機(jī)械設(shè)計(jì)考試試題及答案匯總

1、裝 訂 線班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名：考試科目： 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 考試時(shí)間： 120分鐘 試卷總分 100分題號(hào)一二三四五總分得分評(píng)卷教師得分一、簡(jiǎn)答題 （本大題共4小題，總計(jì)26分）1、 齒輪強(qiáng)度計(jì)算中，有哪兩種強(qiáng)度計(jì)算理論？分別針對(duì)哪些失效？若齒輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？ （6分）齒面的接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算，齒面的接觸疲勞強(qiáng)度針對(duì)于齒面的疲勞點(diǎn)蝕失效和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度針對(duì)于齒根的疲勞折斷。齒輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度。 2、連接螺紋能滿足自鎖條件，為什么還要考慮防松？根據(jù)防松原理，防松分哪幾類(lèi)？（8分）

2、因?yàn)樵跊_擊、振動(dòng)、變載以及溫度變化大時(shí)，螺紋副間和支承面間的摩擦力可能在瞬間減小或消失，不再滿足自鎖條件。這種情況多次重復(fù)，就會(huì)使聯(lián)接松動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)重事故。因此，在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)，必須考慮防松。根據(jù)防松原理，防松類(lèi)型分為摩擦防松，機(jī)械防松，破壞螺紋副關(guān)系防松。3、聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？二者的區(qū)別是什么？（6分）聯(lián)軸器和離合器的功用是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。二者區(qū)別是：用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸在工作中不能分離，只有在停機(jī)后拆卸零件才能分離兩軸，而用離合器可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中隨時(shí)分離或接合兩軸。4、鏈傳動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)載荷的原因是什么？為減小動(dòng)載荷應(yīng)如何選取小鏈輪的齒數(shù)和鏈條節(jié)

3、距？（6分）小鏈輪的齒數(shù)不宜過(guò)小和鏈條節(jié)距不宜過(guò)大。得分二、選擇題 （在每題若干個(gè)選項(xiàng)中選出正確的選項(xiàng)填在橫線上。本大題共12小題，總計(jì)24分）1、當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經(jīng)常拆卸時(shí)，往往采用 B 。A螺栓聯(lián)接 B雙頭螺柱聯(lián)接 C螺釘聯(lián)接2、滾動(dòng)軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)進(jìn)行 A 。A. 疲勞壽命計(jì)算 B. 靜強(qiáng)度計(jì)算 C. 極限轉(zhuǎn)速驗(yàn)算3、阿基米德蝸桿的 A 參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。A. 軸面 B. 端面 C. 法面4、一對(duì)相嚙合的圓柱齒輪的Z1Z2 ， b1>b2,其齒面接觸應(yīng)力的大小為 A 。A. H1=H2 B. H1>H2 C. H1<H2 5、V帶

4、傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了_B_。A使結(jié)構(gòu)緊湊B限制彎曲應(yīng)力C限制小帶輪上的包角D保證帶和帶輪接觸面間有足夠摩擦力6、在齒輪抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式m中，應(yīng)代入_ C _。A. B. C.與中大者 D.與中小者7、鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈傳動(dòng) B 。A工作平穩(wěn) B避免過(guò)渡鏈節(jié) C鏈條與鏈輪磨損均勻8、滑動(dòng)軸承中，含油軸承是采用 B 材料制成的。A硬木 B粉末冶金 C塑料9、承受預(yù)緊力F的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力F時(shí)，剩余預(yù)緊力為F，其螺栓所受的總拉力Fo為_(kāi) B 。AFoF十F BFoF十F CFoF十F 10、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

5、置。A在同一條直線上 B相隔90°C相隔120° D相隔180°11、下列零件的失效中， C 不屬于強(qiáng)度問(wèn)題。A螺栓斷裂 B齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕C蝸桿軸產(chǎn)生過(guò)大的彎曲變形 D滾動(dòng)軸承套圈的滾道上被壓出深的凹坑12、帶傳動(dòng)發(fā)生打滑總是_A_。A在小輪上先開(kāi)始B在大輪上先開(kāi)始C在兩輪上同時(shí)開(kāi)始D不定在哪輪先開(kāi)始得分三、分析題 （本大題共3小題，總計(jì)20分）1. 如圖所示，1、2是一對(duì)蝸桿蝸輪傳動(dòng)，3、4是一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)。已知1為原動(dòng)件，4為輸出件，各輪轉(zhuǎn)向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪2和斜齒輪3的軸向力互相抵消一部分，試確定1、2、3、4各輪的旋向；在圖上標(biāo)出2和

