机械设计

机械设计（一）试题1

1-1．是非题：（对的用“√”表示，错的用“×”表示。）每小题1分，共10分。 1．变应力不一定只由变载荷产生。 （ ）

2．增大零件过渡曲线的圆角半径可以减少应力集中。 （ ）

3．减少螺栓和螺母的螺距变化差可以改善螺纹牙间的载荷分配不均的程度。 （ ） 4．被联接件是锻件或铸件时，可将安装螺栓处加工成小凸台或沉头座，其目的是易拧紧。（ ）

5．与渐开线花键相比，矩形花键的强度低，且对中性差。 （ ） 6．切向键联接是靠工作面上的挤压力和轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩。 （ ） 7．为了使普通V带和带轮的工作槽面相互紧贴，应使带轮的轮槽角与带的楔角相等。 （ ） 8．带传动中打滑和弹性滑动都会引起带传动的失效，只要设计合理，都可以避免。 （ ） 9．齿轮传动中，经过热处理的齿面称为硬齿面，而未经热处理的齿面称为软齿面。 （ ） 10．影响齿轮动载荷系数Kv大小的主要因素是圆周速度和安装刚度。 （ ） 1-2．单项选择题：（在你认为正确的答案上画“○” ）每小题1分，共10分。 1．影响零件疲劳强度的综合影响系数

K?与_________等因素有关。

A．零件的应力集中、过载和高温； B．零件的应力循环特性、应力集中和加载状态； C．零件的表面状态、绝对尺寸和应力集中；D．零件的材料、热处理和绝对尺寸。 2．带传动中，主动轮圆周速度v1，从动轮圆周速度v2，带速v，它们之间存在的关系是________。

A．v1=v2=v； B．v1>v>v2； C．v1v1>v2。

3．采用两个普通平键联接时，为了使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成_________。 A．相隔180°； B．相隔120°~180°； C．相隔90°； D．在轴的同一母线上。 4．_________是开式齿轮传动最容易出现的失效形式。

A．齿面点蚀； B．塑性流动； C．胶合； D．磨损。 5．在受预紧力的紧螺栓联接中，螺栓危险截面的应力状态为__________。 A．纯扭剪； B．简单拉伸； C．弯扭组合； D．拉扭组合。 6．传动比i大于1的带传动中，带中产生的瞬时最大应力发生在_________处。 A．紧边开始进入小带轮； B．松边开始离开小带轮；

C．紧边开始离开大带轮； D．松边开始进入大带轮。

7．齿轮的弯曲疲劳强度极限和接触疲劳强度极限是经持久疲劳试验并按失效概率________来确定的。

A．10%； B．15%； C．1% ； D．100%。 8．导向平键联接的主要失效形式是_______。

A．剪切破坏； B．挤压破坏； C．胶合破坏； D．过度磨损。

9．锥齿轮的接触疲劳强度按当量圆柱齿轮的公式进行计算，这个当量圆柱齿轮的齿数、模数是锥齿轮的__________。

A．实际齿数，大端模数； B．当量齿数，平均模数； C．当量齿数，大端模数； D．实际齿数，平均模数。 10．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用__________。

A．螺栓联接； B．双头螺柱联接； C．螺钉联接； D．紧定螺钉联接。 1-3．填空题：每空格1分，共10分。

（1）键的截面尺寸由_________________确定；而长度是根据__________________来选择。 （2）铰制孔用螺栓联接的失效形式为____________________________________________。 （3）带的型号是由__________________和_____________________来确定。

（4）当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的_______________________。 （5）将轮齿进行齿顶修缘是为了___________________________。 （6）当齿轮的圆周速度v>12m/s时，应采用______________润滑。

（7）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的前提下，齿数宜适当取多些，其目的是_________________________________________________________。

（8）螺纹联接防松的根本问题是_______________________________________________。 1-4．简答题：共31分

1．紧螺栓联接受轴向变载荷在0~F间变化，当预紧力

F0一定时，若减少螺栓刚度Cb或增

大被联接件刚度Cm，对螺栓联接的疲劳强度和联接的紧密性有何影响？ 试作图分析说明之。（10分）

2．为什么齿面点蚀一般首先发生在节线附近的齿根面上？在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？（4分）

