机械设计复习时用参考试题全套及答案

1．十字滑块联轴器，是属挠性联轴器，只用在转速不高的场合(n≤200r／min)其原因是________.

(a) 中间盘太重 (b) 中间盘滑动磨损过大 （c） 中间盘材料太差。

2．滚动轴承都有不同的直径系列，若两个向心轴承代号中仅直径系列不同时，此两轴承的区别是________.

(a) 外径和宽度不同，内径相同 (b) 内径和宽度不同，外径相同

(c) 滚动体数目不同,内外径相同 (d) 滚动体直径大小不同，内外径相同，

3．液体动力滑动轴承在稳定运转时，轴颈的位置如图示，试在图上图示： (3分) (1) 轴的转向

(2) 油膜压力分布的大致图形 O——轴承中心 O1一—轴中心 F——载荷

4．闭式蜗杆减速机机盖(机座)上铸有筋片，其目的是为了散热防止温升过高，温升过高将导致______.

(a) 蜗杆变形过大 (b) 材料的机械性能下降． (c) 润滑条件恶化 (d) 润滑油变质．

5．齿轮传动中，提高圆柱齿轮的精度将能减小________系数。

6．图示为直齿圆柱齿轮齿根弯曲强度计算力学模型，齿宽为b，试在图中标出Υ、Fn、h、S, 并写出齿根弯曲应力公式(σ F=M/W)中M和W表达式． (6分)

7．图示曲

线为滚子链的额定功率曲线(似帐篷曲线)，其中OA段是______；AB段段是______，BC段是________.

(a)由销轴和套筒胶合限定． (b)由链板疲劳强度限定．

(c)滚子、套筒冲击疲劳强度限定。 8．标准D型V带传动，在初拉应力σ = F0/A=1.2Mpa ( A = 476m㎡)，传递圆周力800N时，若不计离心力的影响，则工作时紧边的拉力F1=______N；松边的拉力F2=________N． 9．选择轴的剖面尺寸(b * h)是根据______标准中选出来的． (a) 传递扭矩的大小 (b) 传递功率的大小 (c) 轴径大小 (d) 轮毂长度 10．在图示零件的极限应力线图中，M为零件断面上的应力，其应力循环特性r =常数，OM1线与横轴间的夹角为? = 50°，则该零件受的是______。 (a) 对称循环变应力； (a) 脉动循环变应力；

(b) 不变符号的不对称循环变应力； (c) 变符号的不对称循环变应力。

二、简答题（20分）（每小题4分） 1. 什么是滚动轴承的基本额定寿命？

2. What’s the procedure of design of shaft? (solution in English)

3. What’s the procedure of design of sliding bearings?（solution in English）

4. What are failure models of mechanical components?（solution in English）

5. What are fundamental requirements for machinery design?（solution in English）

三、分析与计算 (50分) 1．图示为蜗杆一斜齿圆柱齿轮减速器．已知III—III轴的转向和该轴上斜齿轮的螺旋线方向为左旋，试问：

(1)欲使作用在轮2和轮3上的轴向力部分抵消，确定出轮2和轮3的轮齿螺旋线方向 (图示)； (4分)

(2)定出蜗杆1的螺旋线方向和轴I—I的转向(图示)； (4分)

(3)画出蜗杆和蜗轮所受圆周力F t，轴向力F a，径向力F r，的方向．(要求在啮合点画出方向，垂直纸面向内方向用

表示、向外方向用

表示) (3分)

2．钢板A由四个M16的普通螺栓固定于钢板B上，钢板的尺寸及受力情况如图示．已知钢板间的摩擦系数f = 0.16 ，联接的防滑系数K s = 1.2，螺纹中径d 2=14．701mm，螺纹小径d l = 13．835mm，螺栓材料的许用拉应力[σ]=90MPa ． 要求：

(1)校核该螺栓组联接是否安全；(12分)

(2)如果不改变钢板和螺栓的尺寸，材料、螺栓数目和外载荷，试提出一种提高此螺栓组联接强度的方案． (2分)

3．一轴两端各由一个30208轴承支承受力情况如图示，载荷系数f p=1.3，试分别求出两个轴承的当量动载荷． (13分)

已知轴承的基本额定动载荷C=34KN，派生轴向力s = R/2Y．

4．一混合摩擦润滑的向心滑动轴承，B/d 最大允许值为1.5，轴颈d=100mm，已知轴承的材料许用值[p]=5MPa，[V]=3m/s,[PV]=10MPam/s试求轴承的转速为以下三种数值时，轴的最大载荷各多少？(12分) （1）n1=250r/min （2）n2=500r/min （3）n3=1000r/min

四、Find out and correct structure mistakes in Fig. below (10分)

南京工业大学 机械设计试题（B）卷（闭） 2006--2007 学年第2 学期 一、选择、填充(20分)

1.齿式联轴器是一种可以补偿 位移的挠性联轴器。 (a)综合；(b)轴向；(c)径向；(d)角

2.若一滚动轴承的基本额定寿命为6万转，则该轴承所受的当量动载荷 基本额定动载荷。

(a)大于；(b)小于；(c)等于

3.设计时，按基本额定动载荷选择的滚动轴承，在预定使用时间内，其工作可靠度R为 。

(a) 0．95； (b)0．99； (c)0．9； (d)0．5 4．滑动轴承实验曲线如图其润滑状态

I区表示 II区表示

Ⅲ区表示

滑动轴承摩擦特性曲线

5.蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 自锁性越 . 6.对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料主要依据是 。 (a)齿面滑动速度v s； (b)蜗杆传动效率；

