机械设计基础_复习题(带答案)

(D)
A. 轮毂的挤压强度
B. 键的剪切强度
C. 键的弯曲强度
D. 键工作表面的挤压强度
14. 下列组合中，全部都属于轴系零部件的是
A. 圆螺母、弹簧、轴端档圈
B. 滚动轴承、轴、联轴器
C. V 带、滚子链、蜗杆
D.齿轮、轴、六角头螺栓
( B)
15. 转轴上的弯曲应力，属于 A. 静应力
C. 脉动循环变应力
9．当摩擦发生在流体内部的分子之间时，称为：
A. 干摩擦
B. 边界摩擦
C. 流体摩擦
D. 混合摩擦
(C)
10. 滚动轴承一般由如下几个部份组成，它们分别称为: A. 内圈、外圈、滚动体和保持架 B. 上圈、下圈、滚动体和保持架 C. 紧圈、活圈、滚动体和保持架
（ A）
D. 动圈、座圈、滚动体和保持架
C. 脉动循环变应力
D. 复合应力
( C)
3. 当螺纹的牙型角越大时，螺纹副的当量摩擦角越大，此时
影响螺纹副效率的主要参数是
( D)
A. 升角
B. 线数
C. 螺距和牙形角
D. 升角和牙形角
4. V 带设计中确定 V 带根数的依据是
( C)
A. 计算功率
B. 传动功率
C. 带传动的设计准则
D. 计算功率与小带轮转速
直径越小，皮带在小带轮上的弯曲应力越大，许可的最大拉应力即 Ft 就越小，因此能传
递的功率也就越小。
2、链速 V 一定时,链轮齿数 Z 的多少和链节距 P 的大小对链传动的动载 荷有何影响?
答：齿数 Z 越大，动载荷越小。
链节距越小，动载荷越小。
3、请比较齿轮传动与蜗杆传动的主要失效形式的异同点。
答：两者主要失效形式都有点蚀、断齿、胶合、磨损。
T 200
=
R1 • 400 200
=43.64
KN
③ Fmax = FR1 + FT1 =10.91+43.64=54.55 KN
=55P=5500
（N）
④ d1 ≥
1.3F0 π [σ ]
=
4×1.3× 5500 =8.7 mm π ×120
4
(2）直径减小，因为此时螺栓直接承受剪切与挤压。
2. 如右图所示为蜗轮蜗杆—圆锥齿轮组 合传动装置。蜗杆转向n1如图所示。已知蜗杆为 右旋。
(1)中间轴Ⅱ上的轴向力能否抵消一部分？ (2) 确定轴Ⅲ的转向(画在图上)； (3)在蜗轮上标出蜗轮的圆周力Ft2、径向力 Fr2、轴向力Fa2的方向。( 方向指向纸面的用⊗表 示, 相反的则用⊙表示)
(2) 若采用铰制孔用螺 栓, 钢板强度足够，与使用 普通螺栓相比较,螺栓直径 是增大还是减小? 为什么?
(简要回答即可)
解：（1）
① 求 R1 ： R1 · 1100=F · 400
R1
=
4 11
F=21.82KN
②作左板受力分析：
FR1 =
FR 2
=
21.82 2
=10.91
KN
FT1 = FT 2 =
3、右图所示的联轴器的名称为 凸缘联轴器
适宜的使用场合为 载荷平稳且要求严格对中
。
4、 圆柱齿轮传动设计，齿宽b =φd·d1称为 计 算 齿宽，通常是将其值圆整后作为 大 齿轮的齿 宽，为补偿轴向定位误差，取小齿轮齿宽 大于 大齿轮齿宽
5、号为 6211 的滚动轴承, 其内径d= 55 mm, 尺寸系列代号为 2
A.沿轴向固定并传递轴向力 B.沿轴向可作相对滑动
C.沿周向固定并传递扭矩
D.安装与拆卸方便
二 填空题 1、圆柱齿轮传动设计，齿宽系数φd=b/d1,当b愈大，承载能力也愈 大 ，但使
偏载 现象严重，因此φd取值应恰当，对称布置的齿轮比悬臂布置的齿轮取偏 大 值.
