机械设计基础考试试题及答案

1、2B! ?一凸粒3*嚏 ETfiR 猾地D.基圆机械设计基础试题一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内1 .在如图所示的齿轮一凸轮轴系中，轴4称为（）A零件B.机构C.构件D.部件2 .若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为（）A.转动副B.移动副C.球面副D.螺旋副3 .渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（）A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆4 .机构具有确定相对运动的条件是（）A.机构的自由度数目等于主动件数目B.机构的自由度数目大于主动件数目C.机构的自由度数目小于主动件

2、数目5 .一般转速的滚动轴承计算准则为（D.机构的自由度数目大于等于主动件数目A.进行静强度计算B.进行极限转速计算C.进行疲劳寿命计算D.进行热平衡计算6 .柴油机曲轴中部的轴承应采用（）A.整体式滑动轴承B.剖分式滑动轴承C.深沟球轴承D.圆锥滚子轴承7 .螺纹联接的自锁条件为（）A.螺纹升角4当量摩擦角B.螺纹升角摩擦角C.螺纹升角摩擦角D.螺纹升角a当量摩擦角8机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为（）A. max min B.max min2maxminD.max minmax min9 .较链四杆机构的死点位置发生在（）A.从动件与连杆共线位置B.从动

3、件与机架共线位置C.主动件与连杆共线位置D.主动件与机架共线位置10 .当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用（）A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承11作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是（）A.对称循环B.脉动循环C.恒定不变D.非对称循环12在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用（）A.圆型带传动B.同步带传动C.V型带传动D.平型带传动13.较链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机 架应取（）A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆14若被联接件之一厚度较大、材料较软、强

4、度较低、需要经常装拆时，宜采用（）A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接D.紧定螺钉联接15在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（）A.将产生刚性冲击 B.将产生柔性冲击C.没有冲击 D.既有刚性冲击又有柔性冲击16与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数Yfs值有关的参数是（）A.工作齿宽bB.模数mC.齿数zD.压力角a17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在（）A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分 C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部分18普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是（）（注：下标t表不端面，a表本轴向，1表小蜗杆、2表不蜗轮）A.mt1 = ma2 at1=aa2,

5、 丫 = 3B.ma1=mt2, oc a1= oc t2, Y = 3C.mi=ma2, 0Ct1=aa2, 丫 =-BD.ma1=ma2, aa1=at2, 丫 =-B19下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是（）A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器20带传动的主要失效形式是带的（）A.疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲劳点蚀二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）21在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和22对于动不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数目为23摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为24在内啮

6、合槽轮机构中，主动拨盘与从动槽轮的转向25普通平键白剖面尺寸（bx h）, 一般应根据按标准选择。26链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的，所以应属于传动。27在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是（T H1（tH2。28蜗杆传动的效率包括三部分，其中起主要作用的是的摩擦损耗效率。29滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度越30联轴器型号是根据计算转矩、转速和从标准中选取的。三、分析题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）31.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将蜗杆、蜗轮的轴 向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。题

7、31图32试分析只受预紧力F'作用的单个螺栓联接的应力情况，写出其强度计算公式，并指出公式中每个参数的 物理意义。四、计算题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）33计算图示机构的自由度，若含有复合较链，局部自由度和虚约束请明确指出。题33圈34.已知一l对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm传动比i12=3小齿轮的齿数4=1&试确定大齿轮的齿数Z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径、齿顶圆直径。35在图示传动装置中，已知各轮齿数为：zi=20, 22=40, 23=20, 24=30, z=80,运动从I轴输入，II轴输出，m 二1000r/min转动方向如图

8、所示。试求输出轴n的转速n及转动方向。班38季例少一缺少阚的弟片36某轴用一对圆锥滚子轴承支承,外圈窄边相对安装,已知两轴承所承受的径向载荷分别为Fn =9000N,Fn=5000N,其内部轴向力分别为 Fsi=2430N,fsn=1350N传动件作用于轴上的轴向力Fa=1000N判断系数e=0.32当Fa/FWe时，X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时，X=0.4, 丫=1.8&试分别计算出轴承的当量动载荷。五、设计题（本大题共2小题，每小题7分，共14分）37图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B。点接触时为初始位置 试用作图法在图上标出：（1）

