机械设计考试复习题.docx
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机械设计考试复习题
1、选择题（每题2分，共20分）
1.预紧力为Ｆ0的单个紧螺栓联接，受到轴向工作载荷F之后，螺栓杆受到的总载荷Ｆ2 _____C_____Ｆ0+F。
Ａ.大于 B.等于C.小于
2.提高齿轮的抗点蚀能力，可以采取______D______的方法。
A．采用闭式传动 B．加大传动的中心距
C．减小齿轮的齿数，增大齿轮的模数D．提高齿面的硬度
3.计算轴的公式中Me=
中折算系数α，是考虑T与M的_____D________。
Ａ.大小不同B.方向不同C.类型不同D.循环特性不同
4.对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温升过高导致D。
Ａ.材料的力学性能下降B.润滑油变质C.蜗杆热变形过大D.润滑条件恶化
5.在下列四种向心滚动轴承中，A型除可以承受径向载荷外，还能承受不大的双向轴向载荷。
Ａ.60000B.N0000C.NA0000D.50000
6.当蜗轮材料为锡青铜时，其许用接触应力[σH]由B决定。
Ａ.材料的抗胶合能力′Ｂ.材料的抗点蚀能力
C.材料的抗弯曲变形能力〞D.材料的抗磨损能力
7.工作时，承受弯矩并传递转矩的轴称为B。
Ａ.心轴′Ｂ.转轴C.传动轴〞D.阶梯轴
8.减速蜗杆传动中，用D来计算传动比i是错误的。
Ａ.i=ω1/ω2Ｂ.i=z2/z1C.i=n1/n2D.i=d2/d1
9.对于受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是 _______A___。
Ａ.增大被联接件的刚度B.减小被联接件的刚度C.增大螺栓的刚度
10.在直齿圆柱齿轮传动中，保持传动比i及小齿轮齿数z1不变，当增大齿轮模数m时，
C。
Ａ.轮齿弯曲强度提高，接触强度下降′Ｂ.轮齿接触强度提高，弯曲强度下降
C.轮齿弯曲强度和接触强度都提高D.轮齿弯曲强度和接触强度都降低
二、填空题：
（每空2分，共20分）
1．在普通蜗杆传动中，在中间平面上的参数为标准值。
在该平面内其啮合状态相当于齿轮齿条的啮合传动。
2．齿轮传动的载荷系数K=KAKVKαKβ。
3．闭式硬齿面齿轮传动常按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度。
4．按滚动体的形状，滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承两大类。
5．一般蜗轮用青铜材料制造，蜗杆用钢材料制造，这样做的好处是使蜗轮副有良好的磨合和耐磨性能。
三、简答题：
（每小题6分，共30分）
1．在普通圆柱蜗杆传动中,为什么将蜗杆的分度圆直径规定为标准值?
