重庆大学试卷 教务处 07版 第 1 页 共 4 页
重庆大学
机械设计
课程试卷
A卷 B卷
（A）F=F +F0 2 (B)F=F +F1 2 (C)F=F +F0 1 (D)F=F -F1 2
无关。
命题人 ：王 炳乐
7、齿根弯曲强度计算中的齿形系数 Y 与齿轮的 fa （A）齿数 （C）变位系数
（B）模数 （D）螺旋角
2011 ~ 2012 学年 第 2 学期
开课学院： 机械工程学院 课程号：11026435 考试日期： 2012-5 组题
考试方式： 开卷 闭卷 其他
考试时间：
120 分钟
8、有一标准直齿圆柱齿轮传动，两轮分度圆直径d=50mm1 ，d=90mm2
；齿宽 b=55mm1 ，b=50mm2
，则 其齿宽系数φa= 。 密
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 （A）5/9
（B）5/7
（C）1.1
(D)1
得 分
9、在确定链节数Lp时，可先根据初定中心距a 计算，然后将计算结果圆整
为相近的整数，而且最好为 。 0
一、 单项选择题（1分/每空，共 15分）
（A）奇数
（B）偶数 （C）3的倍数 （D）5的倍数
1、机械零件常用的材料有不同的表示方法，其中以
开头后跟数
字的则是球墨铸铁的牌号。 10、限制蜗杆分度圆直径d 。
1
是为了
（A）HT
（B）QT
（C）ZG
（D）Q
（A） 保证蜗杆有足够的刚度 (B) 提高蜗杆传动的效率 （C） 减少加工蜗轮滚刀的数量 (D) 减小蜗杆传动的尺寸
2、在对机械零件作强度计算时，通常应使用该机械零件的
。
封 （A）工作载荷 （B）实际载荷 （C）计算载荷 （D）名义载荷
11、在计算齿根处的最大弯曲应力时要引入应力修正系数 Ysa 是考虑了 的影响。
3、采用铰孔螺栓连接时，被连接件上的横向载荷主要靠 来传递的。
（A）压应力 （B）剪应力 （C）应力集中 （D）前三者共同 （A）螺栓杆的拉力 （B）螺栓杆的剪切 （C）接合面的摩擦力
（D）螺栓杆的剪切及与被连接件的挤压 12、当钢蜗杆与 R <300MPa m 的锡青铜蜗轮配对时，蜗轮齿面的承载能力取决于 。 4、在有张紧轮的 V带传动中，张紧轮应布置在 。
（A）齿面的抗点蚀能力 （B）齿面的抗胶合能力 （A）紧边内侧并使之张开 （B）紧边外侧并压下此边 （C） 齿面的抗磨损能力
（D）齿面的跑合能力
（C）松边内侧并使之张开
（D）松边外侧并压下此边
线
13、与普通 V 带传动相比，在相同的传动尺寸条件下，窄 V 带的传递功率
5、普通平键截面尺寸 b×h的确定依据是
。
要 。 （A）载荷特性 （B）传动转矩的大小 （C）轴的直径 （D）键的材料 （A）大20%～50% （B）小20%～50% （C）大50%～150%
（D）小50%～150%
6、设带传动的紧边拉力为 F 1 ，松边拉力为 F 2 ，初拉力为 F 0 ，则带传动所传 递的有效圆周力为 。
人
：王炳乐
审题 人：
命题
时间 ：
教 务处 制
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14、在直齿圆柱齿轮传动强度计算中，如果接触强度已经满足要求而弯曲强 度稍差时，首先应考虑 。
（A）增大中心距 （B）保持中心距不变，减少齿数和增大模数 （C）保持齿数不变，增大模数 （D）增大变位系数
15、在下面从动斜齿圆柱轮受力分析图中（Ft 为圆周力，Fa 为轴向力，径 向力Fr图中未标出），正确的是 。
5、普通圆柱蜗杆传动按加工蜗杆时采用刀具和刀具安装位置的不同，可分 为
、 和
、 。
三、 判断题（每题 1分，共 10分，对打“√”，错打“×”）
1、机械零件疲劳破坏时其断面由光滑的疲劳发展区、过渡区和粗粒状的断 裂区三部分组成。 （ ） 2、一般闭式齿轮减速传动，通常单级齿轮的传动比i≤3～5；但开式齿轮传 动的传动比i可以稍大些。 （ ） 3、GB/T10095.1-2008 和GB/T10095.2-2008 标准中规定，齿轮和齿轮副有 12个精度等级，1级最高，12级最低。 （ 4、在设计机械传动系统时，链传动通常应布置在靠近原动机端。 （
） ） ）
二、 填空题（1分/每空，共 20分）
5、采用圈数较多的厚螺母，可以提高螺栓连接的强度。 （
6、在V 带传动中，如果增大包角，加大带与带轮间的摩擦系数，则带传动
形螺纹，螺纹连接的防松方法按工作原理 的弹性滑动可以减轻或避免。 1、连接用螺纹应采用
（ ）
不同可分为 、 和 三类。
7、在绘制轴的计算简图时，无论是单列或双列向心轴承，其轴的支点均应 取在轴承宽度的中点。 （ ） 2 、 机 械 中 常 见 的 摩 擦 按 摩 擦 副 表 面 的 润 滑 状 态 ， 可 分 为
、
、
和
。
8、双圆螺母或圆螺母与止动垫片结构主要用于固定轴端的零件。 （
）
3、切向键由两个斜度为 力和轴与轮毂间的 须用两个切向键且最好间隔
的楔键组成，工作时靠工作面上的挤压 来传递转矩，当要求
布置。
和
9、V 带剖面两侧面的夹角为 40 度，所以带轮轮槽相应侧面的夹角也是 40
时，必 度。 （ ）
10、合金钢具有较高的机械性能，因此采用合金钢可以提高轴的刚度和稳定
性。 （ ）
4、按滚动体的种类不同，滚动轴承可分为 大类。滚动轴承的内圈与轴的配合采用 座孔采用
制配合。
两
制配合，而外圈与机
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四、 简答题（6分/1～3题每题，4题 7分，共 25分）
1、一般情况下，V带传动设计计算前应先确定哪些具体条件？最终的设计计 算结果又应包括哪些具体内容？
4、在齿轮传动设计和和制造时，为改善齿轮齿向载荷的分布状态，可采取 哪些措施？