9、当凸轮从初女&位置转过1=90。时，从动件走过的位移S1；（2）当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度2。说明：（1齐必作文字说明，但必须保留作图线；（2）9和2只需在图上标出，不必度量出数值。38图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例所示，指出图中的其它结构错误（不少于7处）。（注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。）机械设计基础试题-一参考答案一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)I .A2,B3.D4.A5.C6.B7.A8.C9.A10.CII .A12.C13.B14.B15.A16.C17.B18.B19.D20.A

10、二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)21 .受力情况22.223两者相等24相同25轴径26.啮合27等于28轮齿啮合时29大30轴径三、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)31期轩转动方向如图所示答凯国蜗杆为右旋Ft2与蜗轮分度圆相切，指向左端Ft1与蜗杆分度圆相切，指向右端Fa1与蜗杆轴线平行，指向右Fa2与蜗轮轴线平行，指向左32螺栓受到拉应力(T和扭转剪应力T的作用(T = 13 F < (T d 一拉应力，d1 一螺 ,2一d 1 4栓最小直径，(T 许用拉应力。四、计算题(本大题共4小题，每小题6分，共24分)33.(1)F处为复合较链，H处(或I处

11、)为虚约束，应除去(2)计算自由度：n=6, P=8, R=1F=3n-2PPH=3X 6-2X 8-1 =134门12=幺=3.-.Z2=i12Z1=3X 18=54Z1a=m (Z1+Z2)- m=2aZ1 Z22 10818 54=3mmd=mz1=3x 18=54mmcb=mz2=3x 54=162mmda1=d1 +2ha*m=54+6=60mmda2=d2+2ha* m=162+6=168nn35这是一个混合轮系：齿轮3、4、5和系杆H组成一个行星轮系；齿轮1、2组成一个定轴轮系 对于3、4、5、H组成的行星轮系，有. h飞nHZ580i 35 -n5nHZ320将 n5=0 代入

12、上式得 n3-n-H-4 即 -n3-=1+4=5(1)nHnH对于1、2齿轮组成的定轴轮系，有i12 型 丝 402即业=2-(2)nilnin2 Z120n2联立解(1)、(2)式,并考虑到ni=m, n2=nH,n3=n口得将 ni=1000r/min代入，彳导 nn=-2500r/min 负号说明n口转向与a转向相反。36轴向力：Fsi+Fa=2430+1000=3430N>S轴承I被放松Fai=Fsi =2430N轴承n被压紧Fan=Fsn=3430N当量动载荷Fai/Fri=2430/9000=0.27<eXi=1Yi=0pI=XiFn=9000NFan/Frn=343

13、0/5000=0.686>eXn=0.4Yn=1.88Pn=XnFYn+YnFan=0.4X 5000+1.88< 3430=12672.6N五、设计题(本大题共2小题，每小题7分，共14分)37 .如图所示，正确作出偏距圆，按-3方向转90° ,在图上正确标出Si过B2点作偏距圆切线，正确标出2角38 . (1瞅少调整垫片；(2监毂键槽结构不对；(3行齿轮处键槽的位置不在同一角度上;(4渔槽处没有局部剖；(5)端盖孔与轴径间无间隙；(6)多一个键；(7)齿轮左侧轴向定位不可靠；(8)齿轮右侧无轴向定位；(9)轴承安装方向不对；(10)轴承外圈定位超高；试题二(11并由与

14、轴承端盖相碰。1 .家用缝纫机踏板机构属于机构；A)曲柄摇杆，B)双曲柄，C)双摇杆2 .V带(三角带)传动的带轮基准直径应取为A) D B) D C) D D) Q3 .设计V带传动时，带轮直径不能太小，是为了限制;A)带的长度，B)传动的中心距，C)带的离心力，D)带的弯曲应力4 .标准蜗杆传动中，如果模数m不变，增大蜗杆特性系数q,则蜗杆的刚度将A）增大，B）减少，C）增大或减少，D）不变5 .普通螺纹的公称直径是_径；A）大，B）小，C）中 一6 .齿轮弯曲强度计算中所用的齿形系数Y的大小与齿轮的有关；A）齿数，B）模数，C）齿宽一7 .齿轮的渐开线形状取决于它的。A）齿顶圆，B）分度