(c)配对蜗杆的齿面硬度； (d)蜗杆传动的载荷大小。

7．影响齿轮传动动载系数Kv大小的两个主要因素是 。(2分)

8．齿轮的弯曲疲劳强度极限σF l i m和接触疲劳强度极限σH l i m是经持久疲劳试验，并按失效概率为 来确定的。实验齿轮的弯曲应力循环特性为 循环。

9．直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以 的当量圆柱齿轮为计算基础的。 10．套筒滚子链的节距P越大，链传动的承载能力越 ，传动时的动载荷越 . 11．设计链传动时，大链轮齿数不应取的过多(>120齿)，否则链条磨损后易使链发生 现象。

12.新标准规定中，矩形花键以 定心． (a)大径； (b)小径； (c)侧面 )

13．图示极限应力曲线图, N点表示零件的工作应力状态，在零件加载过程中，设应力循环特性r＝常数，则零件的疲劳极限应力点为 (N l，N 2, N 3，N 4)，零件可能失效形式为 。

二,简答题（20分）（每小题4分）

1. 试比较以下三种情况（F1?F2?F3；V12. What is the basic rated dynamic load of rolling bearings?(solution in English)

3. What is the creep of belt drives? (solution in English)

4. What are the functions of lubrication in a bearing unit?（solution in English）

5. What are gear failures? (solution in English)

三、分析与计算(50分)

1．图示为单级斜齿圆柱齿轮减速箱，传递功率为P=4 kW(不计摩擦损失)。I轴为主动轴转速 n 1 =960r／min，转动方向如图示。已知齿数Z l =20，Z 2 =60；法面模数m n＝ 3 mm，法面压力角为α=20°，分度圆螺旋角β＝13°30’。试求齿轮2受力大小和方向(用三分力表示,轮1左旋)。(13分)

2．图示一转轴上采用一对70000型轴承，已知轴承受径向载Rl=1000N，R2=1500N，轴向载荷K=100N，轴承的附加轴向力S=0．4R，试求作用轴承上的轴向载荷Al，A2.(10分)

3.—混合摩擦润滑的向心滑动轴承．B/d最大允许值为l.5，轴颈d=100mm,已知轴承的材料许用值[p]=5Mpa，[V]=3m／s。[PV]=10Mpam/s，试求轴承的转速为以下三种数值时，轴的最大载荷各为多少? (12分) (1) n1=250r／min (2) n2=500r／min (3) n3=1000r／min

4．螺纹联接如图示。用二个M10（小径d1=8.376mm）的螺钉，将一块薄板联接在一机座上，薄板受力R=600N，二钉距S=150mm ，R与钉孔之距L=200mm，薄板与机座之间摩擦系数为f=0.12，螺钉材料许用拉应力[α]=80MPa，薄板与机座联结可靠性系数Ks=1.2，试校核此联接是否安全？(15分)

四、Find out and correct structure mistakes in the Fig. below (10分)

南京工业大学 机械设计试题（ A）卷（闭） 2007--2008 学年第 2 学期

1, 旋绕比C选得过大则弹簧尺寸过大，结构不紧凑。( )

2，按弯曲扭转合成计算轴的应力时引入α，目的是由于______________。 A 轴上键槽削弱轴的强度; B 正应力与剪应力方向不同; C 正应力与剪应力的循环特性有差异 3，在载荷较大比较平稳，无冲击，且两轴线易对中的情况下，通常宜采用_______联轴器。 A刚性； B无弹性元件的挠性； C 有弹性元件的挠性

4, 若一滚动轴承的寿命为588000转，则该轴承所受的当量动载荷 基本额定 动载荷。 A等于; B大于; C小于

5， 设计不完全液体向心滑动轴承时，为了控制轴承的温升保证轴承的工作能力，常需要对_________值进行校核计算。

6，在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 。 7，在承受横向载荷的普通紧螺栓组中，螺栓杆 作用。 A受剪切应力; B受拉应力; C受扭转剪切应力和拉应力 8，链传动中小链轮齿数宜适当多取些是为了______________。 A防止脱链; B防止小链轮转速过高; C提高传动平稳性; D保证链轮强度

9，提高齿轮抗点腐蚀能力，采取的措施是_____________。 A闭式传动；B软齿面；C加大中心距；

10，带传动中小带轮的直径dd1>ddmin是为了_________。

A带的弯曲应力; B相对滑动量; C保证带与轮面间摩擦力 11, 6．图示为直齿圆柱齿轮齿根弯曲强度计算力学模型，齿宽为b，试在图中标出Υ、Fn、h、S, 并写出齿根弯曲应力公式(σ F=M/W)中M和W表达式． (6分)

12,标准平键的承载能力，通常取决于键的抗剪切能力。( )

13,小带轮在一定的转速范围内，单根V带所能传递的功率随带速增加而增大。（ ） 14,角接触球轴承的接触角α越小，承受轴向载荷的能力就越大。( ) 15,直齿锥齿轮的强度计算是在轮齿的大端进行的。( ) 二, 简答题（20分）

1，试比较以下三种情况（F1?F2?F3；V12, What is the rated life of a rolling bearings？

3, What is the creep of belt drives?

