机械设计基础-复习题(带答案)

机械设计复习题一选择题:1.下列组合中的零、部件，都属于“机械设计”课程研究对象的是(D)A.齿轮、轴、柴油机的曲轴B.V带、滚子链、汽门顶杆C.平键、六角头螺栓、活塞D.滚动轴承、弹簧、联轴器2.对于启动频繁的转轴上的扭转剪切应力，一般将其处理为(C)A.静应力B.对称循环变应力C.脉动循环变应力D.复合应力3.当螺纹的牙型角越大时，螺纹副的当量摩擦角越大，此时影响螺纹副效率的主要参数是(D)A.升角B.线数C.螺距和牙形角D.升角和牙形角4.V带设计中确定V带根数的依据是(C)A.计算功率B.传动功率C.带传动的设计准则D.计算功率与小带轮转速5.造成带传动传动比不准确的原因是(D)A.带轮传动的张紧力不足B.带传动的打滑C.传动的功率大于设计值D.带传动的弹性滑动6.下列参数组中，对套筒滚子链承载能力影响最明显的是(A)A．链节距Ｐ和小链轮齿数Ｚ1B．链节数和小链轮齿数Ｚ1C．中心距和链节距ＰD．中心距和链节数7.齿轮传动的载荷系数中，动载荷系数ＫV，除决定于齿轮的圆周速度Ｖ以外，与下列因素有关的是(C)A.齿面粗糙度B.轮齿宽度C.齿轮制造精度D.端面重合度8.下列中作为蜗杆传动最主要的缺点是(D)A.制造费用较高B.对啮合副的材料要求较高C.难以进行精确的强度计算D.传动效率较低、发热较大9．当摩擦发生在流体内部的分子之间时，称为：(C)A.干摩擦B.边界摩擦C.流体摩擦D.混合摩擦10.滚动轴承一般由如下几个部份组成，它们分别称为:（A）A.内圈、外圈、滚动体和保持架B.上圈、下圈、滚动体和保持架C.紧圈、活圈、滚动体和保持架D.动圈、座圈、滚动体和保持架11．当转轴上的支点位置尚未确定时，初估轴的直径使用的计算依据是（A）A.扭转强度B.弯曲强度D.弯曲刚度D.复合强度12．要求补偿位移且载荷平稳时，优先选用的联轴器的类别为(C)A.采用刚性联接B采用金属弹性元件的挠性联接C.采用刚性元件的挠性联接D采用非金属弹性元件的挠性联接13.标准平键联接的承载能力，通常取决于(D)A.轮毂的挤压强度B.键的剪切强度C.键的弯曲强度D.键工作表面的挤压强度14.下列组合中，全部都属于轴系零部件的是(B)A.圆螺母、弹簧、轴端档圈B.滚动轴承、轴、联轴器C.V带、滚子链、蜗杆D.齿轮、轴、六角头螺栓15.转轴上的弯曲应力，属于(B)A.静应力B.对称循环变应力C.脉动循环变应力D.复合应力16.查取V带型号的依据是(D)A.带轮的最小直径B.带的线速度C.传动功率与小轮转速D.计算功率与小带轮转速17.使带传动产生弹性滑动的主要原因是(D)A.带轮传动的张紧力不足B.带的弹性太大C.传动的功率大于设计值D.带是弹性体，主、从边存在拉力差18.齿轮传动的载荷系数中，载荷集中系数Ｋβ，除决定于齿轮宽度以外，与下列因素有关的是(B)A.齿面粗糙度B.齿面硬度C.制造精度D.端面重合度19．下列中作为蜗杆传动最主要的优点是(B)A.传动平稳，噪音小B.单级传动比大而结构紧凑C.在一定条件下能自锁D.可实现空间相交轴传动20．当摩擦发生在金属表面的吸附膜之间时，称为：(B)A.干摩擦B.边界摩擦C.流体摩擦D.混合摩擦21.带有保持架的滚动轴承，其磨损与不带保持架的滚动轴承相比（B）A.普遍增大B.普遍减小C.没有明显差别D.在滚子轴承中普遍减小，在球轴承中普遍增大22．解释轴的当量弯矩图作用的较全面的说法是：(D)A.计算最小轴径B.按弯扭合成校核轴的强度C.确定轴的危险剖面位置D.按弯扭合成校核轴的强度和确定轴的危险剖面位置23．要求补偿位移且载荷不平稳严重时，优先选用的联轴器的类别为(D)A.采用刚性联接B采用金属弹性元件的挠性联接C.采用刚性元件的挠性联接D采用非金属弹性元件的挠性联接24.键联接的主要用途是使轴与轮毂之间(C)A.沿轴向固定并传递轴向力B.沿轴向可作相对滑动C.沿周向固定并传递扭矩D.安装与拆卸方便二填空题1、圆柱齿轮传动设计，齿宽系数φd=b/d1,当b愈大，承载能力也愈大，但使偏载现象严重，因此φd取值应恰当，对称布置的齿轮比悬臂布置的齿轮取偏大值.2、代号为36205的滚动轴承,其内径d=25mm,尺寸系列代号为62,轴承类型代号为3。