机械设计练习一答案.docx

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机械设计练习一答案

机械设计练习

（一）

一、单项选择题（每题1分，共20分）。

1.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常拆装的情况下，一般宜采用。

（C）

　A.普通螺栓联接　　B.铰制孔用螺栓联接　　C.双头螺柱联接

2.紧联接螺栓按拉伸强度计算时，考虑到拉伸和扭转的联合作用，应将拉伸载荷增至。

（B）

　A.0.3倍　　B.1.3倍　　C.1.7倍

3.在承受轴向变载荷的紧螺栓联接中，采用空心杆螺栓的作用是。

（B）

　A.减轻联接的重量　　B.减小螺栓刚度，降低应力幅　　C.增加联接的紧密性

4.螺纹的公称直径（管螺纹除外）是指它的。

（B）

　A.内径d1　　B.大径d　　C.中径d2

5.在螺纹联接常用的防松方法中，当承受冲击或振动载荷时，无效的方法是（　C　）

　A.采用开口销与六角开槽螺母　　B.采用胶接或焊接的方法　　C.设计时使螺纹联接具有自锁性能

6.承受轴向拉伸工作载荷的紧螺栓联接，设预紧力为F0，工作载荷为F，则螺栓承受的总拉力F2。

（A）

　A.小于F0+F　　B.等于F0+F　　C.大于F0+F

7.在滑动螺旋是设计计算中，限制螺纹工作面上的压力p，主要是为了。

（C）

　A.使材料硬度低的螺母避免被压坏　　B.防止接触面上应力过大而产生疲劳点蚀　　C减轻工作面的磨损

8.常用螺纹的牙形有三角形、矩形、梯形和锯齿形等，其中用于联接和用于传动的牙形分别为。

（A）

　A.第一种和第三种　　B.第二种和第三种　　C.第三种和第一种

9.普通螺纹联接中的松联接和紧联接之间的主要区别是：

松联接的螺纹部分不承受。

（B）

　A.拉伸作用　　B.扭转作用　　C.弯曲作用

10.用两个普通螺栓将两块钢板联接起来。

已知每块板所受横向力为F，接合面间的摩擦系数f=0.15，为使联接可靠，应使摩擦力比外载荷大20%，则每个螺栓需要的预紧力为　　　　　　　　　　　（C）

A.0.5F　　B.2F　　C.4F

11.两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘附阻力的摩擦状态称为　　　　　　　（C）

A.液体摩擦B.干摩擦C..混合摩擦D.边界摩擦

12.两摩擦表面间的膜厚比λ=0.4-3时，其摩擦状态为　　　　（C）

A.液体摩擦　　B.干摩擦　　C.混合摩擦　　D.边界摩擦

13.现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术称为　　　　（D）

A.摩擦理论　　B.磨损理论　　C.润滑理论　　D.摩擦学

14.两摩擦表面间的膜厚比λ>3-5时，其摩擦状态为　　　　（A）

A.液体摩擦　　B.干摩擦　　C.混合摩擦　　D.边界摩擦

15.动力粘度η的c.g.s制（绝对单位制）单位为　　　　（A）

A.泊（P）　　B.厘斯（cSt）　　C.恩氏度（E）　　D.帕.秒（Pa.s）

16.两摩擦表面间的膜厚比λ<0.4时，其摩擦状态为　　　　（D）

A.液体摩擦　　B.干摩擦　　C.混合摩擦　　D.边界摩擦

17.两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘附阻力的摩擦状态称为　　　　　　　（C）

A.液体摩擦　　B.干摩擦　　C.混合摩擦　　D.边界摩擦

18.动力粘度η的c.g.s制（绝对单位制）单位为　　　　（A）

A.泊（P）　　B.厘斯（cSt）　　C.恩氏度（E）　　D.帕.秒（Pa.s）

19.两摩擦表面间的膜厚比λ>3-5时，其摩擦状态为　　　　（A）

A.液体摩擦　　B.干摩擦　　C.混合摩擦　　D.边界摩擦

20.两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为　　（D　）

A.液体摩擦　　B.干摩擦　　C.混合摩擦　　D.边界摩擦

21.在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是。

　　　（A）

A．带传动　　B．链传动　　C．齿轮传动

22.带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在。

　　　　（A）

A．带进入小带轮处　　B．带离开小带轮处　　C．带进入大带轮处

23.设计带传动时要计及工作情况系数Ka，其目的是为了考虑。

　　　　（C）

A．传动带受到交变应力的作用　　B．多根带同时工作时的受力不均　　C．工作载荷的波动

24.V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上时能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角。

