机械设计试题

机械设计试卷（一）

一、选择题：

1、机械零件由于某些原因不能____________时称为失效。

A.工作 B.连续工作 C.正常工作 D.负载工作

2、图示为一螺旋拉紧器，设按图示方向转动螺母套筒3，将保证两螺杆1、2相互靠拢，此时两螺杆的螺纹方向应是_____。

A.两个都是右旋 B.两个都是左旋

C.螺杆1为左旋，螺杆2为右旋 D.螺杆1为右旋，螺杆2为左旋

3、V带（三角带）的参数中,__________尚未标准化。

A.截面尺寸 B.长度 C.楔角 D.带厚度与小带轮直径的比值 4、采用张紧轮调节带传动中带的张紧力时，张紧轮应压在____________边上，若考虑带有较长的寿命，张紧轮最好放于带的___________侧。

A.松 B.紧 C.内 D.外

5、跨距l=400mm的某轴，支承用滚动轴承采用两端固定方式，最大工作温升均为60C,轴的线膨胀系数＝114107℃1，轴承安装时应留有间隙量为：

A.0.210.26 B.0.280.4 C.0.010.08 D.0.050.18

6、已知某机械油在工作温度下的动力粘度为0.018Pa.s，油的密度为900kg/m，则其

3

运动粘度为_________________mm/s

A. 210

-5

2

B. 16.2 C. 20 D. 2.0

7、对于大量生产，形状较复杂，尺寸大的零件应选择_________________

毛坯。

A.自由锻造

B.冲压

C.模锻

D.铸造

与计算过盈量

的

8、采用压入法装配过盈联接中，用来选择过盈量

关系为__________。

A. 能发生。

＝

B.

>

C. min<

D. 以上三种情况都可

。

1

。

9、带传动的主动轮直径dd1＝180mm、转速n1=900r/min，从动轮要求的转速

n2=252r/min，若滑动率＝2%，则从动轮直径应取___________mm。

A.630 B.635 C.640 D.645

10、各种带传动中,_____________带传动允许的传动比数值最大。 A.平 B.V（三角） C.圆 D.有张紧轮的平 11、带传动的最大摩擦力与以下哪个参数有关？ A.带的张紧方法 B.小带轮包角 C.大带轮包角 D.弯曲应力

二、结构题：

1、图中所示为滑键联接，图中有哪些错误？

2、为了改善作用于零件上的载荷分布，对零件应进行合理结构设计：

1）图示的两级齿轮减速器，对于重载传动，希改善齿轮轴和轴承的受力状况，试画出较合理的齿轮布置方案。（允许改变传动布置形式）

2）对于齿宽为b的齿轮，为使载荷均布，在参数选择及结构上应采取哪些措施？

三、计算题：计算下列各题

1、一批滚动轴承，抽查40个，当循环次数为10次时，发现7个已发生点蚀失效，试问N=106时的可靠度Rt为多少？失效概率P(即Ft)为多少？

2、一开口平带减速传动，已知两带轮基准直径为dd1=150mm和dd2=400mm，中心距

6

。

2

。

a=1000mm，小轮转速n1=1460r/min，试求：

1）小轮包角；

2）不考虑带传动的弹性滑动时大轮的转速； 3）滑动率=0.015时大轮的实际转速。

3、一慢速推杆的传动系统如图所示，若电动机转速n0=1450r/min，考虑自锁性

，螺杆采用单线梯形螺纹，螺距P=4mm，求当推杆速度v＝6mm/s时，减速器的减速比应为多少？

四、大型题： 1、图示油缸油压

，缸径D=160 mm，螺栓数量z=8，螺栓材料许用应力

,取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，试计算螺栓直径。

2、图示螺栓联接中，采用两个M16（小径

，中径，）

的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级，紧力（取安全系数

，联接时不严格控制预

，被联接件接合面间的摩擦系数=0.2。若考虑摩擦传

，试计算该联接允许传递的静载荷FR（取

力的可靠性系数（防滑系数）计算直径dc=d1）。

。

3

。

3、某钢制零件,其

，，

，，

。工作变应力

集中系数安全系数

，绝对尺寸系数，

，零件的有效应力

。要求许用

，表面状态系数

常数，校核该零件的强度是否足够。

提示：解此题时，可略去画疲劳极限应力图，因此在不能判断何种失效方式情况下，要求分别验算疲劳强度安全系数及静强度安全系数是否满足要求。

机械设计试卷（二）

一、 选择题：

1、常用的V带传动、滚子链传动及普通平键的主要失效方式分别为

_____________,____________________及__________。（将A,B,C,D按正确顺序填入)

A.微动磨损 B.打滑 C.冲击疲劳 D.工作面压溃

2、与齿轮传动和链传动相比，带传动的主要优点是______________。 A.工作平稳，无噪声 B.传动的重量轻 C.摩擦损失小，效率高 D.寿命较长 3、能正确地表示V带（三角带）在带轮槽中位置的是图_____________。 。

4

。

4、为使V带（三角带）传动中各根带受载均匀些，带的根数z一般不宜超

过__________根。

A.4 B.6 C.10 D.15

5、当带的线速度v≤30m/s时，一般采用__________来制造带轮。 A.铸铁 B.优质铸铁 C.铸钢 D.铝合金

6、跨距为l的某轴，其支承的滚动轴承采用两端单向固定方式，为了允许轴工作时有少量热膨胀，轴承安装时留有0.25mm间隙，轴的线膨胀系数＝114107℃1，最大工作温升约为55C，轴的允许最大跨距lmax为：

A.≤475.3mm B.≤398.7mm C.≤410.8mm D.≤500mm

7、对于大量生产，强度要求较高，尺寸不大，形状较简单的零件，应选择_____毛坯。

A.自由锻造 B.冲压 C.模锻 D.铸造

8、下列零件中，具有变刚度工作特性的是________。 A. 圆柱螺旋压缩弹簧 B. 圆柱螺旋扭转弹簧 C. 菱形齿蛇形弹簧联轴器 D. 弹性套柱销联轴器 9、带传动的理论传动比为4.5，若滑动率＝2%，则实际传动比i应是______。 A.4.55 B.4.57 C.4.59 D.4.61

