机械设计考试试题及其答案

机械设计考试试题及其答案1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【B】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【C 】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载3．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【B 】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 52084．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【D 】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【C】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【D 】A．弹簧外径与簧丝直径之比值B．弹簧内径与簧丝直径之比值C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值D．弹簧中径与簧丝直径之比值7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【B】A．90° B. 120° C.135° D.180°8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【D】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【D 】A．拉力 B.扭矩C．压力 D.拉力和扭矩10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【D 】A．制造困难 B.要使用较长的销轴C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力二、1．轴如按受载性质区分，主要受婉拒的轴为心轴，主要受转矩的轴为传动轴。

2．代号62203的滚动轴承，为深沟球轴承轴承，其内径为17 mm。

3．在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大于大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取大齿轮齿宽b2 。

4．普通平键联接的工作面是键的两侧面；楔键联接的工作面是键的上下面。

5．为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用机孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。

6．不随时间变化的应力称为静应力，随时间变化的应力称为变应力，具有周期性的变应力称为循环变应力。

7．按照平面图形的形状，螺纹分为三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。

8．按照工作条件，齿轮传动可分为开式传动和闭式传动两种。

9．齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按齿面接触强度设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。

10．直径较小的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮和轴做成一体，称为齿轮抽。

三、简答题：本大题共6个小题，每题5分，共30分。

把答案填在题中横线上。

1．简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种？1．螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。

2．提高螺栓联接强度的措施有哪些？2．降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；避免或减小附加应力。

3．闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分？3．闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。

4．简述带传动的优点？4适于中心矩较大的场合；分带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防止损坏其他零件；结构简单、成本低廉5．链传动的主要失效形式有哪些？4．链板疲劳破坏，滚子套筒的冲击疲劳破坏；销轴与套筒的胶合；链条铰链磨损；过载拉断。

6．滚动轴承的基本类型有哪些？5．调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等四、计算题：本大题只有一个小题，满分14分下图表示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N，若取接合面间的摩擦系数ƒ=0.2，可靠性系数K S=1.2，螺栓材料的的许用应力[σ]=120N/mm2，螺栓的小径d1=17.294mm。

试校核螺栓的强度。

五、结构改错题：请用圆圈标出错误的位置，满分16分一、选择题：{第二套}1．齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在【D】A．齿顶部分 B. 靠近节线的齿顶部分C．齿根部分 D. 靠近节线的齿根部分2．塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为【D 】小直径d1。

五、结构改错题：本大题只有一个小题，满分12分[第一套]选择题：1－5：BCBDC 6－10：DBDDD 一、填空题：1．弯矩，转矩2．深沟球轴承，173．大于，大齿轮齿宽b24．两侧面，上下面5．基孔，基轴6．静应力，变应力，循环变应力7．三角形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹8．开式传动，闭式传动9．齿面接触强度10．齿轮轴二、简答题：6．螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。

7．降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；避免或减小附加应力。

8．闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。

9．适于中心矩较大的场合；……………1分带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；……………1分过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防止损坏其他零件；…………2分结构简单、成本低廉……………1分10．链板疲劳破坏；……………1分滚子套筒的冲击疲劳破坏；……………1分销轴与套筒的胶合；……………1分链条铰链磨损；……………1分过载拉断。

……………1分11．调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。

……………0.5分四、计算题五、结构改错题：共八处错误[第二套]；一、选择题：1－5：DDDCC 6-10：BBAAD二、填空题：1．≤350，点蚀2．国家标准，行业标准3．左旋螺纹，右旋螺纹4．平键，半圆键5．弯曲强度6．浸油润滑，喷油润滑7．滚子链，齿形链8．外圈，内圈，滚动体9．向心轴承，推力轴承10．螺旋弹簧，环形弹簧三、简答题：1．轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形 (1)2．若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。

…………2分这种由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。

…………2分打滑应当避免，弹性滑动不可避免。

…………1分3．6─深沟球轴承…………1分3─中系列…………1分08─内径d=40mm…………1分公差等级为0级…………1分游隙组为0组…………1分4．联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。

…………1分刚性联轴器又分为固定式和可移式。

…………1分固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移。

…………1分可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。

…………1分弹性联轴器包含弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并具有吸收振动和缓和冲击的能力。

…………1分5．常用的螺纹紧固件品种很多，包括螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。

6．与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的传动比；…………1分需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，结构紧凑；…………1分能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作；…………1分安装精度要求较低；…………1分中心矩较大时其传动结构简单。

…………1分五、结构改错题：共八处错误设计改错题：一、结构题（本题10分）下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。

齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该设计的错误。

要求：1．在图中用序号标注设计错误处；2．在图下方的空白处标注序号，按序号列出错误，并提出修改建议；3．不必在图中直接改正。

解：左起（每错1分，得10分为止）1．未画机箱；增画2．轴肩高于轴承内圈；降低轴肩3．无挡油环；加挡油环4．两键未开在同一轴线上；两键同轴线5．齿轮与轴段同宽；轴段减小6．套筒高于轴承内圈；降低套筒高度7．长轴段未加工阶梯；设计阶梯轴8．轴承端盖直接与轴接触；留出间隙9．为设置密封；设计密封10．联轴器与轴承端盖直接接触；设计阶梯，分离联轴器与轴承端盖11．联轴器未用阶梯轴进行轴向定位；设计阶梯12．端部挡圈未压紧。

压紧二、结构题（10分）下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。

齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。

要求：1．在图中用序号标注设计错误处；2．按序号列出错误，并用文字提出改正建议；3．不必在图中改正。

1、左、右两边轴承端盖均无调整垫片2、左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3、键过长4、齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm5、套筒高度高过右边轴承内圈的高度6、右边轴承端盖与轴要留有间歇7、右边轴承端盖与轴间要有密封圈8、和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9、两端的轴承要设有挡油环10、联轴器没有周向定位。

三、指出错误画出的正确结构图如图。

(10分)[解]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。

四、结构改错题：共八处错误题七图第七题1.无垫片，无法调整轴承的游系2.轴肩过高，无法拆卸轴承3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘4.轴套长度应小于轮毂的长度5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。

6.套筒顶不住齿轮（过定位）7.套筒应低于轴承外圈8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。

9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。

五、请将图15.3中轴系结构有错误及不合理处，用序号标出，并按序号简要说明原因。

图15.3解：其错误如下：（1）轴的右端面应缩进带轮右端面12mm且应有轴端挡圈固定带轮；（2）带轮与轴间应有键联接；（3）带轮左端面靠轴肩定位，下一段轴径加大；（4）带轮两个槽中间没有线；（5）取消套筒（若保留套筒对带轮的定位也可，那么套筒应穿过透盖顶到轴承内圈右端面）；（6）透盖与轴之间应有间隙，且还应有密封毡圈；（7）应改为喇叭口斜线，用角接触球轴承；（8）与轮毂配合段轴径应比轮毂长12mm；（9）轮毂与轴之间应有键联接；（10）两个轴承端盖与箱体间应有调整垫片；（11）箱体上端盖接触之外的外表面应低一些；（12）轴承端盖外圆外侧应倒角。

轴系结构改正如图15.4轴线上6.图中为用一对角接触球轴承支承的轴系部件，轴承外圈窄边相对安装。

试按示例○I所示找出其他错误（不少于7处）。