华工机械设计考题

机械设计

使用班级：01011B1~2、01013B1、01014B1~2、01015B1、01017B1~7、

01018B1~2、0101 9 B 1~2、01021B1~6

得分

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 跨距较大 或 工作温度较高 情形下。

2、dn值大的滚动轴承应采纳 油 润滑，而dn值小的滚动轴承可采纳 润滑脂 润滑。

3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有 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

总分 3 润滑油必须有一定的粘度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出； ○度供油要充分 。

４、混合摩擦〔非液体摩擦〕滑动轴承运算应校核 P 、 V 、 PV 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： 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、轴按所受载荷性质分类，只承担弯矩的称 心 轴；只承担扭矩称 传动 轴；承担弯矩和扭矩称 转 轴。 ７、直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝ z/cosδ ；标准模数和压力角

在 齿轮大端 ；受力分析和强度运算用 平均分度圆 直径。 ８、带传动的要紧失效形式为 打滑 和 疲劳破坏 。

９、带工作是截面上产生的应力有 拉应力 ， 弯曲应力 ， 离心应力 。

10、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是 相 等的，大小齿轮的弯曲应力是 不 等的。

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 C 。 A .Ф30H7/k6 B. Ф30H7 C .Ф30k6

2、以下滚动轴承密封装置，其中 AC 是属于接触式密封，而 BD 是属于非接触式密封。

Ａ.毡圈密封 Ｂ.甩油环 Ｃ.密封环 Ｄ.缝隙密封 ３、在 B 情形下，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.高承担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 D 。

Ａ.液体摩擦 Ｂ.半液体摩擦 Ｃ.混合摩擦 Ｄ.边界摩擦 ５、半圆键联接当采纳双键时两键应 D 布置。 Ａ.在周向相隔９０º Ｂ.在周向相隔１２０º Ｃ.在周向相隔１８０º Ｄ.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 B 。

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 C 。

Ａ. Ｋ１ Ｂ. Ｋ２ Ｃ. Ｋ１＋Ｋ２ Ｄ. Ｋ１Ｋ２／〔Ｋ１＋Ｋ２〕

８、强度等级为６.8级的螺栓材料σｓ＝ D ＭＰａ。

Ａ. ６００ Ｂ. ８００ Ｃ. ６８０ Ｄ. ４８０ ９、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取 B 。

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，一样情形下，应使哪个轮曹楔角较大 B ？

Ａ. 大轮 Ｂ. 小轮 Ｃ. 主动论 Ｄ. 从动轮

得分

三、运算题〔34分〕

1、〔14分〕图示为手动铰车中所采纳的蜗杆传动。m=8mm，d1=80mm ，

z1=1，i=40，卷筒的直径D=250mm，试运算：〔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=100N，手柄转臂的长度l的最小值 (不计轴承效率) 。

解：〔1〕重物上升1m时，卷筒转动圈数：N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27

蜗杆转动圈数为：N1=i N2=40x1.27=50.96(圈) 〔4分〕 〔2〕蜗杆直径系数q=d1/m=80÷8=10

z11o

导程角：γ=arctan=arctan=7.125

q8 当量摩擦角：v=arctanfv= arctan因为：γ〈v

因此 蜗杆传动满足自锁条件

〔4分〕

〔3〕

蜗杆传动的啮合效率：

1o

=10.2048题图3-1

tantan7.125o10.401 ootan(v)tan(7.12510.204)

T250.1250.625kN•m

T1

T20.6250.039kNm i1400.401T10.0390.39m F0.1那么:l 〔6 分〕

2、〔10分〕一一般V带传动传递功率为P = 7.5 kW，带速

= 10

m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1=2F2，试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。 解:PFev 〔2 分〕 10001000P10007.5Fe 󰀀=750N 〔2 分〕

v10 Fe=F1F2

F12F2 〔2 分〕

F2=Fe=750N 〔2 分〕

因此 F1

3、〔10分〕图示为一刚性凸缘联轴器，材料为Q215钢，传递的最

大转矩为1400 N.m〔静载荷〕。轴的材料为45钢，工作时有轻微冲击。试依照图示和表为该联轴器选择平键，确定键的尺寸，并校核其强度〔[p]100MPa〕。

解:由轴径φ55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

键与联轴器的接触长度k=0.5h=0.5x10=5mm

2F2=2x750=1500N 〔2 分〕

2T10321400103137.6MPa〉[p]=100MPa 由pkld57455可见联接挤压强度不够，考虑到相差较大，因此应采纳双键，相隔180布置 ，双键的工作长度l=1.5x74=111mm

