機械設(shè)計考試試題及答案匯總

1、考試科目: 機 械設(shè)計 考試時間：120分鐘 試卷總分100分 些失效？若齒輪傳動為閉式軟齒面?zhèn)鲃?，其設(shè)計準(zhǔn)則就是什么？ （6分） 齒面得接觸疲勞強度與齒根得彎曲疲勞強度得計算 ，齒面得接觸疲勞強度針 對于齒面得疲勞點蝕失效與齒根得彎曲疲勞強度針對于齒根得疲勞折斷。 齒輪傳動為閉式軟齒面?zhèn)鲃?，其設(shè)計準(zhǔn)則就是按齒面得接觸疲勞強度設(shè)計，校 核齒根得彎曲疲勞強度。 2、連接螺紋能滿足自鎖條件，為什么還要考慮防松？根據(jù)防松原理，防松 分哪幾類？（ 8分） 因為在沖擊、振動、變載以及溫度變化大時，螺紋副間與支承面間得摩 擦力可能在瞬間減小或消失，不再滿足自鎖條件.這種情況多次重復(fù)，就會使 聯(lián)接松動,導(dǎo)致

2、機器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)重事故。 因此,在設(shè)計螺紋聯(lián)接時, 必須考慮防松。根據(jù)防松原理，防松類型分為摩擦防松，機械防松，破壞螺紋 副關(guān)系防松. 3、聯(lián)軸器與離合器得功用就是什么？二者得區(qū)別就是什么？（6分） 聯(lián)軸器與離合器得功用就是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩 .二者區(qū)別就 是:用聯(lián)軸器聯(lián)接得兩軸在工作中不能分離，只有在停機后拆卸零件才能分離 兩軸，而用離合器可以在機器運轉(zhuǎn)過程中隨時分離或接合兩軸題號 - *. 二 三 四 五 總分 得 評卷 得 分 一、簡答題 （本大題共4小題，總計2 6 分） 齒輪強度計算中，有哪兩種強度計算理論 ？分別針對哪 1、 4、鏈傳動產(chǎn)生動載荷得原因就是什么

3、？為減小動載荷應(yīng)如何選取小鏈輪得 齒數(shù)與鏈條節(jié)距？ （6 分） 讎前進 SSSft 說鈿=色甜（不穩(wěn)己 鏈上下垂直 51 度變化心，=2硏- cos 0向扼初 共振原因更 2 2 如生動載荷 瞻時嚙合的相對速 S 引起沖擊、動直 宙于4 奚松弛，起動，需 I 員 L 反轉(zhuǎn)，突然超載卸報出現(xiàn)沖主、動載 荷 小鏈輪得齒數(shù)不宜過小與鏈條節(jié)距不宜過大。 二、選擇題（在每題若干個選項中選出正確得選項填在橫線 上。 本大題共12小題，總計24分） 1、 當(dāng)兩個被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經(jīng)常拆卸時，往往采用 B _ 。 A .螺栓聯(lián)接 B.雙頭螺柱聯(lián)接 2、 滾動軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點蝕，應(yīng)

4、進行A 5、V帶傳動設(shè)計中，限制小帶輪得最小直徑主要就是為了 C。螺釘聯(lián)接 A、疲勞壽命計算 B、 靜強度計算 C、極限轉(zhuǎn)速驗算 3、阿基米德蝸桿得 A _ 參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。 A、 軸面 B、端面 C、 法面 4、一對相嚙合得圓柱齒輪得 乙 V乙、b 1b2,其齒面接觸應(yīng)力得大小為 A、 T H1= T H2 (T H1 H2 C、 (T H 1 V1V1 V1 VI VI V1V1 V V（=V1=V1 2）被油膜分開得兩表面須有一定得相對滑動速度, 其方向應(yīng)保證潤滑油由大 得 分 1、2、 C.在兩輪上同時開始？ Q.不定在哪輪先開始 口進，從小口出; 3)潤滑油須有一定得粘度，供油要充分.

