机械设计基础试题及答案

.

机械设计基础试卷1

一、选择题：本大题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的

四个选项中，只有一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。

1．下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是

A．双摇杆机构B.曲柄摇杆机构

C．双曲柄机构D.对心曲柄滑块机构

【】

2．平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则

A．机构的传力性能较好B.机构的传力性能较差

C．可以满足机构的自锁要求D.机构的效率较低

3．当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不

变，原因是：

A.压力角不变B.啮合角不变

C．节圆半径不变D.基圆半径不变

【】

4．渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为

A．ε<0B.ε=0C.ε<1D.ε≥1【】

5.塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为

A．σ

B

B.σ

s

C.σ

0

D.σ－1

【】

6.下列四种螺纹中，自锁性能最好的是

A．粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹

C．梯形螺纹D.锯齿形螺纹

【】

7．普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其

A．挤压强度B.剪切强度

C．弯曲强度D.耐磨性

【】

8．一对相啮合的圆柱齿轮的Z

2

>Z

1

，b

1

>b

2

,其接触应力的大小是

A．σ

H1

<σ

H2

B.σ

H1

>σ

H2

C.σ

H1=

σ

H2

D.可能相等，也可能不等【】

9．实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系数之间

的关系为

A．直齿圆柱齿轮的最大B.斜齿圆柱齿轮的最大

.

C．直齿圆锥齿轮的最大D.三者数值相同

【】

10．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为：

A．减小齿面滑动速度υ

s

B.减少蜗杆头数Z

1

C．增加蜗杆头数Z

1

D.增大蜗杆直径系数q

【】

11.带传动中，弹性滑动

A．在张紧力足够时可以避免

B．在传递功率较小时可以避免

C．在小带轮包角足够大时可以避免

D．是不可避免

【】

12．带传动作减速传动时，带的最大应力σ

max

等于

A.σ

1

+σ

b1

+σ

c

B.σ

1

+σ

b2

+σ

c

C.σ

2

+σ

b1

+σ

c

D.σ

2

+σ

b2

+σ

c

【】

13.转轴的变曲应力为

A．对称循环变应力B.脉动循环变应力

C．非对称循环变应力D.静应力

【】

14．在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为

A．10%B.80%C.90%D.99%【】

15．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指

A．弹簧外径与簧丝直径之比值

B．弹簧内径与簧丝直径之比值

C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值

D．弹簧中径与簧丝直径之比值

【】

二、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中横

线上。

16．槽轮机构的主要参数是和。

17．机械速度的波动可分为和两类。

18．轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平面。

19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是

和。

.

20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取处的接触应力为计算依据，其载荷由

对轮齿承担。

21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe

3

制作的蜗轮，承载能力取决于

抗

能力；锡青铜ZCuSn10P

1

制作的蜗轮，承载能力取决于抗能力。

22．若带传动的初拉力一定，增大和都可提高带传动的极限摩擦力。

23．滚子链传动中，链的链速是常数，而其链速是变化的。

24．轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。

25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使；而为了防

止过热必须使。

三、分析题：本大题2个小题，共15分

26．（本题满分5分）

图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a=250mm,b=650mm,C=450mm,d=550mm。

试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。

图1

27．（本题满分10分）

图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n

1

和齿轮

1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴II所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3的

轮齿旋向，并在图上标出齿轮2、3所受的圆周力F

t2

、F

t3

和轴向力F

a2

、F

a3

的方向。（垂直

纸面的力，向纸内画稍，向纸外画⊙）

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

.

图2

四、计算题；本大题共5个小题，共48分。

28．（本题满分6分）

计算图3所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应

具体指出）。

图3

29．（本题满分12分）

一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a=160mm，传动比i

12

=3,

大齿轮齿数Z

2

=60，齿顶高系数h*

a

=1,径向间隙系数C*=0.25，分度圆压力角a=20°.试求出：

（1）齿轮的模数m,小齿轮1的分度圆半径r

1

;基圆半径r

b1

;分度圆上的齿厚S。

（2）若实际安装中心距a=164mm时，计算啮合角a，与小齿轮的节圆半径r

1

30.(本题满分10分)

已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z

1

=20，Z

2

=30，Z

3

=80，Z

4

=25，Z

5

=50。求轮系

的传动比i

15

。

图4

.