2T10321400103p91.7MPap kld511155见的标记为:键16x90

得分

四、分析题〔30分〕[每题10分]

1、在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错缘故，并加以改正。

910 1图3-3

图4-1

1.无垫片；○2无间隙、无密封○3键太长○4无定位轴肩○5无轴肩 ○

6套筒高于内圈高度○7轴和轮毂一样长，起不到定位作用； ○

8无定位；○9无垫片○10采纳反装。 ○

指出1处〔0.5分〕

改正1处〔0.5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 =

30 r/min，电动机转速nd = 1440 r/min，功率P = 5.5 kW。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〕

总传动比:i=n/nD=1440/30=48 〔2分〕 方案：电动机 带传动(i=3) 蜗杆传动(i=16) 〔4分〕

画出方案图〔4分〕

各种传动的单级传动比常用值

传动类型 平带传动 V带传动 链传动

3、传动力分析

传动比 ≤5 ≤6 ≤6 传动类型 圆柱齿轮传动 圆锥齿轮传动 蜗杆传动 传动比 ≤5 ≤3 8~40 2 1

-

1、电动机 2、搅拌机

图4-2

如下图为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。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〕

图4-3

«机械设计»课程试题

试题编号：

课程代号： 2020202 课程学时： 72

总分 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，那么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、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、依照齿轮设计准那么，软齿面闭式齿轮传动一样按 设计，按 校核；硬齿面闭式齿轮传动一样按 设计，按 校核。

7、在变速齿轮传动中，假设大、小齿轮材料相同，但硬度不同，那么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η1、 效率和 效率。其中啮合效率η1= ，阻碍蜗杆传动总效率的要紧因素是 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，承担 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Cm C．增大Cb和Cm D．减小Cb和Cm 3、在螺栓连接设计中，假设被连接件为铸件，那么往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是( )。

A．幸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，要紧取决于 。 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、关于标准齿轮传动，阻碍齿形系数YF的要紧几

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、一斜齿圆柱齿轮传动，法向模数Mn＝4mm，齿数Z1=20，螺旋角β＝14032’2〞，齿宽b1＝80，b2＝75mm，那么该传动的齿宽系数φd等于——。

A．0.852 B．O.88 C．0.8 D．0.907 7、同一工作条件，假设不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，能够提高轴的 而不能提高轴的 。

A．强度 B．刚度

8、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、滑动轴承运算中限制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,那么它的内径D1等于 。

A、30mm, B、24mm, C、36mm, D、40mm

得分

三、运算题(38分)

1、(15分)有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，预紧力F0＝1000 N，螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等，轴向工作载荷F=1000N，试运算该螺栓所受的总拉力F2＝?剩余预紧力F1＝?在预紧力F0不变的条件下，假设保证被连接件间不显现缝隙，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纳蜗杆传动。巳知模数m＝8mm，蜗杆头数z1＝1，蜗杆分度圆直径d1＝80mm，蜗轮齿数z2＝40，卷筒直径D＝200mm，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缺失等于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)假设重物W＝5000N，

手摇手柄时施加的力F＝100N，手柄转臂的长度L应是多少?

图3-2

3、(10分)某轴系部件采纳一对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Fr1＝1000N，Fr2＝2060N，作用于轴上的轴向载荷FA=880 N，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。

图3-3

四、分析题(20分)

1.(10分)如图4-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。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○编号，并分析错误缘故)，并在轴心线下侧画出其正确结

图4-1

构图。

图4-2

«机械设计»课程试题答案与评分标

准

试题编号：

课程代号： 2020202 课程学时： 72 一、填空题(每空1分共31分)

1、50%。2、600、联接、300、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η2、搅油效率η3、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、B。3、A。4、D。5、C。6、D。7、A、B。8、B。9、B。10、B。 三、运算题(38分)1.(15分)

(5分) F2=F0 (5分) F1=F0

F1=F20

F1

F1=F2

(5分)

F0

2、(13分) [解] (1) i=z2/z1＝40 设重物上升1m，手柄应转x转，那

么 (5分)

手柄的转动方向ω示于图中(3分)

(2)

(总效率2分,L3分) 3、(10分)

[解] 7208C轴承的α＝150，内部轴向力Fd＝0.4Fr, Fd1＝0．4Fr1＝0.4×1000=400N (2分) 方向如解所示向左

Fd2＝0.4Fr2＝0.4×2060=824N (2分)

