机械设计试题（A卷）与答案
⼀、填空题〔每空0.5分，24空计12分〕
1、从防松⼯作原理来看，弹簧垫圈属于摩擦防松；⽌动垫圈与园螺母配⽤属于机械防松措施。2、平键的⼯作⾯为两侧⾯，⼯作时靠轴槽、键及毂槽的侧⾯受挤压来传递转矩。
3、在下列各种联轴器中，能补偿两轴间轴线偏移、但不能吸振缓冲的是c、d、e ；既能补偿两轴间轴线偏移、⼜能吸振缓冲的是f、g、h ；适⽤于转矩⼩、转速⾼、频繁正反转的是 f、g ；可实现两轴轴线⾓位移最⼤的是c。（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、弹性套柱销联轴器；g、尼龙柱销联轴器；h、轮胎联轴器。）
4、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧丝直径d按强度条件确定，其⼯作圈数n按刚度条件确定。5、蜗杆传动时的螺旋线⽅向应与蜗轮螺旋线⽅向相同。蜗杆的导程⾓应等于与蜗轮的螺旋⾓。6、在传动⽐不变的条件下，V带传动的中⼼距增⼤，则⼩轮的包⾓增⼤，因⽽带传动的承载能⼒提⾼。
7、在⼯作中只受弯矩不受扭矩的轴叫做⼼轴，只受扭矩不受弯矩的轴叫做传动轴，同时受弯矩和扭矩的轴叫做转轴。⾃⾏车前轮轴属于⼼轴。8、⾮液体摩擦滑动轴承是⼯作在混合摩擦状态，验算Pv值为了轴承的⼯作温升不超过许⽤值。⼆、问答题〔30分〕
1、有⼀卷筒⽀座，采⽤普通螺栓组联接在混凝⼟基座上，如图所⽰。卷筒上作⽤⼀平⾏于螺栓组联接接合⾯、垂直向下的载荷Q。请回答∶1）简述该螺栓组联
接的设计主要过程与内容〔要求：简明扼要、不必写出计算公式〕；〔5分〕
2）该卷筒的⽀撑轴属于哪类轴？〔2分〕
3）图中所⽰的两种卷筒⽀撑⽅案，哪⼀个更合理？为什么？〔3分〕答 1）该螺栓组联接的设计主要过
程与内容：
将该螺栓组联接受⼒简化。简化成受横向载荷基本螺栓组联接、受倾覆⼒矩基本螺栓组联接；如图所⽰〔0.5＋0.5＝1分〕
确定受⼒最⼤螺栓的⼯作载荷。按受倾覆⼒矩的基本螺栓组
联接，计算受⼒最⼤螺栓所承受的⼯作载荷；〔0.5＋0.5＝1分〕?确定预紧⼒。按受横向载荷的基本螺栓组联接，根据接合⾯不产⽣相对滑移确定每个螺栓所需的预紧⼒；〔0.5＋0.5＝1分〕?检验接合⾯上的挤压应⼒。上端边缘是否出现间隙、下端是否被压坏？〔0.5＋0.5＝1分〕
确定螺栓直径。按受轴向载荷的单个紧螺栓联接进⾏强度计算，确定螺栓直径。〔0.5＋0.5＝1分〕2）⼼轴〔2分〕
3）⽅案II较⽅案I合理。〔1分〕
根据相应轴的弯矩图〔如图所⽰〕可知此结论。〔2分〕2、简述选择蜗杆头数Z1和蜗轮的齿数Z2应考虑哪些因素？
答：蜗杆头数通常取为1、2、4、6。当传动⽐⼤或要求⾃锁时可取头为1，但传递效率低，当传动⽐较⼩时，为了避免蜗轮轮齿发⽣根切，或传递功率⼤时，为了提⾼传动效率，可采⽤多头蜗杆，但是蜗杆头数过多时，制造较⾼精度的蜗杆和蜗轮滚⼑有困难。
蜗轮齿数选择。蜗轮的齿数不应⼩于28，为了避免⽤蜗轮滚⼑切制蜗轮时发⽣根切。但对于动⼒传动，蜗轮齿数也不宜⼤于80。因为当蜗轮直径d2不变时，蜗轮齿数越⼤，模数就越⼩，将削弱蜗轮轮齿的弯曲强度；⽽如果模数不变，则蜗轮直径将要增⼤，传动结构尺⼨变⼤，蜗杆轴的⽀承跨距加长，致使蜗杆的弯曲刚度降低，容易产⽣挠曲⽽影响正常的啮合。3、齿轮传动设计中，影响齿向载荷分布系数K β的主要因素有哪些？〔4分〕
答：影响齿轮载荷分布系数K β的主要因素：齿轮的制造和安装误差；齿轮相对轴承的布置；轴的弯曲变形与扭转变形；齿宽b 的⼤⼩选⽤不当；齿⾯硬度等。4、什么是带传动的滑动率？滑动率如何计算？
答：由于弹性滑动引起带传动中从动轮圆周速度低于主动轮轮圆速度，其相对降低率通常称为带传动滑动系数或滑动率，⽤ε表⽰。〔2分〕121211
v v n i n v n ε--?==
其中：v 1为主动轮转速；v 2为从动轮转速。〔2分〕
