机械设计基础期末试卷(答案)
机械设计基础期末试卷 A (含参考答案)
、填空题 ( 每空 1 分, 共 分 )
2. 一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是
( 齿面疲劳点蚀 , 轮齿弯曲疲劳折断
3. 开式齿轮的设计准则是 ( )。
应满足，σ F ≤σ FP
4. 当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿
宽系数 决定的承载能力，仅与齿轮的 ( )或 ( )有关。
分度圆直径 d 1 或中心距
5. 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取 ( 计中，应取 ( )模数为标准值。 法面；大端
6. 润滑油的油性是指润滑油在金属
表面的 吸附
7. 形成流体动压润滑的必要条件是 ( )、 ( )、( )。 ①两工作表面间必须构成楔形间隙； ②两工作表面间必须充满具有一定粘度的 润滑油或其他流体； ③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度， 其运动方向必须 保证能带动润滑油从大截面流进，从小截面流出。
8. 滑动轴承的润滑作用是减少 ( )，提高 ( )，轴瓦的油槽应
该开在 ( )载荷的部位。
摩擦：传动效率；不承受
9. 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力 F t1 的方向总是与 ( )，而径向力 F rl 的方向总是 ( )。
与其旋转方向相反，指向圆心
10. 由于蜗杆传动的两齿面间产生较大的 ( )速度，因此在选择蜗杆和
蜗轮材料时，应使相匹配的材料具有良好的 ( )和 ( )性能。通 常蜗杆材料选用 ( ) 或 ( ) ，蜗轮材料选用 ( ) 或
( ) ，因而失效通常多发生在 ( )上。
相对滑动；减摩、耐磨；碳素钢或合金钢，青铜或铸铁；蜗轮
11. 当带有打滑趋势时， 带传动的有效拉力达到 ( )，而带传动的最大
有效拉力决定于 ( )、( )、( )和( )四个因素。
最大值；包角；摩擦系数；张紧力及带速
12. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而 ( )，随包角的增大而
)和 ( ) d 一定时，由齿轮强度所 )模数为标准值；而直齿锥齿轮设
( ) ，随摩擦系数的增大而( ) ，随带速的增加而( )。
增大；增大；增大；减小
13.在设计V 带传动时，为了提高V 带的寿命，宜选取( )的小带轮直径。
较大
14.在带传动中，弹性滑动是( )避免的，打滑是( )避免的。
不可以；可以
15.带传动工作时，若主动轮的圆周速度为v1，从动轮的圆周速度为v2 ，带的线速度为v ，则它们的关系为v1( )v，v2( )v。
v1>v；v2 16.对于高速重载的滚子链传动，应选用节距( )的( )排链； 对于低速重载的滚子链传动，应选用节距( )的链传动。 小；多；大 17.花键联接的主要失效形式，对静联接是( )，对动联接是 ( )。 齿面压溃；齿面磨损 1. 摩擦离合器靠( )来传递扭矩，两轴可在( )时实现接合或分离。 工作面的摩擦力；任何速度 二、选择题(33小题,共99.0分) [ ] 1. 尼龙柱销联轴器的刚度特性属于( ) 。其主要缺点是( ) 。 A、定刚度的，不宜用于高速、起动频繁和正反转多变的传动 B、变刚度的，径向尺寸大、允许的工作温度范围小 C、既可以是定刚度的，也可以是变刚度的，结构复杂、制造不便 B [ ] 1. 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在。 A 、跑合阶段B、稳定性磨损阶段 C、剧烈磨损阶段 D、齿面磨料磨损阶段 A [ ] 1. 两个齿轮的材料的热处理方式、齿宽、齿数均相同，但模数不同，m1=2mm ，m2=4mm ，它们的弯曲承载能力为。 A、相同 B、m2 的齿轮比m 1的齿轮大 C、与模数无关 D、m1 的齿轮比m2的齿轮大 B [ ] 1. 一对直齿锥齿轮两齿轮的齿宽为b1、b2，设计时应取。 A 、b1>b2 B、b1=b2 C、b1 D、b1=b2+(30～50)mm B [ ] 1. 双向运转低速重载软齿面齿轮传动，其主要失效形式是。 A、轮齿折断B 、齿面点蚀C 、齿面磨损D 、齿面胶合E 、塑性变形 A [ ] 1. 