方向如下图向右

Fd2十FA＝824十880＝1704＞Fd1 故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。 Fa1＝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)。 (3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6分) 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。 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,总分值5分；每改正1个错误得1分,总分值5分。

«机械设计»课程试题

试题编号：

课程代号： 2020202 课程学时： 72

总分 得分

一、填空题(每空1分共24分)

1.螺纹的公称直径是指螺纹的 径，螺纹的升角是指螺纹 径处的升角。螺旋的自锁条件为 。

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、螺纹联接防松，按其防松原理可分为 防松、 防松和 防松。

4、选择一般平键时，键的截面尺寸(b×h)是依照 查标准来确定的,一般平键的工作面是 。

5、带传动的传动比不宜过大，假设传动比过大将使 ，从而使带的有效拉力值减小。6、链传动瞬时传动比是 ，其平均传动比是 。

7、在变速齿轮传动中，假设大、小齿轮材料相同，但硬度不同，那么两齿

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、直齿圆柱齿轮作接触强度运算时取 处的接触应力为运算依据，其载荷由一对轮齿承担。

9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核 ，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核 。

10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为 挠性联轴器和 挠性联轴器两大类。 得分

二、单项选择题(每选项1分,共10分)

1.采纳螺纹联接时,假设被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，那么一样宜采纳 。

A螺栓联接； B双头螺柱联接； C螺钉联接。

2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,那么 。 A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好； B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差； C. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差； D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好；

3、当键联接强度不足时可采纳双键。使用两个平键时要求键 布置。(1分)

A 在同—直线上; B相隔90 ; C．相隔120； D相隔180

4、一般平键联接强度校核的内容要紧是 。

A.校核键侧面的挤压强度;B.校核键的剪切强度；C.AB两者均需校核；D．校核磨损。

0

0

0

5、选取V带型号，要紧取决于 。 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

6、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n1； B.传动的功率P； C.传递的圆周力。

7、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，能够 。 A．提高轮齿的弯曲强度； B.提高轮齿的接触强度； C.提高轮齿的静强度； D．改善传动的平稳性。

8、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、温度升高时，润滑油的粘度 。 A.随之升高； B.保持不变；

C．随之降低； D.可能升高也可能降低。

10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,那么它的内径D1

等于 。

A、30mm, B、24mm, C、36mm, D、40mm 得分

三、运算题(38分)

1、(15分)图3-1示螺栓联接中,采纳两个M20的一般螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N／mm，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数Ks＝1.2，运算该联接件承诺传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分)

2

图3-1

2、(13分)如图3-2所示某电梯传动装

置中采纳蜗杆传动，电机功率P=10kW，转速n1＝970r／min，蜗杆传动参数z1＝2；z2＝60；直径系数q＝8；总效率η＝0．8，m＝8，右旋蜗杆，试运算：〔14分)

(1)电梯上升时，标出电机转向； (2)标出蜗杆所受各力的方向；

(3)运算蜗轮所受各力大小。

图3-2

3、依照工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如下图)，两个轴承担到的径向载荷分别为Fr1＝1650N和Fr2=3500N。外加轴向力Fae＝1020N。 (1)假设派生轴向力Fd＝0.7Fr，试运算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。

Fae

图3-3

四、分析题(20分)

1.(10分) 如图4-1传动系统，要求轴Ⅱ、Ⅲ上的轴向力抵消一部分，试确定：

1)蜗轮6的转向；

2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向； 3)分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合点的受力方向。

图4-1 2、(10分)指出图4-2中的结构错

误(在有错处画○编号，并分析错误缘故)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。

图4-2

«机械设计»课程试题答案与评分标

准

试题编号：

课程代号： 2020202 课程学时： 72 一、填空题(每空1分共24分)

1、大,中,0

v。

0

2、60、联接、30、传动。

3、摩擦、机械、永久。 4、轴径d、侧面。 5、包角α。 6、变量、常数。

7、相同、不同、不同、不同。 8、节点。 9、p、pv。

10、无弹性元件,有弹性元件。

二、单项选择题(每选项1分,共10分)

1、B。2、D。3、D。4、A。5、D。6、A。7、D。8、B。9、C。10、B。

三、运算题(40分)

1.(13分)

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F0

那么由平稳条件

fF0ZiKSF可得

F0KSF (4分) fZi螺栓危险截面的强度条件为

41.3F0[]因此得 (4分) 2d1

(5分)

2、(13分) [解]

(1)电机转向箭头向上；(1分)

(2)蜗杆受各力方向如图(3分)

(3分)

