机械设计基础试题

1、一 .填空1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为 机架时，它为何种具体类型？双曲柄机构；（2）当取d杆为机架时，则为曲柄摇杆机构。平面四杆机构无急回特性时极位夹角=0 ，行程速比系数_ K=1_平面连杆机构当行程速比K>1时，机构就具有急回特性。在双曲柄机构中，已知三杆长度为 a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d 杆长度为 110mmd190mm 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时， 曲柄与连杆共线时为死点位置，曲柄为主动件时，_不存在_死点位置；在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆 杆作为机架，则与

2、机架相连的两杆都可以作整周回转 运动，即得到双曲柄机构。3.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是，摇杆为主动件，曲柄为从动件。 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是_连杆与摇杆之间所夹锐角_3.为保证四杆机构良好的机械性能,传动角不应小于最小许用值。4.凸轮轮廓曲线决定了从动杆的运动规律。5. 以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_基圆_。 凸轮机构中，凸轮基圆半径愈大, 压力角愈小，机构传动性能愈好。 凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到实际轮廓线上的最小半径。 凸轮机构中的压力角是指凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向间的夹角。 凸轮机构中的压力角是指_凸轮上接触点的法线

3、与该点的线速度方向_间的夹角。 凸轮机构能使从动杆按照 凸轮轮廓曲线，实现各种复杂的运动。 6. 键20X70GB109579的含义是_ A型平键 宽度b=20mm，长度L=70mm _。  键B18*50 的含义是_ B 型 长度50mm _。 普通平键的三种形式为_   A  B  C。 键联接的主要用途是：周向固定，键“12X50”的含义是传递运动和转矩。紧键联接与松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有摩擦力。紧键联接主要用途是使轴与轮毂之间沿周向固定并传递扭矩。 普通平键联接传递动力是靠两侧面的挤压力 平键

4、联接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应安装一对平键。 7.链“B18X80”的含义是_ b=1B型键宽长度L=80mm度8mm _。 设计键联接的几项主要内容是：a按轮毂长度选择键的长度 b按要求选择键类型 c按内径选择键的剖面尺寸 d进行必要强度校核 具体设计时一般顺序为b-c-a-d。 8.螺纹联接是指利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来。它是一种可拆联接。 螺旋传动是指利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动。 9.在国家标准中，规定普通螺纹的牙型角为600，螺纹的公称直径是指它的外径，螺纹“M12X1.5左”的含义是左旋细牙螺纹公称直径12 。M16*2

5、的含义是_细牙螺纹外径16螺距2普通螺纹联接中的松螺纹和紧螺纹联接的主要区别是：松螺纹联接的螺纹部分不承受 扭转 的作用。 10.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采用双头螺栓联接 。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用 三角形细牙螺纹。拧紧螺母时的功率主要与螺纹的升角和牙型角有关。11.某调整螺纹，采用双头粗牙螺纹，螺距为3mm，为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm， 则螺杆应转_2_圈。被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为_拉断_。 12.国标规定，三角带有Y Z A B C D E七种类型，传递能力最大的为_ Y&#

6、160;  型。最小的为_A型，代号B2240表示 B型基准长度2240mm 。三角带的锲角是_400 。标准三角带型号的选定，取决于传递的功率。工作条件与型号一定的三角带，其寿命随小带轮直径的增大而增大。三角带传动和平型带传动相比较，其主要优点是传动效率高 一定型号的三角带传动，若小带轮直径一定，增大其传动比，则带饶过大带轮上的弯曲应力减小。 为使三角带传动中各根带受载均匀，带的根数不宜超过_10_根三角带横截面为等腰梯形,夹角为40度,在设计三角带轮时，轮槽夹角一般确定为小于40度在具体设计三角带传动时，a：确定带轮直径D1，D2，b：选用带的型号，

