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机械设计总论 一判断题 1凡零件只要承受静载荷，则都产生静应力。（ ） 2当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，可选用高强度合金钢 制造。 （ ） 3机械零件在工作中发生失效，即意味该零件一定产生了破坏。（ ） 4在变应力中，当r = -1 时，m = 0，a =max 。 （ ） 5在变应力中，当r = C（常数）时， a /m是随时间变化的。（ ） 6润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。（ ） 7某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，其疲劳极限值将随之降低。（ ） 8对于理论上为线接触的两接触表面处的接触应力H与法向外载荷F 成线性关 系。 （ ） 9机械零件设计计算中最基本的设计准则是强度准则。（ ） 10工业用润滑油的粘度会因为温度的升高而降低。（ ） 11钢的强度极限愈高，对应力集中愈敏感。（ ） 12变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。（ ） 二单项选择题 1零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度。 （a）提高（b）降低 （c）不变（d）提高或降低视处理方法而定 2 某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限-1= 300 MPa， 若疲劳曲线指数 m = 9， 应力循环基数 N0 =10 7，当该零件工作的实际应力循环次数 N =10 5 时，则按有 限寿命计算，对应于N 的疲劳极限为MPa 。 （a）300 （b）428 （c）500.4 （d）430.5 3零件的形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强 度_。 （a）较高（b）较低（c）相同 4变应力特性可用 max、min、m、a、r 这五个参数中的任意 _来描述。 （a）一个（b）两个（c）三个（d）四个 5在图示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在的 ON 线与横轴间夹角 = 45°，则该零件受的是。 （a）不变号的不对称循环变应力（b）变号的不对称循环变应力 （c）脉动循环变应力（d）对称循环变应力 6下列四种叙述中 _是正确的。 （a）变应力只能由变载荷产生 （b）静载荷不能产生变应力 （c）变应力是由静载荷产生 （d）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生 7零件的截面形状一定，当绝对尺寸（横截面尺寸）增大时，其疲劳极限值将随 之_。 （a）增高（b）降低（c）不变 8两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为_。 （a）液体摩擦（b）干摩擦 （c）混合摩擦（d）边界摩擦 9两摩擦表面被一层液体隔开， 摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦 状态称为 _。 （a）液体摩擦（b）干摩擦 （c）混合摩擦（d）边界摩擦 C m a O A G M N 10某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力max的值相 等，而应力循环特性分别为+1、0、-0.5、-1，则其中最易发生失效的零件是 _。 （a）甲（b）乙（c）丙（d）丁 11两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值 _。 （a）相等（b）不相等（c）是否相等与材料和几何尺寸有关 三填空题 1影响机械零件疲劳强度的主要因素有、 及。 （列举三项） 2静应力由静载荷产生，变应力可由和产 生。 3在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生应力，也可能产 生应力。 