Fa2

2T1i298454300.89845Nmz2860Ft2分) (3

Fr2＝Ft2·tanα＝9845tan20°＝3583N (3分)

3、(14分)

[解]

Fd1＝0.7Fr1＝0.7×1650=1155N (2分)

方向向右

Fd2＝0.7Fr2＝0.7×3500=2450N (2分)

方向向左

Fd1十Fae＝1155十1020＝2175 ＜ Fd2

故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。

Fa1＝Fd2-Fae=2450-1020N =1430 (2分)

Fa2＝Fd2＝2450N (2分)

(3分)

(3分)

四、分析题(26分)

1.(12分)(1) 蜗轮6的转向为逆时针方向； (2分)

(2)齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；(4分)

(3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a)；蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。(6分)

2、(14分)[解] 画出的正确结构图如图。 ①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴

端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙； ②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移； ③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；

④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；

⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，因此套筒内轴颈右端面应左移1～2mm；

⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm，轴颈右端面缩到里面去； ⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右；

⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。 ⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。

每指出一处错误1分,说明缘故1分,指出五个错误算总分值10分；画出正

确图形4分。

«机械设计»课程试题

试题编号：

课程代号： 2020202 课程学时： 72

总分 得分

一、填空题(每空1分共22分)

1.螺纹M30×2是 螺纹，螺纹的公称直径是 mm,螺距为 。

2．在常用螺纹牙型中， 形螺纹的传动效率最高， 形螺纹的自锁性最好。

3．螺纹联接承担横向载荷时，当采纳一般螺栓联接，横向载荷靠 来平稳；当采纳铰制孔螺栓联接，横向载荷靠 来平稳。 4．平键联接中，键 是工作面；楔形键联接中，键 是工作面；平键联接中， 、 用于动联接。

5．带传动的要紧失效形式为 和 ，因此其设计运算准那么为 。

6．带传动的弹性滑动是由于 引起的，而打滑是由于 引起的。

7．链传动的动载荷是随着链条节距P 和链轮齿数 而增加。 8.齿轮传动强度运算中，齿形系数YFa值，直齿圆柱齿轮按 选取，而斜齿圆柱轮按 选取。

9.两相对滑动接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为

摩擦。

10．今有A、B两个圆柱形螺旋拉伸弹簧，簧丝直径d，簧丝材料及弹簧有效圆数n均相同，仅中径DA>DB，当外载荷P相同时， 弹簧变形大。 得分

二、单项选择题(每选项1分,共12分)

1.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

2.当被联接件是锻件或铸件时，应在安装螺栓处加凸台或沉头座(鱼眼坑),其目的是 。

A易拧紧 B幸免偏心载荷 C增大接触面积，提高承载能力。

3．在传动比不变的条件下，增大V带传动的中心距，小带轮上的包角 ，因而承载能力 。 A增大 B减小

4.链传动作用在轴上的压力要比带传动小,这要紧是由于 。 A.这种传动只用来传递小功率; B．链的质量大，离心力也大 C．啮合传动不需专门大的初拉力; D．在传递相同功率时圆周力小。

5.转速高而压力小的液体向心滑动轴承，必须选择粘度 的润滑油。

A较高 B较低

6. 能专门好地承担径向载荷与轴向载荷的联合作用。

A圆锥滚子轴承 ; B单列向心短圆柱滚子轴承; C深沟球轴承。

7.以下各滚动轴承中，轴承公差等级最高的是 。 承担径向载荷能力最高的是 。 A．N207/P4 B．6207/P2 C．5207/P6

8.在以下四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸取振动的是 。

A．凸缘联轴器； B．齿轮联轴器； C．万向联轴器； D．弹性柱销联轴器；

9.有一圆柱形螺旋压缩弹簧，要装在一个内径为ф42mm的容器中，弹簧丝直径d=5mm，以下弹簧指数中，最大可选 。

A:C=6 B:C=7 C:C=8 D:C=9 10在一样情形下，链节数最好是 。 A奇数; B偶数; C主动链轮齿数的整数倍。 得分

三、运算题(35分)

1、(15分)图3-1所示手动提升装置，由两级开式直齿圆柱齿轮传动。：Z1=Z3=＝20，Z2=Z4=60，手柄长L=250mm,人手的最大作用力F=150N，卷筒直径D=5OOmm，传动的总效率η=0.85, 求最大起重量Q。