10、同一V带（三角带）传动用在减速时（小带轮为主动轮）和用在增速时（大带轮为主动轮）相比较，若主动轮转速不变，则传动所能传递的功率___________。

A.相等

二、结构题：

1、画出矩形花键联接小径定心的结构型式草图。 2、画出圆锥面过盈联接的结构图。并说明其特点。 三、计算题：

1、一开口平带减速传动，已知两带轮基准直径为dd1=150mm和dd2=400mm，中心距

B.减速时较大 C.增速时较大 D.数据不足无法判断

a=1000mm，小轮转速n1=1460r/min，试求：

1）小轮包角；

2）不考虑带传动的弹性滑动时大轮的转速；

3）滑动率=0.015时大轮的实际转速。

2、如图所示，滑块由螺旋机构带动在导轨上移动，螺纹a为M121，螺纹b为M100.75。

1）若a和b均为右旋，手柄按图示方向转一圈时，滑块移动距离为多少？方向如何？

2）若a为左旋，b为右旋，手柄按图示方向转一圈时，滑块移动距离为多少？方向如何？

。

5

。

3、求30C石蜡基重机油在5MPa、50MPa、500MPa压力作用下的粘度与大气压

下粘度之比，并分析低副接触与高副接触中是否应考虑压粘效应。（粘度变化超过10％左右，即应考虑压粘效应）

注：1）公式0ep；

2）粘压指数(粘压系数)一般可取2.2108Pa1； 3）一般滑动轴承

四、大型题：

1、气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D=250mm，为保证气密性要求采用12个

；齿轮、滚动轴承一般。

M18的螺栓，螺纹内径15.294mm、中径16.376mm，许用拉应力=120MPa，取

剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径dc=

d1）。

2、某钢制零件,其

，，

，，

。工作变应力

集中系数安全系数

，绝对尺寸系数，

，零件的有效应力

。要求许用

，表面状态系数

常数，校核该零件的强度是否足够。

。

6

。

提示：解此题时，可略去画疲劳极限应力图，因此在不能判断何种失效方式情况下，要求分别验算疲劳强度安全系数及静强度安全系数是否满足要求。

3、已知普通粗牙螺纹大径d=24mm，中径

，螺距P＝3mm，螺纹副

间摩擦系数=0.15，试求：

1）螺纹升角；

2）此螺栓能否自锁？

3）若用此螺栓作起重螺杆，起重时的效率为多少？

机械设计试卷（三）

一、选择题：

1、在液体动压滑动轴承中，偏心率（相对偏心距）愈大，说明

_____________。

A.相对间隙愈小 B.最小油膜厚度愈小 C.半径间隙愈大 D.轴转速愈高

2、在液体动压润滑滑动轴承中，油孔和油沟__________开在油膜的非承载区。

A.不应 B.应 C.不必要 D.少数

3、蜗杆直径系数q（或蜗杆分度圆直径d1）值的标准化，是为了_______。

A.保证蜗杆有足够的刚度 C.利于蜗轮滚刀的标准化 B.提高蜗杆传动的效率 D.便于蜗杆刀具的标准化

4、下列情况___________可能形成液体动压润滑。

5、有一角接触球轴承数据如下：e=0.7，Fa/Fr>e时，X=0.41，Y=0.85，已

知轴承受径向载荷Fr=2100N，轴向载荷Fa=1480N，则其当量动载荷P为___________N（fP=1.2）。

A. 2520 B. 2542.8 C. 2870.2 D. 2119

6、在油中工作的摩擦离合器，最常用的材料为_______，在干摩擦下工作的摩擦离合器，最好采用_______________。

。

7

。

A.淬火钢-淬火钢 B.铸铁-铸铁 C.压制石棉-铸铁 D.铸铁-木材

7、采用______________轴承的轴系轴向刚度高。

A.圆锥滚子轴承 C.深沟球轴承 B.角接触球轴承（＝25） D.角接触球轴承（＝15）

8、推荐链轮最大齿数zmax=120。此限制是为了_____________。

A.保证链的强度

B.保证链传动的充分的平稳性 C.限制传动比的选择

D.当铰链（或铰链销轴）磨损使链节距伸长率达到3％时，仍保证链与链轮的啮合

9、滑动轴承的供油方式，在滑动速度较低时选用___________，滑动速度较高时选用_______________，滑动速度高时选用________________。

A.脂杯润滑 B.油杯润滑 C.浸油润滑 D.压力循环润滑

二、分析题：

解释轴设计中下列公式的意义及用途（包括各符号意义）。 1. 2. 3.

三、结构题：

图中所示为一弹性套柱销联轴器的结构图，但图只画出了一部分，试把此图完成（只剖上半部）。

。

8

。

四、计算题：

1、设计如图所示齿轮减速传动时，已知输入轴转速n1=730r/min，轮1、2的传

动比i1=1.5，轮2、3的传动比i2=2，每天工作8h，每年工作260天，预期寿命10年。求各齿轮的接触应力及弯曲应力的循环次数N。

2、已知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受轴向力和径向力分别为Fa2=539N，Fr2=

246N，试计算此齿轮传动的传动比及大齿轮分锥角（二轴间夹角为90）。

3、一对轴交角＝90的直齿锥齿轮传动，已知：z1＝28，z2＝65，m=3mm，b=32m

m，求：锥距R，小轮的分锥角1，小轮大端顶圆直径da1及齿宽系数R。

五、大型题

1、已知圆柱螺旋压缩弹簧的最小工作载荷F1＝200N，最大工作载荷F2＝450N，

弹簧工作行程=20mm，要求：

1）计算弹簧的刚度；

2）画出弹簧的特性曲线；

3）用计算法和图解法求弹簧受力由0变为200N时，弹簧的压缩量。

2、图示提升机构卷筒的直径d=200mm，已知z1＝20，z2＝60，z3=1，d3=44mm(q=

11)，z4=60，W=20kN，蜗轮分度圆直径d4=240mm，＝20，系统总效率＝0.35。求：

1）匀速提升重物时，加在手柄上的力F（切向力）至少需多大。 2）重物垂直上升时，手柄应向哪个方向转动（在图中画出）。

3）蜗杆若能自锁,分析重物停在空间时（手柄上没有推力）,蜗轮与蜗杆在节点啮合时所受的三个分力的方向及大小。

。

9

。

机械设计试卷（四）

一、选择题：

1、直齿锥齿轮的标准模数是______________。

A.大端模数 B.小端模数 C.平均模数 D.求出平均模数后圆整所得的模数 2、滑动轴承限制pV值是为了限制____________。

A.轴承温升 B.轴承磨损 C.轴承耗油量 D.摩擦过大

3、滑动轴承四种结构形式中,___________能使轴与轴瓦相对移动而方便地

调整间隙。

A.整体式滑动轴承 B.对开式滑动轴承 C.锥形表面滑动轴承 D.多油楔滑动轴承

4、在下列蜗杆传动参数中，________为导出值，不是基本的标准化的参数。

A.蜗杆中圆直径d1 C.蜗杆直径系数q B.蜗杆轴向模数m D.蜗杆轴向齿形角

（阿基米德蜗杆）

5、滑动轴承热平衡计算，是计算____________的热平衡状态。

A.起动阶段 B.稳定运转阶段 C.停止转动以后 D.整个工程过程中 6、若单盘摩擦离合器的摩擦盘尺寸和材料一定，则离合器所能传递的扭矩大小取决于________。

A.运转速度

B.压紧力FQ

C.接合的时间

D.盘材料性质

7、采用___________________轴承的轴系轴向刚度高。

A. 7200C型（＝15） C. 7200B型（＝40） B. 6200型

D. 7200AC型（＝25）

。 10

。

8、对一般要求的非液体摩擦润滑滑动轴承，轴承孔与轴颈的配合可选用

_______________。

A.

B.

C.

D.

9、滑动轴承的润滑方式有：（1）油环润滑；（2）压力循环润滑；（3）油杯

润滑；（4）脂润滑，其适用的速度由低到高正确序列应为___________。 A.1－2－3－4 B.4－3－1－2 C.4－1－2－3 D.4－3－2－1 10、为了提高圆柱螺纹压缩弹簧的承载能力，可进行___________。 A.退火处理 B.强压处理 C.渗碳淬火 D.表面淬火

11、正交直齿锥齿轮传动的传动比i与其当量圆柱齿轮的传动比iv的关系是

__________。

A.

B.

C.

D.

