机械设计 蜗杆传动复习题
蜗杆传动
一 选择题
(1) 对于传递动力的蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限速内可采用 B 。
A. 较大的蜗杆直径系数
B. 较大的蜗杆分度圆导程角
C. 较小的模数
D. 较少的蜗杆头数
(2) 蜗杆传动中，是以蜗杆的 B 参数、蜗轮的 A 参数为标准值。
A. 端面
B. 轴向
C. 法向
(3) 蜗杆传动的正确啮合条件中，应除去 C 。
A. t21m m =a
B. t21αα=a
C. 21ββ=
D. 21βγ=，螺旋相同
(4) 设计蜗杆传动时，通常选择蜗杆材料为 A ，蜗轮材料为 C ，以减小摩擦力。
A. 钢
B. 铸铁
C. 青铜
D. 非金属材料
(5) 闭式蜗杆传动失效的主要形式是 B 。
A. 点蚀
B. 胶合
C. 轮齿折断
D. 磨损
(7) 在标准蜗轮传动中，蜗杆头数一定，加大蜗杆特性系数q 将使传动效率 B 。
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 增加或减小
(8) 在蜗杆传动中，对于滑动速度s m v s /4≥的重要传动，应该采用 D 作为蜗轮齿圈的材料。
A. HT200
B. 18CrMnTi 渗碳淬火
C. 45钢调质
D. ZCuSnl0Pb1
(9) 在蜗杆传动中，轮齿承载能力计算，主要是针对 D 来进行的。
A. 蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度
B. 蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度
C. 蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度
D. 蜗轮齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度
(10) 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是 B 。
A. 防止润滑油受热后外溢，造成环境污染
B. 防止润滑油温度过高使润滑条件恶化
C. 防止蜗轮材料在高温下力学性能下降
D. 防止蜗轮蜗杆发生热变形后正确啮合受到破坏
(11) 图11-1所示蜗杆传动简图中，图 C 转向是正确的。
图11-1
(12) 蜗杆所受的圆周力1
t F 、轴向力1a F 分别与蜗轮所受的 B 、 A 大小相等，方向相
反。
A. 圆周力2t F
B. 轴向力2a F
C. 径向力2r F
(13) 与齿轮传动相比， D 不是蜗杆传动的优点。
A. 传动平稳，噪声小
B. 传动比可以很大
C. 可以自锁
D. 传动效率高
(14) 普通蜗杆传动，蜗杆头数1z 常取为 A 。
A. 1、2、4、6
B. 2~5
C. 3~6
D. 4~8
(15) 在蜗杆传动中，通常的传动形式是 A 。
A. 蜗杆主动，蜗轮从动
B. 蜗轮主动，蜗杆从动
C. 蜗杆或蜗轮主动
D. 增速传动
(16) 蜗杆直径系数q (或蜗杆分度圆直径1d )值的标准化，是为了 C 。
A. 保证蜗杆有足够的刚度
B. 提高蜗杆传动的效率
C. 利于蜗轮滚刀的标准化
D. 便于蜗杆刀具的标准化
(17) 蜗杆传动变位前后，蜗轮的节圆直径 A 。
A. 不变
B. 改变
C. 不一定改变
D. 是否改变由设计者确定
(18) 蜗轮轮缘与轮毂采用不同材料的目的是为了 C 。
A. 加工方便
B. 提高精度
C. 节约有色金属
D. 减轻重量
(19) 已知图11-2中I 轴的转向，欲提升重物W ，则蜗杆螺旋线方向及蜗轮轮齿旋向应为 A 。
A. 右、右
B. 右、左
C. 左、左
D. 左、右
图11-2
(20) 蜗杆传动较为理想的材料组合是 B 。
A. 钢和铸铁
B. 钢和青铜
C. 钢和铝合金
D. 钢和钢
(21) 在蜗杆传动的强度计算中，若蜗轮的材料选用铸铁或者MPa 300B >σ的青铜，则其许用应力与
B 有关。
A. 蜗轮的铸造方法
B. 蜗杆与蜗轮齿面间的相对滑动速度
C. 应力循环次数
D. 蜗轮受双向载荷还是单向载荷
(22) 蜗杆减速器采用风扇冷却时，风扇应装在 A 。
A. 蜗杆轴上
B. 蜗轮轴上
C. 较高的(上面的)轴上
D. 较低的(下面的)轴上
(23) 蜗杆传动中，蜗轮的轮缘通常采用青铜，蜗杆常采用钢来制造，这是因为这样配对 B 。
A. 强度高
B. 减摩耐磨性好
C. 加工性能好
D. 价格便宜
(24) 蜗轮材料为HT200的开式蜗杆传动，其主要失效形式是 B 。
A. 齿面点蚀
B. 齿面磨损
C. 齿面胶合
D. 蜗轮轮齿折断
(25) 在其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则齿面滑动速度 A 。
A. 增加
B. 保持不变
C. 减小
D. 可能增加或减小
(26) 提高蜗杆传动效率的有效措施是 B 。
A. 增加蜗轮齿数2z
B. 增加蜗杆头数引1z
C. 减小模数m
D. 增大蜗杆直径系数q
(27) 蜗杆分度圆直径不能按 B 公式计算。
A. mq d =1
B. 11mz d =
C. λ
tan 11m z d = D. 212d a d -=
(28) 蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止 B 。
A. 蜗杆力学性能下降
B. 润滑油变质和胶合
C. 传动效率下降
D. 蜗轮材料退火
(29) 设计蜗杆传动时，为了提高蜗杆的刚度，应首先 A 。
A. 增大蜗杆的分度圆直径1d
B. 采用高强度合金钢制造蜗杆
C. 提高蜗杆硬度和降低表面粗糙度
D. 增加蜗杆头数
(30) 在增速蜗杆传动中，必须使蜗杆的导程角 A 当量摩擦角。
A. 大于
B. 等于
C. 小于
D. 小于或等于
(31) 蜗杆传动在单位时间内的发热量，是通过 A 来进行计算的。
A. 传递的功率1P 与传动效率
B. 蜗杆的转速1n 与传动效率
C. 传动比i 和传动效率
D. 润滑油的黏度和滑动速度s v
(34) 阿基米德蜗杆传动中，规定 D 上的参数为标准值。
A 法平面
B 轴面
C 端面
D 中间平面
(35) 按蜗杆形状不同，蜗杆传动可分为 ABC 。
A 圆环面蜗杆传动
B 圆柱面蜗杆传动
C 阿基米德蜗杆传动
D 锥蜗杆传动
(36) 蜗杆传动与齿轮传动相比较，其主要特点有 ABC 。
A 传动比大，传动平稳
B 可实现自锁
C 发热量大
D 传递功率大
(37) 计算蜗杆传动的传动比时，用 B D 公式计算是正确的。
A 21/W W i =
B 12/z z i =
C 12d d i =
D 21n n i =
(38) 常用蜗杆传动的传动比的范围通常为 C 。
A 112>i
B 8~112=i
C 80~812=i
(39) 蜗杆直径系数q 的定义是 B 。
A m d q ?=1
B m
d q 1= C 1d a q = (40) 起吊重物用的手动蜗杆估动，宜采用 A 蜗杆。
A 单头，小升角
B 单头，大升角
C 多头，小升角
D 多头，大升角
(41) 在其他条件相同情况下，若增加蜗杆头数1z ,则滑动速度 A 。
A 增加
B 保持不变
C 减小
D 可能增加，也可能减小
(42) 蜗杆传动中的滑动速度等于 C 。
A 蜗杆的圆周速度
B 蜗轮的圆周速度
C ()212221v v + (1v —蜗杆的圆周速度，2v —蜗轮的圆周速度)
(43) 以下几种蜗杆传动中，传动效率最高的是 A 。
A mm m 6=,21=z ,052'?=v ?,9=q
B mm m 6=,21=z ,052'?=v ?,11=q
C mm m 6=,11=z ,052'?=v ?,9=q
D mm m 6=,11=z ,052'?=v ?,11=q