　　　　　　　　　（A）

A．小于40°　　B．等于40°　　C．大于40°

25.传动带在工作时，要受到离心应力的作用，离心应力通常是。

　　　　（B）

A．出现于绕在带轮上的带体　B．均匀地分布在整根带各处C．不均匀地分布在整根带各处

26.下列类型的带在相同的工况条件下工作，单根带基本功率最大的是。

　　（　A）　　　A．SPA型窄V带　　B．A型普通V带　　C．Z型普通V带

27.选取V带型号，主要取决于。

　　　（A）　

A．带传递的功率和小带轮转速　　B．带的线速度　　C．带的紧边拉力

28.在下列类型的带中，节宽最小的是。

　　　　（　C）

A．SPA型窄V带　　B．A型普通V带　　C．Z型普通V带

29.V带传动中，小带轮直径的选取取决于　　　　　（B）

A．传动比　　B．带的型号　　C．带传递的功率

30.某带传动中主动轮传递的转矩为70N.m，已知主动轮的直径为200mm，初拉力为800N，则紧边拉力为（B）N。

　A．950　　B．1150　　C．1500

31.一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是（　A）

　A．齿面点蚀　　B．轮齿折断　　C．齿面磨粒磨损　　D．齿面胶合

32.在齿轮强度计算中，可靠性要求与安全系数取值之间的关系是（B　）

　A．可靠性要求越低，安全系数越大　　B．可靠性要求越高，安全系数取值应越大　　C．失效概率要求越小，安全系数取值应越小

33.为了有效地提高齿面接触强度，可（B）

　A．保持分度圆直径不变而增大模数　　B．增大分度圆直径　　C．保持分度圆直径不变而增加齿数

34.在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比常数的是（C）

　A．带传动　　B．链传动　　C．齿轮传动　　D．摩擦轮传动

35.各种齿面硬化处理方法中，（A）处理的齿轮变形最小，因此处理后不需要再磨齿适用于内齿轮和难于磨削的齿轮

　A．渗氮　　B．渗碳淬火　　C．高频淬火　　D．整体淬火

36.要实现两相交轴之间的传动，可采用（B）

　A．圆柱齿轮传动　　B．直齿锥齿轮传动　　C．准双曲面齿轮传动　　D．曲线齿锥齿轮传动

37.设计开式齿轮传动时，通常使小齿轮的宽度比大齿轮宽一些，其目的是（　C）

　A．使小齿轮的大齿轮的强度接近相等　　B．为了使传动平称稳　C．为了补偿可能的安装误差以保证接触线长度

38.与直齿锥齿轮传动比较，准双曲机齿轮传动的特点是　　　　　　　　（A）

　A．能实现两偏置（交错）轴之间传动　　B．不允许小齿轮轴的直径较大，传动的刚性差　C．齿向滑动较小，不易产生胶合，故常设计成软齿面　　D．不适用于高速、重载和大传动比的场合

