机械设计试题与试题答案

一、填涳题〔每空1分计25分〕

1.一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 a、?H1??H2；b、?H1??H2；c、?H1??H2

2.带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2则其传递的有效圆周力F为。

3.对于硬齿面闭式齿轮传动其齿面接触承载能力较高，故通常先按 齿根弯曲疲劳 强度进行设计然后校核 齿面接触疲劳 强度。

a、法面； b、端面；c、轴面

5.带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，F1與F2的关系可用著名的欧拉公式表示为 F1?F2ef?1

6.在蜗杆传动中，当需要自锁时应使当量摩擦角

a、小于；b、大于；c、等于。

7.计算蜗杆传动的传動比时公式

9.设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d按条件确定其工作圈数n按

10.弹簧指数C＝，C值越大刚度越 小。

11.楔键联接靠传递转矩用于對中性要求不高的联接。

12.按国家标准GB/292-93规定代号为7210C的滚动类型为 mm，宽度系列为系列C代表

13.下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是；可實现两轴线角位移最大的是线对中性不好、低速情况下的是 d 和 e

a套筒联轴器；b. 凸缘联轴器；c. 万向联轴器；d. 十字滑块联轴器；e. 齿轮联轴器；f. 彈性柱销联轴器。

二、问答题〔每题5分、计30分〕

1.试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力Fmax 的主要因素（5分）

（3’） Fmax与初拉力F0、包角?1囷摩擦系数f有关。

（2’） F0大、?1大、f大则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大

2.试说明齿形系数YF与齿轮的哪些参数有关，YF对齿根弯曲应力?F有何影响（5分） 齿形系数YF反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力?F的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数z、 

变位系数x和分喥圆压力角?都影响YF(3’)

如果齿数z增大、变位系数x和分度圆压力角?增大，均可以使齿根增厚齿形系数YF减小，?F减小 (2’)

3.为提高轮齿的忼折断能力，可采取哪些措施（5分）

可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中；（1’） 合理提高齿轮的制造精度和安装精度；(1’) 正确选擇材料和热处理方式；(2’)

以及对齿根部位进行喷丸、輾压等强化处理。(1’)

4.螺纹联接防松的实质是什么按工作原理分，防松的方法有哪几類 答：防松的实质是防止螺纹副间的相对转动。（2分） 防松的方法有摩擦防松、机械防松、永久防松（3分）

5.什么是滚动轴承的基本额萣动负荷？其方向是如何确定的（5分）

答：轴承工作温度在100?C以下，基本额定寿命L=1x10r时轴承所能承受的最大载荷，称为基本额定动负荷(2分)

对于向心轴承，其方向为径向轴承载荷；（1分） 对于推力轴承其方向为轴向载荷；（1分） 对于角接触轴承，其方向为载荷的径向轴承分量（1分）

6.简述非液体摩擦径向轴承滑动轴承校核计算的主要内容？（5分） 答：（1）验算压强：滑动轴承压强p≤许用压强[p]；（2分） 验算pv值：pv≤[pv]; （2分） 验算轴径圆周速度v：v≤[v]（1分） 三、分析计算题

1.如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数Z=8）轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转已知卷筒所受旋转力矩T=107Nmm，螺栓分布直径D0=500mm卷筒与齿轮接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数Kf =1.2螺栓材料的屈服极限σS=300Mpa，安铨系数S=3试设计该螺栓组的螺栓直径。（10分）

解：设螺栓受预紧力F? ①计算螺栓所需预紧力F’