图3-1

2、(20分)如图3-2所示板A用5个一般螺栓固定在机座B上，板与机座间的摩擦系数f＝0.15，螺栓许用拉应力[σ]=60Mpa，取防滑系数KS=1.2,试指出哪个螺栓是危险螺栓?并按强度运算该螺栓联接中螺栓的小径d1的大小。

图3-2

图3-2

四、分析题(31分)

1.(15分) 如图4-1传动系统中，1，2，3为斜齿圆柱齿轮，4、5为直齿圆锥齿轮，6为蜗杆，7为蜗轮。传动系统由电动机驱动，轮1转向

如图4-1所示。要求轴Ⅲ和轴Ⅳ上由斜齿圆柱齿轮3和直齿圆锥齿轮4，以及直齿圆锥齿轮5和蜗杆6所产生的轴向力相互抵消一部分。试确定：

(1)斜齿圆柱齿轮1，2，3的齿轮螺旋线方向，蜗杆、蜗轮轮齿的螺旋方向；

(2)蜗轮7的转动方向； (3)标出斜齿圆柱齿轮3、蜗杆6和蜗轮7在啮合点处的三个分力(Ft、Fa、Fr)的方向。

图4-1

2、(16分)指出图4-2中的结构错误,轴承采纳脂润滑(有错处有编号，分析错误缘故,说明改正措施)。

图4-2

«机械设计»课程试题答案与评分标

准

试题编号：

课程代号： 2020202 课程学时： 72 一、填空题(每空1分共22分)

1、一般三角形细牙,30,2。 2、三角、矩形。

3、摩擦力、挤压和剪切力。

4、侧表面、上下表面、导向平键、滑键。

5、打滑、疲劳破坏、带在不打滑的前提下具有一定的疲劳强度和寿命。

6、紧边与松边拉力差、外载荷过大。

7、增大、减小。

8、齿轮齿数、当量齿数。 9、边界。 10、A。

二、单项选择题(每选项1分,共12分)

1、B。2、B。3、A、A。4、C。5、B。6、A。7、C。8、D。9、B。10、B。

三、运算题(35分)

1.(15分)

(5分)

(5分)

(5分)

2、(20分) [解]

(5分)

(5分)

(5分)

(5分)

四、分析题(31分)

1.(15分) 解：此题求解步骤为； (1.)由I轴给定转向判定各轴转向；

(2.)由锥齿轮4．5轴向力方向及Ⅲ、Ⅳ轴转向可定出3、6的螺旋方向； (3.)继而定1、2的螺旋方向；

(4.)由蜗杆轴力Fa6判定Ft7，从而确定蜗杆转动方向； (5.)判别各力的方向。

2、(16分)[解] 1．应设密封圈并留间隙； 2．套筒不可同时接触内、外圈； 3．轮毂应比轴段长1-2mm； 4．联轴器应给定位台阶； 5．应有绩作用向定位； 6．此处不必卡圈固定内圈； 7．轴承内圈装入应有台阶； 8．联轴器应为通孔，且应有轴端档圈固定；

9．箱体端盖应有加工凸台并加垫片； 10．轴环高不能超过内圈厚度； 11．键太长，套筒不能起定位作用； 12．轴承盖凸缘内应切倒角槽； 13．应加挡油环。

每指出一处错误,说明缘故1分,说明改正措施1分,指出8个错误算总分值16分；

2020/2020学年第二学期末考试试题

机械设计

使用班级：

总分 得分

一、单项选择题〔每题1分，共10分〕

1、将齿轮的轮齿做成鼓形齿是为了减小 。

(A) 载荷沿接触线分布不平均； 〔B〕 动载荷； 〔C〕 冲击； 〔D〕 齿间载荷分配不均。

2、流体的粘度是指流体的 。

(A)强度； 〔B〕 刚度； 〔C〕 流淌阻力； 〔D〕 油性。

3、45号钢经调质处理，在常温下工作的轴，当运算说明其刚度不够时，应采取的正确措施是 。 (A)改用合金钢； 〔B〕 改变表面粗糙度； 〔C〕 增大轴的直径； 〔D〕 提高轴的表面硬度。

4、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是____.

(A)三角形螺纹 (B)梯形螺纹 (C)锯齿形螺纹 (D)矩形螺纹

5、半圆键联结的要紧优点是____.

(A)对轴的强度削弱较轻 (B)键槽的应力集中较小 (C)工艺性好、安装方便

6、带传动打滑总是____.

(A)在小轮上先开始 (B)在大轮上先开始 (C)在两轮上同时开始

7、在蜗杆传动中，假如模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使____.