2、代号为 36205 的滚动轴承, 其内径d= 25 mm, 尺 寸 系 列 代 号 为 62 , 轴 承 类 型 代 号 为 3。
)
3
=7780
h
>
7200
所以所选轴承合适。
5、已知一横梁由两段钢板，用 2 个螺栓联结而成。尺寸如图，横梁所受的载荷 F 为 60 kN 作用。求：
(1) 若 板 间 摩 擦 系 数 f=0.18,螺栓材料的许用应 力 [σ]=110MPa, 可 靠 系 数 1.2, 若 使 用 普 通 六 角 螺 栓，试依据强度条件提出对 螺栓直径的要求。
8、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结件。有何应用特点？
答： 双头螺柱联接 使用双头螺柱,六角螺母。 垫圈，适用于被联接件之一不便钻通孔，且需经常装拆的场
合。
四 分析计算题 1、已知一扳手由两段钢板，用 2 个螺栓联结而成，结构如图。扳手拧紧力 P=100 N。求：
(1) 若板间摩擦系数 f=0.12,螺栓材料的许用应力[σ]=120MPa,可靠系数 1.2, 若使用普通六角螺栓，试依据强度条件计算出螺栓的危险剖面应具有的最 小直径。
B. 对称循环变应力 D. 复合应力
( B)
16. 查取 V 带型号的依据是 A. 带轮的最小直径 C. 传动功率与小轮转速
B. 带的线速度 D. 计算功率与小带轮转速
( D)
17. 使带传动产生弹性滑动的主要原因是
( D)
A. 带轮传动的张紧力不足
B. 带的弹性太大
C. 传动的功率大于设计值
D. 带是弹性体，主、从边存在拉力差
Fa1 / Fr1 =0.7> e=0.68, X=0.41 ,Y=0.87
Fa2 / Fr2 =1.6> e, X=0.41 ,Y=0.87
P1 =0.41×3000+0.87×2100=3057 N
P2 =0.41×1000+0.87×1600=1802 N
则：
Lh
=
60
106 ×1200
(
25200 3057
YFa1Ysa1 2.72 ×1.58
YFa2Ysa2 2.32 ×1.72
大齿轮弯曲疲劳强度高。
（2）
σ
F1
=
σF2 YFa 2Ysa
2
•
YFa1Ysa1
=
280 2.32 ×1.72
•
2.72
•
1.58
=301.6
MPa
∴ σ F1 < [σ F ]1 σ F 2 < [σ F ]2 两个齿轮弯曲疲劳强度足够。
不同的是对于蜗杆传动，胶合失效和磨损必须首先考虑。而对于齿轮传动以点蚀、断齿 失效为主。
4、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结件。有何应用特点？
答：螺钉联接
需使用六角头螺栓及垫圈。 适用于被联接件之一不便钻通孔，且不需经常装拆的场合。
5、 带传动与链传动具有优缺点的互补性，带传动有些优点恰好是链传动 的缺点，而链传动有些优点又恰好是带传动的缺点，请各举一例说明。当某 传动装置采用一级带传动、一级链传动时, 两级传动的配置的顺序该怎样才 合理。
答：（1）轴 II 上的轴向力能抵消一部分。
（2）
（3）如图
3．一闭式标准圆柱齿轮传动, 模数m=5 mm，小齿轮齿数Z1 =25、传动比
i=2.4, 查得大、小齿轮的齿形系数YFa2=2.32, YFa1=2.72, 大、小齿轮的应力修
正系数Ysa2=1.76, Ysa1=1.58,而大小齿轮的许用弯曲应力为：[σF] 2=300 MPa，[σF]
备用公式：
L10h
=
106 60n
⎜⎛ ⎝
C P
⎟⎞ε ⎠
h
Fd = 0.7Fr
解： Fd1 =0.7 Fr1 =2100 N
Fd 2 =0.7 Fr2 =700 N
Fa1 = max
Fd1 =2100
Fd 2 + Fae =700+500=1200
∴ Fa1 =2100 N
Fa2 = Fd1 - Fae =2100-500=1600 N
5. 造成带传动传动比不准确的原因是
( D)
A. 带轮传动的张紧力不足
B. 带传动的打滑
C. 传动的功率大于设计值
D. 带传动的弹性滑动
6. 下列参数组中，对套筒滚子链承载能力影响最明显的是 ( A )
A． 链节距Ｐ和小链轮齿数Ｚ1 B． 链节数和小链轮齿数Ｚ1
C． 中心距和链节距Ｐ
D． 中心距和链节数
1=320 MPa ， 并 且 算 得 大 齿 轮 的 齿 根 弯 曲 应 力 σF2=280 MPa 。 试 问 ：
（备用公式） 1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高？ 2）两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够？
Fra Baidu bibliotek
σF
=