4机械零件的表面破坏形式主要有、 。 5产品设计中的“三化”是指、及。 6在静应力工况下， 机械零件的强度失效是或。 7钢制零件的疲劳曲线（ -N 曲线）中，当 N H2 (c) H1 2，中心距 a e 的轴向载荷系数），该轴的转速 n=1000 r/min，试计算该对轴承的寿命Lh为多少小时 ? 圆锥滚子轴承Fd=Fr/(2Y) Fa/Fre Fa/Fre X Y X Y 0.4 1.6 1 0 FFae2 ae1 Fr2Fr1 3图示轴上选用一对反装的角接触球轴承（7207AC）作支承，两支承上的径向载 荷 Fr1=1000 N，Fr2=1500 N，轴向外载荷 Fae=600 N，指向如图所示。已知： 该轴承的基本额定动载荷C=22.5 kN， 轴承的判断系数e=0.68， 载荷系数 fp=1.2， 轴承的派生轴向力Fd=0.68Fr，轴的转速 n=500 r/min，试计算该对轴承的寿命 Lh为多少小时？ 角接触球轴承 7207AC（=25 ° ） Fd=0.68Fr Fa/Fre Fa/Fre X Y X Y 0.41 0.87 1 0 Fae r1 F F r2 4. 如图所示，某转轴由一对7208AC 轴承支承，轴的转速n=1000 r/min，轴上的外 加轴向载荷 Fae=600 N，径向载荷 Fre=2000 N，载荷系数 fp=1.2，轴承的基本额 定动载荷 C=59.8KN。试计算： 、轴承的当量动载荷； 、轴承中哪一个寿命较短？为多少小时？ 角接触球轴承 7208AC（=25 ° ） Fd=0.68Fr e=0.68 Fa/FreFa/Fr e X Y X Y 0.41 0.87 1 0 F F 3a2a re ae 5某轴选用两个6205 型号的滚动轴承。已知Fr1=3000N，Fr2=4000N，轴上零件 的轴向载荷 Fae=1207N，轴的转速 n=150r/min，由手册查得此轴承C=11000N， C0=7100N，载荷系数 fP=1.2。试求： 当采用图（ a）所示一端固定，一端游动的固定方式时，轴承的寿命为多少？ 当采用图（ b）所示两端单向固定方式时，轴承的寿命又为多少？ Fa /C0 0.056 0.084 0.11 0.17 0.28 X=0.56 e 0.26 0.28 0.30 0.34 0.38 Y 1.71 1.55 1.45 1.31 1.15 F (a) 游动端固定端 (b) 两端单向固定 F aeae F r2 F F r2 Fr1 r1 6图示为某减速器输出轴的结构图。轴上正装了一对型号为7207AC 的滚动轴承。 工作时，轴的转速 n = 450 r/min；轴上作用的轴向力Fae = 800 N（方向如图示）； 轴承所受的径向载荷Fr1 =1200 N，Fr2 =1800 N；载荷系数 fP =1.2 。 （1）计算轴承 1、2 所受的派生轴向力Fd1 、Fd2； （2）计算轴承 1、2 所受的轴向载荷Fa1 、Fa2； （3）计算轴承 1、2 的当量动载荷 P1 、P2； （4）1、2 轴承中哪一个轴承的寿命较短？寿命为多少小时？ （5）说明轴承型号 7207AC 所表示的含义； （6）根据支承限定轴向位移的能力判定轴承配置采用的是什么方式？有何特点？ （7）轴承的密封装置是怎样考虑的，有何特点？ 附表： 轴承型号派生轴向力Fde Fa /Fr eFa /Fr e 基本额定动载荷C（N） 7207AC 0.68 Fr0.68 X Y X Y 22500 1 0 0.41 0.87 7下图（ a）为一带式运输机的传动简图。试问： （1）齿轮材料均为 45 号钢，且均为软齿面（ HBSe 基本额定动载荷 （kN） 7212AC Fd=0.68Fr X Y X Y 42.8 1 0 0.41 0.87 卷筒 输送带 开式齿轮传动 标准斜齿圆柱齿 轮减速器 普通螺栓联接 电动机 联轴器 联轴器 D D 0 2 1 3 4 (a) Fae 2 F r2 Fr1 1 （b) 滑动轴承 一判断题 1承受双向轴向载荷的推力滑动轴承可采用多环轴颈结构。（ ） 2某滑动轴承当轴的转速不变，外载荷的大小不变而方向变化时，在液体摩擦状 态下，轴颈的中心位置是变化的。 （ ） 3对非液体摩擦的滑动轴承，验算pv pv是为了防止轴承过热。 （ ） 4液体动力润滑径向滑动轴承中，最小油膜厚度处的油膜压力为最大。（ ） 5流体动力润滑轴承相对间隙的大小影响轴承的承载能力。 （ ） 6液体摩擦滑动轴承在载荷较大时应选用较大的轴承间隙。（ ） 7液体润滑滑动轴承中，摩擦阻力的大小取决于润滑油的粘度，而与轴承的转速 大小无关。（ ） 二单项选择题 1一滑动轴承，已知其直径间隙=0.08mm，现测得它的最小油腊厚度hmin=21 m，轴承的偏心率 应该是_。 （a）0.26 （b）0.48 （c）0.53 （d）0.74 2止推滑动轴承的止推轴颈通常制成空心式，这是因为_。 （a）减轻轴颈重量（b）工艺上需要 （c）减小轴颈接触面积（d）轴颈接触面上压力分布较均匀 3含油轴承是采用 _制成的。 （a）硬木（b）硬橡皮 （c）粉末冶金（d）塑料 4轴承通常用来做滑动轴承的_。 （a）轴套（b）轴承衬 （c）含油轴承轴瓦（d）轴承座 5在非液体润滑滑动轴承中，限制p 值的主要目的是 _。 （a）防止轴承衬材料过度磨损 （b）防止轴承衬材料发生塑性变形 （c）防止轴承衬材料因压力过大而过度发热 （d）防止出现过大的摩擦阻力矩 6在非液体润滑滑动轴承设计中，限制pv 值的主要目的是 _。 （a）防止轴承因过度发热而产生胶合（b）防止轴承过度磨损 （c）防止轴承因发热而产生塑性变形 7设计液体动压径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度hmin不够大，在下列改进 措施中，最有效的是 _。 （a）增大相对间隙 （b）增大供油量 （c）减小轴承的宽径比B/d（d）换用粘度较低的润滑油 8设计液体摩擦动压向心滑动轴承时，若通过热平衡计算，发现轴承温度太高， 可通过 _ _来改善。 （a）减少供油量（b）增大相对间隙 （c）增大轴承宽径比dB /（d）改用粘度较高的润滑油 9向心滑动轴承的相对间隙，通常是根据 _进行选择。 （a）轴承载荷 F 和轴颈直径 d （b）润滑油的粘度 和轴颈转速 n （c）轴承载荷 F 和润滑油的粘度 （d）轴承载荷 F 和轴颈转速 n 10设计动压向心滑动轴承时，若宽径比B/d 取得较大，则 _。 （a）轴承端泄量小，承载能力高，温升低 （b）轴承端泄量小，承载能力高，温升高 （c）轴承湍泄量大，承载能力低，温升高 （d）轴承端泄量大，承载能力低，温升低 11径向滑动轴承的偏心率应当是偏心距与_之比。 （a）半径间隙（b）相对间隙 （c）轴承半径（d）轴颈半径 12温度对润滑油粘度的影响是随着温度的升高润滑油的粘度_。 （a）提高（b）不变 （c）降低 13动压向心轴承的偏心距，随着_而减小。 （a）轴颈转速 n 的增大或载荷 F 的增大 （b）n 的增大或 F 的减小 （c）n 的减小或 F 的增大 （d）n 的减小或 F 的减小 14验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是 _。 （a）确定轴承是否能获得液体摩擦 （b）控制轴承的发热量 （c）计算轴承内部的摩擦阻力 （d）控制轴承的压强p 15宽径比B/d 是设计滑动轴承时首先要确定的重要参数之一，通常取B/d= _。 （a）110 （b）0.11 （c）0.31.5 （d）35 16在滑动轴承材料中， _通常只用于作为双金属或三金属轴瓦的表层材料。 （a）铸铁（b）轴承合金 （c）铸造锡磷青铜（d）铸造黄铜 三填空题 1形成流体动力润滑的三个基本条件是： (1) _ _ ； (2)_； (3)_。 2滑动轴承的摩擦状态主要有：_ _、_ _、 _ _ 。 3滑动轴承上油孔、油槽的开设位置应在_ _ _ _。 4液体动力润滑径向滑动轴承的承载量系数CP随着偏心率 的增加而 _。 这时，相应的油膜厚度将_，这意味着对 _和_的精 度有较高要求。 5对一定量的CP值，轴承的承载能力F 与_、_成正比，与 _的平方成反比。 6对于不完全液体润滑径向滑动轴承，按其可能的失效形式，其条件性计算的准 则是：_ _、 _ _ _ _、 _ _ _ _。 7 在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制 p 值的主要目的是 _ _ _ _ _； 限制 pv值的主要目的是。 