《机械设计》期末考试试题库含答案详解8套.docx
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《机械设计》期末考试试题库含答案详解8套
《机械设计》课程试题
（一）
得分
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a=，适用于，而梯
形螺纹的牙型角a=，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、带传动在工作过程中，带内所受的应力有、
和，最大应力发生在。
5、链传动设计时，链条节数应选数（奇数、偶数）。
链轮齿数应选数；速度较高时，链节距应选些。
6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按设计，
按校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按设计，
按校核。
7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则
两齿轮工作中产生的齿面接触应力，材料的许用接触应
力,工作中产生的齿根弯曲应力,材料的许用弯曲
应力。
8蜗杆传动的总效率包括啮合效率ni、效率和效
率。
其中啮合效率ni=,影响蜗杆传动总效率的主要因
素是效率。
9、轴按受载荷的性质不同，分为、、。
10、滚动轴承接触角越大，承受载荷的能力也越大。
得分
二、单项选择题（每选项1分,共11分）
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，可米取的措施是（）。
A、增大螺栓刚度Cb,减小被连接件刚度CmB.减小Cb.增大Cm
C.增大Cb和CmD.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。
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Yf的主要几何参数
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、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数Mr^4mm齿数乙=20,螺旋角（3=14032'2”，齿宽bi=80,b2=75mm则该传动的齿宽系数©d等于一一。
A.0.852B.0.88C.0.8D.0.907
7、同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料
由碳钢改为合金钢，可以提咼轴的而不能提咼轴的。
A.强度B.刚度
&当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用。
A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承C.角接触球轴承
9、滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的。
A.磨损B.发热C.胶合D.塑性变形
10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm旋绕比C=5,则它的内
径D等于。
A30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm
得分
三、计算题（38分）
1、（15分）有一受预紧力Fo和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力Fo=1000N,螺栓的刚度Cb与连接件的刚度cm相等，轴向工作载荷F=1000N试计算该螺栓所受的总拉力F2=?
剩余预紧力Fi=?
在预紧力F0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Fmax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Zi=1,蜗杆分度圆直径di=80mn,蜗轮齿数Z2=40,卷筒直径D=200mn,蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数fv=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W5000N手摇手柄时施加的力F=100N手柄转臂的长度L应是多少？
3、（10分）某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承，如图
3-3所示。
己知作用于轴承上的径向载荷Fri=1000N,Fr2=2060N作用于轴上的轴向载荷Fa=880N,轴承内部轴向力Fd与径向载荷
Fr的关系为Fd=0.68Fr,试求轴承轴向载荷Fa1和Fa2。
四、分析题（20分）
1.（10分）如图4-1为圆柱齿轮一蜗杆传动。
已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。
（1）在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向。
（2）为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向，并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向。
（3）在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。
2、（10分）指出图4-2中的结构错误（在有错处画O编号，并
分析错误原因），并在轴心线下侧画出其正确结构图
《机械设计》课程试题
（一）
答案与评分标准
一、填空题（每空1分共31分）
1、50%2、60°、联接、30°、传动。
3、摩擦、机械、永久。
4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力。
5、偶、奇、小。
6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。
7、相同、不同、不同、不同。
8轴承效率n2、搅油效率n3、啮合效率。
9、转轴、心轴、传动轴。
10、轴向。
二、单项选择题（每选项1分,共11分）
1、A。
2、Bo3、A。
4、Dd5、Co
6、Do7、A、Bo8、Bo9、Bo10、Bo
三、计算题（38分）1.（15分）
（5分）F2=F0
+Jm
（5分）F1=Fo-（I-）F-JOOO-O,5xlO0O=5OON
或.F1=F2-和’-]5C：
0-]cm■-.5SX1h
裁订MW7伺近心纫F12
l；I.F1=F2
（5分）:
--5小
ig+d
2、（13分）［解］
（1）i=z2/Z1=40
设重物上升im手柄应转x转，则
]000
Ji!
