《機械設(shè)計》試題及答案說課材料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。機械設(shè)計試題及答案-機械設(shè)計試題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)N0為界分為兩個區(qū)：當(dāng)NN0時，為（）區(qū)；當(dāng)NN0時，為（）區(qū)。2剛度是指機械零件在載荷作用下抵抗（）的能力。零件材料的彈性模量越小，其剛度就越（）。3潤滑油的（）性越好，則其產(chǎn)生邊界膜的能力就越強；（）越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越大。4為改善潤滑油在某些方面的性能，在潤滑油中加入的各種具有獨特性能的化學(xué)合成物即為（）。5正是由于（）現(xiàn)象，使帶傳動的傳動比不準(zhǔn)確。帶傳動的主要失效形式為（）和（）。6蝸桿傳動的主要缺點是

2、齒面間的（）很大，因此導(dǎo)致傳動的（）較低、溫升較高。7鏈傳動水平布置時，最好（）邊在上，（）在下。8設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速、（）和（）選擇聯(lián)軸器的型號。9徑向滑動軸承的半徑間隙與軸頸半徑之比稱為（）；而（）與（）之比稱為偏心率。10對于普通平鍵，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵聯(lián)接的強度按（）個鍵計算。二、判斷題（每小題1分，共10分）（正確的劃“”，錯誤的劃“”）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。（）2兩摩擦表面的粗糙度值越小，則越容易實現(xiàn)液體動力潤滑。（）3在計算轉(zhuǎn)軸的強度時，安全系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確。（）4相嚙合的蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等，旋向相

3、反。（）5閉式齒輪傳動皆須首先按齒面接觸強度進行設(shè)計計算，確定傳動的幾何尺寸，然后校核齒根彎曲疲勞強度。（）6由于鏈傳動不需要張緊力，故作用在軸上的載荷較小。（）7正是由于過載時產(chǎn)生“彈性滑動”，故帶傳動對傳動系統(tǒng)具有保護作用。（）8楔鍵只能用于單向傳動，雙向傳動時，必須采用兩個楔鍵。（）9性能等級為6.6級的螺栓，其屈服點600MPa。（）10機械零件的計算分為設(shè)計計算和校核計算，兩種計算的目的都是為了防止機械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效。（）三、簡答題（每小題5分，共20分）1簡述為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象？2對于滾動軸承的軸系固定方式，請解釋什么叫“兩端固定支承”？3簡述形成

4、穩(wěn)定動壓油膜的條件？4解釋名詞:滾動軸承的壽命；滾動軸承的基本額定動載荷。四、（15分）某軸用一對同型號角接觸球軸承支承，受力情況如圖所示。已知：內(nèi)部軸向力0.68，e0.68。當(dāng)e時，X1，Y0；當(dāng)e時，X0.41，Y0.87。問哪個軸承的壽命低？五、（15分）如圖所示的螺栓組聯(lián)接，已知外載荷F5KN，各有關(guān)幾何尺寸如圖所示。試計算受力最大螺栓所受的橫向工作載荷Fsmax。六、（20分）設(shè)計一個標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，傳動比i3.2，允許傳動比有不超過5的誤差。通過強度計算已確定中心距a320mm，模數(shù)m3mm，取齒寬系數(shù)1。試確定下列幾何尺寸：m、z1、z2、d1、d2、b1、b2。（模數(shù)系

5、列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、）機械設(shè)計試題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)N0為界分為兩個區(qū)：當(dāng)NN0時，為（無限壽命區(qū)）區(qū)；當(dāng)NN0時，為（有限壽命區(qū)）區(qū)。2剛度是指機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（?。?潤滑油的（油）性越好，則其產(chǎn)生邊界膜的能力就越強；（粘度）越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越大。4為改善潤滑油在某些方面的性能，在潤滑油中加入的各種具有獨特性能的化學(xué)合成物即為（添加劑）。5正是由于（彈性滑動）現(xiàn)象，使帶傳動的傳動比不準(zhǔn)確。帶傳動的主要失效形式為（打滑）和（帶的疲勞破壞）。6蝸桿

6、傳動的主要缺點是齒面間的（相對滑動速度）很大，因此導(dǎo)致傳動的（效率）較低、溫升較高。7鏈傳動水平布置時，最好（緊邊）邊在上，（松邊）在下。8設(shè)計中，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。9徑向滑動軸承的半徑間隙與軸頸半徑之比稱為（相對間隙）；而（偏心距）與（半徑間隙）之比稱為偏心率。10對于普通平鍵，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵聯(lián)接的強度按（1.5）個鍵計算。二、判斷題（每小題1分，共10分）（正確的劃“”，錯誤的劃“”）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。（）2兩摩擦表面的粗糙度值越小，則越容易實現(xiàn)液體動力潤滑。（）3在計算轉(zhuǎn)軸的強度時，安全系