答：
在蜗杆传动中，为了保证蜗杆与配对蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆具有同样尺寸的蜗轮滚刀来加工与其配对的蜗轮。
这样，只要有一种尺寸的蜗杆，就得有一种对应的蜗轮滚刀，这样很不经济，为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化，就对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径。
2．在软齿面齿轮传动中，为何要使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度大30~50HBS？
答：
当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差，且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限，这样更符合等强度原则。
3．解释轴承代号7211C的涵义。
答：
该代号表示内径d=11×5=55mm，尺寸系列代号为（0）2（其中宽度系列代号为0，直径系列代号为2），接触角ɑ=15°，0级公差，0组游隙的角接触球轴承。
4．什么叫轴承的基本额定寿命？
写出滚动轴承基本额定寿命的计算公式。
答：
一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，将其可靠度为90%时的寿命作为标准寿
命，即按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生点蚀破坏前的转
数或工作小时数作为轴承寿命，并把这个寿命叫做基本额定寿命。
基本额定寿命的计算公式是：
5.判断图中所示蜗杆传动中各轴的回转方向及蜗杆3所受各力的作用位置及方向。
4、计算题（20分）
1.图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力FQ＝10.4kN，螺钉材料许用应力
，取残余预紧力为工作拉力的0.4倍，求螺栓所需最小直径。
解：
每个螺栓所受轴向工作载荷为：
2分
每个螺栓所受总拉力为：
3分
螺栓所需最小直径为：
3分
2.如图所示，用于冶金设备的齿轮减速器，其中一根轴用两个圆锥滚子轴承30210支承，轴转速n=760r/min，载荷系数fP=1.5，工作温度低于100℃，两轴承的径向力Fr1=6000N，Fr2=3600N，轴向力FA=2200N。
试求：
两个轴承的当量动载荷P1及P2为多少？
（该轴承的派生轴向力Fs=Fr/2Y，其中Y是Fa/Fr＞e时的轴向系数）（12分）
e
Fa/Fr≤e
Fa/Fr＞e
X
Y
X
Y
0.42
1
0
0.4
1.4
解：
2分
轴有向“左”移动的趋势，轴承“1”被压紧，“2”被放松。
4分
2分
4分
六、分析作图题（10分）
指出图中结构的错误，并加以改正。
（10分）
答：
左轴承右侧的定位轴肩应低于轴承内圈，以便于留出拆装位置。
与齿轮配合的轴段键槽过长短，应略短于与轮毂配合的轴段宽度。
与齿轮配合的轴段长度应比轮毂宽度小1~2mm。
。
齿轮右侧的轴段应加工出台阶，以免齿轮安装时破坏轴表面。
轴承右侧的轴段应设计成阶梯形式，便于轴承拆装。
齿轮右侧和右轴承之间应加定位轴套。
带轮处的键槽应与安装齿轮处键槽在同一母线上。
大带轮右侧轴端直径太大无法装拆，应改成压板结构。
1、选择题（每题2分，共20分）
1.设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免___C_____失效。
A.胶合B.磨粒磨损C.齿面点蚀D.轮齿折断
2.蜗杆分度圆直径为___C_____。
Ａ.d1=mz B.d1=mnqC.d1=mqD.d1=z1q
3.按弯扭合成强度条件计算轴的应力时，要引入系数α，这个α是考虑
C。
Ａ.轴上有键槽而削弱轴的强度所引入的系数
B.按第三强度理论合成正应力与切应力时的折合系数
C.正应力与切应力的应力循环特性不同而引入的系数
4.在蜗杆传动中，通常____A_______为主动件。
Ａ.蜗杆′Ｂ.蜗轮C.蜗杆或蜗轮都可以
5.一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，则它们的齿面接触应力的关系是______B______。
Ａ.σH1＞σH2B.σH1=σH2C.σH1＜σH2
6.代号为N1024的轴承,其内径应是D。
Ａ.20mm′Ｂ.24mmC.40mm〞D.120mm
7.转动心轴是D。
Ａ.只受扭矩，不受弯矩′Ｂ.只受弯矩，不受扭矩
C.既不受弯矩也不受扭矩〞D.既受弯矩又受扭矩
8.一对圆柱齿轮传动设计中,通常把小齿轮的宽度取得比大齿轮大一些,这主要是为了D。
Ａ.使传动平稳′Ｂ.提高传动效率C.保证接触线长度并提高小齿轮接触强度〝
D.保证接触线长度并提高小齿轮弯曲强度
