机械设计试卷01.doc

系 年级 专业 班 姓名： 学号：
封 装 线
宿迁学院20 —20 学年度第 一 学期（期末）考试
《机械设计》试卷 （闭卷）（01卷） 出卷人：机电教研室
（考试时间：120分钟， 级 机电 、机制 专业 （本）班 使用）
题号
一
二
三
四
五
六
总分
复核人
分值
10
16
24
35
10
5

得分

得 分

批阅人

一、判断题（正确的请在括号内画√，错误的在括号内画×，每题1分,共10分）
1、设计V 带传动时选择小带轮基准直径d 1≥d min 其主要目的是为了 带轮容易制造。 （ ）
2、链传动设计时为了提高链传动的运动平稳性，齿数宜选越多越好。（ ）
3、同一轴上不同轴段的键槽，最好布置在沿周向相隔180度。 （ ）
4、机器中转动的轴必为转轴。 （ ）
5、在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。 （ ）
6、链节距越大，链传动运动不均匀性越小。 （ ）
7、齿轮材料为碳钢或合金钢时，一般应进行热处理。 （ ）
8、紧螺栓联接强度条件中的1.3 是考虑紧螺栓联接中螺栓受拉的同时还受扭。 （ ）
9、其它条件相同时齿宽系数φa 越大则齿面上的载荷分布越均匀。 （ ）
10、联轴器与离合器都是用来连接两轴使其一同回转并传递运动和转矩的常用部件，因此，它们可以在任何条件下进行替换的。 （ ）
得 分

批阅人

二、选择题（每题只有一个正确答案，将正确答案的序号填写在横线上，题2 分，共16分）
1、采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常拆装的情况下，一般宜采用 。
A普通螺栓联接 B制孔用螺栓联接
C双头螺柱联接 D 螺栓联接与双头螺柱联接均可以
2、在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是 。
A带传动 B链传动
C齿轮传动 D都一样
3、链传动中，链条的节数宜采用 。
A.奇数 B.偶数
C.5的倍数 D.10的倍数
4、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带 处。
A．进入大带轮 B. 紧边进入小带轮
C．离开大带轮 D. 离开小带轮
5、在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是 。
A．提高强度 B. 提高刚度
C．防松 D. 减小每圈螺纹牙上的受力
6、一对相啮合的圆柱齿轮，已知Z2＞Z1，b1＞b2，其接触应力的大小是 。
A. σH1＞σH2 B. σH1≠σH2
C. σH1=σH2 D. σH1＜σH2
7、键的剖面尺寸b×h通常是根据 从标准中选取。
A．传递的转矩 B. 传递的功率
C．轮毂的长度 D. 轴的直径
8、在带、链、齿轮传动组成的多级传动系统中，正确的传动方案是
A. 链传动——齿轮传动——带传动
B. 带传动——齿轮传动——链传动
C. 齿轮传动——带传动——链传动
D. 带传动——链传动——齿轮传动
得 分

批阅人

三、分析与简述题（每题4分，共24分）
1、机械零件常用的计算准则有哪些？

2、齿轮传动主要失效形式是什么？闭式软齿面齿轮的设计准则？

3、动压油膜形成的条件是什么？

4、说明轴承代号6215的含义。

5、图示为带传动的张紧方案，指出哪一种方案最合理，为什么？

6、链速一定时，链轮齿数z的多少和链节距p的大小对链传动有何影响？

得 分

批阅人

四、计算题（共35分）
1. 有一对角接触向心轴承其型号为7209ＡC，轴承布置如图所示，已知两轴承所受径向载荷ＦR1=8000N，FR2=5000N，轴另受有轴向负荷FA=2000N, 试计算两轴承当量载荷P1，P2。（附：内部轴向力FS=0.7FR ，轴向载荷影响系数e=0.68，当FA/FR≥e时，X=0.41，Y＝0.87，FA/FR≤e时，X=1，Y=0） (15分)