4, What are gear failures?

5, What are the functions of lubrication in a bearing unit?

三、分析与计算题（50分） 1．(15 分)一对圆锥滚子轴承安装如图示.轴承1和轴承2受的径向载荷R1=580N，R2 =1800N，轴上作用有轴向载荷FA=150N，轴承的派生力S=R/(2*Y)，(Y=1.6，即Y取A/R>e时的Y值)，e=0.37，轴承的轴向载荷A与径向载荷R之比A/R>e时，X=0.4，Y=1.6；A/R≤e时，X=1，y=0，轴承载荷有中等的冲击，载荷系数fd=1.5。试求： （1）在下图上画出S1，S2的方向； （2）求两轴承的轴向载荷A1、A2；

（3）求两个轴承的当量动载荷P1、P2，并判断哪个轴承的额定寿命较短？

2．（12分）图示斜齿圆柱齿轮——蜗杆传动组成的传动装置，动力由I轴输入，蜗轮4为左旋齿。试求：

（1）为使蜗轮4按图中n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向；(2分)

（2）为使中间轴II所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和轮2的轮齿旋向；(4分) （3）在图上节点处画出齿轮1和蜗轮4所受的三分力的方向（垂直齿面向外的力画⊙，向内的力画 ）；(6分)

3．（15分）利用紧螺栓联接的力——变形协调关系图求解以下问题： （1）在单个螺栓受轴向外载荷F的力——变形图上，将Qp，Qp’，Q，（λb+Δλ），λ’m标在相应的图线上。 （Qp——预紧力，Qp’——残余锁紧力，Q——单个螺栓受的轴向总拉力，（λb+Δλ） ——螺栓的总的拉伸变形，λ’m——被联接件的剩余变形）

（2）已知F=5KN，Qp=10KN。螺栓的刚度为Cb，被联接件的刚度为Cm，Cm=4Cb,求Qp’。

(3）若采用螺栓M16（小径d1=13.835mm），屈服限σs=240Mpa，控制预紧力，安全系数S为1.5，问螺栓允许的最大的拉伸载荷为多少？

4．(8分)一混合摩擦润滑的向心滑动轴承，B/d 最大允许值为1.5，轴颈d=100mm，已知轴承的材料许用值[p]=5MPa，[V]=3m/s,[PV]=10MPam/s试求轴承的转速为以下三种数值时，轴的最大载荷各多少？ （1）n1=250r/min （2）n2=500r/min （3）n3=1000r/min

四、Find out and correct structure mistakes in Fig. below (10分) 图示为减速器轴的结构装配图，试指出结构错误并改正。（写上序号） 注：1，圆角、倒角、退刀槽未画出，不算错。 2，在题图上标注、修改，可另作图。

3,只指出5处错误，多指出无效，只批阅前5个答案。

南京工业大学 机械设计试题（ B）卷（闭） 2007--2008 学年第 2 学期

一、选择、填充与是(T)非(F)题(20分) 1. 与带传动相比，链传动的承载能力 ，传动效率 ，作用在轴上的径向压力 。 2. 普通螺栓联接，其设计准则是 。 3. 平键联接，键的常用材料为 。 4. 蜗杆直径d1=qm式中q称为 。

5. 45钢的持久疲劳极限σ-1=270 Mpa，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5*106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为 Mpa。 6. 圆柱螺旋弹簧的旋绕比C是 之比值。

7．带传动中小带轮的直径dd1>ddmin是为了 。

a）带的弯曲应力 b）相对滑动量 c）保证带与轮面间摩擦力 8. 链传动中小链轮齿数宜适当多取些是为了 。

a）防止脱链 b）防止小链轮转速过高 c）提高传动平稳性 d）保证链轮强度 9. 采用 的措施，不能有效地改善轴的刚度。

a）改用高强度合金钢 b）改变轴的直径 c）改变轴的支承位置 d）改变轴的结构

10. 若一滚动轴承的基本额定寿命为588000转，则该轴承所受的当量动载荷 基本额定动载荷。

a)等于 b)大于 c)小于

11. 螺纹升角增大，则联接的自锁性 。 a)提高 b)不变 c)降低

12．联轴器与离合器的根本区别在于 。(2分)

a) 联轴器只能用来连接两根轴；离合器还可以用来联结轴上的其他回转零件。

b) 联轴器只能用来传递转矩；离合器除传递转矩外，还可以用作安全、定向或起动装置。 c) 要把被联轴器联结的两轴分离，需要使机器停车进行拆卸；离合器可在机器工作过程中随时使两轴接合或分离。

d）联轴器只能用来连接两根轴，离合器还可以用来联结轴上的其他回转零件。 13．在保证链承载能力的条件下，尽量选用大节距的链条。（ ）

14．滑动轴承设计中，适当提高宽径比可以提高轴承的承载能力。( ) 15．开式齿轮传动中，齿面点蚀并不常见。( ) 16．蜗杆传动的最大特点是滑动速度大。( ) 17．联轴器和离合器的计算扭矩等于公称扭矩乘以一个小于1的载荷系数。( )

二、简答题（20分）

1， 简述螺纹联接的防松方法？

2， What are design requirements for mechanical components?

3， What’s the procedure of design of sliding bearings?

4, What’s the procedure of design of shaft?

5, What are failure models of mechanical components?