31．（本题满分10分）

图5表示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N，若取接合面间

的摩擦系数ƒ=0.2，可靠性系数K

S

=1.2，螺栓材料的的许用应力[σ]=120N/mm2,螺栓的小径

d

1

=17.294mm。试校核螺栓的强度。

图5

32．（本题满分10分）

一对70000AC型角接触球轴承背对背反安装在图6所示轴系中，轴承1的径向载荷

R

1

=2000N，轴承2的径向载荷R

2

=4000N，轴上作用的轴向外载荷F

A

=800N，轴承附加轴向

力S的计算式为S=0.68R。求轴承1和轴承2的轴向载荷A

1

和A

2

。

R

1

R

2

1

2

图6

五、作图题：本大题只有1个小题，满分10分

33．已知一对心直动尖顶移动从动件盘形凸轮机构如图7所示，凸轮为以B点为中心

的圆盘，A点为其回转中心。试用作图法画出：

（1）凸轮的基圆和基圆半径r

0

;

（2）凸轮机构的从动件尖顶在图示位置C点与凸轮接触时，从动件的位移S；

（3）从动件尖顶在图示C点和D点接触时压力角α。

.

图7

六、结构改错题：本大题只有1个小题，满分12分

34．在图8上直接改正轴系结构的错误。（齿轮传动油润滑，滚动轴承脂润滑，轴端安

装V带轮）

机械设计基础试题参考答案与评分标准

.

一、选择题：每小题3分，共45分。

1.B2.A3.D4.D5.B

6.B7.A8.C9.A10.C

11.D12.A13.A14.C15.D

二、填空题：每空1分，共20分。

16．槽数z拨盘圆销数K17.周期性非周期性

18．动两19.分度圆直径d

1

（或中心距a）齿宽b

20.节点一21.胶合点蚀

22．包角

1

摩擦系数23.平均瞬时

24．弯矩扭矩25.pppp

三、分析题：共15分

26．（本题满分5分）最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和

（450+550），满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。……………（3分）

故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。……………（2分）

27．（本题满分10分）

答案参见第27题答案图

斜齿轮3、4的轮齿旋向……………（2分）

F

t2

、F

a2

、F

t3

、F

a3

的方向……………（8分）

第27题答案图

四、计算题：共48分。

28．（本题满分6分）

.

解115243F……………（4分）

E、F处之一为虚约束……………（2分）

29．（本题满分12分）

解（1）小齿轮齿数20

3

60

2

1



i

z

z

模数mm

zz

a

m4

6020

16022

21











……………（2分）

分度圆半径mm

mz

r40

2

204

2

1



……………（2分）

基圆半径

mmrr

b

59.3720cos40cos

11

……………（2分）

分度圆齿厚mm

m

s28.6

2

414.3

2









……………（2分）

（2）9168.0

20cos160cos

cos













a

a











54.23

节圆半径









54.23cos/59.37cos/

11



b

rr

=41.00mm

（或mm

i

a

r00.41

31

164

11















）……………（2分）

30．（本题满分10分）

解该轮系为混合轮系。由齿轮1、2、3和转臂H组成行星轮系，齿轮3固定，

0

3

。

则4

20

80

1

3

3

1

13









z

z

i

H

H

H





得51

1



H

H

i





由题图知5

1144



HH

ii……………（6分）

由题图轮4、5组成定轴轮系，则

2

25

50

4

5

5

4

45



z

z

i





……………（2分）

1025

451415

iii……………（2分）

31．（本题满分10分）

.

解一个螺栓的横向工作载荷N

z

F

R3000

2

6000

……………（1分）

预紧力N

fm

RK

Qs

p

18000

12.0

30002.1







……………（4分）

强度校核67.99

4

294.17

180003.1

4

3.1

22

1













d

Q

pN/mm2

强度满足……………（4分）

32．（本题满分10分）

解NRS1360200068.068.0

11



NRS2720400068.068.0

22



S

1

、S

2

方向见第32题答案图

12

35202720800SNSF

A



轴承1“压紧”，A

1

=F

A

+S

2

=3520N……………（5分）

轴承2“放松”，A

2

=S

2

=2720N……………（5分）

第32题答案图

五、作图题：本题满分10分。

33．答案见第33题答案图。

基圆和基圆半径r

0

……………（3分）

从动件在C点接触时位移s……………（3分）

在C点和D点接触时压力角α……………（4分）

.

第33题答案图

六、结构改错题：本题满分12分

34．答案见第34题答案图

第34题答案图

①应画出键；②去掉套筒，画出定位轴肩；

③画出密封件；④轴承改为面对面正安装；

⑤缩短装齿轮的轴段长度；⑥键长应短于轮毂长度；

⑦左右两轴承内侧加档油环；⑧左右两轴承盖与箱体间加垫片。

每改正1处错误……………（2分）

（改正6处错误得满分）

.

