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1、第 页 1 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N 0 为界分为两个区：当N N 0 时， 为（ ）区；当NN 0 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
2、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。第 页 2 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
3、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“弹性第 页 3 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。 （ s ） 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
4、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。第 页 4 五、 （15 分）如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F5KN，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i3.2，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 a320mm，模数m3mm ，取齿宽系数 1。试确定下列几何 d 尺寸：m、z 1 、z 2 、d 1
5、 、d 2 、b 1 、b 2 。（模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、）第 页 5 机械设计试题 A 标准答案 一、填空（每空1 分，共20 分） 1在疲劳曲线上，以循环基数N 0 为界分为两个区：当N N 0 时，为（ 无限寿命区 ） 区；当NN 0 时，为（ 有限寿命区 ）区。 2刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（ 弹性变形 ）的能力。零件材料的弹性模量越 小，其刚度就越（ 小 ） 。 3润滑油的（ 油 ）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（ 粘度 ）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
6、（ 添加 剂 ） 。 5正是由于（ 弹性滑动 ）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为 （ 打滑 ）和（ 带的疲劳破坏 ） 。 6蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（ 相对滑动速度 ）很大，因此导致传动的（ 效率 ）较低、温升较高。 7链传动水平布置时，最好（ 紧边 ）边在上， （ 松边 ）在下。 8设计中，应根据被联接轴的转速、 （ 转矩 ）和（ 直径 ）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（ 相对间隙 ） ；而（ 偏心距 ）与（ 半径间隙 ）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（ 1.5 ）个键计算。 二、判断题
7、（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。 （ 第 页 6 ） 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
8、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。 （ ） s 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？ 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。 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”？ 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，
9、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。 3 简述形成稳定动压油膜的条件？ 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。 4 解释名词； 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。第 页 7 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 10 6 转时， 轴承所能承受的最大 载荷。 五、解：（
10、1）将 F 向螺栓组形心平移，同时得转矩 T。 T=500F510 5 5002.510 6 （N） 4 分在 F 作用下，各螺栓所受横向力为 F s1 （N） 3 分 1250 4 10 5 3 z F在 T 作用下，各螺栓所受横向力也相等，为 （N ） 4 分 2 2 6 2 2 80 80 4 10 5 . 2 4 4 F r T r rT s 3 . 5524显然，1、2 两螺栓所受的横向力最大，为 cos 2 2 1 2 2 2 1 max s s s s s F F F F F o 135 cos 3 . 5524 1250 2 3 . 5524 1250 2 2 （N ） 4 分
11、 6469 六、解：（1）由 得 ) ( 2 1 2 1 z z m a m m a z z 320 2 2 2 1 取 m =5（mm ） （应为标准值） 2 分 则 128 （1） 2 分 5 320 2 2 1 z z 160 160 500 F T F第 页 8（2） 2 分 1 1 2 2 . 3 z iz z 联立 （1） 、 （2）解得 ， 47 . 30 1 z 53 . 97 2 z 取 ， 4 分 30 1 z 98 2 z（mm） 2 分 150 30 5 1 1 mz d（mm ） 2 分 490 98 5 2 2 mz d（mm） 2 分 150 1 1 d b d
12、取 （mm） ， （mm ） 4 分 150 2 b b 160 10 150 10 2 1 b b 注：本题主要考察：m 是否为标准值？是否满足 ？各参 ) ( 2 1 ) ( 2 1 2 1 2 1 z z m d d a 数和尺寸取值圆整是否合理？第 页 9 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 N （ ）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