(44) 蜗杆升角为λ，轴面模数和压力角分别为1a m 和1a α;蜗轮螺旋角β，端面模数和压力角分别为2t m 和2t α。若蜗杆和蜗轮正确啮合，则以下条件中， ABCD 成立。
A βλ=
B 旋向相同
C 21t a m m =
D 21t a αα=
(45) 一对变位的蜗杆传动，若其变位系数为0>x ，则 A 。
A 蜗轮的节圆直径大于其分度圆直径
B 其压力角和啮合角相等
C 和标准传动相比，蜗杆的齿顶高增大，齿根高减小
D 蜗杆传动的节圆柱直径大于分度圆柱直径
(46) 蜗杆传动时，蜗杆的3个分力用1t F 、1a F 、1r F 与蜗轮的3个分力的2t F 、2a F 、2r F 关系为
D 。
A 21t t F F =,21a a F F =,21r r F F =,并且方向相反
B 21t t F F =,21a a F F =,21r r F F =,并且方向相同
C 21t t F F =,21t a F F =,21t r F F =,并且方向相反
D 21a t F F =,21t a F F =,21r r F F =,并且方向相反
(47) 采用蜗杆变位传动时， B 。
A. 仅对蜗杆进行变位
B. 仅对蜗轮进行变位
C. 同时对蜗杆、蜗轮进行变位
(48) 对于普通圆柱蜗杆传动，下列说法错误的 B 。
A. 传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径比
B. 蜗杆直径系数q 越小，则蜗杆刚度越大
C. 在蜗杆端面内模数和压力角为标准值
D. 蜗轮头数1z 多时，传动效率提高
二 填空题
(1) 在蜗杆传动中，产生自锁的条件是 螺旋线升（导程）角小于啮合面的当量磨擦角 或)21( -+ (2) 对闭式蜗杆传动，通常是按 蜗轮齿面接触疲劳 强度进行设计，而按 蜗轮齿根弯曲疲劳 强度进行校核；对于开式蜗杆传动，则通常只需按 蜗轮齿根弯曲疲劳 强度进行设计。 (3) 在闭式蜗杆传动中，只需对 蜗轮 进行 齿面点蚀(替代胶合)和齿根弯曲疲劳 强度计算。 (4) 蜗杆传动的承载能力计算包括以下几个方面： 蜗轮齿根弯曲疲劳强度 、 蜗轮齿面接触疲劳强度 、 蜗杆刚度 。 (5) 蜗杆传动中，蜗杆的头数根据 要求的传动比 和 传动效率 选定；蜗轮的齿数主要是根据 传动比 确定。 (6) 蜗杆传动中，作用在蜗杆上的3个分力中最大的是 轴向力 。 (7) 蜗杆传动变位的目的主要是为了 配凑中心距 、 提高承载能力 、 提高传动效率 。 (8) 蜗杆传动中，把蜗杆螺旋部分看作 以蜗杆齿根圆直径为直径的轴 进行 强度 和 刚度 的校核。 (9) 采用铸铝青铜ZCuAll0Fe3作蜗轮轮缘材料时，其许用接触应力[]H σ与 相对滑动速度s v 有关，而与 接触疲劳次数 无关。 (10) 蜗杆传动标准中心距的计算公式为()22 z q m a +=。 (11) 在蜗杆传动中，由于 材料和结构 的原因，蜗杆螺旋部分的强度总是 高于 蜗轮轮齿的强度，所以失效常发生在 蜗轮轮齿 上。 (12) 普通圆柱蜗杆传动的标准模数m 和标准压力角α在 中间平 面上，在该平面内，蜗杆传动相 当于 齿条与齿轮 啮合传动。 (13) 蜗轮轮齿的失效形式有 齿面胶合 、 点蚀 、 磨损 、 齿根弯曲疲劳 。但因蜗杆传动在齿面间有较大的相对滑动速度，所以更容易产生 胶合 和 磨损 失效。 (14) 在蜗杆传动中，蜗轮的螺旋线方向应与蜗杆螺旋线方向 相同 。 (15) 规定蜗杆直径系数q (或分度圆直径1d )的标准，是为了 减少蜗轮滚刀的数目，以利于刀具的标准化 。 (16) 蜗杆直径系数q 定义为 蜗杆分度圆直径1d 与模数m 之比。 (17) 在蜗杆传动中，当 采用非标准滚刀或飞刀加工蜗轮 时，蜗杆的直径系数q (或分度圆直径1d )，可以不取标准值。 (18) 其他条件相同时，若增加蜗杆头数，则齿面滑动速度 增加 。 (19) 蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个分力中最大的是 轴向力 。 (20) 对于连续工作的闭式蜗杆传动，除计算强度和刚度外，还应进行 热平衡 计算，其目的是为了 限制油温升高 以及 防止油变质和齿面胶合失效 。 (21) 蜗杆传动中，由于啮合齿面沿螺旋线的切线方向滑动速度较大，因此最容易出现 胶合 ， 减小 蜗杆的导程角可以降低滑动速度。 (22) 采用铸铝青铜ZCuAl10Fe3作蜗轮轮缘材料时，其许用接触应力[]H σ与 相对滑动速度 有关，而与 接触疲劳次数 无关。 (23) 阿基米德蜗杆的螺旋面可在车床上用车 梯形 刀加工，车刀刀刃为直线，加工时刀刃与 蜗杆轴线 在同一水平面内。在垂直于蜗杆轴线的剖面上，齿廓为 阿基米德螺旋 线，在通过蜗杆轴线的剖面上，齿廓为 直 线，犹如 直齿齿条 的齿廓，蜗轮是用与相配蜗杆具有同样尺寸(不考虑啮合时的径向间隙)的 蜗轮滚 刀按 范成 原理切制加工的，所以，在中间平面上，阿基米德蜗杆与蜗轮的啮合相当于 直齿齿条 与 渐开线 齿轮的啮合。 (24) 蜗杆传动的计算载荷是 名义载荷 与载荷系数K 的乘积，在βK K K K v A =中,A K 为 使用工作情况系数 ，v K 为 动载荷系数 ，βK 为 齿向载荷分布系数 。 (25) 蜗杆传动的总效率包括啮合效率1η、 轴承效率2η 效率和 搅油效率 3η 效率。其中啮合效率1η=()n αγγ+tan /tan ，影响蜗杆传动总效率的主要因素是 啮合 效率。 (26)蜗杆的常用材料有 20Cr 45 40Cr ZCuSn10P1 ZCuSn5Pb5Zn5 ZCuA110Fe3 ，蜗轮的常用材料有 HT200 ，选择蜗轮材料时，主要考虑 滑动速度s v 大小 。 (27) 在蜗轮直径一定时，节约蜗轮铜材主要措施有 齿圈与轮芯组合，拼铸等 。 (28) 确定蜗杆螺纹部分的长度L 时，主要考虑的因素有 χ、、、21z z m 及磨削与否 。 (29) 孔蜗轮轮缘宽度主要取决于1z 及1a d 。 (30) 蜗轮材料的许用接触应力与 配对材料的种类 、 铸造方式 、 滑动速度s v 及循环次数 有关。 (31) 在蜗杆传动的设计计算中，必须对蜗杆进行 刚度 校核，原因是 因变形会影响啮合与载荷集中 。 (32) 蜗杆传动的效率由 啮合磨擦损耗 、 轴承摩擦损耗 、 溅油损耗 三部分组成。 (33) 蜗杆传动热平衡计算的依据是 发热量1Φ散热量2Φ。 (34) 蜗杆传动的热平衡计算不能满足要求时，通常采取的措施有1 加大散热片的面积 2 加风扇 3 用水冷却管 (35) 减速蜗杆传动中，主要的失效形式为 齿面胶合 、疲劳点蚀 、 磨损和轮齿折断 ，常发生在 蜗轮齿上 。 (36) 蜗杆传动中，由于 传动效率低，工作时发热量大 ，需要进行计算。若不能满足要求，可采取 热平衡，加散热片 ， 蜗杆轴端加装风扇 ， 传动箱内装循环冷却管路 。 (37) 在润滑良好的情况下，减摩性好的蜗轮材料是 青铜类 ，蜗杆传动较理想的材料组合是 蜗杆选用碳素钢或合金钢 ， 蜗轮选用青铜类或铸铁 。 (38) 有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知21=z ，422=z ,8=q 中间平面上模数mm m 8=，压力角?=20α。蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径=1d 64 mm ，传动中心距=a 200 mm ,传动比=i 21 。蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角arctan =r q z /1。蜗轮为 左 旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角=β 14.036° 。 (39)两轴交错角为?90的蜗杆传动中，其正确啮合的条件是ααααα====2121,m m m t a ，和21βγ=等值同向 。 (40) 蜗杆传动设计中，通常选择蜗轮齿数262>z 是为了 保证传动的平稳性 ;802 三 是非题 (1) “蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角大小相等，方向相反”是蜗杆传动正确啮合条件之一。 (F) (2) 在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆的分度圆直径，将会增加蜗杆的刚度，但也会使传动效率降低。 (T) (3)“蜗杆的端面模数与蜗轮的端面模数相等”是蜗杆传动的正确啮合条件之一。 (F) (4) 开式蜗杆传动的主要失效形式是胶合失效。 (F) (5) 蜗杆传动的传动比1 2d d i =(由21d d 、分别为蜗杆和蜗轮的分度圆直径)。 (F) (6) 蜗杆传动中，蜗杆头数越少，传动效率越低。 (T) (7) 在蜗杆传动设计中，必须进行蜗杆轮齿的强度计算。 (F) (8) 标准蜗杆传动的中心距()212 z z m a +=。 (F) (9) 为了提高蜗杆传动的效率，在润滑良好的条件下，最有效的方法是增大直径系数q 。 (F) (10) 在蜗杆传动中，进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算是以蜗轮为主，而进行刚度计算则是以蜗杆轴为主。 (T) (11) 蜗杆传动由于在啮合传动过程中有相当大的滑动，因而更容易产生齿面点蚀和塑性变形。 (F) (12) 在选择蜗轮材料时，主要是要求其具有足够的强度和表面硬度，以提高其寿命。 (F) (13) 忽略摩擦力时，蜗杆与蜗轮所受切向力之间的关系为γtan 2t 1t F F = (γ为蜗杆导程角)。 (T) (14) 在蜗杆传动中，蜗轮法面模数和压力角为标准值。 (F) (15) 当进行蜗杆刚度计算时，可以忽略蜗杆所受轴向力，而只考虑蜗杆所受切向力和径向力的影响。 (T) (16) 采用铸铝青铜ZCuAl10Fe3作蜗轮材料时，其主要失效方式是胶合。 (T) (17) 阿基米德蜗杆传动应用广泛的原因是传动效率高，精度高。 (F) (18) 为了提高蜗杆传动的效率η，在润滑良好的条件下，最有效的方法是采用直径系数q (或分圆直径1d )大的蜗杆。 (F) (19) 计入摩擦力时，蜗杆的圆周向力t1F 和蜗轮的圆周向力t2F 的关系为t1F =t2F γtan (γ为蜗杆导程角)。 (F) (20) 蜗杆传动的载荷系数(βK K K K v A =)要比齿轮传动的小。 (T) (21) 减速蜗杆传动不会发生自锁。 ( T) 四 简答题 (1) 如何恰当地选用蜗杆传动的传动比12i 、蜗杆头数1z 和蜗轮齿数2z ? 答：在蜗杆传动中，其传动比通常根据具体传动需要来选择，对于一般动力传动，12i 通常在5~80(或 8~100)之间。蜗杆头数z 根据所要求的传动比和效率来选择，若要求大的传动比，而对效率要求不高，则1z 可选得小些，如果要求蜗杆传动具有自锁性，则11=z ，如果要求提高效率，则可增加1z ，但1z 一般选1、2、4、6。蜗轮的齿数2z 主要由传动比确定，通常282>z 。 (2) 在闭式蜗杆传动中，为什么必须进行热平衡计算，提高散热能力的措施有哪些? 答：由于蜗杆传动的效率低于齿轮传动，因此，在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将会因油温的不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。因此，必须根据“单位时间内的发热量小于等于同时间内的散热量”条件进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定范围内，这也是蜗杆传动的设计准则之一。 可以通过加散热片以增大散热面积、在蜗杆轴端装风扇以加快空气流通速度或在箱体内 加冷却系统等措施来提高闭式蜗杆传动的散热能力。 (3) 采用什么办法可以节约蜗轮所用的铜材?(至少列出两种) 答：① 在铸铁轮芯上加铸青铜齿圈。 ② 青铜齿圈与铸铁轮芯之间采用过盈配合或螺栓连接。 (4) 为什么在斜齿圆柱齿轮传动中选取法向模数为标准值，而在蜗杆传动中则选取中间平面的模数为标准值? 答：斜齿圆柱齿轮传动和蜗杆传动的标准模数的选取，主要是为了满足加工工艺性的要求。由于加工斜齿圆柱齿轮使用的是与加工直齿圆柱齿轮相同的刀具，其法向尺寸与直齿圆柱齿轮相同，故取为标准模数。而在蜗杆传动中，由于蜗轮的中间平面模数和蜗杆的轴向截面模数相等，在车床上加工蜗杆时，蜗杆齿距便于标准化，因此，将此模数取为标准，即蜗轮中间平面模数取为标准模数。 (5) 在蜗杆传动中，根据材料的不同，用于蜗轮齿面接触强度计算的许用应力通常可分为两大类： ① 锡青铜(ZCuSn10Pl)等，其许用应力与滑动速度无关； ② 铝青铜(ZCuAl10Fe3)和铸铁(HT200)等，其许用应力因滑动速度的增加而减小。 试问：使用这两类材料时，蜗轮的失效形式与计算准则有何不同? 答：第一类材料主要失效形式为点蚀失效，由齿面接触疲劳引起，其许用应力与滑动速度无太大关系。 第二类材料主要失效形式为胶合失效，随滑动速度增加胶合更为严重，因而许用应力降低。 因此，在设计蜗杆传动时，对于第一类材料应按蜗轮的接触疲劳强度作为计算准则，而对第二类材料，主要应该限制蜗轮的胶合失效。 (6) 试述螺栓连接式、整体浇铸式和拼铸式蜗轮结构各适用于什么场合? 答：螺栓连接式结构可传递较大的力，装拆比较方便，主要适用于尺寸较大或容易磨损的蜗轮，整体浇铸式结构主要适用于铸铁蜗轮或尺寸很小的青铜蜗轮，而拼铸式结构则适用于批量生产的蜗轮。 一、填空（每空 1 分，共 20 分） 1在疲劳曲线上，以循环基数 N o 为界分为两个区：当 N> N ）时，为（ ）区; 当N< N o 时，为（ ）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（ ）的能力。零件材料的弹性模量越 小，其刚度就越（ ）。 3．润滑油的（ ）性越好，则其产生边界膜的能力就越强; （ ）越大， 则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物 即为（ ）。 ）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形 ）之比称为偏心率 10 ．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（ ° 二、判断题（每小题 1分，共10分）（正确的划，错误的划“X” ） 1． 十字 滑块 联轴器中的 所有 元件都是刚性元件 ， 因 此属 于刚性联轴器。 （） 2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。 （ ） 3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。 （ ） 4．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。 （ ） 5．正是由于（ 式为（ ）和（ ）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ （ ）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（ ）边在上，（ 8．设计中，应根据被联接轴的转速、 （ ）和（ ）很大，因此导致传动的 ）在下。 ）选择联轴器的型号。 9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（ ）;而（ ）与 ）个键计 5.闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校 核齿根弯曲疲劳强度。（） 6.由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。