二、分析与计算(50分)

1.图示为蜗杆一斜齿圆柱齿轮减速器．已知III—III轴的转向和该轴上斜齿轮的螺旋线方向为左旋，试问：

(1)欲使作用在轮2和轮3上的轴向力部分抵消，确定出轮2和轮3的轮齿螺旋线方向(图示)； (5分)

(2)定出蜗杆1的螺旋线方向和轴I—I的转向(图示)； (4分)

(3)画出蜗杆和蜗轮所受圆周力F t，轴向力F a，径向力F r，的方向．(要求在啮合点画出方向，垂直纸面向内方向用

表示、向外方向用

表示) (6分)

2．一转轴由角接触球轴承支承，其受力和跨度如图示。 求：（1）两轴承的当量动载荷P1，P2（要求在图上画出FS的方向）（16分） （2）指出哪个轴承寿命长。（4分）

注：FS=1.14Fr；Fa/Fr≤e时，X=1，Y=0；Fa/Fr>e时，X=0.35，Y=0.57； fp=1.， e=1.14。

3. 如图所示为用三个M12的普通螺栓联接的两平板。已知F=900N，板间摩擦系数f=0.18，防滑系数Ks=1.2，螺栓小径d1=10.106mm，许用应力[б]=108MPa。

试校核此螺栓联接是否安全（10分）

4.一混合摩擦润滑的向心滑动轴承，B/d 最大允许值为1.5，轴颈d=100mm，已知轴承的材料许用值[p]=5MPa，[PV]=10MPam/s试求轴承的转速n1=250r/min时，轴的最大载荷各多少？（5分）

4

四、Find out and correct structure mistakes in Fig. below (10分) 图示为减速器轴的结构装配图，试指出结构错误并改正。（写上序号） 注：1，圆角、倒角、退刀槽未画出，不算错。 2，在题图上标注、修改，可另作图。

3,只指出5处错误，多指出无效，只批阅前5个答案。

南京工业大学机械设计试题（ A）卷（闭） 2008--2009 学年第二学期

一、填空，选择，判断题（15分）

1. 有A、B两个弹簧，中径DA>DB，其他参数和材料均相同，问： 当外载F相同时， 弹簧变形大，

2. 按弯曲扭转合成计算轴的应力时引入α，目的是由于______________。 A 轴上键槽削弱轴的强度； B 正应力与剪应力方向不同；

C 合成正应力与剪应力时的折算系数； D 正应力与剪应力的循环特性有差异 3. 齿式联轴器是一种可以补偿 位移的挠性联轴器。 A 综合； B 轴向； C 径向； D 角

4. 一对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，能承受径向载荷和轴向载荷的联合载荷。它们的基本额定动载荷C指的是______________。

A 纯轴向载荷；B 纯径向载荷；C 径向和轴向的联合载荷；D使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量

5. 设计滑动轴承时，载荷愈大，相对间隙ψ应_____________。 A愈大； B愈小； C任意

6. 一蜗杆传动，已知模数m＝8mm，蜗杆导程角γ=11°18’36”，蜗杆直径系数q=10．蜗杆转速nl=970r／min，蜗轮分度圆直径d2＝320mm，则蜗轮转速n2= r／min.

7. 齿轮传动中，齿形的修缘的目的是_________________________。

8. 在承受横向载荷的普通紧螺栓组中，螺栓杆 作用。 A受剪切应力； B 受拉应力； C 受扭转切应力和拉应力

9. 链传动中小链轮齿数宜适当多取些是为了______________。

A 防止脱链； B防止小链轮转速过高； C 提高传动平稳性； D 保证链轮强度

10. 提高齿轮抗点腐蚀能力，采取的措施是_____________。 A闭式传动； B软齿面； C加大中心距； D分度圆直径不变，减少齿数，增大模数

11. 带传动中小带轮的直径dd1>ddmin是为了_________。

A带的弯曲应力； B相对滑动量； C保证带与轮面间摩擦力

12. 设计时，按基本额定动载荷选择的滚动轴承，在预定使用时间内，其工作可靠度R为 。

A 0.95； B 0.99； C 0.9； D 0.5

13，灰铸铁齿轮传动常用于低速，无冲击和大尺寸的场合。( )

14. 直齿锥齿轮的强度计算是在轮齿的大端进行的。( )

15. 欲提高液体动压滑动轴承的工作转速，应提高其润滑油的粘度。( )

二、简答题（20分）（每小题4分） 1. 什么是滚动轴承的基本额定寿命？

2. What’s the procedure of design of shaft? (solution in English)

3. What’s the procedure of design of sliding bearings?（solution in English）

4. What are failure models of mechanical components?（solution in English）

5. What are fundamental requirements for machinery design?（solution in English）

三、分析与计算题（55分）

1. 一轴两端各由一个轴承支承受力情况如图示，载荷系数f p=1．3，试分别求出两个轴承的当量动载荷． (15分)

已知轴承的基本额定动载荷C=34KN，派生轴向力Fs = Fr/2Y．

2.图示斜齿圆柱齿轮——蜗杆传动组成的传动装置，动力由I轴输入，蜗轮4为左旋齿。试求：

（1）为使蜗轮4按图中n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向；

（2）为使中间轴II所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和轮2的轮齿旋向；

（3）在图上节点处画出齿轮1和蜗轮4所受的三分力的方向（垂直齿面向外的力画⊙，向内的力画 ）；（12分）

3.螺纹联接如图示。用二个M10（小径d1=8.376mm）的螺钉，将一块薄板联接在一机座上，薄板受力R=600N，二钉距S=150mm ，R与钉孔之距L=200mm，薄板与机座之间摩擦系数为f=0.12，螺钉材料许用拉应力[α]=80MPa，薄板与机座联结可靠性系数Ks=1.2，试校核此联接是否安全？（12分）