39.若设计成等顶隙收缩齿直齿锥齿轮传动，则齿轮的（C）交于一点

　A．齿根圆锥与齿顶圆锥的锥顶　B．分度圆锥与齿顶圆锥的锥顶　C．分度圆的锥顶

40、渐开线花键分度圆压力角为30时，则其齿顶高为Cm，其中m为渐开线的模数。

（A）0.3；（B）0.4；（C）0.5；（D）0.6。

41、滚子链的链片制成8字形，主要是为了。

（A）提高强度；（B）减轻重量；（C）节省材料；（D）加工方便。

42、将齿轮的轮齿做成鼓形齿是为了减小A。

（A）载荷沿接触线分布不均匀；（B）动载荷；（C）冲击；（D）齿间载荷分配不均。

43、一般圆柱齿轮传动的接触强度是按C啮合时的情况进行计算的。

（A）单对齿啮合的最高点；（B）齿顶；（C）节点；（D）啮合的极限点。

44、蜗杆传动的中间平面是指C。

（A）垂于蜗杆轴线的平面；（B）垂直于蜗轮轴线的平面；

（C）蜗杆轴线和蜗轮副连心线所在的平面；（D）通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线。

45、流体的粘度是指流体的C。

（A）强度；（B）刚度；（C）流动阻力；（D）油性。

46、润滑油牌号L—AN100中的100是表示这种润滑油C的平均值。

（A）动力粘度；（B）条件粘度；（C）运动粘度；（D）闪点。

47、45号钢经调质处理，在常温下工作的轴，当计算表明其刚度不够时，应采取的正确措施是C。

（A）改用合金钢；（B）改变表面粗糙度；（C）增大轴的直径；（D）提高轴的表面硬度。

48、在下面的滚动轴承型号中允许极限转速最高的轴承是B。

（A）N307/P4；（B）6207/P2；（C）30207；（D）51307/P6。

49、下面的联轴器中在工作时具有缓冲减振作用的联轴器是D。

（A）刚性联轴器；（B）十字滑块联轴器；（C）齿式联轴器；（D）弹性柱销联轴器。

50、膜厚比可以用来大致估计两滑动表面所处的摩擦状态。

当3时，相应的滑动表面所处的摩擦状态是D。

（A）干摩擦状态；（B）边界摩擦状态；（C）混合摩擦状态；（D）流体摩擦状态。

51、渐开线花键通常采用的定心方式是D。

（A）齿侧定心；（B）外径定心；（C）内径定心；（D）齿形定心。

52、普通螺纹中同一公称直径按D分为粗牙螺纹和细牙螺纹。

（A）升角的大小；（B）旋向；（C）牙型角的大小；（D）螺距的大小。

53、在普通圆柱蜗杆中只有A的轴向压力角为标准值（20）。

（A）阿基米德蜗杆；（B）法向直廓蜗杆；（C）渐开线蜗杆；（D）锥面包络蜗杆。

二、判断题（每题1分，）。

1.选取螺纹联接件时，若螺栓的性能等级为4.6，则选择性能等级为5的螺母与之相配合是可行的。

　　　　　　　　（√）

2.在受轴向变载荷的紧螺栓联接中，已知预紧力F0=8000N，轴向工作载荷Fmin=0,Fmax=4000N，若螺栓和被联接件刚度Cb=Cm=1。

则在最大工作载荷下，被联接件的残余预紧力F1=4000N。

　　　　　　　　（×）

3.滚动螺栓传动的抗振性能优于静压螺栓传动的抗振性能。

　　　　　　（×）

4.用于薄壁零件联接的螺纹，应采用三角形细牙螺纹　　　　　（√）

5.螺纹联接件的三个精度等级中，C级的精度最高。

　　　　　　（×）

6.滑动螺旋中螺杆的直径是根据螺杆的强度计算而确定的。

　　　　　（×）

7.在紧螺栓联接中，如果螺母或螺栓头的支承面不垂直于螺栓的中心线，螺栓内产生的应力将包括为拉伸应力、扭转应力和弯曲应力。

　　　　　　　　（√）

8.铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与通孔的配合多为过渡配合。

　　　　　（√）

9.设计悬置螺母的目的是使螺母和螺栓旋合部分的变形成为拉伸变形。

　　（√）

10.压力容器盖的紧螺栓联接中，若螺栓预紧力和容器内的压力p不变，但将凸缘间的软铜垫片换成橡胶垫片，联接的紧密性将提高，螺栓的总拉力将下降　　　　（×）

11.两个具有楔形间隙的平板，当间隙内油量足够，无论相对速度方向如何，只要相对速度足够大就能产生流体动压效应。

　　　　　　（×）

12.润滑油的润滑性不同于油的粘度，它表征油膜与金属的吸附能力的强弱　（√）

13.一个零件的磨损三个阶段（磨合阶段、稳定磨损阶段、及剧烈磨损阶段）中，磨合对磨损是有用的。

　　　　　　（√）

14.边界摩擦润滑的物理吸附膜的吸附强度高于化学吸附膜。

　　（×　）

15.以一定相对速度运动的两平行板间的流体不能建立压力油膜，但只要两板构成了楔形空间，即可形成压力油楔。

　　　　　　　（　×）

16.油的粘度指数VI值越小，表示粘度随温度的变化越大。

　　　（√）

17.两零件表面之间如果有摩擦，一定产生磨损。

　　　（×）

18.适当增加带长，可以延长带的使用寿命。

　　　　（√）

19.带传动的最大有效拉力与预紧力、包角、和摩擦系数成正比。

　　（√）

20.同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。

　　　（×）

21.若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。

　　　（√）

22.限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。

　　　　　　　　　　（√）

23.传动带在工作中受到交变应力的作用，最小应力发生在带刚进入大带轮的位置。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（×）

