机械设计试题库.docx
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机械设计试题库
第二章
1、不随时间变化或缓慢变化的载荷称为静载荷
2、随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷称为变载荷
3、计算载荷等于名义载荷乘以载荷系数K
4、机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效
5、零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力
6根据名义载荷求得的应力称为名义应力
7、计算应力中有时还要记入应力集中等因素
第六章
1、一个双线螺纹副，螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时，它们沿轴向相对
移动的距离应为4mm。
（X）
2、一个单线螺纹副，螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时，它们沿轴向相对
移动的距离应为4mm。
（V）
3、三角形螺纹由于当量摩擦系数大，强度高，所以是常用的连接螺纹。
（V）
4、设计外载荷是轴向变载荷的紧螺栓连接，除考虑螺栓的静强度外，还必须验
算其疲劳强度。
（V）
5、对受轴向变载荷的普通螺栓连接适当增加预紧力可以提高螺栓的抗疲劳强
度。
（V）
6普通螺栓连接的强度计算，主要是计算螺栓的剪切强度。
（X）
7、受横向载荷的螺栓组连接中的螺栓必须采用有铰制孔的精配合螺栓。
（X）
8、受轴向载荷的紧螺栓连接的螺栓所受的总拉力是预紧力与工作拉力之和（X）
9、受翻转（倾覆）力矩作用的螺栓组连接中，螺栓的位置应尽量远离接合面的
几何形心。
（V）
10、在受轴向变载荷的紧螺栓连接结构中，在两个被连接件之间加入橡胶垫
片，可以提高螺栓疲劳强度。
（X）
11、在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，使用柔性螺栓，其主要作用是降低螺栓
的应力幅。
（V）
12、受轴向载荷的紧螺栓连接的螺栓所受的总拉力是剩余预紧力与工作拉力之和
（V）
13、控制螺栓预紧力的方法有哪几种？
答：
（1）使用测力矩扳手，通过控制拧紧力矩来控制预紧力H。
（2）使用定力矩扳手，通过控制拧紧力矩来控制预紧力F/。
（3）装配时通过测量被拧紧螺栓杆的伸长量来控制拧紧力矩，从而控制预紧
力Fz0
14、螺纹联接预紧的目的？
答：
提高联接刚度、提高防松能力、提高紧密性，对于受拉螺栓还可提高
螺栓的疲劳强度，对于受剪螺栓有利于增大联接中的摩擦力。
15、螺纹联接防松的根本问题是什么？
具体的防松措施有哪些？
根本问题在于防止螺纹副的相对转动。
就工作原理看，可分为利用摩擦（摩擦防松）、直接锁住（机械防松）和
破坏螺纹副关系（永久防松）三种。
16、分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合
答：
普通螺纹自锁性能好，强度高，主要用于连接。
梯形螺纹效率比矩形螺纹略低，但牙根强度较高，易于对中，磨损后可以
补偿，在螺旋传动中应用最普遍。
17、螺纹联接有哪些基本类型？
紧联接与松联接相比，那种联接应用较多？
答：
螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接、紧定螺钉连接四种类型。
紧联接应用较多。
18、提高螺纹联接强度的措施有哪些？
答：
1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力）；5）采用合理的制造工-f-p
乙。
19、为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？
或者说，为什么使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度？
答：
因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈
螺纹受载最大，约为总载荷的1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用，所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。
20、如图所示采用铰制孔用螺栓组连接，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Fsmax。
解：
将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T
T=500XF=5X1O3X5OO=2.5X106（Nm）
在F作用下，各螺栓所受横向力为
3
F510
Fsi=一=
z4
=1250（N）
在T作用下，各螺栓所受横向力也相等，为
Fs2
6
X=_2.5_10_
4r4>802802
=5524.3（N）
显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为
Fsmax
.Fs2?