5、试写出⼀维雷诺⽅程，并说明形成液体动压润滑的必要条件。 答： 036h h dp v dxh
η-=?? （2分）
流体具有粘性（0η≠）；有⾜够的速度（0v ≠）且流体从⼤⼝进⼩⼝出；具有收敛性楔形间隙（0h h ≠）。（6分） 三、分析计算题〔38分〕1、有⼀单个紧螺栓联接，已知预紧⼒F ＇＝7500N ，轴向⼯作载荷F ＝6000N ，螺栓刚度C b ＝200N/µm ，被联接件刚度C m ＝800N/µm ，要求：1）计算螺栓所受的总拉⼒F0和残余预紧⼒F＇＇；〔4分〕
2）为使接合⾯不出现缝隙，轴向⼯作载荷最⼤值Fmax是多少？〔2分〕
3）若要使F0减⼩，⼜不增加螺栓个数，有哪些具体措施？〔2分〕〔要求：1〕、2）要有详细的计算步骤〕答: 1）计算螺栓所受的总拉⼒F0和残余预紧⼒F＇＇F0＝F＇＋C b／（C b＋C m）F 〔2.5分〕＝7500＋200／（200＋800）×6000＝8700（N）〔0.5分〕
F＇＇＝F0－F＝8700－6000＝2700（N）〔 1分〕2）为使接合⾯不出现缝隙，必须使F＇＇＞0，即：F＇＇＝F0－F＞0 〔1.5分〕
F＜F0＝8700（N），即F max＝8700N 〔0.5分〕3）使F0减⼩的具体措施：
减⼩螺栓刚度C b：增⼤螺栓长度、减⼩螺栓杆直径、作成空⼼杆、在螺母下安装弹性元件等；〔0.5＋0.5＝1分〕
增⼤被联接件刚度C m：采⽤刚性⼤的垫⽚。〔0.5＋0.5＝1分〕
2、已知V带传动所传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，现测得张紧⼒F0=1125N，试求紧边拉⼒F1和松边拉⼒F2。各等于多少？（5分）
答：（1）有效圆周⼒1000750P F V==N 〔2分〕
（2）121202F F F F F F -=+=∴F 1=1500N F 2=750N 〔3分〕
3、如图所⽰为某⼿动简单起重设备，按图⽰⽅向转动蜗杆，提升重物G ，试求：1）蜗杆与蜗轮轮齿的螺旋线⽅向；（2分） 2）在图上标出啮合点处各⼒的⽅向；（6分）
3）若蜗杆⾃锁，反转⼿柄使重物下降，求蜗轮上作⽤⼒⽅向的变化。（2分）答：（1）蜗杆及蜗轮的轮齿螺旋线均为右旋，如图。〔2分〕（2）啮合点所受各⼒F r 1、F t 1、F a 1及F r 2、F t 2、F a 2均⽰于图解中。〔6分〕
（3）反转⼿柄使重物下降时，蜗轮上所受的F r 2不变，仍指向蜗轮轮⼼；但F t 2与原来⽅向相反（即向左）推动蜗轮逆时针转动；F a 2与原⽅向相反，变为指向纸⾯（即 表⽰F a 2）〔2分〕
4、⼀对圆锥滚⼦3206轴承，安装形式如图。已知轴承I 、II 所受径向载荷为F r 1=970N ，F r 2=840N ，A 为作⽤于轴
上的轴向⼒，A =237N ，载荷系数f p =1.1，温度系数f T =1.0，轴承内部轴向⼒S 的计算式为2rF S Y=，
Y =1.7，e =0.36，试计算轴承I 、II 的当量动载荷P 1和P 2。如果已知轴的转速n =1200r/min 轴承的预期寿命为24000h L h '=，问该轴承能否满⾜要求？（12分）所需参数如下表。 轴承型号ar F e F > ar
F e F ≤ 基本额定动载荷C （N ） 3206X
Y X Y 248000.41.71答：
1）11/2970/2 1.7285r S F Y ==?=N （0.5分）22/2840/2 1.7247r S F Y ==?=N(0.5分）
2）判断S 2+A =247+237=484>S 1=285 （1分） 3）F a 1=A+S 2=484N （1分） F a 2=S 2=247N （1分） 4）1111
4840.490.36,0.4, 1.7970
a r F e X Y F ==>=== （1分）2222285
