機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)期末考試試題AB試卷帶答案2套（高職）

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)期末考試試題一

一、選擇題（本題共27分，每小題3分，將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)）

1、在螺紋聯(lián)接中最常用的螺紋牙型是（)。

（A）鋸齒形螺紋(B)矩形螺紋

（C）三角形螺紋(D)梯形螺紋

2、代號(hào)為3310的單列圓錐滾子軸承的內(nèi)徑為(

(A)10mm(B)100mm(C)50mm

(D)310mm(E)155mm

3、在普通三角膠帶傳動(dòng)中，從動(dòng)輪的圓周速度低于主動(dòng)輪的圓周速度V],其降低量常用

滑差率（或稱滑動(dòng)率）€（€=9）表示，€值隨所傳遞的載荷的增加而（）。

（A）減?。˙）增大（C）不變

4、有一對(duì)傳遞動(dòng)力的漸開(kāi)線閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，現(xiàn)設(shè)計(jì)主、從動(dòng)輪均為軟齒面鋼制齒

輪，精度等級(jí)取為7級(jí)。如欲在中心距和傳動(dòng)比不變的條件下提高其接觸強(qiáng)度，在下列各措

施中，最有效的是（）。

（A）增大模數(shù)（相應(yīng)減少齒數(shù)）（B）提高主、從動(dòng)輪的齒面硬度

（C）提高加工精度的等級(jí)（D）增大齒根圓角半徑

5、在下列參數(shù)中，影響漸開(kāi)線圓柱齒輪齒形系數(shù)的參數(shù)為（）。

（A）齒數(shù)（B）模數(shù)（C）齒寬系數(shù)

6、普通螺栓聯(lián)接所受的預(yù)緊力為F；在受工作載荷（工作拉力）F時(shí)，剩余預(yù)緊力（殘余預(yù)

緊力）為F",則螺栓受的總拉力F。為（

（A）Fo=F+F（B）F0=F"+F

-

（C）Fo=F'+F"（D）F0=F+F+F

7、若計(jì)算表明,材料為45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的軸處于危險(xiǎn)的共振區(qū)，應(yīng)當(dāng)采取的措施為（）。

（A）采用其他鋼材（B）采取表面硬化處理

（C）改變表面粗糙度（D）改變軸的直徑

8、在外載荷不變的條件下，兩工作表面間為完全流體動(dòng)力潤(rùn)滑（流體動(dòng)壓潤(rùn)滑），其間的最

小油膜厚度隨相對(duì)滑動(dòng)速度的增加而（）。

（A）變?。˙）增厚（C）不變

9、有一斜齒輪軸的力學(xué)模型圖如下圖所示，按作用在斜齒輪上的軸向力F做作的彎矩圖的

形狀為（）。

——(B)

wlllllHlllillHI0?111111111111111^

二、簡(jiǎn)要回答下列各問(wèn)題（本大題共22分）

1、寫(xiě)出兩種蝸輪齒圈<?>------(F),不受11施的常用材料牌號(hào)（只寫(xiě)出

名稱的要扣一半的分）。（4分）

2、試列出校核非液體摩擦（或稱混合摩擦潤(rùn)滑）徑向滑動(dòng)軸承工作能力的計(jì)算式。設(shè)載荷

平穩(wěn),d—軸承直徑（mm）,B—軸承寬度（mm）,一徑向載荷（N）,n一軸的轉(zhuǎn)速（r/min）。

（6分）

3、機(jī)械零件在變應(yīng)力條件下工作時(shí)，應(yīng)力狀況用循環(huán)特性r表示（r定義為仁堂絲）。

最大應(yīng)大

在外載荷不變的情況下，試判斷下列各題的r值（r可寫(xiě)為r=+l,r=-l,r=0,0<r<l,-

l<r<0等）。（8分）

（A）只受彎矩的轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，外徑處的彎曲應(yīng)力，r?為。

（B）受軸向力時(shí)，推力滾動(dòng)軸承緊圈滾道上一點(diǎn)的接觸應(yīng)力，r為。

（C）普通帶傳動(dòng)（見(jiàn)下圖）在傳遞動(dòng)力的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，主動(dòng)輪等速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶外表面a點(diǎn)