2、在设计滚子链传动时，为什么链轮的齿数不宜过多又不宜过少？你认为 如何选择比较合适？
五、 分析计算结构设计题（10分/每小题，共 30分）
1、设一受拉紧螺栓连接中，M20 螺栓（外径 d=20，中径 d =18.376，小径 2
d1=17.294）的强度等级为 9.8级，螺栓的安全系数 S=1.25。安装时控制预紧 力，其值等于该螺栓破断拉力的 45 %，如果被连接件的刚度 C 是该螺栓刚 2
度 C 的 4倍，试求该螺栓连接所能承受的最大工作拉力 F等于多少 N？
1
3、何为滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷？对于向心轴承和推力
轴承，基本额定动载荷各是什么载荷？
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2、为保证齿轮、轴承及联轴器在轴上能实现正确的轴向和周向固定，请在 了重大事故，另一条船却一切正常。试问哪条船出了问题，你估计出了什么 下图中作出轴的结构设计，并画出必要的其它零件。假定齿轮和轴承均用润 问题？为什么？ 滑油润滑。（注：为使在图中画出的轴更清晰，图中各零件只画了一半，另 一半相对于轴的轴线完全对称）
3、下图为某海上 2500马力抓斗挖泥船的抓斗启闭、提升机构传动系统示意 图（轴 1由柴油机经液力变矩器驱动、轴 7上齿轮 Z6经离合器与抓斗提升 卷筒相连、轴 9上齿轮 Z6经离合器与抓斗启闭卷筒相连，图中未画出），试 分析回答以下问题：
1）在作图示二级分流双轴输出人字齿轮减速器设计时，你认为有哪些问题 需要特别关心和妥善处理的？（至少就齿轮材料、齿轮螺旋角β、减速器各 轴轴承组合等方面作出说明）
2）为保证抓斗启闭、提升卷筒的转动完全同步，齿轮Z4和Z4’的齿数完全 相同。从强度观点出发，你认为它们的设计有什么不同？
3）一私企老板同时造了两条采用上述传动系统的挖泥船，由其两亲戚分别 管理使用。两船的减速器和两对开式齿轮均采用浸油润滑，但其中一人采用 重负荷工业闭式齿轮油，另一人采用普通机油。不到两年，其中一条船发生
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机械设计
课程试卷
A卷 B卷
2012 ~ 2013 学年 第 1 学期
开课学院： 机械工程学院 课程号：11026435 考试日期： 2012-12 7、V 带传动的设计计算包括以下内容：1）确定计算功率 P C （kW）；2）确 定带轮基准直径 d 和 d ；1 2 3）选择 V带型号；4）确定中心距 a和 V带基 准长度 L ；5）验算小带轮上的包角α ；d 1 6）确定 V带根数 Z；7）确定初
。 拉力 F ；8）验算带速 V；9）计算压轴力。正确的步骤是
0
（A）1）、2）、3）、4）、5）、6）、7）、8）、9）
（B）1）、3）、2）、8）、4）、5）、6）、7）、命题人 ：王 炳乐
组题
考试方式： 开卷 闭卷 其他
考试时间：
120 分钟
9）
（C）1）、3）、2）、4）、6）、7）、8）、5）、密
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 8、在下列四个传动布置中，9） 具有最小的齿向载荷分布系数 K 。
得 分
（D）1）、2）、3）、8）、4）、6）、5）、7）、β
9）
一、 单项选择题（1分/每空，共 15分）
1、机械零件在
长期作用下将引起疲劳破坏。 （A）静应力 （B）剪应力 （C）正应力 （D）变应力 2、在对机械零件作强度计算时，通常应使用该机械零件的 。
（A）工作载荷 （B）实际载荷 （C）计算载荷 （D）名义载荷
9、在确定链节数Lp时，可先根据初定中心距a 计算，然后将计算结果圆整0
为相近的整数，而且最好为 。 封 3、当公称直径、牙形角、螺旋线数均相同时，细牙螺纹比粗牙螺
纹 。
（A）奇数
（B）偶数
（C）3的倍数 （D）5的倍数
（A） 自锁性差，强度低 （B）自锁性差，强度高 10、圆柱蜗杆传动按 的不同，可分为普通圆柱蜗杆传动
（C） 自锁性好，强度低
（D）自锁性好，强度高
和圆弧齿圆柱蜗杆传动。
4、带传动不能保证精确的传动比，其原因是
。 （A） 蜗杆外部形状的不同 (B) 加工蜗杆刀刃形状的不同
（A）带容易变形和磨损 （B）带在带轮上打滑 （C） 加工蜗杆刀具和刀具安装位置的不同 (D) 蜗杆传动的效率不同 （C）带的弹性滑动 （D）带的初拉力过小
11、在斜齿圆柱齿轮传动中，若加大螺旋角β，则：
5、已知某公制外螺纹的大径 d=60mm，小径 d =54mm1 ，中径 d =57mm2
，螺 （A）将增加轴承上的轴向载荷 （B）改善齿轮的过载能力 矩 P=5.5mm，在设计图纸上应标记为
。 （C）提高传动的平稳性 （D）提高齿轮的弯曲强度及接触强度 线
（A）M54 （B）M57 （C）M60
（D）M5.5
但对于人字齿轮传动，其中 不会出现。 6、对于齿面硬度大于 350HBW 的钢制齿轮，其加工的工艺过程一般 12、下列措施中
不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。 为 。
（A） 减轻加工损伤 (B) 减小齿面粗糙度值
（A）加工齿坯—淬火—切齿—磨齿 （B）加工齿坯—切齿—磨齿—淬火 （C） 表面强化处理
(D) 减小齿根过渡圆角半径
（C）加工齿坯—切齿—淬火—磨齿 （D）加工齿坯—淬火—磨齿—切齿
人 ：王炳乐 审题 人：
命题 时间 ：
教 务处 制
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13、斜齿圆柱齿轮的法面模数 m n ，分度圆螺旋角为?，则其端面模数 m t 等 于 。 （A）m cos?
