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《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α＝（    ），适用于（    ），而梯形螺纹的牙型角α＝（      ），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（      ）。
8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率η、（      ）效率和（      ）效率。其中啮合效率η=（      ），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。
得分

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  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
    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Y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β＝14032’2”，齿宽b1＝80，b2＝75mm，则该传动的齿宽系数φd等于（      ）。
    A．0.852    B．O.88    C．0.8    D．0.907
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
得分

三、计算题(38分)
1、(15分)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F0＝1000 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z1＝1，蜗杆分度圆直径d1＝80mm，蜗轮齿数z2＝40，卷筒直径D＝200mm，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数fV＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问：
    (1)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F＝100N，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Fr1＝1000N，Fr2＝2060N，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Fd＝0.68Fr,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)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、600、联接、300、传动。3、摩擦、机械、永久。        
4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力,带绕进小带轮处。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、啮合效率、轴承效率η2、搅油效率η3，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)

2、(13分)

[解]  (1) i=z2/z1＝40
设重物上升1m，手柄应转x转，则
(5分)
手柄的转动方向ω示于图中(3分)
(2)

(总效率2分,L3分)
3、(10分)
 [解]  7208C轴承的α＝150，内部轴向力
Fd＝0.4Fr,
    Fd1＝0．4Fr1＝0.4×1000=400N  (2分)
方向如解所示向左
    Fd2＝0.4Fr2＝0.4×2060=824N   (2分)
    方向如图所示向右
    Fd2十FA＝824十880＝1704＞Fd1
故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。
    Fa1＝Fd2十FA=1704N    (3分)
Fa2＝Fd2＝824N         (3分)

四、分析题(20分)
1.(10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。
①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。
②轴承盖与轴之间应有间隙。
③轴承内环和套简装不上，也拆不下来。
④轴承安装方向不对。
⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。
⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。
⑦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（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                                                                                    。 
4、混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应校核                  、                、                    值。
5、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：                          ，                      。
6、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。
7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝　　　　；标准模数和压力角在　    　；受力分析和强度计算用　      　直径。
8、带传动的主要失效形式为　   　　和　    　　。
9、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]
1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为            。
   A .Ф30H7/k6     B. Ф30H7       C .Ф30k6
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。
Ａ.毡圈密封　　Ｂ.甩油环　　Ｃ.密封环　　Ｄ.缝隙密封
3、在　　　　情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
Ａ.重载　Ｂ.高速　Ｃ.工作温度　Ｄ.高承受变载或冲击振动载荷
4、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称　　　　。
Ａ.液体摩擦　Ｂ.半液体摩擦　Ｃ.混合摩擦　Ｄ.边界摩擦
5、半圆键联接当采用双键时两键应　　　　布置。
　　Ａ.在周向相隔９０o　      Ｂ.在周向相隔１２０o　　　
　Ｃ.在周向相隔１８０o　　　Ｄ.在轴向沿同一直线
6、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应　　　　　。
　　Ａ.增加螺栓刚度。　Ｂ.降低螺栓刚度。　Ｃ.降低被联接件刚度。
7、弹簧Ａ的刚度为Ｋ１，弹簧Ｂ的刚度为Ｋ２，两弹簧并联的刚度为　　　 　　　。
　　Ａ.　Ｋ１　　Ｂ.　Ｋ２　　Ｃ. Ｋ１＋Ｋ２   Ｄ.　　Ｋ１Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）
8、强度等级为６.8级的螺栓材料σｓ＝　　 　　　ＭＰａ。
Ａ.　６００　Ｂ.　８００　　Ｃ.　６８０　Ｄ.　４８０
9、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取　　　　　。
Ａ.　任意值　　　Ｂ.　等于链节长度的偶数倍   Ｃ.等于链节长度的奇数倍
10、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　　　　　？
　　Ａ.　大轮　Ｂ.　小轮　Ｃ.　主动论　　Ｄ.　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) 。

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Q215钢，传递的最大转矩为1400 N.m（静载荷）。已知轴的材料为45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。