4.图示为单向转动的从动轴轴上为标准直齿圆柱齿轮。已知模数m=2mm，齿数Z=50,工作转矩T=50Nm(脉动循环), 在具有最大弯矩的轴截面上，抗弯截面系数W=2500mm3,抗扭截面系数WT=5000 mm3,α=0.6。要求：

（1） 做出轴的合成弯矩图、扭矩图、计算弯矩图；（6分） （2） 分别求出该截面上弯曲应力的应力幅бa和平均应力бm；（5分） （3）

分别求出该截面上扭转剪应力的应力幅τa和平均应力τm。（5分）

四、Find out and correct structure mistakes in Fig. below (10分)

南京工业大学机械设计试题（ B）卷（闭）

2008--2009 学年第二学期 使用班级 过控061--2 一、选择、填充、判断题(20分)

1. 现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学技术统称为 。 A摩擦理论； B磨损理论 C润滑理论 D摩擦学。

2. 按弯曲扭转合成计算轴的应力时引入α，目的是由于 。 A轴上键槽削弱轴的强度； B正应力与剪应力方向不同

C合成正应力与剪应力时的折算系数； D正应力与剪应力的循环特性有差异

3. 在载荷较大比较平稳，无冲击，且两轴线易对中的情况下，通常宜采用_______联轴器。 A刚性；B无弹性元件的挠性；C 有弹性元件的挠性

4.若一滚动轴承的基本额定寿命为6万转，则该轴承所受的当量动载荷 基本额定动载荷。

A大于； B 小于； C等于

5.对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料主要依据是 。 A 齿面滑动速度v s； B蜗杆传动效率；

C配对蜗杆的齿面硬度； C蜗杆传动的载荷大小。

6．影响齿轮传动动载系数Kv大小的两个主要因素是 。(2分)

7．标准D型V带传动，初拉应力σ0=F0 /A =1.2MPa(A=476mm2)，传递园周力800N时，若不计离心力影响，则工作时紧边拉力F1= N，松边拉力F2 = N。

8．直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以 的当量圆柱齿轮为计算基础的。

9．套筒滚子链的节距P越大，链传动的承载能力越 ，传动时的动载荷越 .

10．设计链传动时，大链轮齿数不应取的过多(>120齿)，否则链条磨损后易使链发生 现象。

11．带传动正常工作时，紧边拉力Fl和松边拉力F2关系为 。

(a) Fl=F2； (b) F1-F2=F； (c) Fl／F2=e ; (d) Fl+F2=F0 (F0为初拉力)。

12. 在滚子链的结构中，内链板与套筒两端采用 配合，滚子与套筒间，套筒与销轴之间采用 配合。

13．图示极限应力曲线图, N点表示零件的工作应力状态，在零件加载过程中，设应力循环特性r＝常数，则零件的疲劳极限应力点为 (N l，N 2, N 3，N 4)，零件可能失效形式为 。

14.标准平键的承载能力，通常取决于键的抗剪切能力。( )

15. 蜗杆传动的最大特点是滑动速度大。( )

二、简答题（20分）（每小题4分）

1. 试比较以下三种情况（F1?F2?F3；V12. What is the basic rated dynamic load of rolling bearings?(solution in English 3. What is the creep of belt drives? (solution in English)

4. What are the functions of lubrication in a bearing unit?（solution in English）

5. What are gear failures? (solution in English)（4分）

三、分析与计算题(50分)

1. 如图示二级斜圆柱齿轮传动减速器，已知第一对斜齿轮传动参数为：法面模数mn1=10,螺旋角β1=18030’，Z1=12，Z2=30，1轮轮齿旋向为右旋。又知第二对斜齿圆柱齿轮参数

mn2=14，Z3=12，Z4=45。今欲使中间轴所受的轴向力的大小相等，方向相反，试确定第二对齿轮的轮齿螺旋角β2和Z3轮齿旋向。（10分）

2．图示一转轴上采用一对70000型轴承，已知轴承受径向载Rl=1000N，R2=1500N，轴向载荷K=100N，轴承的附加轴向力S=0．4R，试求作用轴承上的轴向载荷Al，A2.(10分)

3.—混合摩擦润滑的向心滑动轴承．B/d最大允许值为l.5，轴颈d=100mm,已知轴承的材料许用值[p]=5Mpa，[V]=3m／s。[PV]=10Mpam/s，试求轴承的转速为以下三种数值时，轴的最大载荷各为多少? (15分) (1) n1=250r／min (2) n2=500r／min (3) n3=1000r／min 4．一厚度为δ的薄板用两个M12的饺制孔螺栓联结在厚机座上，尺寸如图示（单位mm）。已知薄板受力R=6000N，螺栓材料[τ]=96MPa，螺栓受剪面d0=13mm，螺栓及板孔表面的许用挤压应力[α]p=150MPa ，试校核其联接强度。（15分）

四、Find out and correct structure mistakes in Fig. below (10分)

南京工业大学机械设计试题 （ A ）卷 试题标准答案

2006--2007学年第二学期使用班级 过控041—2 一、填空，选择题（20分）

1. b 2. a 3. 略 4. c 5. 动载 6. 略 7. b,c,a 8. 971.2, 171.2 9. c 10. d

二、简答题（20分）（每小题4分）

1，指一批相同的轴承，在相同的运转条件下，其中90%的轴承在疲劳点蚀前所运转的总转数或在一定转速下所运转的总工作时数。

2，(1) T--- dmin; (2) structure design; (3) force analysis; (4) strength check. 3，（1）Select the construction and the materials of bearings; (2) Preliminarily select the basic dimensions of bearings; (3) Check the design conditions;

(4) Select the lubricant and the lubricating installation.

