机械设计基础试卷
六、结构改错题：本大题只有1个小题，满分12分
34．在图8上直接改正轴系结构的错误。（齿轮传动油润滑，滚动轴承脂润滑，轴端安装V带轮）
34．答案见第34题答案图
第34题答案图
①应画出键； ③画出密封件；
②去掉套筒，画出定位轴肩； ④轴承改为面对面正安装； ⑥键长应短于轮毂长度； ⑧左右两轴承盖与箱体间加垫片。
?????（2分）
⑤缩短装齿轮的轴段长度； ⑦左右两轴承内侧加档油环； 每改正1处错误
一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）
1 为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置成 。
A.在轴的同一母线上 B. 180° C. 120°~ 130° D. 90°
2 平键B20×80 GB/T1096—1979中，20×80是表示 。
A. 键宽×轴径 B. 键高×轴径 C. 键宽×键长 D. 键宽×键高 3 能构成紧连接的两种键是 。
A. 楔键和半圆键 B. 半圆键和切向键 C. 楔键和切向键 D. 平键和楔
键
4 一般采用 加工B型普通平键的键槽。
A. 指状铣刀 B. 盘形铣刀 C. 插刀 D. 车刀 5 设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据 由标准中选择。
A. 传递转矩的大小 B. 传递功率的大小 C. 轴的直径 D. 轴的长度
6 平键连接能传递的最大扭矩T，现要传递的扭矩为1.5T，则应 。 A. 安装一对平键 B. 键宽b增大到1.5倍 C. 键长L增大到1.5倍 D. 键高h增大到1.5倍 7 如需在轴上安装一对半圆键，则应将它们布置在 。
A. 相隔90° B. 相隔120°位置 C.轴的同一母线上 D. 相隔180°
8 花键连接的主要缺点是 。
A. 应力集中 B. 成本高 C. 对中性与导向性差 D. 对轴削弱 一、单项选择题
1 C 2 C 3 C 4 B 5 C 6 A 7 C 8 B
32．答案见第32题答案图。
①应画出垫片；②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短； ③应画出键；④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承； ⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度；⑥画出密封件； ⑦画出联轴器定位轴肩；⑧键长应改为短于轮毂长度；
第32题答案图
一、选择题
1 与齿轮传动相比较， 不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大
2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的 模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝ 。
A. q=dl/m B. q=dl m C. q=a/dl D. q=a/m
4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率 。
A. 提高 B. 减小
C. 不变 D. 增大也可能减小
5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则传动效率 。
A. 提高 B. 降低
C. 不变 D. 提高，也可能降低
6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数z1，则滑动速度 。
A. 增大 B. 减小
C. 不变 D. 增大也可能减小 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数z1，则 。 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度
C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率
8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用 的蜗杆。 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程角 D. 多头、大导程角 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了 。
A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是 。
A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LY12 11 蜗轮常用材料是 。
A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LYl2 12 采用变位蜗杆传动时 。
A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位 C. 同时对蜗杆与蜗轮进行变位