15、圆，C）基圆，D）齿根圆8 .机构运动简图是，,的简单图形。9.6105（旧标准代号105）轴承，精度是内径为 系列的轴承;10.工作中只受弯矩不受转矩的轴叫作轴.只受转矩不受弯矩的轴叫作_轴.同时受弯矩和转矩的轴叫作轴、自行车的前轴是轴、中轴是一轴.后轴是一由；11 .平键联接靠饯递转矩，楔键联接靠饯递转矩，楔键联接的主要缺点是三、问答题（有3小题，每题5分，共15分）12 .对轴瓦材料的主要要求有哪些？13 .螺纹联接有哪几种基本类型花们各适用于什么场合？14 .典型的滚动轴承由哪些基本元件组成？它们的作用是什么？四、改错题（有1小题，每题2分，共2分，圈出题中文字错误处，并用线引在题外的

16、空白处改正）15 .最大应力max值相同，彳f环特征r分另是+1、0、-1的应力，其中r=+1的应力最易使零件疲劳损伤。五、计算题（有4小题，分别为5分，8分，8分，8分，共29分）16 .计算图示机构的自由度。如有复合较链、局部自由度和虚约束，应指出17 .不完全液体润滑（混合润滑）径向 滑动轴承，d=60mm宽径比E/d=1.2, 轴承材料的p =5MPa V=3m/s,pV=10MPam/s。求当 n=600r/min时，轴承允许的最大载荷为多少。18 .一起重吊钩通过尾部螺纹拧上螺母挂在吊具的孔中（看作松螺栓联接）已知载荷C=25kN吊钩材料为35 钢，许用应力=60N/mm试求吊钩尾

17、部螺纹的小径。19 .已知V带传动中，最大传递功率P=8kW带的速度v=10m/s,若紧边拉力Fi为松边拉力F2的2倍，此时 小带轮上包角1=120,求：（1）有效拉力Fe； （2）紧边拉力Fi； （3）当量摩擦因数f/。六、作图题（有4小题，每题2.5分，共10分）20 .画出普通螺栓联接的结构图；21 .对图所示的机构，用作图法找出滑块C的两个极限位置。22 .画出普通平键A型、B型、C型的形状；23 .按（1 l=1mm/m0出模数 m=10mma =20°的标准齿条齿廓，最少三个齿；七、结构改错题（每指出一处，并正确说明错误内容的，得2分,总分为10分）24 .图中为一对圆锥

18、滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。试指出图中的错误（在图中错误处写出序号），并按序号简要说明错误的内容，不必在图中改正机械设计基础试题二参考答案一、选择填空题（有7小题，每题2分，共14分）1.A 2,B 3.D 4.A 5.A 6.A 7.C二、填空题（有4小题，16个空，每空1分，共16分）8 .用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例绘制各运动副的相对位置，因而能说明机构各 构件间相对运动关系9 .P0 , 25,特轻，深沟球；10 .心，传动，转，心，转，心；11 .挤压，摩擦，对心性不好；三、问答题（有3小题，每题5分，共15分）12 .答：（

19、1）强度、塑性、摩擦顺应性和嵌入性好；（2）跑合性、减摩性和耐磨性好；（3）耐腐蚀性强；（4）润滑性和导热性良好；（5） 工艺性好13.答：序号螺纹联接的基本类型适用的场合1螺栓 联接普通螺栓联接两被联接件通孔校制孔螺栓联接两被联接件通孔，且两被联接件需要精确固定相对位置,或承受横向载荷2双头螺柱联接被联接件之一太厚不宜制成通孔，材料又较软,且需经常拆卸3螺钉联接被联接件之一太厚不宜制成通孔，受力不大，且不需经常拆卸4紧定螺钉联接固定两个零件的相对位置,且力或转矩不大时;也用于调整零件的位置14 .答：内圈，内圈用来和轴颈装配。外圈，外圈用来和轴承座装配。滚动体，滚动体的作用是当内圈、外圈相

20、对转动时，滚动体在内、外圈的滚道间滚动，从而形成滚动摩擦。保持架，保持架的作用是避免相邻的滚动体直 接接触。四、改错题（有1小题，每题2分，共2分）15 .答：r =+b r =-1五、计算题（有4小题，分别为6分，8分，8分，8分，共30分）16 .（本小题6分）B处存在局部自由度。F3n 2 PL Ph17 .（本小题8分）dn60 10006060 600 188m/s V1000Fi<FiBd12d12 60 72 mm 得72 60 21600N216 kN10 72 60F2 < pV B d /V 22978.7 N 22.98 kN1.88所以轴承允许的最大载荷为F