24.传动带在工作中受到交变应力的作用，最大应力发生在带刚进入小带轮的位置。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（√）

25.V带轮槽的楔角应等于V带的楔角。

　　　　　　　　　　　　（×）

26.带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。

　　　　　　　　　（×）

27.在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。

　　（√）

28.在闭式齿轮传动中，一对软齿面齿轮的齿数一般应互为质数。

（√）

29.在选择传动方案时，只有为了传动布置或其它必要时才选用锥齿轮，一般情况下应尽量选用圆柱齿轮。

（√）

30.影响一对齿轮齿面接触强度的主要尺寸是中心距和齿宽。

（×）

31.锥齿轮传动的传动比等于节锥角之比。

（×）

32.润滑良好的闭式软齿面齿轮，齿面点蚀失效不是设计中考虑的主要失效方式。

（×）

33.齿轮传动中，当材料相同时，小齿轮和大齿轮的弯曲强度也相同。

　　（×）

34.锥齿轮的标准模数在整个齿宽上都相同。

　（×）

35.直齿锥齿轮的强度计算中，通常近似地以大端分度圆处的当量圆柱齿轮来代替锥齿轮进行强度计算。

　　　　　（×）

36.所有模数、齿数、齿宽、压力角相同的直齿锥齿轮，其轮缘的尺寸和形状都是相同的（×）

37.在斜齿圆柱齿轮接触疲劳强度公式推导中，节点的曲率半径应为端面上节点的曲率半径。

　　　　（×）

三、填空

1、机械零件的常规设计方法可概括地分为理论设计,经验设计和模型实验设计。

2、普通平键联接属于静联接，其主要的失效形式是键以及轴与轮毂上的键槽三者中强度较弱的表面被压溃。

3、已知某V带传动所传递的功率P=5.5kw,带速V=8.8m/s,紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=1.5F2。

则其有效圆周力Fe625，紧边拉力为1875N，松边拉力为1250N。

4、机械磨损过程大致分为三个阶段：

磨合阶段、稳定磨损阶段和急剧磨损阶段。

5、型号为6315/P5的滚动轴承，类型是深沟球轴承，内径为75mm，直径系列为3系列，公差等级为5级，游隙为0组。

6、有弹性元件的挠性联轴器的主要优点是能补偿两轴间相对位移，，又能缓冲减振。

7、工作中只承受弯矩的不承受转矩的轴叫心轴，只承受转矩不承受弯矩的轴叫传动轴，同时承受弯矩和转矩的轴叫转轴。

1、牛顿1687年提出了粘性液的摩擦定律，即在流体中任意点处的剪应力，与该处流体的速度梯度成正比。

摩擦学中把凡是服从这个粘性定律的流体都叫牛顿液体。

2、对齿轮轮齿进行齿顶修缘是为了减小相啮合的轮齿法节差，从而减小啮合时产生的动载荷。

当啮合的齿轮对pb1pb2时，应对主动齿轮进行齿顶修缘。

3、螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为十级，螺母的性能等级分为七级，选用时，须注意所用螺母的性能等级不低于与其相配螺栓的性能等级。

5、型号为6200/P5的滚动轴承，其类型是深沟球轴承，内径为10mm，尺寸系列为02系列，公差等级为5级。

6、在圆柱形螺旋弹簧中，弹性指数C越大，则弹簧的刚度越低。

四、简答下列问题

1、简述径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程/必要条件。

答：

（a）当轴颈静止时，轴颈处于轴承的最低位置，并与轴互相接触，两表面之间形成了一收敛的楔形空间；

（b）当轴颈顺时针转动时，在轴瓦对轴颈的磨擦力作用下，轴颈沿孔壁向右爬升；

（c）随着转速增大，楔形油膜产生的动压力将轴颈向右浮起；

（d）当轴颈达到稳定运转时，轴颈便在一定的偏心位置上；

（e）当轴承处于流体动压润滑状态时，油膜产生的压力与外载荷相平衡。

必要条件：

（a）相对滑动的两表面间必需形成收敛的楔形空间；

（b）被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度；

（c）润滑油必须有一定的粘度，供油应充分。

2、带传动为什么会出现打滑现象？

打滑对带传动有何影响？

答：

当工作载荷大于带传动的最大有效拉力时，带与带轮浊就将发生显著的相对滑动，即打滑。

打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧下降，甚至使带传动失效

3、请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则，在闭式齿轮传动设计中，分别用这两个准则来设计哪两个参数？