5、 B能夠形成流體動壓潤滑油膜 3、如圖所示為帶傳動簡圖.輪1為主動輪。試問： (1)帶傳動得主要失效形式有哪些？帶傳動工作時為什么出現(xiàn)彈性滑動現(xiàn)象 ？ 能否避免彈性滑動? (2)帶傳動工作時，帶處于圖中哪一點應(yīng)力最大？最大應(yīng)力 max=? (5 分) 帶傳動得主要失效形式有打滑與疲勞斷裂。彈性滑動就是由拉力差引起得, (只要傳遞圓周力，必然會產(chǎn)生彈性滑動).彈性滑動就是正常得工作現(xiàn)象，不 可避免. 圖中 A 點應(yīng)力最大, 1、某軸由一對代號為 3 0 2 1 2 得圓錐滾子軸承支承，其基本額 定動載荷C = 97、8 kN.軸承受徑向力 Fr 1= 6000N, Fr2 =16500N.軸得

6、轉(zhuǎn)速n = 5 00 r/min，軸上有軸向力FA = 3000 N,方向如圖。軸承得其它 參數(shù)見附表動載荷系數(shù)fd = 1,溫度系數(shù)ft= 1。 試:(1)說明軸承代號得意義； (2)確定軸承得壽命。(以小時為單位)四、計算題 (本大題共2小題，總計 2 0分) （14 分） 得 分 0 解：3 :軸承類型代號，圓錐滾子軸承；0 2 :尺寸系列代號（0:寬度系列代號，2: 直徑系列代號）；12:內(nèi)徑系列代號，內(nèi)徑 為60mm ;公差等級為 0 級。 1）求內(nèi)部派生軸向力S 1、S 2得大小 S F a/Fr e e X Y X Y 0、 40 1 0 0、4 1、 5 方向 方向如圖所示。

7、,1軸承被“壓緊” ，2 軸承被“放松 2） 求軸承所受得軸向力 N N, 3） 軸承得當(dāng)量動載荷 據(jù): Fai / Frl = 2 5 00/60 0 0 0、417 e =0、40,得：X1 = 0、 4, Yi =1、5 P1 = fd (X1 Fr1 + 丫1 Fa1)= 0、4X 6000 + 1、5X 2 50 0 6150 N 據(jù): Fa2 / Fr2 =5500/1 6 50 0 0、33 P1，用P2計算軸承壽命. 4）計算軸承壽命 1 256 2 h 2、一牽曳鉤用2個M1 0 （di =8.3 7 6 mm）得普通螺栓固定于機體上，如圖 所示。已知接合面間摩擦系數(shù) f =

8、0、15,可靠性系數(shù) Kf=1、2，螺栓材 料強度級別為6、6級，屈服極限E=360M Pa,安全系數(shù)S =3。試計算該螺栓 組連接允許得最大牽引力 R max= ？ （6 分） 許用應(yīng)力：36 0 /3=1 2 OMPa 預(yù)緊力為 由公式 求出預(yù)緊力：F =5083、7N 最大牽引力與預(yù)緊力關(guān)系公式為 最大牽引力為R = 1271N 試分析如圖所示軸系結(jié)構(gòu)中得錯誤，并加以改正。 （指出錯誤 之處，并編上號，簡述其錯誤原因，并改正之。）（至少改正5處） 指出錯誤之處，并編上號，簡述其錯誤原因（略）。 改正為:五、改錯題 （本題10分） 得 分 n 乙- 2011年機械設(shè)計試題及答案 一、填空題

9、及選擇填空題（27分，每空1分） 1. 當(dāng)動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時 ，就會出現(xiàn) 同時存在得現(xiàn)象，這種摩擦狀態(tài)稱為 一公稱直徑為d=16mm得螺紋副，螺紋頭數(shù)n = 2,螺距p = 4mm, 螺 紋中徑d2= D2 =1 4mm,牙側(cè)角 3= 15 o,螺紋副材料得當(dāng)量摩擦系數(shù) a.滿足 b、 不滿足 齒面材料較軟、低速重載、頻繁起動得傳動中。 *玄 2 Z / Z 丿 Z Z. 7、 下列齒輪參數(shù)中，對齒形系數(shù)YF沒有影響得就是 a、 齒數(shù) b、變位系數(shù) C、 齒頂高系數(shù) d、壓力角 e、模數(shù) 2、 f =0、080、1 0, 經(jīng)計算該螺紋副 自鎖性要求。 3、導(dǎo)向平鍵連接得主要失