）
_J_000杠x200
（5分）
x40=63*7r
手柄的转动方向3示于图中（3分）
—（一6%）叨“八祐霁刃
n⑸伽5・7严
094Xtan（5.7l°+io,2°）
0.329
因门二tT}FL,Ti=帀巧，故
球号二ir/LF
=380mm
WD_5OOPx200
二IbjF二2x40x0.329x100
（总效率2分丄3分）
3、（10分）
［解］7208C轴承的a=150，内部轴向力Fd=0.4Fr,
Fdi=0.4Fri=0.4X1000=400N（2分）
方向如解所示向左
Fd2=0.4Fr2=0.4X2060=824N（2分）
方向如图所示向右
Fd2十Fa=824十880=1704>Fdi
故轴承1为压紧端，轴承2为放松端
Fai=Fd2十Fa=1704N（3分）
Fa2=Fd2=824N（3分）
四、分析题（20分）
1.（11分）
（1）在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力
Fa1和Fa2的方向如图（2分）。
（2）蜗杆3轮齿的螺旋
线方向，蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图
（2分）。
（6分）
（3）蜗杆和蜗轮所受各分力的方向
2、（10分）［解］画出的正确结构图如图
1固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小c
2轴承盖与轴之间应有间隙。
3轴承内环和套简装不上，也拆不下来。
4轴承安装方向不对。
5轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。
6与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。
7轴承内圈拆不下来。
每指出1个错误得1分,满分5分；每改正1个错误得1分,满分5分。
《机械设计》课程试题（八）
一、填空与选择填空题：
（每空2分，共15分）
）：
C1和C2，其预
1、用于联接的螺纹是（），其原因是（
2、受轴向工作载荷F作用的紧螺栓联接，螺栓和被联接件的刚度分别为
3、形成流体动压润滑的必要条件是（八
（）和（）；
4、直齿圆锥齿轮的强度可近似按（）强度进行计算；
5、阿基米德蜗杆传动在（）面上的模数m和压力角取［取标准；在该平面内，
蜗杆与蜗轮的啮合相当于（）与（）的啮合；
6、键的剖面尺寸是由（）确定的，而键长是由（）确定
的；
7、滚动轴承的基本额定动负荷C是指（）；
8、闭式软齿面齿轮传动一般按（）设计，按（）校核。
A.齿根弯曲疲劳强度B.齿面接触疲劳强度C.齿面磨损D.齿面胶合
9、标注螺纹时（）；
）；
10、对齿面硬度w350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（
A.小齿轮齿面硬度＜大齿轮齿面硬度
B.
小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度
A.对称循环B.脉动循环C.不对称循环D.以上三种都不对
二、分析题：
简要回答以下问题（本大题共4小题，总计15分）
1、什么是带传动的弹性滑动现象？
（本小题3分）
2、试写出一维雷诺方程表达式，并说明其中各符号的含义。
（本小题4分）
3、试写出轴承代号7416E/p4的意义。
（本小题4分）
4、说明闭式蜗杆传动的主要实效形式及设计准则。
（本小题4分）
三、计算题（共30分）:
1■图示托架受铅垂力F（N），托架与托体之间的摩擦系数为血,可靠系数Kf=1,螺栓与被联接件的相对刚度为0.2,螺栓材料的许用应力为［（7］，按步骤列出螺栓根径d1的计算式。
（15分）
2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷Fr=5400N,Fa=2700Nn=1250r/min，运转时有轻微冲击fp"1.1，试计算这对轴承当量动载荷p
和寿命L10h。
轴承参数：
d=20mm；C0r=30500N；Cr=28200N；e=0.35；Fa/Frwe,x=1,y=0;Fa/Fr>e,x=0.4,y=1.7,［注：
F^Fr/（2Y）］（本题15分）
1
FR
1
L
-2L—
题6图
四、分析题（25分）：
•图示为蜗杆一斜齿轮传动，蜗杆由电动机驱动，转动方向如图。
已知蜗杆轮
分析图中结构错误，并将正确结构画出来。
齿的螺旋线方向为右旋，为使U轴上的轴向力最小，试在图中标出：
1•蜗轮2.斜齿轮3及4的齿斜方向；
2.U轴上的零件所受各分力的方向；
3.如斜齿轮3的输入功率
P=2kw,n=500rpm,分度圆直径d3=10mm,分度圆螺旋角B=150，求齿轮3、4所受各分力大小
五、结构题：
（本题15分）
《机械设计》课程试题（八）
参考答案
、
1、三角形，自锁性好
C1
2、F+C1C2F
3、沿运动方向有从大到小的楔型间隙，两表面有一定的相对运动，润滑油有一定的黏度且供油充足
4、齿宽中点处的当量直齿轮
5、中间截面，梯形齿条与渐开线齿轮
6、轴径，轮毂宽（或轴段长）
7、基本额定寿命为一百万转时轴承能承受的最大载荷
8B,A
9、A
10、C
11、A
12、B,B
kfF
_C1
F0=F"+C1°2F=4"s+0.2F
