机械设计期末试卷与答案

1．对受轴向变载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强

度的有效措施是___A_______。

A)增大被联接件的刚度B)减小被联接件的刚度C)增大螺栓的刚度

2．设计键联接的几项主要内容是：a)按轮毂长度选择键的长度；b)按使用要求选

择键的主要类型；c)按轴的直径选择键的剖面尺寸；d)对键联接进行必要的强度

校核。在具体设计时，一般顺序是___B________。

A)b→a→c→dB)b→c→a→dC)a→c→b→dD)c→d→b→a

3.链传动中,限制链轮最少齿数的目的是为了__A_.

A)减少传动的运动不均匀性和动载荷B)防止链节磨损后脱链

C)使小链轮轮齿受力均匀D)防止润滑不良时轮齿加速磨损

4.磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度

设计计算，用适当增大模数的方法以考虑__C_的影响。

A)齿面点蚀B)齿面塑性变形C)齿面磨损D)齿面胶合

5.滑动轴承的宽径比愈小，则B。

A)轴承温升愈大B)摩擦功耗愈小

C)承载能力愈大D)端泄愈小

6.蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对__B_来进行的.

A)蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度B)蜗轮齿面接触强度和齿根抗弯强度

C)蜗杆齿面接触强度和齿根抗弯强度D)蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度

7．若一对滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷A

基本额定动载荷。

A)大于B)等于C)小于

8．自行车的中轴属于 A .

A)转轴；B)心轴；C)传动轴。

9.带、链、齿轮组成的多级减速传动中，链传动应放在B。

A)高速级B)低速级C)高、低均可

10．联轴器和离合器的根本区别是C。

A)联轴器只能用来联结两根轴，离合器还可用来联结轴上的其它回转零件

B)联轴器只能用来传递转矩；离合器除传递转矩外，还可用作安全、定向或启

动装置

C)要把联轴器联结的两轴分离，需要使机器停车进行拆卸；离合器可在机器工作过程中随时使两轴接合或分离

D)联轴器可以采用弹性元件来缓冲吸振；离合器则没有这种特性

二、填空题（10分)

1．蜗杆传动，蜗杆头数越多，效率越高。

2．滚动轴承6308、2308N 、72308，其中承受径向载荷最大的是N2308；承受轴向载荷最大的是72308。

3.在轴的初步计算中，轴的直径是按扭转强度条件确定的。

4.齿轮传动中轮齿的齿面点蚀，通常首先发生在节线附近靠近齿根处。

三、简答题（共8分)

1．图示一V 带传动，小带轮为主动轮，转向为顺时针。A 、C 和B 、D 分别是V 带绕入点和绕出点。试问：

1)在哪个点上带速大于带轮圆周速度？ 2)在哪个点上带速等于带轮圆周速度？ 3)在哪个点上带速小于带轮圆周速度？（4分) 解：

1）D 点上带速大于带轮圆周速度（1分） 2）A 、C 点上带速等于带轮圆周速度（2分） 3）B 点上带速小于带轮圆周速度（1分）

2．联接螺纹既满足v Φ<ψ的自锁条件，为什么还要加防松装置？试举出两种常用防松原理的防松装置。（4分)

螺纹联接的自锁作用只有在静载荷下才是可靠的，在振动和变载荷下，会产生自动松脱的现象，因此需采用防松装置。（2分）

例：（1）摩擦防松，用弹簧垫圈。2）机械防松，用开口销与六角开槽螺母。（2分）四、受力分析题（12分)

在图示传动系统中，1、5为蜗杆，2、6为蜗轮，3、4为斜齿圆柱齿轮，7、8为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动，锥齿轮8转动方向如图。为使各中间轴上齿轮的轴向力能互相抵消一部分。试问：(1)标出蜗杆1的转动方向；(2)标出斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的螺旋线方向；(3)画出1、4、6、7轮的各分力图。

(1)标出蜗杆1的转动方向(1分)

(2)标出斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的螺旋线方向；（每个0.5分，共2分） (3)画出1、4、6、7轮的各分力图。

1、6每个力1分，共6分；4、7每个力0.5分，共3分

五、用文字说明轴系结构的错误所在。（答对5个为10分,答错一个倒扣1分)

Ft1

Fr1

Fa4

Ft4

Fr4

Fa7

Fr7

Ft7

Ft6

Fr6

1） 轴肩过高，无法拆卸轴承

2） 套筒顶不住齿轮（过定位），应使轮毂的长度稍大于轴段长 3） 键过长，套筒无法装入 4） 套筒过高，右侧轴承拆卸困难 5） 缺少调整垫片，无法调整轴承游隙 6） 箱体端面加工面与非加工面没有分开 7） 精加工面过长且装拆轴承不便 8） 静止件与转动件接触（轴与端盖） 9） 联轴器空未打通 10）缺少密封件

七、计算题（14分)

如图所示为一对角接触球轴承在两个支点上的组合设计。已知：12500r F N =，

21250r F N =，作用在圆锥齿轮4上的轴向力N F a 5004=，作用在斜齿轮3上的轴

向力N F a 10053=，试确定危险轴承的寿命为多少小时。

（轴承基本额定动载荷N C 31900=，min 1000r n =，1=t f ，2.1=p f ，4.0=e ，派生轴向力0.4d r F F =，当

a r F e F ≤，1=x ，0=y ；a r

F

e F >，4.0=x ，6.1=y )

解：1）画出派生轴向力12,d d F F 方向如图()分2

2）11220.40.425001000,0.40.41250500d r d r F F F F ==⨯=N ==⨯=N ，()分2

3）423110002005a d a d F F F F +=N +=N ，

4231a d a d F F F F +<+

所以轴承2被压紧，轴承1被放松。

1231410001505a a a d a F F F F F ==N =+-=N ，()分2

4）

()()()()

11111111122222222210000.4,1,0, 1.21250030002500

1505 1.204,0.4, 1.6,1250

1.2(0.41250 1.61505)3489.6a p r a r a p r a r F X Y P f X F Y F F F X Y P f X F Y F F ====∴=+=⨯⨯=N =====+=⨯⨯+⨯=N ()4分

5）()3

6610103190012731.92606010003489.6h C L h n P ε

⎛⎫⎛⎫

=== ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭

（4分）

八、计算题（12分)

一个单级直齿圆柱齿轮减速器中，已知齿数z1=20,z2=60,模数m=4mm ，齿宽系数Фd =0.5,1 2.8Fa Y =1 1.55sa Y =；2 2.28Fa Y =2 1.73sa Y =。若主、从动轮的许用接触应力分别为[]1500H MPa σ=，[]2430H MPa σ=，[]1340F MPa σ=，[]2280F MPa σ=,载荷系数K=1.8，节点区域系数Z H =2.5,弹性系数Z E =189.8MPa ,试求该大齿轮