0.340.36,1,0840a r F e X Y F ==<=== （1分）
5）111110.49970 1.74841210.8r a
P X F Y F =+=?+?=N （1分） 2221970970r P X F ==?=N （1分） 6）12P P >，取
P =P 1=1210.8N 计算轴承寿命L h （1分）61060T h P f C L n f P ε= ?（1分）10/3,1.0,
1.1,1200T p f f n ε====r/min10/3
610 1.024*********.8601200 1.11210.8h L == ?h （1分）24000h hL L h '>=
∴ 该轴承满⾜要求。 （1分） 四、结构题（15分）
1、在下⾯两个视图上，画出平键联接结构图。（5分） 答：⽤⽅头键也可以，但右边b 图结构要对。诸如：
1）（a ）图键不打剖⾯
线，（b ）图键过短，扣0.5~1.0分。2）如（b ）图没剖键，键露过长扣1分。
3）侧⾯⼯作，和上端留隙没画或画错扣2~3分。 2、指出下列结构的错误（在有
错处画×，简要说明原因，并在另⼀侧画出其正确结构图。（找出5处可即可，同类错误算⼀处，多找只算前5个答案，其余不计分）（10分）本题的典型错误：
①套筒过⾼，不便拆轴承；②齿轮不能准确固定；③安轴承处轴径不应和密封轴段轴径相同；④透盖应密封；⑤联轴器轴段轴径应⽐密封轴径⼩些（或联轴器不能定位）；⑥安联轴器轴段应⽐联轴器孔短；⑦分箱⾯不应画剖⾯线；⑧轴承凸台应突出，以便加⼯；⑨端盖应凹下去，以便减⼩加⼯⾯。
机械设计试题(B卷）与答案
⼀、选择题：本题共10个⼩题，每⼩题2分，共20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。1．⼀般⼯作条件下，齿⾯硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【 B 】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
2．带传动在⼯作时产⽣弹性滑动，是由于【C 】A．包⾓α太⼩ B. 初拉⼒F0太⼩C．紧边与松边拉⼒不等 D. 传动过载
3．下列四种型号的滚动轴承，只能承受径向载荷的是【B 】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208
4．下列四种螺纹，⾃锁性能最好的是【D】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
5．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【C】
A．减⼩齿⾯滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1C．增加蜗杆头数Z1 D. 增⼤蜗杆直径系数q
6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【D 】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
7．普通平键接联采⽤两个键时，⼀般两键间的布置⾓度为【B 】A．90° B. 120° C.135° D.180°
8．V带在减速传动过程中，带的最⼤应⼒发⽣在【D 】A．V带离开⼤带轮处 B. V带绕上⼤带轮处C．V带离开⼩带轮处 D. V带绕上⼩带轮处
9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【D 】A．拉⼒ B.扭矩C．压⼒ D.拉⼒和扭矩
10．滚⼦链传动中，链节数应尽量避免采⽤奇数，这主要是因为采⽤过渡链节后【D 】
A．制造困难 B.要使⽤较长的销轴
C．不便于装配 D.链板要产⽣附加的弯曲应⼒
