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机械设计模拟试题（附答案）

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.受横向载荷的普通螺栓连接中，螺栓杆承受的主要载荷是（）。

A.剪切与挤压B.拉伸C.扭转与拉伸D.弯曲与剪切

2.标准直齿圆柱齿轮传动中，若中心距不变，增大模数m，则（）。

A.齿数z减少，弯曲强度提高B.齿数z增加，接触强度提高

C.齿数z减少，接触强度降低D.齿数z增加，弯曲强度降低

3.滚动轴承的基本额定寿命是指同一批轴承中（）的轴承能达到的寿命。

A.90%B.95%C.99%D.100%

4.轴的材料通常优先选用（）。

A.20钢B.45钢C.Q235D.铸钢

5.平键连接的主要失效形式是（）。

A.键的剪切破坏B.轮毂的挤压破坏C.键的弯曲破坏D.轴的剪切破坏

6.蜗杆传动中，若蜗杆头数z?=2，蜗轮齿数z?=40，模数m=5mm，蜗杆分度圆直径d?=50mm，则传动比i为（）。

A.20B.25C.40D.50

7.下列滚动轴承中，能同时承受径向载荷和较大轴向载荷的是（）。

A.深沟球轴承B.角接触球轴承C.圆柱滚子轴承D.调心球轴承

8.齿轮传动中，齿面疲劳点蚀的主要原因是（）。

A.齿面接触应力循环变化B.齿面摩擦力过大

C.齿面材料硬度不足D.润滑不良

9.对于受轴向变载荷的紧螺栓连接，提高其疲劳强度的有效措施是（）。

A.增大螺栓刚度，减小被连接件刚度B.减小螺栓刚度，增大被连接件刚度

C.同时增大螺栓和被连接件刚度D.同时减小螺栓和被连接件刚度

10.V带传动中，带的最大应力发生在（）。

A.松边进入小带轮处B.紧边进入大带轮处

C.紧边进入小带轮处D.松边进入大带轮处

二、填空题（每空1分，共20分）

1.机械设计的基本要求包括功能要求、______、______、经济性要求和环保要求。

2.螺纹连接的防松方法可分为______防松、______防松和______防松三类。

3.齿轮传动的主要失效形式有齿面疲劳点蚀、______、______、齿面胶合和齿面塑性变形。

4.滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承在额定寿命L??=______转时，所能承受的最大载荷。

5.轴按承载性质可分为心轴、______和______；按轴线形状可分为直轴、______和曲轴。

6.平键的截面尺寸（b×h）通常根据______从标准中选取，键的长度L应略短于轮毂的长度，且需满足______的要求。

7.带传动的主要失效形式是______和______；设计时应保证带不发生______且具有足够的______。

8.蜗杆传动的热平衡计算目的是防止______，导致润滑失效和齿面胶合，通常通过______或______来降低温度。

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.齿轮传动设计中，软齿面（≤350HBS）与硬齿面（＞350HBS）的设计准则有何不同？

3.滚动轴承组合设计时，为什么需要考虑轴向固定？常用的轴向固定方式有哪些？

4.轴的结构设计需要满足哪些基本要求？请列举至少4项。

5.V带传动中，为什么小带轮的包角α?不宜过小？如何增大α?？

四、分析计算题（共25分）

1.（10分）某受轴向工作载荷的紧螺栓连接，螺栓数量z=4，螺栓材料的许用拉应力[σ]=120MPa，螺栓小径d?=13.835mm。已知被连接件接合面间的摩擦系数f=0.15，可靠性系数Kf=1.2，工作载荷F=8000N。试校核该螺栓连接的强度（螺栓所受总拉力F?=F+F，其中剩余预紧力F=0.6F）。

2.（15分）一对标准直齿圆柱齿轮传动，小齿轮z?=20，大齿轮z?=60，模数m=4mm，齿宽b?=80mm，b?=75mm，小齿轮转速n?=1450r/min，传递功率P=10kW，齿轮材料为45钢（小齿轮调质，σ_Hlim1=600MPa；大齿轮正火，σ_Hlim2=500MPa），应力循环系数K_HN1=1.0，K_HN2=1.1，安全系数S_H=1.1。试计算该齿轮传动的接触疲劳强度是否满足要求（接触疲劳强度校核公式：σ_H=Z_HZ_E√(2KT?(u+1)/(bd?2u))≤[σ]_H，其中Z_H=2.5，Z_E=189.8MPa^0.5，u=z?/z?，T?=9.55×10^6P/n?）。

五、设计题（15分）

设计一根用于安装齿轮和滚动轴承