n
5、在标准齿轮传动中，大小两齿轮齿面的接触应力 处的最大弯曲应力 6、轴上被支承的部分叫 接上述两处的部分叫
。 。
，安装轮毂的部分叫
；两轮齿根
，连
(B) m /cos?
n
(C) m tg?
n
(D) m /tg?
n
14、在直齿圆柱齿轮传动强度计算中，如果接触强度已经满足要求而弯曲强 度稍差时，首先应考虑 。
（A）增大中心距 （B）保持中心距不变，减少齿数和增大模数 （C）保持齿数不变，增大模数 （D）增大变位系数 15、某厂运输带由转速为1440转/分的电动机经三套减速装置驱动，其中1） 为双级直齿圆柱齿轮减速器；2）套筒滚子链传动；3）V带传动。这三套减
。 速装置的排列次序宜采用
（A）电动机→1）→2）→3）→运输带 （B） 电动机→2）→1）→3）→运输带 （C） 电动机→3）→1）→2）→运输带 （D） 电动机→2）→3）→1）→运输带
三、 判断题（每题 1分，共 10分，对打“√”，错打“×”）
1、为了减小齿轮传动的动载系数 K V ，可以采用鼓形齿。
（
）
2、一般闭式齿轮减速传动，通常单级齿轮的传动比i≤5～8；但开式齿轮传 动的传动比i还可以再大些。 （ ） 3、只受预紧力的紧螺栓连接，螺栓危险截面上只有拉伸应力。 （
）
二、 填空题（1分/每空，共 20分）
1、链有多种类型，按用途可分为 种；而传动链按结构不同又可分为 成形链等多种。
2、机械零件由于某些原因不能正常工作时，称为 的形式有：
、
和
。其主要 。
、 、
和传动链三 、 和
4、在计算齿轮的弯曲强度时，将齿轮简化为悬臂梁，并假定全部载荷作用 在轮齿的节圆处，则以此时的齿根弯曲应力作为计算强度的依据。（ ） 5、在一定的转速条件下，为减轻链传动的运动不均匀性，设计时应选择较
（ 小节距的链条。 ） 6、增大初拉力可使带与带轮间的摩擦力增加，所以可用增大初拉力的方法
来提高带传动的工作能力。 （ ） 7、对轴进行弯扭合成强度校核计算时，由于采用的强度理论与试验结果不
一致，故计算公式中的扭矩T应乘以折合系数α。 （ ）
Mpa； 8、标准渐开线齿轮的齿形系数Y 的大小与模数有关，与齿数无关。（ ）
Fa
而强度级别为 8螺母，则表示螺母材料的 Mpa。 等于
9、链传动设计时，无论是高、中速（V≥0.6mm/s）和低速（V<0.6m/s）链
4、滚动轴承是标准件，选择配合时把它作为基准件。因此滚动轴承内圈与轴 传动，均应按额定功率曲线进行设计。 （ ） 颈的配合采用 用
差中的同类公差要
10、强度问题是研究零件某些点的应力或某些截面的内力的极限值，它与材
（ ，并且由于轴承内、外径的上偏差均为零，故比圆柱公 料的强度极限（或屈服极限）和截面的形式及大小等有关。 ）
。
，轴承外圈与轴承座孔的配合则采
3、强度级别为 6.8的螺栓，则隐含其材料的屈服极限 Re为
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四、 简答题（1题 7分，6分/2～4题每题，共 25分）
1、有两组 B型 V带传动，其传动比 i、V带根数 Z，V带初拉力 F 、中心 0
距 a 和带轮材料均相等，且全是小带轮主动，但两组小带轮的基准直径 dd1 和转速 n 不相等：第一组：d =140mm，n =960 r/min；第二组：d1 d =160mm， 1 d1 1
n1=840 r/min。试分析说明哪一组 V带传动能传递较大的功率？
4、下图所示为使用条件（连接件和被连接件的材料和规格、轴向工作载荷、 拧紧方法、预紧力控制方法及大小等）完全相同的两类紧螺栓连接，其区别 仅在于防松方法，其中图（A）采用弹簧垫圈防松，而图（B）则用对顶螺母 防松，若两种防松方法均能满足防松要求，试分析说明：两类连接中的螺栓 所承受的总拉力是否相等？
2、在滚动轴承组合结构设计时，应尽量增强轴系支承刚度有何作用？为提 高轴系刚度，可采用哪些措施？
五、 分析计算结构设计题（10分/每小题，共 30分）
3、当钢质蜗杆与锡青铜蜗配对时，其承载能力通常取决于什么？当钢质蜗 杆与铸铁或无锡青铜蜗轮蜗配对时，其承载能力又取决于什么？为什么？
1、下图所示为一双级普通圆柱蜗杆传动，已知主动蜗杆1 为右旋蜗杆，转 向如图示（顺时针）。
1)确定蜗轮2、蜗杆3和蜗轮4轮齿的旋向（应使轴Ⅱ的轴向力尽量小）； 2)确定轴Ⅱ，即蜗轮2、蜗杆3和轴Ⅲ，即蜗轮4的转动方向； 3)在图上啮合部位画出蜗轮2 所受圆周力F 、轴向力F 和径向力Fr2 t2 a2
的方向；
4)若蜗杆1传递的功率P=10kW，转速n=1460r/min，蜗杆的头数Z=2， 1 1
1
直径系数q=9；蜗轮的齿数Z=36，其端面模数m=10mm，高速级蜗杆传动的
2
效率η=0.9，试计算蜗轮2的圆周力F 及轴向力F 。
t2 a2
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3、下图所示为楔键连接的一个断面，试通过受力分析的方法，分析说明楔 键连接工作时，“靠键的楔紧作用”传递扭矩的机理和使用双键时两键最好 相隔 90o~120o布置的原因。（10 分）（提示：可将楔键和轴视为一整体，并 假定楔键连接工作时，键与轮毂间垂直方向的作用力按三角形规律分布）
2、如下图所示，轴上装有一对代号为30310的轴承，正装。已知轴上载荷： F=15000N，F=5000N，试作以下工作： r a
a) 解释30310轴承代号的含义；
b) 两轴承的轴向载荷F 和F 各为多少？
A1 A2
c) 两轴承的当量动载荷P 和P 各为多少？
r1 r2
d) 如果轴的转速n=1000r/min，问该对轴承的寿命为多少小时？ 该轴承的有关参数如下：C=130kN，e=0.34，Y=1.5，F=F/2YF/FR A S ；当R ≤e时，X=1，Y=0；当F/F>e时，X=0.4，Y=1.5。
A R
16670 ??C ???
???????（提示： L ??）
h n ??P ???
轴承1
Fa
Fr
轴承2
180 120
