1、机械设计 课程试题（一） 一、填空题 ( 每空 1 分共 31 分) 1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的 2、三角形螺纹的牙型角 ，适用于，而梯 形螺纹的牙型角 ，适用于。 3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为防松、防 松和防松。 4、带 传 动在 工 作过 程 中， 带内所受 的应 力 有、 和，最大应力发生在。 5、链传动设计时，链条节数应选数(奇数、偶数 )。链轮齿数 应选数；速度较高时，链节距应选些。 6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按设计， 按校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按设计， 按校核。 7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则
2、 两齿轮工作中产生的齿面接触应力，材料的许用接触应 力，工作中产生的齿根弯曲应力，材料的许用弯曲 应力。 得分 8、 蜗杆传动的总效率包括啮合效率 1、 效率和效 率。其中啮合效率 1 = ，影响蜗杆传动总效率的主要因 素是效率。 9、轴按受载荷的性质不同， 分为、。 10、滚动轴承接触角越大，承受载荷的能力也越大。 二、单项选择题 ( 每选项 1 分,共 11 分) 1、循环特性 r=1 的变应力是应力。 A对称循环变 B、脉动循环变 C 非对称循环变 D 静 2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度， 可采取的措施是 ( )。 A、增大螺栓刚度 Cb，减小被连接件刚度Cm
3、 B减小 Cb 增大 Cm C增大 Cb和 Cm D 减小 Cb和 Cm 3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做 沉头座孔其目的是 ( )。 A避免螺栓受附加弯曲应力作用 B便于安装 C 为安置防松装置 4、选取 V带型号，主要取决于。 A带的线速度 B带的紧边拉力 得分 c带的有效拉力 D带传递的功率和小带轮转速 5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数YF的主要几何参数 是。 A齿轮的模数 B齿轮的压力角 C 齿轮的齿数 D齿轮的顶隙系数 6、一斜齿圆柱齿轮传动， 已知法向模数 Mn 4mm ，齿数 Z1=20， 螺旋角14 0322” ，齿宽 b 180，b275mm ，则
4、该传动的齿宽系 数d等于。 A0.852 BO.88 C0.8 D0.907 7、同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料 由碳钢改为合金钢，可以提高轴的而不能提高轴的。 A强度 B刚度 8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装 时，宜选用。 A深沟球轴承 B圆锥滚子轴承 C角接触球轴承 9、滑动轴承计算中限制pv 值是考虑限制轴承的。 A磨损 B发热 C 胶合 D塑性变形 10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm, 旋绕比 C=5,则它的内 径 D1等于。 A、30mm, B 、24mm, C 、36mm, D 、40mm 三、计算题 (38 分) 1、 (15 分)
5、 有一受预紧力 F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接， 已知预紧力 F01000 N，螺栓的刚度 Cb与连接件的刚度 Cm 相等， 轴向工作载荷 F=1000N ， 试计算该螺栓所受的总拉力F2?剩余预紧 力 F1?在预紧力 F0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙， 该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少 ? 2、(13 分)如图 3-2 所 示的手摇起重绞车采用蜗杆 传动。巳知模数 m 8mm ，蜗 杆头数 z11， 蜗杆分度圆直 得分 径 d180mm ，蜗轮齿数 z240，卷筒直径 D200mm ，蜗杆与蜗轮间 的当量摩擦系数 fV0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6，问： (1)
6、欲使重物 W上升 1m,手柄应转多少转 ?并在图上标出手柄的 转动方向。 (2)若重物 W 5000N ，手摇手柄时施加的力F100N ，手柄转 臂的长度 L 应是多少 ? 3、(10 分)某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承，如图 3-3 所示。己知作用于轴承上的径向载荷Fr11000N ，Fr22060N ， 作用于轴上的轴向载荷FA=880 N，轴承内部轴向力Fd与径向载荷 Fr的关系为 Fd0.68Fr, 试求轴承轴向载荷Fa1和 Fa2。 四、分析题 (20 分) 1.(10 分)如图 4-1 为圆柱齿轮蜗杆传动。 已知斜齿轮 1 的转 动方向和斜齿轮 2 的轮齿旋向。 (1)