FA
FR1
FR2

2. 如图凸缘联轴器，用六个普通螺栓联接，螺栓分布在D=100mm的圆周上，接合面摩擦系数f=0.16，防滑系数KS=1.2，若联轴器传递扭矩为150N·m，试求螺栓螺纹小径。（螺栓[σ]=120MPa）
.
D0

3. V带传动传递的功率P=7.5kW，平均带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍（F1=2F2）。试求紧边拉力F1，有效圆周力Fe和预紧力F0。

得 分

批阅人

五、结构题（10分）
标出图示轴系结构设计不合理之处，并说明原因。

得 分

批阅人

六、下图为一手动起重装置，分析：（5）
1.若图中n1转向为重量Q举升方向，问蜗杆及蜗轮的螺旋线方向？
2. 标出作用在蜗轮上三个分力的方向

系 年级 专业 班 姓名： 学号：
封 装 线
宿迁学院20 —20 学年度第 一 学期（期末）考试
《机械设计》试卷 （闭卷）（02卷） 出卷人：机电教研室
（考试时间：120分钟， 级 机电、机制专业（本） 使用）
题号
一
二
三
四
五
六
…七…
八
总分
复核人
分值
11
10
24
10
10
13
10
12
100

得分

得 分

批阅人

一、填空题（请将正确答案填写在括号内。每空0.5分,11分）
1、按应力的大小和方向是否随时间变化而变化，将应力分为 应力和 应力。
2、机械零件在规定的时间内和规定的条件下不能完成规定的功能称为失效。机械零件的主要失效形式有： 、 、 和破坏正常的工作条件引起的失效。
3、带传动工作时，带中存在3种应力，它们是： 、 和 。
4、带传动的失效形式是 和 。
5、链传动中，发生跳齿、脱链现象，是由 引起的。
6、齿轮传动中，载荷系数，其中是动载荷系数，影响动载荷系数的最主要因素有 、 。
7、闭式硬齿面齿轮传动主要的失效形式是 ，故其设计准则是 。
8、滚动轴承由 、 、 和保持架四部分组成。
9、滚动轴承的基本额定寿命是指
。
10、螺纹联结的主要类型有 、 螺钉连接、紧定螺钉连接和其他连接。
得 分

批阅人

11、在同一轴头上，使用两个平键连接时，一般布置在沿周向相隔 布置；用两个楔键时，相隔900 ~1200 布置。
二判断题（正确的在括号内画“√”，错误的画“×”每题1分，共10分）
1、向心推力轴承只能承受径向载荷。 （ ）
2、在链传动中，使用多排链可以提高链的传动能力。 （ ）
3、蜗杆传动的传动比计算公式 （ ）
4、受轴向载荷的紧螺栓连接，螺栓受到的总拉力等于残余预紧力与工作载荷的和。 （ ）
5、滚子轴承比球轴承承载能力高，但是滚子轴承的极限转速要比球轴承低。 （ ）
6、多根V带传动时，若发现一根已经损坏，可以马上更换掉，其他的照常使用，直到损坏为止。 （ ）
7、齿面点蚀通常发生在齿轮的节线附近。 （ ）
8、径向接触轴承和角接触轴承的支承结构有三种基本形式即：两端固定支承、一端固定一端游动和两端都游动。 （ ）
9、齿轮弯曲疲劳强度计算公式中的齿形系数与应力集中系数只与齿数有关，而与模数无关。
（ ）
10、带传动中，限制带的最高转速目的是为了提高带的寿命。 （ ）
得 分

批阅人

三、简述题（每小题4 分，共24分）
1、画图分析带传动工作时带截面上产生的应力及分布，并指出最大应力发生处。

2、在链传动中，为什么链节数常选偶数、而链轮齿数常选奇数？

3、机械系统传动中，为什么一般将带传动布置在高速级？

4、圆柱齿轮传动中大齿轮和小齿轮的接触应力是否相等？如果大、小齿轮的材料及热处理的方式相同，它的许用接触应力是否相同？

5、何为转轴、心轴和传动轴?自行车的前轴、中轴、后轴及脚踏板轴分别是什么轴?