斜齿圆柱齿轮传动，如螺旋角越大，则传动的平稳性( ) ，产生的轴向力( ) 。 A、越小 B 、越大C 、没影响 B [ ] 1. 当齿轮材料和热处理条件一定时，许用弯曲应力在( ) 情况下的值较大。 A 、轮齿双向运转 B 、轮齿受单向弯曲 C 、轮齿在传动中为惰轮 B [ ] 1. 在圆柱形螺旋拉伸(压缩)弹簧中，弹簧指数C 是指。 A、弹簧外径与簧丝直径之比值。 B、弹簧内径与簧丝直径之比值。 C、弹簧自由高度与簧丝直径之比值。 D、弹簧中径与簧丝直径之比值。 D [ ] 1. 在径向滑动轴承中，采用可倾瓦的目的在于。 A 、便于装配B、使轴承具有自动调位能力 C、提高轴承的稳定性 D、增加润滑油流量，降低温升 C [ ] 1. 径向滑动轴承的直径增大1 倍，长径比不变，载荷不变，则轴承的压强 p 变为原来的( )倍。 A 、2 B、1/2 C、1/4 D、4 C [ ] 1. 径向滑动轴承的直径增大1 倍，长径比不变，载荷及转速不变， 则轴承的pv 值为原来的( )倍。 A 、2 B、1/2 C、4 D、1/4 B [ ] 1. 滑动轴承在液体摩擦工况下的摩擦系数很小，约为。 A、0.1～0.8 B 、0.01 ～0.08 C、0.001 ～0.008 D 、0.0001 ～0.0008 B [ ] 1. ( ) 不是滚动轴承预紧的目的。 [ ] 1. 代号为 7312C 的滚动轴承，对它的承载情况描述最准确的是。 A 、只能承受轴向负荷 B 、单个轴承能承受双向轴向负荷 C 、只能承受径向负荷 D 、能同时承受径向负荷和单向的轴向负荷 [ ] 1. 在正常条件下，滚动轴承的主要失效形式为。 A 、滚动体碎裂 B 、滚动体与套圈间发生胶合 C 、滚道磨损 D 、滚动体与滚道的工作表面疲劳点蚀 D [ ] 1. 推力轴承不适用于高转速的轴，这是因为高速时造成 ( ) ，从而轴 承寿命严重下降。设计高转速轴支承，可以代替推力轴承使用的是 ( ) 。 A 、圆周速度过大，圆锥滚子轴承 B 、滚动体离心力过大，单列向心球轴承 C 、冲击过大，单列向心短圆柱滚子轴承 D 、滚子阻力过大，双列向心球面滚子轴承 B [ ] 1. 滚动轴承转动套圈与轴颈的配合， 应采用基孔制过盈量 ( ) 的配合， 以 ( ) 。 A 、一般，防止套圈在载荷作用下松动 B 、较小，便于轴承安装与拆卸 C 、较大，保证套圈与轴颈紧密结合，载荷愈重过盈量愈大 D 、为零或间隙，以保证套圈不致因过大的变形而影响工作精度 C [ ] 1. 滚动轴承固定套圈与轴承座孔的配合，应采用基轴制 ( ) 配合，以 ( ) 。 A 、较紧的过盈，保证套圈与座孔之间牢固地结合 B 、一般紧度的过盈，防止轴承工作时套圈跟随转动 C 、过渡，使套圈沿轴向与周向既可以游动，又不影响其支承精度与刚度 A 、增大支承刚度 C 、 减小振动噪声 D [ ] 1. 滚动轴承的类型代号由 ( A 、数字 C 、 字母 B B 、 提高旋转精度 B 、 D 、 数字或字母 数字加字母 D 、间隙，便于装拆，但间隙不能过大，以免破坏支承的精度 [ ] 1. 滚动轴承若用在特别重要的场合，要求它的可靠度提高到 95%，则它 的额定动载荷值 ( ) ，寿命 ( ) 。 A 、增长 B 、降低 C 、不变 D 、不变或降低 [ ] 1. 滚动轴承额定寿命与额定动载荷之间具有如下关系 L (C /P) ，其 中，ε称为寿命指数，对于球轴承等于 ( ) 。P 为轴承的 ( ) 。其寿命 L 的单 位为 ( ) 。 A 、3，当量动载荷， 107 转 B C 、3，当量载荷，百万转 D C [ ] 1. 设计滚动轴承组合时，对轴承跨距很长、温度变化很大的轴，为了考 虑轴受热后有很大的伸长量，应考虑。 A 、将一端轴承外圈的外侧留有游隙 B 、采用内部间隙可调整的轴承 C 、轴颈与轴承内圈采用很松的配合 D 、将其中一个轴承设计成游动的支点 D [ ] 1. 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的( )模数，应符合标准值。 A 、法 面 B 、端面 C 、中间平面 C [ ] 1. 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用( )的蜗杆。 A 、单头、小导程角 B 、单头、大导程角 C 、多头、小导程角 D 、多头、大导程角 A [ ] 1. 