二、分析题： 1、轴的计算弯矩公式

中，为什么要引入系数？什么情况下

取＝1？

2、滑动轴承承载量系数CP取决于哪几个参数？在图表上可以根据哪几个参数查

得轴承的承载量系数CP？

三、结构题：

1、图示链传动，小链轮1按什么方向旋转比较合理（在图中标出）？并说明原因。

2、圆柱齿轮在什么条件下采用实心式结构、腹板式结构及轮辐式结构？

四、计算题：

1、设计如图所示齿轮减速传动时，已知输入轴转速n1=200r/min，轮1、2的传

。 11

。

动比i1=2，轮2、3的传动比i2=2.5，每天工作8h，每年工作260天，预期寿命8年。求各齿轮的接触应力及弯曲应力的循环次数N。

2、一对轴交角＝90的直齿锥齿轮传动，已知：z1＝28，z2＝65，m=3mm，b=32m

m，求：锥距R，小轮的分锥角1，小轮大端顶圆直径da1及齿宽系数R。

3、图中所示为弹性柱销齿式联轴器，若柱销中心所在圆直径D0=120mm，柱销直

径d=20mm，柱销长度l=30mm，许用切应力[]=10MPa，在圆周上均匀分布了6个柱销。试计算此联轴器能传递的转矩T。

注：考虑受力不均按一半柱销受力计算。

五、大型题：计算下列各题

1、轴系由一对圆锥滚子轴承32307（旧7607）支承，基本额定动载荷C＝57.7k

N，轴转速n=1280r/min，两轴承的当量动载荷分别为P1＝4000N，P2＝6120N，预期寿命[Lh]=30000h，试分析轴承寿命是否满足要求。

2、减速器中尺寸参数和转向如图所示，

，忽略摩擦损失。

1）决定低速级齿轮螺旋角的方向，使中间轴的轴向力可以有一部分互相抵消。

2）分析2、3齿轮受力大小和方向。

。 12

。

机械设计试卷（五）

一、是非题：正确的在（）中写“＋”，错误的在（）中写“－”

( )

2、轴的设计的主要问题为强度，刚度和振动稳定性。此外还应考虑轴的结构设计问题。 ( )

3、按许用切（扭剪）应力计算方法计算轴的直径不适用于心轴。 ( ) 4、滑块联轴器用于低速而齿轮联轴器可用于较高速度。 ( ) 5、各种弹簧所受载荷与变形之比均为一常数，称为弹簧刚度。 ( ) 6、辗压、喷丸、渗碳、高频淬火等方法能提高零件的疲劳强度，一是由于表面硬度提高，二是由于在零件表面产生了残余压应力。

( )

7、图示的轴受弯曲应力时，在AA断面，键槽的弯曲有效应力集中系数K1、变位蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮的几何尺寸都发生变化。

＝1,扭转有效应力集中系数K>1。

( )

8、用合金钢制造轴时，用20Cr钢可采用渗碳淬火处理，40Cr钢则采用调质处理。 (

9、对双金属轴瓦，轴承衬衬层厚度愈薄，轴承合金的疲劳强度愈低。 ( )

二、选择题：

1、为了减小齿轮传动的齿向载荷分布（不均）系数K，可将____________。

A.齿轮传动设计成负变位传动

。

13

B.轮齿加工成鼓形齿

。

C.轮齿进行齿顶修缘 D.增加齿轮宽度

2、在设计液体动压润滑向心滑动轴承时，如相对间隙、轴颈转速n、润滑

油粘度和轴承的宽径比B/d，均已取定时，在保证得到动压润滑的情况下，偏心率（或相对偏心距）越大时，则__________。

A.轴承的油膜越厚 B.轴承的摩擦损耗越大 C.轴承的承载能力越高 D.轴承的回转精度越高

3、当轴上零件在轴上的位置要求能在轴向调节时应采用____________。 A.双锁紧挡圈 B.双弹性挡圈 C.轴肩－套筒 D.过盈配合

4、如图所示，为保证液体动力润滑，在推力轴承中，止推盘上的工作表面应做成如图________所示形状，以利于形成液体动力润滑油膜，并保证在起动工况下能正常工作。

三、填空题：

1、1）斜齿圆柱齿轮以________模数为标准模数，___________压力角为标

准压力角；

2）直齿锥齿轮以__________模数为标准模数； 3）阿基米德蜗杆以_______________模数为标准模数，____________压力角为标准压力角。

2、滑动轴承的摩擦润滑形式可分为_________________________________两类。

3、在速比一定的条件下，过小的中心距，对带传动会造成________________

___________________________________________________________________________；对链传动会造成_____________________________________________ ___________________________________________________。

4、图示传动中，蜗杆主动，要求蜗轮与小锥齿轮所受的轴向力方向相反，则蜗杆应为________旋，蜗轮应为_________旋，蜗杆转向为________时针方向。

。

14

。

四、分析题：

图示为活顶尖轴承组合结构：

1）说明三个不同类型轴承各起什么作用？ 2）左端轴承游隙如何调整？

3）轴系中的右端轴承为什么采用调心轴承？

五、结构题：

1、标出图示链传动主动轮小链轮的转向，并说明原因。

2、蜗杆的螺旋部分可用哪几种方法加工？在什么情况下将蜗杆与轴分开制造？

。 15

。

3、试画出双剪销钉式安全联轴器的装配图。 六、计算题：

直齿圆锥齿轮（不变位），所受轴向力Fa=740.58N，径向力Fr=1830.89N，求此齿轮的Ft、1、2、i（轴交角为90）。

七、大型题：

1、轴系由一对圆锥滚子轴承32307（旧7607）支承，基本额定动载荷C＝57.7k

N，轴转速n=1280r/min，两轴承的当量动载荷分别为P1＝4000N，P2＝6120N，预期寿命[Lh]=30000h，试分析轴承寿命是否满足要求。

2、图示为蜗杆-斜齿圆柱齿轮两级传动，右旋蜗杆的转向如图所示。

1）标出中间轴II和从动轴III的转向； 2）确定蜗轮轮齿的旋向；

3）为使轴II所受轴向力最小，确定斜齿轮螺旋线方向；

4）若蜗杆头数z11，蜗轮齿数z280，蜗杆分度圆直径d180mm，蜗杆直径系数q10，试求蜗轮端面模数m，蜗杆升角和中心距a。

5）画出各轮的轴向力和圆周力。

机械设计试卷（六）

一、是非题：正确的在（）中写“＋”，错误的在（）中写“－”

1、按许用切（扭剪）应力计算,因为只考虑了转矩未考虑弯矩，所以这种方

法只适用于传动轴不适用于转轴。 ( )

2、当弹簧在变载荷（其变化范围在Fmin与Fmax之间）作用下，进行疲劳强度

安全系数验算时，通常按应力循环特性r＝常数的情况来处理。 3、滚子链传动中，滚子的作用是减轻轮齿的磨损。

4、滑动轴承受变载时，双金属轴瓦的衬层应尽可能薄些。

。 16

( ) ( ) ( )

。

二、选择题：

1、外啮合圆柱齿轮传动的接触强度计算中，综合曲率半径的计算公式是

________________。

A.式中

、

B.

C.

D.

