机械设计模拟试卷

一、单项选择题

1.普通平键联接传递动力是靠_____。( B ) (A)两侧面的摩擦力；(B)两侧面的挤压力； (C)上下面的挤压力；(D)上下面的摩擦力。

2.在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度， 可采取的措施是 ( B )

（A ）增大Cb ，减小Cm （B ）减小Cb ．增大Cm （C ）增大Cb 和Cm （ D ）减小Cb 和Cm （Cb

Cb+Cm 应尽量小）

3.带传动中最大应力发生在（B ）

（A ）紧边与大带轮接触处；（B ）紧边与小带轮接触处； （C ）松边与小带轮接触处；（D ）松边与大带轮接触处。 4.带在工作时产生弹性滑动，是由于。（C ）

（A ） 带不是绝对挠性件；（B ）带与带轮间的摩擦系数偏低； （C ） 带的紧边与松边拉力不等；（D ）带绕过带轮产生离心力。

5.在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是—。 ( A ) （A ）避免螺栓受附加弯曲应力作用 （B ）便于安装（C ）为安置防松装置

6.选取V 带型号，主要取决于。 ( D )

（A ）带的线速度 （ B ）带的紧边拉力

（C ）带的有效拉力 （D ）带传递的功率和小带轮转速 7.同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，可以提高轴的而不能提高轴的。 （A ）（B ）

（A ）强度 （B ）刚度

8.当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用______。（C ） (A) 带传动； (B)一对齿轮传动； (C) 轮系传动；（D ）凸轮传动。 9. 自行车的前轮轴是什么轴？（A ）

（A ）心轴；（B ）转轴；（C ）传动轴；（D ）曲轴。(自行车的前轮轴只承受弯矩而且不转动，所以是固定

心轴，中轴既承受扭矩又承受弯矩所以是转轴，后轮轴只承受弯矩而且不转动所以也是固定心轴)

10.考虑滑动率ε，则带传动的实际传动比______________。（C ）

（A.）i d d =+d2d1()1ε （B ）.i d d =+d2d1

()

12ε,

（C.）i d d =

-d2d1()1ε （D.）i d d =-d2d1

()

1ε

11. 螺纹联接放松的根本问题在于______。（C ）

（A ）增加螺纹联接的轴向力；（B ）增加螺纹联接的横向力；（C ）防止螺纹副的相对转动；（D ）

机械设计

增加螺纹联接的刚度;

12. 开式齿轮传动中，一般不会发生的失效形式为（A）

(A)轮齿的点蚀(B)齿面磨损(C)轮齿折断(D)以上三种都不发生

开式齿轮磨损较快，一般不会点蚀

13.与同样传动尺寸的平带传动相比，V带传动的优点是。（A）

（A）传动效率高（ B）带的寿命长（C）带的价格便宜（D）承载能力大

14.轮齿疲劳点蚀通常首先出现在齿廓的部位。（D）

（A）齿顶附近（B）齿根附近（ C）节线上（ D）节线靠近齿根处

15.链传动设计中，一般链轮最多齿数限制为Zmax≤120，是为了______。（C）

（A）减少链传动的不均匀性; （B）限制传动比；（C）减少链节磨损后链从链轮上脱落下来的可能性；（D）保证链轮轮齿的强度；

16. 滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的。（B）

（A）磨损; （ B）发热; （C）胶合; （D）塑性变形;

17.对齿面硬度≤350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（ C ）；

（A）.小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度（B）.小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度

