1、6由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。7正是由于过载时产生“弹性滑动” ，故带传动对传动系统具有保护作用。8楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。9性能等级为 6.6 级的螺栓，其屈服点 600MPa。（ ）10机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。三、简答题（每小题 5 分，共 20 分）1简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？2对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？3简述形成稳定动压油膜的条件？4解释名词 : 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。四、（ 15 分）某轴用一
2、对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向第 1 页力 FS 0.68 FR ，e 0.68。当 FA e 时，X 1，Y 0；当 FA e 时，X 0.41，Y 0.87。FR FR问哪个轴承的寿命低？1 2Fx=900NFR1=4000N FR2=2500N五、（ 15 分） 如图所示的螺栓组联接，已知外载荷 F 5KN ，各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷 Fsmax。六、（20 分）设计一个标准直齿圆柱齿轮传动，传动比 i 3.2，允许传动比有不超过 5的误差。通过强度计算已确定中心距 a320mm，模数 m 3mm ，取齿宽系数 d 1。试确
3、定下列几何尺寸： m、 z1、 z2、 d1、d2、b1、 b2。（模数系列： 3、 3.5、 4、 4.5、5、 5.5、6、 7、 8、 , ）第 2 页机械设计试题 B1当所受轴向载荷通过（ ）时，螺栓组中各螺栓承受的（ ）相等。2从结构上看，带轮由（ ）、轮辐和（ ）三部分组成。3在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（ ）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（ ）相接触的模型。4按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（ ）花键和（ ）花键。5请写出两种螺纹联接中常用的防松方法： （ ）和（ ）。6疲劳曲线是在（ ）一定时，表示疲劳极限 与（ ）之间关系的曲线。7理论上为（ ）接触或（ ）
4、接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。8开式齿轮传动的主要失效形式是：9径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、 （ ）和（ ）不超过许用值。10在类型上，万向联轴器属于（ ）联轴器，凸缘联轴器属于（ ）联轴器。二、选择填空（每空 1 分，共 10 分）1下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（ ）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ ）。（ 1）粘着磨损； （ 2）表面疲劳磨损；（ 3）磨合磨损； （ 4）磨粒磨损。2在通过轴线的截面内， （ ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内， （ ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。（ 1）阿基米德蜗杆； （ 2）法向直
5、廓蜗杆；（ 3）渐开线蜗杆； （ 4）锥蜗杆。3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（ ）；其表面接触疲劳强度主要取决于（ ）。（ 1）中心距和齿宽； （ 2）中心距和模数；（ 3）中心距和齿数； （ 4）模数和齿宽。4、对于径向滑动轴承， （ ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点； （ ）轴承必须成对使用。（ 1）整体式； （ 2）剖分式；（ 3）调心式； （ 4）调隙式。5在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（ ）。（1）增大链节距和链轮齿数；（ 2）增大链节距并减小链轮齿数；（3）减小链节距和链轮齿数；（ 4）减小链节距并增加链轮齿数。6对中性高且对轴的削弱又不大的
6、键联接是（ ）联接。（1）普通平键； （ 2）半圆键； （3）楔键； （ 4）切向键。1画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？2简述 Miner 法则（即疲劳损伤线性累积假说）的内容。第 3 页3简述齿向载荷分布系数 和齿间载荷分配系数 分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？4试分析张紧力 F0 对带传动正反两方面的影响。四、（15 分）已知某材料的力学性能为： 1 350MPa，m 9， N 0 5 10 6 ，对此材料进行对称循环疲劳试验， 依次加载应力为： （ 1） 1 550MPa，循环次数 n1 5 104 ；（ 2）2 450 MPa，循环次
7、数 n2 2 105 ；（ 3） 3 =400 MPa。求：发生疲劳破坏时， 3 的循环次数 n3？六、（ 18 分）图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承。已知蜗杆所受轴向力 Fx 580N ，两轴承的径向力为： FR1 935N ， FR2 1910N ，载荷性质系数 f P 1.1。试计算两个轴承的当量动载荷。注：内部轴向力 FS eFR， e 0.36。1234xFn1FR1FR2当 FA e 时， X 1，Y 0；当 FA e 时， X 0.41， Y 0.87。八、（ 17 分）图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。轴为输入轴，转向如图所示， 输出轴功率 P 5KW ，转速