2.图示;
6P362
T3=9.5510—=9.551038200Nm
3n3500
T338200=764on一R4
d32102
=7640tg20=2878.8N
cos15s
Fa3-Ft3
五、
得分
《机械
程试题
一、填空题（25分）［每空1分］
1、滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在
或情况下。
2、dn值大的滚动轴承应采用润滑，而dn值小的滚动轴承可采用润滑。
3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有
4、混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应校核、
、值。
5、列举两种刚性联轴器的名称，并说明是否具有补偿轴向。
径向或角向位移的能
力：
。
6、轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称轴；只承受扭矩称
轴；承受弯矩和扭矩称轴。
7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Zv=;标准模数和压力角在；受力分
析和强度计算用直径。
8、带传动的主要失效形式为和。
9、带工作是截面上产生的应力有,,
得分
二、选择题（11分）［每空1分］
一、选择题：
1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为。
A.①30H7/k6B.①30H7C.①30k6
2、下列滚动轴承密封装置，其中是属于接触式密封，而是属于非接触式密圭寸。
A.毡圈密封B.甩油环C.密封环D.缝隙密封
3、在情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
A.重载B.高速C.工作温度D.高承受变载或冲击振动载荷
4、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称_
A.液体摩擦B.半液体摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦
5、半圆键联接当采用双键时两键应布置。
A.在周向相隔90oB.在周向相隔120o
C.在周向相隔180oD.在轴向沿同一直线
6、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应。
A.增加螺栓刚度。
B•降低螺栓刚度。
C•降低被联接件刚度。
7、弹簧A的刚度为K1,弹簧B的刚度为K2,两弹簧并联的刚度为
D.K1K2/（K1+K2）
8、强度等级为6.8级的螺栓材料ds=MPa。
A.600B.800C.680D.480
9、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取。
A.任意值B.等于链节长度的偶数倍
C.等于链节长度的奇数倍
10、带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮曹楔角较大?
A.大轮B.小轮C.主动论D.从动轮
得分
三、计算题（34分）
1、（14分）图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。
已知m=8mmdi=80mm,zi=1,i=40,
卷筒的直径D=250mm试计算：
（1）欲使重物上升1m,应转动蜗杆的转数；
（2）设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；（3）设重物重
Q=5kN,通过手柄转臂施加的力F=1OON,手柄转臂的长度I的最小值（不计轴承效率）＜
2、（10分）一普通V带传动传递功率为P=7.5kW，带速=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即Fi=2F2，试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。
L普通平睛和普通楼簽的主要尺寸
牺的直径d
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2^2
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键的长度系刊L
700*22（1+25（],…
得分
四、分析题（30分）［每题10分］
2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图，连续工作，搅拌机转速n=30r/min，电动机
转速nd=1440r/min，功率P=5.5kW。
试设计传动方案，画出传动简图，分配各级传
动比。
各种传动的单级传动比常用值见下表。
（10分）
各种传动的单级传动比常用值
传动类型
传动比
传动类型
传动比
平带传动
<5
圆柱齿轮传动
<5
V带传动
<6
圆锥齿轮传动
<3
链传动
<6
蜗杆传动
8~40
《机械设计》课程试题
（二）
答案与评分标准
一、填空题（25分）［每空1分］
1、跨距较大或工作温度较高。
2、油，润滑脂。
3、①.