7、在图中啮合处标出齿轮1 和齿轮 2所受轴向力 Fa1和 Fa2的方 向。 (2)为使蜗杆轴上的齿轮2 与蜗杆 3 所产生的轴向力相互抵消 一部分，试确定并标出蜗杆3 轮齿的螺旋线方向， 并指出蜗轮 4 轮 齿的螺旋线方向及其转动方向。 (3) 在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。 2、(10 分) 指出图 4-2 中的结构错误 (在有错处画编号，并 分析错误原因 ) ，并在轴心线下侧画出其正确结构图。 机械设计 课程试题（一） 答案与评分标准 一、填空题 ( 每空 1 分共 31 分) 1、50% 。2、60 0、联接、 300、传动。 3、摩擦、机械、永久。 4、松紧边拉力产生的拉应
8、力、 离心拉应力、 弯曲应力。5、偶、奇、 小。6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。7、相同、不 同、不同、不同。 8、轴承效率 2、搅油效率 3、啮合效率。 9、 转轴、心轴、传动轴。 10、轴向。 二、单项选择题 ( 每选项 1 分,共 11 分) 1、A。2、B。3、A。4、D 。5、C。 6、D。7、A、B。8、B。9、B。10、B。 三、计算题 (38 分)1.(15分) (5 分) F2=F0 (5 分) F1=F0 F1=F2 F1 F1=F2 F0 (5 分) 2、(13 分) 解 (1) i=z2/z140 设重物上升 1m ，手柄应转 x 转，则 (5 分) 手柄的
9、转动方向 示于图中 (3 分) (总效率 2 分,L3 分) 3、(10 分) 解 7208C 轴承的 15 0，内部轴向力 F d0.4Fr, Fd104Fr10.4 1000=400N (2 分) 方向如解所示向左 Fd20.4Fr20.42060=824N (2分) 方向如图所示向右 Fd2十 FA824十 8801704Fd1 (2) 故轴承 1 为压紧端，轴承 2 为放松端。 Fa1Fd2十 FA=1704N (3分) Fa2Fd2824N (3分) 四、分析题 (20 分) 1.(11 分) (1) 在图中啮合处 齿轮 1 和齿轮 2 所受轴向力 Fa1和 Fa2的方向如图 (2
10、分)。 (2)蜗杆 3 轮齿的螺旋 线方向，蜗轮 4 轮齿的螺旋 线方向及其转动方向如图 (2 分) 。 (3) 蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6 分) 2、(10 分) 解 画出的正确结构图如图。 固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。 轴承盖与轴之间应有间隙。 轴承内环和套简装不上，也拆不下来。 轴承安装方向不对。 轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。 与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。 轴承内圈拆不下来。 每指出 1 个错误得 1 分, 满分 5 分；每改正 1 个错误得 1 分, 满分 5 分。 机械设计 课程试题（八） 一、填空与选择填空题：(每空 2 分, 共 15 分) 1、
11、用于联接的螺纹是（） ，其原因是（） ： 2、受轴向工作载荷F 作用的紧螺栓联接，螺栓和被联接件的刚度分别为 C1和C2，其预 紧力为F，则剩余预紧力F为（） ； 3、 形 成 流 体 动 压 润 滑 的 必 要 条 件 是 （） 、 （） 和 （） ； 4、直齿圆锥齿轮的强度可近似按（）强度进行计算； 5、阿基米德蜗杆传动在（）面上的模数m 和压力角取取标准； 在该平面内， 蜗杆与蜗轮的啮合相当于（）与（）的啮合； 6、键的剖面尺寸是由（）确定的，而键长是由（）确定 的； 7、 滚动轴承的基本额定动负荷C 是指 （） ； 8、闭式软齿面齿轮传动一般按（）设计，按（）校核。 A.齿根弯曲疲劳强
12、度 B. 齿面接触疲劳强度 C. 齿面磨损 D. 齿面胶合 9、标注螺纹时（） ； A.右旋螺纹不必注明B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明D.左、右旋螺纹都不必注明 10、对齿面硬度350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（） ； A.小齿轮齿面硬度大齿轮齿面硬度 D.小齿轮齿面硬度大齿轮齿面硬度 11、齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与（）无关。 A.模数m B. 齿数z C.压力角D. 变位系数x 11、一齿轮传动装置如图所示，轮2主动，轮1与轮3从动，则轮2的齿面接触应力按 （）_而变化，齿根弯曲应力按（）而变化。 A.对称循环B. 脉动循环C.不对称循环D.以上三种都不