處的總應(yīng)力，r為

（D）如下圖所示，直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，，齒輪1為主動(dòng)輪，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力由齒輪3輸

出。在傳力過(guò)程中，齒輪2工作齒面上的接觸應(yīng)力，r為

￥介3

,口*X-==-

II

4、在聯(lián)軸器中，有固定式剛性聯(lián)軸器，可移式（又稱補(bǔ)償式）剛性聯(lián)軸器，彈性（又稱彈

性可移式）聯(lián)軸器之分，試判斷下列各聯(lián)軸器（見(jiàn)下圖）屬于上三類中哪一類？（4分）

三、（本題10

分）

如下圖所

示，兩個(gè)同

型號(hào)的單列圓錐滾子軸承支承的軸，軸的轉(zhuǎn)速為n=1430r/min,根據(jù)外載荷情況，已算出軸

承1、2的徑向支反力為R，=5000N,R:=4000N1,軸上兩零件所受的軸向力如圖示。試計(jì)算軸

承1、2的當(dāng)量動(dòng)載荷艮、P"

注：①已從手冊(cè)上查出該軸承的X=0.4,Y=2.1,e=0.29,C=64800N,C0=61200No

②軸承內(nèi)部軸向力的計(jì)算式為：S=芻（有的教材用S=』,式中R即F『這是因目

前各教材所用的符號(hào)不同）。

③載荷系數(shù)fp和溫度系數(shù)%均取為1。

十用,產(chǎn)

四、（本題13分）

二級(jí)漸開(kāi)線圓柱齒輪減速器由電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)，如下圖所示。己知：電動(dòng)機(jī)輸出功率

P=3kW,轉(zhuǎn)速n=970r/min；高速級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng),mn=2mm,z【=25,Zz=53,0i=15°5O’19"；

低速級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)，mn=3mm,z3=20,z4=45,中心距a=100mm（計(jì)算時(shí)不考慮摩擦

損失）。試求：

⑴使H軸上的軸承受的軸向力較小，齒輪3、4的齒的螺旋線方向

⑵齒輪3的分度圓螺旋角值。

（3）作用在齒輪3上各分力的方向（在圖上表示出來(lái)）。并計(jì)算各分力（圓周力、徑向力,

軸向力）的值。

五、（本題12分）

一蝸桿傳動(dòng)的手動(dòng)起重裝置如下圖所示。已知：起重量Q=5000N,卷筒的計(jì)算直徑

D=180mm,作用于手柄上的圓周力F=100N。起重時(shí)手柄順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)如下圖，轉(zhuǎn)速n=20r/min,

手柄臂長(zhǎng)L=200mm,蝸桿為阿基米德蝸桿，蝸桿頭數(shù)乙=1,模數(shù)m=5mm,蝸桿直徑系數(shù)

（又稱蝸桿特性系數(shù)）q=10,總傳動(dòng)效率=0.4.試求：

（1）蝸桿和蝸輪的螺旋線方向；

（2）應(yīng)有的蝸輪齒數(shù)Z2；

（3）蝸桿傳動(dòng)的中心距a。

六、（本題12分）

指出下圖錐齒輪減速器中錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤。錯(cuò)誤處依次以①，②，③，…標(biāo)出，要

說(shuō)明錯(cuò)誤造成的原因。圖中所示錐齒輪為主動(dòng)輪，動(dòng)力由與之聯(lián)接的聯(lián)軸器輸入，從動(dòng)錐齒

輪和箱體的其余部分沒(méi)有畫(huà)出。錐齒輪傳動(dòng)用箱體內(nèi)的油潤(rùn)滑（滾動(dòng)軸承用脂潤(rùn)滑）。

七、（本題4分）

標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)如下圖所示，校核軸H上的鍵聯(lián)接的強(qiáng)度。已知：動(dòng)力由I

軸輸入，III軸輸出，輸入功率P=2.5kW,n1=1450r/min；,齒輪2的模數(shù)m=3mm,

z1=40,z2=60,Z3=40,寬度B=50mm,齒輪、軸與鍵的材料均為45鋼，與齒輪配合處

軸頸du=40mm；所用圓頭平鍵的鍵長(zhǎng)為45mm,鍵寬b=12mm,鍵高h(yuǎn)=8mm。設(shè)取鍵聯(lián)接

的許用擠壓應(yīng)力為125MPa,鍵的許用切應(yīng)力為12OMPa?

