机械设计自测试题

机械设计自测试题Ⅰ

一、是非题和选择题[是非题在括号内填√(正确)或填×(不正确)，选择题在空格处填相应的答案号]

I-１选用普通平键时,键的截面尺寸b×ｈ和键长L都是根据强度计算确定的。() I-2圆柱齿轮结构形式和毛坯获取方法的选择都与齿轮的外径大小有关( )

I－３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＝３0mｍ。（) I-4 V带横截面中两工作面之间的夹角为40°，所以带轮槽角也是40°。( ）Ｉ-5变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。()

I-6在承受横向载荷的普通紧螺栓联接中,螺栓杆__＿_______作用。

(1)受切应力(2）受拉应力（３)受扭转切应力和拉应力(4）既可能只受切应力又可能只受拉应力

I-７在下列四种向心滚动轴承中,_＿＿___＿_＿＿___型除可以承受径向载荷外，还能承受不大的双向轴向载荷。

(1)6000０(2)N00０0(3)ＮA000０（4)50０00

1－8 在载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线具有一定程度的相对偏移的情况下，两轴间通常宜选____＿______＿联轴器。

(1)刚性(2）无弹性元件的挠性(3)有弹性元件的挠性(4)安全

I-9 采取＿___＿_＿___＿的措施不能有效地改善轴的刚度。

(1）改用其它高强度钢材（2)改变轴的直径(3)改变轴的支承位置（４)改变轴的结构I-1０在滑动轴承材料中,____＿＿＿＿__通常只用于作为双金属或三金属轴瓦的表层材料。

(1)铸铁（2)轴承合金(３)铸造锡磷青铜（４)铸造黄铜

二、填空题

I-１1 在承受轴向载荷的紧螺栓联接中，当预紧力Ｆ0和轴向工作载荷F一定时，若降低螺栓的刚度Ｃ,则螺栓中的总拉力将____________＿_。

b

Ｉ-12 在转轴的结构设计中，轴的最小直径d miｎ是按__＿＿__＿____＿_＿＿_____初步确定的。

I－13圆柱螺旋弹簧的旋绕比C(弹簧指数）选得过大则弹簧将＿______＿＿_＿__＿。

I－1４蜗杆传动的失效形式与齿轮传动的失效形式相类似，其中蜗杆传动最易发生＿＿___＿＿__＿__失效。

I-15 带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为＿＿_＿＿＿＿_＿__＿_＿________＿_＿__＿＿__＿。

I－１6 对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度要求的前提下,齿数宜适当取多些。其目的是___＿__＿_＿_____________＿＿_＿______＿_____＿＿_＿＿________＿_________＿__＿。

I－１7 滑块联轴器属于_＿_______＿____＿＿＿__＿_联轴器。

Ｉ-18 滚子链传动中,限制链轮最少齿数的目的是____＿____＿__＿____＿__＿____＿。

I－19 相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比较,__＿__＿＿＿____＿__＿___＿___轴承的承载能力高,_＿__＿_＿＿______＿_＿_＿__＿轴承的极限转速高。

I-20 __________＿_键联接既可用于传递转矩,又可承受单向的轴向载荷，但轴与轮毂的对中性较差。

三、问答题

Ｉ-21 用同一材料制成的机械零件和标准试件的疲劳极限通常是不相同的，试说明导致不相同的主要原因。

I －22 在设计齿轮的过程中，当出现满足齿根弯曲疲劳强度条件而不满足齿面接触疲劳强度条件时,

可以考虑从哪几方面提高齿面接触疲劳强度?

I －23 在哪些场合,滚动轴承是难以替代滑动轴承的?为什么?

四、分析题

I-24 图示为圆锥－圆柱齿轮传动装置。轮1为主动轮,转向如图

所示，轮３、4为斜齿圆柱齿轮。

（1)轮３、4的螺旋方向应如何选择，才能使轴Ⅱ上两齿轮的

轴向力相反?