机械设计基础试卷2

一、选择题：本题共16个小题，每小题3分，共48分，在每小题给出的四

个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。

1．在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该

A．增大传动角γB.减小传动角γ

C．增大压力角αD.减小极位夹角θ

2．渐开线标准齿轮的根切现象，发生在

A．模数较大时B.模数较小时

C．齿轮较少时D.齿数较多时

3．斜齿圆柱齿轮的法面模数m

n

与端面模数m

t

的关系式，应该是

A．m

n

=m

t

sinβB.m

n

=m

t

/cosβ

C．m

n

=m

t

cosβD.m

n

=m

t

cosα

4．调节周期性速度波动的方法是在机械中加一个飞轮，其作用是使

A．机械运转速度的波动可以消除

B．机械运转速度的波动可以减小

C．机械运转的平均角速度ω

m

可以减小

D．机械运转的平均角速度ω

m

可以增大

5．动平衡的条件是，回转件中各个质量产生的

A．离心力的合力等于零

B．离心力的合力和合力偶矩均等于零

C．离心力的合力偶矩等于零

D.离心力的合力和合力偶矩均不等于零

6．仅受预紧力Fˊ作用的紧螺栓联接，其螺栓的计算应力σ

ca

=1.3Fˊ/2

1

4

d



,将拉应力增

大30%的原因是考虑

A．安装时可能产生的偏心载荷

B．载荷可能有波动

C．拉伸和扭转的复合作用

D．螺栓材料的机械性能不稳定

7．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式钢制齿轮传动，通常的主要失效形式为

A．轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀

C．齿面胶合D.齿面塑性变形

8．齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在

A．齿顶部分B.靠近节线的齿顶部分

.

C．齿根部分D.靠近节线的齿根部分

9．标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数Y

F

数值时，应按

A．法面模数m

n

B.齿宽b

C.实际齿数ZD.当量齿数x

U

10.普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是

A．d

1

=m

a1

qB.d

1

=m

n

q

C.d

1

=m

a1

z

1

D.d

1

=m

n

z

1

11.带传动在工作时产生弹性滑动，是由于

A．包角α太小B.初拉力F

0

太小

C．紧边与松边拉力不等D.传动过载

12．在一定转速下，要减轻滚子链传动的运动不均匀性和动载荷，应该

A．增大节距p和增加齿数Z

1

B．增大节距p和减少齿数Z

1

C．减小节距p和减少齿数Z

1

D．减小节距p和增加齿数Z

1

13．转轴弯曲应力σ

b

的应力循环特征为

A．r=－1B.r=0

C．r=＋1C.－1＜r＜+1

14．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是

A．6208B.N208C.3208D.5208

15．在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以与可缓和冲击、吸收振动的是

A．凸缘联轴器B.齿式联轴器

C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器

16．计算圆柱形压缩螺旋弹簧工作圈数n时，主要根据

A．强度条件B.刚度条件

C．稳定性条件D.安装和结构条件

二、填空题：本大题共8个小题，每空1分，共16分。把答案填在题中横线上。

17．在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是和。

18．在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越，所设计的机构越紧凑，但是压力角，使

机构的工作情况变坏。

19．渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮和必须分别相等。

20．斜齿圆柱齿轮的标准模数是。直齿圆锥齿轮的标准模数是。

21．平键的截面尺寸应按从键的标准中查取，键的长度L可参照从标准中选取。必要

时应进行强度校核。

.

22．对一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时，将轮齿看作，并假定全部载荷

作用于。

24．普通V带传动的设计准则是，保证带以与具有一定的。

24．按照滑动轴承工作时的摩擦状态，可分为滑动轴承和滑动轴承两种主要类型。

三、分析题：本大题只有1个小题，满分14分。

25．图1所示蜗杆传动——斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆

1的转动方向如图中n

1

所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。

试分析：

（1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮

齿旋向；

（2）在图1的主视图上，画出蜗轮2的圆周力F

t2

、径向力F

r2

和斜齿轮3的圆周力F

t3

、

径向力F

r3

的方向：在左视图上画出蜗轮2的轴向力F

a2

和斜齿轮3的轴向力F

a3

方向。

四、计算题：本大题共5个小题，共50分）

26（本题满分4分）

计算图2所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应

具体指出。）

.