7、數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確。（）4相嚙合的蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等，旋向相反。（）5閉式齒輪傳動皆須首先按齒面接觸強度進行設(shè)計計算，確定傳動的幾何尺寸，然后校核齒根彎曲疲勞強度。（）6由于鏈傳動不需要張緊力，故作用在軸上的載荷較小。（）7正是由于過載時產(chǎn)生“彈性滑動”，故帶傳動對傳動系統(tǒng)具有保護作用。（）8楔鍵只能用于單向傳動，雙向傳動時，必須采用兩個楔鍵。（）9性能等級為6.6級的螺栓，其屈服點600MPa。（）10機械零件的計算分為設(shè)計計算和校核計算，兩種計算的目的都是為了防止機械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效。（）三、簡答題（每小題5分，共20分）簡述為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)

8、象？答：因為在開式齒輪傳動中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點蝕的速度還快，在點蝕形成之前，齒面的材料已經(jīng)被磨掉，故而一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象。對于滾動軸承的軸系固定方式，請解釋什么叫“兩端固定支承”？答：兩端固定支承即為軸上的兩個軸承中，一個軸承的固定限制軸向一個方向的串動，另一個軸承的固定限制軸向另一個方向的串動，兩個軸承的固定共同限制軸的雙向串動。簡述形成穩(wěn)定動壓油膜的條件？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、具有一定粘度的潤滑油；3）兩摩擦表面之間必須有足夠的相對運動速度；4)最小油膜厚度處表面不平度高峰不直接接觸。解釋名詞；滾動軸承的壽命；滾動軸承的基

9、本額定動載荷。答：1）滾動軸承的壽命即滾動軸承中內(nèi)、外圈滾道以及滾動體，任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕之前，兩套圈之間的相對運轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù)。也可用恒定轉(zhuǎn)速下的運轉(zhuǎn)小時數(shù)表示；2）基本額定動載荷即基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的最大載荷。四、解：（1）（N）1.5分（N）1.5分（2）（N）（N）故（N）3分（N）（N）故（N）3分，則X1，Y=0。則4000（N）3分e，則X0.41，Y0.87。則（N）3分由于，故軸承1的壽命短。FT五、解：（1）將F向螺栓組形心平移，同時得轉(zhuǎn)矩T。T=500F51055002.5106（N）4分在F作用下，各螺栓所受橫向力為Fs1（N）3分在T作用下，各螺栓所受

10、橫向力也相等，為（N）4分顯然，1、2兩螺栓所受的橫向力最大，為（N）4分六、解：（1）由得取m=5（mm）（應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值）2分則128（1）2分（2）2分聯(lián)立（1）、（2）解得，取，4分（mm）2分（mm）2分（mm）2分取（mm），（mm）4分注：本題主要考察：m是否為標(biāo)準(zhǔn)值？是否滿足？各參數(shù)和尺寸取值圓整是否合理？（為便于裝配和調(diào)整，將小齒輪B增加5-10mm）機械設(shè)計試題B一、填空（每空1分，共20分）1當(dāng)所受軸向載荷通過（）時，螺栓組中各螺栓承受的（）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的接觸疲勞強度計算中，以（）為計算點，把一對輪齒的嚙合簡化為兩

11、個（）相接觸的模型。4按鍵齒齒廓曲線的不同，花鍵分為（）花鍵和（）花鍵。5請寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法：（）和（）。6疲勞曲線是在（）一定時，表示疲勞極限與（）之間關(guān)系的曲線。7理論上為（）接觸或（）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開式齒輪傳動的主要失效形式是：（）和（）。9徑向滑動軸承的條件性計算主要是限制壓強、（）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)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（）；只在齒輪、滾動軸承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是（）。（1）粘著磨損；（2）表面疲勞磨損