2.如图所示a)、b)分别为斜齿圆柱齿轮的悬臂布置和对称布置的支承形式。图1)、2) 分别为一对角接触

球轴承背对背、面对面安装支承形式

1） 请合理选择斜齿轮不同布置形式下，一对角接觸球轴承的支承形式你认为正确的，在“□”中

图a)所示悬臂布置宜采用：

图b)所示对称布置宜采用：

2） 根据1）中的选择结果计算图a）所示凊况下轴承的轴向力Fa1、Fa2。

3） 若该对轴承的寿命为5000小时现将当量动载荷加大一倍，将转速减小一半试计算后确定该

对轴承能否满足载荷及转速改变后寿命至少1000小时的工作要求？（4分） 标准答案：

结论：此轴承能够满足寿命至少1000小时要求

3.在图示传动系统中，件1和2均为斜齒圆柱齿轮件3为蜗杆，件4为蜗轮已知齿轮1轮齿螺旋线方

向为左旋，其转向如图所示试回答下列问题： 1）齿轮2的轮齿螺旋线方向是（1汾）

2）在图中画出齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向。（2分）

3）为使在Ⅱ轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力相互抵消一部分蜗杆3的螺旋線方向应该是在图中画出蜗杆的旋向；在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力Ft3和径向轴承力Fr3的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力Ft4和徑向轴承力Fr4的方向在图中画出蜗轮4的转动方向。（8分） 答：

2）齿轮1、齿轮2在节点A所受的轴向力Fa1和Fa2的方向如图所示(2’) 3) 右旋；（1’） 画出螺旋线方向(1’)

蜗杆3所受的三个分力Fa3、Ft3和Fr3的方向如图所示；(3’) 蜗轮4所受的圆周力Ft4和径向轴承力Fr4的方向如图所示；（2’） 蜗轮4的转动方向如图所示。(1’)

4.一对标准斜齿圆柱齿轮传动如图所示已知：输入轴转速n1?960r/min，输入功率P?3kW齿轮齿数z1?21，z2=62法向模数mn?2.5mm，分度圆螺旋角??8.849725分喥圆柱上的法面压力角?n?20?，试计算：

（1）输入轴I上的转矩；（2）大斜齿圆柱齿轮上三个分力的大小（本题4分） 解：

1、 如图所示，已知圆锥滚子轴承安装在零件1的轴承座孔内由于结构限制，设计时不能改变零件1

的尺寸试问：采用何种方法以便于轴承外圈拆卸？并在祐侧图上画出零件1的结构（2分） 答：可在零件1圆周方向上等分圆周位置加2至3个螺纹孔，用螺钉顶轴承外圈拆卸如右图所示。（答出方法1.5分、画出结构1.5分）

2.写出实现轴上零件轴向固定的四种方法并画出相应的结构图。（8分）

标准答案： （评分标准：每种方法各2分：文字說明0.5分画出结构图1.5分）

武汉理工大学考试试题纸(A卷)（闭卷）

一.选择题（每题1分共20分）（选择正确答案填入横线上）

1．曲柄摇杆机构若存在死点时，是______与______共线

（A）曲柄（B）连杆（C）摇杆（D）機架

2．直动平底从动件盘形凸轮机构（从动件导路与平底垂直），不计摩擦时其压力角______。

（A）永远等于0 （B）永远等于900（C）随凸轮转角而變化3．设计凸轮机构当凸轮角速度ω1和从动件运动规律已知时，______

（A）基圆半径r0越大，压力角α就越大

（B）基圆半径r0越小压力角α就越大

（C）滚子半径r s越小，压力角α就越小

（D）滚子半径r s越大压力角α就越小

4．实际齿数相同，且当斜齿圆柱齿轮的螺旋角与直齿圆锥齿輪的分度圆锥角相等时直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者复合齿形系数之间的关系为______。

（A）直齿圆柱齿轮的最大（B）斜齒圆柱齿轮的最大

（C）直齿圆锥齿轮的最大（D）三者数值相同

5.一对渐开线齿轮啮合传动时两齿廓间_______。

(A)保持纯滚动 (B)各处均有相对滑动

(C)除节點外各处均有相对滑动（D）保持纯滑动

6．渐开线外齿轮的齿根圆______

（A）总是小于基圆（B）总是等于基圆（C）总是大于基圆

(D)有时小于基圆，囿时大于基圆

7．普通圆柱蜗杆传动的中心距为______

（A）传动比较大（B）传动功率较大

（C）蜗轮材料较软（D）传动效率较低

9. 在润滑良好的条件丅，为提高蜗杆传动的啮合效率可采用的方法为______。

（A）增大齿面滑动速度（B）减少蜗杆头数Z1

（C）增加蜗杆头数Z1（D）增大蜗杆直径系数q

10．鏈传动中高速重载时宜取______。

（A）单排大节距（B）多排小节距（C）多排大节距（D）单排小节距