机械设计练习题解析.docx

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机械设计练习题解析

机械设计综合练习题

一、填空题

1.塑性材料在静载荷作用下产生的失效形式为；脆性材料在静载荷作用下产生的失效形式为；不论何种金属材料在变载荷作用下产生的失效形式为。

2.V带轮传动中，当传动比i≠1时，V带可能产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕上（大或小）带轮处。

3.齿轮传动的设计准则通常按保证疲劳强度及保证疲劳强度两准则进行设计计算。

4.蜗杆传动最易发生和两种失效形式。

5.轴传动中，既承受弯矩又承受扭矩的轴称为轴。

只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为轴。

6.在螺纹联接中，当有一个被联接件太厚，并需要经常装拆时，宜选用

7.联接方式。

8.在Ｖ带传动设计中，应按和来确定V带的型号。

9.润滑油的粘度随油温的升高而（升高或降低），粘度可以分为粘度、　　　　粘度、粘度。

10.圆柱形螺旋弹簧受载时，其簧丝截面主要受应力。

11.滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的破坏。

12.轴传动时轴通常是在变应力条件下工作的，轴的截面尺寸发生突变处要产生现象，轴的疲劳破坏往往是在此处发生。

二、选择题

1、一零件由45号钢制成，受静应力。

其工作拉应力σ=

若零件材料硬度为250HBS、屈服极限σs=

许用拉应力[σ]=

则零件的许用安全系数[S]等于。

A1.33B1.5

C2.0D2.4

2、设计V带传动，限制带轮最小直径主要是为了限制。

A小带轮包角B带离心应力

C带的弯曲应力D带紧边拉应力

3、一对圆柱齿轮传动，通常把小齿轮的齿宽取值略大于大齿轮其主要目的是

A使小齿轮的强度比大齿轮高一些B减小传动中的动载荷

C为了便于安装，保证接触线长度D避免沿齿向载荷分布不均匀

4、安装齿轮的轴，若刚度不足而使弯曲变形超过允许范围，则会造成。

A严重的齿根应力集中B传动的动载荷越大

C齿间载荷分配不均D沿齿宽方向发生偏载

5、当滚动轴承同时承受较大径向力和轴向力，转速较低而轴的刚度较大时，使用较为宜。

A向心球轴承B角接触向心球轴承

C圆柱滚子轴承D圆锥滚子轴承

6、在定心精度要求较高的轴毂联接中，不宜使用。

A普通平键联接B楔键联接

C半圆键联接D花键联接

7、平键联接传递的最大转矩为T，现要求传递转矩增大到1.5T，可考虑下列哪一种方法最省事。

A把键长L增大致1.5倍B键宽6增大到1.5倍

C增大轴的直径，按标准重选键的剖面尺寸bxhD安装一对平键

8、弹簧的工作圈数n是按弹簧的要求确定。

A强度B要求的变形量

C稳定性D结构

9、适用于受轴向力较大的零件在轴上的固定。

A弹性挡圈B轴端挡圈

C圆螺母D轴肩与轴环

10、关于花键联接下列说法错误的是。

A联接受力较为均匀B轴与毂的强度削弱较少

C齿数较多轴上的零件对中性不好D可承受较大的载荷

11、两个平行圆柱体相外接触并互相压紧。

已知两圆柱体的半径R1>R2，材料弹性模量E1＞E2，则两者的最大接触应力.

A、δH1＞δH2B、δH1＜δH2

C、δH1＝δH2D、大小不确定

12、V带传动的实际中心距a与设计时初定的中心距a0不一致，主要是由于.

A、存在安装误差B、带轮尺寸有误差

C、使用前要张紧D、要满足标准带长

13、在直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算中，小齿轮齿形系数YF1与有关。

A、齿数Z1B、齿宽系数φa

C、模数mD、传动比i

14、支撑自行车前轮的轴属于.

A、传动轴Ｂ、转轴

Ｃ、固定心轴　　　　　　　　　Ｄ、转动心轴

1５、当滚动轴承主要承受径向力，轴向力很小，转速较高而轴的刚度较差时，可考虑选用较为宜。

Ａ、向心球轴承　　　　　　　　　Ｂ、角接触向心球轴承

Ｃ、调心球轴承　　　　　　　　　Ｄ、调心滚子轴承

1６、对于受轴向外载荷的紧螺栓联接，在强度计算时　　　　作为螺栓的轴向载荷。

Ａ、工作载荷Ｑe　　　　　　　　　Ｂ、预紧力Ｑo

C、工作载荷Qe与预紧力Qo之和D、工作载荷Qe与残余预紧力Qo之和

17、下列联轴器中，承载能力最大的是.

A、凸缘联轴器B、齿式联轴器

C、十字滑块联轴器D、轮胎联轴器

18、弹簧指数（即旋绕比）取值过小时的缺点是.