(A)传动效率提高，蜗杆刚度降低 (B)传动效率降低，蜗杆刚度提高

(C)传动效率和蜗杆刚度都提高 (D)传动效率和蜗杆刚度都降低 8、键的长度要紧是依照____来选择.

(A)传递转矩的大小 (B)轮毅的长度 (C)轴的直径 9、为了有效地提高齿面接触强度，可____.

(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 10、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 得分 二、填空题〔34分〕[每空1分]

1、非液体润滑轴承应进行_________________________、_________________________和____________________的运算。比压运算p ≤[p]、特性数运算pv ≤[pv]、速度运算 v ≤[v].

2、一般平键的工作面是_______，工作时靠______________________________________传递转矩.。静联接，强度较弱的表面被压溃；

3、带传动中，带的弹性滑动是带传动的___________特性，是___________幸免的；而打滑那么是________ ___。固有，不可,能够幸免。 4、某V带传动所传递的功率P=5.5kw,带速V=8.8m/s,紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=1.5F2。那么其有效圆周力Fe为 N，紧边拉力为 N，松边拉力为 N。625N，1875N，1250N；

5、型号为6315/P5的滚动轴承，类型是 轴承，内径为

mm，直径系列为 系列，公差等级为 级，游隙为 组。深沟球轴承，75，3，5，0；

6、工作中只承担弯矩的不承担转矩的轴叫 ，只承担转矩不承担弯矩的轴叫 ，同时承担弯矩和转矩的轴叫 。心轴，传动轴，转轴。

7、形成流体动压润滑的必要条件是 、 和 ；相对运动

的两表面有一定的楔形间隙；两表面有一定的相对速度；润滑油有一定的黏度，且供由充足；

8、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。

摩擦防松，机械防松，永久止动；

9、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 ________________。拉应力，离心力产生的拉应力，弯曲应力，紧边开始进入小带轮的那一点

10、有弹性元件的挠性联轴器的要紧优点是 ，又能 。补偿两轴间相对位移，缓冲减振；7、 心轴，传动轴，转轴。

三、分析题1〔14分〕

如下图为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。蜗杆为主动，且按图示方向转动。试在图中绘出：

〔1〕各轴转向。

〔2〕使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。 得分 〔3〕各轮所受诸轴向分力Fa的方向。

图3-1

得分

四、分析题2〔14分〕

在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错缘故。

图4-1

得分

五、运算题1〔12分〕

一V带传动传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，测得紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1=2F2，试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和预紧力F0。

六、运算题2〔16分〕 得分 图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：mn=2 mm，z1=22，z2 =95，n20，a =120，齿轮1为右旋；低速级：mn= 3 mm，z3 =25，z4=79，

a =160。主动轮转速n1=960 r/min，转向如图，传递功率P = 4 kW，n20，

不计摩擦缺失，试：

(1) 标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向； (2) 合理确定3、4轮的螺旋线方向； (3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力； (4) 求出齿轮3所受3个分力的大小。

图6-1

2007/2020学年第二学期末考试试题

一、单项选择题〔每题1分，共10分〕

1、(4) 2、(1) 3、(4) 4、(2) 5、(1) 6、(4) 7、(4) 8、(2) 9、(3) 10、(2) 二、填空题〔34分〕[每空1分]

1、三角形，矩形, 梯形，锯齿形2、侧表面，挤压和剪切。3、拉应力、离

心应力、弯曲应力。带进入小带轮处4、64mm、 296mm、180mm、18.5、14.036 o。5、平均，瞬时。6、深沟球轴承、30。圆锥滚子轴承、40、0。7、钢丝直径、弹簧直径、弹簧圈数。8、打滑、疲劳破坏、在不

打滑的前提下具有一定的疲劳寿命。9、弯矩、扭矩。弯矩、扭矩10、挠性，刚性。

三、分析题1〔14分〕

解:

〔1〕各轴转向如图〔6分〕。

〔2〕斜齿轮轮齿的旋向如图〔2分〕。

〔3〕各轮所受诸轴向分力Fa的方向如图。〔6分〕

四、分析题2(14分) 解:(1)错误如下:

1.无垫片；○2无间隙、无密封○3键太长○4无定位轴肩○5无轴肩 ○

6套筒高于内圈高度○7轴和轮毂一样长，起不到定位作用； ○

8无定位；○9无垫片○10采纳反装。 ○

指出7处为总分值。 五、运算题1.(9分)