3、右图所示的联轴器的名称为凸缘联轴器适宜的使用场合为载荷平稳且要求严格对中。4、圆柱齿轮传动设计，齿宽b=φd·d1称为计算齿宽，通常是将其值圆整后作为大齿轮的齿宽，为补偿轴向定位误差，取小齿轮齿宽大于大齿轮齿宽5、号为6211的滚动轴承,其内径d=55mm,尺寸系列代号为2,轴承类型代号为6。6、右图所示的联轴器的名称为弹性套柱销联轴器具有补偿综合位移的能力，当传递的载荷不平稳时具有缓冲减振的能力。三问答题:1、同一型号的三角带,为何小带轮直径越小,单根三角带所能传递的功率越小?答：由P=·v得，直径越小，转速一定时，线速度越小，所以能传递的功率越小。tF直径越小，皮带在小带轮上的弯曲应力越大，许可的最大拉应力即就越小，因此能传递的功率也就越小。tF2、链速V一定时,链轮齿数Z的多少和链节距P的大小对链传动的动载荷有何影响?答：齿数Z越大，动载荷越小。链节距越小，动载荷越小。3、请比较齿轮传动与蜗杆传动的主要失效形式的异同点。答：两者主要失效形式都有点蚀、断齿、胶合、磨损。不同的是对于蜗杆传动，胶合失效和磨损必须首先考虑。而对于齿轮传动以点蚀、断齿失效为主。4、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结件。有何应用特点？答：螺钉联接需使用六角头螺栓及垫圈。适用于被联接件之一不便钻通孔，且不需经常装拆的场合。5、带传动与链传动具有优缺点的互补性，带传动有些优点恰好是链传动的缺点，而链传动有些优点又恰好是带传动的缺点，请各举一例说明。当某传动装置采用一级带传动、一级链传动时,两级传动的配置的顺序该怎样才合理。答：带传动传动平缓，具有缓冲减振作用，链传动传动平稳性较差。链传动平均传动比是一个定值，但带传动传动比不准确。带传动放高速级，链传动放低速级。6、请简要说明链传动的多边形效应对传动性能的影响，链轮齿数Z的多少对多边形效应有何影响?答：链传动的多边形效应造成瞬时传动比不是个定值（波动），因此传动不平稳。链轮齿数Z越大，多边形效应越小。7、请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则，在闭式齿轮传动设计中，分别用这两个准则来设计哪两个参数？答：齿面接触疲劳准则：Hσ≦[Hσ]齿根弯曲疲劳准则：Fσ≦[Fσ]使用Hσ≦[Hσ]计算准则计算分度圆直径1d使用Fσ≦[Fσ]计算准则计算或校核模数m8、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结件。有何应用特点？答：双头螺柱联接使用双头螺柱,六角螺母。垫圈，适用于被联接件之一不便钻通孔，且需经常装拆的场合。四分析计算题1、已知一扳手由两段钢板，用2个螺栓联结而成，结构如图。扳手拧紧力P=100N。求：(1)若板间摩擦系数f=0.12,螺栓材料的许用应力[σ]=120MPa,可靠系数1.2,若使用普通六角螺栓，试依据强度条件计算出螺栓的危险剖面应具有的最小直径。(2)若采用铰制孔用螺栓,钢板强度足够，与使用普通螺栓相比较,螺栓直径是增大还是减小?为什么?(简要回答即可)解：（1）①力平移②作左钢板受力分析：1RF==2RF2P2a=10aP=5P=+=5.5P1TF1TFmaxF1RF1TF③=0F12.02.1maxF•=55P=5500（N）④≥1d][43.10σπF=12055003.14×××π=8.7mm(2）直径减小，因为此时螺栓直接承受剪切与挤压。2.如右图所示为蜗轮蜗杆—圆锥齿轮组合传动装置。蜗杆转向n1如图所示。已知蜗杆为右旋。(1)中间轴Ⅱ上的轴向力能否抵消一部分？(2)确定轴Ⅲ的转向(画在图上)；(3)在蜗轮上标出蜗轮的圆周力Ft2、径向力Fr2、轴向力Fa2的方向。(方向指向纸面的用⊗表示,相反的则用⊙表示)答：（1）轴II上的轴向力能抵消一部分。（2）（3）如图3．