密封线重庆大学试卷 教务处 07版 第 1 页 共 5 页
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机械设计
课程试卷
A卷 7. 齿轮因齿面塑性变形而失效最可能出现在____________中。
B卷
A、高速轻载的闭式硬齿面齿轮传动 B、低速重载的闭式软齿面齿轮传动 2012 ~ 2013 学年 第 2 学期
C、润滑油粘度较高的硬齿面齿轮传动 D、开式齿轮传动
开课学院： 机械工程学院 课程号：11026435 考试日期： 8. 平键连接与楔键连接相对比，它只能传递转矩，不能传递轴向力，这是
考试方式： 开卷 闭卷 其他
考试时间： 120 分钟
因为____________。 A、锲键端部具有钩头
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 B、平键摩擦力小于锲键的摩擦力
得 分
C、锲键的工作表面有斜度而键槽没有斜度，接触时可以卡紧 D、在安装时，锲键可沿轴向锲紧 9. 花键连接的强度，主要取决于____________强度。
一、 单项选择题（1分/每小题，共 15分）
A、齿根弯曲 B、齿根剪力 C、齿侧挤压 D、齿侧接触
10. 在机械传动中，传动效率高、结构紧凑、功率和速度适用范围最广的是1. 运动粘度是动力粘度与同温下润滑油____________的比值。
____________。 A、质量 B、比重 C、密度 D、流速
A、带传动 B、摩擦轮传动 C、链传动 D、齿轮传动 2. 带传动中，在预紧力相同的条件下，V 带比平带能传递较大的功率，是 11. 轴环的作用是____________。 因为 V带____________。 A、作为轴加工时的定位面 B、提高轴的强度
A、强度高 B、尺寸小 C、有楔形增压作用 D、没有接头 C、提高轴的刚度
D、使轴上零件获得轴向定位
3. 与 V带传动相比，同步带传动的突出优点是____________。 12. 下列轴承中，____________需要成对使用，反向安装。
A、传递功率大 B、传动比准确 A、深沟球轴承 B、圆柱滚子轴承 C、传动效率高 D、带的制造成本低
C、角接触球轴承 D、推力球轴承
4. V带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带____________ 13. 下列滚动轴承的密封方式中属于接触式密封的是____________。
处。 A、毡圈密封 B、油沟式密封 C、迷宫式密封 D、间隙密封 A、进入主动轮 B、进入从动轮
C、退出主动轮 D、退出从动轮
14. 在非液体润滑滑动轴承中，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
5. 有一对标准直齿圆柱齿轮：齿轮的模数 m=5mm，轮 1齿数 z =251 ，轮 2
B、防止轴承过度磨损 齿数 z 2 =40，则两齿轮齿形系数的关系是____________。 C、防止轴承因发热而产生塑性变形 A、Y ＞YFa2 B、Y Fa1 ＝YFa2 C、Y Fa1 ＜YFa2 D、不确定 Fa1
D、防止发生疲劳点蚀
6. 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是____________。
15. 齿式联轴器属于____________联轴器。
A、增加蜗杆头数 B、增大直径系数 A、固定式刚性 B、可移式刚性 C、弹性
D、安全
C、增大模数 D、减小直径系数
命题人 ：
机械设计
组题 人： 李良 军 审题人 ：
命题时间 ：
教务 处
制
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二、 简答题（5分/每小题，共 35分）
1. 带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？
5. 为什么要进行轴的静强度校核计算？校核计算时为什么不考虑应力集中
因素？
2. 低速链传动（v<0.6m/s)的主要失效形式是什么？设计准则是什么？
6. 简述受轴向工作载荷紧螺栓连接的预紧力和剩余预紧力的区别，并说明
螺栓工作时所受的总拉力为什么不等于预紧力和工作载荷之和。
3. 蜗杆传动与齿轮传动的主要失效形式有何区别，为什么？
7. 对如下两种装配方案进行对比，哪一个方案合理并说明理由？
4. 一对圆柱齿轮传动，其小齿轮和大齿轮在啮合处的接触应力是否相等？
如大、小齿轮的材料及热处理情况均相同，则其许用接触应力是否相等 （简述原因）？
方案一 方案二
重庆大学试卷 教务处 07版 第 3 页 共 5 页
三、 分析计算题（10分） 四、 分析计算题（10分）
图为一手动滑车的蜗杆传动。已知 z1 =1，m=5mm，d某轻轨 PC轨道梁两端与墩台之间分别使用 4个锚固螺栓连接。锚固螺 1 =90mm，i=50，起 重链轮分度圆直径 d 3 =200mm，驱动链轮分度圆直径 d =300mm，试判断该 栓螺纹规格为 M36?2（d1 =33.835mm），材质为 1Cr17Ni2（m R =900MPa， 4
传动能否自锁？当驱动力 F=150N时，可提升 Q多少？（蜗杆传动 f =0.1， R =700MPa），安装拧紧力矩为 800N·m，拧紧力矩系数 K=0.15~0.2，单个螺
v e 6
忽略轴承的摩擦损耗） 栓最大轴向工作载荷为 250kN，螺栓的刚度为 0.261?10 kg/cm，被连接件刚
6
度为 0.733?10 kg/cm，设计安全系数 S=1.2~1.5。试校核锚固螺栓的强度。
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五、 分析计算题（10分） 六、 分析计算题（10分）
欲设计一对标准直齿圆柱齿轮传动，有两种方案，其参数如下表所示（其 有一链传动，小链轮主动，转速 n1 =900r/min，齿数 zz =75，现因 1 =25，2