3．带传动中的弹性滑动和打滑分别是如何发生的？两者有何区别？对带传动各产生什么影响？（6分）

4．弯曲疲劳极限的综合影响系数影响？（5分）

5．题1-4-5图中（a）为减速带传动，（b）为增速带传动，中心距相同，设带轮直径d1=d4，d2=d3，带轮1和带轮3为主动轮，它们的转速均为n转/分。其它条件相同的情况下，试分析：（6分）

（1）哪种传动装置传递的圆周力大？为什么？ （2）哪种传动装置传递的功率大？为什么？ （3）哪种传动装置的带寿命长？为什么？

K?的含义是什么？它对零件的疲劳强度和静强度各有何

题1-4-5图

1-5．计算分析题：共39分

1．一V带传动传递功率P=5kW，小带轮的直径d1＝100mm，转速n1=955r/min，并测得紧边拉力F1为松边拉力F2的两倍。试计算有效拉力Fe、松边拉力F2、紧边拉力F1及预紧力的大小。（8分）

2． 题1-5-2图示结构用4个M12（d1＝10.106mm）的普通螺栓联接，螺栓材料为Q235，性能等级4.6级，安全系数取S=1.5，接触面上的摩擦系数f=0.2，防滑系数Ks=1.2，求允许的最大横向力F的大小。（10分）

F0

题1-5-2图

3．题1-5-3图示零件的板厚为20mm，在载荷F的作用下，F的变化范围为10材料的

?s5~2?10N。

5=500MPa，??1=400MPa，危险截面上有效应力集中系数

???1k??1.4，尺寸系数

???0.7，表面质量系数，强化系数

?q?1??0.25，材料常数?。试：（11分）

（1）画出零件的极限应力线图； （2）计算当r=C，及

K??(k???m?C1?1)时零件的安全系数

1Sca。

提示：

?????q???2??1??0；

?0。

题1-5-3图

4．题1-5-4图示齿轮传动系统中，z1、z2为圆锥直齿轮，z3、z4为斜齿圆柱齿轮。已知n1=100r/min，z1=30，z2=60，P1=2kW，

Fa2=2472N，斜齿圆柱齿轮z3=20，

mn3?4mm。

若不计各种损耗，并使中间轴II上的轴向力为零。试：（10分） （1）求各轴的转向（标在图上）；

（2）确定z3、z4的旋向，并计算相应的斜齿圆柱齿轮螺旋角β3； （3）画出各齿轮的各分力方向。

题1-5-4图

机械设计（一）试题2

2-1．是非题：（对的用“√”表示，错的用“×”表示。）每小题1分，共10分。 1．应力只要随时间发生变化，均称为变应力。 （ ）

2．在变应力作用下，零件的主要失效形式将是疲劳断裂；而在静应力作用下，其失效形式将是塑性变形或断裂。 （ ）

3．普通平键的主要失效形式是工作面的挤压破坏。 （ ）

4．一个平键联接能传递的最大转矩为T，则安装二个平键能传递的最大转矩为2T。 （ ） 5．为了避免打滑，通常将带轮上与带接触的表面加工得粗糙些以增大摩擦力。 （ ） 6．带传动的弹性滑动是带传动的一种失效形式。 （ ）

7．对于软齿面闭式齿轮传动，若弯曲强度校核不足，较好的解决办法是保持分度圆直径d1和齿宽b不变，减小齿数，增大模数。 （ ）

8．低速重载齿轮不会产生胶合，只有高速重载齿轮才会产生胶合。 （ ） 9．在有紧密性要求的螺栓联接结构中，接合面之间不用软垫片进行密封而采用密封环结构，这主要是为了增大被联接件的刚度，从而提高螺栓的疲劳强度。 （ ） 10．普通螺栓联接中的螺栓受横向载荷时只需计算剪切强度和挤压强度。 （ ） 2-2．单项选择题：（在你认为正确的答案上画“○” ）每小题1分，共10分。

1．某结构尺寸相同的零件，当采用_____________材料制造时，其有效应力集中系数最大。 A．HT200； B．20号钢； C．20CrMnTi ； D．15号钢。

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