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机械设计模拟试题集及答案

一、选择题（每题2分，共20分）

1.机械零件的最基本设计准则是（）。

A.强度准则B.刚度准则C.寿命准则D.工艺性准则

2.普通螺栓连接中，若被连接件间需承受横向载荷，通常采用（）来承受载荷。

A.螺栓的剪切强度B.被连接件间的摩擦力C.螺栓的挤压强度D.螺栓的拉伸强度

3.一对标准直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮齿面硬度为280HBS，大齿轮齿面硬度为240HBS，其齿面接触疲劳强度的关系为（）。

A.小齿轮更高B.大齿轮更高C.两者相等D.无法比较

4.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。

A.一批同型号轴承中10%发生点蚀前的总转数B.单个轴承发生点蚀前的总转数

C.一批同型号轴承中90%发生点蚀前的总转数D.单个轴承达到额定载荷时的寿命

5.轴的结构设计中，轴肩的主要作用是（）。

A.提高轴的强度B.便于轴上零件的轴向定位C.减小应力集中D.提高轴的刚度

6.V带传动中，带的最大应力发生在（）。

A.带进入大带轮处B.带离开大带轮处C.带进入小带轮处D.带离开小带轮处

7.齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常首先出现在（）。

A.齿顶附近B.齿根附近C.节线附近的齿根部分D.节线附近的齿顶部分

8.滑动轴承中，为避免轴瓦过度磨损，设计时需限制（）。

A.平均压强pB.平均压强与速度的乘积pvC.滑动速度vD.轴颈直径

9.键连接中，平键的主要失效形式是（）。

A.键的剪切破坏B.键的挤压破坏C.轴的挤压破坏D.轮毂的挤压破坏

10.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

二、填空题（每空1分，共15分）

1.机械零件的常见失效形式包括断裂、（）、表面损伤、过量变形和（）。

2.螺纹连接的防松方法可分为（）防松、（）防松和永久防松三类。

3.齿轮传动的主要失效形式有齿面接触疲劳点蚀、（）、（）、齿面磨损和齿面塑性变形。

4.滚动轴承按受载方向可分为（）轴承、（）轴承和向心推力轴承。

5.轴按受载性质可分为心轴、（）和（）。

6.带传动的主要失效形式是（）和（）。

7.滑动轴承的润滑剂主要有润滑油、（）和（）。

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，为什么小齿轮的齿数通常比大齿轮少？如何选择小齿轮的齿数？

3.滚动轴承组合设计中，常用的轴向固定方法有哪几种？各适用于什么场合？

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.与滚动轴承相比，滑动轴承的主要优缺点有哪些？

四、计算题（共25分）

1.（8分）某受轴向静载荷的紧螺栓连接，螺栓材料为45钢（σs=360MPa），许用安全系数[S]=3，螺栓公称直径d=16mm（小径d1=13.835mm），预紧力F0=8000N，工作载荷F=5000N。试校核该螺栓的强度。

2.（9分）一对标准直齿圆柱齿轮传动，模数m=4mm，小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=60，齿宽b=80mm，小齿轮转速n1=1450r/min，传递功率P=10kW，小齿轮材料为40Cr（调质，σHlim1=600MPa），大齿轮材料为45钢（调质，σHlim2=500MPa），载荷系数K=1.2，接触疲劳强度安全系数SH=1.0。试校核该齿轮传动的接触疲劳强度（接触疲劳强度公式：σH=ZEZH√(2KT1(u+1)/(bd12u))，其中ZE=189.8√(MPa)，ZH=2.5，d1=mz1，u=z2/z1，T1=9550×103P/n1）。

3.（8分）某深沟球轴承（型号6208，基本额定动载荷C=29.5kN），工作转速n=1000r/min，承受径向载荷Fr=5kN，轴向载荷Fa=0，载荷系数fp=1.2，温度系数ft=1.0。试计算该轴承的基本额定寿命Lh（基本额定寿命公式：L10=(C/(fpFr))^ε×10^6/(60n)，ε=3）。

五、分析题（10分）

下图为某减速器输出轴的轴系结构（示意图），试指出图中存在的结构错误（至少6处），并简要说明改进措施。（注：图中未标注部分为合理结构）

参考答案

一、选择题

1.A2.B