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。1．轴如按受载性质区分，主要受弯矩的轴为⼼轴，主要受转矩的轴为传动轴。2．代号62203的滚动轴承，为深沟球轴承轴承，其内径为17 mm。
3．在⼀般机械中的圆柱齿轮传动，往往使⼩齿轮齿宽b1⼤于⼤齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，⼯作齿宽b应取⼤齿轮齿宽b2。4．普通平键联接的⼯作⾯是键的两侧⾯；楔键联接的⼯作⾯是键的上下⾯。
5．为了便于互换及适应⼤量⽣产，轴承内圈孔与轴的配合采⽤基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采⽤基轴制。6．不随时间变化的应⼒称为静应⼒，随时间变化的应⼒称为变应⼒，具有周期性的变应⼒称为循环变应⼒。7．按照平⾯图形的形状，螺纹分为三⾓形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。
1．8．按照⼯作条件，齿轮传动可分为开式传动和闭式传动两种。9．齿轮传动设计时，软齿⾯闭式传动通常先按齿⾯接触强度设计公式确定传动尺⼨，然后验算轮齿弯曲强度。2．10．直径较⼩的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮和轴做成⼀体，称为齿轮轴。
三、简答题：本⼤题共6个⼩题，每题5分，共30分。把答案填在题中横线上。1．简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种？螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。2．提⾼螺栓联接强度的措施有哪些？
1降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；2改善螺纹⽛间的载荷分布；3减⼩应⼒集中；4避免或减⼩附加应⼒。3．闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分？
闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。4．简述带传动的优点？
适于中⼼矩较⼤的场合；带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防⽌损坏其他零件；5．链传动的主要失效形式有哪些？
链板疲劳破坏；滚⼦套筒的冲击疲劳破坏；销轴与套筒的胶合；链条铰链磨损；过载拉断。6．滚动轴承的基本类型有哪些？
调⼼球轴承、调⼼滚⼦轴承、圆锥滚⼦轴承、推⼒球轴承、深沟球轴承、⾓接触球轴承、推⼒圆柱滚⼦轴承、圆柱滚⼦轴承、滚针轴承等。四、结构改错
1、图⽰为⼀⽤对圆锥滚⼦轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。请按⽰例①所⽰，指出图中的其他结构错误（不少于7处）（7分）（注：润滑⽅式、倒⾓和圆⾓忽略不计。）
例①——缺少调整垫⽚[解]
——缺少调整垫⽚——轮毂键槽不对
——与齿轮处键槽的位置不在同⼀⾓度上——键槽处表达不正确（应该局部剖视）——端盖孔与轴径间⽆间隙——多⼀个键
——齿轮左侧轴向定位不可靠——齿轮右侧⽆轴向定位——轴承安装⽅向不对——轴承外圈定位超⾼⑴——轴与轴承端盖相碰
2、请说明图⽰轴系结构中⽤数字标出位置的错误（不合理）的原因。（5分）
——轴肩的⾼度超出了轴承内圈的外径；——轴段的长度应该⼩于轮毂的宽度；——螺纹轴段缺少螺纹退⼑槽；
——键槽应该与中间部位的键槽在同⼀母线上布置；——键的长度应该⼩于轴段的长度。机械设计模拟试题⼀