蜗杆传动的当量摩擦系数 f v 随齿面相对滑动速度的增大而。 A 、增大 B 、减小 C 、不变 D 、可能增大也可能减小 B [ ] 1. 自锁减速蜗杆传动的啮合效率 ( ) 。在增速蜗杆传动中，必须使螺纹 升角 ( ) 当量摩擦角 v 。 A 、η >0.5 ，大于或等于 B 、η=0.5 ，等于 C 、η <0.5 ，大于 C [ ] 1. 闭式蜗杆传动进行热平衡计算时， 应限制润滑油的工作温度 、 10/3 ，径向载荷，小时 一般不超 A 、20～30℃ B 、40～50℃ C 、 60～70℃ D 、80～ 90℃ [ ] 1. 蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮啮合节点之间的相对滑动速度 ( ) 圆周速 度。若其它条件相同，仅增加蜗杆头数，则滑动速度 ( ) 。 D [ ] 1. 带传动不能保证准确的传动比，其原因是。 A 、带容易变形和磨损 B 、带在带轮上出现打滑 C 、带传动工作时发生弹性滑动 D 、带的弹性变形不符合虎克定律 C [ ] 1. 链传动张紧的目的是。 A 、使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和功率 B 、使链条与轮齿之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和功率 C 、避免链条垂度过大时产生啮合不良 D 、避免打滑 C [ ] 1. 轴上安装有紧配合的零件，应力集中将发生在轴上。 A 、轮毂中段部位 B 、沿轮毂两端部位 C 、距离轮毂端部为 1/2 轮毂长度部位 B [ ] 1. 按当量弯矩计算轴的强度公式 M e M 2 ( T)2 中，折算系数α是考 虑到。 A 、弯曲应力可能不是对称循环应力 B 、轴上有应力集中 C 、扭切应力可能不是对称循环应力 D 、所采用的强度理论与试验结果有偏差 C A 、等于蜗杆，不变 C 、小于蜗轮，减小 A D [ ] 1. 带张紧的目的是。 A 、减轻带的弹性滑动 、改变带的运动 B 、大于蜗杆，增加 D 、等于蜗轮，或增 B 、提高带的寿命 D 、使带具有一定的初 、分析解答计算题 （ 4 小题, 共 40分） （15 分）［1］ 一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得： m n =3mm ， =8 0634 。已知：传递的功率 P 1＝ 70kW ，转速 n 1=750r/min 。 各分力（忽略摩擦损失） ，并在图中示出各分力的方向。 F a F t tan 23530.36 tan8 06 34 3352.82N （15 分）［1］［答案］ z 1=25， z 2=75， T 1 9.55 106 P 1 n 1 9.55 106 70 750 3 891.33 103N mm d1 m n z 1 3.5 25 1 cos cos8 06 34 75.76 mm F t 2T 1 d 1 2 891.3 3 103 75.76 23530.36N F r F t tan n /cos 23530.36 tan20 /cos8 06 34 86508. 6 N （15 分）[2] 分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。已知：小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=76，法向模数 m n=2mm，中心距a=100mm ，传递功率P=10kW ，小齿轮转速 n1=640r/min ，小齿轮螺旋线方向右旋。求： 1）大齿轮螺旋角的大小和方向； 2）小齿轮转矩T1； 3）小齿轮分度圆直径d1； 4）小齿轮受力（用三个分力表示）的大小和方向，并在图上画出。 (15分)[2][ 答案] 小齿轮转矩 T 2 6P 9.55 106 n 2 9.55 106 10 149219 N mm 640 切向力 F t 2T 1 2 149219 7162N d 1 41.67 轴向力 F a F t tan 7162 tan16.4264 = 2111N 径向力 F r F t tan n /cos 7162 tan20 / cos16.4264 = 2715N （8 分）[5] 图中 I 、 II 、 III 、 IV 轴是心轴、转轴、还是传动轴？ 