《机械设计》试卷A卷参考答案及评分标准
考试班级：20XX级机械设计制造及其自动化专业1.2.3.4班，20XX级机械设计制造及
其自动化专升本班
一、选择题（每小题1分，共10分）
1、一般圆柱齿轮传动的接触强度是按 C 啮合时的情况进行计算的。 A. 单对齿啮合的最高点 B. 齿顶
C. 节点 D. 啮合的极限点 2、渐开线花键通常采用的定心方式是 D 。 A.齿侧定心 B. 外径定心 C. 内径定心 D.齿形定心
3、将齿轮的轮齿做成鼓形齿是为了减小 A 。 A. 载荷沿接触线分布不均匀 B. 动载荷
C. 冲击 D. 齿间载荷分配不均
4、普通螺纹中同一公称直径按 D 分为粗牙螺纹和细牙螺纹。 A. 升角的大小 B. 旋向 C. 牙型角的大小 D. 螺距的大小
5、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。 A.在同—直线上 B.相隔900 C．相隔1200 D相隔1800
6、在普通圆柱蜗杆中只有 A 的轴向压力角为标准值（20）。
A. 阿基米德蜗杆 B. 法向直廓蜗杆 C. 渐开线蜗杆 D. 锥面包络蜗杆
7、45号钢经调质处理，在常温下工作的轴，当计算表明其刚度不够时，应采取的正确措施是 C 。
A. 改用合金钢 B. 改变表面粗糙度 C. 增大轴的直径 D. 提高轴的表面硬度
8、下面的联轴器中在工作时具有缓冲减振作用的联轴器是 D 。 A. 刚性联轴器 B. 十字滑块联轴器
C. 齿式联轴器 D. 弹性柱销联轴器
9、在各种基本类型的向心滚动轴承中_____ B 不能承受轴向载荷。 A. 调心球轴承
B. 圆柱滚子轴承
C. 调心滚子轴承 D. 深沟球轴承
10、一般转速、一般载荷工作的正常润滑的滚动轴承其主要失效形式是_ B __。 A. 滚动体碎裂
B. 滚动体与滚道产生疲劳点蚀
C. 滚道磨损 D. 滚道压坏
二、判断题（每小题1分，共10分）
（√）1、型号为7210的滚动轴承，表示其类型为角接触球轴承。 （√）2、滚动轴承的基本额定寿命是指可靠度为90%的轴承寿命。 （×）3、公称接触角
的深沟球轴承，只能承受纯径向载荷。
（×）4、角接触球轴承的派生轴向力是由其支承的轴上的轴向载荷引起的。 （√）5、滚动轴承的基本额定动载荷是指在载荷作用下轴承工作
转时，90%轴承
的不发生疲劳点蚀 （×）6、滚动轴承内座圈与轴颈的配合，通常采用基轴制。 （√）7、当载荷较大时，可选用滚子轴承，对轻、中载荷应选用球轴承。 （×）8、滚动轴承的失效形式有下列三种：磨粒磨损，过度塑性变形、疲劳点蚀，其
中最常见的一种是磨粒磨损。 （×）9、滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承的寿命的平均值。 （√）10、采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是提高支承刚度和旋转精度。
三、填空题（每空1分，共20分）
1、工程上常用的螺纹联接的防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 和 永久止动 。
2、滚动轴承的基本额定寿命Lh10是指 一批轴承作实验其中90%轴承不发生疲劳点蚀时的工作小时数 。
3、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是 mx1=mt2=m 、 αx1=αt2 、 γ1=β2 ， 且两者螺旋线的旋向相同 。
4、带传动中，带每转一周受 拉 应力、__离心力产生的拉___应力和 弯曲__应力作用，最大应力发生在 紧边开始进入小带轮的那一点_______________。 5、在闭式软齿面齿轮传动中（无冲击载荷），按__齿面接触疲劳强度______设计，按____齿根弯曲疲劳强度 校核
6、用于联接的螺纹是 三角形 ，其原因是 自锁性好 ： 7、机械磨损过程大致分为 磨合 、 稳定磨损 和 急剧磨损 三个阶段
8、直齿圆锥齿轮的强度可近似按 齿宽中点处的当量直齿轮 强度进行计算；
四、计算题（每小题10分，共30分）
1.球轴承，要求可靠度为 ，其中球轴承所受径向载荷为Fr= 11000N，工作应力循环次数为 80 ′ 106。试求该球轴承的基本额定动载荷。（附：修正系数为 a1 = ） 解：
?Lh80a??106L10.21?381?106r （2分）
10
由于轴承只受径向载荷作用，所以P?Fr?11KN （2分）