（） 7 .正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。（） &楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。（） 9.性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点s= 600MP& （） 10?机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。（） 三、简答题（每小题5分，共20分） 1?简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？ 2.对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？ 3?简述形成稳定动压油膜的条件？ 4.解释名词：滚动轴承的寿命；滚动轴承的基本额定动载荷。 四、（15分）某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向 力F S= 0.68 F R , e= 0.68。当F A < e 时，X= 1, Y= 0；当 > e 时，X= 0.41 , Y= 0.87。 F R F R 问哪个轴承的寿命低？ F<=900N 机械设计期末考试试题及答案 一、选择题 ( 共 20 分，每小题 2 分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 ( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般 在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( ) 。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000 转，则该轴承所承受的当量动载荷( ) 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承 pv 值 进行验算，其主要目的是( ) 。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制 轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( ) 三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ) 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在 V 带传动中，小轮包角一般应大于( ) 度。 A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 8、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( ) 。 A. H 1 H 2 B. H 1 H 2 C. H1 H 2 D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( ) 。 A. d2 B. i z2 C. i n2 D. i d1 i z1 n1 d2 d1 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HBS2( ) 小齿轮的齿面硬度HBS1 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题 ( 共 10 分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按初步确定的。 (1 分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。 (1 分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H]2。(1分) 1 A卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之 锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900 。压力角（传动角）越小（越大）， 机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 一、摆脱习惯性思维训练题 1、某人的衬衣纽扣掉进了已经倒入咖啡的杯子里，他赶紧从杯子里拾起纽扣，不但手不湿，连纽扣也是干的，这是怎么回事？（只倒了咖啡没倒水） 2、汽车司机的哥哥叫李强，可是李强并没有弟弟，这是怎么回事？（汽车司机是女的） 3、如果你口袋里的火柴盒中只剩下一根火柴，黑夜里你走进房间，房间里有蜡烛、油灯及煤气灶，那么，你先点燃什么？（先点燃火柴） 4、广场上有一匹马，马头朝东站立着，后来又向左转270°，请问，这时它的 尾巴指向哪个方向？（指向下边） 5、一天晚上，老王正在读一本很有趣的书，他的孩子把灯关了，尽管屋里一团 漆黑，可老王仍在继续读书，这是怎么回事？（盲文书） 6、天花板下悬挂两根相距5米的长绳，在旁边的桌子上有些小纸条和一把剪刀， 你能站在两绳之间不动，伸开双臂，两手各拉住一根绳子吗？ （先用一根绳子把剪刀缚住，推动剪刀使它移动，然后走过去用一只手抓住另一根绳，另一只手接过移动来的剪刀） 发散性思维——GPS的功能 1.确定移动物的确切位置； 2.追踪小偷； 3.测速； 4.为盲人指路； 5.研究地质（地质灾害预测）； 6.找离家出走的人（小孩、痴呆老人，嫌疑人） 7.测量湿度； 8.监测路面施工状况，起重大件位移、速度控制； 9.绘制地图； 10.导航; 11.考古。 1.列举体温计诸缺点 1)现有的体温计必须接触人体才能测量，在医院同一支体温计先后 来测量不同人的体温，有时可能会引起疾病传染； 2)体温计不能测量人体内脏的温度； 3)体温计不便于儿童测量体温； 4)体温计不便于测量人的额头温度； 5)体温计不便随身携带，随时测量； 6)体温计不能弯曲。 2.分析、鉴别缺点，确定创新主题，进行创新设计。 1)防传染，研制非接触体温计（红外辐射式）； 2)为测内脏温度，设计微型肠道温度计； 3)为便于儿童测量温度，设计汤匙型体温计； 4)针对不能弯曲和测额头温度，开发出额头薄片温度计； 5)为便于随身携带，研制戒指式温度计。 2 希望点列举法 缺点列举与希望点列举区别 原理:提出希望,经过归纳,实现创造。 步骤： 1)了解人们的需求心理（生理、安全、社交、自尊、自我实现、生产和科研需 求）【求新、求美、求异、求实、求全、求奇、求快、求廉、求健、求胜、求稳】“方便”（面、粥、净菜）；“肥胖”（减肥茶、健身，医疗）；“省电” 2)列举、收集希望点 a多观察、多联想，紧扣人们的需求b广泛征求意见或进行抽样调查c采用智力激励法实施列举 3）希望点的分析与鉴别 运用希望点列举法改进手机 1)希望手机与GPS联接，迷路时充当向导。2）希望手机高度智能化、情感 化，它是人的工具又是朋友，烦闷时谈心，孤寂时聊天。3）希望手机配医学专家系统，病时获诊断、处方。4）希望可以利用手机记帐和个人理财。5）希望手机在夜行时充当手电筒。6）希望手机上网像计算机上网一样方便。7）希望手机能接受电台、电视台的节目。8）希望生产出适合各种性格和年龄的人们使用的具有不同色彩的手机。9）希望手机的形状和体积像手表，可以轻松地戴在手上。10）希望手机的体积大幅度减少，从而将之设计为各种的服饰（如项链、领带夹、耳坠），悬挂、镶嵌或佩带在身上或服装上。11）希望手机同时也是一支精致的钢笔。12)希望手机没有电辐射的危害。13)希望手机具防窃、遗失提醒功能。14)希望手机可视通讯，采集、交换数据。15)希望手机具遥控器功能，甚至通讯控制家用电器。