一闭式标准圆柱齿轮传动,模数m=5mm，小齿轮齿数Z1=25、传动比i=2.4,查得大、小齿轮的齿形系数YFa2=2.32,YFa1=2.72,大、小齿轮的应力修正系数Ysa2=1.76,Ysa1=1.58,而大小齿轮的许用弯曲应力为：[σF]2=300MPa，[σF]1=320MPa，并且算得大齿轮的齿根弯曲应力σF2=280MPa。试问：（备用公式）1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高？][22131FsaFadFYYZmKTσφσ≤=2）两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够？答：（1）由111][saFaFYYσ=58.172.2320×=74.46222][saFaFYYσ=72.132.2300×=75.18大齿轮弯曲疲劳强度高。（2）1Fσ=11222saFasaFaFYYYY•σ=58.172.272.132.2280••×=301.6MPa∴1Fσ1][Fσ2Fσ2][Fσ两个齿轮弯曲疲劳强度足够。4、如图所示，轴由一对7306AC角接触球轴承支承。已知Fr1＝3000N,Fr2＝1000N,n=1200r/min，作用在轴上的外加轴向载荷Fae=500N方向如图所示。若载荷系数fP＝1,轴在常温下工作。预期寿命Lh=7200h,试问该轴承是否合适？(该轴承Cr＝25200N,e＝0.68,X＝0.41,Y＝0.87)。备用公式：FrFhPCnLdh7.06010610=⎟⎠⎞⎜⎝⎛=ε解：=0.7=2100N1dF1rF=0.7=700N2dF2rF=max=21001aF1dF+=700+500=12002dFaeF∴=2100N1aF=-=2100-500=1600N2aF1dFaeF/=0.7e=0.68,X=0.41,Y=0.871aF1rF/=1.6e,X=0.41,Y=0.872aF2rF=0.41×3000+0.87×2100=3057N1P=0.41×1000+0.87×1600=1802N2P则：=hL36)305725200(12006010×=7780h7200所以所选轴承合适。5、已知一横梁由两段钢板，用2个螺栓联结而成。尺寸如图，横梁所受的载荷F为60kN作用。求：(1)若板间摩擦系数f=0.18,螺栓材料的许用应力[σ]=110MPa,可靠系数1.2,若使用普通六角螺栓，试依据强度条件提出对螺栓直径的要求。(2)若采用铰制孔用螺栓,钢板强度足够，与使用普通螺栓相比较,螺栓直径是增大还是减小?为什么?(简要回答即可)解：（1）①求：·1100=F·400=1R1R1R114F=21.82KN②作左板受力分析：1RF==2RF282.21=10.91KN1TF==2TF200T=2004001•R=43.64KN③=+=10.91+43.64=54.55KNmaxF1RF1TF④=0F18.055.542.1•=363.7KN⑤σ=210)2/(3.1dFπ=2103.14dFπ××≦[σ]1d=1103637003.14×××π=73.97（mm）（2）若采用铰制孔用螺栓直径将减小，因为此时螺栓直接承受剪力。2.如右图所示传动系统，已知齿轮与蜗杆传动如图所示。1）为使中间轴Ⅱ上的轴向力能够抵消一部分，试确定蜗杆的螺旋线的旋向，在图中标出。2）确定蜗轮的转向(画在图上)3）在蜗轮上标出蜗轮的圆周力Ft4、径向力Fr4、轴向力Fa4的方向。(方向指向纸面的用⊗表示,相反的则用⊙表示)解：3．一对标准直齿圆柱齿轮传动参数见下表。试：1）比较哪个齿轮易疲劳点蚀；哪个齿轮易弯曲疲劳折断？2）若载荷系数K=1.3，按齿根弯曲疲劳强度计算，该齿轮传动允许传递的最大转矩T1等于多少？齿轮m/mmZb/mmYFaYsa[σF][σH]1317602.971.523905002345552.351.68370470（备用公式）][2][122131211FsaFadFHHEHYYZmKTuubdKTZZσφσσσ≤=≤±•=解：（1）齿轮2易点蚀齿轮1易弯曲疲劳折断因为：111][saFaFYYσ=52.19