中国石油大学（北京）远程教育学院
期 末 考 试
《机械设计课程设计》
学习中心： _ ___ 姓名： ___ _____ 学号： __ ____
关于课程考试违规作弊的说明
1、提交文件中涉嫌抄袭内容 （包括抄袭网上、 书籍、报刊杂志及其他已有论文） ，
带有明显外校标记， 不符合学院要求或学生本人情况， 或存在查明出处的内容或
其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“ 0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有 50%以上相同者判为雷同，成绩为“ 0”。 3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不
相干者，认定为“白卷”或“错卷” ，成绩为“ 0”。
一、题型
课程设计，包含问答题、改错分析题型及设计计算题，问答题共 2 题，每题
10 分，共 20 分；改错题 1 题，共 30 分；设计计算题 1 题，共 50 分。
二、题目
（1）学号末尾数为 1、3、5 的课程设计题目
1、对轴瓦材料主要有哪些要求？（ 10 分）
2、传动齿轮设计时，如何确定齿轮的结构参数。 （10分）
3、改错分析题（ 30分）
指出下图结构中的错误，并用文字说明。 （本题至少有 6 处错误，每指出一
处错误得 5 分）
4、计算题（ 50 分）
试设计铣床中的一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知：传递功率 P=7.5KW，
小齿轮转速 n1=1450r/min，传动比 i=2.08，两班制，每年工作 300天，使用寿命
5 年。
提示：材料、精度等级选取，齿数计算，齿面接触疲劳强度校核，齿根弯曲
疲劳校核。无需结构设计。
（2）学号末尾数为 0、4、6、8 的课程设计题目
1、螺纹连接有哪几种基本类型？（ 10 分）
答：1，螺栓联接 特点：被联接件均较薄，在其上制通孔（不切制螺
纹）。
用螺栓、螺母联接，结构简单，装拆方便， （可以两边装配）。
应用：被联接件厚度均小， 不受被联接件材料限制， 允许常拆卸， 应用广泛。
根据螺栓受力情况，分两类：
（1） 普通螺栓联接（受拉螺栓） ：被联接件 D 孔>D 栓（查手册： M20
以下 D 孔=D 栓+1 如：M10：D 孔=11mm）。 （2） 铰制孔螺栓联接（受剪螺栓） ：D 孔=D 柱（名义相等，用公差控
制）。 图 10-9b，即孔壁间无间隙，适用于承受横向载荷。 （垂直螺栓轴线
方向）。2，双头螺柱联接：
特点：被联接件之一较厚，在其上制盲孔，且在盲孔上切制螺纹。
薄件制通孔，无螺纹。用双头螺柱加螺母联接。
允许多次装拆而不损坏被联接件。
应用：通常用于被联接件之一太厚，不便穿孔，结构要求紧凑，必须采用盲
孔的联接或须经常装拆处。
3，螺钉联接：
特点：不需用螺母，将螺钉穿过一被联接件的孔，旋入另一被联接件的
螺纹孔中。（结构上比双头螺柱简单） 。
应用：被联接件之一太厚，且不经常装拆的场合。
4，紧定螺钉联接：
特点：利用紧定螺钉旋入一另件的螺纹孔中， 并以末端顶住另一零件的表面
或顶入该零件的凹坑中。
应用：固定两零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。
2、简述一般传动齿轮的失效形式、设计方法和步骤。 （10 分）
答：（1）失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变
形。
（2）设计方法：
1，由主机厂或发动机厂或主设计师提出变速箱的各档速比。 2，变速箱
应以精巧实用为基本原则。 3，变速箱壳体最好采用铝合金压铸件。 4、变速箱
各前进档位均应设有同步器。 5，齿轮及轴应采用常规低碳合金钢材料，渗碳淬
火工艺。 6，各档位位置应符合常规使用习惯。 7，各档位应定位可靠，挂档位
置清晰，挂档轻松，不脱档。 8，变速箱必须充分考虑散热、 排气及润滑问题。 9，
必须做好防漏油结构设计。
（3）步骤：
1、根据负载、以及运动状态（速度、是垂直运动还是水平运动）来计算驱
动功率
2、初步估定齿轮模数（必要时，后续进行齿轮强度校核，若在强度校核时，
发现模数选得太小， 就必须重新确定齿轮模数， 关于齿轮模数的选取， 一般凭经
验、或是参照类比，后期进行安全校核）
3、进行初步的结构设计，确定总传动、以及确定传动级数（几级传动）
4、根据总传动比进行分配，计算出各级的分传动比
5、根据系统需要进行详细的传动结构设计 （各个轴系的详细设计） ，这样的
设计一般还在总装图上进行。
6、在结构设计的时候，若发现前期的参数不合理（包括齿轮过大、相互有
干涉、制造与安装困难等） ，就需要及时的返回上面程序重新来过
7、 画出关键轴系的简图，画出各个轴端的弯矩图、转矩图，从而找出危险
截面，并进行轴的强度校核
8、低速轴齿轮的强度校核
9、安全无问题后，拆分零件图
3、改错分析题（ 30分）
指出下图齿轮轴承结构中的错误， 并用文字说明。 例如：①处未加调整垫片。
（本题至少有 6 处错误，每指出一处错误得 5 分）
答：①处轴承端盖内缺少毛毡， ②处键槽位置太长， ③处轴承端盖外圈不能超出
轴承外圈， ④处轴承安装错误， ⑤处套筒不能高于轴承外圈， ⑥处右端轴径设计
不合理。
4、计算题（ 50 分）
试设计一带式运输机的减速器高速级齿轮传动。 已知：此减速器为二级标准
直齿圆柱齿轮传动， 功率 P1=5KW，小齿轮转速 n1=960r/min，小齿轮齿数 z1=24，
齿数比 u=4.8。该机器每日 2 班工作，工作寿命 15年（每年 300 个工作日）。带
式运输机工作平稳，转向不变。
提示：材料、精度等级选取，齿数计算，齿面接触疲劳强度校核，齿根弯曲
疲劳校核。无需结构设计。
答：分析题意可知， 本题为闭式标准直齿圆柱齿轮传动的设计计算。 通过此题掌
握设计程序与步骤、正确地选用设计准则、设计参数和有关数据。
1. 选定精度等级、材料及齿数
（1）由于运输机为一般机器，速度不高，故齿轮选用 8 级精度。
（2）由机器的用途和工作条件， 选用便于制造且价格便宜的材料， 齿轮选用
软齿面；由表 10—1 选小齿轮材料为 45 钢（调质），HBS1=240；大齿轮材料为 45
钢（常化），HBS2=200
（3）选取小齿轮齿数 z1=24[ 闭式齿轮传动 ] ；大齿轮齿数 Z2=uZ1=4.8X24=115。
此齿轮传动为软齿面闭式齿轮传动， 故其设计准则为 “按齿面接触疲劳强度
设计，然后校核该传动的齿根弯曲疲劳强度” 。
2. 按齿面接触疲劳强度设计
设计公式为
（1）确定上式中的各数值 : 初选载荷系数 Kt=1·3；小齿轮传递的扭矩为
T1=95.5×105p1/n1=95.5 ×105×5/960=4980.0N·mm
选取齿宽系数
查表 10—4 得 ZE=189.8MPa 1/2 [ 均为锻钢」；
由图 10 —23（C）查得 ；由图
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