机械设计复习题.docx

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机械设计复习题

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强度计算思考题

一、填空题

1、计算载荷Pca、名义载荷P和载荷系数K的关系式是，强度计算时应用

2、稳定变应力的一种基本形式是、和循环变应力。

3、当一零件受脉动循环变应力时，其平均应力是其最大应力的。

4、高副元素表面产生的接触应力是循环应力。

5、在静强度条件下，塑性材料的极限应力是，而脆性材料的极限应力是，在脉动循环变应力作用下，塑性材料的极限应力是。

6、影响零件疲劳极限的主要因素有、、

7、某钢材在无限寿命区的对称循环疲劳极限为σ-1＝260MPa，若此钢材的循环基数N0=5×105，指数m=9，则循环次数为30000次时的疲劳极限为。

二、选择题

1、在应力变化中，如果周期、应力幅和平均应力有一个不同，则称为。

A、稳定变应力B、非稳定变应力

C、非对称循环变应力D、脉动循环变应力

2、循环特性r=-1的应力是应力。

A、对称循环变应力B、脉动循环变应力

C、非对称循环变应力D、静应力

3、在静拉伸应力作用下，塑性材料的极限应力是。

A、σBB、σSC、σ0D、σa

4、在循环变应力作用下，影响疲劳强度的主要因素是。

A、σmaxB、σmC、σminD、σa

5、零件表面粗糙度增加，其疲劳强度。

A、降低B、提高C、不定D、不变

6、零件的绝对尺寸增大，其疲劳强度。

A、降低B、提高C、不定D、不变

螺纹连接思考题

1、普通螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受应力和应力作用。

2、受轴向工作载荷的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力等于和之和。

3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为、和。

4、被连接件受横向工作载荷作用，若采用普通螺栓连接，则螺栓受到载荷作用，可能发生的失效形式为

5、螺纹连接防松的实质是，当承受冲击或振动载荷并需正常拆卸时，应采用防松装置。

6、采用螺纹连接时，若被连接件总厚度不大，且两边留有足够的扳手空间时，一般宜采用连接，若被连接件总厚度较大，但不需要经常装拆的情况下，一般宜采用。

7、一受轴向载荷的紧螺栓连接中，已知螺栓预紧力F0=5000N，轴向工作载荷F=3000N，螺栓刚度为C1，被连接件刚度为C2，且有C1=4C2，则工作时螺栓的总拉力F∑=N。

8、被连接件受横向工作载荷作用时，若采用一组普通螺栓连接，则是依靠

来传递载荷的。

二、选择题

1、当螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。

A、必受剪切力作用B、必受拉力作用

C、既可能受剪切作用，也可能受拉伸作用D、同时受拉伸和剪切作用

2、计算采用紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。

A、1.1B、1.3C、1.25D、0.3

3、被连接件受横向工作载荷作用时，若采用一组普通螺栓连接，则螺栓可能的失效形式为。

A、拉断B、剪切或挤压破坏C、拉、扭断裂D、扭断裂

4、在受轴向载荷的紧螺栓连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取。

A、增大螺栓C1，减小被连接件刚度C2B、减小C1，增大C2

C、增大C1和C2D、减小C1和C2

5、若要提高轴向变载荷作用的紧螺栓连接的疲劳强度，则可。

A、在被连接件间加橡胶垫片B、增大螺栓长度

C、采用精制螺栓D、加防松装置

6、若螺栓连接的被连接件为铸铁，往往在螺栓孔处做沉头座孔，目的是。

A、避免螺栓受附加弯曲应力作用B、便于安装C、为安装防松装置

三、

（1）图1是受拉螺栓的力与变形图，若以F∑表示螺栓所爱的总拉伸载荷，F0表示预紧力，F表示工作载荷，F0’表示残余预紧力，δb、δc分别表示螺栓和被联接件的变形量。

试在图中的方括号内填上以上代号，并写出F、F0、F0’以及F∑、F0、F的关系式

（2）图2是一钢制油缸，若油压p=1.6N/mm2，D=160mm，容器盖用8只普通螺栓与容器相联，螺栓材料为45钢，其屈服极限为360N/mm2，装配时不控制预紧力（取安全系数为S＝3，F0’=1.8F），试问：