16）希望手机家庭、社会治安网连通。 IBM公司2000年8月在一次高科技展览会展示：耳环（耳机），项链（话筒），戒指（呼叫时灯闪烁），手表（拨入拨出号码显示，接入呼出按钮） 用属性列举法提出改进电风扇的新设想 1.对现有的电风扇进行分析，并列举属性 组成：电动机、扇叶、立柱、开关等；驱动：电力；功能：送风。 1)名词属性 整体：台式、落地式、吊式、壁式；部件：电动机、扇叶、网罩、立柱、底柱、控制器；材料：钢、铝合金、铸铁、塑料；制造方法：铸造、机加 一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑 性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。× 二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是 和 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行 平衡，平衡时要选择 个回转平面。 19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和 。 20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取 处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力。 22．若带传动的初拉力一定，增大 和 都可提高带传动的极限摩擦力。 23．滚子链传动中，链的 链速是常数，而其 链速是变化的。 24．轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。 25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使 ； 而为了防止过热必须使 。 16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 19. 分度圆直径d 1（或中心距a ） 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22．包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24．弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26． 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 图1 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的 必要条件，且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27． 图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I 轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n 1和齿 精心整理《机械设计》课程试题（一） 一、填空题(每空1分共31分) 1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的（?????）。 2、三角形螺纹的牙型角α＝（???），适用于（???），而梯形螺纹的牙型角α＝（?????），适用 于（?????）。 3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（????）防松、（????）防松和（????）防松。 4、（?????）。 5 6 7 力（ ??? 8、（η= （ ??效率。 9 10 1、循环特性r=－1的变应力是（?????）应力。 A．对称循环变???B、脉动循环变?C．非对称循环变???D．静 2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是(???)。 A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm?B．减小Cb．增大CmC．增大Cb和Cm???D．减小Cb 和Cm 3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是(???)。 ???A ．避免螺栓受附加弯曲应力作用?????B ．便于安装????C ．为安置防松装置 4、选取V 带型号，主要取决于（?????）。 ???A ．带的线速度???B ．带的紧边拉力 ???C ．带的有效拉力???D ．带传递的功率和小带轮转速 5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y 的主要几何参数是（?????）。 A ．齿轮的模数??? B ．齿轮的压力角?? C ．齿轮的齿数??? D ．齿轮的顶隙系数 6 b 1＝80，b 2＝???A ．7（????????A 8A 9????A 10A 、F 0＝1000N 总拉力F 2＝?剩余预紧力F 1＝?在预紧力F 0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max 为多少??? 2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。巳知模数m ＝8mm ，蜗杆头数z 1＝1，蜗杆分度圆直径d 1＝80mm ，蜗轮齿数z 2＝40，卷筒直径D ＝200mm ，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数f V ＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问： ???(1)欲使重物W 上升1m,手柄应转多少转?并在图上标出手柄的转动方向。 ???(2)若重物W ＝ 5000N ，手摇手柄时施加的力F ＝ 试。题A 一、填空（每空1分，共20分） 1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（）区；当N＜N0时，为（）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（）。 3．润滑油的（）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（）越大，则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（）。 5．正是由于（）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（）和（）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（）很大，因此导致传动的（）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（）边在上，（）在下。 8．设计中，应根据被联接轴的转速、（）和（）选择联轴器的型号。9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（）；而（）与（）之比称为偏心率 。 10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（）个键计算。 二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”） 1．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （） 2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。