13、对 二、分析题：简要回答以下问题( 本大题共 4 小题，总计 15 分) 1、什么是带传动的弹性滑动现象？( 本小题 3 分 ) 2、试写出一维雷诺方程表达式，并说明其中各符号的含义。(本小题 4 分) 3、试写出轴承代号7416E/p4 的意义。 ( 本小题 4 分) 4、说明闭式蜗杆传动的主要实效形式及设计准则。( 本小题 4分 ) 三、计算题（共 30 分） ： 1.图示托架受铅垂力F（N） ，托架与托体之间的摩擦系数为s,可靠系数 Kf=1, 螺栓与被联接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为 ，按步骤列出 螺栓根径 d1的计算式。（15分） 2 、 一 轴 上 有 一 对3020
14、4圆 锥 滚 子 轴 承 ， 轴 承 受 载 荷 NFR5400 ， NFA2700 n=1250r/min ，运转时有轻微冲击 1.1 p f ，试计算这对轴承当量动载荷p 和寿命 L10h。轴承参数： d=20mm； NC r 30500 0 ； NCr28200 ；35.0e；Fa/Fr e，x=1，y=0；Fa/Fre，x=0.4，y=1.7，注： )2/( YFF rs (本题 15 分) 题 6 图 四、分析题（ 25 分） ： .图示为蜗杆 斜齿轮传动，蜗杆由电动机驱动，转动方向如图。已知蜗杆轮 齿的螺旋线方向为右旋，为使轴上 的轴向力最小，试在图中标出： 1蜗轮 2.斜齿轮 3
15、 及 4 的齿斜方向； 2. 轴上的零件所受各分力的方向； 3. 如 斜 齿 轮3的 输 入 功 率 P=2kw,n=500rpm ， 分 度 圆 直 径 d3=10mm,分度圆螺旋角 =15 0，求齿 轮 3、4 所受各分力大小 五、结构题：(本题 15 分 ) 分析图中结构错误，并将正确结构画出来。 机械设计 课程试题（八） 参考答案 一、 1、 三角形，自锁性好 2、 F + 21 1 cc c F 3、 沿运动方向有从大到小的楔型间隙，两表面有一定的相对运动，润滑油有一定的黏 度且供油充足 4、 齿宽中点处的当量直齿轮 5、 中间截面，梯形齿条与渐开线齿轮 6、 轴径，轮毂宽（或轴段长
16、） 7、 基本额定寿命为一百万转时轴承能承受的最大载荷 8、 B,A 9、 A 10、C 11、A 12、B, B 二、 1、 由于带的弹性引起的带与轮之间部分接触弧的相对滑动现象 2、p/ x=6 (hh0)/h 3 3、 角接触球轴承，窄系列，直径系列为重系列，内径为80，加强型， 4 级公差等级 4、 胶合、点蚀；按接触强度设计及热平衡计算（防胶合） 三、 1 解： （1）求 F ：不下滑条件： 4 F s kf F F s fF k 4 （2）求 F：F = 4 1 2 max i i l Ml = 2 2 4 2 a a HF = a HF 2 (3) 求 F0 = F + 21 1
17、 cc c F = s fF k 4 + 0.2 F (4) 求 d1: 由公式 2 1 0 4 3.1 d F d1 4 3.1 0 F 2、解： 如下图所示： S1 S2 Fr1Fr2 s1、 s2方向如图所示 NFF Rr 3600 3 2 1 ; NFF Rr 1800 3 1 2 NYFs r 82.1058)2/( 11； NYFs r 41.529)2/( 22； 211 ssFr ，轴承 2 受压， NsFa82.1058 11 ； NFsF Aa 82.3758 12 ； eFFra294.03600/82.1058/11 ， x1=1,y1=0 NFxfP rp 3960
18、111 eFF ra 09.21800/82.3758/ 22 ，x2=0.4，y2=1.7 NFyFxfP arp 99.7109)82.37587.118004.0(1.1)( 22222 NPP99.7109 2 ； h p C n L r h 1.1317 99.7109 28200 1250 1667016670 3/10 3/10 10 四、1图示 2图示； 3 mN n p T38200 500 2 1055.91055.9 6 3 36 3 4 3 3 3 7640 210 38200 2 tt FN d T F 433 8.2878 15cos 20 7640 cos r n
