机械设计试题

机械设计试题一、单项选择题（共25分，每题1分）1．选择V带的型号是根据（C）。A．传递功率B．转速C.计算功率和转速D．小带轮直径2．静联接的平键联接，其主要失效形式是（C）。A．键拉断B．键工作面的磨损C．工作面压溃D．工作面扭曲3．标准齿轮的齿形系数YFa的大小取决于（B）。A．齿轮的模数B．齿轮的齿数C.齿轮的宽度D．齿轮的精度4．在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d1取标准，其目的是（B）。A．限制加工蜗杆的刀具数量B．限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化C．为了装配方便D．为了提高加工精度5．受轴向载荷的紧螺栓联接，为保证被联接件不出现缝隙，因此（B）。A．剩余预紧力F″应小于零B．剩余预紧力F″应大于零C．剩余预紧力F″应等于零D．预紧力Fˊ应大于零6．对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（A）。A．两端固定B．两端游动C．一端固定一端游动7．按基本额定动负荷选定的滚动轴承，在预定使用期限内其失效率最大为（C）。A．1%B．5%C．10%D．50%8．对于硬度小于350HBS的闭式齿轮传动，当采用同牌号的钢材制造时，一般采用的热处理方法是（C）。A．小齿轮淬火，大齿轮调质B．小齿轮淬火，大齿轮正火C．小齿轮调质，大齿轮正火D．小齿轮正火，大齿轮调质9．校核Pυ值的目的是为了限制滑动轴承的C。A．点蚀破坏B．疲劳破坏C.温升D.过度磨损10．只能承受轴向载荷的滚动轴承的类型代号为D。A．“7”型B．“2”型C．“6”型D．“5”型11．金属弹性元件挠性联轴器中的弹性元件都具有C的功能。A．对中B．减磨C．缓冲和减振D．缓冲12．一般开式齿轮传动的主要失效形式是C。A．齿面胶合B．疲劳点蚀C．齿面磨损D．轮齿折断13．斜齿圆柱齿轮螺旋角β的一般取值范围为B。A．β＝2°～10°B.β＝8°～25°C.β＝15°～30°D.β＝20°～40°14．设计链传动时，为了降低动载荷，一般采用A。A．较多的链轮齿数z和较小的链节距pB．较少的z和较小的pC．较多的z和较大的pD．较少的z和较大的p15．V带传动中，带在小带轮上的包角1一般不小于B。A．90°B．120°C．150°D．170°16．根据轴的承载情况，A的轴称为转轴。A．既承受弯矩又承受转矩B．只承受弯矩不承受转矩C．只承受转矩不承受弯矩D．承受较大轴向载荷17．当键联接强度不足时可采用双键。使用2个平键时要求键D布置。A．在同一直线上B．相隔90°C．相隔120°D．相隔180°18．在滑动轴承材料中，B通常只用作双金属轴瓦的表层材料。A．铸铁B.巴氏合金C.铸造锡磷青铜D.铸造黄铜。19．按弯曲扭转合成计算轴的应力时，要引入系数，这是考虑B。A．轴上有键槽而削弱轴的强度而引人系数B．按第三强度理论合成正应力与切应力时的折合系数C．正应力与切应力的循环特性不同的系数20．滚动轴承寿命计算公式)(PcL中，ε为寿命指数，对于滚子轴承，ε等于C。A．3B.103C.310D.3121．紧联接螺栓按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增大到原来的1.3倍，这是考虑到B的影响。A．螺纹中应力集中B.扭应力的影响C．载荷变化和冲击D.安全因素22．链传动中作用在轴上的压力要比带传动小，这主要是由于C。A．这种传动只用来传递小功率B.链的质量大，离心力也大C．啮合传动不需很大的初拉力D.在传递相同功率时，圆周力小23．键的剖面尺寸通常根据C按标准选取。A．传递扭矩大小B.功率大小C.轴的直径D.轮毂的长度24．链传动中，链节数取偶数，链轮齿数为奇数，最好互为质数，其原因A。A．磨损均匀B．具有抗冲击能力C．减少磨损与胶合D．瞬时传动比为定值25．齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为B。A．齿面磨损B．齿面点蚀C．齿面胶合D.轮齿折断二、填空题（20分）（请将答案直接填写在空格内）1．普通平键联接的工作面是两侧面，主要失效形式是键的压溃。其键的剖面尺寸b×h按轴的直径由标准中选定，而键长L通常按强度条件从标准中查取。2．在螺栓联接中，当螺栓轴线与被联接件表面不垂直时，螺栓中将产生弯曲附加应力。3．形成流体动压润滑的必要条件是油的粘度，存在油楔，相对速度。4．一对闭式直齿圆柱齿轮，m=3mm，z1=21，z2=63，α=20°，小齿轮用40Cr钢，表面淬火，HRC=55，[σH]1=1200MPa；大齿轮用45号钢，调质，HB=220~240，[σH]2=600MPa。