期末考試試題一答案

一、1、C2、C3、B4、B5、A6、B7、D8、B9、E

二、

1、鑄造錫青銅ZCuSnlOPl；鑄造鋁鐵青銅ZCuAllOFe30

2、P="W[P]

Pv嚎晨日

V二-----------<[v]

60X100

3、(A)-1(B)0(C)0<y<l(D)0

4、(a)固定式剛性聯(lián)軸器(b)可移式(補(bǔ)償式)剛性聯(lián)軸器

(c)彈性聯(lián)軸器(d)可移式(補(bǔ)償式)剛性聯(lián)軸器

三、

S/*翳"90N方向向左;

S點(diǎn)爵952N方向向右;

Fa=900-300=600N方向向右;

軸承1：S:+Fa=952+600=1552N>S1

A,=S2+Fa=1552N

淺落。3丘=。29

Px=fp(XRi+YAi)=1X(0.4X5000+2.1X1552)=5259N

軸承2：A2=S2=952N

皿=—=0.238<e=0.29

R24000

P2=fp-R2=4000N

四、

⑴齒輪3應(yīng)為左旋；齒輪4應(yīng)為右旋。

⑵(z3+z4)

2COSP34

p=arccos2LL_^=arccosiL_￡2±^=arccos0,975?12.838568^12°5019-

(3)n3=n2=n1^-=970x^7=457.55r/min

55

TS=95.5X10P/n3=95.5x10^z=62616N.mm

心=舞=意、6L54mm

%=,=鬻冬2。35N

Fa3=Ft3-tanp=2035xtanlZ^O'l^k463.8N

,tan.200

F7597N

r3=Ft3tan20°/cosp=203520咕伊吐'*

五、

⑴蝸桿和蝸輪的螺旋線方向均為右旋。

⑵4=F1=100x200=2x104N-mm

T=Q-7=5000x90=45X104N-mm

22

TzTir,

I，=2==56.25應(yīng)取Z2=57Ai=57-5625=1.3%<5%

Till2X104X0^l256.25

Ti-i-n=2xl04x57x0.4=45.6xiax>45xl04取=57滿足要求

(3)a=?(q+z)=7X(10+57)=167.5mm

222

六、

①平鍵與透蓋干涉了，應(yīng)左移：

②軸伸出端蓋應(yīng)有臺(tái)階，用于輸入聯(lián)軸器軸向定位；

③透蓋與軸間應(yīng)有間隙，應(yīng)有氈圈密封；

④透蓋與套杯間，套杯與箱體間應(yīng)有調(diào)整墊片；

⑤箱體端面非接合面應(yīng)低一些，不加工，圓角過(guò)渡；

⑥箱體孔的中間一段直徑加大些，減少精加工面；

⑦套杯內(nèi)孔中間一段直徑加大些，減少精加工面；

⑧右軸承右邊應(yīng)有甩油環(huán)，不使?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承；

⑨右軸承右邊軸徑應(yīng)小于軸承內(nèi)徑，以使軸承能裝到軸上，為此，齒輪應(yīng)與軸作成兩體，

軸成臺(tái)階軸，用平鍵聯(lián)接；

⑩軸承滾子中心應(yīng)有中心線。

另外，此圖兩軸承為正裝（面對(duì)面），齒輪懸臂較長(zhǎng)，若改為反裝（背對(duì)背），將使齒輪懸

臂長(zhǎng)減小。

七、

n=95.5Xl()5p/n產(chǎn)95.5X10sx2.5/1450=16465.5N/mm

.60

T2=Tj?i=16465.5x—=24698N/hini

L-T82333.1185N

2<125M%

P—學(xué),*(L—b)—20x4x(45—0mm2

82331.0395N

T-逝b.Q_切-20x12x33-mm2<120MPa

軸n上的強(qiáng)度足夠。

期末考試試題二

一、選擇題（把正確答案的序號(hào)填在右邊的括號(hào)內(nèi)）（每題2分）

1、在V帶傳動(dòng)中，小輪包角一般應(yīng)大于或等于多少度（

（A）90°（B）100°（C）120°（D）150°

2、選擇鍵的剖面尺寸（bXh）是根據(jù)什么從標(biāo)準(zhǔn)中選出來(lái)的（）.