分别为小轮、大轮齿廓节点的曲率半径。

2、液体动压摩擦润滑向心滑动轴承最小油膜厚度hmin的计算公式是

___________。

A. hmin =d(1-)

B. hmin =d(1+)

C. hmin =d(1-)/2 D. hmin =d(1+)/2

3、当零件在轴上有轴向移动时（如机床变速箱的滑移齿轮）,可以用

__________。

A.成形联接 B.弹性环（胀紧）联接 C.销联接 D.过盈配合联接

4、采用多油楔滑动轴承的目的是___________。

A.增加流体动压油膜面积 B.增加油楔数量，提高承载能力

C.提高轴承稳定性

三、填空题：

1、润滑油的粘度随温度升高而_________，随压力增大而_____________。 2、图示传动中，小齿轮主动，要求蜗杆与大圆柱齿轮的轴向力方向相反，

D.增加轴承间隙中的润滑油流量，减少发热

则蜗杆为__________旋，蜗轮应为___________旋；小圆柱齿轮为__________旋。

四、分析题：

离合器的作用是什么？安全离合器的作用是什么？

五、结构题：

1、指出图示轴系的结构错误，齿轮采用油润滑，轴承为脂润滑（用笔圈出错误之处，并注明错误名称，不要求改正）。

。

17

。

2、举出凸缘联轴器的两种对中方法，画出结构图，并说明其优缺点。 六、计算题

已知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受轴向力和径向力分别为Fa2=539N，Fr2=246N，试计算此齿轮传动的传动比及大齿轮分锥角（二轴间夹角为90）。

七、大型题：

1、轴系由一对圆锥滚子轴承32307（旧7607）支承，基本额定动载荷Cr＝57.7k

N，轴转速n=1380r/min，两轴承的当量动载荷分别为P1＝4000N，P2＝6120N，要求一班制工作12年（按每年工作260天），试计算两轴承之寿命，并分析轴承寿命是否满足要求。

2、图示为蜗杆-斜齿圆柱齿轮两级传动，右旋蜗杆的转向如图所示。

1）标出中间轴II和从动轴III的转向；

2）确定蜗轮轮齿的旋向；

3）为使轴II所受轴向力最小，确定斜齿轮螺旋线方向；

4）若蜗杆头数z11，蜗轮齿数z280，蜗杆分度圆直径d180mm，蜗杆直径系数q10，试求蜗轮端面模数m，蜗杆升角和中心距a。

5）画出各轮的轴向力和圆周力。

。

18

。

机械设计试卷（七）

一、选择题：

1、流体静压润滑轴承处于流体摩擦时，其摩擦系数近似值为________。

A. 0.1～1.0 B. 0.01～0.10 C. 0.001～0.01 D. 0.000 000 1～0.001 2、________________的油，其粘度随温度变化大。(VI——粘度指数。) A.VI>110 B.VI≤35 C.VI>35～85 D.VI>85～110 3、考虑滑动率，则带传动的实际传动比______________。 A.

B.

C. D.

4、___________能在较宽的温度范围内都保持低的摩擦系数。

A.非极性油

C.含油性添加剂的油 B.含极压添加剂的油

D.含油性及极压添加剂混合使用的油

5、下图表示材料对磨损的影响，配对材料钢-钢时为_________；巴氏合金-

钢为________；黄铜-钢时为________；锡青铜-钢时为___________。

6、蜗杆传动的传动比i为_______；V带传动i为_______；摩擦轮传动i为__________；链传动平均i为___________。

A.

B.

C. D.

7、国际标准化组织的代号是___________。

A. JIS B. ISO C. ISAD. DIN

8、若过盈联接的材料、配合直径的过盈量和长度、内外半径比等条件都不变，仅使配合直径d增大到两倍时（设零件强度已够），则所能传递的转矩T______。

。 19

。

A.不变 B.变为2T C.变为4T D.变为8T

9、若过盈联接的材料、配合直径的过盈量和长度、内外半径比等条件都不

变，仅使配合直径d增大到两倍时（设零件强度已够），则所能传递的轴向力F______。

A.不变 B.变为2F C.变为4F D.变为8F

10、若过盈联接的材料、配合长度、内外半径比等条件都不变，仅使配合直径d和过盈量都增大到两倍时（设零件强度已够），则所能传递的轴向力F______。

A.不变 B.变为2F C.变为4F D.变为8F

二、分析题：简要回答以下问题

1、常用螺纹的主要类型有哪些？其主要用途是什么？

2、为什么大多数螺纹联接都要拧紧？扳动螺母拧紧联接时，拧紧力矩要克服哪

些地方的摩擦阻力矩？这时螺栓和被联接件各受到什么力？何谓螺纹力矩？它受哪些因素的影响？

三、结构题：

指出下列零件的不合理结构之处，并进行改正。

四、计算题：计算下列各题

1、某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力max,，最小应力

，平均应

力，应力幅，循环特性r。

。 20

。

2、如图所示，滑块由螺旋机构带动在导轨上移动，螺纹a为M121，螺纹b为M100.75。

1）若a和b均为右旋，手柄按图示方向转一圈时，滑块移动距离为多少？方向如何？

2）若a为左旋，b为右旋，手柄按图示方向转一圈时，滑块移动距离为多少？方向如何？

五、大型题：计算下列各题 1、已知材料

，，，

，

，常数，用图解法及计算法求安全系数S。

注：简化疲劳极限线图采用折线图法。

2、图中所示的刚性凸缘联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相联接。试选择两处键的类型及尺寸，并校核其联接强度。已知轴的材料为45钢，传递的转矩T＝1000 Nm，齿轮用锻钢制成，联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。

附表1 平键、键槽剖面尺寸（mm） 轴径d >65～75 >75～85 >85～95 键宽b 20 22 25 键高h 12 14 14 附表2 键联接的许用应力（MPa） 工作方式 较弱零件材料 锻钢、铸钢 静载荷 125～150 或 冲击载荷 60～90 键的长度系列 …80，90，100，110，125，140，… 轻微冲击 100～120 静联接 。 21

。

动联接 铸铁 铸钢、锻钢 70～80 50 50～60 40 30～45 30

机械设计试卷（八）

一、选择题：

1、润滑油的_______________时，粘度随温度变化最小。(VI——粘度指数。)

A.VI>38～85 B.VI≤35 C.VI>110 D.VI>85～110

2、中心距一定的带传动，对于小带轮上包角的大小，___________的影响最大。

A.小带轮的直径 B.大带轮的直径 C.两带轮直径之和 D.两带轮直径之差

3、____________只能在工作温度不高时，具有较好的减摩性。

A.非极性油

C.含极压添加剂的油 B.含油性添加剂的油

D.含油性及极压添加剂混合使用的油

4、下图表示材料对磨损的影响，配对材料钢-钢时为_________；巴氏合金-

钢为________；黄铜-钢时为________；锡青铜-钢时为___________。

5、有一机械零件要求硬度很高（≥60HRC），但对强度、韧性没有什么要求，

这种情况下应选用_________________。 A.45 钢调质 B.T10 淬火 C.20CrMnTi 淬火

D.20Cr 渗碳淬火

。

22

。

6、下列传动的传动比表达式为：V带传动i=________，链传动平均

i=_________，同步带传动i=________，摩擦轮传动i=_________。

A.

B.