13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。
A. 增大 B. 减小 C. 可能增大也可能减小。
14 蜗杆传动的当量摩擦系数fv随齿面相对滑动速度的增大而 。
A. 增大 B. 减小
C. 不变 D. 可能增大也可能减小 15 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。
A. 增大模数m B. 增加蜗杆头数z1 C. 增大直径系数q D. 减小直径系数q 16 闭式蜗杆传动的主要失效形式是 。
A. 蜗杆断裂 B. 蜗轮轮齿折断 C. 磨粒磨损 D. 胶合、疲劳点蚀 17 用 计算蜗杆传动比是错误的。
A. i=ω1/ω2 B. i=z2/z1 C. i=n1/n2 D. i=d1/d2
18 在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以 为最大。
A. 圆周力Ftl B. 径向力Fr1 C. 轴向力Fa1
19 下列蜗杆分度圆直径计算公式：
（a）d1=mq； （b）d1=mz1；（c）d1=d2/i；（d）d1=mz2/（itan?）； （e）d1=2a/（i+1）。
其中有 是错误的。
A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 四个 20 蜗杆传动中较为理想的材料组合是 。 A. 钢和铸铁 B. 钢和青铜 C. 铜和铝合金 D. 钢和钢 四、分析计算题
72 题72图所示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，转矩T1=25 000N·mm，模数m=4 mm，压力角?=20°，头数z1=2，直径系数q=10，蜗轮齿数z2=54，传动的啮合效率??0.75。
试确定：
为标准值？
答：蜗轮蜗杆传动正确啮合条件为：?a1?at2?a?20?；m?1?mt2?m；β=?。将蜗杆分度圆直径d1定为标准值的目的是：减少蜗轮滚刀的数目，便于刀具标准化。
78. 图中蜗杆主动，试标出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向，并在图中绘出蜗杆、蜗轮啮合点处作用力的方向（用三个分力：圆周力Ft、径向力Fr、轴向力F。表示）。
题解分析：根据蜗杆传动啮合条件之一：???和螺旋传动原理一出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向；再根据蜗杆（主动）与蜗轮啮合点处各作用力的方向确定方法，定出各力方向如题解图所示。
3 分析与思考：
（1）蜗轮的旋转方向应如何确定？
（2）蜗杆（主动）与蜗轮啮合点处各作用力的方向如何确定？
答：（1）蜗轮的旋转方向：当蜗杆的旋转方向和螺旋线方向已知时，蜗轮的旋转方向可根据螺旋副的运动规律来确定。
（2）各力方向确定： 圆周力Ft
径向力Fr——Fr1、Fr2分别沿蜗杆、蜗轮的半径方向指向各自的轮心
轴向力Fα Fα1（蜗杆）——根据蜗杆的螺旋线方向（左旋或右旋）及其转向n1，用左（或右）手定则来确定，即手握蜗杆皿指n1方向弯曲，大姆指的指向则为Fα1的方向。
Fα2（蜗轮）——Fα2与Ft1大小相等方向相反。
5 图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动，螺旋线方向为左旋，转矩T1=2500N·mm，模数m=4mm，压力角??20?，蜗杆头数Z1=2，蜗杆直径系数q=10，蜗轮齿数Z2=54，传动效率?=0.75。试确定：
1）蜗轮2的转向及螺旋线方向；
2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小和方向（在图中标出）。
Ft1（蜗杆）——蜗杆为主动件受到的阻力，故与其转向n1方向相反。 Ft2（蜗轮）——蜗轮为从动件受到的是推力故与其转向n2方向相同。
解答：
1）蜗轮的转向——蜗轮按逆时针方向转动，蜗轮轮齿螺旋线方向——左旋 2）蜗杆、蜗轮上的各力大小
Z254T2?T1?i12?T1??25000?0.75??506250N?mmZ12Ft1?2T1/d1?2T1/qm?2?25000/(10?4)?1250NFt2?2T2/d2?2T2/Z2m?2?50620/(54?4)?4687.5NFr2?Ft2tan??4687.5?tan20??1706.11NFr1??Fr2?1706.11NFａ1??Ft2＝4687.5NFａ2??Ft1?1250N五、蜗杆传动习题参考答案
1、选择题
1 B 2 C 3 A 4 B 5 A 6 A 7 C 8 A 9 D 10 A 11 C 12 B 13 B 14 B 15 B 16 D 17 D 18 A 19 D 20 B
72 解题要点：
（1）蜗轮的转向示于题72图解。 （2）计算蜗杆蜗轮上所受的力：
T2?T1i12??T1 =255 00?z2? z154?0.75N·mm 2 =506 250N·mm
d1= mq = 4×10 mm = 40 mm d2=mz2= 4×54 mm = 216 mm Ft1 = Fa2 =题 72图解