10、效形式就是 ，設(shè)計時通過 限制 來進行耐磨性計算；半圓鍵得缺點 就是 ，所以主要適用于軸端。 4、作為標(biāo)準(zhǔn)普通 V帶工作面得兩側(cè)面夾角為 0=4 0 0,相應(yīng)得 V 帶輪 輪槽得兩側(cè)面夾角則 a、大于 4 0o b、小于40o c、 等于40o。 5、傳動帶所能傳遞得最大有效圓周力 Fmax與 等因素有關(guān)，它們得值越大，F(xiàn) max就越大. 當(dāng)傳遞得外載荷超過 時，帶在帶 輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動比大于 1 得情況下打滑總就是先從小 帶輪上開始得，其原因就是 6、 齒輪傳動得五種主要失效形式中，最嚴(yán)重、必須避免得失效形式 就是 ;軟齒面閉式齒輪傳動最主要得失效形式就是 高速重載齒輪傳動易發(fā)生

11、 ;輪齒得塑性變形常發(fā)生在 8 按國家標(biāo)準(zhǔn) GB/292- 9 3規(guī)定，型號 7 212 C/ DB軸承得類型為 ，寬度類型 ，精度等級為 ，公稱接觸角 明。 4 .給出滾動軸承得當(dāng)量靜載荷 P0得定義。 5。同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點 6. 在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動壓得必要條件就是什么 三、分析計算題（29分，第一小題19 分,第二小題10分） 1 一重物勻速升降裝置采用如圖 a 所示得電機 +圓柱蝸桿傳動系統(tǒng)，已知蝸桿傳動得模數(shù) m =8mm，蝸 桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為 zi = 1、d1=80mm，蝸輪齒數(shù)Z2=50,卷筒直徑 D =2 5 0m m。重物勻速升

12、 降得速度v = 40m/mi n，最大載重量 W為4 k N,工況系數(shù)KA按1、0計，試分析、計算提升重物時 得下列問題： 1 ）該裝置以40m/m 1 n得速度勻速升起重物 1 m時，蝸桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？并在圖中標(biāo)明蝸桿得轉(zhuǎn)向、 2 ）若蝸桿與蝸輪齒面間當(dāng)量摩擦系數(shù) f丄0、1 8,該機構(gòu)能否自鎖?（ 2 分） 3）若重物 W=4kN，傳動裝置總得傳動效率為 n = 0、5,試計算出電機得輸出轉(zhuǎn)矩 T m應(yīng)就是多 9、 對于轉(zhuǎn)動得滾動軸承，其主要失效形式就是 ；對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動 得軸承，主要失效形式就是 ；對于高速軸承, .就是其主要失效形式. 滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成，

13、其失效形式主要就 ，主要發(fā)生在 上. 二、問答題（2 4分,每小題 4 分） 1、 齒向載荷分布系數(shù)KB得物理意義就是什么？改善齒向載荷分布不均勻狀況得措施有哪些? 2、 試述齒輪傳動得設(shè)計準(zhǔn)則。 3、 按在支撐軸上零件傳遞運動與動力時受到得載荷類型得不同, 軸分為那幾種類型？并分別舉例說 蝸輪輪齒旋向、節(jié)點位置處蝸桿及蝸輪得受力方向。 （5分） 4）若蝸輪軸采用如圖 b 所示得兩個角接觸軸承 7 20 9 C支撐形式， L =1 00 mm，蝸桿傳動效 少？ （2分）4）若蝸輪軸采用如圖 b 所示得兩個角接觸軸承 7 20 9 C支撐形式， L =1 00 mm，蝸桿傳動效 橫梁上，螺栓得相

14、對剛度為 0、3，螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設(shè)被連接件都不會被壓潰、 也不滑移，試計算: 1）該螺栓組連接得接合面不出現(xiàn)間隙所需得螺栓預(yù)緊力 F至少應(yīng)大于多少？（接合面得抗彎剖 面模量 W=12、71X1 06mm3) (7 分) 2）若受力最大螺栓處接合面間得殘余預(yù)緊力 F要保證 6 95 6 N,計算該螺栓所需預(yù)緊力 F 、 Ii=j455 11 300300 20kN20kN IIII 圏 3k 率 n =0、7,卷筒、聯(lián)軸器（連接蝸輪軸與卷筒軸） 、蝸輪軸上軸承得效率合計為 n = 0、 8,軸承72 0 9 C得基本額定動載荷與基本額定靜載荷分別為 C = 29800N、C。

