上海工程技术大学机械设计试题A资料

《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。

（）10．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R A F F ＞e 时，X ＝0.41，Y ＝0.87。

问哪个轴承的寿命低？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d ＝1。

试确定下列几何尺寸：m 、z 1、z 2、d 1、d 2、b 1、b 2。

（模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、…）F x =900N F R1=4000N F R2=2500N12《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（）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。

（1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆；（3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。

3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（）；其表面接触疲劳强度主要取决于（）。

（1）中心距和齿宽；（2）中心距和模数；（3）中心距和齿数；（4）模数和齿宽。

4、对于径向滑动轴承，（）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（）轴承必须成对使用。

（1）整体式；（2）剖分式；（3）调心式；（4）调隙式。

5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（）。

（1）增大链节距和链轮齿数；（2）增大链节距并减小链轮齿数；（3）减小链节距和链轮齿数；（4）减小链节距并增加链轮齿数。

6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（）联接。

（1）普通平键；（2）半圆键；（3）楔键；（4）切向键。

三、简答题（每小题5分，共20分）1．画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？2．简述Miner法则（即疲劳损伤线性累积假说）的内容。

3．简述齿向载荷分布系数 和齿间载荷分配系数 分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？4．试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。

四、（15分）已知某材料的力学性能为：1-σ＝350MPa ，m ＝9，0N ＝5×610，对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1）1σ＝550MPa ，循环次数n 1＝5×410；（2）2σ＝450 MPa ，循环次数n 2＝2×510；（3）3σ=400 MPa 。

求：发生疲劳破坏时，3σ的循环次数n 3＝？六、（18分）图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承。

已知蜗杆所受轴向力x F ＝580N ，两轴承的径向力为：1R F ＝935N ，R2F ＝1910N ，载荷性质系数P f ＝1.1。

试计算两个轴承的当量动载荷。

注：＊内部轴向力S F ＝eF R ， e ＝0.36。

＊当RA F F ≤e 时，X ＝1，Y ＝0；当R A F F ＞e 时，X ＝0.41，Y ＝0.87。

八、（17分）图示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，输出轴功率P Ⅲ＝5KW ，转速n Ⅲ＝157rpm ，各轮齿数为：z 1=25，z 2=60，z 3=22，z 4=84，设效率为100％。

（1） 在图中标出各轮转向，并计算各轴的转矩。

（2） 为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向。

（3） 在图中标出2、3两轮在啮合点处所受各分力(t F 、F r 、F x )的方向。

12ⅡⅢ《机械设计》试题A 标准答案一、填空（每空1分，共20分）1．无限寿命区 有限寿命区2． 弹性变形 小 3． 油 粘度4． 添加剂 5． 弹性滑动 打滑 带的疲劳破坏 6． 相对滑动速度 效率7． 紧边 松边8． 转矩 直径 9． 相对间隙 偏心距 半径间隙10． 1.5二、判断题1． ×2．√3．√4．×5．×6．√7．×8．×9．×10．√三、简答题（每小题5分，共20分）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。

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。

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。

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F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 15030511=⨯==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 标准答案一、填空（每空1分，共20分）1． 螺栓组形心 轴向工作拉力 2． 轮毂 轮缘3． 节点 圆柱体4． 矩形 渐开线 5． 双螺母等 防松垫圈等 6． 应力比 循环次数7．点 线8．齿面的磨粒磨损 断齿9．速度 pv 值10．无弹性元件的挠性 刚性二、选择填空（每空1分，共10分）1．（ 3）（2）2．（1）（3）3、（4）（1）4、（1）（3）5．（ 4 ）6．（ 1 ）三、简答题（每小题5分，共20分）答：主要经历三个阶段：磨合磨损阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段。