19、 tr FN tgtg FF 433 2047157640 ata FNtgtgFF 五、 机械设计课 程试题（二） 一、填空题（ 25 分）每空 1 分 1、 滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在 或情况下。 2、dn 值大的滚动轴承应采用润滑，而dn 值小的滚动轴承可采用 润滑。 3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有 。 、混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应校核、 、值。 、列举两种刚性联轴器的名称，并说明是否具有补偿轴向。径向或角向位移的能 力：，。 、轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称轴；只承受扭矩称 轴；承受弯矩和扭矩称轴。 得分 、直齿圆锥齿轮的当量齿数；标准模数和压力
20、角在；受力分 析和强度计算用直径。 、带传动的主要失效形式为和。 、带工作是截面上产生的应力有， 。 10、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是等的，大小齿轮的弯曲应力是 等的。 二、选择题 （11 分） 每空 1 分 一、选择题： 1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为。 A .30H7/k6 B. 30H7 C .30k6 2、下列滚动轴承密封装置，其中是属于接触式密封，而 是属于非接触式密封。 . 毡圈密封. 甩油环. 密封环. 缝隙密封 、在情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。 . 重载. 高速. 工作温度 . 高承受变载或冲击振动载荷 、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑
21、的摩擦状态称。 . 液体摩擦. 半液体摩擦. 混合摩擦. 边界摩擦 、半圆键联接当采用双键时两键应布置。 . 在周向相隔o. 在周向相隔o . 在周向相隔o. 在轴向沿同一直线 、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应。 . 增加螺栓刚度。. 降低螺栓刚度。. 降低被联接件刚度。 、弹簧的刚度为，弹簧的刚度为，两弹簧并联的刚度为 得分 。 . . . . （） 、强度等级为.8 级的螺栓材料 。 . . . . 、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取。 . 任意值 . 等于链节长度的偶数倍 . 等于链节长度的奇数倍 、带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮曹楔角较大？ .
22、 大轮. 小轮 . 主动论. 从动轮 三、计算题（ 34 分） 1、 （14 分）图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。已知m=8mm ，d1=80mm ，z1=1，i=40， 卷筒的直径D=250mm ，试计算：（1）欲使重物上升1m ，应转动蜗杆的转数； （2）设蜗杆 和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18 ，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；（ 3）设重物重 Q=5kN，通过手柄转臂施加的力F=100N，手柄转臂的长度l 的最小值 ( 不计轴承效率) 。 得分 2、 （10 分）一普通V带传动传递功率为P = 7.5 kW ，带速= 10 m/s ，紧边拉力是松 边拉力的两倍，即F1=2F2，试求紧
23、边拉力、松边拉力和有效拉力。 3、 （10 分）图示为一刚性凸缘联轴器，材料为钢，传递的最大转矩为1400 N.m （静 载荷） 。已知轴的材料为钢，工作时有轻微冲击。试根据图示和表为该联轴器选择平 键，确定键的尺寸，并校核其强度（ ） 。 四、分析题（ 30 分） 每题 10 分 1、在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。 得分 1 6 2 8 9 10 2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图，连续工作，搅拌机转速n= 30 r/min ，电动机 转速nd = 1440 r/min，功率P = 5.5 kW 。试设计传动方案，画出传动简图，分配各级传 动比。各
24、种传动的单级传动比常用值见下表。（10 分） 各种传动的单级传动比常用值 传动类型传动比传动类型传动比 平带传动5 圆柱齿轮传动5 V带传动6 圆锥齿轮传动3 链传动6 蜗杆传动840 机械设计 课程试题（二） 答案与评分标准 一、填空题（ 25 分）每空 1 分 1、跨距较大或工作温度较高。 2、油，润滑脂。 3、相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；被油膜分开的两表面必 须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出；3润滑油必须有 一定的粘度供油要充分。 、 P 、 V 、 PV 。 、套筒式联轴器（无补偿能力）、凸缘式联轴器（无补偿能力）。 、心轴；传动轴；转轴。 、z