21、l, F2 m'n ,即FmaxF121.6 kN4 25 1033.14 6023.033mm18 .（本小题8分）解:由松螺栓联接的设计公式得螺纹小径为d 4Qd 119 .（本小题8分）解：有效拉力 Fe =1000P/v=100OX 8/10=800 N （2 分）又知：Fi-F= R, Fi=2F2则紧边拉力R=2 E =1600 N （3分）根据欧拉公式FiF2当量摩擦系数 f =1pi（Fi/F2）/ a=ln2/（3.14 x 120/180）=0.693/2.0933=0.331 （3分）六、作图题（有5小题，每题2分，共10分）20 .答：见图121 .答：见图22

22、2 .答:利用曲柄与连杆共线时，滑块达到极限位置这一知识，以A为圆心，分别以BC-ACBC+ACj半径画圆, 与导路的两个交点C和G即可得到滑块C的两个极限位置，如图3所示23 .答：见图524 .答：根据齿距 p=n m=3.14X 10=31.4mm,F顶高 h=m=10mnmj根高 hf=1.25m=12.5mm廓压力角 a =20° 画出 的图见图6七、结构改错题（每指出一处，并正确说明错误内容的，得2分，总分为10分）25 .答:错误处见图1）键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确；2）轴承盖孔径应大于轴径，避免接触；3）此处不应 有键联接；4）轴长应短于轮毂长度，

23、保证轴套压紧齿轮；5）轴应有轴环，使齿轮定位；6）轴承应正装；7）轴 不应与轴承盖相碰，且不需这么长；8）左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片；9）两轴承内侧应加封油环；10）箱体加工面与非加工面未分开；11）齿轮啮合的画法不对；12）两齿轮的宽度应不等，B=B+ （35）; 13） 右端轴承缺中心线；14）箱体机座孔的投影线漏画；15）右轴承盖缺联接螺钉；16）左轴承盖的加工面与非加工面未分开。机械设计基础试题三一、选择填空题（有8小题，每题2分，共16。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字 母填在题中的横线上）1 .用于制造滚动轴承套圈及滚动体的常用材料是一；A）45, B

24、）GCr15, C）HT200, D）Q2352 .决定了从动件的运动规律；A）凸轮转速，B）凸轮轮廓曲线，C）凸轮的形状3 .一对标准齿轮传动，大小齿轮齿面接触应力分别为H1 , H2,则存在.A） H1 H2, B） H1 H2, C） H1 = H24 .两个被联接件之一较厚，材料较软，强度较低，且需要经常装拆时，所用的螺纹联接应为联接;A）螺栓，B）双头螺柱，C）螺钉，D）紧定螺钉5 .带传动与齿轮传动相比的一个优点是；A）可缓和冲击、吸收振动，B）传动比稳定，C）寿命长，D）效率高6.按弯扭合成计算轴的强度时，计算当量弯矩公式中的系数”是考虑Mv M2A）材料抗弯与抗扭的性能不同，B

25、）弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同，C）强度理论的要求7 .齿轮根切的现象发生在的场合；A）齿数较少，B）齿数较多，C）模数较小，D）模数较大8 不能保证固定不变的传动比的传动是；A）齿轮传动，B）带传动，C）蜗杆传动二、填空题（有6小题，16个空，每空1分，共16分。把答案填在题中横线上）9 .以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为 10 .渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 11对钢制闭式齿轮传动，当HB 350时，主要失效形式为 应按强度设计，并按强度进行校核计算；12 .直齿标准齿轮的基本参数（用符号表示）是 > c*；13 .凸轮机构主要由 和固定机架三个基本构件组成；1

26、4 .在钱链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为 只能往复摇摆某一角度的构件称为 直接与两连架杆相连接，借以传递运动和动力的构件称为 三、问答题（有4小题，每题5分共20分）15 .螺纹联接的防松方法，按工作原理来分可分为哪几种？要求每一种举一例。16 .什么是滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷？17 .试解释带传动中弹性滑动和打滑现象。弹性滑动和打滑会引起什么后果？二者都可以避免吗？18 .钱链四杆机构的基本形式有几种？四、改错题（有1小题，每题2分，共2分，圈出题中文字错误处，并用线引在题外的空白处改正）19 .仅承受扭矩的轴叫转轴。五、计算题（有4小题，分别为5分，8分，9分，8分