若采用M16螺栓（d1=13.835mm），能否满足工作要求？

四

有一螺栓受轴向工作载荷F作用，已知其预紧力F0=5000N，轴向工作载荷F=0～6000N间变化，设螺栓及被连接件的刚度关系为C1=C2.求：

①螺栓所受到的最大拉力=N

②当轴向工作载荷F=0时，螺栓所受到的拉力=N

③当工作载荷F=6000N时，被联联接件所受的力=N

④当工作载荷F=N时，被连接件结合面间将失去紧密性。

⑤若螺栓的S=300MPa，安全系数S=2，则螺栓公称直径应取。

d（mm）

M10

M12

M14

M16

A

52.3

76.3

104.7

144.1

五、图示两根钢梁由两块钢板用8只M20的普通螺栓连接，钢梁受横向载荷FR作用，螺栓小径d1=17.294mm，许用拉应力[σ]=160MPa，被连接件接合面间的摩擦系数f=0.2，防滑可靠性系数kf=1.2。

试确定该连接允许传递的横向载荷FR。

六.图示方形盖板用四个M12的螺栓与箱体联接，盖板中心为0点，因制造误差吊环实际位于0点，00=7mm，总工作载荷FQ=10kN，求受载最大螺栓的工作拉力为F；若剩余预紧力F0’=0.6F，求受载最大螺栓的总拉力FΣ。

键连接思考题

1.平键的工作面是，楔键的工作面是，与楔键连接相比，平键连接的对中性较。

①上下两个面②两个侧面③两侧面和上下面

2.平键联接主要失效形式为，通常只按工作面上的进行强度校核计算；导向平键连接的主要失效形式是，按工作面上的进行强度校核计算；当轴上零件需要移动较大的轴向距离时，应采用。