25、/cos ；齿轮大端；平均分度圆。 、打滑和疲劳破坏。 、拉应力，弯曲应力，离心应力。 10、相等的，不等的。 二、选择题 （11 分） 每空 1 分 1、 C 。2、AC ，BD 、B、D 、D 、B 、C 、D 、B 、B 三、计算题（ 34 分） 1、解： （1）重物上升1m时，卷筒转动圈数：N2=1000/ D=1000(250 x3.14)=1.27 蜗杆转动圈数为：N1=i N2=40 x1.27=50.96(圈) （4 分） （2）蜗杆直径系数q=d1/m=808=10 导程角： =arctan 1 z q =arctan 1 8 =7.125 o 当量摩擦角： v=arctan
26、fv= arctan 1 8 =10.204 o 因为： v 所以蜗杆传动满足自锁条件（4 分） （3）蜗杆传动的啮合效率： 1 tantan7.125 0.401 tan()tan(7.12510.204 ) o oo v 2 1 1 0.625 0.039 400.401 T TkN m i 则: 1 0.039 0.39 0.1 T lm F （6 分） 2、 解: 1000 e F v P（2 分） 100010007.5 =750N 10 e P F v （2 分） e F= 12 FF 12 2FF（2 分） 2 F= e F=750N （2 分） 所以 1 F 2 2F=2x75
27、0=1500N （2 分） 3、解 : 由轴径 55 查下表 , 选取键 b=16,h=10, 键长 L=90 键的工作长度l=L-b=90-16=74mm 键与联轴器的接触长度k=0.5h=0.5x10=5mm 2 50.1250.625TkNm 由 33 2102 140010 137.6 57455 p T MPa kld p=100MPa 可见联接挤压强度不够，考虑到相差较大，所以应采用双键，相隔180 布置，双键的工 作长度 l=1.5x74=111mm 33 2102 1400 10 91.7 5 11155 pp T MPa kld 见的标记为 : 键 16x90 四、分析题（
28、30 分） 每题 10 分 1、 1 .无垫片； 2无间隙、无密封3键太长4无定位轴肩5无轴肩 6 套筒高于内圈高度 7 轴和轮毂一样长，起不到定位作用； 8 无定位；9无垫片 10采用反装。 指出 1 处（0.5 分）改正 1 处（0.5 分） 2、 （10 分） 总传动比 :i=n/nD=1440/30=48 （2 分） 方案：电动机带传动 (i=3) 蜗杆传动 (i=16) （4 分） 1 画出方案图（4 分） 3、传动力分析 如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮 -直齿圆锥齿轮三级传动。已知蜗杆为主动，且按图示 方向转动。试在图中绘出： （1）各轮传向。 （2.5 分） （2）使 II、III
29、 轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。（2 分） （3）各啮合点处所受诸分力 tF、rF、aF的方向。（5.5 分） 机械设计 课程试题（六） 一、 填空及选择填空：把答案写在题中的空格里( 每空 2 分, 共 26 分) 1、 工程上常用的螺纹联接的防松方法有_、 _和_。 2、滚动轴承的基本额定寿命Lh10是指 _。 3 、 阿 基 米 德 蜗 杆 传 动 的 正 确 啮 合 条 件 是 _ 、 _ 和 _。 4、带传动中，带每转一周受_应力、 _应力和 _应力作用， 最大应力发生在_。 5、在闭式软齿面齿轮传动中（无冲击载荷），按 _设计，按 _校核 A.齿根弯曲疲劳强度B.齿根弯
30、曲静强度 C.齿面接触疲劳强度D.齿面接触静强度 二、说明下列滚动轴承代号的意义(本大题共 4 小题，每小题4 分，总计 16 分) 1、6209 2、7311AC/P4/DF 3、30420/P2/DB 4、N220/P5 三、计算题（共30 分） 1、.图示托架受铅垂力F（N） ，托架与托体之间的摩擦系数为s,可靠系数 Kf =1,螺栓与被联接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为，按步骤列 出螺栓根径 d1的计算式。（14 分） 2 、 一 轴 上 有 一 对30204圆 锥 滚 子 轴 承 ， 轴 承 受 载 荷 NFR5400 ， NFA2700 n=1250r/min ，运转时
31、有轻微冲击 1.1pf ，试计算这对轴承当量动载荷p 和寿命 L10h。轴承参数： d=20mm； NC r 30500 0 ； NCr28200 ；35.0e；Fa/Fr e，x=1，y=0；Fa/Fre，x=0.4，y=1.7，注： )2/( YFF rs (本题 16 分) F F 1 2 四、分析题（ 18 分） 图示蜗杆 - 斜齿轮传动，已知蜗杆为左旋，转向如图示，蜗杆m=8mm， d1=64mm(q=8)，z1=2，z2=42，蜗杆输入转矩 T1=38000N .mm，蜗杆传动效率 0.75。 1）画出蜗轮的转向； 2）欲使 II 轴的蜗轮 2 和齿轮 3 的轴向力抵消一部分，决定