C. D.

7、下列零件中，具有变刚度工作特性的是________。

A. 圆柱螺旋压缩弹簧 C. 菱形齿蛇形弹簧联轴器 ___________。

A. 增大 B. 不变

B. 圆柱螺旋扭转弹簧 D. 弹性套柱销联轴器

8、设计过盈联接时，若仅将轮毂外径减小，其他条件不变，则所需过盈量

C. 减小 D. 铸铁轮毂增加，钢轮毂减小。

9、带传动的主动轮直径dd1＝180mm、转速n1=900r/min，从动轮要求的转速

n2=252r/min，若滑动率＝2%，则从动轮直径应取___________mm。

A.630 B.635 C.640 D.645

10、同一V带（三角带）传动用在减速时（小带轮为主动轮）和用在增速时（大带轮为主动轮）相比较，若主动轮转速不变，则传动所能传递的功率___________。

A.相等

B.减速时较大

C.增速时较大

D.数据不足无法判断

二、分析题：简要回答以下问题

1、与粗牙螺纹相比，细牙螺纹有什么特点？

2、试画出弹性流体动力润滑时的压力分布曲线、油膜形状曲线及说明其特点。 3、联接螺纹是具有自锁性的螺纹，为什么还需防松？防松的根本问题是什么？按防松原理不同，防松的方法可分为几类？ 三、结构题：

1、指出图示零件结构的热处理工艺性不良之处，并画出修改结构。

2、请在下图中画出弹簧垫圈（右旋螺母）。

。

23

。 四、计算题：计算下列各题 1、一旋转轴直径，受径向力，跨距、

。F力作用在二、应力幅

、平均应力

支点中间，试计算a点的最大最小弯曲应力和循环特性系数r，并画出其变应力图。

2、一慢速推杆的传动系统如图所示，若电动机转速n0=1450r/min，考虑自锁性

，螺杆采用单线梯形螺纹，螺距P=4mm，求当推杆速度v＝6mm/s时，减速器的减速比应为多少？

五、大型题：计算下列各题

1、图示转轴上直齿圆柱齿轮及锥齿轮两处分别采用平键联接和半圆键联接。已

知传递功率P=5.5kW，转速n=200r/min，联接处轴及轮毂尺寸如图所示，工作时有轻微振动，齿轮用锻钢制造并经热处理。试分别确定两处键联接的尺寸，并校核其联接强度。

提示：半圆键强度计算公式为：

及

。 24

。

式中：T——轴传递的转矩，Nmm；

k——半圆键与轮毂接触高度； d——轴径，mm；

——许用挤压应力，对减速箱中的键经热处理后工作于中等使用情况时，

=（130～180）MPa；

b——半圆键的宽度，mm； L——半圆键的长度,mm； ——许用切应力，取

=90MPa。

附：取平键bh=1610，其长度系列(mm)…56，63，70，80…； 取半圆键1013，其名义长度L=31.4mm，k=3mm。

2、某零件受稳定交变弯曲应力作用，最大工作应力

，最小工作应

力，屈服极限，对称循环疲劳极限

，略去危险截面处应力集中系数等综合影响

，脉动循环疲劳极限系数

的影响，试求：

（1）等效系数

值

（2）安全系数S值

机械设计试卷（九）

一、是非题：正确的在（）中写“＋”，错误的在（）中写“－”

1、锥齿轮的标准模数在整个齿宽上都相同。 2、标准蜗杆传动的中心距

( ) ( ) ( )

。

3、与带传动相比，链传动对轴的压轴力比较小。

。

25

。

4、按疲劳强度校核轴的安全系数，必须考虑应力集中；按静强度校核轴的

安全系数不必考虑应力集中。 ( )

5、轴的设计的主要问题为强度，刚度和振动稳定性。此外还应考虑轴的结构设计问题。 ( )

6、安全离合器的作用是当工作转速超过机器允许的转速时，联接件将发生打滑，从而保护机器中重要零件不致损坏。 ( )

7、制造蜗轮的材料，其主要要求是具有足够的强度和表面硬度，以提高其寿命。 ( )

8、环面蜗杆传动比圆柱蜗杆传动制造容易，是环面蜗杆被采用的原因。 ( )

9、不计摩擦力时，蜗轮的圆周力为

。 ( )

10、对于各种材料（ZCuSn10P1、ZCuAl10Fe3、HT300）制成的闭式蜗轮，都

是按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度两个公式进行计算。

二、选择题：

( )

1、一对人字齿轮传动，大齿轮轴系采用_______，小齿轮轴系采用_______。

A.两端游动安装方式 B.两端固定安装方式 C.一端固定、一端游动 D.两端均双向固定

2、蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止____________。 A.蜗杆力学性能下降 B.润滑油变性和胶合 C.传动效率下降 D.蜗轮材料退火

3、在蜗杆传动设计中，蜗杆头数z1取多一些，则__________。

A.有利于蜗杆加工 B.有利于提高蜗杆的刚度 C.有利于提高传动效率 D.有利于提高传动的承载能力

4、滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，有些滚动轴承中可以缺少其中某一部分或某几部分，但是其中________是不可缺少的。

A.内圈 B.外圈 C.滚动体 D.保持架

5、一般情况下，为了联接电动机轴和减速器轴，如果要求有弹性而且尺寸较小，下列联轴器中最适宜采用_____________。

A.凸缘联轴器 B.夹壳式联轴器 C.轮胎联轴器 D.弹性柱销联轴器

三、填空题：

1、进行轴的结构设计应考虑的主要问题有（要求四项）_________________

_____________________、_________________________________________、___ ___________________________________________、______________________ ____________________________。

2、轴上零件在轴上的轴向固定方法有（举出四种）：_____________________ ______________________________________________。

3、提高轴的强度的措施有（举出三种）：

。

26

。

（1）______________________________________________________； （2）______________________________________________________； （3）______________________________________________________。

4、按许用切（扭剪）应力计算轴直径的公式为

，其中C根据以下

因素决定：

（1）__________________________； （2）___________________________。 5、根据一般弹簧受力情况分析，弹簧丝所受的应力是__________________，其破坏形式是___________________________。

四、分析题：简要回答以下问题

影响粘着磨损的主要因素是什么？（举出3个）

五、结构题：

1、图示为一圆螺母用的止动垫圈，请指出图中的错误之处。

2、请画出齿圈式蜗轮的结构图（剖面图）。

3、画出一对背对背成组安装角接触球轴承的预紧装配图。

六、计算题：计算下列各题

如图所示手动提升装置，采用两级直齿圆柱齿轮传动，两级齿轮传动的中心

。 27

。

距a、模数m均相等，且z1＝z3，z2＝z4。匀速提升重物W＝3500N，卷筒直径D＝350mm，手柄长度L＝200mm，作用在手柄上的圆周力Ft＝200N，传动总效率＝0.80，求：

1）此装置的总传动比i； 2）各级齿轮的传动比i1、i2。

七、大型题：计算下列各题

下图为一带式输送机，由电动机1，经三角带（V带）传动2，单级直齿圆柱齿轮减速器3驱动。已知电动机转速

，卷筒7所需功率

，带传动传动比i23，齿轮传动的传动比i34.2，齿轮齿数，模数

，制造精度为8级,效率

，滑动轴承效率

，带传动效率，刚性联轴器效率

，滚动轴承效率，试确定：

1）所需电动机功率； 2）各轴转矩T及转速n；

3）齿轮作用力的大小和方向（用分力表示）。

。 28

。

机械设计试卷（十）

一、是非题：正确的在（）中写“＋”，错误的在（）中写“－” 1、直齿锥齿轮强度计算是以平均分度圆柱齿轮为计算依据的。 ( )

2、蜗杆传动正确啮合的条件之一是蜗杆和蜗轮的螺旋角大小相等、方向相同。 ( ) 3、蜗杆传动中，进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算是以蜗轮为主；而进行刚度计算是以蜗杆轴为主。 ( )

4、推荐链轮最大齿数zmax≤120。此限制是为了保证链速的均匀性。 ( )