2T12?25000?N = 1 250 N d140Fa1 = Ft2 =
2T22?506250?N = 4 687 N d2216Fr1 = Fr2 = Ft2tanα=4 687.5×tan20°N=1 706 N
（3）蜗杆、蜗轮受力的方向如题72图解所示。
习题与参考答案
一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案) 1 带传动是依靠 来传递运动和功率的。
A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带与带轮接触面之间的摩擦力 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 2 带张紧的目的是 。
A. 减轻带的弹性滑动 B. 提高带的寿命
C. 改变带的运动方向 D. 使带具有一定的初拉力 3 与链传动相比较，带传动的优点是 。
A. 工作平稳，基本无噪声 B. 承载能力大 C. 传动效率高 D. 使用寿命长 4 与平带传动相比较，V带传动的优点是 。
A. 传动效率高 B. 带的寿命长 C. 带的价格便宜 D. 承载能力大 5 选取V带型号，主要取决于 。
A. 带传递的功率和小带轮转速 B. 带的线速度 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力
6 V带传动中，小带轮直径的选取取决于 。
A. 传动比 B. 带的线速度
C. 带的型号 D. 带传递的功率 7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 决定。 A. 小带轮直径 B. 大带轮直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差 8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 。
A. 带的弹性滑动加剧 B. 带传动效率降低 C. 带工作噪声增大 D. 小带轮上的包角减小 9 带传动的中心距过大时，会导致 。
A. 带的寿命缩短 B. 带的弹性滑动加剧 C. 带的工作噪声增大 D. 带在工作时出现颤动 10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力Felim与初拉力
F0之间的关系为 。
A. F C. Felim
?????2F0efv/(efv?1) B. Felim?2F0(efv?1)/(efv?1) ?????2F0(efv?1)/(efv?1) D. Felim?2F0(efv?1)/efv
elim
11 设计V带传动时，为防止 ，应限制小带轮的最小直径。 A. 带内的弯曲应力过大 B. 小带轮上的包角过小 C. 带的离心力过大 D. 带的长度过长 12 一定型号V带内弯曲应力的大小，与 成反比关系。 A. 带的线速度 B. 带轮的直径 C. 带轮上的包角 D. 传动比 13 一定型号V带中的离心拉应力，与带线速度 。 A. 的平方成正比 B. 的平方成反比 C. 成正比 D. 成反比
14 带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带 。 A. 进人大带轮处 B. 紧边进入小带轮处 C. 离开大带轮处 D. 离开小带轮处 15 带传动在工作中产生弹性滑动的原因是 。
A. 带与带轮之间的摩擦系数较小 B. 带绕过带轮产生了离心力 C. 带的弹性与紧边和松边存在拉力差 D. 带传递的中心距大 16 带传动不能保证准确的传动比，其原因是 。
A. 带容易变形和磨损 B. 带在带轮上出现打滑 C. 带传动工作时发生弹性滑动 D. 带的弹性变形不符合虎克定律 17 一定型号的V带传动，当小带轮转速一定时，其所能传递的功率增量，取决于 。
A. 小带轮上的包角 B. 带的线速度 C. 传动比 D. 大带轮上的包角 18 与V带传动相比较，同步带传动的突出优点是 。 A. 传递功率大 B. 传动比准确 C. 传动效率高 D. 带的制造成本低 19 带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于 。 A. 带的横截面尺寸 B. 传递的功率 C. 带轮的线速度 D. 带轮的直径
20 当摩擦系数与初拉力一定时，则带传动在打滑前所能传递的最大有效拉力随 的增大而增大。
A. 带轮的宽度 B. 小带轮上的包角 C. 大带轮上的包角 D. 带的线速度 21 与带传动相比较，链传动的优点是 。 A. 工作平稳，无噪声 B. 寿命长
C. 制造费用低 D. 能保持准确的瞬时传动比． 22 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 。 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 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
23 与齿轮传动相比较，链传动的优点是 。