6、解释轴承代号30208的含义。

得 分

批阅人

四、结构设计与分析题（共10分）
1、某齿轮减速器的输出轴轴系结构如图所示，试指出其设计错误之处，并画出正确图形。（6分）

2、试指出下图中的错误结构，并画出正确的结构图。（4分）

得 分

批阅人

五、下图为简单手动起重装置。按图示方向转动蜗杆，提升重物G，试确定：
(1)蜗杆和蜗轮齿的旋向；（4分）
(2)蜗轮所受作用力的方向(画出)；（3分）
(3)当提升重物或降下重物时，蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载?（3分）

得 分

批阅人

六、已知某深沟球轴承，当它的转速为n1，当量动载荷P1=2500N，寿命为8000小时，求：转速不变、当量动载荷增加到P2=5000N时的寿命。（13分）

得 分

批阅人

七、一齿轮传动装置如图所示，轮1主动，轮2是惰轮，已知Z1=20，Z2=30，Z3=20，n1=600r/min，若每天两班制，每年工作250天，则5年中轮2齿根弯曲应力的循环次数为多少？轮2的弯曲应力和接触应力各按什么循环变化？(10分)

得 分

批阅人

八、如图钢板厚度δ=16mm，用两个铰制孔螺栓固定在机架上，F=2000N，两螺栓中心之距离a=200mm，力臂长度L=300mm，完成下列各题：（本题共12分）
1.试分析铰制孔用螺栓的失效形式；（4分）
1. 2.分析铰制孔用螺栓的受力；（4分）

3.按强度设计铰制孔螺栓直径。（4分）

2. （假设螺栓的许用切应力[τ]=96MP，许用挤压应力[σP]=192MP）

3. 本题没有给出螺栓国家标准，所以计算出的螺栓直径数值不需要进行圆整。

系 年级 专业 班 姓名： 学号：
封 装 线
宿迁学院20 —20 学年度第一学期（期末）考试
《机械设计》试卷 （闭卷）（03卷） 出卷人：机电教研室
（考试时间：120分钟， 级 机电、机制 专业（本） 使用）
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
复核人
分值
25
10
12
10
10
10
13
10
100

得分

得 分

批阅人

一、填空题（每空1分,共25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、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。
3、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。
4、带传动的主要失效形式为　 　　和　 　　。
5、带工作时截面上产生的应力有 ， 和 。
6、齿轮传动中，按齿面硬度不同，齿轮可分为 齿轮和 齿轮。
7、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。
8、滚动轴承由 、 、 和保持架四部分组成。
9、滚动轴承接触角越大，承受 载荷的能力也越大。
10、螺纹防松就是防止螺纹副工作时产生相对转动，按防松原理不同，常见的防松方法有 、
和永久防松。
11、闭式软齿面齿轮的主要失效形式是 故其设计准则是
。
得 分

批阅人

二、选择题（每题1分，共10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、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。
3、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
4、对于标准齿轮传动，影响齿形系数YF的主要几何参数是 。
A．齿轮的模数 B．齿轮的齿数 C．齿轮的顶隙系数
5、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
6、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．带传递的功率和小带轮转速
7、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。
8、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。
A相隔900 B．相隔1200 C相隔1800
9、温度升高时，润滑油的粘度 。
A.随之升高； B．随之降低； C.可能升高也可能降低。
10、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。

得 分

批阅人

三、简述题（每小题4 分，共12分）
1、为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？可采用哪些措施改 善散热条件？