（A）傳遞扭矩T的大?。˙）軸徑大小

（C）輪轂長(zhǎng)度（D）傳遞的功率大小

3、直齒圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算中，是以什么為計(jì)算依據(jù)的（）。

（A）大端當(dāng)量直齒圓柱齒輪（B）平均分度圓柱齒輪

（C）平均分度圓處的當(dāng)量圓柱齒輪

4、通常在一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，兩齒輪面接觸應(yīng)力0Hl和。H2關(guān)系如何，而兩輪齒彎曲應(yīng)力

0F1和與2關(guān)系如何（）。

（A）相等（B）不相等（C）可能相等可能不相等

5、當(dāng)轉(zhuǎn)軸所受的徑向力大小、方向不變時(shí)，其外圓面上任一點(diǎn)的應(yīng)力屬于什么應(yīng)力，因此

在確定其許用應(yīng)力時(shí)，應(yīng)選擇什么許用應(yīng)力（）。

（A）靜應(yīng)力（B）脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力（C）對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力

（D）9Th（E）9°］b（F）［。+Jb

6、一般中速中載條件，蝸輪齒圈常用什么材料制造（）。

（A）碳鋼（B）合金鋼（C）青銅（D）鑄鐵

7、齒輪傳動(dòng)引起附加動(dòng)載荷和沖擊振動(dòng)的根本原因是什么（）。

（A）齒面誤差（B）齒距誤差（C）基節(jié)誤差

（D）中心距誤差（E）以上都不是

8、設(shè)計(jì)圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)取小齒輪的齒面硬度與大齒輪的齒面硬度關(guān)系如何；小齒輪的

寬度與大齒輪的寬度關(guān)系如何（）。

（A）大于（B）等于（C）小于

9、為了提高蝸桿傳動(dòng)的效率》］,在潤(rùn)滑良好的條件下，最有效的是采用什么措施（）。

（A）單頭蝸桿（B）多頭蝸桿

（C）大直徑系數(shù)的蝸桿（D）提高蝸桿轉(zhuǎn)速n

10、為提高齒輪傳動(dòng)的抗點(diǎn)蝕能力，有人提出下列幾種方法：①采用閉式傳動(dòng)；②加大中心

距；③提高齒面硬度；④減少齒數(shù)加大模數(shù)，你認(rèn)為其中有幾種是正確的（）。

（A）兩種（B）一種（C）三種（D）四種

二、填空題（每題2分）

1、計(jì)算載荷F”平均載荷F和載荷系數(shù)K的關(guān)系式為,強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)該用

_________載荷。

2、在靜強(qiáng)度條件下，塑性材料的極限應(yīng)力是,而脆性材料的極限應(yīng)力是,

3、用于聯(lián)接的螺紋牙型有。用于傳動(dòng)的螺紋牙型有。

4、在軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算公式Me=/M2+（aT）中，a的含義是

--N

5、在設(shè)計(jì)圖紙上注明某鏈條的標(biāo)記為“16A-1X50”。其中“16A”代表,“50”代

表?

6、在普通蝸桿傳動(dòng)中，在面上的參數(shù)為。在該平面內(nèi)其嚙合狀態(tài)相當(dāng)

于的嚙合狀態(tài)。

7、在帶、鏈和齒輪合成的多級(jí)傳動(dòng)中，帶傳動(dòng)宜布置在級(jí)。

8、帶傳動(dòng)的失效形式為帶的和o

9、滾動(dòng)軸承N2212表示為系列，內(nèi)徑是的類軸承，其精度等

級(jí)是0

10、工作中只受彎矩不受扭矩的軸叫作軸；只受扭矩不受彎矩的軸叫作

軸；同時(shí)受彎矩和扭矩的軸叫作軸。

三、問(wèn)答題（每小題5分，共15分）

1、從雷諾方程說(shuō)明建立液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的必要條件是什么？雷諾方程用來(lái)解決什么問(wèn)題？

2、為了增加蝸桿減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，在其他參數(shù)不變時(shí)，決定把原來(lái)的單頭蝸桿改為雙