A. 传动效率高 B. 工作平稳，无噪声 C. 承载能力大 D. 能传递的中心距大 24 在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应 。 A. 增大链节距和链轮齿数 B. 减小链节距和链轮齿数 C. 增大链节距，减小链轮齿数 D. 减小链条节距，增大链轮齿数 25 为了限制链传动的动载荷，在链节距和小链轮齿数一定时，应限制 。
A. 小链轮的转速 B. 传递的功率
C. 传动比 D. 传递的圆周力 26 大链轮的齿数不能取得过多的原因是 。 A. 齿数越多，链条的磨损就越大
B. 齿数越多，链传动的动载荷与冲击就越大 C. 齿数越多，链传动的噪声就越大
D. 齿数越多，链条磨损后，越容易发生“脱链现象” 27 链传动中心距过小的缺点是 。 A. 链条工作时易颤动，运动不平稳
B. 链条运动不均匀性和冲击作用增强
C. 小链轮上的包角小，链条磨损快 D. 容易发生“脱链现象”
28 两轮轴线不在同一水平面的链传动，链条的紧边应布置在上面，松边应布置在下面，这样可以使 。
A. 链条平稳工作，降低运行噪声 B. 松边下垂量增大后不致与链轮卡死
C. 链条的磨损减小 D. 链传动达到自动张紧的目的
29 链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在 情况下。 A. 低速重载 B. 高速重载 C. 高速轻载 D. 低速轻载 30 链条的节数宜采用 。
A. 奇数 B. 偶数 C. 5的倍数 D. 10的倍数 31 链传动张紧的目的是 。
A. 使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和功率
B. 使链条与轮齿之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和功率 C. 避免链条垂度过大时产生啮合不良 D. 避免打滑
五、结构题（图解题）
105 如题105图所示，采用张紧轮将带张紧，小带轮为主动轮。在图a、b、c、d、e、f、g和h所示的八种张紧轮的布置方式中，指出哪些是合理的，哪些是不合理的？为什么？（注：最小轮为张紧轮。）
题 105图
106 题106图中所示V带在轮槽中的3种位置，试指出哪一种位置正确？
题 106图
107 如题107图所示链传动的布置形式。小链轮为主动轮。在图a、b、c、d、e与f所示的布置方式中，指出哪些是合理的？哪些是不合理的？为什么？（注：最小轮为张紧轮。）
题 107图
例解
1. B型V带传动中，已知：主动带轮基准直径d1=180mm，从动带轮基准直径d2=180mm，两轮的中心距α=630mm，主动带轮转速n11 450 r/min，能传递的最大功率P=10kW。试求：V带中各应力，并画出各应力?1、?2、?b1、?的分布图。
b2及
?c
附：V带的弹性模量E=130~200MPa；V带的质量q=0.8kg/m；带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.51；B型带的截面积A=138mm2；B型带的高度h=10.5mm。
解题要点：
V带传动在传递最大功率时，紧边拉力F1和松边拉力F2的关系符合欧拉公式，即F1/F2=efva?e0.51??5。
F14?F1 55?d1n1??180?1450带速 ????13.6760?100060?10001000P1000?10有效圆周力 Fe???732?13.6755Fe?Fe??732?915N
44Fe?F1?F2?F1?m/s N
V带中各应力： 紧边拉应力 ?1?离心力
F1915??6.63 MPa A138Fe?q?2?0.18?13.672?33.6 N
离心拉应力
?c?Fc33.6??0.24 MPa A138h10.5?170??9.92 MPa d1180弯曲应力 ?b1?E最大应力 ?max??1??b1?(6.63?9.92)?16.55 MPa 各应力分布如图所示。
六、习题参考答案 1、单项选择题
1 B 2 D 3 A 4 D 5 A 6 C 7 D 8 D 9 D 10 C 11 A 12 B 13 A 14 B 15 C 16 C 17 C 18 B 19 D 20 B 21 B 22 C 23 D 24 D 25 A 26 D 27 C 28 B 29 A 50 B 31 C
105 解题要点：
在题3—105图示的八种张紧轮的布置方式中：
（1）张紧轮一般应放在松边内侧，使带只受单向弯曲（避免了反向弯曲降低带的寿命）。同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。故图a、b、c、d四种布置中，图b最合理。
（2）此外，张紧轮也宜安装于松边外侧并靠近小带轮，这样可增大包角。故图e、f、g、h四种布置中，图e最合理。
106 解题要点：
题106图中所示V带在轮槽中的三种位置，其中图a位置是正确的。 107 解题要点：
在题107图示的六种链传动的布置方式中，b、d、e是合理的；a、c、f是不合理的。这是因为链传动的紧边宜布置在传动的上面，这样可避免咬链或发生紧边与松边相碰撞。另外，采用张紧轮张紧时，张紧轮应装在靠近主动链轮的松边上，这样可增大包角。