4，(1) Fracture failure; (2)Failure resulted from unexpected deformations; (3) Failure on surface damage (4)Failure resulted from abnormal operational conditions.

5，(1) Functional requirements; (2) Economic requirements; (3) Safety and environment requirements; (4) Reliability requirements; (5) Other specific requirements.

三、分析与计算题（50分） 1．（11分） 图示

2．（14分）

求合力R=100+1500=1600N 求预紧力F‘=12000N

验算σ=103.8MPa>[σ]不安全 改进：正对角布置。 3．（13分） 1) 求R1 ,R2

R2=

R1 = R2 - F1= 1616-1200 = 416N 2)求S1 ,S2 ;A1 ,A2

S1 ,S2 方向如图示(略)

S1=

S2=

S2 + F2 > S1 轴承1被压紧,轴承2被放松. A1 = S2 + F2 = 905N A2 = S2 = 505N 3) 求 P1 ,P2

P1=fP( X1*R1+Y1*A1 )= 1.3*( 0.4*416+1.6*905 )=2099N P2=fP( X2*R2+Y2*A2 )=1.3*1*1616 =2100N 4．（12分）

(1) v =1.3 m/s < [v] , F 75000N (2) v=2.6 m/s <[v], F57296N （3） v=5.2 m/s>[v], 不能承载

四、结构题（10分） 略

南京工业大学机械设计试题 （ B ）卷 试题标准答案

2006 --2007 学年第二学期 使用班级过控，机械041--2 一、选择、填充题(20分)

1，a；2，a；3，c；4，边界润滑，混合润滑，液体润滑；5，低，高； 6，a；7，速度，制造精度；8，1%,脉动；9，齿宽中点；10，大，大；11，脱链；12， b；13，N4，疲劳失效； 14，F；15，F

二、简答题（20分）（每小题4分） 1. （c）不能形成油膜。（a），（b）都能形成油膜，但F1>F2,V12. The load to which the bearings can be subjected while achieving a rated life (l10) of 1 million revolutions(rev).

3. Because the belt is elastic materials there is the elastic stretch when the belt is loaded. Then relative slip takes place between the belt and the pulley. Such relative slip is known as belt creep. 4. (1) to provide a low-frication film;

(2) to protect the bearing components from corrosion; (3) to help dissipate heat from the bearing unit; (4) to carry heat away from the bearing unit;

(5) to help dispel contaminants and moisture from the bearing.

5. (1) Breakage; (2) Pitting; (3) Gluing; (4) Abrasive wear; (5) Ridging.

三、分析与计算题(50分)

1， （13分）

T1=9.55*106 P/n=39791N.mm, T2=T1*i=119375N.mm i=3, d1=60mm, d2=180mm Ft2=2T2/d2=1326N

Fr2=Ft*tanαn/cosβ=496N Fa2=Ft*tanβ=318N

2， （10分） （1)求S1 ,S2

S1 ,S2方向如图示.（略）

S1 = 0.4R1 =0.4*1000 =400N; S2 = 0.4*1500 = 600N A1=500N,A2=600N 3，（12分）

（1）v1=1.31 m/s， [p]v1<[pv] =10Mpam/s, PMAX=75000N(由[p]决定)； （2）v2=2.62 m/s， [p]v2>[pv] =10Mpam/s, PMAX=38217N(由[pv]决定)； （3）v3=5.24 m/s， v3>[v] , 失效。 4，（15分）

1）单个螺栓所受的合力F F1=R/2=600/2=300N

F2= F=

2）求螺栓预紧力Qp

f*Qp=KF, Qp= 3）校核

=202Mpa>[]=80Mpa

不安全

四、结构题（10分） 略

南京工业大学机械设计试题答案（A） 一、 填空，选择题

1,T; 2,C; 3,A; 4,B; 5,PV; 6,低; 7,C; 8,C; 9,C; 10,A 11,略; 12,F; 13,T; 14,F; 15,F 二、 简答题 1，（b）最好；（c）能不形成油膜；

2, The life that 90% of the bearings would achieve successfully under a rated load.