5、实心轴与空心轴强度相同时，空心轴的重量比实心轴轻，困此机械设计中广泛使用了空心轴。( )

6、按许用切（扭剪）应力计算方法计算轴的直径不适用于心轴。 ( ) 7、带传动的打滑沿大、小两带轮同时发生。 ( ) 二、选择题：

1、某轴系当要求具有高的支承刚度时，宜采用____________预紧方法。

A.角接触球轴承反安装，内圈间加垫片

B.一对角接触轴承内圈间和外圈间分别装入长度不等的套筒 C.角接触球轴承正安装，外圈间加垫片 D.弹簧预紧

2、设计时为了提高蜗杆的刚度，首先应___________。 A.增大蜗杆直径系数q（或分度圆直径d1) C.提高蜗杆硬度和降低表面粗糙度 A.传递的功率P1与传动效率 C.传动比i和传动效率

B.采用高强度合金钢制造蜗杆 D.增加蜗杆头数

3、蜗杆传动在单位时间内的发热量，是通过_______来进行计算的。

B.蜗杆的转速n1与传动效率 D.润滑油的粘度和滑动速度vs

4、在转速高、轴向载荷不大的情况下,____________可以代替推力轴承承受

轴向载荷。

A.角接触球轴承 B.圆柱滚子轴承

C.调心球轴承 D.圆锥滚子轴承

。 29

。

5、选择或计算联轴器所需传递的扭矩时，通常采用计算扭矩Tca=KAT(KA——

工作情况系数，T——名义扭矩），其中KA是考虑到_________。

A.旋转时产生离心载荷

B.两轴对中不好，产生附加载荷 C.机器不稳定运转时的动载和过载 D.制造误差和材料性能有偏差

三、填空题：

1、普通圆柱蜗杆传动的标准模数m和标准压力角在______________面上，

在该平面内，蜗杆传动相当于_______________啮合传动。

2、改进结构，减小应力集中，以提高轴的疲劳强度的措施有（举出三种）：

（1）___________________________________________； （2）___________________________________________； （3）____________________________________________。 3、零件在轴上的周向固定方法有（举出四种）：___________、__________、___________、___________。

4、工作转速________________________称为刚性轴，______________________称为挠性轴。

四、分析题：简要回答以下问题

1、根据摩擦面间润滑状态，滑动摩擦分为哪几种？相应地有哪几种润滑？ 2、试说明油的动力粘度单位为1Pas(帕秒）的定义。 五、结构题：

1、蜗轮结构有哪几种形式？

2、蜗杆传动在什么条件下将蜗杆放在蜗轮下面并浸于油内？在什么条件下放在蜗轮上面？为什么？

3、画出一对面对面成组安装圆锥滚子轴承（或角接触球轴承）的预紧装配图。

六、计算题：计算下列各题

。 30

。

设计如图所示齿轮减速传动时，已知输入轴转速n1=200r/min，轮1、2的传动比i1=2，轮2、3的传动比i2=2.5，每天工作8h，每年工作260天，预期寿命8年。求各齿轮的接触应力及弯曲应力的循环次数N。

七、大型题：计算下列各题

1、有一剪销式安全离合器，传递扭矩T=480Nm，轴直径D=50mm，要求过载20％

时起安全作用。销钉剪切强度B＝400MPa，s=250MPa。

1）画出此安全离合器结构图； 2）求销钉直径。

2、下图为一带式输送机，由电动机1，经三角带（V带）传动2，单级直齿圆柱齿轮减速器3驱动。已知电动机转速

，卷筒7所需功率

，模数，滚动轴承效，试确定：

，带传动传动比i23，齿轮传动的传动比i34.2，齿轮齿数

，制造精度为8级,效率

率

，滑动轴承效率

，带传动效率，刚性联轴器效率

1）所需电动机功率；

2）各轴转矩T及转速n；

3）齿轮作用力的大小和方向（用分力表示）。

。 31

。

机械设计试卷（一）答案

一、选择题：

1、C .2、D 3、D 4、A，C 5、B llt114106、C 7、D 8、B 9、A 10、B 11、B 二、结构题：

1、1.键装不进2.键与键槽应在顶面有间隙，不能在两侧有间隙3.右图缺剖面线 2、1、将两级齿轮非对称布置改为对称布置。

7400600.2736mm

2）参数选择：减小齿宽系数结构措施：采用鼓形齿。

三、计算题：计算下列各题 1、 可靠度

失效概率

2、1）小带轮包角

2）不考虑弹性滑动时大带轮转速

3）滑动率=0.015时，大带轮的实际转速

3、由图可看出减速器的减速比就是电动机转速n0和螺杆转速n的比值。已知P=

4mm，v=6mm/s。

。 32

。

1）螺杆的转速n

解法1：

螺杆每转一转，推杆轴向移动一个导程1P，螺杆每分钟转n转，推杆移动的速度

螺杆转速：

解法2：

现螺纹头数为1，由图可得：

，所以

v＝6mm/s，P=4mm，

2）减速比i

四、大型题：计算下列各题 1、 螺栓工作拉力

，将P、v、v0值代入上式得：

残余预紧力螺栓总拉力螺栓小径

2、 许用拉应力

设每个螺栓所需预紧力为F，则

由强度条件，知

故

3、 1.计算应力幅和平均应力：

，故

。 33

。

2.计算疲劳安全系数

：

其中：

3.计算静强度安全系数:在未判断工作点在极限应力图上的区域情况下,为安全起见,还应计算静强度安全系数S:

机械设计试卷（二）答案

一、选择题：把正确的选项代号填入（）中

1、B. C. D. 2、A 3、C 4、C 5、A 6、B

注：因 所以

7、C 8、D

9、C 10、C 二、结构题： 1、

2、特点：配合面不易擦伤，能传递更大的载荷，拆装方便，尤其适用于大型被联接件，但对配合角的要求较高。（图略）。 三、计算题：计算下列各题 1、 1）小带轮包角

。 34

。

2）不考虑弹性滑动时大带轮转速

3）滑动率=0.015时，大带轮的实际转速

2、 螺纹a的导程为Sa，螺纹b的导程为Sb，

，。

1）螺纹a与螺纹b均为右旋，手柄转一圈时： 滑块移动的距离为

滑块移动的方向：向右移动。

2）螺纹a为左旋，b为右旋，手柄转一圈时： 滑块移动的距离为

滑块移动的方向：向左移动。

3、 1.p5MPa时，p510Pa

6

()epe2.210085106e0.11111.

2.p50MPa时，p5107Pa

()epe2.210085107e1.130.

3.p500MPa，

(

8)epe2.21005108e11598741.