图2

27．（本题满分14分）

一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动，已知齿轮的齿数Z

1

=30，Z

2

=40，分度圆压力

角°,齿顶高系数*

a

h=1,径向间隙系数C*=0.25，标准中心距a=140mm。试求出：齿轮

的模数m；两个齿轮的分度圆半径r

1

、r

2

;基圆半径r

b1

、r

b2

;齿顶圆半径r

a1

、r

a2

。

28．（本题满分10分）

已知图3所示轮系中各齿轮的齿数为：Z

1

=20，Z

2

=40，

2

z



=20,Z

3

=80。试求轮系的传

动比i

1H

。

29．（本题满分12分）

图4所示一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向

.

载荷分别为F

r1

=2000N，F

r2

=4000N,轴上作用的轴向外载荷K

A

=1000N，轴承内部派生轴向

力S的计算式为S=0.7F

r

，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比F

a

/F

r

>e时，X=0.41，Y=0.87；

F

a

/F

r

≤e时，X=1，Y=0，e=0.68；载荷系数f

p

=1.0.试计算：

（1）两个轴承的轴向载荷F

a1

、F

a2

;

（2）两个轴承的当量动载荷P

1

、P

2

30．（本题满分10分）

用于紧联接的一个M16普通螺栓，小径d

1

=14.376mm,预紧力Fˊ=20000N,轴向工作载

荷F=10000N,螺栓刚度C

b

=1×106N/mm,被联接件刚度C

m

=4×106N/mm,螺栓材料的许用应

力[σ]=150N/mm2;

（1）计算螺栓所受的总拉力F

（2）校核螺栓工作时的强度。

五、作图题（本大题只有1个小题，满分10分）

31．按图5给出的条件，设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆DC在两个极限位置时与机架

的夹角分别为

1



=135°。φ

2

=60°，摇杆DC的长度L

DC

=50mm，机架AD的长度L

AD

=70mm。

试：用作图法求出曲柄AB的长度L

AB

、连杆BC的长度L

BC

，以与行程速比系数K。（取比

例尺μ

1

=1

mm

mm

）

φ

2

φ

2

.

六、结构改错题：本大题只有1个小题，满分12分。

32．在图6上直接改正轴系结构的错语。（轴端安装联轴器）

图

6

机械设计基础试题参考答案与评分标准

一、选择题：每小题3分，共48分。

1.A2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.D

9.D10.A11.C12.D13.A14.B15.D16.B

二、填空题：每空1分，共16分。

17．有一最短杆最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和

18．小增大19.模数压力角

20．法面模数m

n

大端模数m

21．轴径d轮毂长度22.悬臂梁齿顶

23．不打滑疲劳寿命24.非液体摩擦液体摩擦

三、分析题：本题满分14分。

25．答案见第25题答案图。

（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………（6分）

（2）F

a2

、F

a3

的方向………………（4分）

（3）F

r2

、F

t2

、F

r3

、F

t3

的方向………………（4分）

.

第25题答案图

四、计算题：共50分。

26．（本题满分4分）

解115243F………………（3分）

滚子处局部自由度………………（1分）

27．（本题满分14分）

解),(

221

zz

m

a

模数mm

zz

a

m4

4030

14022

21











………………（4分）

分度圆半径mm

mz

r60

2

304

2

1

1





………………（1分）

mm

mz

r80

2

404

2

2

2





………………（1分）

基圆半径

mmrr

b

382.5620cos60cos

11

………………（2分）

mmrr

b

175.7520cos80cos

22

………………（2分）

齿顶圆半径

mmmhrr

aa

644160*

11

………………（2分）

mmmhrr

aa

844180*

22

………………（2分）

28．（本题满分10分）

.

解

1

21

32

3

1

zz

zz

H

H









8

2020

8040

1











H

H





………………（6分）

81





H

H





i

1H

=9………………（4分）

29．（本题满分12分）

解（1）S

1

=0.7F

r1

=0.7×2000=1400N

S

2

=0.7F

r2

=0.7×4000=2800N

S

1

、S

2

方向如第29题答案图。

S

1

+K

A

=1400+1000=2400N

2



轴承1“压紧”，F

a1

=S

2

-K

A

=1800N

………………（3分）

轴承2“放松”，F

a2

=S

2

=2800N

………………（3分）

（2）e

F

F

r

a9.0

2000

1800

1

1



NFYFXfP

arp

2386)180087.0200041.0(0.1)(

11111



………………（3分）

e

F

F

r

a7.0

4000

2800

2

2



NFYFXfP

arp

4076)280087.0400041.0(0.1)(

22222



………………（3分）

30．（本题满分10分）

.