32、斜齿轮3、4 的螺旋线方向； 3）分别求出蜗杆、蜗轮上各力的大小和方向。 五、指出下列轴系错误，并将正确的结构画在轴心线下面（14 分） 。 机械设计 课程试题（六） 参考答案 一、 （26 分） 1、摩擦防松，机械防松，永久止动； 2、一批轴承作实验，其中90%轴承不发生疲劳点蚀时的工作小时数 3、mx1=mt2=m, x1=t2=200, =2 旋向相同。 4、应力，离心力产生的拉应力，弯曲应力，紧边开始进入小带轮的那一点 5、C,A 二、 （每小题4 分，共 16 分） 1. 深沟球轴承，窄、轻系列，内径45，公差等级Po级 2. 角接触球轴承，窄、中系列，内径55，接触角25 0，公差
33、等级 P4级，面对面排列 3. 圆锥滚子轴承，窄、重系列，内径100，公差等级P2 级，背对背排列 4. 圆柱滚子轴承，窄、轻系列，内径100，公差等级P5 级 三、 1 解： （1）求 F ：不下滑条件： 4 F s kf F F s fF k 4 （2）求 F：F = 4 1 2 max i i l Ml = 2 2 4 2 a a HF = a HF 2 (3) 求 F0 = F + 21 1 cc c F = s fF k 4 + 0.2 F (4) 求 d1: 由公式 2 1 0 4 3.1 d F d1 4 3 .1 0 F 2、 S1S2 Fr1F r2 s1、s2方向如图所示
34、NFF Rr 3600 3 2 1 ; NFF Rr 1800 3 1 2 NYFs r 82.1058)2/( 11； NYFs r 41.529)2/( 22； 211 ssFr ，轴承 2 受压 NsFa82.1058 11 ； NFsF Aa 82.3758 12 ； eFFra294.03600/82.1058/11 ， x1=1,y1=0 NFxfP rp 3960 111 eFF ra 09.21800/82.3758/ 22 ，x2=0.4，y2=1.7 NFyFxfP arp 99.7109)82.37587.118004.0(1.1)( 22222 NPP99.7109 2
35、 ； h p C n L r h 1.1317 99.7109 28200 1250 1667016670 3/103/10 10 四、 1）蜗轮转向如图示。 2）斜齿 3 为左旋， 4 为右旋。 3）蜗杆、蜗轮上各力方向如图示，各力的大小为： Ti T 21 4220 7538000598500/.N mm FFTd t1a2 N2238000811875 11 / (8). FFTd a1t2 N22598500423563 22 / (8) FFF r1r2t2 Ntantan3563201297 五、略 机械设计 课程试题（七） 一填空题（本大题共 5 小题，每小题 2分，总计 10
36、分 ） 1、已知减速直齿锥齿轮传动， 大齿轮所受三个分力的大小分别为： 2360N， 272N，816N，试分别指出： Ft2_N，Fa2_N ， Fr2_N。 2、V 带（三角带）的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越 _。 3、牌号为 N68的润滑油表示其 _ 0C时的_粘度为 。 4、一个圆锥滚子轴承宽度系列为窄系列，直径系列为中系列，内径为 50mm，公差等级为 P0级，其代号为 _ ； 。 5、当联轴器型式选定以后，在同一类型而尺寸大小不同的一系列联轴器 型号中，选出所需型号应考虑： （1）_； （2）_； （3）_。 二分析题（本大题共 2 小题，每小题 6分，总计 12 分 ） 1
37、、注出下列普通平键的有效接触长度l 2、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a）m=4mm， z1=20，z2=60；b）m=2mm，z1=40，z2=120，其它参数都一样。试问： 1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同？ 2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？ 三结构题（ 15 分 ） 改正下图所示的结构错误（指出错误，并将正确的结构画在轴心线下侧）。 四计算题（本大题共 4 小题，总计 40 分） 1、本小题8 分 刚性凸缘联轴器用6 个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D155mm 的圆 周上，接合面摩擦系数=0.12，摩擦传力的可靠性系数 （防滑系数） Kf1