-2Fs1Fs2coS
=125025524.32-212505524.3CO035
=6469（N）
21、有一受预紧力F'和轴向工作载荷F作用的紧螺栓连接，已知预紧力F'=
1000N，螺栓的刚度Ci与连接件的刚度C2相等，轴向工作载荷F=1000N，试计算：
（1）螺栓所受的总拉力F0？
（2）剩余预紧力F”？
（3）在预紧力F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？
解：
Ci
（1）F°=F1—F-10000.51000=1500N
S+c2
（2）F=F-C2F=1000-0.51000=500N
G+c2
（3）为保证被连接件不出现缝隙，则F”飢
F=F-C2F_0Fmax=2F=21000=2000N
C1c2
22、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（d1=13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力［门=180MPa，螺栓的相对刚度C1/（C1+C2）=0.5，按紧密性要求，剩余预紧力F”=1.83F,F为螺栓的轴向工作载荷。
试计算：
（1）该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强Pmax；
（2）每个螺栓连接所需的预紧力F'。
I
解:
⑴计算容器内液体最大压强Pmax
每个螺栓允许的最大总拉力：
Fo
［二］©2
41.3
2
180二13.835
5.2
=20815N
F0=FF=2.83F
Fo
2.83
20815
2.83
=7355N
二D2
412
Pmax
Pax
二1.8Mpa
F412735548
2—2：
D二250
（2）计算每个螺栓连接所需的预紧力F'
F=F0=20815-0.57355=17137.5N
c1c2
23、如图所示螺栓连接中，采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力［司=
l60MPa,连接件接合面间摩擦系数g=0.20,防滑系数Kf=1.2,计算该连接件
允许传递的最大静载荷F?
（M20的螺栓d1=17.294mm）
解：
螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设
各螺栓所需预紧力均为
F'
则由平衡条件
）sFmz亠kfF
^sFmz金
F-s①
kf
螺栓危险截面的强度条件为专^士］
则
4心.3
②将②代入①
Fmax
2
..二di［二］"smz
-5.2kf
二17.92421600.222
5.2疋1.2
-19273.75N
24、图示钢板用普通螺栓连接。
已知：
横向工作载荷为F=3600N，接合面之间
的摩擦系数血=0.15,可靠系数Kf=1.2。
试求：
单个螺栓所需预紧力F/。
预紧力：
F、，m=2，Z=4
=3600N
%F_1.23600
」Smz0.1524
第七章
1、滑键的主要失效形式不是磨损而是键槽侧面的压溃。
（x）
2、传递双向转矩时应选用两个对称布置得切向键（即两键在轴上位置相隔180°
（X）
3、平键联接的一个优点是轴与轮毂的对中性好。
（V）
4、进行普通平键的设计时，若采用两个按180。
对称布置的平键时，强度比采
用一个平键要大。
（V）
5、花键联接通常用于要求轴与轮毂严格对中的场合。
（V）
6、楔形键联接不可以用于高速转动的联接。
（V）
7、普通平键（静联接）工作时，键的主要失效形式为键被压溃或剪断。
（V）
8、按标准选择的普通平键的主要失效形式是剪断。
9、两端为圆形的平键槽用圆盘形铣刀加工
（X）
10、平键联接一般应按不被剪断而进行剪切强度计算。
（X）
11、楔键的工作面是上下两面，切向键的工作面是侧面。
（X）
12、键连接的主要失效形式是压溃和磨损。
（V）
13、导向键联接和滑键联接都是动联接。
（V）
14、普通平键用于动联接。
（X）
15、普通平键按结构分只有两种：
圆头的和方头的。
（X）
16
、半圆键
的
缺
占
八、、
是
工艺
性较
差。
（
X）
17、
半圆键的工作面是侧面
。
（V）
18
、半圆键的
工
作
面
是
上下
两
个表
面。
（
X）
19、
楔键的工作面是侧
面，
切
向键
的工作
面
是上下
两面。
（X）
20、新标准中规定渐开线花键联接是由作用于齿面上的压力自动平衡来定心
的
（V）
21、平键的长度L由确定
22、常用的花键连接有矩形花键和渐开线花键。
23、新标准中规定矩形花键以内径定心
24、按用途，平键分为普通平键、导向平键、和滑键三种
25、平键的截面尺寸bXh由确定
第十一章
1、在传动比不变的条件下，V带传动的中心距增大，则小轮的包角减小，承载
能力增大。
（X）
2、在传动比不变的条件下，V带传动的中心距增大，则小轮的包角减小，承载
能力减小。
（X）
3、在传动比不变的条件下，V带（三角带）传动的中心距增大，则小轮的包角
增大，因而承载能力增大。
（V）
4、当A型V带的初步计算长度为1150时，其基准长度为1120。
（V）
5、已知V带的截面夹角是40度，带轮轮槽的：
角应比40度小，且轮径越小，
角越小。
6、带传动由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的带组
成。
7、带传动依靠带与带轮之间的摩擦力进行传动
&带传动中，带中产生的应力有：
拉应力、弯曲应力、离
心应力三种。
9、带传动运转时应使带的松边在上，紧边在下，目的是增大_包.