工作需要，拟将大链轮的转速降低到 n3%）， 余条件相同），试从齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、加工成本三个 2 =250r/min（允许传动比误差为±链条长度不变，试问： 方面对两种方案进行比较。
1）若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少？此时链条所能传
方案 模数/mm 齿数 z 1 齿数 z 齿宽/mm 2
递的功率有何变化？
1 4 20 40 80
2）若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少？此时链条所能传
2 2 40 80 80
递的功率有何变化？
3）上述两种方案中，哪种方案比较合理？为什么？
重庆大学试卷 教务处 07版 第 5 页 共 5 页
七、 分析计算题（10分）
某轴的转速 n=1000r/min，它的支承为一对 6408深沟球轴承。支承结构 及有关尺寸如图所示，Fr =10000N，F =3000N。要求： a
1）说明轴承代号 6408的含义，并明确指出省略了哪位代号。
2）画出支承结构简图，并指出该轴系结构是哪一种基本组合形式。 3）试计算该对轴承的当量动载荷 Pr1 和 P r2 各为多少？ 4）轴承寿命为多少小时？
注：该 6408轴承的有关参数如下： e=0.27，C F R /F ≤e时：X=1，Y=0；当 /F ＞e时：X=0.56， r =63.7kN；当A A FR Y=1.56。
Fa Fr
轴承1
轴承2
重庆大学试卷 教务处 07版 第 1 页 共 5 页
A卷 6. 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中____________最易发生。
命题人：机
密封线重庆大学
机械设计
课程试卷
B卷
A、点蚀与磨损 B、胶合与磨损
C、轮齿折断与塑性变形 D、蜗杆齿折断 2013 ~ 2014 学年 第 1 学期
7. 链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在____________情况下。
开课学院： 机械工程学院 课程号：11026435 考试日期： A、低速重载 B、高速重载 C、高速轻载 D、低速轻载
考试方式： 开卷 闭卷 其他
考试时间： 120 分钟
8. 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
____________。
组
题人：李良
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 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 得 分
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
9. 转动的轴，受不变的外载荷作用，其所受的弯曲应力的性质为
审题人
一、 单项选择题（1分/每小题，共 15分）
____________。
A、脉动循环应力 B、对称循环应力 C、静应力 D、非对称循环应力 ：宁先雄
1. 下列零件中，____________是标准件。
A、轴 B、螺栓 C、齿轮
D、滑动轴承
10. 当采用轴肩定位轴上零件时，零件轴孔的倒角应____________轴肩的过渡
圆角半径。 2. 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为
A、大于 B、小于 C、不小于 D、不大于 ____________。
11. 切向键连接的斜度是做在____________上。 命题时间 A、边界摩擦 B、混合摩擦 C、流体摩擦 D、滑动摩擦 A、轮毂键槽的底面 B、轴的键槽底面 3. 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为
C、一对键的接触面 D、键的侧面
：
____________。
A、轮齿折断 B、齿面磨损 C、齿面点蚀 D、齿面胶合 12. 确定紧螺栓连接中拉伸和扭转复合载荷作用下的当量应力时，通常是按 ____________来进行计算的。 4. 一对啮合的齿轮，小齿轮为硬齿面，大齿轮为软齿面，工作时
A、第一强度理论 B、第二强度理论 ____________。 C、第三强度理论 D、第四强度理论 A、σ H1 ＝σ ，H2 [σ ]H1
＝[σH2] B、σ ＝σ ，[σ ]＞[σH2] C、σ H1 ＞σ ，H2 [σ ]H1
＝[σH2] H1 H2 H1
13. 向心滑动轴承的直径增大 1 倍，宽径比不变，载荷及转速不变，则轴承 D、σ ＞σ ，[σ ]＞[σH2]
的压强 p变为原来的____________倍。 教 5. 设计硬齿面齿轮传动，当直径一定，常取较少的齿数、较大的模数，以H1 H2 H1
A、2 B、1/2 C、1/4 D、4 务处制 ____________。
A、提高轮齿的弯曲疲劳强度 14. 下列各材料中，最适合作为滑动轴承衬使用的是____________。
B、提高齿面的接触疲劳强度
A、ZSnSb4Cu4 B、38SiMnMo C、GCr15 D、HT200 C、减少加工切削量，提高生产率 15. ____________只能承受径向载荷。
D、提高轮齿抗塑性变形能力
A、深沟球轴承 B、调心球轴承 C、圆锥滚子轴承 D、圆柱滚子轴承
重庆大学试卷 教务处 07版 第 2 页 共 5 页
二、 简答题（5分/每小题，共 35分）
1. 有一刚性凸缘联轴器用普通螺栓连接以传递转矩 T。现欲提高其传递的
转矩，但限于结构，不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高该 联轴器传递的转矩的方法（假定两个半联轴器满足要求）。
4. 滚动轴承预紧的目的是什么？