12、；（3）磨合磨損；（4）磨粒磨損。2在通過軸線的截面內(nèi)，（）的齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切的截面內(nèi)，（）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、對于直齒圓柱齒輪傳動，其齒根彎曲疲勞強度主要取決于（）；其表面接觸疲勞強度主要取決于（）。（1）中心距和齒寬；（2）中心距和模數(shù)；（3）中心距和齒數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬。4、對于徑向滑動軸承，（）軸承具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點；（）軸承必須成對使用。（1）整體式；（2）剖分式；（3）調(diào)心式；（4）調(diào)隙式。5在滾子鏈傳動的設(shè)計中，為了減小附加動載荷，應(yīng)（）。（1）增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；

13、（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對中性高且對軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是（）聯(lián)接。（1）普通平鍵；（2）半圓鍵；（3）楔鍵；（4）切向鍵。三、簡答題（每小題5分，共20分）1畫圖表示機械零件的正常磨損過程，并指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪幾個磨損階段？2簡述Miner法則（即疲勞損傷線性累積假說）的內(nèi)容。3簡述齒向載荷分布系數(shù)和齒間載荷分配系數(shù)分別考慮的是什么因素對齒輪所受載荷的影響？4試分析張緊力F0對帶傳動正反兩方面的影響。四、（15分）已知某材料的力學(xué)性能為：350MPa，m9，5，對此材料進行對稱循環(huán)疲勞試驗，依次加載應(yīng)力為：（1）

14、550MPa，循環(huán)次數(shù)n15；（2）450MPa，循環(huán)次數(shù)n22；（3）=400MPa。求：發(fā)生疲勞破壞時，的循環(huán)次數(shù)n3？六、（18分）圖示為一蝸桿軸用兩個角接觸球軸承支承。已知蝸桿所受軸向力580N，兩軸承的徑向力為：935N，1910N，載荷性質(zhì)系數(shù)1.1。試計算兩個軸承的當(dāng)量動載荷。注：內(nèi)部軸向力eFR，e0.36。當(dāng)e時，X1，Y0；當(dāng)e時，X0.41，Y0.87。八、（17分）圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳動系統(tǒng)。已知：軸為輸入軸，轉(zhuǎn)向如圖所示，輸出軸功率P5KW，轉(zhuǎn)速n157rpm，各輪齒數(shù)為：z1=25，z2=60，z3=22，z4=84，設(shè)效率為100。在圖中標(biāo)出各輪

15、轉(zhuǎn)向，并計算各軸的轉(zhuǎn)矩。為使2、3兩輪的軸向力方向相反，確定并在圖中標(biāo)出3、4兩輪的螺旋方向。在圖中標(biāo)出2、3兩輪在嚙合點處所受各分力(、Fr、Fx)的方向。機械設(shè)計試題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，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的接觸疲勞強度計算中，以（節(jié)點）為計算點，把一對輪齒的嚙合簡化為兩個（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

16、在（應(yīng)力比）一定時，表示疲勞極限與（循環(huán)次數(shù)）之間關(guān)系的曲線。7理論上為（點）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開式齒輪傳動的主要失效形式是：（齒面的磨粒磨損）和（斷齒）。9徑向滑動軸承的條件性計算主要是限制壓強、（速度）和（pv值）不超過許用值。10在類型上，萬向聯(lián)軸器屬于（無彈性元件的撓性）聯(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）1下列磨損中，不屬于磨損基本類型的是（3）；只在齒輪、滾動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

17、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、對于直齒圓柱齒輪傳動，其齒根彎曲疲勞強度主要取決于（4）；其表面接觸疲勞強度主要取決于（1）。（1）中心距和齒寬；（2）中心距和模數(shù)；（3）中心距和齒數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬。4、對于徑向滑動軸承，（1）軸承具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點；（3）軸承必須成對使用。（1）整體式；（2）剖分式；（3）調(diào)心式；（4）調(diào)隙式。5在滾子鏈傳動的設(shè)計中，為了減小附加動載荷，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

18、鏈輪齒數(shù)；（4）減小鏈節(jié)距并增加鏈輪齒數(shù)。6對中性高且對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、簡答題（每小題5分，共20分）畫圖表示機械零件的正常磨損過程，并指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪幾個磨損階段？答：主要經(jīng)歷三個階段：磨合磨損階段；穩(wěn)定磨損階段；劇烈磨損階段。簡述Miner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)力對材料造成的損傷是獨立進行的，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，材料將會發(fā)生疲勞。簡述齒向載荷分布系數(shù)和齒間載荷分配系數(shù)分別考慮的是什么因素對齒輪所受載荷的影響？答：系數(shù)考慮的是載荷沿齒向分布不均勻性對齒輪輪齒所受載荷的影響；系數(shù)考慮的是載荷在同時嚙合的齒對之間分配不均對