西华大学课程考试(考查)试题卷

西华大学课程考试（考查）试题卷

课程名称： 机械设计 考试时间： 110 分钟 课程代码： 8200570 试卷总分： 100 分

一. 单项选择题（每小题1.5分，共12分）

1. 平键的剖面尺寸通常是根据

（a）传递的转矩 （b）传递的功率 （c）轮毂的长度 （d）轴的直径 2. 滑动螺旋传动，其失效形式多为______。

（a）螺纹牙弯断 （b）螺纹磨损 （c）螺纹牙剪切 （d）螺纹副咬死 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. 带传动的失效形式之一是带的______。

（a）松驰 （b）颤动 （c）疲劳破坏 （d）弹性滑动 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. 一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质，大齿轮2选用45钢正火，它们的齿面接触应力 。

（a）σH1 >σH2 （b）σH1

（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

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降低。

（ ）

2. 增大齿轮的模数，可以提高齿轮的接触强度。 （ ）

3. 平键联接可以同时实现轴与轮毂的周向及轴向固定。 （ ）

4. 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。 （ ）

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. 自行车链条磨损后，首先从大链轮产生脱链。 （ ）

8. 机械零件设计计算中最基本的设计准则是强度准则。 （ ）

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23分） 1.

常用螺纹按牙型分

为 、 、 、 。

2. 有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数z1 = 4，蜗杆直径系数q = 9，蜗轮齿数z2 = 41，模数m =10mm，则蜗杆分度圆直径d1，蜗轮分度圆直径d2 = ，传动比i 3. 形成液体动压润滑的必要条件是：

(1) ；

(2) ；

(3) 。

4. 代号为6312的滚动轴承，其内径d，直径系列为系列，

轴承类型名称为 ，公差等级为 级。 5. 设计液体动压向心滑动轴承时，若宽径比B/d取得较大，则轴承端泄量 ；承载能力 ；温升 。

6. 弹簧旋绕比（或称弹簧指数）C = D/d ，C值愈小，则弹簧刚度

卷制则愈

。

7. 图示为起重机卷筒的两种结构方案，试根据Ⅱ轴的受力情况判断轴的类型。其中：(a) 方案中的Ⅱ轴为 轴；(b) 方案中的Ⅱ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。

四. （8分）普通V带传动所传递的功率P = 7.5 kW，带速v =10 m/s ，工作情

况系数KA=1.2，单根V带在该工况下的许用功率[P] = 2.5 kW，现测得带的预紧力 F0 =800 N，试求： （1）带的根数Z；

（2）带的有效拉力Fe、紧边拉力F1、松边拉力F2 。

五. （10分）一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距a = 175mm，齿数比u = 4，齿宽b1=65mm，b2 = 60mm，小齿轮为主动，其转速n1= 960 rpm，大、小齿轮均为钢制，两齿轮的许用接触应力分别为 [σH] 1 = 650 Mpa,，[σH] 2 = 620 Mpa，载荷系数K=1.3。试按接触疲劳强度计算该对齿轮所能传递的最大名义功率P kW。

HZEZH

提示：

KFtu1



bd1u ZE =189.8 MPa1/2 , ZH =2.5

六. （12分）图(a)表示某提升机构，1、2为斜齿圆柱齿轮，3为右旋蜗杆，4为蜗轮，它和钢丝卷筒固联在一起，要求Ⅱ轴上的轴向力能互相抵消一部分。试在图上画出：

(1) 提升重物时，斜齿轮1、2和蜗杆3、蜗轮4各啮合点处所受各分力的方向（画

在图(b)上）；

(2) 标出各轴的转向；

(3) 判断斜齿轮1、2的螺旋线方向，并画在图上；判断并说明蜗轮4的螺旋线方向。

七.（13分）如图所示，某转轴由一对7207AC的滚动轴承支承。已知：轴上的轴向载荷Fae = 800 N（方向如图示），轴上的径向载荷Fre = 3000 N，轴的转速n = 450 r/min；载荷系数fP = 1.2。试计算：