5. 为什么小链轮齿数不宜过多或过少？
2. 如下图所示为链传动与带传动组成的减速传动装置简图。试指出其存在
的问题，分析其原因，并提出改进的措施。
6. 为什么对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？
7. 某传动装置采用一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数 z =201 ，
z2=54，m=4mm。加工时误将箱体孔距镗大为 a'=150mm。齿轮尚末加工， 在不改变齿轮模数和齿数的条件下，如何补救？补救后，齿轮强度能满 足要求吗？
3. 一对按接触疲劳强度设计的软齿面钢制圆柱齿轮，经弯曲强度校核计算，
发现其??比]小很多，试问设计是否合理？为什么？在材料、热处理 F [???F
硬度不变的条件下，可采取什么措施以提高其传动性能？
重庆大学试卷 教务处 07版 第 3 页 共 5 页
三、 分析计算题（10分） 四、 分析计算题（10分）
如图为一闭式蜗杆传动，已知模数 m=8mm，蜗杆分度圆直径 d =80mm， 图示为起重机绞车的齿轮 1、卷筒 2和轴 3的三种连接方案，其中：图 1
3
a为齿轮 1与卷筒 2分别用键固定在轴上，轴的两端通过轴承支承在机架上； 蜗杆头数 z 10 Nm，转速 1 =4，蜗轮齿数 z 2 =40，蜗轮上的负载转矩 T 2 =1.6×
图 b为齿轮 1与卷筒 2用螺栓连接成一体空套在轴上，轴的两端固定在机架 n2=144r/min，蜗杆蜗轮间的当量摩擦系数为 f =0.03。试求：
v
上；图 c为齿轮 1与卷筒 2用螺栓连接成一体，并用键固定在轴上，轴的两
1）蜗杆的受力分析（在图中表示）；
端通过轴承支承在机架上；若外载恒定，试分析确定三种方案中：
2）该传动的总效率（轴承效率取 0.98，搅油效率取 0.97）；
1）轴上所受载荷的种类及轴的类型；
3）蜗杆的输入转速及功率的大小。
2）轴上所受应力类别及其性质；
3）若三种方案中轴的直径、材料及热处理方法均相同，试初步比较三 种方案中轴的强度大小。
1
2
n2
图 a
图 b
图 c
重庆大学试卷 教务处 07版 第 4 页 共 5 页
五、 分析计算题（10分）
如图所示带式制动器，已知制动轮直径 d，制动轮转矩 M，杆长 L，带 与轮中间的摩擦系数 f=0.4。求制动力 F的大小。
六、 分析计算题（10分）
如图所示，轴承支反力 F =7800N，F =16000N，F =3200N，转速
R1 R2 a
n=1480rpm，预期寿命为 8200h，载荷平稳，工作温度为 60°C，计算轴承所 需的基本额定动载荷。
A
M
d
内部轴向力 Fs
e
R
≤e
A R
＞e
F
0.7FR
X Y X Y 0.7 1 0 0.41 0.87
L
FR1
Fa
FR2
重庆大学试卷 教务处 07版 第 5 页 共 5 页
七、 分析计算题（10分）
如图所示的方形盖板用四个 M12螺栓（ 1 = 10.106mm，强度级别 4.8） 与箱体连接，结构尺寸见图。理论上盖板中心点 的吊环受拉力 Σ = 20kN，
′ ′ = 5 2mm
因制造误差，吊环由点 移到点 ，且 √ = 1.6。试求受力最 ′′ = 0.6 ， 为螺栓所受的轴向工作载荷；取安全系数
。设剩余预紧力
大螺栓所受的总拉力并校核该螺栓的强度。
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重庆大学 机械设计 课程试卷
2013— 2014 学年 第 2 学期
开课学院： 机械 课程号： 11026435 考试日期： 考试方式： 开卷 闭卷 其他
密
A卷 B卷
5. 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 6. 普通平键连接的主要用途是使轴与轮毂之间____________。 A、沿轴向固定并传递轴向力
B、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 C、沿周向固定并传递转矩 D、安装和拆卸方便 7. 带传动的中心距过大时，会导致____________。
A、带在工作时出现颤动 B、带的寿命缩短 C、带的弹性滑动加剧 D、带受的拉力增大
8. 下列____________的措施，可以减小齿轮传动的齿向载荷分布系数。 A、降低齿面粗糙度值 B、增加齿轮宽度 C、大端面重合度 D、提高轴系刚度 9. 一对啮合的齿轮，小齿轮为硬齿面，大齿轮为软齿面，工作时 ____________。 A、σH1 ＝σH2 ，[σ H1 ]＝[σH2] B、σ ＝σ ，[σ ]＞[σH2] C、σH1 ＞σH2 ，[σ H1 ]＝[σH2] D、σH1 H2 H1 ＞σH2 ，[σ H1 ]＞[σH2] H1 10. 齿轮齿根弯曲强度计算中的齿形系数与____________无关。 A、模数 B、变位系数 C、齿数 D、螺旋角
命题人 ：机 械设 计 组 题 人：李 良军 审题 人： 宁 先雄
考试时间： 120 分钟
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 得 分
考试提示
1.严禁随身携带通讯工具等电子设备参加考试； 2.考试作弊，留校察看，毕业当年不授学位；请人代考、 替他人考试、两次及以上作弊等，属严重作弊，开除学籍。
封
命题 时间 ：
一、 单项选择题（2分/每小题，共 30分）
1. 脉动循环应力的循环特性为____________。
A、-1 B、0 C、1/2 D、1
2. 链传动只能用于主、从动轮轴线____________的传动。 A、相交成 90度 B、相交成任一角度 C、空间 90度交错 D、平行
3. 同步带传动是靠带与轮齿间的____________来传递运动和动力的。 A、摩擦力 B、压紧力 C、啮合力 D、楔紧力 4. 弹性联轴器中的金属弹性元件具有____________的功能。