8径向滑动轴承的偏心距e随着载荷增大而；随着转速增高而。 四综合题 1 有一非液体摩擦径向滑动轴承， 直径 d =100mm， 宽径比 B/d =1.0， 转速 n = 1200 r/min，轴的材料为45 钢，轴承材料为铸造青铜ZCuSnPb1 。试问轴承最大可 以承受多大的径向载荷Fmax = ？ 提示：根据材料已查得p =15 MPa；v =10 m/S；pv = 15 MPa·m/s 。 2某径向滑动轴承，轴承宽径比B/d =1.0，轴颈和轴瓦的公称直径d =80mm，轴 承相对间隙 =0.0015， 轴颈和轴瓦表面微观不平度的十点平均高度分别为Rz1 =1.6m，Rz2 =3.2m，在径向工作载荷F、轴颈速度 v 的工作条件下，偏心 率=0.8，能形成液体动压润滑。若其它条件不变，试求： （1）当轴颈速度提高到v =1.7v 时，轴承的最小油膜厚度为多少？ （2）当轴颈速度降低为v =0.7v 时，该轴承能否达到液体动压润滑状态？ 注： 承载量系数计算式 vB F Cp 2 2 取安全系数 S =2 承载量系数 Cp见下表（ B/d =1.0） 。 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 Cp1.253 1.528 1.929 2.469 3.372 4.808 7.772 17.18 轴 一、判断题 1为提高轴的刚度，把轴的材料由45 钢改为合金钢是一有效的方法。 （ ） 2转动心轴所受的载荷是既有弯矩又有扭矩。（ ） 3轴的计算弯矩最大处为危险剖面，应按此剖面进行强度精确计算。（ ） 二、单项选择题 1心轴所受载荷是 _，传动轴所受载荷是 _，转轴所受载荷是 _。 （a）只受扭矩不受弯矩（b）承受较大轴向载荷 （c）既受弯矩又受扭矩（d）只受弯矩不受扭矩 2当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用_来进行轴向固定，所能承受的轴 向力较大。 （a）圆螺母（b）紧定螺钉 （c）弹性挡圈 3轴环的用途是 _。 （a）作为轴加工时的定位面（b）提高轴的强度 （c）提高轴的刚度（d）使轴上零件获得轴向定位 4. 增大轴在截面变化处的过渡圆角半径，可以_。 （a）使零件的轴向定位比较可靠（b）降低应力集中，提高轴的疲劳强度 （c）使轴的加工方便 5. 在转轴的初步计算中，轴的直径通常是按_初步确定的。 （a）抗弯强度（b）抗扭强度 （c）弯扭合成强度（d）轴段上零件的孔径 6采用表面强化如碾压、喷丸、碳氮共渗、渗氮、高频感应加热淬火等方法, 可 显著提高轴的 _。 （a）静强度（b）刚度 （c）疲劳强度（d）耐冲击性能 7轴上安装有过盈配合零件时，应力集中将发生在轴上_。 （a）轮毂中间部位（b）沿轮毂两端部位 （c）距离轮毂端部为1/3 轮毂长度处 8按弯扭合成理论计算轴的强度时，计算弯矩的计算式 22 )(TMM ca 中， 系数是考虑 _。 （a）计算公式不准确（b）扭矩和弯矩的应力循环特性不同 （c）材料抗弯与抗扭的性能不同（d）强度理论的要求 9. 转轴上载荷和支点位置都已确定后, 轴的直径可以根据 _ _来进行计算或校核。 （a）抗弯强度（b）扭转强度 （c）弯扭合成强度（d）扭转刚度 10自行车的前轴是 _。 （a）心轴（b）转轴（c）传动轴 11有一转轴，危险截面上的弯矩M=410 5N.mm，扭矩 T=5 10 5N.mm，若抗弯 截面模量 W=2104mm3，抗扭截面模量 WT=4104mm3，校正系数 =0.6，则应力 幅a的值应等于 _。 （a）25MPa （b）20MPa （c）12.5MPa （d）0MPa 三、填空题 1 根 据轴 所受 载 荷的 性质 ，转 轴受 _ 作 用，传 动轴 受 _ 作用，心轴受 _ 作用。 2轴的弯扭合成强度计算中，公式 22 )(TMM ca 中的的含义是 _ _。 3初步确定转轴的直径时，由于不能决定的大小和分布 情况，所以通常是按_条件来初步确定轴的直径，并作为轴的 _ 直径。 4轴的工作转速不能和临界转速重合或接近，否则将会发生 _。 5 单向转动的轴上作用有方向不变的径向载荷时，轴的弯曲应力为 _ _ 循环变应力，扭转切应力通常被视为_ 循环变应力（考虑到启动、 停机及运转中的不均匀性） 。 