机械设计模拟题

一、填空题（每空 1 分，共计 20 分。

请将答案写在答题纸上）
1.机械零件的工作能力是指保证零件正常工作而不发生失效-- 参数的极限值。

2.相对于载荷而言的工作能力称为承载能力。

3.根据零件的失效分析结果，以防止产生各种可能的失效为目的，制定计算该零件工作能力
应遵循的基本原则称为计算准则。

4.V 型带传动是应用最多的带传动，其横截面为等腰梯形，以两侧面为工作面。

5.V 带紧边的拉力取决于带的初拉力和有效拉力。

6.考虑到均匀磨损原因，链轮的齿数宜取奇数。

从动载荷和传动平稳的角度来说，小链轮齿
数不宜太小，从结构和避免脱链的角度来说，小链轮的齿数不宜。

7.齿面疲劳点蚀常出现在节圆附近。

在蜗杆传动的中间平面内，蜗杆齿廓与齿条相同。

8. 对滑动轴承进行平均压强计算的目的是防止轴承工作面的。

9.当润滑油作层流运动时，粘度标志着润滑油内摩擦阻力的大小。

一般油孔和油槽开在滑动
轴承轴瓦的非承载区。

10.弹簧指数 C（也叫旋绕比）对弹簧刚度影响很大， C 值越大，刚度越小。

11 在检验齿轮的制造精度时，常需测量齿轮的公法线，用以控制齿轮的齿侧间隙公差。

12.对于闭式蜗杆传动，通常按齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度进行校
核计算，同时还要进行热平衡计算。

二、判断题（每题 1 分，共计 10 分。

正确的写 T，错误的写 F ，请将答案写在答题纸上）
1. 轴承材料的耐磨性，是指工作表面有摩擦阻力小的性质。

F
2.对开式滑动轴承工作面的间隙可以调整。

T
3.普通平键的失效为工作面的磨损。

F
4.心轴是只承受弯矩的轴。

T
5.蜗杆传动的失效形式通常是出现在蜗轮上。

T
6.为了提高螺纹联接的强度，可以采用加厚螺母。

F
7.水平布置带传动的紧边通常在上边。

F
8.凸缘联轴器用于两轴严格对中的场合。

T
9.齿面胶合常发生在齿顶与齿根啮合处。

T
10. 轴承在基本额定动载荷的作用下，转动10 6转后，仍有 10% 的轴承能工作。

F
三、选择题（每题 2 分，共计 30 分。

每题只有一个选择是正确的。

请将答案写在答题纸上）1．如果齿轮的轮齿经常折断，则可考虑C。

A 增大中心距
B 减小转动比
C 增大模数
D 减小齿数
2．自行车后飞轮应用的是 A 离合器。

A定向B安全C摩擦 D 牙嵌
3．滚动轴承静强度计算是为了防止轴承产生B失效。

A疲劳点蚀B塑性变形C磨损D胶合
4．如果减小带转动的中心距，则可能会使得B。

A 传动比减小B包角减小C传动能力提高D摩擦力增大
5 ．齿面接触疲劳强度计算的目的是防止齿轮C失效。

A 胶合B折断C点蚀D塑性变形
6 ．螺纹联接防松的有效措施之一是C。

A 增大螺栓刚度B减小被联接件刚度C利用摩擦D增大螺栓直径
7 ．强度计算时，直齿齿轮与斜齿齿轮计算参数相同的是D。

A 载荷系数B齿形系数C重合度系数 D 许用应力
8 ．基本额定寿命是指同一批轴承，在相同工作条件下，B的轴承在发生点蚀前能运转的总转数或工作小时数。

A 100%
B 90%
C 50%
D 10%
9 ．根据动压润滑雷诺方程，C不是形成液体动压滑动润滑的必要条件。

A 两相对运动表面必须形成收敛油楔B油楔中的油必须有一定的粘度
C油楔中的油必须有一定的压力 D 两相对运动表面有一定的相对速度
10．图示相互啮合的 4 个齿轮，其中应力循环次数不同的是C(带箭头者为主动轮 )。