分析：因0ep，p与为指数关系，因此p值大时，增加显著。 1）在p<5MPa时，则可忽略压力对粘度的影响，通常低副（如大多数滑动

轴承p<5MPa）因压强p不高，可忽略p影响；

。 35

。

2）p增加，迅速增加；p从50MPa增加到p=500MPa，粘度增大竟达几万倍以上，使液体变成胶体，因此，高副（如齿轮p可达1000MPa）中可考虑压粘效应。

四、大型题：计算下列各题 1、 螺栓总拉力

残余预紧力，F为螺栓工作拉力。

，

汽缸压力为p

2、 1.计算应力幅和平均应力：

2.计算疲劳安全系数

：

其中：

3.计算静强度安全系数:在未判断工作点在极限应力图上的区域情况下,为安全起见,还应计算静强度安全系数S:

3、 粗牙普通螺纹，线数n=1，牙型角＝60。

1）

2）当量摩擦角

，

。 36

。

故3）效率

，自锁。

机械设计试卷（三）答案

一、选择题：

1、B 2、B 3、C 4、C 5、B 6、A，C 7、A 8、D 9、C，B，D 二、分析题：简要回答以下问题

1式用于按扭转刚度计算轴直径。

2式用于按许用扭应力计算轴直径。 3式用于按许用弯曲应力计算轴直径。

式中符号：d——轴直径，P——功率，n——轴转速， A、C——按许用扭角、许用扭应力决定的系数。

——对称循环弯曲许用应力，

三、结构题：

M——当量弯矩，M——弯矩，T——扭矩， ——根据扭矩性质而定的应力校正系数。

四、计算题：计算下列各题

1、 接触应力与弯曲应力的循环次数相同。

次

。 37

。

次

次

2、

，

3、

五、大型题：计算下列各题 1、 1）弹簧刚度

2）弹簧特性曲线见图。

3）载荷由0增至200N时，弹簧的压缩量

。 38

。

2、 1）输入转矩

输出转矩

所以，

故加在手柄上的F力至少需要158.7N 2）手柄转动方向如图示。 3）三个分力的方向如图示。

。 39

。

机械设计试卷（四）答案

一、选择题：把正确的选项代号填入（）中

1、A 2、A

3、C

4、C

5、B

6、B

7、C

8、A

9、B 10、B 11、C 二、分析题：简要回答以下问题

1、因弯矩产生的弯曲应力，通常是对称循环的变应力，而扭矩所产生的切应力

则视情况而不同，是考虑扭矩和弯矩的作用性质差异而引入的校正系数。当扭转切应力与弯曲应力变化规律相同（同为对称循环变应力或同为脉动循环变应力或同为静应力）时，取＝1。

2、

，即CP取决于载荷、相对间隙、粘度、线速度、轴承宽度，在图

表上可以根据滑动轴承的包角、相对偏心距（偏心率）和宽径比B/d查得。

三、结构题：

1、要求松边在下。当松边在上时可能有少数链节垂落到小链轮上，产生链条卡住的现象。

。 40

。

2、当齿顶圆直径da≤200mm时采用实心式结构；当200mm＜da≤500mm时采用腹

板式结构；当da＞400mm时采用轮辐式结构。

四、计算题：计算下列各题

1、 接触应力与弯曲应力的循环次数相同。

次 次

次

2、

3、弹性柱销联轴器中的柱销被剪切，设每个柱销上受剪力FR（按一半柱销受力），则：

五、大型题：计算下列各题

1、 P2>P1，2轴承为危险轴承。

。

41

。

轴承2不满足要求。

轴承1满足要求。

2、 1）齿轮3左旋，齿轮4右旋。

2）

机械设计试卷（五）答案

一、是非题：正确的在（）中写“＋”，错误的在（）中写“－”

1、F 2、T 3、T 4、T 5、F 6、T 7、T 8、T 9、F

。

42

。

二、选择题：把正确的选项代号填入（）中 1、B 2、C 3、A 4、D 三、填空题：把答案写在题中的空格里

1、1）法向，法向 2）大端 3）蜗杆轴截面，蜗杆轴截面 2、非液体摩擦和液体摩擦。

3、带的长度短，绕过带轮的次数增多，使带易发生疲劳损坏

在单位时间内链条与链轮啮合次数增多，易使链条加速疲劳及磨损 4、左，左，顺

四、分析题：简要回答以下问题

1）轴承1承受径向载荷，轴承2承受轴向载荷和轴承1产生的派生（内部）轴向力，两个轴承构成固定端支点；

2）由左侧螺旋环压紧轴承1外圈，可调整这两个轴承的游隙； 3）右端为游动端，容许轴向游动（外圈轴向不固定），采用调心轴承3，可补偿长轴的变形及加工同轴度误差。

五、结构题：

1、 1.主动轮的转向应如图示（逆时针旋转），这样紧边在上方，松边在下方。

2.若松边在上时，可能有少数链节垂落到小链轮上或下方的链轮上，因而有咬链的危险。

2、根据蜗杆螺旋部分根径与相邻段轴径之比不同，蜗杆螺旋部分的加工方法有

铣制和车制两种。当蜗杆螺旋部分根径较大（根径与轴径之差大于等于5倍模数或直径系数q>12）或蜗杆与轴采用不同材料时，可以将蜗杆与轴分开制造。

3、

六、计算题：计算下列各题

。 43

七、大型题：计算下列各题

1、 P2>P1，2轴承为危险轴承。

轴承2不满足要求。

轴承1满足要求。

2、 1）nIInIII转向见图。

2）右旋。

3）3轮右旋，4轮左旋。 4）

5）见图。

。

44

。

。

机械设计试卷（六）答案

一、是非题：正确的在（）中写“＋”，错误的在（）中写“－” 1、F 2、F 3、T 4、T 二、选择题：把正确的选项代号填入（）中 1、C 2、C 3、A 三、填空题：把答案写在题中的空格里 1、降低，升高 四、分析题：简要回答以下问题

4、C

2、左，左，右

离合器的作用是联接两轴使之一同回转并传递转矩，同时不必采用拆卸方法就能使两轴分离或接合。

安全离合器是在传递的转矩超过规定值时离合器能自动分离，从而可防止机器中重要零件的损坏。

五、结构题：) 1、 1）缺挡油环；

2）套杯左端凸肩内径太小，拆卸外圈困难； 3）轴颈太大，内圈无法从右侧装入；

4）两外圈间缺套筒，右轴承外圈无轴向固定； 5）轴径太大；

6）弹性挡圈无法调整轴承间隙（改为圆螺母调整）； 7）缺调整垫片；

8）缺轴上配合零件的定位轴肩； 9）间隙太大；

10）精加工面过长，应加工成阶梯轴； 11）缺调整垫片。

。 45

2、。

a)

b)

46

。

六、计算题：计算下列各题)

，

七、大型题：计算下列各题 1、

轴承2不满足要求。

轴承1满足要求。

2、 1）nIInIII转向见图。

2）右旋。

3）3轮右旋，4轮左旋。4）

。

c)47

。

。

5）见图。

机械设计试卷（七）答案

一、选择题：把正确的选项代号填入（）中

1、D 2、B 3、C 4、D 5、D，A，C，B 6、C，D，D，C 7、B 8、B 9、A 10、B 二、分析题：简要回答以下问题

1、常用螺纹的主要类型有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。前两种主要用于联接，后三种主要用于传动。

2、 大多数螺纹联接都要具有紧密性和防松能力，工作可靠，且能承受载荷，这只有在承受工作载荷以前，即将螺母拧紧方能实现。

扳动螺母拧紧联接时，拧紧力矩要克服螺纹副中的摩擦力矩和螺母承压面的摩擦力矩。这时螺栓受到预紧拉力预紧压力F作用。

和螺纹力矩T1的作用，被联接件则受到

。 48

。

螺纹力矩T1是螺纹副中的摩擦力矩，其值为紧力其中

三、结构题：

，它受预

的影响，随其增大而增大。

、螺纹升角、，当量摩擦角，中径

，和螺纹副材料，润滑情况等有关，为牙型半角。

a)错误：为了减少工件的装卡次数，孔应尽量避免设计在倾斜方向。 改正：见图a＇，一次装卡。

b)错误：孔端面与孔中心线不垂直，钻头倾斜或折断。 改正：见图b＇，孔端面与钻头垂直。 c)错误：同b。 改正：见图c＇。

四、计算题：计算下列各题 1、 1.