（C）.小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度（D）.小齿轮齿面硬度≤大齿轮齿面硬度

在确定大．小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些

18. 键联接的主要作用是使轴与轮毂之间_______。（C）

(A)沿轴向固定并传递轴向力(B)沿轴向可做相对滑动并具有导向作用

(C)沿周向固定并传递扭矩(D)安装与拆卸方便

19. 下列滚动轴承密封装置，其中 C 是属于接触式密封（毡圈油封,唇形密封圈，密封环），而

D 是属于非接触式密封（隙缝密封，甩油密封，曲路密封）。

（Ａ）毡圈密封（Ｂ）甩油环（Ｃ）密封环（Ｄ）缝隙密封

20.材料为20Cr的齿轮要达到硬齿面，适宜的热处理方法是。（ C ）

（A）整体淬火（B）表面淬火（C）渗碳淬火（D）调质

21、带传动采用张紧装置的目的是。（D）

A、减轻带的弹性滑动

B、提高带的寿命

C、改变带的运动方向

D、调节带的预紧力

22、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中最易发生。（B）

A、点蚀与磨损

B、胶合与磨损

C、轮齿折断

D、塑性变形

23. 蜗杆传动中，蜗杆轴向分力与蜗轮的（）分力是大小相等、方向相反（A）

(A)圆周(B)轴向(C)径向(D)垂直

24. 开式齿轮传动中，一般不会发生的失效形式为（A）

(A)轮齿的点蚀(B)齿面磨损(C)轮齿折断(D)以上三种都不发生

25. 下图所示为一螺旋拉紧装置，如按图上箭头方向旋转中间零件，能使两端螺杆A及B向中央移动，从而将两端零件拉紧．此装置中，A、B螺杆上螺纹的旋向应是______。（C）

（A）A左旋，B左旋（B）A右旋，B右旋

（C）A左旋，B右旋（D）A右旋，B左旋

26. 机床主轴箱中的变速滑移齿轮，应该用______。（B）

(A)直齿圆柱齿轮(B)斜齿圆柱齿轮

(C)人字齿圆柱齿轮(D)直齿圆锥齿轮

27.减速蜗杆传动中，用_____计算传动比i是错误的。（D）

(A)i=ω1/ω2(B)i=Z1/Z2(C)i=n1/n2(D)i=d1/d2

28.下图为具有三角形普通螺纹的圆柱形杆（尺寸经圆整）。在零件图上应该用_______来表示此螺纹。

(A)M2.5 ；(B)M40；(C)M42；(D)M45。（ D）

29.自行车的前轮轴是什么轴？（A ）

（A）心轴；（B）转轴；（C）传动轴；（D）曲轴。

30. 两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜时的摩擦状态工程上称为（D）

（A）边界摩擦；（B）混合摩擦；(C)液体摩擦；（D）干摩擦。

二.判断题

1. 用于薄壁零件联接的螺纹，应采用三角形细牙螺纹。（√）

2. 滑动螺旋中螺杆的直径是根据螺杆的强度计算而确定的。（×）

3. 采用两个楔键时，常相隔90度～120度。（√）

4. 在材料和载荷性质相同的情况下，动联接的许用压力比静联接的许用挤压应力小。（√）

5. 薄型平键联接与普通平键联接相比，承载能力相同。（×）

6. 半圆键相配的轴上的键槽是用圆盘铣刀加工的。（√）

7. 带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。（×）

8. 链节距越大，链传动运动不均匀性越小。（×）

9. 传递同样功率和转速的带传动和链传动相比，链传动的压轴力大。（×）

10. 设计链传动时，链条的节数和链轮的齿数均应选择偶数。（×）

11. 通用的闭式齿轮传动，当齿轮的圆周速度v≤12m/s时，常采用浸油润滑。（√）

12. 对于硬齿面闭式齿轮传动，若接触强度校核不足，解决办法是增大传动尺寸或提高齿面硬度。（√）

13. 斜齿圆柱齿轮的标准参数在法面上。（√）

14. 齿轮传动中，当材料相同时，小齿轮和大齿轮的弯曲强度也相同。（×）

15. 两个具有一定楔形间隙并作相对运动的平板，当流入足够的润滑油时，一定可形成油膜压力。（×）

16. 重载情况下，滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。（√）

17. 液体摩擦动压径向滑动轴承中，由于端泄的存在，轴承宽径比B/d的大小不仅直接影响油膜压力在轴向的分布，而且也影响轴承在周向上的压力分布。（√）

18. 若一个轴承的当量动载荷P高于其基本额定动载荷C，则该轴承将失效。（×）

19. 各类推力轴承的极限转速都很低。（√）

20. 滚动轴承的摩擦系数一定小于滑动轴承的摩擦系数。（×）

21. 采用双万向联轴器，任何时候均有主、从动轴等角速度。（×）

22. 联轴器主要用于把两轴联接在一起，机器运转时不能将两轴分离，只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。（√）

23. 当转矩由轴上一个传动件输入，而由几个传动件输出时，应将输入的传动件布置在一端，并依次将转矩由输出轮输出，这样对提高轴的强度有利。（×）（当转矩由一个传动件输入,而由几个传动件输出时,为了减小轴上的传矩,应将输入件放在中间）

24. 轴上的定位轴肩高度应尽量大，以保证轴上零件轴向定位可靠。（×）

25. 在设计轴的尺寸时，支点位置及力作用位置均未确定情况下，只能按扭转强度初步估算轴径。（√）

26. 用冷卷法制成的弹簧，一般不再淬火，只进行低温回火处理，以消除内应力。(√)