A齿轮 1B齿轮2C齿轮3D齿轮4
34
11．下列参数中，D不会影响蜗杆传动的温差。

12
A 传动效率η
B 散热面积 A
C 散热系数 k
D 蜗轮模数 m
12．已知蜗杆的线速度 v 1，蜗轮的线速度 v2，则蜗轮蜗杆相对滑动速度v s为 A 。

A √ v12 + v 22
B v 1 / v 2
C v1 + v 2
D v 2 -v 1
13．下列蜗杆传动中，转动方向正确的是C。

A B C D
14．滚动轴承滚道上的点受到的应力是变应力，其循环特性C。

A r=1
B r=-1
C r=0
D r ＞0
15．闭式软齿面齿轮常见失效形式是 A A。

A 点蚀
B 磨损
C 塑性变形
D 折断
四、计算题（40 分）
一、 1 ．(10) 在图示气缸盖联接中，气缸内经 D 1=200mm ，气缸中压力 p=2MP a，8 个螺栓均
匀分布在直径 D 0 =300mm 的圆上。

如果该联接螺栓的相对刚度为0.25 ，并要求残余预紧
力为工作拉力的 1.5 倍，试求其预紧力以及螺栓所受的最大拉力。

D0
1 解：单个螺栓受到的工作拉力F=p πR2/Z=2×π ×0.12/8=7854N
残余预紧力 F″=1.5F=1.5×7854=11781N
预紧力 F′= F ″+（1-0.25 ）F=11781+0.75×7854=17672N 总拉力 F0= F ″+F=17672+7854=25526N p
D1
2 ．(15) 图示中轴的两端安装角接触球轴承，转速n=1450r/min，常温
F R
工作，轴上所受载荷各为 F R=3600N ，Fa=500N ，试计算轴承寿命。

已
F a
2L L
知C=22.5kN ，e=0.68 ，f P=1.5 ，F S=0.63 F R，F A /F R >e 时，X=0.41 ，
Y=0.87 ； F A /F R≤e 时， X=1Y=0 。

2 解： Fr1=1200N，Fs1=0.6
3 Fr1=0.63×1200=756N
Fr2=2400N，Fs2=0.63 Fr2=0.63×2400=1512N
756+500=1256 ＜1512 ，轴有向右运动趋势，左边是紧端，右边是松端。

Fa1=1512-500=1012N，Fa1/ Fr1=1012/1200=0.84＞e
P1=1200 ×0.41+1012×0.87=1372N
Fa2=1512N，Fa1/ Fr1=1512/2400=0.63＜e
P2=2400N
L= （C/fp/P）3×106=2.44×108转
3 ．(15) 图示机构各齿轮均为斜齿轮，参数分别为z1 =25 ，m n1 =2mm ，
β1=11 o21'54''，z2=45，z2 ’=24，z3 =42，m n3 =3mm，蜗轮蜗杆参数
为 z3’=2 ，z4 =60 ，m 4 =4mm ，d 3’=40mm ，I 轴转速 n 1=1450r/min，
III
P=5kw （不计功率损失）。

1 ）要使 II 轴的轴向力为零，齿轮z2’的螺旋
角的大小和旋向？ 2 ）要使 III 轴的轴向力尽可能地小，蜗轮的转动方向和螺旋角的旋向？ 3 ）若蜗杆的导程角λ=11 o18'35'' ，计算蜗杆所受力的大小和方向。

为零，则 z3 轮为右旋， 3 ×24/2/4 β 2′ =9 ° 4′ 13 ″
I II z3’IV z1z2
z4 n1
蜗轮为左旋，转动方向为顺时针。

T3 ′=9.55 × 106P/n1×/d4=2×z2’z3 103733 ×30/240 × 25430Fr3 ′≈ Fa3 ′tan α=25430 t。