（） 3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（） 4．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。（） 5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校 核齿根弯曲疲劳强度。 （ ） 6．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （ ） 7．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。 （ ） 8．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ ） 9．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点s ＝600MPa 。 （ ） 10．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在 正常使用期限内发生失效。 （ ） 三、简答题（每小题5分，共20分） 1．简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？ 2．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？ 3．简述形成稳定动压油膜的条件？ 4．解释名词: 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。 四、（15分）某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向 力S F ＝0.68R F ，e ＝0.68。当 R A F F ≤e 时，X ＝1，Y ＝0；当R A F F ＞e 时，X ＝0.41，Y ＝0.87。问哪个轴承的寿命低？ 1 2 机械设计模拟题 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。 ****学院 -- 学年第学期期考试试卷 课程：机械设计基础出卷人：考试类型：闭卷【√】 开卷【】适用班级： 班级学号姓名@ 得分 一、填空题（25分，1分/空） 1．两构件之间为接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入个约束。 2．如图所示铰链四杆机构中，若机构 , 以AB杆为机架时，为机构； 以CD杆为机架时，为机构； 以AD杆为机架时，为机构。 3．在凸轮机构从动件的常用运动规律中，、运动规律有柔性冲击。 4．采用标准齿条刀具加工标准齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动。一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是，其接触强度的关系是。 5．普通平键的工作面是，工作时靠传递转矩；其剖面尺寸按选取，其长度根据决定。6．螺纹常用于联接，螺纹联接常用的防松方法有，和改变联接性质三类。 7．轴按照承载情况可分为、和。自行车的前轴是，自行车的中轴是。 二、问答题（16分，4分/题） 1．加大四杆机构原动件上的驱动力，能否是该机构越过死点位置为什么 2．一对标准直齿轮，安装中心距比标准值略大，试定性说明以下参数变化情况：（1）齿侧间隙；（2）节圆直径；（3）啮合角；（4）顶隙 3．在机械传动系统中，为什么经常将带传动布置在高速级带传动正常运行的条件是什么 4．移动滚子从动件盘形凸轮机构若出现运动失真，可采取什么改进措施 三、# 四、计算题（49分） 1．某变速箱中，原设计一对直齿轮，其参数为m=2.5mm，z1=15，z2=38；由于两轮轴孔中心距为70mm，试改变设计采用斜齿轮传动，以适应轴孔中心距。试确定一对斜齿轮的主要参数（模数、齿数、压力角、螺旋角），并判断小齿轮是否根切。（15分） 2．图示轮系中，已知各轮齿数为：z1= z2′= z3′=15，z2=25，z3= z4=30，z4′=2（左旋），z5=60，z5′=20（m=4mm）。 若n1=500r/min，转向如图所示，求齿条6的线速度v的大小和方向。（16分） 淄博市技师学院2016 —2017学年第二学期期末考试机械工程系2016级技师班《机械设计基础》试卷（闭卷） 考试时间：60分钟 一、填空题（每空1分，共20分） 1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是弯曲疲劳和齿面磨损。 2、开式齿轮的设计准则是按齿根弯曲疲劳强度计算。 3、高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是齿面胶合。 4、直尺锥齿轮强度计算时，应以大端当量为计算依据。 5、斜齿轮的当量齿轮是指假想圆柱的直齿轮。 6、啮合弧与齿距之比称为重合度，用。 7、渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角分别相等。 - 8、渐开线齿轮按原理可分为成形法和范成法两类。 9、齿轮的常见失效形式有齿面点蚀、轮齿折断、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。 10、渐开线蜗杆适用于高转速、大功率和要求精密的多头螺杆传动。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中心与齿轮的分度圆。 A.相切 B.相割 C.分离 2、一对渐开线圆柱齿轮的齿数少于17时，可采用的办法来避免根切。 A.正变位 B.负变位 C.减少切削深度 3、增加斜齿轮传动的螺旋角，将引起。 A.重合度减小，轴向力增加 B.重合度减小，轴向力减小 C. 重合度增加，轴向力增大 《 4、一对渐开线齿轮啮合传动时，两齿廓间。 A.保持纯滚动 B.各处均有相对滑动 C.除节点外各处均有相对滑动 5、齿轮采用渗碳淬火处理方法，则齿轮材料只可能是。 钢 6、一对标准直齿圆柱齿轮，若Z1 =18，Z2 =72，则这对齿轮的弯曲应力。 A.σF1 >σF2 B.σF1 =σF2 C.σF1 <σF2 7、齿面硬度为56 62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程。 A.齿坯加工—淬火—磨齿—滚齿 B.齿坯加工—淬火—滚齿—磨齿 C. 齿坯加工—淬火—滚齿—磨齿 8、对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，当大小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为。 % A.小齿轮淬火大齿轮调质 B.小齿轮淬火大齿轮正火 C.小齿轮正火，大齿轮调质 9、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于。 A.分度圆 B.基圆 C.节圆 10、滚动轴承的主要失效形式是。 A.疲劳点蚀 B.磨损和塑性变形 C.疲劳点蚀和塑性变形 三、判断题（每题2分，共20分） 1、（N ）基圆内存在渐开线。 2、（）与标准齿轮相比，负变位齿轮的齿根厚度及齿顶高减小，抗弯曲能力下降。 3、（N ）渐开线蜗杆齿轮传动适用于高转速、大功率和要求精密的单头蜗杆传动。 4、（Y ）闭式蜗杆齿轮传动中，蜗轮齿多发生齿面胶合或点蚀而失效。 & 5、（N ）渐开线的形状取决于分度圆的大小。 考试科目： 机 械 设 计 考试时间： 120分钟 试卷总分 100分 一、简答题 （本大题共4小题，总计26分） 1、 齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论？