6、3所受各力的方向。 （10分）1、2、3輪左旋，4輪右旋2、寫(xiě)出一維雷諾方程的表達(dá)式，說(shuō)明油膜承載的必要條件，并指出圖示四種情況，哪一種能夠形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜？ （5分）A B C D 形成動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件：1）相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面間必須形成楔形間隙；2）被油膜分開(kāi)的兩表面須有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度，其方向應(yīng)保證潤(rùn)滑油由大口進(jìn)，從小口出；3）潤(rùn)滑油須有一定的粘度，供油要充分。B能夠形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜3、如圖所示為帶傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。輪1為主動(dòng)輪。試問(wèn)： （1）帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？帶傳動(dòng)工作時(shí)為什么出現(xiàn)彈性滑動(dòng)現(xiàn)象？能否避免彈性滑動(dòng)？（2）帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶處于圖中哪一點(diǎn)應(yīng)力最大？最大應(yīng)力smax？

7、 （5分） 帶傳動(dòng)的主要失效形式有打滑和疲勞斷裂。彈性滑動(dòng)是由拉力差引起的，（只要傳遞圓周力，必然會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)）。彈性滑動(dòng)是正常的工作現(xiàn)象，不可避免。圖中A點(diǎn)應(yīng)力最大，得分四、計(jì)算題 （本大題共2小題，總計(jì)20分） 1、某軸由一對(duì)代號(hào)為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動(dòng)載荷C = 97.8 kN。軸承受徑向力Fr1= 6000N，F(xiàn)r2 =16500N。軸的轉(zhuǎn)速 n =500 r/min，軸上有軸向力FA = 3000 N，方向如圖。軸承的其它參數(shù)見(jiàn)附表。動(dòng)載荷系數(shù) fd = 1，溫度系數(shù)ft= 1。試：（1）說(shuō)明軸承代號(hào)的意義；（2）確定軸承的壽命。(以小時(shí)為單位) （14分）SF

8、a/FreFa/FreeXYXY0.40100.41.5 解：3：軸承類(lèi)型代號(hào)，圓錐滾子軸承；02：尺寸系列代號(hào)（0：寬度系列代號(hào)，2：直徑系列代號(hào)）；12：內(nèi)徑系列代號(hào)，內(nèi)徑為60mm；公差等級(jí)為0級(jí)。1）求內(nèi)部派生軸向力S1、S2的大小方向 N N方向如圖所示。，1軸承被“壓緊”，2軸承被“放松”。裝 訂 線班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名：2）求軸承所受的軸向力NN， 3）軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷據(jù)：Fa1/ Fr1= 2500/6000 = 0.417e = 0.40，得：X1 = 0.4，Y1 =1.5 P1 = fd（X1 Fr1 + Y1 Fa1）= 0.4×6000 + 1.5×

9、;2500 = 6150 N據(jù)：Fa2/ Fr2 = 5500/16500 = 0.33 e，得：X2 = 1，Y2 = 0 P2 = fd（X2 Fr2 + Y2 Fa2） = 16500 N P2P1，用 P2 計(jì)算軸承壽命。4）計(jì)算軸承壽命12562 h2、一牽曳鉤用2個(gè)M10(d1=8.376mm)的普通螺栓固定于機(jī)體上，如圖所示。已知接合面間摩擦系數(shù) f =0.15，可靠性系數(shù) Kf=1.2，螺栓材料強(qiáng)度級(jí)別為6.6級(jí)，屈服極限s=360MPa，安全系數(shù)S=3。試計(jì)算該螺栓組連接允許的最大牽引力R max=?（6分）許用應(yīng)力:360/3=120MPa預(yù)緊力為由公式求出預(yù)緊力：F