38、2 . 。 若联轴器传递的转矩T1500N m，问每个螺栓预紧力F 应为多大？ 2、本小题10 分 用绳索通过吊环螺钉起重， 绳索受最大拉力 Fmax10kN ,螺钉刚度与被联 接件刚度之比 C C 1 2 1 3 ，试求： 1）为使螺钉头与重物接触面不离缝，螺钉的最小预紧力； 2）若预紧力为 10kN，工作螺钉的剩余预紧力为多少？ 3、本小题8 分 某标准蜗杆传动，传动比为20，蜗轮齿数 z240，模数 m=4mm，蜗杆分 度圆直径 d1=40mm，求蜗轮螺旋角及中心距 a。 4、本小题14 分 一圆锥圆柱齿轮减速器高速轴的支承布置结构如图所示，选择一对角接 触球轴承 7214C支撑，已求得
39、左轴承的径向载荷Fr1=7000N ，右轴承的径 向载荷 Fr2=1200N ，轴受轴向载荷FA=FX=4000N ，轴的转速 n=1500rpm ，载荷平 稳，要求寿命Lh108000 小时，该轴承是否合用？（已查得7214C 轴承的 C=89628N ，判断系数 e=0.5，X=0.4，Y=1.4 ） 。 五大型题（本大题共 2 小题，总计 23 分） 1、本小题12 分 一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得： mn=3mm， z1=25， z2=75，=8 06 34 。 已知：传递的功率 P170kW，转速 n1=750r/min。求从动轮所受各分力（忽略 摩擦损失） ，并在图中示出各分
40、力的方向。 2、本小题11 分 图示传动中，蜗杆传动为标准传动： m=5mm，d1=50mm，z1=3(右旋)，z240； 标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使轴 II 的轴向力相互抵消，不 计摩擦，蜗杆主动，试求： 1）斜齿轮 3、4 的螺旋线方向。 2）螺旋角的大小。 机械设计 课程试题（七） 参考答案 一.填空题（本大题共5 小题，每小题2 分，总计10 分 ） 1、2360，816，272 2、大 3、40，运动，厘斯 4、30310。 5、（1）传递扭矩 （2）载荷性质 （3）轴直径要求 二.分析题（本大题共2 小题，每小题6 分，总计12 分 ） 1、 2、
41、1）两种方案的接触强度相同，弯曲强度不同，a 方案弯曲强度较高。 2）b 方案较好。在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些，齿数增 多使重合度增加，改善了传动平稳性和载荷分配情况。m 小，滑动速度小，降 低了磨损和胶合的可能性，同时也节省材料。 三.结构题（ 15 分 ） 略 四.计算题（本大题共4 小题，总计40 分 ） 1、本小题8 分 zF D K T 2 f ，故 F K T z D f N 2 121500000 6012 155 2 32258 . . 2、本小题10 分 1）螺钉头与重物接触面不离缝，应使剩余预紧力 FF C CC F 2 12 0 故得螺钉最小预紧力 F C
42、CC F C CC F 2 12 1 11 3 3 3 4 100007500 max N 2）预紧力 F 10 kN，则工作螺钉剩余预紧力 FF C CC F C CC F 2 12 1 11 10000 3 3 10000 3 4 100002500 max N 3、本小题8 分 1）蜗轮螺旋角等于蜗杆导程角，故 arctanarctan. mz d 1 1 42 40 11309911 18 36 2） adddmz 1 2 1 2 1 2 40440100 1212 ()()()mm 4、本小题14 分 求附加轴向力Fs1、Fs2 Fs1=1.25Fr2tg=1.25 7000tg15
43、=2345N Fs2=1.25Fr1tg=1.25 1200tg15=402N 2) 求轴承轴向力支反力Fa1、Fa2: 因为 Fs2+ Fx=402+4000=4402 Fs1=2345N Fa1= Fs2+ Fx=402+4000=4402N( 被压紧 ) Fa2:= Fs2=402(被放松 ) 求 P1、P2： Fa1/ Fr1=4402/7000=0.629 e=0.5 P1=fd(X Fr1+Y Fa1)=1 (0.4 7000+1.4 4402)=8962.8N Fa2/ Fr2=402/1200=0.335 e=0.5 P2= fd Fr2=1 1200=1200N P1P2 L
44、h10= )( 60 10 6 P C n h n 11111) 8.8962 89628 ( 60 10 3 6 8000h 合用 五.大型题（本大题共2 小题，总计23 分 ） 1、本小题12 分 T P n 1 61 1 63 955109 5510 70 750 8913310.N mm d m z 1 1 3525 8 06 34 7576 n cos mm . cos . F T d t 228913310 7576 2353036 1 1 3 . . .N FFatNtan.tan.23530368 06 343352 82 FFrtnNtan/ cos.tan/cos.2353