2.3.4.5.

，

。

2、 螺纹a的导程为Sa，螺纹b的导程为Sb，

1）螺纹a与螺纹b均为右旋，手柄转一圈时： 滑块移动的距离为

滑块移动的方向：向右移动。

2）螺纹a为左旋，b为右旋，手柄转一圈时： 滑块移动的距离为

。 49

。

滑块移动的方向：向左移动。

五、大型题：计算下列各题 1、 1.计算法：

2.作图法：工作应力点M，r=常数,

为极限应力点

2、 1）属静联接，可选用普通A型平键。

2）对于联轴器

a）按附表1，选bhL=2012125 b）键的工作长度

c）许用挤压应力：铸铁轮毂，有轻微冲击

=(50～60) MPa

d)3）对于齿轮 a）选b）

=(100～120) MPa

，

，安全。

c），安全。

。 50

。

机械设计试卷（八）答案

一、选择题：把正确的选项代号填入（）中 1、C

2、D

D，B，A，D 7、D

3、B

8、A

4、D，A，C，B 5、B 6、

9、A 10、C

二、分析题：简要回答以下问题

1、公称直径相同时，细牙螺纹的螺距小，因而细牙螺纹小径较大，升角和导程

较小，细牙螺纹强度较高，自锁性较好，多应用于薄壁零件，或受变载、冲击及振动的联接中。

2、 1.压力分布曲线见图。

2.油膜形状曲线见图。

3.特点：

a）压力分布：入口流体动压力区；弹流动压力区；出口处的压力峰。 b）油膜形状：入口收敛油楔区，平行区及出口区的缩颈区。

3、 在冲击、振动或变载荷下，或当温度变化大时，满足<

（升角小于当量

摩擦角）的螺纹联接可能松动，甚至松脱而需防松。

防松的根本问题在于防止螺纹副相对转动。

按防松原理不同可分为利用摩擦（如双螺母、弹簧垫圈）、直接锁住（如槽形螺母和开口销）和破坏螺纹副关系（如焊、胶粘）三类。

三、结构题：

1、 1. 存在尖角，热处理时易开裂。

2. 夹角改成圆角，见图。

。 51

。

2、

要点：

1.垫圈直径比螺母外径小。 2.切口方向左上斜。 3.切口角度45～70。

四、计算题：计算下列各题 1、 梁中点受到最大弯距

，

。

2、 由图可看出减速器的减速比就是电动机转速n0和螺杆转速n的比值。已知P=4mm，v=6mm/s。

1）螺杆的转速n

解法1：

螺杆每转一转，推杆轴向移动一个导程1P，螺杆每分钟转n转，推杆移动的速度

螺杆转速：

，所以

。 52

。

解法2：

现螺纹头数为1，由图可得：

v＝6mm/s，P=4mm，

2）减速比i

五、大型题：计算下列各题 1、 1）平键（A型）

，将P、v、v0值代入上式得：

参见题图，取L=70 mm 键的工作长度

，安全。

2）半圆键

a）按键的剪切强度

对于锥轴上的半圆键仍取L作为键的工作长度，即l=L=31.4mm。

，安全。

b）按键的挤压强度

，尚安全。

2、 1.作极限应力图,见图

，r=常数 ，

标明工作点M；

。 53

。

2. ：

由图可知：

3. S：

延长0M得M(极限应力点)，由直线SM方程:

；

直线0M方程：联解:x=220，y=20

由作图法:(r=常数)

，

机械设计试卷（九）答案

一、是非题：

1、F 2、F 3、T 4、T 5、T 6、F 7、F 8、F 9、F 10、T 二、选择题：把正确的选项代号填入（）中 1、B，A 2、B 3、C 三、填空题：把答案写在题中的空格里

1、（1）轴上零件的固定

4、C 5、D

（2）制造工艺性（热处理加工等） （3）装配工艺性（装拆、调整等）

。 54

。

（4）运转维护（润滑、密封），探伤检验等

（5）提高强度、刚度性能。

2、轴肩，锁紧挡圈，弹性挡圈，套筒，圆螺母，圆锥形轴头，轴端挡圈 3、（1）合理布置轴上零件的位置以减小转矩。 （2）改进轴上零件的结构以减小弯矩 （3）改进轴的结构以减小应力集中

（4）改善表面品质以提高轴的疲劳强度 （任选三种） 4、（1）轴的材料及许用切（扭剪）应力 （2）弯矩大小

5、变应力，疲劳断裂

四、分析题：简要回答以下问题

1.同类的摩擦副材料比异类材料粘着倾向性大； 2.脆性材料比塑性材料抗粘着能力高；

3.在一定范围内，零件表面粗糙度值越小，抗粘着能力也就越弱； 4.表面摩擦温度越高，越易粘着磨损； 5.压强大小，也影响粘着磨损。

五、结构题：

1、 1.右上角的三个齿位置画错（应转过15）

2.内圈正下方应有一个凸起的齿。

2、

3、

六、计算题：计算下列各题

。 55

1）由T2＝T1i得

2)

，，

，

i1i2i19.144.375

七、大型题：计算下列各题

1）所需电动机功率

2）卷筒轴

大齿轮轴

小齿轮轴

。

，所以

，故

56

。

。

3）齿轮受力

机械设计试卷（十）答案

一、是非题： 1、F 2、T 二、选择题： 1、B 2、A 三、填空题：

3、T 3、A

4、F 4、A

5、F 5、C

6、T

7、F

1、蜗轮中间平，齿条与齿轮

2、（1）采用较大的过渡圆角或内圆角

（2）过盈配合在轴或轮毂上开减荷槽 （3）改善轴的表面品质

（4）减小轴上相邻各部直径的变化

3、键联接，成形联接，过盈配合，销联接，胀紧联接 4、低于第一阶临界转速的轴，超过第一阶临界转速的轴

四、分析题：简要回答以下问题

1、滑动摩擦分为干摩擦，边界摩擦，混合摩擦和液体摩擦，相应地有边界润滑，混合润滑和液体润滑。

2、相距1m，面积各为1m2的两层平行流体间产生1m/s的相对移动速度时，所需施加的力为1N，则这种流体的动力粘度为1Pas(Ns/m2)。 五、结构题：

1、 蜗轮结构有四种形式：1）齿圈式；2）螺栓联接式；3）整体浇铸式；4）拼

铸式。或蜗轮结构有两种：1）整体蜗轮；2）组合蜗轮。组合蜗轮又可分为：1）铸造联接；2）过盈配合联接；3）受剪螺栓联接。

2、 一般情况下尽可能选用蜗杆下置式结构，因为此时的润滑和冷却较易解决，同时蜗杆轴承的润滑也很方便。

只有当蜗杆的圆周速度大于4～5m/s时，才采用蜗杆上置式结构，否则蜗杆的搅油和飞溅所损耗的功率较大。

3、

。 57

。

六、计算题：计算下列各题

接触应力与弯曲应力的循环次数相同。

七、大型题：计算下列各题 1、 1）结构图。

2）

销直径

2、 1）所需电动机功率

58

。 次次

次

2）卷筒轴

大齿轮轴

小齿轮轴

3）齿轮受力。

59

。

。

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