3.键的剖面尺寸通常是根据按标准来选择的，键长则根据按标准来选择。

①传递扭矩大小②传递功率大小③轮毂长度④轴的直径

4.某平键联接的最大转矩为T，现要传递转矩为1.5T，则应。

①键长增加到1.5倍　②键宽b增大到1.5倍

③安装一对平键　④键高增大到1.5倍

5.设计键联接的几项主要内容是：

A.按轮毂长度选键的长度B.按使用要求选键的主要类型C.按轴的直径选键的剖面尺寸D.对联接进行必要的强度校核。

在具体设计时，一般顺序是。

①B—A—C—D②B—C—A—D③A—C—B—D④C—D—B--A

8.图示刚性联轴器，材料为铸铁[]=60MPa，取四个M12普通螺栓

（d1=10.1mm）[]=120MPa，联轴器接合面f=0.2，摩擦可靠度系数

Kf=1.2，联轴器与轴用普通平键联接，轴和键均为45号钢，轴的转速

n=100r/min，试确定联接装置所能传递的功率。

带传动思考题

1.标准v带型号是根据小带轮转速和选择的。

2.设计v带传动时，限制带轮最小直径的目的是为了限制。

v带轮的最小直径d1min是根据确定的。

3.带传动主要是依靠（）来传递运动和动力的。

a）带和两轮接触面之间的正压力b）带和带轮接触面之间的摩擦力c）带的初拉力

4.带传动采用张紧轮的目的是为了（）。

a）减轻带的弹性滑动b）提高带的寿命

c）改变带的运动方向d）调节带的初拉力

5.带传动工作时若发生打滑现象，总是（）。

a）沿小带轮上先发生b）沿大带轮上先发生c）沿两带轮上同时发生

6.带传动不能保证精确的传动比，其原因是由于存在。

7.普通V带传动的主要失效形式是

8.带传动的设计准则是：

保证带在一定工作期限内（）。

a）不发生磨损b）不发生打滑c）不发生疲劳损坏

d）既不发生磨损又不发生打滑e）既不发生疲劳损坏又不发生打滑

f）既不发生磨损又不发生疲劳损坏

1.同步带传动工作时是靠带齿与轮齿间的摩擦力来传递运动和动力的。

（）

2.v带传动工作时，小带轮为主动，则带内拉应力的最大值发生在进入大带轮处。

3.设计v带传动时，限制带轮的最小直径是为了限制带的长度。

（）

4.带传动工作时会产生弹性滑动是由于带与带轮间的摩擦力偏低。

5.与带传动相比，齿轮传动对制造和安装精度的要求较低。

（）

6.图示为一带传动的塔轮有级变速装置的简图，电动机功率和转速恒定。

试分析应按哪一级传动来设计皮带。

简述理由。

链传动思考题

1.在一定转速时，要减小链条传动的运动不均匀性和动载荷，应（）。

a）增大链条节距和链轮齿数b）增大链条节距和减少链轮齿数

c）减小链条节距，增大链轮齿数d）减小链条节距和链轮齿数

2.链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动（）。

a）工作平稳b）链条与链轮轮齿磨损均匀

c）提高传动效率d）避免采用过渡链节

3.链条磨损会导致的结果是（）。

a）销轴破坏b）链片破坏

c）套筒破坏d）影响链与链轮的啮合，致使脱链

4.链节数取偶数，链轮齿数为奇数，最好互为质数，其原因是为了（）。

a）磨损均匀b）提高抗冲击能力c）减少胶合d）瞬时传动比为定值

5.为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z1一定时，应该限制（）

a）小链轮的转速n1b）传动的功率Pc）传递的圆周力

6.链工作转速越高，运动不均匀性越，故链传动多用于速传动中。

7.链轮的转速，节距，齿数，则链传动的动载荷就越大。

8.在链传动中，限制大链轮齿数是为了避免链条磨损后易发生和。

9.链传动瞬时传动比是，其平均传动比是。

10.某带式运输机由电动机驱动，传动方案拟采用一级齿轮传动、一级带传动、一级链传动组成。

试画出该传动系统简图，并作必要的说明。

齿轮传动思考题

1.一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是，开式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。

设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲疲劳强度计算主要针对的失效形式是。

①齿面点蚀②轮齿折断③齿面磨粒磨损④齿面胶合

2.为了有效地提高齿面接触强度，可。

为了提高齿根弯曲强度，可。

①保持分度圆直径不变而增大模数②增大分度圆直径

③保持分度圆直径不变而增大齿数④增大模数

3.对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度要求的

前提下，齿数宜适当取多些，其目的是。

①提高轮齿的弯曲强度②提高齿面的接触强度③提高传动平稳性

4.齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，采用相同的钢材制造时，一般将。

①小齿轮表面淬火，大齿轮调质②小齿轮表面淬火，大齿轮正火

③小齿轮正火，大齿轮调质④小齿轮调质，大齿轮正火

5.圆锥齿轮传动，小齿轮上受到的轴向力Fa1应等于大齿轮上的力，且两个力的方向。

6.模数相同的两对齿轮传动，中心距较大的一对的接触强度。

①高②低③相等

7.已知齿轮2参数mn=3mm，z2=5l，β＝150，齿轮3的参数mn=5mm，z3=17，问：

低速级齿轮的螺旋角应取多大值才能使轴Ⅱ的轴向力完全相互抵消？

10.标准直齿轮传动，材料的接触疲劳许用应力为：

[σH1]=700MPa，[σH2]=600MPa时，已求得主动小齿轮最小分度圆直径d1=70mm。

现要求将传递转矩增大到原来的4倍，并改用材料接触疲劳许用应力为[σH1]'=[σH2]'=1000MPa的钢材，若保持齿宽系数φd、传动比i和其他条件均不变，试确定主动小齿轮的最小分度圆直径d1'。

（附：

mm）

11.一闭式标准直齿圆柱齿轮传动，已知z1=25，z2=60，m=3mm，齿宽b1=76mm，b2=70mm，YFa1=2.62，YSa1=1.59，YFa2=2.28，YSa2=1.73，弯曲疲劳许用应力[σF1]=170MPa，[σF2]=145MPa，载荷系数K=1.5，小齿轮转速n=960r/min，试按齿根弯曲疲劳强度条件确定该齿轮传动允许传递的转矩T1和功率Pmax。

12、试计算单级斜齿圆柱齿轮传动的主要参数。

己知:

输入功率P1=5.5kW,转速n1=48r/min，n2=150r/min，初选参数参数Z1＝28,β＝120,齿宽系数ψd＝1.1,按齿面接触疲劳强度计算得小齿轮分度圆直径d1=70.13mm。

试求法面模数mn,中心距a、螺旋角β、小齿轮齿宽bl和大齿轮齿宽b2。

蜗杆传动思考题

1.在蜗杆传动中,蜗杆头数越少,则传动效率越，自锁性能越。

一般蜗杆头数常取。

2.对滑动速度v≥4m/s的重要蜗杆传动，蜗杆的材料可选用进行处理；蜗轮的材料可选用。

3.对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，目的主要是为防止温升过高导致。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　①材料的力学性能下降②润滑油变质③蜗杆热变形过大④润滑条件恶化