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
8~40
《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、   ①．相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；②．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        。 
4、  P      、     V   、       PV    。
5、①套筒式联轴器（无补偿能力）、②凸缘式联轴器（无补偿能力）。
6、  心   轴；　　传动　轴；转　轴。
7、　　　z/cosδ　；　齿轮大端　；　平均分度圆　。
8、　打滑　　和　疲劳破坏　　。
9、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　3、　B4、　D　5、　D　
6、　B　7、　C  8、　D　　9、　B　　10、　B　
三、计算题（34分）
1、解：
（1）重物上升1m时，卷筒转动圈数：N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27
蜗杆转动圈数为：N1=i N2=40x1.27=50.96(圈)              （4分）
 （2）蜗杆直径系数q=d1/m=80÷8=10
导程角：γ=arctan=arctan=7.125o
   当量摩擦角：v=arctanfv= arctan=10.204o
：因为： γ〈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：

: 则：                            （6分）
2、    解:
                                      （2 分）

                                                  （2 分）
       =
                                     （2 分）
==750N                                 （2 分）
  所以 =2x750=1500N                        （2 分）

3、解:由轴径φ55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
由〉[]=100
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

见的标记为:键16x90
四、分析题（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）

        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、、的方向。（5.5分）

《机械设计》课程试题（三）
一、填空题(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α＝        ，适用于        ，而梯形螺纹的牙型角α＝      ，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. 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900 ; C．相隔1200；    D相隔1800
4、普通平键联接强度校核的内容主要是     。
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.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示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数Ks＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10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z1＝2；z2＝60；直径系数q＝8；总效率η＝0．8，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，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如图所示)，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr1＝1650N和Fr2=3500N。外加轴向力Fae＝1020N。    (1)若派生轴向力Fd＝0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。  

 四、分析题(20分)
1.(10分) 如图4-1传动系统，要求轴Ⅱ、Ⅲ上的轴向力抵消一部分，试确定：
    1)蜗轮6的转向；
    2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向；
    3)分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合点的受力方向。

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。

                         图4-2

《机械设计》课程试题（三）
答案与评分标准
一、填空题(每空1分共24分)
1、大,中,。
2、600、联接、300、传动。
3、摩擦、机械、永久。         
4、轴径d、侧面。
5、包角α。
6、变量、常数。
7、相同、不同、不同、不同。
8、节点。
9、p、pv。
10、无弹性元件,有弹性元件。
二、单项选择题(每选项1分,共10分)
1、B。2、D。3、D。4、A。5、D。6、A。7、D。8、B。9、C。10、B。
三、计算题(40分)
1.(13分)
螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为F0
则由平衡条件
可得
            (4分)
螺栓危险截面的强度条件为
于是得   (4分)

                   (5分)

2、(13分)

[解] 
 (1)电机转向箭头向上； (1分)

(2)蜗杆受各力方向如图  (3分)

   (3分)

                            (3分)  

Fr2＝Ft2·tanα＝9845tan20°＝3583N            (3分)
3、(14分)
 [解] 
    Fd1＝0.7Fr1＝0.7×1650=1155N  (2分)
方向向右
Fd2＝0.7Fr2＝0.7×3500=2450N  (2分)
    方向向左
    Fd1十Fae＝1155十1020＝2175 ＜ Fd2
故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。
    Fa1＝Fd2-Fae=2450-1020N =1430   (2分)
Fa2＝Fd2＝2450N                 (2分)

(3分)
    (3分)
四、分析题(26分)
1.(12分)(1) 蜗轮6的转向为逆时针方向；
(2分)
(2)齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；(4分)
(3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a)；蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。(6分)

2、(14分)[解]  画出的正确结构图如图。
①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；
②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；
③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；
④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；
⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移1～2mm；
⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm，轴颈右端面缩进去；
⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右；
⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。

⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。
每指出一处错误1分,说明原因1分,指出五个错误算满分10分；画出正确图形4分。

答案参见我的新浪博客：