C??L310P?381?106?11000?6974479744N
N （6分）
2.设图示螺栓刚度为Cb，被联接件刚度为Cm，如果Cb=8Cm，预紧力F0=1000N，工作载荷F=1100N，试求螺栓中的总拉力F2和被联接件的残余预紧力F1。
解：
FCbCCF?1000?8Cm2?F0??1100?1978N （5分）
b?m8Cm?Cm联接件中的残余预紧力为
FmC?CF?1000?Cm1?F0?C8C1100?877.77N （5分）
bmm?Cm
3.一闭式标准圆柱齿轮传动, 模数m=5 mm，小齿轮齿数Z1 =25、传动比 i=, 查得大、小齿轮的齿形系数YFa2=, YFa1=, 大、小齿轮的应力修正系数Ysa2=, Ysa1=,而大小齿轮的许用弯曲应力为：[F] 2=300 MPa，[
F] 1=320
MPa，并且算得大齿轮的齿根弯曲应
力
F2=280
MPa。试问：
1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度高 2）两个齿轮的弯曲疲劳强度是否足够
（?F?2KT1?32YFaYsa?[?F]） dmZ1解：1)
由于：[?F]1?320?74.46?[?F]2?320?
YY73.48................(3分)Fa1YSa12.27?1.58Fa2YSa22.32?1.76
所以：小齿轮弯曲疲劳强度高。....................................................................(2分)2）
??F2280
F1?YYYFa1YSa1??2.27?1.58?294.6MPa..........................(2分)Fa2Sa22.32?1.76 由于：?F1?[?F]1,?F2?[?F]2,所以：两齿轮弯曲疲劳强度足够..............(3分)
五、计算题（每小题15分，共30分）
1.图示传动中，蜗杆传动为标准传动：蜗杆为右旋，m=5mm，d1=50mm，Z1=3，Z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，Z3=20，Z4=50，要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求：
1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。
2）螺旋角b的大小。
解：1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。 （6分）
（1分）
（2分）2T1d1
2T2TFa3?Ft3tan??3tan??2tan?d3d3
2）Fa2?Ft1?7?C?5.4?10L10???6.75?106r??8?2P?
3106?C?2000Lh??250h???60n?2P?8 （5分）
3T?TmZ321i12d3?n
cos?
（1分）因为Fa2?Fa3所以
（1分） 2T12T2tan?cos?T1 d?1mnZ3d?T2sin?1mZ
n3 （1分）
sin??T1?mnZ3mZ5?20d?n3T??0.15
21d1i1250?403?1
（2分）??8.6260?8037?37??
（1分）
2.有一6000类轴承，根据疲劳寿命计算，预期寿命为L10=×107r(Lh=2000h)，在下列情况下，轴承寿命L10和Lh各为多少
1）当C，P不变时，轴的转速由n增加到2n时, L10和Lh各为多少 2）当C, n不变时，当量动载荷由P增加到2P时, L10和Lh各为多少
3）当n,P不变时，轴承尺寸改变，其额定动负荷由C增加到2C,L10和Lh各为多少
解： 根据已知条件知
3L?C?7106310???P???5.4?10r?C? Lh?60n??P???2000h
1）当C，P不变时，轴的转速由n增加到2n时, L10和Lh各为多少
3L???C?10?P???5.4?107r
3L106?C?2000h?602n??P???2?1000h （5分）
2）当C, n不变时，当量动载荷由P增加到2P时
3）当n,P不变时，轴承尺寸改变，其额定动负荷由C增加到2C
3L?2C?7810???P???8?5.4?10?4.32?10r
106?2C?3Lh?60n??P???8?2000?16000h 5分）·
（
《机械设计》期末考试试题(A)答案-