6为防止轴上零件在轴上移动，需要固定；为传递转矩，轴上零 件还应作 _ 固定。 7图示为起重机卷筒的两种结构方案，试根据轴的受力情况判断轴的类型。其 中：(a) 方案中的轴为轴；(b) 方案中的轴为轴。相应 的强度计算方法：(a) 方案按强度条件计算；(b)方案按 强度条件计算。 8对定位轴肩，为了保证零件与轴肩紧密贴合，得到可靠的轴向定位，应使轴肩 过渡处的圆角半径r相配零件毂孔端部的圆角半径R 或倒角尺寸 C。 四、综合题 1指出图示轴上结构1、2、3、4、5 处有哪些不合理地地方？ 2指出以下轴系结构中的错误，并说明其错误原因。 3指出图示标有序号处的结构错误，并说明其错误原因及改进措施。 4. 分析下图结构设计的错误之处（在错误处编上序号，在空白处说明错误原因）。 齿轮采用油润滑，轴承采用脂润滑。 5下图是某减速器输出轴的结构图，试指出图中的设计错误，并说明其理由。 联轴器和离合器 一、单项选择题 1下列联轴器属于弹性联轴器的是_。 （a）万向联轴器（b）齿轮联轴器 （c）轮胎联轴器（d）凸缘联轴器 2自行车飞轮的内部结构属于_，因而可以登车前行，可以滑行，还可以回 链。 （a）链传动（b）制动器 （c）超越离合器（d）联轴器 3轴线间有较大角偏移的相交传动，应采用_联轴器联接。 （a）滑块联轴器（b）万向联轴器 （c）凸缘联轴器（d）弹性柱销联轴器 4用_能补偿主、从动轴因位移和偏斜造成的一定的对中误差。 （a）固定式联轴器（b）可移式联轴器 （c）安全联轴器（d）所有联轴器 5为保护机器重要零、部件不因过载而损坏，应在两轴间安装。 （a）凸缘联轴器（b）弹性套柱销联轴器 （c）制动器（d）安全联轴器 6利用啮合传动传递转矩的离合器是_。 （a）牙嵌式离合器（b）电磁粉末离合器 （c）超越离合器（d）单片圆盘摩擦离合器 7当两轴可能产生较大角位移偏差时，联接两轴的联轴器应采用。 （a）凸缘联轴器（b）弹性柱销联轴器 （c）万向联轴器（d）十字滑块联轴器 8在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高、刚度较小时，宜选用。 （a）刚性联轴器（b）有弹性元件的挠性联轴器 （c）无弹性元件的挠性联轴器（d）安全联轴器 9当两轴之间的联接采用，则能够补偿两轴间因位移和偏斜造成的一定的 对中误差。 （a）刚性联轴器（b）挠性联轴器（c）安全联轴器 二、判断题 1离合器可以在工作中将两轴随意地接合和分离。（） 2某传动系统布置联轴器时，高速输入端采用十字滑块联轴器，低速输出端选用 弹性套柱销联轴器。（） 3牙嵌离合器一般用于转矩不大的任意速度下两轴的接合处。（） 4齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，充 许有一定的偏移量。（） 弹簧 一判断题 1圆柱螺旋弹簧设计时，弹簧圈数n 的多少是由弹簧强度计算决定的。（） 2两个圆柱螺旋压缩弹簧，其材料、中径D 、弹簧丝直径 d、工作圈数 n 相同， 但节距 p 不同，则它们的刚度不同。（） 3圆柱螺旋压缩弹簧和拉伸弹簧受载时，弹簧丝截面上的应力是不同的，前者为 压应力，后者为拉应力。（） 二单项选择题 1. 圆柱形螺旋弹簧的有效圈数按弹簧的（）要求计算得到。 (a)稳定性(b)刚度 (c)结构尺寸(d)强度 2. 圆柱形螺旋弹簧簧丝直径由（）要求计算得到。 (a)强度(b)稳定性 (c)刚度(d)结构尺寸 3. 旋绕比 C 选得过大则弹簧（） 。 (a)刚度过小，易颤动(b)卷绕困难，且工作时内侧拉应力大 (c)易产生失稳现象(d)尺寸过大，结构不紧凑 4. 圆柱螺旋弹簧旋绕比C 是（）的比值。 (a)弹簧丝直径 d 与中径 D (b)中径 D 与弹簧丝直径 d (c)自由高度 H 与弹簧丝直径 d (d)弹簧丝直径 d 自由高度 H 5. 圆柱螺旋弹簧的刚度与（）成反比。 (a) 旋绕比（或弹簧指数） C 3 (b) 弹簧所受的轴向载荷F (c) 弹簧丝的直径 d (d) 材料的剪切弹性模量G 三填空题 1. 弹簧材料、弹簧丝直径及工作圈数一定时， 弹簧旋绕比（或称弹簧指数） C = D/d 值愈小，则弹簧刚度，卷制则愈。 2. 在弹簧的设计计算中，由强度条件确定弹簧的；由变形 条件确定弹簧的。 3. 