27、，共30分）20 .下图为某深沟球轴承的载荷P与寿命L的关系曲线，试求：1）此轴承的基本额定动载荷C;2）若轴承当量动载荷P= 0.10,轴承转速n=1000r/min,轴承寿命Lh为多少？21有一滑动轴承，其轴颈直径d=100mm, B/d=1.4,p = 8MPa, V=3 m/s, pVj=15MPam/s,转速n=500r/min,问此轴承允许最大工作载荷为多少?22如图所示用两个M10 （小径d1 8.376mm ,中径d2 9.026 mm j的螺钉固定一牵引钩。若螺钉材料为Q235钢，屈服极限s 240 Mpa ,装配时控制预紧力（安全系数取Ss 16 ），考虑摩擦传力的可靠性系

28、数（防滑系数）Kf12，接合面摩擦因数=0.2,求其允许的牵引力Fr （取计算直径dc=d1）。23.一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，已知模数m=2mm,齿数z1=25, z2=75。求齿距p,全齿高h,分度圆直径 d1, d2,齿顶圆直径da1,齿根圆直径di2,标准中心距a和传动比i。六、分析题（有1小题，每题6分，共6分）24.按图所示校链四杆机构中的尺寸，分别确定各机构的名称。七、作图题（有2小题，每题5分，共10分）25 .请画出螺栓联接式蜗轮结构图（剖面图）。26 .试分析图中受单向轴向力Fa的角接触球轴承结构中的不合理结构处，并画出正确结构。机械设计基础试题三参考答案一、选择填空题（

29、有 8小题，每题2分，共16分）1.B2.B3.C4.B5.A6.B7.A8.B二、填空题（有12小题，16个空，每空1分，共16分）9 .基圆10 .m1=m2, a 1= a 2;11 .点蚀，轮齿折断，接触，弯曲；*12 .z） m, a ） ha ,13 .凸轮，从动件；14 .曲柄，摇杆，连杆；三、问答题（有5小题，每题4分，共20分）15 .答：摩擦防松，如用对顶螺母，弹簧垫圈，自琐螺母等。机械防松，如开口销与六角开槽螺母，止动垫圈，串联钢丝等。其它防松，如挪冲，胶粘等16 .答：按一组轴承中10%的轴承发生点蚀失效，而 90%的轴承不发生点蚀失效前轴承内外 圈的相对转数（以106

30、为单位）或工作小时数作为轴承的寿命，并把这个寿命叫做基本额定 寿命。滚动轴承基本额定动载荷，就是使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷。17 .答：带传动的弹性滑动与打滑的主要区别是弹性滑动是局部滑动，会引起传动比不准，是不可避免的；打滑是全面滑动，将是带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。18 .答：钱链四杆机构的基本型式有三种：曲柄摇杆机构；双曲柄机构；双摇杆机构四、改错题（有1小是19 .答：转轴一传动 五、计算题（有4小是20 .（本小题5分）Lh1）C=45000N2）2分，共2分)分别为5分,16670 Cx()n P8分，9分，8

31、分，共30分）16670 C 3()3 16670 h10000.1 C21.(本小题8分)B 1.4d 14 100 140 mmF dB p 100 140 8 112000 Ndn / (60 1000)100 50060 10002.62 m / spV 15 p 2.6215p 5725 MPa所以 2.62由此得 F 5725 100 140 80150N所以，允许最大工作载荷为80150N。22.（本小题9分）S- 240 /1.6150 MPa许用拉应力Ss螺钉数z= 2,接缝面数m=1,则所需预紧力FKfFR12 Frmz 0.2 1 213F -wd12强度条件为4d124

32、 1.3 3一一一28.3761504 1.3 32119 N齿距全齿高分度圆直径23.解:由已知条件p=n m=3.14 x 2=6.28mm h=2.25m=2.25X 2=4.5mmd=m zi=2 x 25=50mmd2=m z2=2 x 75=150mm齿顶圆直径 齿根圆直径 标准中心距 传动比dai= di+2m=50+2 x 2=54mmdf2= d2-2.5m=150-2.5 x 2=145mm a=( di+ d2)/2=(50+150)/2=100mm i = Z2/ z1=75/25=3（每个答案1分，共8分）六、分析题（有1小题，每题6分，共6分）24 .答：a）双曲柄