齿轮螺旋角 arccos m n (z 1 z 2 ) 2a arccos 2 (20 76) 2 100 16.4264 16 25 35 小齿轮分度圆直径 d 2 m n z 2 2 20 cos cos16.4264 41.67mm （8 分）［5］［答案］ I 为传动轴，II 、IV 为转轴，III 为心轴 （6 分）［4］在设计中，如何选择直齿圆柱齿轮传动、平行轴斜齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动。 （6 分）［4］［答案］ 直齿圆柱齿轮传动——最常用于两轴平行、转速较低，或滑动齿轮块变速。平行轴斜齿圆柱齿轮传动——常用于两轴平行，传递大功率、高转速。直齿锥齿轮传动——两轴相交，一般为 90°，传递功率不大、速度不高。 四. 如图所示轴系。试回答下列问题；（共11 分） （1）为什么采用角接触轴承? （2）两个角接触轴承3、10 内、外圈是如何轴向定位的？ （3）纸垫1和12的作用是什么？ （4）斜齿圆柱齿轮7 是如何轴向定位的？ （5）平键6 的作用是什么？ （6）透盖与轴之间采用了什么密封方式？ （7）斜齿圆柱齿轮7 的宽度为什么比相应的轴段长一点？ （8）闷盖右端与透盖左端与轴承接触处为什么要开出短轴向缺口？（9）润滑油是如何导入轴承的？ （10）此轴系中的轴承采用什么支承方式？ （11）这种轴承支承方式适用于长跨距的轴系吗？为什么？［答案］（1）为了承受斜齿轮产生的轴向力 （2）角接触轴承3 内、外圈的轴向定位是利用闷盖2和挡油环4、套筒5 实现；角接触轴承10 内、外圈的轴向定位是利用透盖13和挡油环9、套筒8实现 （3）密封，调节轴承的间隙 1. 纸垫， 2. 闷盖， 3. 角接触球轴承， 4. 挡油环， 5.套筒， 6. 平键， 7. 斜齿圆柱齿轮， 8. 套筒，9. 挡油环， 10. 角接触球轴承， 11. 轴， 12. 纸垫， 13. 透盖， 14. 半联轴器， 15. 箱体 (4) 斜齿圆柱齿轮 7 的轴向定位利用了轴 11的轴肩和 套筒 10 11 13 7 8 12 14 4 9 6 5 1 2 3 (5)平键6 的作用是齿轮的周向定位并传递动力 （6）透盖与轴之间采用了间隙（迷宫）密封方式 （7）斜齿圆柱齿轮7 的宽度比相应的轴段长一点是为了齿轮可靠地轴向定位 （8）开出短轴向缺口是为了使润滑油能够导入到轴承中 （9）润滑油是利用箱体剖分面上的油槽和轴承盖端的短缺口导入轴承的 （10）此轴系中的轴承采用了两端固定支承方式 （11）这种轴承支承方式不适用于长跨距轴系，因为不能补偿较大的热伸长变形 四. 如图所示轴系。试回答下列问题；（共11 分） （1）此轴系为什么可以采用深沟球轴承? （2）两个深沟球轴承4、10 的内、外圈是如何轴向定位的？ （3）调整环3和11的作用是什么？ （4）直齿圆柱齿轮7 是如何轴向定位的？ （5）平键8 的作用是什么？ （6）嵌入式透盖12与轴14 之间采用了什么密封方式？ （7）直齿圆柱齿轮7 的宽度为什么比相应的轴段长一点？ （8）此轴系中的轴承采用什么支承方式？ （9）这种轴承支承方式适用于长跨距的轴系吗？为什么？ （10）由结构推测，轴承4、10 采用何种润滑方式？ （11）由轴承的润滑方式，分析该轴系的结构不完善之处，应如何改进？ ［答案］ （1）直齿圆柱齿轮不产生轴向力 （2）轴承4 内、外圈的轴向定位是利用套筒5、6 和闷盖1、调整环3实现；轴承10内、外圈的轴向定位是利用套筒9 和透盖12、挡油环11实现 （3）调整环3和11的作用是调整轴承侧隙（游隙） （4）直齿圆柱齿轮7 的轴向定位利用轴肩和套筒6 实现 （5）平键8的作用是直齿圆柱齿轮7 的周向定位，并传递扭矩（6）嵌入式透盖12与轴14 之间采用毡圈密封 （7）直齿圆柱齿轮7 的宽度比相应的轴段长一点是为了7的轴向定位可靠（8）此轴系中的轴承采用两端固定支承方式 （9）这种轴承支承方式不适用于长跨距轴系，因为不能补偿较大的热伸长变形 （10）轴承4、10 采用润滑脂润滑方式 （11）该轴系的结构不完善之处为轴承4 右和轴承10左没有挡油 环，应加之 10 1. 嵌入式闷盖， 2. 箱体， 3. 调整环， 4. 深沟球轴承， 5. 套筒， 6. 套筒， 7. 直齿圆柱齿轮，8. 平键，9. 套筒，10. 深沟球轴承，11. 调整环，12. 嵌入式透盖，13. 毡圈，14. 轴，15. 半联轴器，16. 平键