4.计算蜗杆传动的传动比时，公式是错误的。

①i=1/2②n1/n2③d2/d1④Z2/Z1

5.蜗杆传动中，轮齿的承载能力的计算主要针对来进行的。

①蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度

②蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度

③蜗杆齿面接触强度和齿根弯曲强度

④蜗轮齿根弯曲强度和齿面接触强度

6.在蜗杆传动中，若模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使。

①传动效率提高，蜗杆刚度降低②传动效率降低，蜗杆刚度提高

③传动效率和蜗杆刚度都提高④传动效率和蜗杆刚度都降低

7.为了减少蜗轮滚刀型号，有利于刀具标准化，规定为标准值。

8.蜗杆传动的主要失效形式为：

。

9.图示为一简单的手摇蜗杆传动装置，已知作用在摇手柄上的力F=100N，蜗杆头数Z1=1，蜗轮齿数Z2=30，直径D2=250mm，传动效率η=0.4，滚桶直径D1=200mm，手柄尺寸L=100mm，试求：

要吊起重物，则蜗杆的旋向如何；若要吊起W=1000N的重物，是否可能。

8.阿基米德蜗杆的螺旋面可车床上用车刀加工，车刀刀刃为直线，加工时刀刃与在同一水平面内。

在垂直于蜗杆轴线的剖面上，齿廓为线，在通过蜗杆轴线的剖面内，齿廓为线，犹如的齿廓，蜗轮是用与相配蜗杆具有同样尺寸的按范成法原理切制加工的，所以，在中间平面上，阿基源程序德蜗杆与蜗轮的啮合相当于与齿轮的啮合。

9.如图2所示为斜齿轮一圆锥齿轮-蜗杆传动机构,试回答问题：

1）合理确定斜齿轮1、2和蜗杆5、蜗轮6的螺旋方向。

2）画出斜齿轮2、圆锥齿轮3及蜗轮6的受力情况。

3）画出各传动件的回转方向。

滚动轴承思考题

1．某滚动轴承代号为7212AC/P5，则其内径为mm，该轴承名称应为，尺寸系列为，接触角α=，公差等级为，级游隙。

2.滚动轴承的内圈与轴配合，以及外圈与座孔的配合为。

①全部采用基孔制②前者用基孔制，后者用基轴制

③全部采用基轴制④前者用基轴制，后者用基孔制

3.轴承能很好的承受径向载荷及轴向载荷的综合作用。

①N0000②30000与70000型③NA0000型④60000型和50000型

4.在下列滚动轴承中，尺寸相同时，轴向承载能力最大的是。

①70000B②70000AC③70000C

5.各类滚动轴承的润滑方式，通常可根据轴承的来选择。

①转速②当量动载荷③轴径圆周速度④内径与转速的乘积

6.滚动轴承的“基本额定动载荷”是，“基本额定寿命”的定义

7.对支承跨距大、工作温度高的轴，滚动轴承的组合结构一般应选用的支承形式。

①两端固定②一端固定，一端游动③两端游动

8.在正常条件下工作时，滚动轴承的主要失效形式是。

①塑性变形②胶合③磨损④疲劳点蚀

9.试选一对7207AC角接触球轴承，面对面安装，额定动载荷Cr=22.5KN，e=0.7，内部轴向力FS=0.68Fr，已知轴承径向载荷Fr1=1000N，Fr2=2060N，外载荷FA=880N，轴的转速n=1500r/mm，预期寿命Lh=2000h，fp=1.5，ft=1。

Fa/Fr≤e：

X=1，Y=0Fa/Fr>e：

X=0.41，Y=0.87

①在图上画出FS1和FS2的作用力；

②内部轴向力FS1=，FS2=

③轴承轴向载荷Fa1=，Fa2=

④Fa1/Fr1=轴承1的当量动载荷

⑤Fa2/Fr2=轴承2的当量动载荷

⑥比较P1和P2，因P1>P2，所以，只要计算轴承1的寿命，

10.根据图中的结构，说明：

轴承采用了何种支承形式；

两端轴承分别采用了什么轴向定位和固定措施；

采用何种方法调整图中角接触球轴承的游隙；

右端轴承如何实现密封。

滑动轴承思考题

1、在轴承合金、青铜、铸铁等轴承材料中，减摩性最好的是，疲劳强度最高的是。

2、对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，若将轴的转速提高而其他条件不变时，该轴承的承载能力将。