解:PFev 1000Fe1000P10007.5 󰀀=750N 〔3 分〕 v10 Fe=F1F2

F12F2

F2=Fe=750N

因此 F12F2=2x750=1500N 〔3分〕

F0=( F1＋F2)/2=1125N〔3分〕

六、运算题2(19分) 解：

(1) 各轮的转向和2轮的螺向如下图。〔3分〕 (2) 3轮为左旋、4轮为右旋，如下图。〔2分〕 (3) 齿轮2、3 所受的各个分力如下图。〔6分〕 (4) 求齿轮3所受分力：(8分)

nnz96022n3n2111222.3 r/min

i12z295P4T3T295509550171.84 Nm

n3222.3Fr3 Fa2

Ft2

Fr2

Ft4

a3

mn(z3z4)3(2579)0.975，

2a2160β3 =12.8386°〔2分〕 cos3d3mn3z332576.923 mm〔2分〕

cos30.9752T32171.84103Ft34467.84 N〔2分〕

d376.923Fa3Ft3tan4467.84tan12.83861018.23 N〔2分〕 Fr3Ft3tann/cos34467.84tan20/cos12.83861667.86 N

〔2分〕

2020/2020学年第二学期末考试试题

机械设计

使用班级：

总分 得分

二、单项选择题〔每题1分，共10分〕

1、将齿轮的轮齿做成鼓形齿是为了减小 。

(A) 载荷沿接触线分布不平均； 〔B〕 动载荷； 〔C〕 冲击； 〔D〕 齿间载荷分配不均。

2、流体的粘度是指流体的 。

(A)强度； 〔B〕 刚度； 〔C〕 流淌阻力； 〔D〕 油性。

3、45号钢经调质处理，在常温下工作的轴，当运算说明其刚度不够时，应采取的正确措施是 。 (A)改用合金钢； 〔B〕 改变表面粗糙度； 〔C〕 增大轴的直径； 〔D〕 提高轴的表面硬度。

4、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是____.

(A)三角形螺纹 (B)梯形螺纹 (C)锯齿形螺纹 (D)矩形螺纹

5、半圆键联结的要紧优点是____.

(A)对轴的强度削弱较轻 (B)键槽的应力集中较小 (C)工艺性好、安装方便

6、带传动打滑总是____.

(A)在小轮上先开始 (B)在大轮上先开始 (C)在两轮上同时开始

7、在蜗杆传动中，假如模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使____.

(A)传动效率提高，蜗杆刚度降低 (B)传动效率降低，蜗杆刚度提高

(C)传动效率和蜗杆刚度都提高 (D)传动效率和蜗杆刚度都降低 8、键的长度要紧是依照____来选择.

(A)传递转矩的大小 (B)轮毅的长度 (C)轴的直径 9、为了有效地提高齿面接触强度，可____.

(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 10、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 得分 二、填空题〔31分〕[每空1分]

1、非液体润滑轴承应进行_________________________、_________________________和____________________的运算。

2、一般平键的工作面是_______，工作时靠______________________________________传递转矩.。

3、带传动中，带的弹性滑动是带传动的___________特性，是___________幸免的；而打滑那么是________ ___。

4、某V带传动所传递的功率P=5.5kw,带速V=8.8m/s,紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=1.5F2。那么其有效圆周力Fe为 N，紧边拉力为 N，松边拉力为 N。

5、型号为6315/P5的滚动轴承，类型是 轴承，内径为 mm，直径系列为 系列，公差等级为 级，游隙为 组。

6、工作中只承担弯矩的不承担转矩的轴叫 ，只承担转矩不承担弯矩的轴叫 ，同时承担弯矩和转矩的轴叫 。

7、形成流体动压润滑的必要条件是 、 和 ； 8、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。

9、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 ________________。

10、有弹性元件的挠性联轴器的要紧优点是 ，又能 。

三、分析题1〔11分〕

1、如图3-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。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。 得分

图3-1

得分

四、分析题2〔10分〕

试分析指出图3-3所示轴系结构中的错误，说明缘故。图中齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。

图4-1

得分

五、运算题1〔14分〕

1．一螺栓所受轴向工作载荷为F=6000N，螺栓受载后被联接件间的残余预紧力F1为工作载荷的1.2倍。螺栓相对刚性系数Cb/〔Cb+Cm〕=0.8，许用拉应力90MPa。求： 〔1〕螺栓小径d1的运算值。 〔2〕预紧力F0的大小。

得分

六、运算题2〔14分〕 2、〔20分〕图示为手动铰车中所采纳的蜗杆传动。m=8mm，d1=80mm ，z1=1，i=40，卷筒的直径D=250mm，试运算：〔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=100N，手柄转臂的长度l的最小值 (不计轴承效率) 。