弹簧旋绕比（或弹簧指数）C值愈大的弹簧，刚度，工作中易出 现；对于圈数较多的压缩弹簧，当长细比较大时，则可能会出 现。 4按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为、 和四种；而按照形状不同，弹簧可分 为、和。 模拟题 一. 单项选择题（每小题1 分，共 10 分） 1. 平键的剖面尺寸通常是根据从标准中选取。 (a) 传递的转矩(b) 传递的功率 (c) 轮毂的长度(d) 轴的直径 2. 设计螺栓联接时，若被联接件为铸铁，则常在螺栓孔处制作沉头座或凸台，其 目的是。 （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（d）避免螺栓受拉力过大 3. 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采 用。 （a）螺栓联接（b）螺钉联接（c）双头螺柱联接（d）紧定螺钉联接 4. 带传动在工作中产生弹性滑动的原因是。 （a）带与带轮间的摩擦系数较小（b）带绕过带轮产生了离心力 （c）带的弹性与紧边和松边存在拉力差（d）带传动的中心距过大 5. 设计链传动时，为了降低动载荷,一般采用。 （a）较多的链轮齿数z和较小的链节距 p （b）较少的 z和较小的 p （c）较多 z的和较大的 p（d）较少的 z和较大的 p 6. 两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为_。 （a）液体摩擦（b）干摩擦（c）混合摩擦（d）边界摩擦 7. 在载荷具有冲击、振动，且轴的转速较高、刚度较小时，宜选用。 （a）刚性联轴器（b）可移式联轴器 （c）弹性联轴器（d）安全联轴器 8. 下列四种叙述中 _是正确的。 （a）变应力只能由变载荷产生（b）静载荷不能产生变应力 （c）变应力是由静载荷产生 （d）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生 9. 承受预紧力 F0的紧螺栓联接在受工作拉力F 时，残余预紧力为 F1， 螺栓所受的 总拉力 F2为_ 。 （a） 02 FFF（b） 12 FFF（c） 102 FFF（d）F CC C FF mb b 12 10. 验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是。 （a）确定轴承是否能获得液体摩擦（b）计算轴承的发热量 （c）计算轴承内部的摩擦阻力（d）计算轴承的耗油量 二. 判断题（题意正确的在括号内填“” ，不正确的填“×”，每题 1 分，共 10 分） 1. 润滑油的粘度与温度有关， 且粘度随温度的升高而增大。（） 2. 在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母， 其目的是提高刚度。（） 3. 平键联接可以同时实现轴与轮毂的周向及轴向固定。（） 4. 在链传动中，当两链轮轴线在同一水平面时， 通常紧边在上面。（） 5. 为提高轴的刚度， 把轴的材料由 45钢改为合金钢是一简便、 有效的方法。 （） 6. 对非液体摩擦的滑动轴承， 验算 pv pv是为了防止轴承过热。（） 7. 流体动压润滑轴承相对间隙的大小影响轴承的承载能力。（） 8. 牙嵌离合器一般用于转矩不大的任意速度下两轴的接合处。（） 9. 单头蜗杆传动蜗杆头数少、 效率低、发热多。（） 10. 承受横向载荷作用的螺栓联接中， 螺栓一定是受剪切作用的。（） 三. 填空题（每空 1 分，共 26 分） 1. 螺栓组联接受翻转力矩作用时，为了减小螺栓的受力，螺栓布置应 。 2. 一对润滑良好的闭式齿轮传动， 材料均为 45 号钢，且均为软齿面（HBS e 基本额定动载荷 C （N） 2 3 4 Q v 4 1 A向 n1 A向视图 Q v 7207AC 0.68 Fr0.68 X Y X Y 22500 1 0 0.41 0.87 八. (12 分)图示为某减速器输出轴的结构图， 试指出图中的设计错误以及错误原因。 说明： （1）轴承的配置采用双支点单向固定，轴承采用油润滑； （2）在错误处画圆圈并编上序号，然后在图下方的空白处分别说明各处错误的原 因。 