解（1）2.0

10)41(

101

6

6











mb

b

CC

C

F

CC

C

FFFF

mb

b













0

=20000+0.2×10000=22000N………………（5分）

(2)

2

2

1

0

376.14

4

220003.1

4

3.1











d

F

ca

=176.2N/mm2>………………（5分）

五、作图题：本题满分10分。

31．答案见第31题答案图。

解按已知条件连接AC

1

和AC

2

，则

mmlll

ABBCAC

5.49

1



mmlll

ABBCAC

4.104

2

………………（4分）

联立解出

mml

BC

95.76

2

5.494.104







mml

AB

45.27

2

5.494.104





………………（3分）

（允许作图时有少量误差）

量出极位夹角08.21

265.1

180

180













K………………（3分）

六、结构改造错题：本题满分12分。

32．答案见第32题答案图。

①应画出垫片；

②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短；

③应画出键；

④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承；

⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度；

⑥画出密封件；

.

⑦画出联轴器定位轴肩；

⑧键长应改为短于轮毂长度；

每改正1处错误………………（2分）

（改正6处错误得满分）

第31题答案图

第32题答案图

.

机械设计基础试卷3

一、选择题（共30分、每小题2分）

1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（C）。

A、链传动只用来传递较小功率

B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小

C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力

D、链的质量大，离心力大

2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则

（C）。

A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度

C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度

3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（A）。

A．弹性柱销联轴器B．凸缘联轴器

C.十字滑块联轴器D．万向联轴器

4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（C）。

A．进入大带轮处B．离开大带轮处

C.进入小带轮处D．离开小带轮处

5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案

（A）为好。

A．带传动齿轮传动链传动

B．链传动齿轮传动带传动

C．带传动链传动齿轮传动

D．链传动带传动齿轮传动

6．螺纹联接防松的根本问题在于（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、增加螺纹联接的刚度

7．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是

（A）。

A．螺栓联接B.双头螺柱联接

.

C．螺钉联接D.紧定螺钉联接

8．齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为

（B）。

A．齿面磨损B．齿面点蚀

C．齿面胶合D.轮齿折断

9.不完全液体润滑滑动轴承，验算

][pvpv

是为了防止轴承（B）。

A.过度磨损B.过热产生胶合

C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀

10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用

（A）。

A．两端固定B．两端游动

C．一端固定一端游动D．A，B，C均可以

11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d

1

取标准，其目

的是（B）。

A．限制加工蜗杆的刀具数量

B．限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化

C．为了装配方便

D．为了提高加工精度

12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为（B）。

A、转动心轴B、转轴

C、传动轴D、固定心轴

13、普通平键的主要失效是（A）。

A．工作面被压溃或键被剪断B．工作面产生胶合破坏

C.工作面产生过度磨损D．键被弯曲折断

14、带传动产生弹性滑动的原因是由于（D）。

A、带不是绝对挠性体B、带与带轮间的摩擦系数偏低

C、带绕过带轮时产生离心力D、带的紧边与松边拉力不等

15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时，其工作面的摩擦状态是（C）。

A、完全液体摩擦状态B、干摩擦状态

.

C、边界摩擦或混合摩擦状态D、不确定

二、标准件（4题共12分，每小题3分）

1、请按GB/T5781-2000标准标注出：公称直径为16mm、长60mm全螺纹六角头

螺栓；并按GB/T41-2000的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普

通粗牙六角螺母。

螺栓M1660GB/T5781-2000

螺母M16GB/T41-2000

2、请按GB/T1096-2003标准标注出：宽为18mm、高为11mm、长为100mm圆

头普通平键；按GB/T119-2000标准标注出：直径为10mm，长为100mm，直径

允差为d4，材料为35号钢，热处理硬度为HRC28～38，不经表面处理的圆柱销。

键18100GB/T1096-2003

销10100GB/T119-2000

3、根据下面所给出的轴承代号，指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、

公差等级和游隙组别。

（1）6308/C3（2）7214B（3）30213/P4

6308/C3—表示内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，3组游隙。

7214B—表示内径为70mm，02尺寸系列的角接触球轴承，接触角为40，0级公差，0组游

隙。

30213/P4—表示内径为65mm，02尺寸系列的圆锥滚子轴承，4级公差，0组游隙。

4、根据下面所给出带、滚子链编号，指出这些零件的公称尺寸。

（1）带：A1000GB/T11544-1997

（2）链：08A—1—88GB/T1243—2006（注：此链的节距为0.5英寸）

（1）A1000GB/T11544-1997：基准长度为1000mm的A型普通V带。

（2）08A—1—88GB/T1243—2006：A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链

三、问答题（4题共20分，每小题5分）

1、简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处。

.