27. 一个零件的磨损三个阶段（磨合阶段、稳定磨损阶段、及剧烈磨损阶段）中，磨合对磨损是有用的。（√）

三、填空题

1.螺纹连接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副

运动关系防松。P70

2.链传动设计时，链条节数应选偶数。链轮齿数应选奇数；速度较高时，链节距应选小些。

3.根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按接触强度设计，按弯曲强度校核；硬齿面闭式齿

轮传动一般按弯曲强度设计，按接触强度校核。

4.在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。

5.由于大带轮的包角大于小带轮的包角，打滑一般发生在小带轮上。

6.对于闭式软齿面来说，齿面点蚀，轮齿折断和胶合是主要失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按齿面弯曲疲劳强度进行校核。

7.圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm，内径D1=24mm，则它的旋绕比C= _4__。

8.右图所示联轴器为刚性联轴器.

9. 汽车上由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴是传动轴。

10.由于大带轮的包角大于小带轮的包角，打滑一般发生在小带轮上。

11.含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢。

12.增加包角α使整个接触弧上摩擦力总和增加，从而提高传能力。因此水平装置的带传动，松边放置在上面，以增大包角。（水平装置的带传动通常将松边放置在上边以增大包角）

13.带传动中带上最大应力发生在主动轮紧边的接触点

。

14. 蜗杆传动的失效经常发生在蜗轮轮齿上。

15.根据轴所受的载荷和变形情况，轴可分为转轴、心轴、传动轴

三种类型

16.根据承受载荷方向不同，滑动轴承可分为径向滑动轴承和止推滑动轴承

17. 齿轮常用的热处理方式中调质和正火可以获得软齿面的齿轮。

18.螺纹连接的基本类型有螺栓连接、双头螺柱、螺钉连接和紧定螺钉连接。

19.阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是：蜗杆的轴向模数应等于蜗轮的端面模数,

蜗杆轴向压力角应等于蜗轮的端面压力角，蜗杆分度圆导程角应等于蜗轮

分度圆螺旋角，且两者螺旋方向相同。

20.按滚动体的形状，滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承两大类。

按承受外载荷的不同：1.向心轴承, 2.推力轴承，3.向心推力轴承

按工作时能否调心,可分为:刚性轴承和调心轴承

21．V带传动工作时，传动带受有拉应力、弯曲应力和离心应力、三种应力叠加后，最大应力发

生在带的紧边开始绕上小带轮处。

22.直齿圆锥齿轮的标准模数规定在_大_端的分度圆上。

23.既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。

24.楔键的工作面是上下面，平键的工作面是两侧面。

25.带传动常用的张紧方法有两种：张紧轮法和调整中心距法。

26、零件是机械制造基本单元。

27、常用于滑动轴承的润滑装置有：油孔、油槽等。

28、螺纹的公称直径是指它的大径尺寸，螺纹“M12X1.5左”的含义是

公称直径为12，螺距为1.5的左旋合普通细牙螺纹。

29、当两轴垂直交错时，可采用蜗轮蜗杆传动。

30、在普通蜗杆传动中，在中间平面上的参数为标准参数，在该平面其啮合状态相当于齿条与齿轮

的啮合传动。

三、简答题

1.简要说明动压油膜形成的条件。答：润滑油有一定的粘度，供油要充分；

被油膜隔开两表面有足够的相对滑动速度，运动方向必须使润滑油大口流进，小口流出；

相对滑动面之间必须形成收敛性楔形间隙（通称油楔）。

2.简述联轴器和离合器的联系和区别。

答：联轴器和离合器是机械传动中常用的部件，它们主要用来联接轴与轴（或连接轴与其他回转零件），以传递运动与转矩，有时也可以用做安全装置。联轴器用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。离合器是在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动系统的断续，以便进行变速及换向等。

3.试写出轴承代号6316的意义。

4.为什么一般链节数选偶数，而链轮齿数多取奇数？

答：当链节数为偶数时，接头处可用开口销或弹簧卡片来固定，一般前者用于大节距，后者用于小节距；当链节数为奇数时，需采用过渡链节。由于过渡链节的链板要受到附加弯矩的作用，所以在一般情况下最好不用奇数链节。