3, because the belt is elastic materials there is the elastic stretch when the belt is loaded. Then relative slip takes place between the belt and the pulley. Such relative slip is known as belt creep. 4, (1) Breakage; (2) Pitting; (3) Gluing; (4) Abrasive wear; (5) Ridging. 5, (1) to provide a low-frication film;

(2) to protect the bearing components from corrosion; (3) to help dissipate heat from the bearing unit; (4) to carry heat away from the bearing unit;

(5) to help dispel contaminants and moisture from the bearing. 三、1,

1) S1 ,S2方向如图示（略） S1=181N; S2=563N 2) . A1=713N; A2=563N 3) P1==2059 N; P2=2700N 因为 P2>P1 所以 轴承2寿命较短

2, 如图示

3,

1）标注（略）

2）解: Qp’ = Qp - = 10 - = 6KN

3) []===160MPa

Q 4, 1).F

==18.5KN

=[P] * 1.5 * d2 =5 * 1.5 * 1002 =75000N

2).F

将[Pv]=10Mpa m/s， n代入上式得： (1) n=250 r/min , F (2) n=500 r/min,F57296N (3) n=1000 r/min,F288N 3) 由 1) , 2) 确定

(1) n=250 r/min F75000N (2) n=500 r/min F57296N (3) n=1000 r/min V>[v] 4). 验算

[v]=3m/s (1) v =1.3 m/s < [v] ,

F

75000N

v= (2) v=2.6 m/s <[v], F57296N

(3) v=5.2 m/s>[v], 不能承载

四、结构改错（图略）

南京工业大学机械设计试题答案（B）

一、1，大 高 小；2，保证螺栓静力(或疲劳)的拉伸强度；3，45 钢；4，蜗杆直径系数；5，539Mpa；6，中径D与弹簧丝直径d；7，a；8，c；9，a；10，b；11，c；12，c；13，F；14，T；15，T；16，F；17，F 二、

1，摩擦防松：对顶螺母，弹簧垫圈，自锁螺母；机械防松：开口销与六角螺母，止动垫圈，串联钢丝；破坏防松。

2, (1) Design for Safety ;(2) Design for manufacturability; (3)Design for costs; (4)Design for reliability.

3,（1）Select the construction and the materials of bearings;

(2) Preliminarily select the basic dimensions of bearings; (3) Check the design conditions;

(4) Select the lubricant and the lubricating installation.

4, (1) T--- dmin; (2) structure design; (3) force analysis; (4) strength check.

5, (1) Fracture failure; (2)Failure resulted from unexpected deformations; (3) Failure on surface damage (4)Failure resulted from abnormal operational conditions. 三、1，

1）轮3右旋，轮2右旋。

2）如图示（右旋）。 3）如图示。

2，（1） Fr1=500N，Fr2=1500N。Fs1=570N，Fs2=1710N。Fa1=2710N，Fa2=1710N。 P1=1719.7N，P2=1500N。 （2）轴承2寿命长。

3，Fs=2000N，d=5.54mm 安全可靠

4，v1=1.31 m/s， [p]v1<[pv] =10Mpam/s, PMAX=75000N(由[p]决定)； 四、(略)

南京工业大学机械设计试题 （ A ）卷 试题标准答案

2008--2009学年第二学期使用班级 过控061—2 一、填空，选择，判断题（15分）

1. DA 2. d 3. a 4. d 5. b 6. 48.5 7. 降低动载荷 8. （c） 9. （c） 10. （c） 11.（a） 12. （c） 13. T 14. F 15. F 二、简答题（20分）（每小题4分）

1，指一批相同的轴承，在相同的运转条件下，其中90%的轴承在疲劳点蚀前所运转的总转数或在一定转速下所运转的总工作时数。

2，(1) T--- dmin; (2) structure design; (3) force analysis; (4) strength check. 3，（1）Select the construction and the materials of bearings; (2) Preliminarily select the basic dimensions of bearings; (3) Check the design conditions;

(4) Select the lubricant and the lubricating installation.

4，(1) Fracture failure; (2)Failure resulted from unexpected deformations; (3) Failure on surface damage (4)Failure resulted from abnormal operational conditions.

5，(1) Functional requirements; (2) Economic requirements; (3) Safety and environment requirements; (4) Reliability requirements; (5) Other specific requirements.

三、分析与计算题（55分） 1， R1=416N，R2=1616N；S1=130N，S2=505N；A1=905N，A2=505N；P1=2099N，P2=2100N 2， 如图示

3， αca=201.7MPa?[α]=80Mpa，不安全。 4， （1）如图示。（2）бa=8.5MPa, бm=0;(3) τa=τm=50MPa

四、结构题（10分）

1键槽不在同一母线；2没有间隙； 3 轴承无法顶紧；

4，缺少调整垫片； 5 应该用套杯； 6轴承无法装拆；等等。

南京工业大学机械设计试题 （ B ）卷 试题标准答案

200 8--2009 学年第二学期 使用班级过控061--2 一、选择、填充、判断题(20分) 1，（d）；2，（d）；3，（a）；4，（a）；5，(a)； 6，速度，制造精度；7，F1=971.2N F2=171.2N；8，齿宽中点；9，大，大；10，脱链；11，（b）；12， 过盈 ，间隙；13，N3，疲劳失效； 14，F；15，F

二、简答题（20分）（每小题4分） 1. （c）不能形成油膜。（a），（b）都能形成油膜，但F1>F2,V11. The load to which the bearings can be subjected while achieving a rated life (l10) of 1 million revolutions(rev).

3. Because the belt is elastic materials there is the elastic stretch when the belt is loaded. Then relative slip takes place between the belt and the pulley. Such relative slip is known as belt creep. 4. (1) to provide a low-frication film;

(2) to protect the bearing components from corrosion; (3) to help dissipate heat from the bearing unit; (4) to carry heat away from the bearing unit;

(5) to help dispel contaminants and moisture from the bearing.