33、机构；b）曲柄摇杆机构；c）双摇杆机构；d）双摇杆机构（答对一 个得1分共4分）七、作图题（有2小题，每题2分，共12分）25 .（本小题5分）26 .（本小题5分）不合理结构：1）受轴向力方向应为轴承“大口”指向“小口” ，图中轴承装反；2）沿轴向力传递路线， 角接触轴承外圈左侧的弹性挡圈无必要。正确结构如图。试题四1. 一个没有任何约束的物体，它有个自由度。及带与带轮的磨损。2 .带传动的主要失效形式是2.在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数nH（大小与方向）。3.有一轴用一对46309轴承支承，轴承的基本额定动负载Cr=48.1kN,内部轴向力 S=0.7Fr ,3 .平键联接靠键和键

34、槽的 传力，高度方向有 ,不会影响轴与轴 上零件的对中。4 .常用的滑动轴承材料分为金属材料、 和三类。5 .受轴向外载荷的螺栓联接，其螺栓的轴向总载荷等于工作载荷与 之和。6 .行程速比系数 K是表示钱链四杆机构 性质的参数。7 .既受到扭矩又受到弯距的轴称为 。8 .在用范成法加工齿轮时，若被加工齿轮的齿数小于 ,则可能出现根切现象。9 .零件受载时在传力的接触表面上会产生应力，其中面接触传力为 应力，点、 线接触传力为 应力。10 .在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的 是避免机构发生运动失真的 有效措施。11 .螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离是螺旋的 12 .在V

35、带传动设计中，限制带轮最小直径主要是为了限制带传动中的 c13 .开式齿轮传动的主要失效形式是 和。14 .滚动轴承的配合制度是轴承与轴的配合为 ,轴承与轴承座孔的配合为。、计算题（每小题 20分，共60分）1 .计算下列结构的自由度，并指出机构中的复合较链、虚约束。Z1 20, Z2=27, Z2 =45, Z3 40 ,已知齿轮1的转速n1=330r/min，试求转臂H的转速已知轴上承力 Fr =2500N, Fa =1600N,轴的转速n=960r/min，尺寸如图所示。若取载荷系数fp=1.2 ,试计算轴承的使用寿命。eFa/F r < eFa/F r > eXYXY0.7

36、100.410.85三、设计题（共20分）根据同学们所学过的知识及所经历的生活常识，设计一个有创意的机构，可以是水位报警器、智能防盗系统、电动剃须刀（简单的旋转型除外）、洋参切片机、自动面条机等，要求画出机构简图，并算出其机构的自由度。其中简图为 12分，自由度计算为8分。（要说明 哪些是局部约束，那些是虚约束）机械设计基础试题四参考答案一、填空题（每空1分，共20分）1. 6 2 .打滑疲劳破坏 3 .侧面 间隙4 .非金属材料粉末冶金材料5.剩余预紧力6.急回运动7.转轴 8 . 17 9 .挤压 接触10 .基圆半径基轴制11.导程12 .弯曲应力 13 .磨损 轮齿折断 14 .基孔制

37、二、计算题（每小题 20分，共60分）1 .解（共20分）（1） 活动构件数n=5,低副数Pl =7,高副数Ph =0（3分）因此自由度数F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1（5 分）C为复合钱链（2分）（2） 活动构件数n=5,低副数Pl =7,高副数Ph =0（3分）因止匕自由度数F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1（5分）F、G为同一个移动副，存在一个虚约束。（2分）2 .解（共20分）：（1）判断转化轮系齿轮的转动方向由画箭头法可知，齿轮 1与齿轮3的转动方向相反。（2分）（2）转化轮系传动比关系式.hnnH Z2 Z3（8分）i13n3nHZ1 Z2'（3）计算转

38、臂H的转速nH代入n 330,% 0及各轮齿数330 nH27 400 nH20 4533061-nH5nH 150r /min转臂H的转动方向与齿轮1相同。 （10分）3.解（共20分）（1）计算径向负荷由力矩平衡Fr2 X 200- F RX 300+ Fax 40=0Fr2= (F RX 300- F AX 40)/200=(2500 X 3000-1600 X 40)/200=3430NFr1= Fr2- F R=3430-2500=930N( 5 分)(2)计算轴向负荷内部轴向力8=0.7 F r1=0.7 X930=651NQ=0.7 F r2=0.7 X3430=2401N由Si

39、+ Fa< S2 ,可知轴承1为“压紧”轴承，故有Fa1= S2- F A=2401-1600=801NFa2= S2=2401N(5 分)(3)计算当量动负荷轴承 1: Fa1/ F r1=801/930=0.86>e ;取 X= 0.41 , Y= 0.87P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.2 X (0.41 X 930+0.87 X 801)=1294N轴承 2: Fa2/ F r2=0.7=e ;取 X=1,Y=0B=fpXFr2=1.2 X 3430=4116N P2> P1取P=P2=4116N计算轴承寿命。(7分)(4)计算轴承寿命Lh=(106/60n

