械零件地正常磨損過程，并指岀正常磨損過程通常經(jīng)歷哪幾個(gè)磨損階段?2簡(jiǎn)述Miner法則（即疲勞損傷線性累積假說）地內(nèi)容 .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.分別考慮地是什么因素對(duì)齒輪所受載荷地影響？4.試分析張緊力Fo對(duì)帶傳動(dòng)正反兩方面地影響.四(15分)已知某材料地力學(xué)性能為：=350MPa,m = 9, No = 5 X 10 6，對(duì)此材料進(jìn)行對(duì)稱循環(huán)疲勞試驗(yàn)，依次加載應(yīng)力為：(1)匚1 = 550MPa,循環(huán)次數(shù)ni = 5X 1。4 ; (2);二2 = 450 MPa,循環(huán)次數(shù)n2= 2 X510 ； (3) ;3=400 MP

17、a.求：發(fā)生疲勞破壞時(shí)，二3地循環(huán)次數(shù)n3=?六(18分)圖示為一蝸桿軸用兩個(gè)角接觸球軸承支承.已知蝸桿所受軸向力 Fx = 580N，兩軸承地徑向力為:Fr1 = 935N, Fr2 = 1910N,載荷性質(zhì)系數(shù)fP = 1.1.試計(jì)算兩個(gè)軸承地當(dāng)量動(dòng)載荷注：*內(nèi)部軸向力 FS = eFR, e= 0.36.*當(dāng)仏 < e 時(shí),X = 1,Y = 0 ;當(dāng)A > e 時(shí),X =0.41,Y = 0.87.1©Fr12FxFrFrFR2八(17分)圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成地傳動(dòng)系統(tǒng).已知：1軸為輸入軸，轉(zhuǎn)向如圖所示，輸岀軸功率Pm = 5KW,轉(zhuǎn)速nm= 157

18、rpm,各輪齒數(shù)為：=252=60,=220=84，設(shè)效率為100%.(1) 在圖中標(biāo)岀各輪轉(zhuǎn)向，并計(jì)算各軸地轉(zhuǎn)矩.(2) 為使23兩輪地軸向力方向相反，確定并在圖中標(biāo)出34兩輪地螺旋方向.(3) 在圖中標(biāo)出2 3兩輪在嚙合點(diǎn)處所受各分力(Ft Fr Fx)地方向.機(jī)械設(shè)計(jì)試題B標(biāo)準(zhǔn)答案填空（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地（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)地接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中以（節(jié)點(diǎn)）為計(jì)算點(diǎn)，把一對(duì)輪齒地嚙合簡(jiǎn)化為兩個(gè) （圓柱體）相接觸地模型4.按鍵齒齒廓曲線地不同，花鍵分為

19、（矩形）花鍵和（漸開線）花鍵.5請(qǐng)寫岀兩種螺紋聯(lián)接中常用地防松方法:（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CT汕與（循環(huán)次數(shù)）之間關(guān)系地曲線1 下列磨損中，不屬于磨損基本類型地是（1）粘著磨損；（3）磨合磨損；2.在通過軸線地截面內(nèi)，（線,另一側(cè)為曲線.（1 ）阿基米德蝸桿；（3）漸開線蝸桿；（3 ）;只在齒輪 滾動(dòng)軸承等高副零件上經(jīng)常岀現(xiàn)地是（2 ）.表面疲勞磨損；磨粒磨損.（2）法向直廓蝸桿;（4）錐蝸桿.3對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)（1 ）.，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7理論上為（點(diǎn)）接觸或（線）接觸地零件，在載荷作用

20、下，接觸處局部產(chǎn)生地應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力.8開式齒輪傳動(dòng)地主要失效形式是：（齒面地磨粒磨損）和（斷齒 ）.9徑向滑動(dòng)軸承地條件性計(jì)算主要是限制壓強(qiáng)（速度）和（pv值）不超過許用值.10 在類型上，萬向聯(lián)軸器屬于（無彈性元件地?fù)闲裕┞?lián)軸器，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）（2）（4）地齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切地截面內(nèi)，（3 ）地齒廓一側(cè)為直（1）中心距和齒寬；（3）中心距和齒數(shù)；4對(duì)于徑向滑動(dòng)軸承，（1）整體式；（3）調(diào)心式；在滾子鏈傳動(dòng)地設(shè)計(jì)中5.（2 ）中心距和模數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬.）軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉地特點(diǎn)；（3 ）軸承必須成對(duì)使用.（2 ）剖分

21、式；（4）調(diào)隙式.，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)軸地削弱又不大地鍵聯(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)械零件地正常磨損過程，并指岀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Miner法則（即疲勞損傷線性累積假說）地內(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)材料造成地?fù)p傷是獨(dú)立進(jìn)行地 ，并可以線性地

22、累積成總損傷，當(dāng) 各應(yīng)力地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.分別考慮地是什么因素對(duì)齒輪所受載荷地影響？答：系數(shù)K考慮地是載荷沿齒向分布不均勻性對(duì)齒輪輪齒所受載荷地影響；系數(shù)K :.考慮地是載荷在同時(shí)嚙合地齒對(duì)之間分配不均對(duì)齒輪輪齒所受載荷地影響4. 試分析張緊力Fo對(duì)帶傳動(dòng)正反兩方面地影響.答：張緊力Fo越大,則帶傳動(dòng)地承載能力就越大，但同時(shí)帶中所受地拉應(yīng)力也越大 ，從而降低帶地壽命；張 緊力越小，雖可減小帶中地拉應(yīng)力，提高帶地壽命，但帶傳動(dòng)地承載能力會(huì)降低.四解：(1)由疲勞曲線方程 c mN = C =二N0mN0Ni二 2N2N0N3-3(2)根據(jù)Miner法則NoNo sT 51065106魯 5 106厲rhmN1N2N34= 8.6 105= 8.2 10= 2.85 1055 104