3、在不完全油膜滑动轴承的设计中，限制p和pv值的主要目的是和。

①防止轴瓦的磨粒磨损②防止轴瓦发生塑性变形③防止轴瓦的粘附磨损

4.下列各种材料中，不能用作滑动轴承单金属轴套或单层轴瓦的材料。

①轴承合金②灰铸铁③青铜④铝基轴承合金

5.计算滑动轴承两个主要的性能指标是和,除此之外，为保证轴承正常工作，还需满足和。

7.对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，当轴的转速由n=500r/min改为n=700r/min时，该轴承的承载能力将。

①提高②降低③不变

8.某轴的轴颈直径d=100mm，滑动轴承宽B=50πmm，轴的转速n=500r/min，轴颈上径向载荷F=50kN，则该轴承工作时的pv值为MPa·m/s。

9.形成流体动压润滑（即形成动压油膜）的必要条件是、、。

10.根据雷诺方程简述液体动压润滑中形成动压油膜的基本条件

联轴器思考题

1.联轴器和离合器的主要作用是，它们的根本区别在与。

①缓冲吸振②补偿两轴误差或热膨胀③传递转矩

④联轴器只能用来连接两根轴，离合器可用来连接轴上其它回转零件

⑤要把被联轴器连接的两轴分离，需使机器停车；离合器可在机器工作过

程中，随时使两轴接合或分离

2.联轴器和离合器主要是用于之间的联接，使它们一起回转并传递。

它们的主要区别在于，使用联轴器时，必须在后，才能对轴进行拆卸分离。

3.在载荷比较平稳，冲击轻微，但两轴轴线有一程度的相对偏移的情况下，

常宜采用联轴器；在载荷平稳且两轴对中准确的情况下，若希望使

用寿命较长，一般宜选用。

①刚性凸缘式②无弹性元件的挠性③有弹性元件的挠性

4.在载荷不平稳、具有较大冲击与振动的场合，一般宜选用。

①凸缘联轴器②滑块联轴器③弹性套柱销联轴器

轴思考题

1.根据轴上所受载荷的性质，轴可分为、和。

2.某45钢轴的刚度不足，可采用措施来提高其刚度。

①改用40Cr钢②淬火处理③增大轴径④增大圆角半径

3.在选择轴的材料和决定其热处理方法时，是为了考虑轴的；而不是轴的。

①强度和刚度②刚度③强度④强度和耐磨性

4.图为一手动杠杆装置，轴与机架固定，杠杆与轴为间隙配合。

已知：

手柄上的作用力F1=250N,轴的材料为45号钢调质（其强度极限为σb=600MPa，许用弯曲静应力为[σ+1]b=200MPa，许用脉动循环弯曲应力为[σ0]b=85MPa，许用对称循环弯曲应力为[σ-1]b=55MPa）。

根据图示数据，确定轴的直径d。

5.在下图所示的齿轮卷筒轴传动系统中，有两种设计方案，分别如图（a）和（b）所示，则（a）图中轴所受载荷为：

；（b）图中轴所受载荷为：

；就轴的受力情况而言，显然图受力情况较好。

6.已知轴的受载简图，则其弯矩图应是。

7.图示为一两级直齿圆柱齿轮减速器，高速轴ab右端与电动机相联，则ab轴的计算弯矩图应是。

8.指出下列轴系中的错误结构，并说明其错误原因或画出正确结构。

一、装配顺序演示

轴上装有多种零件时，各零件有其正确的装配顺序，下面通过一具体实例来说明装配顺序。

二、轴系结构常见错误

轴的结构应满足：

轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装拆和调整，轴应具有良好的制造工艺性等。

下面通过一具体轴系结构的改错加以说明。

三、轴系结构分析

①两端轴承分别采用了什么轴向定位和固定措施；②采用何种方法调整图中角接触球轴承的游隙；③齿轮左、右两侧采用了什么轴向定位和固定措施；④轴系采用了何种支承形式；

⑤右端轴承如何实现密封；⑥半联轴器左、右两侧采用了什么轴向定位和固定措施；

⑦齿轮与轴之间采用了什么周向固定措施。