40、)( C t/P) '= 106 /(60 X 960) X (48.1 X 103/4116) ' =27706h(3 分)三、设计题（共20分）此题目灵活性较大，批卷老师可根据学生设计的程度和创意，主观打分。（20分机械设计基础试题五1 .选择题（每题2分，共20分）1 .齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是（）。A. 45 号钢B. ZG340640C. 20CrD . 38CrMnAlA2 . 一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的（）必须相等。A.直径dB.模数mC.齿宽bD.齿数z3 .蜗杆传动是（）A.啮合传动B.在中间平面内，蜗轮蜗杆啮合相当于斜齿

41、轮直齿轮啮合C.传动效率高 D.传动比不大4 .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5 .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6 .型号为7210AC轴承的轴承套圈内径为（）A. 72B. 10C. 50D. 2107 .键的剖面尺寸bXh通常是根据（）从标准中选取。A .传递的转矩B.传递的功率C.轮毂的长度D.轴的直径8 .联轴器与离合器的主要作用是（）。A .缓冲、减振B .传递运动与转矩C.防止机器发生过载D.补偿两轴的不同心或热膨胀

42、9 .28H7的孔与 27P6轴可以是（）。A .过盈配合B.间隙配合 C.过渡配合 D .非配合连接10 .当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹 的自锁性能（）。A.好B.差C.相同D.不一定2 .填空题（每空1.5分，共30分）1 .采用凸台或沉头座孔做为螺栓头或螺母的支承面是为了（2 .自行车的中轴是（）轴，而前轮轴是（）轴。3 .平键 B20X80 GB1096-79 中，20X80 是表示 （）。4,滚子链 16A1X88 GB/T 1243-97 的节距为（）。5 .平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于（）6 . 一台机器空运转。对外

43、不做功，这时机器的效率等于（）。7 .对于四杆曲柄摇杆机构，如果以曲柄作为机架，则该机构为（）8 .当平面连杆机构在死点位置时，此时的传动角为（）。9 .平面机构具有确定运动的条件是（）。10 .机械效率等于（）功与（）功之比，它反映了（）功在机 械中的有效利用程度。）,不能完全消失而残留的）和（）,所设计的机构越紧11 .外力撤消后构件上能完全消失的变形称为（永久变形称为（）。12 .在较链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是（13 .在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越（凑，但是压力角（），使机构的工作情况变坏。14 .渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮（）和（）必须分别相等。15,斜齿

44、圆柱齿轮的标准模数是（）。直齿圆锥齿轮的标准模数是（）。16 .渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮（）、（）和（）必须分别相等。17.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取（）处的接触应力为计算依据,其载荷由（）对轮齿承担18 .平键的截面尺寸应按（）从键的标准中查取，键的长度 L可参照（）从标准中选取。必要时应进行强度校核。19 .轴如按受载性质区分，主要受（）的轴为心轴，主要受（）的轴为传动轴。20 .机械速度的波动可分为（）和（）两类。三、试分析齿轮、轴、轴承部件组合设计的错误结构（如下图），至少找出五处或五处以上的错误；用序号指明错误的位置并用文字说明。（15分）四、计算题（1题，共1

45、5分）如图所示的轮系中，已知zi =z2 =Z4=Z5=20, Z3 =Z6 =60,齿轮1的转速ni =1440（r/min）,求齿轮6的转速（大小及方向）（方向用箭头表示）五、已知一正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，齿数 Z1=20,模数m = 2mm,拟将该齿 轮作某外啮合传动的主动齿轮，现须配一从动齿轮，要求传动比 i=3.5,试计算从动齿 轮的几何尺寸及两轮的中心距。 （20分）机械设计基础试题五参考答案1. C 2. B 3. A 4. B 5. D 6. C 7. D 8. B 9. D 10. A1.防止螺栓承受弯矩。 2.阶梯轴，固定心轴。3.键宽X键高。4. 25.4。5. 0度

