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机械设计基础试题(带答案)

一、选择题（每题2分，共20分）

1.机械设计中，零件的疲劳强度主要与以下哪项因素无关？（）

A.材料的循环特性系数r

B.零件的表面粗糙度

C.零件的截面尺寸

D.零件的静载荷大小

2.普通平键连接的主要失效形式是（）。

A.键的剪切破坏

B.键的挤压破坏

C.轮毂的挤压破坏

D.轴的剪切破坏

3.V带传动中，带的根数z主要由以下哪项决定？（）

A.带的型号和计算功率

B.小带轮直径和转速

C.中心距和包角

D.带的许用拉应力

4.一对标准直齿圆柱齿轮传动中，若小齿轮齿数z?=20，大齿轮齿数z?=60，则齿面接触应力的关系为（）。

A.σ_H1σ_H2

B.σ_H1=σ_H2

C.σ_H1σ_H2

D.无法确定

5.滚动轴承的基本额定寿命L??是指（）。

A.10%的轴承发生点蚀破坏前的寿命

B.90%的轴承发生点蚀破坏前的寿命

C.10%的轴承不发生点蚀破坏的寿命

D.90%的轴承不发生点蚀破坏的寿命

6.螺纹连接中，采用双螺母防松属于（）。

A.摩擦防松

B.机械防松

C.永久防松

D.粘接防松

7.设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，最有效的措施是（）。

A.增大蜗杆头数z?

B.增大蜗杆直径系数q

C.减小蜗杆模数m

D.减小蜗轮齿数z?

8.轴的材料通常优先选用（）。

A.铸铁

B.铝合金

C.碳素钢

D.铜合金

9.齿轮传动中，软齿面与硬齿面的划分依据是（）。

A.齿面硬度是否大于350HBS

B.齿轮材料的强度极限

C.齿轮的模数大小

D.齿轮的传动比

10.滑动轴承的宽径比B/d过大时，最可能导致（）。

A.轴承温升过高

B.油膜承载能力下降

C.端泄量增大

D.轴的弯曲变形增大

二、填空题（每空1分，共15分）

1.机械零件的强度分为________强度和________强度，其中________强度是零件在变应力下的主要失效形式。

2.普通螺栓连接中，螺栓杆与螺栓孔之间________（填“有”或“无”）间隙；铰制孔用螺栓连接中，螺栓杆与螺栓孔之间________（填“有”或“无”）间隙，主要承受________载荷。

3.V带传动中，带的基准长度是指________长度；带传动的最大有效拉力随初拉力F?的增大而________（填“增大”“减小”或“不变”）。

4.齿轮传动的主要失效形式包括齿面磨损、齿面胶合、________、________和________。

5.滚动轴承按受载方向可分为________轴承、________轴承和________轴承。

6.轴按承载性质可分为________、________和________，其中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为________。

三、简答题（每题6分，共30分）

1.简述螺纹连接预紧的目的及预紧力的控制方法。

2.为什么闭式齿轮传动通常以齿面接触疲劳强度作为设计准则，而开式齿轮传动以齿根弯曲疲劳强度作为设计准则？

3.滚动轴承组合设计中，为什么需要考虑“一端固定、一端游动”的支撑方式？该方式适用于什么场合？

4.带传动中，弹性滑动与打滑的本质区别是什么？弹性滑动会对传动产生哪些影响？

5.轴的结构设计需要满足哪些基本要求？请列举至少4项。

四、计算题（共35分）

1.（10分）某轴用45钢制造，经调质处理后硬度为220HBS，其对称循环弯曲疲劳极限σ_{-1}=300MPa，尺寸系数ε_σ=0.85，表面质量系数β=0.9，综合影响系数K_σ=1.5。若轴上某截面承受的最大弯曲应力σ_max=120MPa，最小弯曲应力σ_min=-80MPa，试计算该截面的计算安全系数S_ca（取ψ_σ=0.2）。

2.（12分）一对标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=4mm，小齿轮齿数z?=20，大齿轮齿数z?=60，传递功率P=10kW，小齿轮转速n?=1450r/min，齿轮宽度b=80mm，齿形系数Y_F1=2.8，Y_F2=2.2，应力修正系数Y_S1=1.55，Y_S2=1.62，许用弯曲应力[σ_F1]=300MPa，[σ_F2]=280MPa。试校核两齿轮的弯曲疲劳强度。

3.（13分）某受轴向载荷的普通螺栓连接，已知螺栓数目z=4，螺栓材料的许用拉应力[σ]=120MPa，接合面间的摩擦系数f=0