2、带传动中，带速为什么要限制带的最高速度？

3、当主动链轮作等速回转时，链条的速度和链的瞬时传动比如何变化？主要变化原因是什么？

得 分

批阅人

四、结构设计与分析题（共10分）
试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图。

得 分

批阅人

五、如下图所示，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。（10分）

得 分

批阅人

六、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，轴承正装)，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。 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。（10分）

Fae

得 分

批阅人

七、如下图所示螺栓联接中,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)(13分)

得 分

批阅人

八、一普通V带传动传递功率为P = 7.5 kW，带速u = 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。（10分）

系 年级 专业 班 姓名： 学号：
封 装 线
宿迁学院20 —20 学年度第一学期（期末）考试
《机械设计》试卷 （闭卷）（04卷） 出卷人：机电教研室
（考试时间：120分钟， 级 机电、机制 专业（本） 使用）
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
复核人
分值
20
8
12
10
15
10
15
10
100

得分

得 分

批阅人

一、填空题（每空1分,共20分）
1、螺纹M30×2是 螺纹，螺纹的公称直径是 mm,螺距为 。
2、带传动的主要失效形是 和 ，所以其设计计算准为
。
3、齿轮传动强度计算中，齿形系数YFa值，直齿圆柱齿轮按 选取，而斜齿圆柱轮按 选取。
4、链传动的动载荷是随着链条节距P 和链轮齿数 而增加。
5、平键联接中，键 是工作面；楔形键联接中，键 是工作面
6、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。
7、滚动轴承在工作时，滚动体上某一点所受的应力是 ；动圈滚道上某一点的所受应力是 。
8、带工作时截面上产生的应力有 ， 和 。
9、载荷按其大小和方向是否随时间变化分为静载荷和 。
得 分

批阅人

二、选择题（每题1分，共8分）
1、链传动作用在轴上的压力要比带传动小,这主要是由于 。
A.这种传动只用来传递小功率 B．链的质量大，离心力也大
C．啮合传动不需很大的初拉力。
2、 能很好地承受径向载荷与轴向载荷的联合作用。
A圆锥滚子轴承 B单列向心短圆柱滚子轴承 C深沟球轴承。
3、在传动比不变的条件下，增大V带传动的中心距，小带轮上的包角 。
A增大 B减小 C 不变。
4、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。
5、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
6、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．带传递的功率和小带轮转速
7、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。
A相隔900 B．相隔1200 C相隔1800
8、温度升高时，润滑油的粘度 。
A.随之升高； B．随之降低； C.可能升高也可能降低。
得 分

批阅人

三、简述题（每小题4 分，共12分）
1、齿轮传动的失效形式有哪些？闭式软齿面齿轮传动的设计计算准则是什么？

2、联轴器、离合器的主要功用是什么？两者之间的根本区别是什么？

3、为什么链节数常选偶数，二链轮齿数常选奇数？

得 分

批阅人

四、结构设计与分析题（共10分）
试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图。

得 分

批阅人

五、如下图传动系统中，1，2，3为斜齿圆柱齿轮，4、5为直齿圆锥齿轮，6为蜗杆，7为蜗轮。传动系统由电动机驱动，轮1转向如图4-1所示。要求轴Ⅲ和轴Ⅳ上由斜齿圆柱齿轮3和直齿圆锥齿轮4，以及直齿圆锥齿轮5和蜗杆6所产生的轴向力相互抵消一部分。试确定：
(1)斜齿圆柱齿轮1，2，3的齿轮螺旋线方向，蜗杆、蜗轮轮齿的螺旋方向；（5分）
(2)蜗轮7的转动方向；（4分）
(3)标出斜齿圆柱齿轮3、蜗杆6和蜗轮7在啮合点处的三个分力(Ft、Fa、Fr)的方向。（6分）

得 分

批阅人

六、某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承，如下图所示。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。（10分）