5. (1) Breakage; (2) Pitting; (3) Gluing; (4) Abrasive wear; (5) Ridging.

三、分析与计算题(50分) 1，（10分）

轮3轮齿旋向如图示,为左旋。Fa2与Fa3方向如图（略） 根据题意有 Fa2=Fa3 ,

Ft= ,

得：T2 = T3 将上式整理得

=2

sin2=2=10

*sin18

2，（10分） （1)求S1 ,S2

S1 ,S2方向如图示.（略）

S1 = 0.4R1 =0.4*1000 =400N; S2 = 0.4*1500 = 600N A1=500N,A2=600N 3，（15分）

（1）v1=1.31 m/s， [p]v1<[pv] =10Mpam/s, PMAX=75000N(由[p]决定)； （2）v2=2.62 m/s， [p]v2>[pv] =10Mpam/s, PMAX=38217N(由[pv]决定)； （3）v3=5.24 m/s， v3>[v] , 失效。 4，（15分）

（1）力R向螺栓形心O简化得横向力R和旋转力矩T如图示（略） （2）求对单个螺栓所受的横向力 F F1=3000N； F2=8000N ； F=（3）验算

=

=

四、结构题（10分）

1 缺少加工台阶；2 缺少调整垫片； 3 齿轮无法顶紧； 4，键槽太长； 5 套筒太高； 6 键槽不在同一母线，等等。

练习题答案

练习十一

1. B 2. C 3. A 4.

10π，20π/2，30π/3，40π/4

5. 1s 6. 75J 7. k1k21 2π(k1k2)m-18.（l）A0.10m， 20πs， 0π/4， T0.1s， 10Hz。

（2）x7.0710(m)v4.44(ms)，a2.7910(ms) 9. x4cos(t2-12-2π25π)cm 410.（1）x0.06cos(πtπ/3)m，（2）t0.833s

11.（1）x32（2）EkE A0.07m，

423412. (1) x5cos(2πtπarctan)(cm)

(2) 32kππ (k0,1,2)时最大；32kπ (k0,1,2)时最小。

练习十二

1. C 2. D 3. A 4. C 5. C 6. π/2

7. yP2cos(4πtπ/2)(m) 8. yAcos[(t)9. 30ms1

10.y0.03cos2π(0.5t10x)m

11.（1） y10.10cos(100πt15.5π)m；y20.10cos(100πt5.5π)m。 （2） π 1015.5π和205.5π。12.（1）yAcos[2π(250txuu]

x)π/4]（SI） 200（2）yAcos(500πt5π/4)（SI）， v500πAsin(500πt5π/4)（SI）

213.（1）yo110cos(tπ2πππ2)m，（2）y110cos[(tx))m 32314.（1）yAcos[2ππ2ππ(utx)]，ut)，（2）yAcos(（3）v24-12Au

15.（1）A0.05m,50Hz,1.0m,u50ms （2）vmax15.7m/s， amax4.93103ms-2 （3）π。

16. x= 1，3，5，……，29m。

17.（1）vs19.0ms1， s414.6Hz，（2）438.5Hz440Hz

练习十三

1、D 2、B 3、B 4、A 5、C 6、减少双缝间距 7、0.6 8、600 nm 9、1.5 10、2(n1)d 11．d4.74106m

12． (1)正面:  = 6688 A°(红色), =4013 A°(紫色) (2)反面: = 501.6 nm(蓝绿色)

13．（1）7000A，（2）N14(条) 14．n1.71

15．d2.02105m 16．4107m， k4 17．600nm

练习十四

1、C 2、B 3、B 4、B 5、 600 nm 6、625 nm 7、第一级明纹 第二级暗纹 8、0,1,2,4,5,7,8,10

49．（1）x15104m，（2）x17.510m，（3）x31.5103m

10．d5.28103mm

11．（1）bb60000A （2）当k1时，b15000Ab45000A；当k3时，。

b45000Ab15000A（3）当b15000A时，实际出现级数：0,1,2,3,5,6,7,9。

b45000A当b45000A时，实际出现级数：0,1,2,3,5,6,7,9。

b15000A12．（1）02.2104rad，（2）2.2mm 13．（1）x0.27cm，（2）x1.8cm

14．（1）l05.5103m（2）l04.1103m 15．三级完整的可见光谱 16、(1) bb1.266104cm

练习十五

1、B 2、C 3、45 4、1.732 5、

332I0 6、完全偏振光 垂直入射面 部分偏振光

7、（1）I13I0/4，I23I0/16，（2）I1I0/2,I2I0/8 8、30 9、I线23I,I1自3I 10、

I1I13 2练习十六

1、B 2、B 3、A 4、B 5、c 6、0.75c 1.5 me 7、tt6125.7710(s)。 8、v3.6107ms1

9、v0.4c 10、（1）v32c，

（2）l0.25m，(3)t32cs 练习十七

1、C 2、B 3、B 4、D 5、A 6、D 7、C 8、1.51 10、hc(11)

011、T15.27103K， T28.28103K， T339.9910K 12、

MB2M3.63 B113、（1）W3.21019(J)，

（2）U03.65(V) 14、（1）1.0121010m，

（2）148eV 9、5.13103K

15、 （1）

12mv3.21019(J)，（2）U02.0(V)，（3）02.96107(m) 216、U1.74V 17、P0.091 18、p

17 81