A、对中 B、减磨 C、缓冲和减振 D、增力矩
11. 提高蜗杆传动效率最有效的方法是____________。
A、增大模数 m B、增加蜗杆头数 z1 C、增大直径 d1 D、减小直径 d1
12. 设计螺栓连接时，其直径越小，则许用安全系数应取得越大，这是由于 直径越小时，____________。 A、螺纹部分的应力集中越严重 B、加工螺纹时越产生缺陷 C、拧紧时越易拧断 D、材料的力学性能越不易保证 13. 材料为 45钢调质处理的轴强度不足，不应采取的措施是____________。 A、采用合金钢 B、减小应力集中
D、增大轴的直径 C、提高表面硬度
教
务处 制
线
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重庆大学 2014版试卷标准格式
14. 为了保证轴上零件的定位可靠，应使其轮毂长度____________安装轮毂
的轴头长度。
A、大于 B、小于 C、等于 D、不小于 15. ____________不能用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
A、深沟球轴承 B、角接触球轴承
D、调心球轴承 C、圆柱滚子轴承
5. 指出下图中 I、II、III、IV、V 轴的类型（按受到载荷类型分），并说明
理由。
I
II III
IV
V
二、 简答题（5分/每小题，共 30分）
1. 滚动轴承预紧的目的是什么？预紧力是否越大越好？为什么？
2. 为了提高蜗杆减速器输出轴的转速，在蜗杆的模数和分度圆直径不变的
条件下采用双头蜗杆代替原来的单头蜗杆，问原来的蜗轮是否可以继续 使用？为什么？
6. 有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮 、 1 和一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮2
′ ′ ′ 、 ，直齿轮的齿数 、 、模数 和压力角 分别与斜齿轮的齿数 、 1 2 2 1 1
′ 、模数 和压力角 对应相等。若其他条件都相同，试说明斜齿轮比 n n 2
3. 影响链传动运动不均匀性的因素有哪些，怎样才能减少运动不均匀性？
直齿轮抗疲劳点蚀能力强的理由。（ H=
2000 1
β? E H ε 3
d 1
≤[ ]）
H
4. 齿轮传动设计中，为什么引入动载系数 K ？减小动载荷的措施有哪些？
v
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三、 分析计算题（10分）
受轴向载荷的普通螺栓连接（一颗螺栓），其轴向工作载荷 = 10kN， 螺栓刚度 与被连接件刚度 之比为 1
1 2
′ =
2
四、 分析计算题（10分）
= 。若加在螺栓上的预紧力1
3
10kN，问：
1）工作中螺栓的剩余预紧力至少是多少？
2）若工作载荷在 0与 10kN之间按脉动循环变化，预紧力始终维持 10kN
不变，问螺栓所受全部拉力的平均值和变化幅度各是多少？
图示为一铰支电动机驱动的单根V带传动，E为电机座的支点，靠电机、 带轮及支座自重 W 张紧，带传动水平布置，两带轮基准直径相同，主动轮 转向如图，n =1000r/min，不计离心力。已知 D=300mm，带与带轮间摩擦系 数为 f=0.2，1 W=500N，其它尺寸如图。求：带与带轮间达到最大摩擦力时， 带的紧边拉力 F1 和松边拉力 F2 各为多少？能传递的功率为多少？
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五、 分析计算题（10分） 六、 分析计算题（10分）
如图所示为由电动机驱动的普通蜗杆传动。已知模数 图示轴系采用一对角接触球轴承轴承，反安装。已知轴上载荷 = 8mm， 1 = 80mm， 1 = 1， 2 = 40，蜗轮输出转矩 2′ = 1.61 × 106N · mm， = 4000N， a = 2000N，转速 = 700r/min，轴承的基本额定动载荷
r
1 = 960r/min，蜗杆材料为 45钢，表面淬火 50HRC，蜗轮材料为 ZCuSn10P1， = 62kN，内部轴向力 S = 0.68 R， = 0.68，当 A > 时， = 0.41，
R 金属模铸造，传动润滑良好，每日双班制工作，一对轴承的效率 3 = 0.99，
搅油损耗的效率 2 = 0.99，蜗杆的当量摩擦角 v = 1°30′。试求：
= 0.87，取载荷系数 = 1.2。试计算轴承寿命。
p
1）在图上标出蜗杆的转向、蜗轮轮齿的旋向及作用于蜗杆、蜗轮上诸 力的方向。
2L
L
2）计算该传动的啮合效率及总效率。
Fr
Fa
轴承 1 轴承 2
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密封线重庆大学《机械设计》课程试卷
第 1页共
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重庆大学《机械设计》课程试卷
4.对于一对材料相同的软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是
____________。 命
题
2014— 2015学A、小齿轮淬火，大齿轮调质 B、小齿轮淬火，大齿轮人 年第
正火 ：
李
开课学院： 机械1 学期课程号：
考试日期：
5.在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是C、小齿轮正火，大齿轮调质 齿轮正火____________ D、小齿轮调质，大
。军 良 考试方式：
11026435 2014.12
A、轮齿折断
B、齿面点蚀
考试时间：
6.一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数C、齿面胶合 D、齿面磨损
组 n 1 m2 =4mm，齿数题 题号 一 二 三 四
五 六