15、= 23800N,其 內(nèi)部軸向力S=0、4Fr，徑向載荷系數(shù) X與軸向載荷系數(shù) 丫分別為0、4 4 與1、36, fT=1、0, fp=1、5,試計算軸承II得壽命L h為多少小時？ （ 10分） 2. 圖c所示為一托架，20kN得載荷作用在托架寬度方向得對稱線上, 用四個螺栓將托架連接在一鋼制 上升 卷筒 丿 機座 CL ffff 所受得總拉力F0。（3分） 四、結(jié)構(gòu)題（20分） 1。試說明實現(xiàn)軸上零件軸向固定得五種方法 ，并分別畫出相應(yīng)于各種軸向固定方法得結(jié)構(gòu)圖 ；畫出模鍛 輪坯、腹板式大齒輪在轉(zhuǎn)軸得軸端實現(xiàn)軸向固定與周向固定得結(jié)構(gòu)圖 2 圖 d 與圖e為凸緣聯(lián)軸器得兩個半聯(lián)軸器得將兩根軸

16、連接起來得兩種形式得部分結(jié)構(gòu), 得其余部分補全，成為完整得結(jié)構(gòu)。 （5分） 現(xiàn)有成品一級標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器一臺 ，輸入軸與小齒輪采用普通平鍵連接，軸與小齒輪輪轂配 合段軸頸直徑 d = 40m m，該軸段長度1=58 m m，鍵槽長L=50m m,小齒輪輪轂鍵槽深 t i=3、3mm . 為得到比現(xiàn)有減速器更大得減速比 ，現(xiàn)在需要重新設(shè)計、更換該減速器得齒輪。已知重新設(shè)計得到 得齒輪模數(shù) m=3、0mm,小齒輪齒頂圓直徑 d a1=6 9 mm, 齒根圓直徑df1=5 5、5mm，齒寬 b i=60mm，如果采用該小齒輪，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)進行分析：該減速器得輸入軸就是否具有可以繼 續(xù)使用得可能性

17、？ （ 3分） 一、選擇題：本題共 1010 個小題，每小題2分，共2 0 0 分，在每小題給出得四 個選項中，只有一項就是符合題目要求得。把所選項前得字母填在題后得括號 內(nèi)。 1在一般工作條件下，齒面硬度HB 3 5 0得閉式齒輪傳動，通常得主要失效形式為 2.帶傳動在工作時產(chǎn)生彈性滑動，就是由于 A .包角a太小 B、初拉力F0太小 C.緊邊與松邊拉力不等 D、 傳動過載 3。在下列四種型號得滾動軸承中，只能承受徑向載荷得就是 （要求齒輪也要畫出來）。（12 請將未畫出 3、 A .輪齒疲勞折斷 齒面疲勞點蝕 C。齒面膠合 D、齒面塑性變形 I所受得總拉力F0。（3分） 4。下列四種螺紋中

18、，自鎖性能最好得就是A。6 2 0 8 B、 N208 C、 3 208 D、 5 208 【】 齒彎曲強度. 10直徑較小得鋼制齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪與軸做成一體，稱為 三、簡答題: :本大題共 6 6 個小題，每題 5 5 分，共3 0 0 分。把答案填在題中橫線上. . 1. 簡述螺紋聯(lián)接得基本類型主要有哪四種？ 2. 提高螺栓聯(lián)接強度得措施有哪些 ？A.粗牙普通螺紋 B、細牙普通螺紋 C .梯形螺紋 D、鋸齒形螺紋 5 .在潤滑良好得條件下，為提高蝸桿傳動得嚙合效率 ，可采用得方法為 A.減小齒面滑動速度 U s B、 減少蝸桿頭數(shù)Z1 C。增加蝸桿頭數(shù)Z1 增大蝸

19、桿直徑系數(shù) 6在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數(shù)C就是指 A.彈簧外徑與簧絲直徑之比值 B.彈簧內(nèi)徑與簧絲直徑之比值 C 彈簧自由高度與簧絲直徑之比值 D.彈簧中徑與簧絲直徑之比值 7普通平鍵接聯(lián)采用兩個鍵時，一般兩鍵間得布置角度為 A。90 120 C、135 D、180 8。 V帶在減速傳動過程中 ,帶得最大應(yīng)力發(fā)生在 A.V 帶離開大帶輪處 V帶繞上大帶輪處 CoV 帶離開小帶輪處 D、 V帶繞上小帶輪處 9o 對于普通螺栓聯(lián)接，在擰緊螺母時 ，螺栓所受得載荷就是 A.拉力 B、扭矩 Co 壓力 D、拉力與扭矩 10.滾子鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)，這主要就是因為采用過渡鏈節(jié)后 A .制造困難 B、要使用較長得銷軸 Co 不便于裝配 、填