9.在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓组联接中，螺栓杆___C_______作用。
Ａ.受切应力B.受拉应力 C.受扭转切应力和拉应力
Ｄ．既可能只受切应力又可能只受拉应力
10.在蜗杆传动中,蜗杆材料和蜗轮材料的组合,应该选取A。
Ａ.钢蜗杆与青铜蜗轮′Ｂ.青铜蜗杆与钢蜗轮C.青铜蜗杆与青铜蜗轮
二、填空题：
（每空2分，共20分）
1．在螺纹联接中，当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔采用普通螺栓联接时，往往可采用螺钉联接或双头螺柱联接。
2．滚动轴承的基本额定动载荷C，是指在该载荷作用下，轴承的基本额定寿命
寿命恰好为106r。
3．增加蜗杆头数，可以提高传动效率，但蜗杆头数过多，将会给
加工制造带来困难。
4．在进行直齿锥齿轮的强度计算时，是按圆锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮来建立该圆锥齿轮强度计算模型的。
5．相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比较，滚子轴承的承载能力高，球
轴承的极限转速高。
三、简答题：
（每小题6分，共24分）
1．一般参数的闭式齿轮传动和开式齿轮传动在选择模数和齿数等方面有何区别？
答：
闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好，小齿轮的齿数可取为z1=20̴40，模数在满足弯曲疲劳强度的前提下可适当小些，以减少轮齿切削量，减轻磨损。
开式传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使轮齿不致过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数，一般可取17~20，为了保证弯曲疲劳强度，模数应适当取大些。
2．解释轴承代号6307/P6的涵义。
答：
表示内径d=7×5=35mm，直径系列代号为3（其中宽度系列为0，省略），6级公差，0组游隙的深沟球轴承。
3．轴的强度计算方法有哪几种？
答：
（1）按扭转强度条件计算；
（2）按弯扭合成强度条件计算；
（3）按疲劳强度条件进行精确校核。
4．齿轮常见的失效形式有哪些？
答:
齿根折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和塑性变形。
四、由齿轮传动与蜗杆传动组成的两级传动系统如图所示。
要求：
（1）确定蜗轮转向（标在图上）；（2分）
（2）确定齿轮旋向，使轴Ⅱ蜗杆轴向力与斜齿轮轴向力方向相反（标在图
上，两齿轮的旋向均标明）；（2分）
（3）确定蜗杆蜗轮所受各分力的方向。
（6分）
五、如图所示，轴上装有一斜齿圆柱齿轮，轴支承在一对正装的7209AC轴承上。
齿轮轮齿上受到圆周力Fte=8100N，径向力Fre=3052N，轴向力Fae=2170N，转速n=300r/min，载荷系数fP=1.2。
试计算两个轴承的基本额定寿命（以小时计）。
（该轴承Cr=36.8KN，C0r=27.2KN，派生轴向力Fs=0.68Fr）（16分）
e
Fa/Fr≤e
Fa/Fr＞e
X
Y
X
Y
0.68
1
0
0.41
0.87
解：
1.求两轴承所受的径向载荷4分
2.求两轴承所受轴向载荷5分
轴有向“右”移动的趋势，轴承“1”被放松，“2”被压紧。
3.求当量动载荷
4分
4.求基本额定寿命3分
六、分析改错题（10分）
在图中所示轴的结构中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。
（至少找到5个错误，其中指出1处得1分，改正1处得1分）
答：
左侧轴承端盖与轴之间没有间隙，且没有密封措施。
左侧轴段应有台阶，便于端盖的拆装和其他轴上零件的轴向固定。
左轴承左侧没有台阶，不便于轴承的装拆。
左轴承右侧的轴套应顶在轴承内圈以下，轴向定位超高。
与齿轮配合的轴段长度应比轮毂宽度小1~2mm。
右轴承的左侧没有进行轴向定位。
左侧键槽过长，应略短于相配合的轮毂长度。
回答对一个得两分，答对五个得满分，超出五个不加分。
一、选择题：
（每题2分，共20分）
１．为了防止零件的破坏，应采用的设计准则是__________________。
Ａ.刚度准则B.寿命准则C.振动稳定性准则D.强度准则
２．一般情况下零件的疲劳极限比材料试件的疲劳极限_____________。
Ａ.高B.低C.相等D.不能确定
３．采用螺纹连接时，若被连接件之一厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用。
Ａ.螺栓连接B.双头螺柱连接C.螺钉连接D.紧定螺钉连接
４．被连接件受横向外力作用时，如采用铰制孔用螺栓连接，其失效主要是_________。