角。
10、主动轮的有效拉力与初拉力、当量摩擦系数、包角有关
11、单根V带所能传递的功率与初拉力、速度、当量摩擦系数、包角有关。
12、带传动中的初拉力F0是由于安装时把带张紧产生的拉力。
运转时，即将进入主动轮的一边，拉力由Fo变化到Fi；而将进入从动轮的一边，拉力由Fo变化到F2。
贝U,Fo、Fi、F2的大小关系为，Fo_F2，有效拉力
F=F1-F2o
13、带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带紧边绕上主动轮处,其值为二1+二bio带中的最小应力发生在松边处。
14、在一般传递动力的机械中，主要采用（C）传动。
A、平带B、同步带C、V带D、多楔带
15、带传动的优点是（C）o
A.结构紧凑，制造成本低廉
B.结构简单，传动比准确，中心距便于调整
C.结构简单，制造成本低廉，传动平稳，吸震，适用于中心距较大的传动
D.传动比大，传递功率大
16、带传动的最大摩擦力与（B）有关。
A.带的张紧方法B.小带轮包角C.大带轮包角D.弯曲应力
17、带传动中，在相同的预紧力条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为
V带（C）o
A、强度高B、尺寸小C、有楔形增压作用D、没有接头
18、中心距一定的带传动，对于小带轮上包角的大小，（D）的影响最大。
A.小带轮的直径B.大带轮的直径
C.两带轮直径之和D.两带轮直径之差
19、同一V带传动用在减速时（小带轮为主动轮）和用在增速时（大带轮为主
动轮）相比较，若主动轮转速不变，则传动所能传递的功率（C）。
A.相等B.减速时较大C.增速时较大D.数据不足无法判断
20、V带传动的带轮基准直径应取为（B）。
A.D1B.D2C.D3D.D4
21、小带轮直径取值要求di>dmin,是因为（B）。
A.使结构紧凑B、限制弯曲应力，保证带和带轮接触面间有足够的摩擦力
C.限制中心距D.限制小带轮上的包角
22、带和轮槽的正确安装情况应如下图（C）所示。
23、带传动中，带速v<10m/s,紧边拉力为Fi,松边拉力为F2。
当载荷达到极限值，带开始打滑还未打滑时,F1和F2的比值是（B）。
A.1B.C.0D.124、带传动中，带速v<10m/s，紧边拉力为F1，松边拉力为F2。
当载荷未达到极限值时，F1和F2的比值是（D）。
A.1
B.ef：
C.0
D.125、带传动中，带速v<10m/s，紧边拉力为Fi，松边拉力为F2。
当空载时，Fi
和F2的比值是（A
）。
A.1
B.ef-
C.0
D.126、和普通带传动相比较，
同步带传动的优点不包括（C）
A.传递功率大
B.传动效率高
C.带的制造成本低
D.带与带轮间无相对滑动
27、与齿轮传动相比，带传动的主要优点是（A）。
A.工作平稳，
无噪声
B.传动的重量轻
C.摩擦损失小
，效率高
D.寿命较长
28、如果功率一定
，带传动放在（
A）好o
A.高速级
B.低速级
C.两者均可D.根据具体情况而定
29、设计V带传动时，胶带的标准长度是指带的（C）o
A、内周长B、外周长
C、节线长
D、平均长度
30、带传动的中心距过大时，
会导致（C）
A.带的寿命短
B.承载能力降低
C.带在工作时会产生颤动
D.小带轮包角减小
31、有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其
传动布置顺序，并说明其原因。
答：
V带传动-齿轮传动一链传动。
V带传动在高速级可使有效拉力小，并且可以缓冲、吸振。
链传动在低速
级传动的不均匀性和动载荷小。
32、试分析张紧力F。
对带传动正反两方面的影响
答：
张紧力Fo越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，从而降低带的寿命；
张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。
33、试分析带传动的弹性滑动和打滑
答：
由于带的紧边拉力和松边拉力不同，由此产生的变形也就不同。
当带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带的速度落后于主动轮的圆周速度。
而在从动轮上，带将逐渐伸长，也会沿轮面滑动，是带速超前从动轮的圆周速度。
这种由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。
打滑是带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带
轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。
34、在普通V带传动中，带的最大应力发生在哪个部位？
为何要限制小轮直径，使d>dmin？
答：
带传动中，最大应力发生在小轮进口部位。
小带轮的最小直径根据带的型号来选。
带轮越小，带的弯曲应力越大，带容易疲劳断裂，为避免产生过大的弯曲应力，所以要限制小带轮的直径。
35、计算V带传动时为何要限制带速VW/max?
答：
带速V过大，带的离心力过大，带和带轮之间的摩擦力减小，容易产生打滑现象，不能传递较大的功率。
36、带传动常用的类型有哪些？
应用最广泛的是哪种？
答：
在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。
其中V带传动应用最广泛。
37、V带的主要类型有哪些？
答：
V带有普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带、宽V带等多种类型
第十二章
1、设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和=ZiZ2不变，而增大模数
m，则齿轮的弯曲强度不变，接触强度提高
2、
对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般只需按弯曲强度设计。
（V）
设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数Zi，的原则是在保证轮齿有足够
的抗弯疲劳强度的前提下，齿数选
多些有利。
（V）
齿轮传动对称布置时，齿宽系数’
可取大些。
5、
一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些
其主要原因是便
保证接触线
6、
齿轮传动的失效形式主要有轮齿折断和齿面损伤两类
齿轮轮齿的折断
般发生在
根部位。
8、
在设计一对硬齿面直齿圆柱齿轮传动时，通常按齿面接触疲劳强度进行设
）
9、齿轮的计算准则是由失效形式确定的。
（V）
10、齿轮传动的润滑方式主要取决于齿轮的圆周速度。
（V）
11、在分析一对轴线相互垂直的直齿圆锥齿轮啮合传动的受力时，主动齿轮的
轴向力与从动齿轮的径向力的关系是（B）
A.大小相等，方向相互垂直B.大小相等，方向相反
C.大小相等，方向相同D.大小关系与锥角有关，方向相同
12、A、B两对齿轮传动，圆周速度相同，已知A齿轮制造精度为7级，B齿轮
制造精度为8级，则传动的动载荷系数（A）。
A.KvAKvBD.不能判断大小关系
13、硬齿面齿轮的表面布氏硬度应该在什么范围？
（C）
A.250~350之间B.280~350之间C大于350D.大于280
14、在齿轮热处理加工中，轮齿材料达到（D）状态时，将有利于提高齿轮抗疲劳强度和抗冲击载荷作用的能力。
A.齿面硬、齿芯脆B.齿面软、齿芯脆
C.齿面软、齿芯韧
D.齿面硬、齿芯韧
15、计算齿轮的弯曲强度时，假定全部载荷作用于轮齿的（B），作为强度计算的依据。
A.齿根处B.齿顶处C.节圆处D.分圆处
16、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度HBSi和大齿轮HBS2的关系为（C）。
A.HBSiHBS2D.HBSi>HBS2
17、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D.减小分度圆直径
18、在下列参数中，影响渐开线圆柱齿轮齿形系数YFa的参数是（A）。
A.齿数B.模数C.齿宽D.齿高
19、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（C）。
A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度
C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度
20、齿面硬度HBW350HBS的闭式钢制齿轮传动中，最主要失效形式为
（B）。
A.齿面磨损B.齿面点蚀
C.齿面胶合D.轮齿折断
21、一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2，其接触应力的大小关系是
A.0H1<0H2
B.0H1>0H2
C.0H1=oH2
D.可能相等，也可能不等
22、齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀通常首先发生在（D）
C.齿根部分
D.靠近节线的齿根部分
23、斜齿圆柱齿轮的法面模数