相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；②•被油膜分开的两表面必
须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出；◎润滑油必须有
一定的粘度供油要充分
。
4、P
、V、
PV
。
5、①套筒式联轴器（无补偿能力）
、
②凸缘式联轴器（无补偿能力）。
6、心
轴；
传动轴；
转
轴。
7、
z/cosS
；齿轮大端
；平均分度圆。
8、打滑
和：
疲劳破坏
。
9、拉应力
弯曲应力
，离心应力。
10、相
等的,
不
等的。
二、选择题
（11分）
［每空1分］
1、C
。
2、
AC,BD
3、
B4、D5、D
6、B
7、C
8、D
9、
B10、B
三、计算题
（34分）
1、解:
（1）重物上升1m时，卷筒转动圈数：
N2=1000/nD=1000-（250x3.14）=1.27
蜗杆转动圈数为：
N=iN2=40x1.27=50.96（圈）（4分）
（2）蜗杆直径系数q=ddm=80十8=10
导程角：
丫=arctan习=arctan—=7.125o
q8
1
当量摩擦角：
r=arctanfv=arctan=10.204
8
因为：
丫〈「V
所以蜗杆传动满足自锁条件（4分）
（3）蜗杆传动的啮合效率：
tan7.125"
tan（7.12丘10.2045）
T2=50.125=0.625kN
0.039
0.39mF0.1
2、解:
Fev
Pe-
1000
1000P
10007.5
10
=750N
Fe=R吨
F1=2F2
（6分）
（2分）
（2分）
（2分）
（2分）
F2=Fe=750N
3、解：
由轴径$55查下表，选取键b=16,h=10,键长L=90
键的工作长度l=L-b=90-16=74mm
2T103
kid
21400103
57455
=137.6MPa>[；「p]=100MPa
180布置，双键的工
=91.7MPap
可见联接挤压强度不够，考虑到相差较大，所以应采用双键，相隔作长度I=1.5x74=111mm
33
2T汉1020400汉10
pkid511155
见的标记为：
键16x90
四、分析题（30分）［每题10分］
1、®.无垫片；O无间隙、无密封O3键太长®无定位轴肩05无轴肩
⑥套筒高于内圈高度O7轴和轮毂一样长，起不到定位作用；
⑧无定位；C9无垫片00采用反装。
指出1处（0.5分）改正1处（0.5分）
2、（10分）
总传动比：
i=n/n0=1440/30=48（2分）
方案：
电动机传动（i=3）片蜗杆传动（i=16）（4分）
•…・ih■一[
3、传动力分析
如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。
已知蜗杆为主动，且按图示方向转动。
试在图中绘出：
（1）各轮传向。
（2.5分）
（2）使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。
（2分）
（3）各啮合点处所受诸分力Ft、Fr、Fa的方向。
（5.5分）
《机械设计》课程试题（六）
一、填空及选择填空：
把答案写在题中的空格里（每空2分,共26分）
1、工程上常用的螺纹联接的防松方法有、和。
2、滚动轴承的基本额定寿命Lh10是指。
3、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是、和
4、带传动中，带每转一周受应力、应力和应力作用，
最大应力发生在。
5、在闭式软齿面齿轮传动中（无冲击载荷），按设计，按校核
A.齿根弯曲疲劳强度B.齿根弯曲静强度
C.齿面接触疲劳强度D.齿面接触静强度
二、说明下列滚动轴承代号的意义（本大题共4小题，每小题4分，总计16分）
1、6209
2、7311AC/P4/DF
3、30420/P2/DB
4、
N220/P5
、计算题（共30分）
e，,可靠系数Kf
[c],按步骤列
1、.图示托架受铅垂力F（N）,托架与托体之间的摩擦系数为=1,螺栓与被联接件的相对刚度为0.2,螺栓材料的许用应力为出螺栓根径di的计算式
2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷Fr二5400N，Fa=2700Nn=1250r/min，运转时有轻微冲击fp=1"1，试计算这对轴承当量动载荷p和寿命L10h。
轴承参数：
d=20mm；C0r-30500N；=28200N；e=0.35；Fa/Fr
we，x=1，y=0;Fa/Fr>e，x=0.4，y=1.7，[注：
Fs=Fr/（2Y）]（本题代分）
1F2
V0
巳
0一「.。
四、分析题（18分）
图示蜗杆-斜齿轮传动，已知蜗杆为左旋，转向如图示，蜗杆m=8mm，
d1=64mm（q=8），z1=2，z2=42，蜗杆输入转矩T1=38000Nmm，蜗杆传动效率=0.75。
1）画出蜗轮的转向；
3、4
2）欲使II轴的蜗轮2和齿轮3的轴向力抵消一部分，决定斜齿轮的螺旋线方向；
3）分别求出蜗杆、蜗轮上各力的大小和方向。
五、指出下列轴系错误，并将正确的结构画在轴心线下面（14分）。
《机械设计》课程试题（六）
参考答案
'、（26分）
1、摩擦防松，机械防松，永久止动；
2、一批轴承作实验，其中90%轴承不发生疲劳点蚀时的工作小时数
ax1=at2=a=200,丫=B2旋向相同。
弯曲应力，紧边开始进入小带轮的那一点
3、mx1=mt2=m,
4、应力，离心力产生的拉应力，
5、C,A
、（每小题4分，共16分）
1.
45，公差等级Po级
55，接触角250，公差等级P4级，面对面排列
100,公差等级P2级，背对背排列
100,公差等级P5级
深沟球轴承，窄、轻系列，内径
2.角接触球轴
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