若齿轮传动工作时，齿面接触应力为σH=500MPa，则小齿轮的接触强度安全系数为大齿轮的2/3倍。（2分）5．蜗杆传动工作时，作用在蜗杆上的三个啮合分力通常轴向分力最大。6．链传动中，即使主动链轮的角速度ω1＝常数，也只有当两链轮的齿数相等且传动的中心距恰为节距p的整数倍时，从动链轮的角速度ω2和传动比i才能得到恒定值。7．蜗杆头数愈少，其升角愈小，传动的啮合效率愈低。齿面滑动速度愈高。8．钢制齿轮渗碳淬火后，热处理变形大，一般都要经过磨齿，否则不能保证齿轮精度。9．当链速υ0.6m/s时，链条主要失效形式为静力拉断，故要进行静力强度校核。10．自行车的中轴是传动轴，而前轮轴是心轴。三、问答题（共9分，每题3分）l．什么叫弹性滑动？什么叫打滑？试分别说明它们产生的原因和由此带来的后果。答：这种由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。带传动中弹性滑动是不可避免的。从上述可知，由于弹性滑动的影响。从动轮的圆周速度总是小于主动轮的圆周速度。弹性滑动引起速度损失。在一定的条件下，摩擦力的大小有一个极限值，即最大摩擦力，若带所需传递的圆周力超过这个极限值时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。这就使传动失效。经常出现打滑将使带的磨损加剧，传动效率降低。2．有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并说明其原因。答：其顺序分别为：V带传动，齿轮传动，链传动。因为V带传动平稳，可用于高速级。齿轮传动传动比范围宽，平稳，用于中速级。链传动由于多边形效应，引起附加动载荷与链速有关，故用于低速级。3．在直齿圆柱齿轮设计中，保持传动比i、中心距a、齿宽b及许用应力不变的情况下，若减小模数m，并相应增加齿数z1和z2，试问对齿面接触强度和齿根弯曲强度有何影响？在闭式传动中，如齿根弯曲强度允许，采用减小模数与增加齿数的方法有何益处？答：对齿面接触强度无影响，使齿根弯曲强度降低。采用减小模数与增加齿数的方法可提高传动的平稳性和减少噪声，还可以减轻齿轮的重量和金属切削量，节省制造费用，并能减少滑动系数，减小磨损，提高抗胶合能力。四、计算题（共30分，每题10分）1．有一钢制液压油缸，如图1所示。缸内油压P=3MPa，缸体内径D=160mm，螺栓分布圆直径D0=200mm，缸盖外径D1=240mm.。为保证气密性要求。残余预紧力取为工作载荷的1.6倍，螺栓间弧线距离不大于100mm。已知螺栓的许用应力为[σ]=180MPa。试计算：（1）最少的螺栓数目；（2）单个螺栓承受的总拉力；（3）螺栓小径。图12．有一提升装置，如图2所示。已知：卷筒由6个均布于D0=240mm圆周上的M12螺栓（d1=10.106mm）联接于蜗轮上，卷筒直径d=200mm，卷筒转速n=85r/min，接合面间摩擦系数ƒ=0.15，可靠性系数kS=1.2，螺栓材料的许用拉伸应力为[σ]=120MPa，起吊的最大载荷Wmax=6200N，蜗杆分度圆导程角方向为右旋，齿轮传动效率η1=0.95，蜗杆传动效率η2=0.42，轴承效率η3=0.98，卷筒效率η4=0.95。齿轮的模数为3mm；齿数为z1=21，z2=84；中心距a=160mm。（15分）（1）试确定重物上升时电动机的转动方向。（在图上用箭头表示）（2）根据使I轴上的合力最小条件，确定齿轮1、2的轮齿螺旋线方向（在图上用细斜线表示）。并求出螺旋角β的大小。（3）试在图中标出重物上升时，蜗杆与蜗轮在点C处受的三对分力（Fa、Fr、Ft）的方向。（4）当重物匀速上升时，电机的输出功率P=？（5）试校核滚筒与蜗轮联接螺栓的强度。图23．图3所示的轴上装有30207E圆锥滚子轴承，轴承上所受到的径向力R1=3000N，R2=1500N，作用在轴上的外载荷Fal=150N，Fa2=450N，载荷平稳ƒP=1。试计算轴承的当量动负荷，并判断哪个轴承的寿命较短些。（注：0,1,;6.1,4.0;37.0;6.1,2YXeRAYXeRAeYYRS时当时〉当）图3五、结构题（16分）1．指出图4中各结构设计的错误之处（在图上用箭头及序号标出错误之处，并说明错误原因）（6分）图42．指出下面轴承部件结构图5中的错误，并说明错误原因。（10分）说明：（1）轴承部件采用两端固定式支承，轴承采用油脂润滑；（2）同类错误按1处计；（3）尽可能指出错误即可，在错误处引出编号；例如错误处——①，并在图下方做筒单说明，例如①——缺少油沟；