⼀、是⾮题（有5⼩题，每题1分，共5分。正确在括号内写“T”，错误在括号内写“F”）1．双螺母防松结构中，如两螺母厚度不同，应先安装薄螺母，后安装厚螺母。（T ）2．滚动轴承的轴向系数Y值越⼤，其承受轴向能⼒越⼤。（F ）3．减速器的齿轮和滚动轴承可以采⽤不同的润滑剂。（T ）
4．设计蜗杆传动时，为了提⾼传动效率，可以增加蜗杆的头数。（T ）5．失效就是零件断裂了。（F ）
⼆、选择题（有5⼩题，每题2分,共10分。在每⼩题的选项中，只有⼀项是符合题⽬要求的，把所选项的字母填在题中的横线上）6．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 C 。A）提⾼ B）不变 C）降低
7．设计时键的截⾯尺⼨通常是根据 D 从标准中选取。A）键传递的转矩 B）轴的转速 C）轮毂的长度 D）轴的直径8．下列四种叙述中 D 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．从经济观点考虑，单件⽣产的齿轮减速箱的箱体最好采⽤ C 。A）灰铸铁铸造 B）铸钢铸造 C）钢板焊接
10．由下列不同材料制造的零件，其形状、尺⼨、结构、表⾯加⼯情况和⼯作条件等完全相同，其中有效应⼒集中系数最⼤的是 B 。
A）HT200灰铸铁 B）40CrNi钢 C）45钢
三、填空题（有5⼩题，20个空，每空1分,共20分。把答案填在题中横线上）
11．对下列各种零件⾄少举出⼀种常⽤材料的牌号，齿轮 45， 40Cr ，滑动轴承轴⽡ ZQSn10-1， ZQAl9-4 ，蜗轮轮缘 ZQSn10-1， ZQAl9-4 ，螺钉 Q235，20 ，弹簧 65Mn，碳素弹簧钢丝，弹簧垫圈65Mn ，滚动轴承套圈 GCr15 ，滚动轴承保持架 08F ，键 45 。
12．带传动的失效形式为打滑和疲劳破坏。因此，其主要设计依据为在保证带传动不打滑的条件下，具有⼀定的疲劳强度和寿命。13．轴按承载分为⼼轴，转轴和传动轴。
14．螺纹联接按防松原理可分为摩擦防松，机械防松和其它防松。15．灰铸铁齿轮常⽤于开式传动中，这种齿轮的主要失效形式是磨损。四、问答题（有5⼩题，每题4分,共20分）16．什么是等强度设计？在设计中如何应⽤？
答：⼀个机器的各零件或⼀个零件对于各种失效⽅式具有同样的承载能⼒。
在设计中的应⽤有⼆：⼀是使各部分等强度，避免某些部分强度过⼤，浪费材料；⼆是故意设置薄弱环节，过载时失效，使其它部分在过载时不致于损坏⽽得到保护。17．什么是机械零件的失效？
答：机械零件由于某种原因不能正常⼯作，叫失效。18．滑动轴承计算中，计算p，pv，v各考虑什么问题？答：p——轴承磨损；pv——发热；v——局部磨损。
19．齿轮传动中的载荷系数K=K A K v KαKβ，K A K v KαKβ各为什么系数，各考虑什么因素对齿轮传动的影响？答：齿轮传动中的载荷系数K=KA KvK
αKβ中，K A是使⽤系数，考虑外部因素引起附加动载荷对齿轮传动的影响；Kv
是动载系数，考虑齿轮制造、安装误差等引起附加动载荷对齿轮传动的影响；K
α是齿间载荷分配系数，考虑多齿啮合间分配载荷的不均匀现象对齿轮传动的影响；Kβ是齿向载荷分布系数，考虑载荷沿接触线分布不均的现象对齿轮传动的影响；20．什么叫机械零件的计算准则？常⽤的机械零件的计算准则有那些？
答：机械零件的计算准则就是为防⽌机械零件的失效⽽制定的判定条件，常⽤的准则有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则等？五、分析题（有2⼩题，每题6分,共12分）
21．⼀钢制液压油缸，缸内油压P＝2.5MPa(静载)，油缸内径 D＝125mm，缸盖由6个M16的螺钉联接在缸体上.螺钉刚度 Cb 与缸体缸盖的刚度 Cm
之⽐为l/4，
螺钉材料的性能等级为5.6级，安全系数取S＝1.5，M16螺钉的⼩径d1
=13.835mm.