mn与端面模数mt的关系式，应该是（C）。
A.mn=mtsinB
B.mn=mt/cosB
C.mn=mtcosB
D.mn=mtcosa
A.齿顶部分
B.靠近节线的齿顶部分
24、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动最经常出现的失效形式是（A）。
A.轮齿折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合D.齿面磨损
25、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，贝尼
们齿面接触应力的关系是；「H1（B）；「H2
A.>
B.=
C.26、如下图所示的齿轮传动系统，已知主动锥齿轮1转动方向，试分析以下内
容：
1.在图中标出各转轴转向、及斜齿轮4轮齿旋向。
2.分析锥齿轮1、2及斜齿轮3、4所受的径向力Fr、圆周力Ft、轴向力Fa（用受力图表示出各力的作用位置及方向）。
\X/2
X—
/13,xX
27、如下图所示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。
试分析确定以下内容：
⑴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，并确定蜗轮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3和蜗轮4所受各分力（Fa、Fr、Ft）的方向
解:
X
4
（b）
28、下图所示蜗轮蜗杆一斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，
若蜗杆1的转动方向如图中ni所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。
试分析：
⑴为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向；
（2）在图中标出I轴、U轴旋转方向；
（3）在图中分别标出蜗轮2、斜齿轮3、4的圆周力Ft、径向力Fr和轴向力
Fa。
X
右旋
F
I
右旋
右旋、
八2
左旋
29、
下图为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统
。
已知：
i轴为输入
轴,
转向如图所示。
（1）在图中标出各轴转向。
（2）为使2、3两轮的轴向力方向相反，说出3、4两轮的轮齿旋向并在图
中标明
（3）在图中标出2、3两轮在啮合点处所受各分力（Ft、Fr、Fa）的方向
解:
ni
E3
\
/
3）
匚
30、在图示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中，已知：
1轴为输入轴，转向如图
所示,m轴为输出轴；齿轮1的轮齿为右旋；试解答：
（1）确定齿轮2、3和4的轮齿旋向，在图中标出，要求使U轴上2和3齿轮的轴
向力相互抵消一部分以减轻轴承所受的载荷；
（2）在图中标出各轴转向；
（3）标出各齿轮在啮合点处所受圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa的方向。
nJ
31、在图示的二级斜齿圆柱齿轮减速器中，试求：
（1）根据图示尺寸判断轴I、II、III哪个转速最高；
（2）轴的转向（标于图上）
（3）为使轴u的轴承所承受的轴向力较小，判断各齿轮的螺旋线方向（标于图上）;
（4）齿轮2、3、4所受各分力的方向（标于图上）；
答：
（1）轴I
（2）（3）（4）如图所示
第十三章
1、蜗杆传动中,蜗杆所受的圆周力Fti的方向总是与与其旋转方向相
反,而径向力Fd的方向总是指向圆心。
2、阿基米德蜗杆和蜗轮相啮合。
蜗杆的轴向模数应与蜗轮的端
面模数相等。
3、闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括：
啮合功率损耗；轴承摩擦功耗和搅油功耗三部分。
4、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
和失效。
5、在蜗杆传动中，产生自锁的条件是:
:
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匚，即导程角小于当量摩擦角。
6、在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的
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