2KT1 φd m3Z12
YFaYsa
≤ [σ F ]
答：（1）由 [σ F ]1 = 320 =74.46 < [σ F ]2 = 300 =75.18
(2) 若采用铰制孔用螺栓, 钢板强度足够，与使用普通螺栓相比较,螺栓直径 是增大还是减小? 为什么?(简要回答即可)
解：（1）①力平移 ②作左钢板受力分析：
FR1 =
FR 2
=
P 2
2a FT1 =10aP
FT1 =5P
Fmax = FR1 + FT1 =5.5P
③
F0
=
1.2 • Fmax 0.12
7. 齿轮传动的载荷系数中，动载荷系数ＫV ，除决定于齿轮的圆周
速度Ｖ以外，与下列因素有关的是
(C)
A.齿面粗糙度
B.轮齿宽度
C.齿轮制造精度
D.端面重合度
8. 下列中作为蜗杆传动最主要的缺点是
(D)
A. 制造费用较高
B. 对啮合副的材料要求较高
C. 难以进行精确的强度计算 D. 传动效率较低、发热较大
4、如图所示，轴由一对 7306AC角接触
球轴承支承。已知 Fr1 ＝3000 N, Fr2
＝1000 N ,n=1200 r/min，作用在轴上的
外 加 轴 向 载 荷 Fae =500 N方 向 如 图 所
示。若载荷系数fP ＝1, 轴在常温下工
作。预期寿命Lh=7200h,试问该轴承是否
合适？(该轴承Cr＝25200 N, e＝0.68, X＝0.41, Y＝0.87) 。
A. 干摩擦
B. 边界摩擦
( B)
C. 流体摩擦
D. 混合摩擦
21. 带有保持架的滚动轴承，其磨损与不带保持架的滚动轴承相比
A. 普遍增大
B.普遍减小
C. 没有明显差别
D. 在滚子轴承中普遍减小，在球轴承中普遍增大
（ B）
22． 解释轴的当量弯矩图作用的较全面的说法是：
( D)
A. 计算最小轴径
B. 按弯扭合成校核轴的强度
11．当转轴上的支点位置尚未确定时，初估轴的直径使用的计算依据是 （ A ）
A.扭转强度
B.弯曲强度
D.弯曲刚度
D.复合强度
12．要求补偿位移且载荷平稳时，优先选用的联轴器的类别为
(C)
A. 采用刚性联接
B 采用金属弹性元件的挠性联接
C. 采用刚性元件的挠性联接 D 采用非金属弹性元件的挠性联接
13. 标准平键联接的承载能力，通常取决于
7、请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则，在闭式齿轮传动 设计中，分别用这两个准则来设计哪两个参数？
答：齿面接触疲劳准则：σ H ≦[σ H ] 齿根弯曲疲劳准则：σ F ≦[σ F ] 使用σ H ≦[σ H ]计算准则计算分度圆直径 d1 使用σ F ≦[σ F ]计算准则计算或校核模数 m
机械设计 复习题
一 选择题:
1. 下列组合中的零、部件，都属于“机械设计”课程研究对象的是 ( D )
A. 齿轮、轴、柴油机的曲轴
B. V 带、滚子链、汽门顶杆
C. 平键、六角头螺栓、活塞
D. 滚动轴承、弹簧、联轴器
2. 对于启动频繁的转轴上的扭转剪切应力，一般将其处理为
A. 静应力
B. 对称循环变应力
C. 确定轴的危险剖面位置
D. 按弯扭合成校核轴的强度和确定轴的危险剖面位置
23．要求补偿位移且载荷不平稳严重时，优先选用的联轴器的类别为 ( D )
A. 采用刚性联接
B 采用金属弹性元件的挠性联接
C. 采用刚性元件的挠性联接 D 采用非金属弹性元件的挠性联接
24. 键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 ( C )
,
轴承类型代号为 6
。
6、右图所示的联轴器的名称为弹性套柱销联轴器
具有补偿 综合 位移的能力，当传递的载荷不平稳时具有 的能力。
缓冲减振
三 问答题: 1、 同一型号的三角带, 为何小带轮直径越小, 单根三角带所能传递的功
率越小? 答：由 P= Ft ·v 得，直径越小，转速一定时，线速度越小，所以能传递的功率越小。
18. 齿轮传动的载荷系数中，载荷集中系数Ｋβ，除决定于齿轮宽度
以外，与下列因素有关的是
( B)
A.齿面粗糙度
B. 齿面硬度
C.制造精度
D. 端面重合度
19．下列中作为蜗杆传动最主要的优点是
( B)
A. 传动平稳，噪音小
B. 单级传动比大而结构紧凑
C. 在一定条件下能自锁
D. 可实现空间相交轴传动
20． 当摩擦发生在金属表面的吸附膜之间时，称为：
答：带传动传动平缓，具有缓冲减振作用，链传动传动平稳性较差。
链传动平均传动比是一个定值，但带传动传动比不准确。 带传动放高速级，链传动放低速级。
6、 请简要说明链传动的多边形效应对传动性能的影响，链轮齿数 Z 的 多少对多边形效应有何影响?
答：链传动的多边形效应造成瞬时传动比不是个定值（波动），因此传动不平稳。 链轮齿数 Z 越大，多边形效应越小。