若根据联接的紧密性要求，要求残余预紧⼒QP ‘＞1.5F.试分析预紧⼒QP应控制
在什么范围内才能满⾜此联接的要求?解
1.计算单个螺钉的⼯作拉⼒ F（2分）油缸盖联接所受的载荷 F
Σ=pπD 2/4，每个螺钉的⼯作拉⼒F＝FΣ／6＝p×
πD2/4/6＝2.5 π(125)2／4/6＝5113.27 N2.计算允许的螺钉最⼤总拉⼒ Q（2分）螺钉材料性能等级为5.6级，σs ＝300MPa，许⽤应⼒[σ]= σs
/S＝300/1.5
＝200MPa.由强度条件σca
＝1.3Q/( πd2/4)≤[σ]
Q≤πd2[σ]/4/1.3＝π×13.8352×200/4/1.3＝23127.83 N3.求预紧⼒ Qp
的允许范围（2分）
1)按螺钉强度条件求允许的最⼤预紧⼒Q＝Qp ⼗Cb/（Cb+Cm
）F≤23127.83 N∴ Qp
≤23127.83-0.2F＝23127.83-0.2×5113.27=22105.17 N2)按联接紧密性条件求最⼩的预紧⼒，根据联接紧密性要求，QP‘≥1.5F∴ QP ‘＝Qp- Cm/（Cb+Cm）F=Qp
-0.8F≥1.5F即 Qp
≥1.5F⼗0.8F＝2.3F＝l1760.52 N由以上计算结果可知，预紧⼒Qp应控制为l1760.52 N ≤Qp
≤22105.17 N
22．⼀传动装置，输⼊转矩为T1，输出转矩为T2，速⽐为i，总效率为，试证明T2= T1×i×η
答：设输⼊功率为P1（kW），输出功率为P2（kW），输⼊转速为n1（r/min），输出转速为n2（r/min），∵ T=9.55×106×P/n(N.mm)
∴ P1= T1×n1/(9.55×106) P2= T2×n2/(9.55×106)∵η= P2/ P1=( T2×n2/(9.55×106))/( T1×n1/(9.55×106))= T2×n2/( T1×n1)i= n2/ n1∴η= T2/ T1/i即T2= T1×i×η
六、计算题（有2⼩题，每题6分,共12分）
23．⼀对46210⾓接触球轴承反安装，如图1所⽰。已知轴承1和轴承 2 的径向载荷分别为
R1
=2000N,R2=4000N,轴上作⽤的轴向载荷F a=800N(指向轴承2)，轴承的派⽣轴向⼒S的计算式S=0.68R，e=0.68，X=0.41,Y=0.87。轴承载荷
有轻微冲击，载荷系数f F=1.2，⼯作温度不⼤于120?C。试求：(1) 轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2；(2) 轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。解:(1)计算轴承的轴向载荷S1
=0.68R1=0.68×2000=1360 NS2
=0.68R2=0.68×4000=2720 NS 1、S2⽅向见图
2图1
因为F a + S 2=800+2720=3520 N ＞S 1 所以 轴承1“压紧”，A 1= F a + S 2=800+2720=3520 (2分) 轴承2“放松”，A 2= S 2=2720 N(2分) （2）计算轴承的当量动载荷轴承1 A 1/R 1=3520/2000=1.76＞e =0.68,则取 X 1=0.41,Y 1=0.87 P 1=f F (X 1R 1+Y 1A 1)
=1.2×(0.41×2000+0.87×3520)=3882.4 N (2分) 轴承2 A 2/R 1=2720/4000=0.68≤e =0.68,则取 X 2=1,Y 2=0 P 2=f F X 2R 2=1.2×1×4000=4800 N (2分)
24．已知V 带传动中，最⼤传递功率P =8kW ，带的速度v =10m/s ，若紧边拉⼒F 1为松边拉⼒F 2的2倍，此时⼩带轮上包⾓α1=120?，求：（1）有效拉⼒F e ；（2）紧边拉⼒F 1；（3）当量摩擦系数fˊ。解:
有效拉⼒F e =1000P /v =1000×8/10=800 N (2分) ⼜知:F 1-F 2= F e ,F 1=2F 2则紧边拉⼒ F 1=2 F e =1600 N (2分)根据欧拉公式
得 当量摩擦系数f '=ln(F 1/F 2)/α=ln2/(3.14×120/180) =0.693/2.0933=0.331 (2分)七、结构题（有4⼩题，每题分别为10分,2分，2分，2分，共16分）
25．图3中为⼀对圆锥滚⼦轴承⽀承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误的内容）（每指出⼀处,并正确说明错误内容和改正的,得1分,总分为10分）
①键的位置应与齿轮处在同⼀直线上，⽽且结构不正确； ②轴承盖孔径应⼤于轴径，避免接触； ③此处不应有键联接；
④轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮；f e F F α=21
⑤轴应有轴环，使齿轮定位；⑥轴承应正装；
⑦轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长；⑧左右两轴承盖与箱体间应有调整垫⽚；⑨两轴承内侧应加封油环；⑩箱体加⼯⾯与⾮加⼯⾯未分开。26．画出V带与带轮槽的正确安装图；27．画出普通螺栓联接的结构图
28．画出普通平键A型、B型、C型的形状26,27,28题答案:《机械设计》试题（⼆）⼀、填空题（25分）[每空1分]
1、滚动轴承轴系⼀端固定⼀端游动的固定⽅式常⽤在跨距较⼤或⼯作温度较⾼情况下。2、dn值⼤的滚动轴承应采⽤油润滑，⽽dn值⼩的滚动轴承可采⽤润滑脂润滑。
3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有①．相对滑动的两表⾯间必须形成收敛的楔形间隙；②．被油膜分开的两表⾯必须有⾜够的相对滑动速度，其运动⽅向必须使润滑油⼤⼝进⼩⼝出； 3润滑油必须有⼀定的粘度供油要充分。
4、混合摩擦（⾮液体摩擦）滑动轴承计算应校核 P 、 V 、 PV 值。
5、列举两种刚性联轴器的名称，并说明是否具有补偿轴向。径向或⾓向位移的能⼒：①套筒式联轴器（⽆补偿能⼒）、②凸缘式联轴器（⽆补偿能⼒）。6、轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称⼼轴；只承受扭矩称传动轴；承受弯矩和扭矩称转轴。
7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝z/cosδ；标准模数和压⼒⾓在齿轮⼤端；受⼒分析和强度计算⽤平均分度圆直径。8、带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏。
9、带⼯作是截⾯上产⽣的应⼒有拉应⼒，弯曲应⼒，离⼼应⼒。
10、在齿轮传动中，⼤⼩齿轮的接触应⼒是相等的，⼤⼩齿轮的弯曲应⼒是不等的。⼆、选择题（11分）[每空1分]
1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为 C 。A .Ф30H7/k6 B. Ф30H7 C .Ф30k6
2、下列滚动轴承密封装置，其中AC 是属于接触式密封，⽽ BD 是属于⾮接触式密封。Ａ.毡圈密封Ｂ.甩油环Ｃ.密封环Ｄ.缝隙密封
3、在 B 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较⾼。Ａ.重载Ｂ.⾼速Ｃ.⼯作温度Ｄ.⾼承受变载或冲击振动载荷
4、两相对滑动的接触表⾯，依靠吸附油膜进⾏润滑的摩擦状态称 D 。Ａ.液体摩擦Ｂ.半液体摩擦Ｃ.混合摩擦Ｄ.边界摩擦5、半圆键联接当采⽤双键时两键应 D 布置。Ａ.在周向相隔９０o Ｂ.在周向相隔１２０oＣ.在周向相隔１８０o Ｄ.在轴向沿同⼀直线
6、为了提⾼受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应 B 。Ａ.增加螺栓刚度。Ｂ.降低螺栓刚度。Ｃ.降低被联接件刚度。
7、弹簧Ａ的刚度为Ｋ1，弹簧Ｂ的刚度为Ｋ2，两弹簧并联的刚度为 C 。Ａ. Ｋ1 Ｂ.Ｋ2 Ｃ. Ｋ１＋Ｋ2 Ｄ. Ｋ1Ｋ2／（Ｋ1＋Ｋ2）8、强度等级为６.8级的螺栓材料σｓ＝ D ＭＰａ。Ａ. ６００Ｂ. ８００Ｃ. ６８０Ｄ. ４８０
9、链轮中⼼距已定，合理确定链传动的链长时，应取 B 。Ａ. 任意值Ｂ. 等于链节长度的偶数倍Ｃ.等于链节长度的奇数倍
10、带传动的两带轮直径不相等，⼀般情况下，应使哪个轮曹楔⾓较⼤ B ？Ａ. ⼤轮Ｂ. ⼩轮Ｃ. 主动论Ｄ. 从动轮三、计算题（34分）
1、（14分）图⽰为⼿动铰车中所采⽤的蜗杆传动。已知m=8mm，d1=80mm ，z1=1，i=40，卷筒的直径D=250mm，试计算：（1）欲使重物上升1m，应转动蜗杆的转数；（2）设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18，检验该蜗杆传动是否满⾜⾃锁条件；（3）设重物重Q=5kN，通过⼿柄转臂施加的⼒F=100N，⼿柄转臂的长度l的最⼩值 (不计轴承效率) 。解：（1）重物上升1m时，卷筒转动圈数：N2
=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27蜗杆转动圈数为：N1=i N
2
=40x1.27=50.96(圈)（2）蜗杆直径系数q=d1
/m=80÷8=10
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