8、n 157rpm ，各轮齿数为： z1=25 ，z2=60 ，z3=22， z4=84 ，设效率为 100。（ 1）在图中标出各轮转向，并计算各轴的转矩。为使 2、 3 两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、 4 两轮的螺旋方向。（ 3）在图中标出 2、3 两轮在啮合点处所受各分力（ Ft 、 Fr、 Fx）的方向。第 4 页机械设计试题 A 标准答案1 无限寿命区 有限寿命区 2 弹性变形 小 3 油 粘度4 添加剂 5 弹性滑动 打滑 带的疲劳破坏 6 相对滑动速度 效率7 紧边 松边 8 转矩 直径 9 相对间隙 偏心距 半径间隙 10 1.5二、判断题1 2 3 4 5 6 7 8
9、 9 10三、简答题（每小题5 分，共 20 分）答：因为在开式齿轮传动中，磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快，在点蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而一般不会出现点蚀现象。两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。 1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。 1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体，任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数。也可用恒定转速下的
10、运转小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为106 转时，轴承所能承受的最大载荷。四、解：（ 1） F s10.68FR1 0.6840002720（ N）1.5 分F s20.68FR2 0.6825001700（N ）（ 2） Fs 2Fx9002600（ N） Fs12720（ N）故FA1Fs12720（ N） 3 分1820（ N） Fs21700（ N）FA 21820（ N）0.68 e，则 X 1，Y=0 。则FP1f P （ X1 FR1Y1 FA1 ）f P（1 400002 7 2）04000 f P （ N）第 5 页18200.728 e，则 X 0.41， Y
11、 0.87。FP2 f P （ X 2FR2Y2 FA2 ）f P （0.41 2500 0.87 1 8 2）03500 f P （ N） 3 分由于FP1 FP2，故轴承 1 的寿命短。五、解：（ 1）将 F 向螺栓组形心平移，同时得转矩 T 。5006T160T=500 F 5 105500 2.5 106（ N） 4 分在 F 作用下，各螺栓所受横向力为 F5 1031250 （N） 3 分z在 T 作用下，各螺栓所受横向力也相等，为rT2.5 106 5524.3 （ N） 4 分Fs24r802显然， 1、 2 两螺栓所受的横向力最大，为FsmaxFs 22Fs1Fs2 cos12
12、502 5524.32 2 1250 5524.3 cos1356469 （ N） 4 分第 6 页六、解：（ 1）由am（ z1 z2 ） 得z1z22a2 320m取m =5（mm ）（应为标准值） 2 分320（1） 2 分1285iz13.2z1（2） 2 分联立 （ 1）、（ 2）解得30.47 ，97.5330，98 4 分d1mz1150 （ mm）d 2mz2490 （ mm）bd d1 2 分150（ mm），（mm ）4分b2b1b2 10 150101 6 0本题主要考察：m 是否为标准值？是否满足1 （d1d 2 ）1 m（ z1z2 ） ？各参数和尺寸取值圆整是否合理
13、？第 7 页机械设计试题B 标准答案一、填空（每空 1 分，共20 分）1 螺栓组形心轴向工作拉力2 轮毂轮缘 3 节点圆柱体4 矩形渐开线5 双螺母等防松垫圈等6 应力比循环次数7 点 线 8 齿面的磨粒磨损断齿 9速度pv 值 10 无弹性元件的挠性刚性二、选择填空（每空1 分，共10 分）1（ 3）（ 2） 2（ 1）（ 3） 3、（ 4）（ 1）4、（ 1）（3） 5（ 4 ） 6（ 1 ）5 分，共主要经历三个阶段：磨合磨损阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段。在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立进行的，并可以线性地累积成总损伤，当各应力的寿命损伤率之和等于1 时，材
14、料将会发生疲劳。系数考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响；考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。张紧力F0 越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越大，从而 降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。疲劳曲线方程m N C1 N 0得NN 09N 13508.6 3 分550N 24508.2 3分N 34002.85 3第 8 页（ 2）根据 Miner 法则n2n3N1N35 10410510 410 5解得：4.98104（ 1） Fs10.36FR10.36935（ N ）33
15、6.6（ N ）2分0.36FR21910（ N ）687.6（N ） 2分（ 2） Fs2687.65801267.6（N ） Fs1336.6（N ）1 2 6.67（ N）336.6243.4（N ） Fs2687.6（ N ）FA2F A11267.61.36 e，故X 10.41， Y10.87935F P1f P （X 1 F R1Y1FA1）1.1（0.41935 0.871267.6） 1634.78 （ N）4 分F A210.36e，故X 2， Y21910FP2f P （ X 2 FR 2Y2 FA2 ）（1687.6）2101（N ） 4 分（ 1）各轴转向如图所示。 3 分z2 z460849.16 1 分i142522z1 z3z43.82 1 分i34z3第 9 页ni14 n 9.161571438.12 （rpm）1 分ni14 n3.82599.74（ rpm） PT955033.2 （ Nm ）n1438.12T79.6 （Nm）599.74TP（Nm）304.1n（ 2） 3 轮左旋， 4 轮右旋。（ 3） 2、 3 两轮的各分力方向如图所示。第10页