由于链节数通常是偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数。

5.常用的螺纹连接防松措施有哪些？

答：防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。

6.链传动与带传动相比有哪些优点？

答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条

件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。

7.齿轮的主要失效形式有哪些？

答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。

8.简要说明蜗杆传动要进行热平衡计算的原因。

答：由于蜗杆传动效率低，工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以进行热平衡计算。

9.简述轴设计的主要内容。

答：轴的设计包括结构设计和工作能力计算这两方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。

10．带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么？对传动各有什么影响？

答：由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的微量滑动，称为带传动的弹性滑动,是由带的弹性和拉力差造成。这是带传动正常工作时固有的特性。选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动。弹性滑动会使从动轮的圆周速度低于主动轮，降低传动效率，引起带的磨损并使温度升高。

打滑是由于过载所引起的带在带轮上全面滑动。打滑可以避免，而弹性滑动不可以避免。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧下降，使带的运动处于不稳定状态，甚至使传动失效。

11.机械零件的常用设计准则是什么？

答：强度准则，刚度准则，寿命准则，振动稳定性准则，可靠性准则。

12.一般零件磨损过程大致可分为哪三个阶段？

答：一般零件磨损过程大致可分为磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。

13.螺纹联接预紧的目的是什么？

答：预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。

14.受拉螺栓的主要破坏形式是什么？

答：静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。

15.链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？

答：一是因为链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。二是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三是当链节进入链轮的瞬间，链节和链轮以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四是若链张紧不好，链条松弛。

16．简要分析带传动的应力。

答：带传动工作时，带中的应力有：拉应力、弯曲应力、离心应力。 最大应力的表达式：

c 1b 1max σσσσ++=

17．闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？

答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。

开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。

18.滑动轴承的主要失效形式有哪些？

答：磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落和腐蚀等。

19.选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素有哪些？

答：1）轴承的载荷：轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。2）轴承的转速：在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。3）轴承的调心性能；4）轴承的安装和拆卸。

20.链传动的可能失效形式可能有哪些？

答：1）铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。

1．链的疲劳破坏2.链条铰链磨损3.链条铰链胶合4.链条静力破坏 21.轴的强度计算主要有哪几种方法？

答：主要有三种方法：许用切应力计算、许用弯曲应力计算、安全系数校核计算。

22.轴的结构主要取决于哪些因素？

答：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴联接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。设计时，必须针对不同情况进行具体的分析。

四、计算题

1.某轴系部件采用一对7208AC 滚动轴承支承。己知作用于轴

承上的径向载荷F r1＝1000N ，F r2＝2060N ，作用于轴上的轴向载荷F A =880 N ，轴承内部轴向

力F d 与径向载荷F r 的关系为F d ＝0.68F r ,试求轴承轴向载荷F a1和F a2。

2.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)，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr 1＝1650N 和Fr 2=3500N 。外加轴向力Fae ＝1020N 。 (1)若派生轴向力F d ＝0.7Fr ，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa 1和Fa 2。

得分

3、一对轴承支承的轴系，轴承反装（背靠背），已知两个轴承的径向载荷分别为R 1=2500N ，R 2=5000N ，轴上作用的轴向外载荷F A=1000N ，轴承内部轴向力F = 0.7R 。试求轴承1 和轴承2 的轴向载荷

4、已知V 带（三角带）传递的实际功率P ＝7kW ，带速v ＝10m/s

，紧边拉力是松边拉力的2 倍，试求有效圆周力F e 和紧边拉力F 1的值

5．某转轴由一对70000AC 轴承支承，轴承布置如图所示(反装)，轴的悬臂端受径向力F R =3000N ，轴向力F A =1500N ，轴承的内部轴向力F S =0．68F r ，求两轴承所受轴向载荷F a1和F a2。

五、改错题

1.指出下面轴系结构图中的错误并说明错误原因（指出每个

错误1分，

说明错误原因1分，正确指出并说明5处错误即为满分，错误可在图上标出）。

70

得分

得分

2、试在图示齿轮轴系结构上用序号标出错误，并用文字对应说明错误原因。至少说明5 处以上

3．指出下面轴系结构图中的错误并说明错误原因

。

4．指出轴系中的错误结构，编号说明其错误原因。

六．受力分析题

1.如图为圆柱齿轮—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F

a1和F

a2

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。

2.两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮1为左旋，转向n

1

如图所示，为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标

出齿轮的轴向力F

a 、径向力F

r

和圆周力F

t

的方向。

3.图示为简单手动起重装置。若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；

2)蜗轮所受作用力的方向(画出)；

4.在下列各齿轮受力图中标注各力的符号（齿轮1主动）。

5．图示蜗杆传动均以蜗杆为主动件，试在图上标出蜗轮（或蜗杆）的转向，蜗轮的旋向，蜗杆、蜗轮所受各分力的方向。