机械设计试题及答案

《机械设计》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＝600MPa。

（）s10．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RA F F ＞e 时，X ＝0.41，Y ＝0.87。

问哪个轴承的寿命低？12五、（15分）如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F＝5KN，各有关几何尺寸如图所示。

试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷F smax。

六、（20分）设计一个标准直齿圆柱齿轮传动，传动比i＝3.2，允许传动比有不超过±5％的误差。

通过强度计算已确定中心距a＝320mm，模数m≥3mm，取齿宽系数＝1。

试确定下列几何尺寸：dm、z1、z2、d1、d2、b1、b2。

（模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、…）《机械设计》试题A标准答案一、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（无限寿命区）区；当N＜N0时，为（有限寿命区）区。

2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。

零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。

3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）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（添加剂）。

5．正是由于（弹性滑动）现象，使带传动的传动比不准确。

带传动的主要失效形式为（打滑）和（带的疲劳破坏）。

6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。

7．链传动水平布置时，最好（紧边）边在上，（松边）在下。

8．设计中，应根据被联接轴的转速、（转矩）和（直径）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（相对间隙）；而（偏心距）与（半径间隙）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（1.5 ）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。

（×）＝600MPa。

（×）9．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点s10．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？答：因为在开式齿轮传动中，磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快，在点蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而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”？答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。

3．简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。

4．解释名词；滚动轴承的寿命；滚动轴承的基本额定动载荷。

答：1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体，任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数。

也可用恒定转速下的运转小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时，轴承所能承受的最大载荷。

四、解：（1）1168.0R s F F =＝2720400068.0=⨯（N ） ―――――――――1.5分2268.0R s F F =＝1700250068.0=⨯（N ） ―――――――――1.5分（2）260090017002=+=+x s F F （N ）＜27201=s F （N ）故 =1A F 27201=s F （N ） ――――――――――――――――3分 182090027201=-=-x s F F （N ）＞17002=s F （N ）故 =2A F 18201=-x s F F （N ） ―――――――――――――3分e F F R A ===68.04000272011，则X ＝1，Y=0。

则 )2720040001()(1111P1⨯+⨯⨯=+=P A R P f F Y F X f F ＝4000P f （N ）――――――――――――――――――3分 728.02500182022==R A F F ＞e ，则 X ＝0.41，Y ＝0.87。

则 )182087.0250041.0()(2222P2⨯+⨯⨯=+=P A R P f F Y F X f FP f 3500=（N ） ――――――――――――――― ――3分 由于 P1F ＞P2F ，故轴承1的寿命短。

五、解：（1）将F 向螺栓组形心平移，同时得转矩T 。

T=500×F ＝5×105×500＝2.5×106（N ） ―――― ―――4分在F 作用下，各螺栓所受横向力为 F s1＝125041053=⨯=z F （N ） ―――3分 在T 作用下，各螺栓所受横向力也相等，为2262280804105.244F +⨯⨯===r T rrT s ＝3.5524（N ） ――――――4分 显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为αcos 2212221max s s s s s F F F F F -+=ο135cos 3.5524125023.5524125022⨯⨯⨯-+=6469=（N ） ―――――――4分六、解：（1）由 )(2121z z m a +=得 mm a z z 3202221⨯==+ 取 m =5（mm ）（应为标准值） ―――――――2分 则 5320221⨯=+z z ＝128 （1） ―――2分 1122.3z iz z == （2） ―――2分 联立 （1）、（2）解得 47.301=z ， 53.972=z取 301=z ， 982=z ――――――4分F15030511=⨯==mz d （mm ） ―――――――2分 49098522=⨯==mz d （mm ） ―――――――2分 15011⨯==d b d ψ（mm ） ――――――――――2分 取 1502==b b （mm ）， 160101501021=+=+=b b （mm ） ――4分 注：本题主要考察：m 是否为标准值？是否满足)(21)(212121z z m d d a +=+=？各参数和尺寸取值圆整是否合理？《机械设计》试题B一、填空（每空1分，共20分）1．当所受轴向载荷通过（）时，螺栓组中各螺栓承受的（）相等。

2．从结构上看，带轮由（）、轮辐和（）三部分组成。

3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（）相接触的模型。

4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（）花键和（）花键。

5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（）和（）。

6．疲劳曲线是在（）一定时，表示疲劳极限与γN （）之间关系的曲线。

7．理论上为（）接触或（）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。

8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（）和（）。

9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（）和（）不超过许用值。

10．在类型上，万向联轴器属于（）联轴器，凸缘联轴器属于（）联轴器。

二、选择填空（每空1分，共10分）1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（）。

（1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损；（3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。

2．在通过轴线的截面内，（）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。