Fr2 Fr1 A 1 2 参考答案 机械设计总论 一判断题 1× 2× 3× 4 5× 6× 7 8× 9 10 11 12 二单项选择题 1 （a）2 （c）3 （a）4 （b）5 （c）6 （d） 7 （b）8 （d）9 （a）10 （d）11 （a） 四综合题 1解题要点： （1）零件疲劳极限应力线图上各点的坐标： A（0， K 1 ）即：A（0，277.8） D（ 2 0 ， K2 0 ） 即：D（400，222.2） C（S ，0）即：C（1000 ，0） A D M M O C G 45°m a （2） 由 m a x m i n r可求得 1505003. 0 maxmin rMPa 175 2 150500 2 minmax a MPa 3 2 5 2 1 5 05 0 0 2 m i nm a x m MPa 工作应力点坐标： M（m，a） 即：M（325，175） 过原点 O 连射线 OM 交极限应力折线图于M 点， 该点即为极限应力点。 在图上量取线段OM、 O M 的长度，而 计算安全系数27.1 OM MO Sca 用解析法： 25. 0 800 80050022 0 01 2 6 2.1 3 2 525. 01758. 1 500 1 ma ca K S （3） Sca 9.589）的螺栓。 2由 2 1 0 4 3 .1 d F ca 可求得螺栓所能承受的最大预紧力 3.6 1 7 0 3 .14 106.10100 3 .14 22 1 0 d FN 据题意，拧紧力矩PdPLdFT152. 0 0 3.823 .6170 15 1 2.0 15 1 2.0 0 FPN 故：螺栓不被拧断的搬手上作用力P 的最大值是 82.3 N 。 3 （1）螺栓刚度5774.030tan b C 被联接件刚度145tan m C 螺栓总拉力1.4 7 3 22 0 0 0 15 7 7 4. 0 5 7 7 4.0 4 0 0 0 02 F CC C FF mb b N 由FFF 12 可得 残余预紧力1.273220001.4732 21 FFFN （2）被联接件间不出现缝隙的最大工作载荷，即残余预紧力为零情况下的工作载 荷。 作辅助线，由几何关系可得 4.6309 45tan 1 30tan 1 30tan400030tan 45tan30tan 30tan 00 21max FF OOF N 轴毂联接 一、判断题 1 2 3×4 5 二、单项选择题 1 (b) 2 (d) 3 (d) 4 (b) 5 (c) 6.( b) 7 (c) 8 (a ) 四、计算题 解： 键与轮毂键槽的接触高度：65.0 hkmm 由于采用的是双键，而考虑到两键上载荷分配的不均匀性，故在强度校核中 应按 1.5 个键计算。 由 pp kld T 5 .1 102 3 得5 .3118 102 709061105.1 102 5 .1 33 kld T p N.m 带传动 一判断题 1×2×3×4×5×678×910× 11 1213× 三单项选择题 1(c) 2(b) 3(c) 4(d) 5(d) 6(a) 7(a) 8(b) 9(b) 10(c) 11(a) 四综合题 1解题要点： （1）带的根数：6 .3 5 .2 5.72. 1 P PK Z A 取 Z= 4 （2）750 10 5 .710001000 v P FeN 而 Fe = F1- F2 = 4F2-F2 =3F2 = 750 N F2= 250 N ，F1= 4F2 =1000 N 2 21 0 FF F= 625 N 2解题要点： （1）带的根数7 .3 8. 2 83. 1 P PK Z A 取 Z= 4 （2）667 12 810001000 v P FeN 1133 2 667 800 2 01 e F FFN，467 2 667 800 2 02 e F FFN （3）方法一： 180/1505 .0 180/1505. 0 . . 0 /11 /11 8002 /11 /11 2 e e e e FF v v f f ec 919 N Fec Fe 该带传动不会打滑 方法二： 欧拉公式 v f eFF 21 给出了紧边拉力与松边拉力二者的临界值间的关系， 而若 1 F 2 F vf e则带传动会打滑 , 若 1 F 22 2 11 1 1. 