机械设计期末考试题长春理工大学

三 分析计算题

1．如图a、b分别为二级标准斜齿圆柱齿轮减速器的两种布置形式。已知齿轮2模数mn2=2.5mm，z2=57，β2=13°；齿轮3模数mn3=3mm，z3=19；齿轮4轮齿旋向为右旋。若主动轴I转向如图所示，试：

1）图a、b两种布置形式哪种布置合理？并分析为什么？（2分） 2）为使中间轴Ⅱ的受力合理，试确定齿轮2轮齿旋向。（2分） 3）在你认为齿轮布置合理的图上，画出各齿轮受力方向。（3分）

4）为使轴Ⅱ的外部轴向力为零，试计算出齿轮3的螺旋角β3的值？（7分） 5）若主动轴I转向相反，轴Ⅱ的轴向力还是否为零？（1分）

图a 图b 1）图b布置形式合理（1分）。理由：将齿轮布置在远离转矩输入端的位置，（1）可利用轴的弯曲和扭转变形的综合作用使齿轮的最大载荷降低；（2）也可使载荷分布不均状况得以改善（答对一个或两个理由都得1分）。

2）如本题答图a、b所示：a、b两图中齿轮2皆为左旋。(2分，每画对1个得1分) 3）如本题答图b所示：（总计6对分力总计3分。每画对1对分力得0.5分）

4）

齿轮2、3的圆周力分别为：

二 简答题(共5题，每题6分)

1 简述齿轮传动的失效形式和开式齿轮传动的设计准则 答：失效形式包括： 轮齿折断（1分）、齿面疲劳点蚀（1分）、齿面磨损（1分）、齿面胶合（1分）、轮齿塑性变形（1分）。

开式齿轮传动的设计准则：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响将模数适当加大。（1分） 2 以框图形式说明转轴的设计过程。

已知条件选择轴的材料初算轴径结构设计计算弯矩校核计算完善设计修改直径转轴设计程序框图

3简述蜗杆传动的正确啮合条件。

答：中间平面上，蜗杆轴向模数与蜗轮端面模数相等，均为标准值（2分）；蜗杆轴面压力角与蜗轮端面压力角相等，且为标准值（2分）；蜗杆与蜗轮轮齿的螺旋线方向相同并且蜗杆分度圆柱上的导程角等与蜗轮分度圆柱上的螺旋角。（2分）

4 简述动载系数Kv和齿间载荷分配系数Kα的含义并各举出两个主要影响因素。

答：动载系数Kv是考虑由于齿轮制造精度、运转速度等轮齿内部因素引起的附加动载荷影响系数。（1.5分）

影响Kv的主要因素有由基节和齿形误差产生的传动误差、节线速度误差和轮齿啮合刚度等。

齿间载荷分配系数Kα是考虑同时啮合的各对轮齿载荷分配不均匀对

1习题与参考答案

一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）

1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能 。

A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹 。

A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 。

A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用 。

A. 升角小，单线三角形螺纹 B. 升角大，双线三角形螺纹 C. 升角小，单线梯形螺纹 D. 升角大，双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用 。

A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹

1习题与参考答案

一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）

1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能 。

A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹 。

A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 。

A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用 。

A. 升角小，单线三角形螺纹 B. 升角大，双线三角形螺纹 C. 升角小，单线梯形螺纹 D. 升角大，双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用 。

A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹

机械设计试题

一、 选择填空题

1. 在循环变应力作用下，下面应力中影响疲劳强度的主要因素是 。

A.最大应力?max B.最小应力?min C.平均应力?m D.应力幅?a 2．蜗杆蜗轮传动中，其传动比i的计算错误的是 。

A.i＝n1/n2 B. i=Z2/Z1 C. i=d2/d1

4. 在圆锥齿轮和圆柱齿轮的二级传动机构中，通常将圆锥齿轮安排在 。

A．高速级 B.低速级 C.都可以

5．在转速一定的情况下，要减轻链传动的不均匀性和动载荷，应 。 A．增大链节距和链轮齿数 B增大链节距，减小链轮齿数

C.减小链节距和链轮齿数 D.减小链节距，增大链轮齿数 6.齿轮的疲劳点蚀通常首先出现在 。

7.为提高轴的刚度，应采取 的措施。A．合金钢代替碳素钢 B.用球墨铸铁代替碳素钢 C.提高轴表面质量 D.增大轴径

8．蜗杆传动的材料配对为钢制蜗杆和青铜蜗轮，则在动力传动中应该由 的强度来决定蜗杆传动的承

机械设计试题

一、 选择填空题

1. 在循环变应力作用下，下面应力中影响疲劳强度的主要因素是 。

A.最大应力?max B.最小应力?min C.平均应力?m D.应力幅?a 2．蜗杆蜗轮传动中，其传动比i的计算错误的是 。

A.i＝n1/n2 B. i=Z2/Z1 C. i=d2/d1

4. 在圆锥齿轮和圆柱齿轮的二级传动机构中，通常将圆锥齿轮安排在 。

A．高速级 B.低速级 C.都可以

5．在转速一定的情况下，要减轻链传动的不均匀性和动载荷，应 。 A．增大链节距和链轮齿数 B增大链节距，减小链轮齿数

C.减小链节距和链轮齿数 D.减小链节距，增大链轮齿数 6.齿轮的疲劳点蚀通常首先出现在 。

7.为提高轴的刚度，应采取 的措施。A．合金钢代替碳素钢 B.用球墨铸铁代替碳素钢 C.提高轴表面质量 D.增大轴径

8．蜗杆传动的材料配对为钢制蜗杆和青铜蜗轮，则在动力传动中应该由 的强度来决定蜗杆传动的承

实验一

一、 明确的概念：

（1）理解类和对象的概念；（具体见附一）

类是抽象的 对象是具体的 例如：你、我、他 都是人 那么 你、我、他就是对象 人就是类

（2）掌握类与对象的定义方法；

类的定义：

class 类名{ … /*定义这个类*/}; //(别忘了最后的分号) 对象的定义： 类名 对象名(参数);