答：

齿面接触疲劳准则：

≦[

]

齿根弯曲疲劳准则：

≦[

]

使用

≦[

]计算准则计算分度圆直径

使用

≦[

]计算准则计算或校核模数m

4、液体动压油膜形成的必要条件是什么？

答：

有足够充分的润滑油供油量；有相当的相对滑动速度，在一定范围内，油膜承载力与滑动速度成正比关系；相对滑动面之间必须形成收敛性间隙。

5、带传动工作时松边带速与紧边带速是否相等，如不相等说明哪个更大，并说明原因。

答：

紧边带速大于松边带速。

由于紧边和松边的拉力不同，弹性变形也不同；带绕上主动轮后拉力由F1降低到F2，因而带的运动一面绕进、一面向后收缩，所以带的速度由紧边到松边逐渐降低。

6、螺纹联接预紧的目的是什么？

答：

预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移

7、常见的齿轮传动失效有哪些形式？

答：

齿轮的常见失效为：

轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。

8、简述蜗杆传动变位的目的，特点。

答：

变位的目的一般是为了凑中心距或传动比，使符合一定的设计要求。

变位后，被变动的是蜗轮尺寸，而蜗杆尺寸不变；变为后蜗杆蜗轮啮合时，蜗轮节圆与分度圆重合，蜗杆分度圆和节圆不再重合。

五、题目：

图示为带传动的张紧方案，试指出不合理之处。

答：

张紧轮应在松边靠近大一带轮处。

六、在右图所示的蜗杆-圆锥齿轮传动装置中，已知输出轴

上的齿轮4的转动方向如图所示。

今欲使轴

上的两轮的轴向力抵消一部分：

1、确定蜗杆1和蜗轮2的螺旋角方向；

2、在图上标出蜗杆1和蜗轮的转动方向；

3、在图上标出蜗杆1、蜗轮2和齿轮3、4的圆周力Ft和轴向力的方向。

七、图示带式输送机装置。

小带轮直径140mm，大带轮直径为400mm，鼓轮直径250mm，为提高生产率，在载荷不变条件下，提高带速度，设电机功率和减速器的强度足够，忽略中心距变化，下列哪种方案更为合理？

1、大轮直径减小到280mm；2、小轮直径增大到200mm；3、鼓轮直径增大到350mm。

　提示:

采用第（3）方案不合理,因为转速n不变,D增大,v加大,F不变,则工作转矩,V带承载能力不够。

采用

（1）

（2）方案时,由于D不变,作用于带上有效圆周力F不变,故较方案（3）好。

但在方案

（2）中,由于小带轮直径加大,应力减小,提高了带的承载能力,方案

（1）中小带轮直径较小,应力较大,故不如方案

（2））

八、设计铣床中的一对直齿圆柱齿轮传动，已知功率P1=7.5kW,小齿轮主动,转速n1=1450r/min,齿数z1=26,z2=54,双向传动,工作寿命Lh=12000h。

小齿轮对轴承非对称布置,轴的刚性较大,工作中受轻微冲击,7级制造精度。

九、图示三级减速装置传动方案简图，要求传动比i=50，这样布置是否合理？

为什么？

试画出合理的传动方案简图（不采用蜗杆传动）。

不合理部分：

1、链条传动不应放在高速级；

2、带传动不应放在低速级；

3、锥齿轮采用悬臂布置。

改为：

第一级减速采用带传动，悬臂布置；

第二级锥齿轮传动，闭式；

第三级链条传动。

悬臂布置。

十、图示一支架，用四个地脚螺栓（1，2，3，4）固定。

四个螺栓的相互距离如图所示。

支架上受到与水平面成45的作用力Q。

Q力作用点距离螺栓对称中心的水平距离为2a，距支架接合面的铅垂距离为2a，试指出哪个螺栓受力最大，并求出该螺栓所受的最大工作载荷。

解：

螺栓1受力最大。

将Q分解为水平分力和铅垂分力：

，

。

将Fx，Fz平移到坐标原点O，则可得：

，

；

，

；

。

求螺栓1所受工作载荷：

（a）所受拉力：

，

，

；

。

（b）所受横向力：

，

；

，

。

。

十一、两级展开式齿轮减速器如图所示，已知主动轮1为左旋，转向

如图所示（箭头往右），为使中间轴上齿轮所受的轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力

、径向力

和圆周力

的方向。

1.见下图。

2.见图。

（１）

（２）

，