分别针对哪些失效？若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么？ （6分） 齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效，弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。 齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？（8分） 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩 擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。 3、联轴器和离合器的功用是什么？二者的区别是什么？（6分） 联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？（6分） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 二、选择题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横 线上。 本大题共12小题，总计24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用B。 A．螺栓联接B．双头螺柱联接C．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 得 分 2007～2008下学期《机械设计基础》期考试题(B) 一、填空题（30分） 1、根据轮系中各轮轴线在空间的相对位置是否固定，轮系分（）和（）两类。 2、按轴的承载情况不同,可分为（），（），（）。 3、当两个构件通过运动副联接，任一个构件的运动受到限制，从而使自由度减少，这种限制就称为（）。 4、一对直齿圆柱齿轮要正确啮合，其（）和（）必须相等。 5、铰链四杆机构的基本类型有（）、（）、（）三种。 6、加惰轮的轮系只改变（），不改变（）。 7、直齿圆柱齿轮的基本参数有（）、（）、（）、齿顶高系数和顶隙系数。 8、凸轮机构按从动件形式的不同可分为（）从动杆、（）从动杆和（）从动杆。 9、键联接主要用于联接（）和（）用来确定转动零件的（）和（）。 10、螺纹联接的防松方法常用（）、（）、（）。 11、根据摩擦性质的不同,轴承可以分为（）( ）两大类。 12、根据工作原理的不同,离合器主要分为 ( )( ）两大类 三、选择题：（15分） 1、机械中常利用（）的惯性力来越过机构的死点位置。 A、主动构件 B、联接构件 C、从动构件 2、普通螺纹的牙型角是（）。 A、30° B、55° C、60° 3、（）个构件直接接触产生某种相对运动的联接称为运动副。 A、1 B、2 C、3 4、标准齿轮的压力角为20°，在（）上。 A、基圆 B、分度圆 C、节圆 5、复合铰链的转动副数为（）。 A、活动构件数－1 B、构件数－1 C、等于构件数 6、一对渐开线齿轮传动（）。 A、保持传动比恒定不变； B、传动比与中心距有关 C、在标准中心距的条件下，分度圆与节圆不重合。 7、螺纹的公称直径是指（）。 A、螺纹小径 B、螺纹中径 C、螺纹大径 8、双线螺纹的螺距P=导程L的（）倍。 A、1/2 B、2 C、3/2 9、一个作平面运动的构件具有（）个自由度。 A、1 B、2 C、3 10、在不能开通孔或拆卸困难的场合宜采用（）。 A、圆柱销 B、圆锥销55° C、内螺纹圆柱销(圆锥销) 四、指出下面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算机构的自由度，并判断机构是否具有确定的相对运动。（15分） 机械设计期末考试试题及答案 一、选择题（共20分，每小题2分） 1、 通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 （） A.剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B.稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C.磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D.磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、 设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角B —般在8°?20°范围内选取，B 太小斜齿 轮 传动的优点不明显，太大则会引起（）。 A.大的切向力 B.大的轴向力 C.小的切向力 D.小的轴向力 3、 若一滚动轴承的寿命为 1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷（） 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C.大于 D. 无法判断 4、 在不完全液体润滑滑动轴承设计中， 除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值 进行验算，其主要目的是（）。 A. 限制轴承过渡磨损 B.限制轴承的温升 C.保证轴承的强度 D.限制 轴承的质量 5、 通常，一部机器主要是由（）三部分构成的。 A.原动部分，传动部分，执行部分 B.原动部分，传动部分，控制部分 C.辅助系统，传动部分，控制部分 D.原动部分，控制部分，执行部分 6、 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 （）。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、 在V 带传动中，小轮包角一般应大于（）度。 &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，贝尼们的 齿面接触应力（）。 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是（） 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HB3（） 小齿轮的齿面硬度HBS 。 A.大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题（共10分） 1、 在轴的结构设计中，轴的最小直径 d min 是按 ________ 初步确定的。（1分） 2、 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 ______ 与 _____________ 之和。（1分） 3、 在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H ]2 ___________________ 。（1分） A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 A. B. C. D. 无法判断 A. d 1 B. i 亞C. i Z 1 D. d 2 机械设计期末考试试题及答案 一、选择题(共20分，每小题2分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( )。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷( )基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值进行验算，其主要目的是( )。