2、当设计链传动时，选择齿数和节距时应考虑哪些问题？

3、闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？

4、在具有稳定输入、输出功率的机器上，转轴以定速转动，当不考虑外来冲击

和载荷波动等作用时，请分别将内部受的是稳态应力或交变应力的零件的编号写

入下面相应的分类中。

A．机箱箱体的地脚螺栓；B．装有齿轮的旋转轴；C．轴上的齿轮；D．轴上

的蜗杆；E．轴上的滚动轴承；F．轴上的平键；G．联轴器上的螺栓；H．轴上的

销；I．联轴器；J．离合器；K．输出端的滚子链；L．输入端的V带．

（1）受稳态应力的零件是：A、F、G、H、I、J

（2）受交变应力的零件是：B、C、D、E、K、L、

（3）利用摩擦工作的零件有：A、E、J、G、L

四、分析题（8分）

图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：Ⅰ轴为输入轴，

转向如图所示。

（1）在下图中标出各轮转向。（2分）

（2）为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线

方向。（2分）

（3）在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力

t

F、轴向力

a

F和径向力

r

F

的方向。（4分）

.

（1）各轴转向如图所示。

（2）3轮左旋，4轮右旋。

（3）2、3两轮的各分力方向下图所示。

F

a3

F

r3

F

t3

F

t2

F

r2

F

a2

五、计算题（2题共20分，每小题10分）

1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一

定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（

1

d

＝13.835mm）的普通螺栓，

螺栓材料的许用拉应力

[]180MPa

，螺栓的相对刚度/()0.5

bbm

ccc，按紧

密性要求，剩余预紧力

1

F=1.83

F

，

F

为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓

.

组连接允许容器内的液体最大压强

max

p与每个螺栓连接所需的预紧力

0

F。

1、计算每个螺栓允许的最大总拉力：

2

1

2

[]

.........................2

41.3

20815.............................1

d

F

N









分

分

2、计算容器内液体最大压强

21

2

max

max

2.8........................1

20815

7434.....................1

2.8

/4

............................1

12

1.82..............................1

a

FFFF

FN

D

Fp

pMP











分

分

分

分

3、

02

...........................................2

(208150.57434)17098......................1

b

bm

C

FFF

CC

N







分

分

2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知

两个轴承的径向载荷分别为

1R

F=2000N，

2R

F=4000N，轴上作用的轴向外加载荷

X

F=1000N,轴承内部附加轴向力

S

F的计算为

S

F=0.7

R

F，当轴承的轴向载荷与

径向载荷之比A

R

F

F

＞e时，X=0.41，Y=0.87，当A

R

F

F

≤e，X=1，Y=0，e=0.68，

载荷系数f

p

=1.0，试计算：

（1）两个轴承的轴向载荷F

A1

、F

A2

；

（2）两个轴承的当量动载荷P

1

、P

2

。

.

解：（1）

11

22

12

0.70.720001400............................1

0.70.740002800...........................1

14.........................1

SR

SR

SXS

FFN

FFN

FFF







分

分

分

轴承1为压紧端，轴承2为放松端…………………………………1分

1

22

28

2800

A

AS

FN

FFN





…………………………………….2分

(2)

1

11

1

11111

2

22

2

1800

0.90.68,0.41,0.87..........................1

2000

()20000.410.8718002386...............1

2800

0.70.68,0.41,0.87..........................1

4000

A

R

pRA

A

R

F

eXY

F

PfXFYFN

F

eXY

F







分

分

22222

()40000.410.8728004076..............1

FRA

PfXFYFN

分

分

六、结构题（10分）

下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出

该结构设计的错误。要求：

1．在图中用序号标注设计错误处；

2．按序号列出错误，并用文字提出改正建议；

3．不必在图中改正。

.

1、左、右两边轴承端盖均无调整垫片

2、左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度

3、键过长

4、齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm

5、套筒高度高过右边轴承内圈的高度

6、右边轴承端盖与轴要留有间歇

7、右边轴承端盖与轴间要有密封圈

8、和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆

9、两端的轴承要设有挡油环

10、联轴器没有周向定位。