七 z =20旋角，z =75 β，螺=14° 32'2\，齿宽人 1 b =85mm2 ，b =80mm，则该传动的齿宽系数d ： ?等 120八 分钟九
十 总分
于____________。
李 得分
A、0.9412 B、1.0625 C、1 D、0.968 良
军 7.齿轮接触强度计算中的材料弹性系数 E Z反映了____________触应力的影响。对齿面接
审 题 考试提示
A、齿轮副材料的弹性模量和泊松比 B、齿轮副材料的弹性极限 人 C、齿轮副材料的强度极限 D、齿轮副材料的硬度 ： 宁 1.严禁随身携带通讯工具等电子设备参加考试； 8.下列链传动传动比的计算公式中，____________是错误的。 先 雄
2.考试作弊，留校察看，毕业当年不授学位；请人代考、 A、i＝?1 / ?2 B、i＝n 1 /n2 C、i＝d /2 d1 D、i＝z /z1 2 替他人考试、两次及以上作弊等，属严重作弊，开除学籍。
9.增大轴在截面变化处的过渡圆角半径，可以____________。 命 A、使零件的轴向定位比较可靠
题 B、降低应力集中，提高轴的疲劳强度 时 间 C、使轴的加工方便 ：
D、没有作用
一、单项选择题（2分/每小题，共
30分）
10.计算表明某钢制调质处理的轴刚度不够。建议：1）增加轴的径向尺寸；
1.下列四种叙述中，____________是正确的。
2）用合金钢代替碳钢；3）采用淬火处理；4）加大支承间的距离。所列 A、变应力只能由变载荷产生 B、变应力只能由静载荷产生 举的措施中有____________能达到提高轴的刚度的目的。 C、静载荷不能产生变应力 D、变应力也可能由静载荷产生
A、四种 B、三种 C、两种 2.两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为 11.滑动轴承材料应有良好的嵌藏性是指D、一种
____________。
教 ____________。 A、摩擦系数小 B、顺应对中误差 务
处
A、干摩擦 B、边界摩擦 C、流体摩擦 D、混合摩擦 C、容纳硬碎屑以防磨粒磨损 D、易于跑合 制 3.对于受循环应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要应力成分是 12.联轴器和离合器的主要作用是____________。
____________。 A、连接两轴一同旋转并传递转矩 B、补偿两轴A、最大应力 C、平均应力 D、应力幅 的相对位移C、防止机器发生过载 D、缓和冲击减少振动
B、最小应力
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13.在下列轴承中，____________只能承受径向载荷。
A、30216 B、6216 C、N216 D、7216 14.与平键连接相比，楔键连接的主要缺点是____________。
A、键的斜面加工困难 B、楔紧后在轮毂中产生初应力 C、键安装时易损坏键 D、轴和轴上零件对中性差 15.为连接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹连接类型应是 ____________。 A、螺栓连接 B、双头螺柱连接 C、螺钉连接 D、紧定螺钉连接
4.图示为 3种链传动布置方式，均以小链轮为主动轮，大链
轮为从动轮，
试在 3个图中用箭头画出小链轮合理的转向。
二、简答题（5分/每小题，共 30分）
5.普通平键的主要失效形式是什么？怎样进行强度校核？如经校核判断强
度不足时，可采取哪些措施？
1.请列出轴上零件的轴向和周向定位方法各 5种。
2.影响轴疲劳强度的因素有哪些？如果轴的疲劳强度不够，应采取哪些措
施？
6.在齿轮强度计算时，载荷系数 引入这些
系数是为了考虑哪些方面的影响？
3.影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？为什么传递大功率时很少用普通
圆柱蜗杆传动？
K由哪几个系数组成？分别说明
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重庆大学《机械设计》课程试卷
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三、分析计算题（10分） 五、分析计算题（10分）
如图所示为蜗杆—斜齿圆柱齿轮—直齿锥齿轮三级传动，已知蜗杆为主 机械传动装置采用角接触球轴承 7307AC。已知轴承载荷R1 F
=1200N， 动，左旋。欲使 II、III轴上的轴向力同时为最小，试在图中标出：1）I、II、 =2050NF ，F =880N，转速 n=5000r/min，运转中受到中等冲击，预期寿命 R2 a
III、IV轴的转向；2）蜗轮 2、斜齿轮 3、4的轮齿旋向；3）2轮和 ，试问所选轴承型号是否恰当？（注：70000AC型轴承的内部轴 L =20000hh 3轮的 向力为 0.68 70000AC轴承，e=0.68；当 F /F >e时，R F；对 A R
X=0.41，Y=0.87； 所受的各分力方向。 否则，X=1，Y=0； C t f =1；p f =1.5；7307AC轴承的径向额定动载荷 r =32800N）
1
2
Fa
FR1 FR2
四、分析计算题（10分）
某单根 V带传动，已知小轮包角1 α =150°，若带与带轮间的当量摩数v 擦系μ =0.5，初拉力0 F =280N，带速 v=7m/s，若不计离心力影响，试求该传动所能传递的最大功率 P。
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六、分析计算题（10分）
如图所示，一钢板采用三个铰制孔螺栓与机架实现连接，有三种不同的
连接方案，其中外载荷 F和尺寸 L、a均相同。请计算说明这三个方案中哪
个方案最好？
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