10、80;=5083.7N最大牽引力與預(yù)緊力關(guān)系公式為 最大牽引力為R=1271N得分五、改錯(cuò)題 （本題10分）試分析如圖所示軸系結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤，并加以改正。（指出錯(cuò)誤之處，并編上號(hào)，簡(jiǎn)述其錯(cuò)誤原因，并改正之。）（至少改正5處）指出錯(cuò)誤之處，并編上號(hào)，簡(jiǎn)述其錯(cuò)誤原因（略）。改正為：2011年機(jī)械設(shè)計(jì)試題及答案一、填空題及選擇填空題（27分，每空1分）1當(dāng)動(dòng)壓潤(rùn)滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時(shí)，就會(huì)出現(xiàn) 、 和 同時(shí)存在的現(xiàn)象，這種摩擦狀態(tài)稱(chēng)為 。2. 一公稱(chēng)直徑為d=16mm的螺紋副，螺紋頭數(shù)n=2,螺距p=4mm, 螺紋中徑d2=D2=14mm,牙側(cè)角=15º,螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f

11、=0.080.10, 經(jīng)計(jì)算該螺紋副 自鎖性要求。a. 滿足 b. 不滿足3. 導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是 ，設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)限制 來(lái)進(jìn)行耐磨性計(jì)算；半圓鍵的缺點(diǎn)是 ，所以主要適用于軸端。4. 作為標(biāo)準(zhǔn)普通V帶工作面的兩側(cè)面夾角為=40º，相應(yīng)的V帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則 。 a.大于40º b.小于40º c. 等于40º。5. 傳動(dòng)帶所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與 、 、 等因素有關(guān)，它們的值越大，F(xiàn)max就越大。當(dāng)傳遞的外載荷超過(guò) 時(shí)，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動(dòng)比大于1的情況下打滑總是先從小帶輪上開(kāi)始的，其原因是 。6. 齒輪傳動(dòng)的五種主要失

12、效形式中，最嚴(yán)重、必須避免的失效形式是 ；軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)最主要的失效形式是 ；高速重載齒輪傳動(dòng)易發(fā)生 ；輪齒的塑性變形常發(fā)生在齒面材料較軟、低速重載、頻繁起動(dòng)的傳動(dòng)中。7. 下列齒輪參數(shù)中，對(duì)齒形系數(shù)YF沒(méi)有影響的是 。 a. 齒數(shù) b. 變位系數(shù) c. 齒頂高系數(shù) d. 壓力角 e. 模數(shù)8. 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，型號(hào)7212 C/DB軸承的類(lèi)型為 ，寬度類(lèi)型為 ，精度等級(jí)為 ，公稱(chēng)接觸角 = º。9. 對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承,其主要失效形式是 ；對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速或擺動(dòng)的軸承，主要失效形式是 ； 對(duì)于高速軸承， 是其主要失效形式。10. 滑動(dòng)軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承

13、座三者組成，其失效形式主要是 ，主要發(fā)生在 上。二、問(wèn)答題（24分,每小題4分）1. 齒向載荷分布系數(shù)K的物理意義是什么？改善齒向載荷分布不均勻狀況的措施有哪些？2. 試述齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。3. 按在支撐軸上零件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力時(shí)受到的載荷類(lèi)型的不同，軸分為那幾種類(lèi)型？并分別舉例說(shuō)明。4給出滾動(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷P0的定義。5同滾動(dòng)軸承相比，液體摩擦滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn)？6在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動(dòng)壓的必要條件是什么？三、分析計(jì)算題（29分,第一小題19分，第二小題10分）1一重物勻速升降裝置采用如圖a所示的電機(jī)+圓柱蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，已知蝸桿傳動(dòng)的模數(shù)m =8mm，蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為z

14、1=1、d1=80mm，蝸輪齒數(shù)z2=50，卷筒直徑D=250mm。重物勻速升降的速度v=40m/min，最大載重量W為4kN，工況系數(shù)KA按1.0計(jì)，試分析、計(jì)算提升重物時(shí)的下列問(wèn)題：1）該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時(shí)，蝸桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？并在圖中標(biāo)明蝸桿的轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒旋向、節(jié)點(diǎn)位置處蝸桿及蝸輪的受力方向。（5分）2）若蝸桿與蝸輪齒面間當(dāng)量摩擦系數(shù)f = 0.18，該機(jī)構(gòu)能否自鎖？（2分）3）若重物W=4kN，傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)效率為 =0.5，試計(jì)算出電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Tm應(yīng)是多少？（2分）4）若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個(gè)角接觸軸承7209 C支撐形式, L=100mm，蝸桿傳動(dòng)效