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( )三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( )。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在V 带传动中，小轮包角一般应大于( )度。 A. 90? B. 100? C. 150? D.120? 8、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( )。 A. 12H H σσ> B. 12H H σσ< C. 12H H σσ= D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( )。 A. 21d i d = B. 21z i z = C. 21 n i n = D. 12d i d = 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 2HBS ( )小齿轮的齿面硬度1HBS 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题(共10分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min 是按 初步确定的。(1分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 与 之和。(1分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许用接触应力可取为1[]H σ与2[]H σ 。(1分) 试题A 一、填空（每空1分，共20分） 1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（）区； 当N＜N0时，为（）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（）。 3．润滑油的（）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（）越大，则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（）。 5．正是由于（）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（）和（）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（）很大，因此导致传动的（）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（）边在上，（）在下。 8．设计中，应根据被联接轴的转速、（）和（）选择联轴器的型号。9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（）；而（）与（）之比称为偏心率 。 10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（）个键计算。 二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”） 1．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （） 2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。（） 3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（） 4．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。（） 5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 （ ） 6．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。 （ ） 7．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。 （ ） 8．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ ） 9．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点s ＝600MPa 。 （ ） 10．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 （ ） 三、简答题（每小题5分，共20分） 1．简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？ 2．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？ 3．简述形成稳定动压油膜的条件？ 4．解释名词: 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。 四、（15分）某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向力S F ＝0.68R F ，e ＝0.68。当 R A F F ≤e 时，X ＝1，Y ＝0；当R A F F ＞e 时，X ＝0.41，Y ＝0.87。问哪个轴承的寿命低？ 1 2 机械设计模拟题一、填空题（每小题2分）分，共20模型试验设计。 理论设计经验设计 1、机械零件的设计方法 有。2、机器的基本组成要素是机械零件。陶瓷材料复合材料 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料材料锁合连接。按工作原理的不同联接可分为4、形锁合连接摩擦锁合链接可拆连接和不可拆连接。、联接按其可拆性可分为5 不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。6、可拆联接是指 普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。、根据牙型螺纹可分为7 在标准中被定为公称直径。8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离紧定螺钉连接。、12螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力、控制预紧力的方法通常是 13 矩的方法来控制预紧力的大小。整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或、螺纹预紧力过大会导致 14 偶然过载时被拉断。摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为15 。动关系防松 、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。16 。为?F、 受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力17． 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。 25、转轴是指工作中既承受弯矩又受扭矩的轴。 26、心轴是指只受弯矩不承受扭矩的轴。 27、传动轴是指只受扭矩不受弯矩的轴。 28、轴上零件都必须进行轴向和周向定位。 29、轴上常用的周向定位零件有键花键销紧定螺钉。大学机械设计考试试题及答案
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