（1）轴承Ⅰ、Ⅱ所受的径向载荷 Fr1、Fr2；轴承上的派生轴向力Fd1、Fd2，并在

图上画出其方向；

（2）轴承Ⅰ、Ⅱ所受的轴向载荷 Fa1 、Fa 2 ； （3）轴承Ⅰ、Ⅱ的当量动载荷P1 、P2 ；

（4）Ⅰ、Ⅱ轴承中哪一个轴承的寿命较短？为多少小时？

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) 滚动轴承的类型为深沟球轴承，采用双支点各单向固定；

(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。

西华大学课程考试（考查）参考答案

课程名称： 机械设计 考试时间： 110 分钟 课程代码： 8200570 试卷总分： 100 分

一. 单项选择题（每小题1.5分，共12分） 1．（d） 2．（b） 3．（b） 4．（c） 5．（a） 6．（d） 7．（c） 8．（d）

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．√ 2．× 3．× 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10．×

三. 填空题（每空1分，共23分） 1．三角形、矩形、梯形、锯齿形 2．90、410、10.25

3．相对运动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；被油膜分开的两表面必须有

一定的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流进，小口流出；润

滑油必须有一定的粘度，供油要充分。

4．60、中系列、深沟球轴承、普通级（0级） 5．小、高、高 6．愈大、困难

7．心轴、转轴、弯曲、弯扭合成

四. 本题共8分 （1）

Z

KAP1.27.5

3.6P2.5 取Z = 4 根 2分

P

Fev1000P10007.5

Fe750

v101000 kW ∴ N 2分

Fe750

800117522 N 2分 Fe75080042522 N 2分

（2）∵

F1F0

F2F0

五. （本题共10分）∵

分

bb2=60 mm HH2620 MPa 2分

a

d12a21751ud170

1u142 ∴ mm 2

又

∴ 满足齿面接触疲劳强度的条件式可写为

Ft

2T1

d1

HZEZH

2KT1(u1)

H2

bd1u 2分 HT1ZZ

EH

bd12u620607024.42Ku1189.82.521.341154445



2

2

故

N·mm 2分

又 ∴

T19.55106P

P

n1 N·mm

T1n1154445.496015.5366

9.55109.5510 kW 2分

六. （本题共12分）评分参考：（1）6分；（2）3分；（3）3分；

FatFr3

FaFt3

t4

r1 t1

a2

右

七. （本题共13分）

（1）求轴承上的径向载荷 1.5分

22

Fr1Fre30001200

55 N 33

Fr2Fre30001800

55 N

求派生轴向力（画方向 →、 ←） 2.5分

Fd10.68Fr10.681200816N，Fd20.68Fr20.6818001224N （2）求轴承上的轴向载荷 3分

∵ Fd1Fae8168001616Fd2

∴ 1轴承被放松，2轴承被压紧

故 Fa1Fd1816 N，Fa2Fd1Fae1616N （3）求当量动载荷 3分

Fa1816

0.68eF1200∵ r1 ∴X11

Y10

Fa21616

0.90eF1800∴ r2 ∴X20.41Y20.87

1fPX1Fr1Y1Fa11.212001440N 故∴P

2572.70 N P2fPX2Fr2Y2Fa21.20.4118000.871616

（4）求轴承寿命 3分

∵P2P1 ∴ 2轴承的寿命较低

Lh2

10C10629000

.25304760nP2604502572.70

h

6



3

八.（12分）评分参考：8×1.5 = 12 （答对8处即得满分）

① 右支点轴承没有轴向定位及固定措施，故整根轴在机器中的位置不确定； ② 套筒左端的外径尺寸超过了轴承内圈的定位高度，无法安装拆卸器勾爪，不

便轴承拆卸；

③ 轴与齿轮的配合长度应略短于齿轮轮毂长度，以使定位、固定准确可靠； ④ 轴伸处的键槽长度尺寸过大，已超过了安装端盖的位置，键无法装入； ⑤ 左端轴承装到位前所经过的轴段直径应略小，以便于其装拆，且保证其配合性质；

⑥ 外伸轴上安装的传动零件无轴向定位措施；

⑦ 左端轴承端盖中部的孔与外伸轴之间有很大的相对运动速度，其间应留有间隙；

⑧ 左端轴承端盖中部的孔与外伸轴之间应考虑密封装置，以防润滑剂向外流失

及外界灰尘、杂质的侵入；

⑨ 左右两个轴承端盖下无调整垫片；

⑩ 轴承座孔附近的机体上可开设油沟，使轴承得到较为可靠的油润滑。