（3）理解类的成员的访问控制的含义，公有和私有成员的区别；

public://访问属性为公有 通过外部直接访问 即：对象名.成员名或成员函数 private://访问属性为私有 不能通过外部直接访问（不声明访问属性时 系统默认为私有） 当出现对象名.成员(私有)时 编译器报错

protected://访问属性为保护 与private类似 但protected属性的成员可以继承 private不能继承

（4）掌握构造函数和析构函数的含义与作用、定义方式和实现；

构造函数：为数据成员开辟存储空间 函数名必须与类名相同 之前绝对不许说明返回值类型 void也不行 构造函数不能由用户调用 即：对象名.构造函数名(参数)是错误的 构造函数是随着对象的声明而调用的 例如： c

实验一

一、 明确的概念：

（1）理解类和对象的概念；（具体见附一）

类是抽象的 对象是具体的 例如：你、我、他 都是人 那么 你、我、他就是对象 人就是类

（2）掌握类与对象的定义方法；

类的定义：

class 类名{ … /*定义这个类*/}; //(别忘了最后的分号) 对象的定义： 类名 对象名(参数);

（3）理解类的成员的访问控制的含义，公有和私有成员的区别；

public://访问属性为公有 通过外部直接访问 即：对象名.成员名或成员函数 private://访问属性为私有 不能通过外部直接访问（不声明访问属性时 系统默认为私有） 当出现对象名.成员(私有)时 编译器报错

protected://访问属性为保护 与private类似 但protected属性的成员可以继承 private不能继承

（4）掌握构造函数和析构函数的含义与作用、定义方式和实现；

构造函数：为数据成员开辟存储空间 函数名必须与类名相同 之前绝对不许说明返回值类型 void也不行 构造函数不能由用户调用 即：对象名.构造函数名(参数)是错误的 构造函数是随着对象的声明而调用的 例如： c

一、选择题（每小题1分，共10分）

1）进行轴的结构设计时，通常按（ ）来初步确定轴的直径。 A.轴的刚度 B.弯曲强度 C.扭转强度 D. 轴上零件的孔径

2）对于被联接件之一太厚，且需经常拆装的场合，宜采用（ ）联接。 A.普通螺栓 B.双头螺柱 C.螺钉 D. 紧定螺钉

3）在润滑良好的闭式齿轮传动中，常见的齿轮失效形式多为（ ）。 A. 齿面磨损 B. 齿面胶合 C. 齿面点蚀 D. 轮齿折断 4）V带轮的最小直径ddmin取决于（ ）。

A. 带的型号 B. 带的速度 C. 主动轮转速 D. 带轮结构尺寸

5）在载荷冲击较大，且两轴轴线具有一定程度相对偏移量的情况下，宜采用（ ）联轴器。

A. 十字滑块联轴器 B.弹性柱销联轴器 C.万向联轴器 D. 凸缘联轴器

6）在轴的弯扭合成强度设计公式中，M2?(?T)2中的折合系数?是考虑T对M的（ ）。 A. 大小不同 B.方向不同 C.循环特性不同 D. 类型不同 7）．普通螺栓联接在承受横向工作载荷时，主要靠（ ）来承受横向载荷。 A. 接合面间的摩擦力

机械(Machinery) —— 是机器和机构统称。

机器(Machine) — 主要是指机械装置。如电动机、 内燃机、机床、汽车、火车、飞机、轮船、起重运机械、 冶金矿山机械、轻纺食品机械等。 机构(Mechanics)—— 机构是用连接副连接起来的、 有一个构件为机架的构件系统。只能传递运动和力。 机械设计(Machine Design) ——即为各种机械 装置的设计，机械设计是为了满足机器的某些特定 功能而进行的创造性过程，设计是创造性的劳动， 设计的本质在于创新。本课程主要介绍机械设计中 的一些基础知识。

机械设计基础课程的研究对象——机械。如：

破 碎 机

指 南 车 内燃机

带 式运输带

运

输

机

联轴器

减速器

联轴器

电动机

索杰纳火星车 它是美国国家航空航天 局于格林威治时间1997 年7月4日17时07分发射 的火星探路者号宇宙飞 船成功地在火星表面着 陆，该飞船携带了索杰 纳火星车，这也是一种 机器。

美国山迪亚国家实 验室的科学家，成 功研制了相信是世 界最小的微型机械 人，这微型机械人 体积只有四分之一 立方寸，体重小於 一盎司。

世界最小的微型机械人 World's smallest robot

“神舟五号”发射时的情景。发射塔、运 载火箭都是