(2）画出齿轮2、3所受各分力的方向。

Ｉ－25 试用受力变形线图说明受轴向工作载荷的紧螺栓联接中

螺栓所受的总载荷F 2与预紧力F 0的关系。

试题Ｉ-24图

五、计算题

I-２6 一根轴用两个角接触球轴承支承，如图所示。L ｌ

=40mm ，L ２=200ｍｍ,轴端作用有轴向力F a ｅ=82０Ｎ,径向力F r ｅ

=１6４０Ｎ。试分别求出两轴承所受的径向载荷F ｒ１、F ｒ2和轴

向载荷F ａl 、F a ２（注：轴承派生轴向力F ｄ=0．6８F r )。

试题I-２6图

Ｉ-2７ 凸缘联轴器用一圆头普通平键与轴相联接,已知键的尺寸为b ×h ×L =1０×8×５0(单位均为

mm ），轴的直径d ＝３5mm ，键联接的许用挤压应力[σp ］=1０0M Ｐa ，试求该联接所允许传递的转矩。

I －２8 某机械结构如图所示,一滑轨用4个Ｍ１２(d 1=1０．1mm)的普通螺栓固定在两立柱上,滑块的

最大行程为300ｍm ，若螺栓材料的屈服极限σS =3２0MPa ，螺纹联接的安全系数Ｓ=4,接合面摩擦系数f =

０.2，防滑系数K s =1.2。试确定滑块上所允许承受的最大载荷F 。

试题Ｉ-2８图 试题I-29图

六、结构分析题

Ｉ-29试指出图示轴系中的错误结构并改正。

机械设计自测试题Ⅱ

一、是非题和选择题[是非题在括号内填√(正确)或填×(不正确),选择题在空格处填相应的答案号]

Ⅱ-1 液体润滑滑动轴承中，摩擦阻力的大小取决于润滑油的粘度,而与轴承的转速大小无关。（) Ⅱ-2 因普通带传动是摩擦传动,所以传动中会出现弹性滑动现象,但只要设计得合理，就可以避免弹性滑动。()

Ⅱ-３为保证普通圆柱蜗杆传动良好的磨合(跑合)和耐磨性，通常采用钢制蜗杆与铜合金蜗轮。() Ⅱ－４齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器,它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。( )

Ⅱ-5 圆柱螺旋压缩弹簧和拉伸弹簧受载时,弹簧丝截面上的应力是不同的，前者为压应力，后者为拉应力。( )

Ⅱ－６设计过盈联接时,若其它条件不变,仅将实心轴改为空心轴,则联接所能传递的载荷将＿___＿_。

(1)增大(２)减小（３)不变

Ⅱ-７预紧力为F0的单个紧螺栓联接,受到轴向工作载荷Ｆ之后，螺栓杆受到的总载荷F2_＿____F0+F。

(1)大于(２)等于（3)小于

Ⅱ-8 齿轮强度计算中引入动载系数Ｋv是考虑了_______＿＿＿_。

（１）外加于齿轮上的载荷状态，如载荷不均匀或有一定程度的冲击

(2）齿轮制造和装配误差及啮合刚度的变化所引起齿轮传动的动载荷

(3）前面(１）与(2）两类因素的总和

Ⅱ-9 按弯扭合成强度条件计算轴的应力时，要引入系数α,这个α是考虑____＿__＿＿____＿。

（1）轴上有键槽而削弱轴的强度所引入的系数

(2)按第三强度理论合成正应力与切应力时的折合系数

(3）正应力与切应力的应力比不同而引入的系数

Ⅱ-1０滚动轴承与液体动力润滑滑动轴承比较，在高速运转条件下,滚动轴承的__＿＿_＿＿____。

(1）噪声较大(2)承受冲击载荷能力较高(3)寿命较长

二、填空题

Ⅱ-11 在螺纹联接中,当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔采用普通螺栓联接时,往往可采用____＿＿_＿___＿_____＿_＿____联接或_＿________＿_____＿______联接。

Ⅱ-12 同类型的普通V带与窄V带相比(如A型与SPA型,B型与SＰB型……),_＿＿＿_＿__Ｖ带的承载能力要高得多。

Ⅱ-13 滚动轴承的基本额定动载荷Ｃ，是指在该载荷作用下,轴承的_＿__＿_____________寿命恰好为___＿__＿____＿＿_＿___。

Ⅱ-１4增加蜗杆头数,可以___＿__＿_传动效率，但蜗杆头数过多，将会给＿____＿__＿______＿带来困难。

Ⅱ-１5 滚子链的铰链磨损后，链的实际节距变长,若链轮的磨损可忽略不计，这时链条在传动过程中易在_＿＿__＿__＿______链轮上发生脱链。

Ⅱ-16 螺纹联接防松按工作原理可分为__＿_____＿___＿___＿__和_＿＿_______________＿两类,弹簧垫圈防松属于＿________＿___＿_＿_＿___。