11.1 SaFaSaFa YY HBS YY HBS 代入数据得： 67. 14 .2 1841 .1 55.18 .2 1.1 1 HBS 解得： HBS1=199 故大、小齿轮的最小齿面硬度分别为184 HBS、199 HBS。 13解题要点： 2 3 4 Q v 4 1 A向 n1 A向视图 Ft 2 Fa 2 Fr 2 Fa 3 Ft 3 Fr 3 Q v （1）T1=9.55 × 10 6× P1/n1=9.55 × 106× 5.5/900=58361 N-mm d1=2.5 × 24=60 mm 5.46060 )15.4(583614.12 5.28 .189 )1(2 22 12 1 udb uKT ZZ HEH =456 MPa （2）由 6 0 limlim / N N SK HHNHHH得： 6 9 6 l i m 0 456 420 10 H H NN661029223 r 1 2 2 4 1)60/( 1 nNNhhours 89.5)2608/( hy NNyears 14解题要点： （1）由886.71 56.18. 2 314 11 1 SaFa F YY 272.71 76.128.2 286 22 2 SaFa F YY 因 71.88671.272，故小齿轮的弯曲疲劳强度较高。 （2）已知：MPaMPa FF 314306 11 ，故小齿轮的弯曲疲劳强度满足要求。 而 M P aM P a YY YY F SaFa SaFa FF 2861 .281 56.18 .2 76.128.2 306 2 21 22 12 结论：两齿轮的弯曲疲劳强度均满足要求。 15解题要点： （1）由受力分析得：蜗杆和蜗轮的螺旋线方向为右旋。（作图略） （2）根据功率关系： 21 2 n D QnlF得： 25.56 4. 02001002 1805000 2 2 1 lF DQ n n 25.56 2 1 1 2 n n Z Z iZ2=56.25 取Z2=58 （3）mm Zqm a170 2 )5810(5 2 )( 2 滚动轴承 一、判断题 1 2 3 4 二、单项选择题 1 （c）2 （b） （d）3 （d）4 （d）5 （a）6 （d）7 （c） 8 （a）9 （a）10 （b）11 （d） 四、综合题 1解： 内径为 55cm ，中系列，圆锥滚子轴承，正常宽度，0 级公差， 0 组游隙 派生轴向力方向如图所示，大小 500 2 1 1 Y F F r d N，556 2 2 2 Y F F r d N 12daed FFF，故左边轴承被压紧，右边轴承被放松。 2556 21aeda FFFN，556 22da FFN 。 e F F r a 278.0 2 2 ，1 2 X，0 2 Y e F F r a 42.1 1 1 ，4 .0 1 X，8. 1 1 Y 638525568 .118004.02. 1 11111arP FYFXfPN， 24005560200012. 1 22222arP FYFXfPN 104614 6385 88000 100060 10 60 10 3 10 66 P C n Lhh 2解： FF ae1ae2 Fd2Fd1 Fr2Fr1 100300400 21aeaeea FFFN （方向为水平向右） 1250 2 1 1 1 Y F F r d N，625 2 2 2 Y F F r d N 12daed FFF，故左边轴承被压紧，右边轴承被放松。 1250 11da FFN ，1150 12aeda FFFN。 e F F r a 312.0 1 1 ，1 1 X，0 1 Y e F F r a 575.0 2 2 ，4.0 2 X，6.1 2 Y 480012500400012. 1 11111arP FYFXfPN， 316811506.120004. 02 . 1 22222arP FYFXfPN 5.74710 4800 59800 100060 10 60 10 3 10 66 P C n Lh h 4解： F F 3a2a ae F re d1 Fd2 Fr1Fr2 求、支承的支反力 800 5 2 1rer FFN，1200 5 3 2rer FFN 派生轴向力：544 11rd eFFN，816 22rd eFFN NFNFF ddae