45、0 36208 06 34865086 2、本小题11 分 1）斜齿轮 3 为右旋，斜齿轮 4 为左旋。 2） FF T d a2t1 2 1 1 FF T d T d a3t3 tantantan 22 3 3 2 3 TT i 21 1， d m z 3 3n cos 因为 a2a3 FF ，所以 n 22 1 1 2 3 T d T m z tancos ， T d T m z 1 1 2 3 sin n sin. T T m z d m z d i 1 2 3 1 3 1 1 520 50 40 3 1 015 nn 86268 37 37. 机械设计 课程试题（三） 一、填空题 (
46、每空 1 分共 24 分) 1. 螺纹的公称直径是指螺纹的径，螺纹的升角是指螺纹径处的升角。螺 旋的自锁条件为。 2、三角形螺纹的牙型角 ，适用于，而梯形螺纹的牙型角 ，适用于。 3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。 4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b h) 是根据查标准来确定的, 普通平键的 得分 工作面是。 5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使，从而使带的有效拉力值减小。 6、链传动瞬时传动比是，其平均传动比是。 7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿 面接触应力，材料的许用接触应力，工作中产生的齿根弯曲应 力，材料的许用
47、弯曲应力。 8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮 齿承担。 9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核，为防止轴承温升过高 产生胶合 , 应校核。 10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为挠性联轴器和挠性 联轴器两大类。 二、单项选择题( 每选项 1 分, 共 10 分) 1. 采用螺纹联接时, 若被联接件之厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装 拆，则一般宜采用。 A螺栓联接； B双头螺柱联接； C螺钉联接。 2. 螺纹副在摩擦系数一定时, 螺纹的牙型角越大, 则。 A. 当量摩擦系数越小，自锁性能越好； B当量摩擦系数越小，自锁性能越差； C
48、. 当量摩擦系数越大，自锁性能越差； D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好； 3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键布置。 (1 分) A 在同直线上 ; B相隔 90 0 ; C 相隔 1200； D 相隔 180 0 4、普通平键联接强度校核的内容主要是。 得分 A.校核键侧面的挤压强度;B. 校核键的剪切强度；C.AB两者均需校核；D 校核磨损。 5、选取 V带型号，主要取决于。 A带的线速度 B带的紧边拉力 C带的有效拉力 D带传递的功率和小带轮转速 6、为了限制链传动的动载荷，在节距p 和小链轮齿数z1一定时 , 应该限制。 A小链轮的转速n1； B.传动的功率P； C
49、.传递的圆周力。 7、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以。 A提高轮齿的弯曲强度； B.提高轮齿的接触强度； C.提高轮齿的静强度； D改善传动的平稳性。 8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用。 A深沟球轴承 B圆锥滚子轴承 C角接触球轴承 9、温度升高时，润滑油的粘度。 A.随之升高； B.保持不变； C随之降低； D. 可能升高也可能降低。 10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm, 旋绕比 C=5,则它的内径D1等于。 A、30mm, B 、24mm, C、36mm, D、 40mm 三、计算题 (38 分) 1、 (15 分) 图 3-1 示螺
50、栓联接中 , 采用两个M20的普通螺栓， 其许用拉应力 l60N mm 2，联接件接合面间摩擦系数 f 0.20 ，防滑系数Ks1.2 ，计算该联接件允许传递的 静载荷 F?(M20 的螺栓 d117.294mm)(10 分) 得分 图 3-1 2、(13 分 ) 如图 3-2 所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动，电机功率P=10kW ，转速 n1 970r min，蜗杆传动参数z12；z260；直径系数q8；总效率 08，m 8，右 旋蜗杆，试计算： 14 分) (1)电梯上升时，标出电机转向； (2)标出蜗杆所受各力的方向； (3) 计算蜗轮所受各力大小。 3、根据工作条件，决定在某传动轴上