15、率1 = 0.7，卷筒、聯(lián)軸器(連接蝸輪軸與卷筒軸)、蝸輪軸上軸承的效率合計(jì)為2 = 0.8，軸承7209 C的基本額定動(dòng)載荷和基本額定靜載荷分別為C = 29800N、C0 = 23800N, 其內(nèi)部軸向力S=0.4Fr，徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y分別為0.44和1.36，fT=1.0，fP=1.5，試計(jì)算軸承II的壽命Lh為多少小時(shí)？（10分）2圖c所示為一托架，20kN的載荷作用在托架寬度方向的對(duì)稱(chēng)線上，用四個(gè)螺栓將托架連接在一鋼制橫梁上，螺栓的相對(duì)剛度為0.3，螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設(shè)被連接件都不會(huì)被壓潰、也不滑移，試計(jì)算:1) 該螺栓組連接的接合面不出現(xiàn)間隙所需的螺栓

16、預(yù)緊力F 至少應(yīng)大于多少？（接合面的抗彎剖面模量W=12.71×106mm3）（7分）2）若受力最大螺栓處接合面間的殘余預(yù)緊力F 要保證6956N，計(jì)算該螺栓所需預(yù)緊力F 、所受的總拉力F0。（3分）四、結(jié)構(gòu)題（20分）1試說(shuō)明實(shí)現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫(huà)出相應(yīng)于各種軸向固定方法的結(jié)構(gòu)圖；畫(huà)出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉(zhuǎn)軸的軸端實(shí)現(xiàn)軸向固定與周向固定的結(jié)構(gòu)圖（要求齒輪也要畫(huà)出來(lái)）。（12分）2圖d和圖e為凸緣聯(lián)軸器的兩個(gè)半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來(lái)的兩種形式的部分結(jié)構(gòu)，請(qǐng)將未畫(huà)出的其余部分補(bǔ)全，成為完整的結(jié)構(gòu)。（5分）3. 現(xiàn)有成品一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器一臺(tái)，輸入軸與小齒輪采

17、用普通平鍵連接，軸與小齒輪輪轂配合段軸頸直徑d=40mm，該軸段長(zhǎng)度l=58mm，鍵槽長(zhǎng)L=50mm,小齒輪輪轂鍵槽深t1=3.3mm。為得到比現(xiàn)有減速器更大的減速比，現(xiàn)在需要重新設(shè)計(jì)、更換該減速器的齒輪。已知重新設(shè)計(jì)得到的齒輪模數(shù)m=3.0mm, 小齒輪齒頂圓直徑da1=69mm, 齒根圓直徑df1=55.5mm，齒寬b1=60mm，如果采用該小齒輪，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：該減速器的輸入軸是否具有可以繼續(xù)使用的可能性？（3分）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在一般工作條件下，齒面硬度

18、HB350的閉式齒輪傳動(dòng)，通常的主要失效形式為 【 】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 【 】A包角太小 B. 初拉力F0太小 C緊邊與松邊拉力不等 D. 傳動(dòng)過(guò)載 3在下列四種型號(hào)的滾動(dòng)軸承中，只能承受徑向載荷的是 【 】A6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4下列四種螺紋中，自鎖性能最好的是 【 】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 【 】A減小齒面滑動(dòng)速度s B. 減少蝸桿頭數(shù)Z1 C增加蝸桿頭數(shù)Z1 D.

19、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 【 】A彈簧外徑與簧絲直徑之比值 B彈簧內(nèi)徑與簧絲直徑之比值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 【 】A90° B. 120° C.135° D.180°8V帶在減速傳動(dòng)過(guò)程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在 【 】AV帶離開(kāi)大帶輪處 B. V帶繞上大帶輪處 CV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 【 】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 【 】A制造困難 B.要使用較長(zhǎng)的銷(xiāo)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10個(gè)小題，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上。1軸