46、。6. 0。7.双曲柄机构。8. 0。9.自由度=原动件数。10.有用功，总功，总。11 .弹性变形，塑性变形。12.有一最短杆，最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。13.小，增大。14.模数，压力角15.法面模数mn 大端模数m16 .模数，压力角和螺旋角17.节点，一。18.轴径d,轮毂长度。19.弯矩，扭矩。20 .周期性 非周期性。1 .解题要点此轴承组合设计有以下四个方面的错误：（1） 转动件与静止件接触：轴与轴盖；套筒与轴承外圈（2） 轴上零件未定位、未固定：筒顶不住齿轮（过定位）；卡圈不需要（3） 工艺不合理：加工：精加工面过长且加工不方便；联轴器孔未打通；箱体加工

47、面与非加工面没有分开安装：轴肩过高，无法拆卸轴承；键过长，套筒无法装入调整：无垫片，无法调整轴承游隙（4） 润滑与密封：齿轮用油润滑，轴承用脂润滑而挡油盘；缺缺密封件四.计算题 解题要点：(1) 本题所示为一个定轴轮系。(2) 其转动比为ni 2 Z2Z3Z5Z6Z3Z6 60X60 门Ii2 = =(-1) 9%Z1Z2Z4Z54 z4 20X20ni1440n6160(r min)ii29齿轮6的转向与齿轮1的转向相同。如图所示。五、计算题解：根据给定的传动比i,可计算从动轮的齿数 Z2 = iZ1 =3.5 >20 = 70已知齿轮的齿数Z2及模数m,由表5-2所列公式可以计算从动

48、轮各部分尺寸。分度圆直径d2 = mz2 = 2X 70 = 140 mm齿顶圆直径da2 =亿2 + 2ha*) m = (70+2 x1)2=144 mm齿根圆直径df =亿2 - 2ha*- 2c*) m = (70-2x 1-2 x 0.25)2=135mm全齿高h=(2 ha*+c*)m = ( 2X1 + 0.25) 2= 4.5 mmd1d2m2中心距a 2一 万(乙 Z2) ,(20 70) 90 mm试题六一、填空题(每空1分，共30分)1 .机构具有确定运动的条件是自由度F>0目 原动件数等千自由度 F 。2 .在曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与

49、连杆处于共线位置时称为 死点 ，此时机构的彳动角为 0° ,压力角为90°。3 .在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中，筐速运动规律有刚性冲击； 正弦加速度 运动规律无冲击。4 .带传动工作时，最大应力发生在_紧边讲入小带轮处,最大值为_ 1 b1 c5 .带传动的设计准则为：在保证带传动不发生打滑的前提下,带具有一定的 疲劳 强度和使用寿命。6 . 一对渐开线齿轮正确啮合条件为：模数相等、压力角相等 及 12,齿轮连续啮合条件为：重合度大于7 .图示减速器中，1为蜗杆，2为蜗轮，3、4均为斜齿轮，主动轴蜗杆为顺时针旋转，蜗 轮为右旋，则蜗杆螺旋线方向为 右旋，若希望蜗轮2和

50、小齿轮3的轴向力能抵消一部分, 则齿轮3的螺旋线方向为右旋，齿轮4的轴向力方向为 向上。8 .按轴工作时所承受的载荷不同，可把轴分成心轴 ， 转轴 ， 传动轴 。9 .代号为7312C的滚动轴承，其类型名称为角接触球轴承，内径为60mm,宽度系列代号为0,直径系列代号为3。10.螺纹连接中，按其工作原理不同，螺纹防松方法有摩擦防松、 机械防松 和 破坏螺纹副关系防松等。11.轴承的基本额定动载荷是指轴承的基本额定寿命恰好为106r时,轴承所能承受的载荷值。二、问答题（每题6分，共24分）1 .请说明平面机构速度瞬心的概念，并简述三心定理。答：瞬心是指互相作平面相对运动的两构件在任一瞬时，其相对

51、速度为0的重合点，或者是绝对速度相等的重合点。（3分）三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心（1.5分），它们位于同一直线上（1.5分）。2 .简述闭式齿轮传动的设计准则答：1）对于软齿面闭式齿轮传动，通常先按齿面接触疲劳强度进行设计（2分），然后校核齿根弯曲疲劳强度（1分）。2）对于硬齿面闭式齿轮传动，通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计（2分），然后校核齿面接触疲劳强度 （1分）。3 .平键连接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些？平键的截面尺寸 bxh是如何确定的？答：平键的工作面为两侧面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。（2分）主要失效形式是工作面的压溃和键的剪断。（2分）截面尺寸根据轴径 d由标准查出。（2分）4 .简述形成流体动压油