Ａ.螺纹处拉断 B.螺纹处拉、扭断裂C.螺栓杆剪断或螺栓或被连接件挤压破坏D.螺纹根部弯曲断裂
5．调节机构中，若采用双线螺纹，螺距为2mm，为使螺杆沿轴向移动20mm（螺母只能转动），则螺母应转的圈数为___________。
Ａ.9′Ｂ.5C.4.5D.4
６．紧螺栓连接受轴向外载荷。
假定螺栓的刚度Cb与被连接件的刚度Cm相等，连接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当外载荷F等于预紧力F0时，则______________。
Ａ.被连接件分离，连接失效B.被连接件即将分离，连接不可靠
C.连接可靠，但不能继续再加载
D.连接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F
７．零件的截面形状一定，如绝对尺寸增大，疲劳强度将随之_____________。
Ａ.提高 B.降低 C.不变D.不一定
8.设计一对减速软齿面齿轮时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使____________。
Ａ.两者硬度相等B.小齿轮硬度高些
C.大齿轮硬度高些D.小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面
９．开式齿轮传动的主要失效形式是___________。
Ａ.齿面点蚀B.齿面胶合C.轮齿折断和齿面磨损D.塑性变形
10．变应力可以由产生。
Ａ.只能由变载荷产生B.只能由静载荷产生C.可以由变载荷产生，也可由静载荷产生
二、填空题：
（每题4分，共20分）
1．螺纹连接的防松方法按其原理可分为、和破坏螺纹副的不可拆防松三类。
2．描述一定的应力比r下，疲劳极限（以最大应力σmax表征）与应力循环次数N的关系曲线，通常称为___________曲线。
3．零件疲劳强度极限的综合影响系数包括零件的有效应力集中系数、、
强化系数和。
4．普通螺纹的公称直径指的是螺纹的，计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的。
5．闭式软齿面齿轮传动一般应按强度进行设计，然后再按
强度进行校核。
三、简答题：
（每小题6分，共30分）
1.螺纹连接的基本类型有哪几种？
常用连接件有哪些？
２．已知变应力的最大应力σmax，最小应力σmin，写出该变应力的平均应力σm，应力幅σa及循环特性r的计算公式。
３．在闭式软齿面圆柱齿轮设计中，为什么在满足弯曲强度条件下，小齿轮齿数z1尽可能选多一些有利，试简述其理由。
４．普通螺栓连接的主要失效形式是什么？
计算准则是什么？
5.齿轮设计中为何引入动载系数Kv？
试述减小动载荷的方法。
四、计算题：
（本大题共3小题，共30分）
1．如图所示为一凸缘联轴器，用6个M10的铰制孔用螺栓联接，结构尺寸如图所示。
两半联轴器材料为HT200，其许用挤压应力[σp1]=100Mpa。
螺栓材料的许用剪应力[τ]=92Mpa，许用挤压应力[σp2]=300Mpa，许用拉伸应力[σ]=120Mpa。
试计算该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax。
若传递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓联接，试计算螺栓小径d1的计算值（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，防滑系数Ks=1.2）。
（12分）
2.某受稳定弯曲变应力作用的种类零件，已知其材料的对称循环疲劳极限σ-1=450Mpa，脉动循环疲劳极限σ0=700Mpa，屈服极限σs=800Mpa。
零件工作应力σmax=400Mpa，σmin=-100Mpa，综合影响系数（Kσ）D=1.42。
要求：
（12分）
1）绘出该零件的简化极限应力图；
2）在简化极限应力图上标明工作应力点M；
3）用作图法求极限应力σr及安全系数（按r=C加载和无限寿命考虑）。
3.设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数m=5mm，大、小齿轮的参数分别为：
应力修正系数Ysa1=1.56，Ysa2=1.76；齿形修正系数YFa1=2.8，YFa2=2.28，许用应力
[σF]1=314MPa，[σF]2=286MPa，已算得小齿轮的齿根弯曲应力σF1=306MPa。
试问：
1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大?
2）两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？
（6分）
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