A、疲劳强度低B、弹簧卷制困难

C、簧丝易产生裂纹D、弹簧易产生失稳现象

19、从轴的结构工艺性分析，把轴设计成阶梯形首先是为了：

A、加工制造方便B、满足轴的局部结构要求

C、便于装折轴上零件D、节省材料

20、齿轮传动中，若保持齿轮的中心距a不变，增加齿数，则下列说法错误的是。

A、能增加重合度B、改善传动的平稳性

C、减小模数、齿厚减薄D、增加齿间的滑动速度、

加速齿轮的磨损

三、简答题：

1、什么叫做流体动力润滑的楔效应？

形成流体动力润滑的条件是什么？

。

2、什么叫做带传动的弹性滑动？

试分析其产生的原因？

密封线内不要答题

3、链传动张紧的目的是什么？

常采用什么方式来张紧？

密封线内不要答题

4、说明闭式齿轮传动主要几种润滑方法各在什么条件下使用。

四、计算题：

1、V带传动的传递功率P=7.5KW，带的速度v=10m/s,紧边力是松边拉力的5倍，即F1=5F2，试求紧边拉力F1及有效圆周力F。

2、一对直锥齿轮传动如下图所示。

已知主动轴转速n1=480r/min，传递功率P=5.5KW.齿轮模数m=4mm，分度圆压力角α=20°齿数Z1=25，Z2=60，齿宽b=40mm。

试求从动齿轮Z2受力的大小和方向。

（用分力表示）

（提示：

小齿轮宽中点的分度圆直径dm1=d1-bsinδ1）

五、计算题

1、两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示。

已知高速级齿轮模数mn=3mm.，螺旋角β=15°，齿数Z2=51；低速级齿轮模数mn=5mm,齿数Z3=17。

试求：

1、Z3斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向受力方向相反？

2、Z3齿轮取多大螺旋角β才能使中间轴的轴向力互上抵消。

（sin15°=0.259）

2、已知某钢制双圆头平键联接，其接触的铸铁轮毂材料[σ]p=50MPa，键长L＇=70mm,键宽b=14mm，键高h=9mm，传递的转矩T=200000N·mm.轴的直径为d=45mm，材料为45钢。

试校核该键的强度。

若强度不足时请提出改进措施。

（k=0.5h）

密封线内不要答题

六、计算题

1、一圆柱形螺旋压缩弹簧，已知簧丝直径d=4mm，弹簧中径D=24mm，有效圈数n=10，用Ⅱ组碳素弹簧钢丝制造，其切变模量G=80000Mpa。

试求：

（1）弹簧的曲度系数K；

（2）求当载荷P=600N时，弹簧的变形量λ。

（注：

弹簧曲度系数K=

）

2、有一轴用一对7209E型轴承支承，尺寸如图。

轴所受载荷FR=1800N,FA=500N.试求两轴承的当量动负荷（取fp=1.2）。

e

Fa/Fr≤e

Fa/Fr＞e

0.40

X

Y

X

Y

1

0

0.4

1.5

七、零部件的结构分析

1、指出图中的错误，指明错误的确切部位，并用文字简要说明。

密封线内不要答题

2、指出图中的错误联接结构部位、画出正确的结构图。

五、计算题（12分）

受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。

已知预紧力为F0＝1500N，当轴向工作载荷为F＝1000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。

附表－螺拴的相对刚度值

C

/（C

＋C

）

0.2～0.3

0.7

0.8

0.9

垫片材料

金属垫片

（或无垫片）

皮革垫片

铜皮石棉垫片

橡胶垫片

六、计算题（20分）

在轴上安装一对70000B轴承，安装方式如图所示。

已知Fae=2000N,Fr1=1250N,Fr2=900N，载荷平稳。

试求两个轴承的当量动负荷。

六题附表－派生轴向力Fd计算公式

圆锥滚子轴承

角接触球轴承

70000C

70000AC

70000B

Fd=Fr/2Y

Fd=eFr

Fd=0.68Fr

Fd=1.14Fr

六题附表－径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y

轴承类型

相对轴向载荷

Fa/Fr≤e

Fa/Fr>e

判断系数e

名称

代号

F0Fa/C0r

Fa/C0

X

Y

X

Y

深沟球轴承

60000

0.689

—

1

0

0.56

1.17

0.26

角接触球轴承

70000C

—

0.015

1

0

0.44

1.47

0.38

70000AC

—

—

1

0

0.41

0.87

0.68

70000B

—

—

1

0

0.35

0.57

1.14

一、填空题（每空1分，合计20分）

1.蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越＿＿＿＿。

2.链传动中的滚子链分为＿＿＿＿、＿＿＿＿两个系列。

3.机械零件的常用设计准则是：

＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。

4.平键分为＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿四种类型。

5.按齿形不同，花键联接有＿＿＿＿和＿＿＿＿两种类型。

6.阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。

7.链在传动中的主要作用力有、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。

二、选择题（每题3分，合计18分）

1.链传动的一个主要运动特征是：

[]

A．瞬时传动比为定值；B.平均传动比为定值；C.瞬时传动比与平均传动比皆为定值。

2.设计带传动时，选择小带轮基准直径dd1≥ddmin，其主要目的是为了：

[]

A.使包角不至于过小；B.使带的弯曲应力不至于过大；C.增大带与带轮间的摩擦力。

3．齿轮传动的强度计算中，软齿面的判别条件是：

[]

A.硬度≥350HBS；B.硬度<350HBS；C.硬度≤350HBS

4．为提高轴悬臂部分的支撑刚度，轴承装置（组合）设计中轴承的安装方式若不考虑其它因素应该采用：

[]

A．面对面安装（正装）；B.背靠背安装（反装）。

5.挠性联轴器依所能补偿位移的方向不同可分为几种？

[]

A.轴向位移、径向位移两种；B.轴向位移、径向位移、角位移和综合位移等四种；

C.轴向位移、径向位移、角位移三种。

6.链传动中心距过大或过小对传动都不利，若不受其它条件限制一般取为多？

[]

A．（20～40）P；B.（30～50）P；C．（40～60）P；D．（50～70）P。

三、简述题（每小题5分合计20分）

1.问：

承受预紧力Fo和工作拉力F的普通螺栓紧联接，螺栓所受的总拉力F2是否等于Fo+F？

为什么？

2.问：

提高带传动工作能力的措施主要有哪些？

3.问：

为什么小链轮齿数不宜过多或过少？

4.问：

一对圆柱齿轮传动，大齿轮和小齿轮的接触应力是否相等？

如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，则其许用接触是否相等？

四、结构改错题（每处2分，合计10分）

题目：

试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图（只需指出五处错误）。