Ⅱ-17 在进行直齿圆锥齿轮传动的强度计算时，是按圆锥齿轮______＿__＿__＿_处的＿＿___＿_______来建立该圆锥齿轮强度计算模型的。

Ⅱ-18 其它条件不变,若将作用在球轴承上的当量动载荷增加一倍,则该轴承的基本额定寿命将降至原来的__＿＿＿___＿__＿＿___＿____＿__。

Ⅱ-19 圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d =6ｍm ，内径D 1=2４m ｍ，则它的旋绕比C = ______＿＿____＿_。 Ⅱ－20 渐开线圆柱齿轮的齿面接触应力在齿廓各处是不同的，在_______＿___＿___＿_＿＿__＿__处的接触应力最大,但一般的计算以_____＿_＿_＿_＿＿_________处的接触应力作为计算应力。

三、问答题

Ⅱ－21 V 带传动中，在输入转速和带的型号不改变的情况下，若需要增大V 带的传动比，可采取哪些措施?这些措施对Ｖ带传动的承载能力有何影响？为什么？

Ⅱ-22 一对直齿圆柱齿轮传动,若载荷、齿轮材料、齿宽、传动比及中心距等都不改变,试分析当增大小齿轮(主动轮）齿数z 1时,将对齿轮传动的平稳性、齿根弯曲强度、齿面磨损、齿面接触强度及抗胶合能力等各有何影响。为什么?

四、分析题

Ⅱ-23 零件等寿命疲劳曲线如图所示。请画出以下两种零件中变应力的极限应力点。

(1)紧螺栓联接中,外加轴向工作载荷为脉动循环，Ｍ点为螺栓危险截面的工作应力点；

(2)在平衡位置上下振动的弹簧,工作应力点为N 点。

试题Ⅱ-２3图

Ⅱ-２4 在图示定轴轮系中，已知齿轮１主动,输入转速n １=500r/m ｉn,齿数z 1=30，z ２=25,工作寿命L h =200０ h ，若齿轮１转向不变，试确定:

(1）各齿轮的接触应力和弯曲应力的应力比r 值;

(２）齿轮2的接触应力和弯曲应力的循环次数N 2。

试题Ⅱ－２4图

Ⅱ－２5 在图示两支承中，已知图a 的轴上仅受径向载荷F r ｅ,支承跨距Ｌ1>L 2；图b 的轴上仅受轴向载荷F ae ,轴承的派生轴向力F d 与径向载荷Ｆr 的关系为F d =0.4F r 。试写出各轴承径向载荷F r 及轴向载荷F

a

的计算式。

a) b）

试题Ⅱ－2５图

五、计算题

Ⅱ-26 某链传动中，大链轮与轴用两个圆头(A型）普通平键相联接,键的尺寸b×Ａ×Ｌ=２0×12×80(单位均为ｍm),轴直径d=7０mm，联接的许用挤压应力[σp]＝80MPａ.，试求该联接所允许传递的最大转矩。

Ⅱ-27某轴由对称布置的两个不完全液体润滑径向滑动轴承支承。轴的转速n＝120ｒ/min,轴承宽度Ｂ=90ｍｍ，装轴承处轴颈直径ｄ=1０0mｍ，轴瓦材料为ZcuＳn１0Ｐ1([p］=１5MPa，[v]=10m/s，[ｐv]=１5 ＭＰa·ｍ/s）,试计算每个轴承所允许承受的最大径向载荷。’

Ⅱ－28 某转动心轴用４5钢制成，材料的疲劳极限σ－1=300MPa，应力循环基数N０＝10７，疲劳曲线指数m=９,轴的转速n=１5０/min，危险截面处弯曲疲劳极限的综合影响系Kσ=２．5。若要求轴的工作寿命不低于1２0小时，试问轴的弯曲应力不得超过多大?

六、结构分析题

Ⅱ-２9试指出下列图中的错误结构并改正。

a)单排滚子链轮b)双向固定支承

ｃ)综合 ｄ)双头螺柱联接

试题Ⅱ-2９图