图6-1

七、运算题3 (10分)

一转轴支承在一对角接触球轴承上，轴承布置如图，两轴承所受径向载荷

Ｆr1=Fr2=600N，轴另受有轴向负荷FA=500N, 试运算两轴承所受的轴向力Fa1、Fa2，〔内部轴向力F’=0.5Fr〕。

1

FA

得分

2

2007/2020学年第二学期末考试试题

一、单项选择题〔每题1分，共10分〕

1、(A) 2、(C) 3、(C) 4、(A) 5、(C) 6、(A) 7、(B) 8、(B) 9、(B) 10、(B) 二、填空题〔31分〕[每空1分]

1、 比压运算p ≤[p]、特性数运算pv ≤[pv]、速度运算 v ≤[v]. 2、 侧表面、挤压和剪切。 3、 固有，不可,能够幸免。 4、 625N，1875N，1250N； 5、 深沟球轴承，75，3，5，0； 6、 心轴，传动轴，转轴。

7、 相对运动的两表面有一定的楔形间隙；两表面有一定的相对速度；润

滑油有一定的粘度，且供由充足； 8、 摩擦防松，机械防松，永久止动；

9、 拉应力，离心力产生的拉应力，弯曲应力，紧边开始进入小带轮的那

一点。

10、补偿两轴间相对位移，缓冲减振； 三、分析题1〔11分〕 1、解:

(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(3分)。 (3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6分)

四、分析题2(10分)

解: 每指出1个错误得1分，说明错误缘故得1分。总分不超过10分。

存在问题分析：

1．轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面错误

1〕轴系采纳全固式结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架，应该

为正装。

2〕全固式结构中，轴左端的弹性挡圈余外，应去掉。 3〕端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙。

2．转动零件与固定零件接触，不能正常工作方面错误

1〕轴右端的联轴器不能接触端盖，用端盖轴向定位更不行。 2〕轴与右端盖之间不能接触，应有间隙。

3〕定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触。 4〕轴的左端端面不能与轴承端盖接触。 3．轴上零件装配、拆卸工艺性方面错误 1〕右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长〔精加工面长〕，装拆困难。

2〕套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难。 3〕因轴肩过高，右轴承拆卸困难

4〕齿轮与轴联接的键过长，套筒和轴承不能安装到位。 4．轴上零件定位可靠方面错误

1〕轴右端的联轴器没有轴向定位，位置不确定。

2〕齿轮轴向定位不可靠，应使轴头长度短于轮毂长度。 3〕齿轮与轴联接键的长度过大，套筒顶不住齿轮。 5．加工工艺性方面错误

1〕两侧轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。 2〕轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。

3〕联轴器轮毂上的键槽没开通，且深度不够，联轴器无法安装。 6．润滑、密封方面错误

1〕右轴承端盖与轴间没有密封措施。

2〕轴承用脂润滑，轴承处没有挡油环，润滑脂容易流失。 改进后如下图。

五、运算题1.(14分) 解:

F1=1.2F=1.2×6000=7200N(2分) F2= F1＋F=13200N(4分)

1/2

d1=[1.3×4F2/(π[σ])]=15.58mm(4分) F0= F1＋[1－Cb/〔Cb+Cm〕]F=8400N(4分)

六、运算题2.(14分) 〔1〕重物上升1m时，卷筒转动圈数：N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27

蜗杆转动圈数为：N1=i N2=40x1.27=50.96(圈) 〔3分〕 〔2〕蜗杆直径系数q=d1/m=80÷8=10

导程角：γ=arctan

z11o

=arctan=7.125q81o

=10.2048 当量摩擦角：v=arctanfv= arctan

因为：γ〈v因此 蜗杆传动满足自锁条件 〔5分〕 〔3〕蜗杆传动的啮合效率：

tantan7.125o10.401tan(v)tan(7.125o10.204o)T250.1250.625kN•m(3分)

T1lT20.6250.039kNm ,i1400.401那么:

T10.0390.39m 〔3分〕 F0.1七、运算题3(10分) 解：轴承内部轴向力为

F1’=0.5Fr1=0.5x600=300N (2分)

F2’=0.5Fr2=0.5x600=300N

(2分)

(受力方向分析2分)

FA+ F2’=500+300=800N> F1’ 因此，轴承2 被压紧 Fa2=

(2分)

Fa1=

(2分)

FA+

F1’=500+300=800N

F1’=300N