得 分

批阅人

七、如图所示板A用5个普通螺栓固定在机座B上，已知板与机座间的摩擦系数f＝0.15，螺栓许用拉应力[σ]=60Mpa，取防滑系数KS=1.2,试指出哪个螺栓是危险螺栓?并按强度计算该螺栓联接中螺栓的小径d1的大小。（15分）

得 分

批阅人

八、一普通V带传动传递功率为P = 7.5 kW，带速u = 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。（10分）

系 年级 专业 班 姓名： 学号：
封 装 线
宿迁学院20 —20 学年度第一学期（期末）考试
《机械设计》试卷 （闭卷）（05卷） 出卷人：机电教研室
（考试时间：120分钟， 级 机电、机制 专业（本） 使用）
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
复核人
分值
25
10
12
10
14
10
14
5
100

得分

得 分

批阅人

一、填空题（每空1分,共25分）
1、带传动时，带的横截面上产生的应力有　　 　、 、 其
中最大的应力发生在 。
2、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。
3、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。
4、齿轮传动的失效形式有 、 、 和磨损及塑性变形。
5、键的主要功用是实现轴与轮毂之间的 _______ 定位，传递两者之间的 ________ 。
6、链传动中，链节距越大，则其承载能力越 ，产生的动载荷 。
7、机械零件的一般磨损过程大致分为： 、 和 。
8、6309轴承代号中的6指　　　　　　，09指　　　　　。
9、齿形系数与 有关；而与 无关。
10、开式齿轮的主要失效形式是 故其设计准则是
。
得 分

批阅人

二、判断题（正确的在括号内打“√”，错误的在括号内打“×”每题1分，共10分）
1、受横向载荷的普通螺栓联接，螺栓受剪应力。 （ ）
2、阶梯轴的各部分直径都是配合面，都要求有一定的加工精度和较小的表
面精糙度。 （ ）
3、相同条件下，V带传动能力大于平带的传动能力，这是因为V带与带轮轮槽间有三个接触面，平带只有一个面与带轮接触。 （ ）
4、链传动的多边形效应造成链传动的运动不均匀性，它是链传动的固有特性。 （ ）
5、带传动中，弹性滑动是可以避免的。 （ ）
6、带传动是靠带与带轮间的摩擦力传递运动的，所以带轮工作表面愈粗糙愈好。 （ ）
7、开式传动由于磨损迅速，所以不会发生点蚀现象。 （ ）
8、三角形螺纹主要用于联接，是由于三角形螺纹的强度好，寿命长。 （ ）
9、楔键的工作面为上、下两底面。 （ ）
10、变应力一定是变载荷产生的。 （ ）
得 分

批阅人

三、简述题（每题4分，共12分）
1、何为弹性滑动？它与带传动打滑有无区别？可否避免？

2、选择带轮直径应使d1＞dmin，为什么？d1又不宜过大，为什么？

3、当主动链轮作等速回转时，链条的速度和链的瞬时传动比如何变化？主要变化原因是什么？

得 分

批阅人

四、结构设计与分析题（共10分）
试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图。

得 分

批阅人

五、如下图所示，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）各轴转向。（3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）各轮所受诸轴向分力的方向。（6分）

得 分

批阅人

六、一转轴支承在一对角接触球轴承上，轴承布置如图，已知两轴承所
受径向载荷Ｆr1=Fr2=600N，轴另受有轴向负荷FA=500N, 试计算两轴承所
受的轴向力Fa1、Fa2，（内部轴向力F’=0.5Fr）。

FA
1
2

得 分

批阅人

七、一螺栓所受轴向工作载荷为F=6000N，螺栓受载后被联接件间
的残余预紧力F1为工作载荷的1.2倍。已知螺栓相对刚性系数
Cb/（Cb+Cm）=0.8，许用拉应力。求：
（1）螺栓小径d1的计算值。（10分）
（2）预紧力F0的大小。（4分）

八、某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa。取循环基数N0=5×106，m=9，试求循环次数N分别为7000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。（5分）

系 年级 专业 班 姓名： 学号：