頭蝸桿，問(wèn)原來(lái)的蝸輪是否可以繼續(xù)使用？為什么？

3、結(jié)實(shí)滾動(dòng)軸承的額定靜載荷的含義。

四、計(jì)算題（共45分）

1、下圖所示為一汽缸蓋螺栓組聯(lián)接。己知汽缸內(nèi)的工作壓力p=lMPa,缸蓋與缸體均為鋼

制，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示，試設(shè)計(jì)此聯(lián)接（提示：=1.5F,螺栓數(shù)Z可取為6,45鋼的

=360MPa,n=1.5)?(本題10分)

2、下圖所示的軸由兩個(gè)反裝的圓錐滾子軸承（3000型）支承，所受的徑向力R和軸向力

如圖所示，求這兩個(gè)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷（本題分）

Pro10

提示：⑴由徑向力R產(chǎn)生的內(nèi)部附加軸向力S=R/4；

⑵當(dāng)A/R0.3時(shí)，F(xiàn)=R（=1.2）；

⑶當(dāng)A/R>0.3時(shí)，F(xiàn)=(0.4R+2A)o

3、今有一對(duì)蝸桿蝸輪傳動(dòng)（見(jiàn)下圖），已知、的方向，要求確定F,,、F.,、F。,?的

方向以及蝸桿的旋向（用箭頭表示各力方向和畫(huà)出蝸桿旋向）。（本題7分）

4、指出下面軸系結(jié)構(gòu)（下圖）的主要錯(cuò)誤,

并提出改正意見(jiàn)，蝸桿及軸承皆為油潤(rùn)滑。（本題8分）

5、如下圖所示的二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器中，已知：高速級(jí)齒輪=21,=52,=3mm,

=12°：；低速級(jí)齒輪=27,=54,=5mm,輸入功率=10kW,=1450r/min?

齒輪嚙合效率=0.98,滾動(dòng)軸承效率=0.99。試求：

⑴低速級(jí)小齒輪的齒旋向，以使中間軸上的軸承所受的軸向力較小。

⑵低速級(jí)斜齒輪分度圓旋角為多少度時(shí)，中間軸上的軸承所受的軸向力完全抵消

（只列出計(jì)算公式）。

（3）各軸轉(zhuǎn)向。

⑷齒輪嚙合點(diǎn)作用力的方向和大?。ǜ饔萌齻€(gè)分力表示）。（本題10分）

期末考試試題二答案

一、1、C2、B3、A4、A,B5、

C,D

6、C7、C8、A,A9、B

10、A

二、

1、FC2=KFF

2、

3、三角形螺紋梯形、鋸齒形、矩形

4、考慮扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力循環(huán)特性與彎曲應(yīng)力循環(huán)特性不一致而在合成時(shí)引入的折合系數(shù)

5、節(jié)距P整鏈鏈節(jié)數(shù)

6、中間標(biāo)準(zhǔn)值齒條齒輪

7、高速

8、打滑疲勞

9、輕60mm圓柱滾子/PO（普通級(jí)）

10、心傳動(dòng)轉(zhuǎn)

、

1、雷諾方程"=""h—hc）

建立液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的必要條件是：①相對(duì)滑動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；②

被油膜分開(kāi)的兩表面必須有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度，其運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥陀纱罂诹鬟M(jìn)，從

小口流出；③潤(rùn)滑油必須有一定的粘度，且供油要充分。

雷諾方程是用來(lái)計(jì)算動(dòng)搖油膜的承載能力的。

2、不能。因?yàn)楦臑殡p頭后蝸桿的導(dǎo)程角變了（Y=arctan^）,而蝸輪齒的螺旋械不變,

這樣蝸桿與蝸輪軸線交錯(cuò)角不是90。了，無(wú)法安裝到原減速器箱體內(nèi)。

3、對(duì)于不轉(zhuǎn)、擺動(dòng)或轉(zhuǎn)速極低的軸承，其滾動(dòng)體接觸面上產(chǎn)生過(guò)大永久變形時(shí)的外載荷。

四、

nxzsMxP_RX25MXP

1、=8181N

4Z

Q=F+Q；=F+1.5F=20453N

%=矍<[al==240MPa

ni.3

=11.87mm取M16螺栓，M16X70

NnxN4<j

2、S.=4='電=1000N方向向左;

44

^=—=500N