7、c：确定带的长度L，d：确定带的根数Z，e：选定初步中心距a0，f：计算实际中心距a，g： 计算作用在轴上的压力F。以上各项目进行的顺序为b-a-e-c-f-d-g 。 13.带传动的主动轮直径d1 =180mm，转速n1 =940r/min，从动轮的直径为d2 =710转速 n2=233r/min,则其弹性滑动系数为0.022。 带传动的中心距与小带轮的直径一致时，若增大传动比，则小带轮上的包角减小。   带在工作时产生弹性滑动，是由于带的紧边与松边拉力不等。 带传动主要是依靠 带和两轮接触面之间的摩擦力 来传递与动和动力，带的传动中的有效圆周Ft _与负载无关

8、_。带传动中，当中心距a过大，常会引起带的_抖动_，而中心距a过小，又会加速带的_老化（失效）_。15.一对齿轮啮合时,两齿轮的节圆始终相切。一对齿轮要正确啮合，它们的模数必须相等，一个齿轮上的圆有齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆。一标准直准圆柱齿轮的周节P=15.7mm,齿顶圆的直径为d=400mm,则该齿轮的齿数为_78_。17.齿轮传动的标准安装是指分度圆与节圆重合。18.齿轮传动的重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿对数越多，齿轮传动也越平稳。19.仿形法加工齿轮，根据被加工齿轮的_模数_，_齿数_选择刀具刀号。20.一主动直齿轮的转矩为100Nm,其分度圆直径为50mm，则其传递的圆周力为

9、4000N，径向力为1455.9N 。21.滚动轴承代号“6215”的含义是深沟球轴承 直径系列2 内径75mm 。滚动轴承“6312”的含义是_深沟球轴承 直径系列3内径6022.一般来说，滚子轴承更能承受冲击，球轴承更适合于较高的转速下工作。 23.额定动载荷是指额定寿命106寿转，L=1(106转)时轴承所能承受的最大载荷24.转轴是指既承受弯矩也承受扭矩,传动轴是指只承受扭矩25.一个阶梯轴由轴头， 轴颈，轴身三部分组成。 1 机构具有确定运动的条件是：原动件数等于自由度数。2. 在曲柄滑块机构中，当取滑块为原动件时，_有两个_死点位置。3. 一个渐开线圆柱齿轮上有两个可见圆，_齿顶圆

10、、齿根圆 和两个不可见圆：_分度圆、基圆_。 渐开线齿廓基圆上的压力角等于零，渐开线齿廓形状取决于_基圆_直径大小， 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其正确啮合条件为_模数和压力角相等 一渐开线标准直齿圆柱齿轮，跨6个齿与跨7个齿所测的公法线长度分别为42.14mmy与49.52mm ，则该齿轮模数为_ m=5_。1一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿距为15.7毫米，齿根圆直径为367.5mm，则该齿轮的齿数为_76，由于渐开线齿轮的传动比等于_基圆半径的反比_，所以即使两轮的安装中心距略有偏差，也不影响两轮的传动比。 由渐开线的形成可知,离基圆越远的点,相应的压力角_大，我国规定标准压力角为_200。

11、5. 用齿条型刀具范成加工渐开线直齿圆柱齿轮，当_ Z<17_时，将发生根切现象。6. 标准平键联接的承载能力，通常取决于_轮毂的挤压强度_。7对于齿面硬度HB350的闭式齿轮传动，设计时一般_先按接触强度条件计算_。8. 阿基米德圆柱蜗杆的_轴面_模数，应符合标准数值。 10. 通常情况下，避免滚子从动件凸轮机构运动失真的合理措施是_减小滚子半径_。2 在轴的初步计算中，轴的直径是按_扭转强度_来初步确定的。14工作条件与型号一定的三角带，其寿命随小带轮直径的增大而_增大_。22仿形法加工齿轮，根据被加工齿轮的_ Z_ m _选择刀号。24滚动轴承的额定动载荷是指_ L=1(106转)

12、时承受的载荷_。2在正常条件下，滚动轴承的主要失效形式是_滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀。1.机器或机构各部分之间应具有_确定_运动。机器工作时，都能完成有用的_机械功 或实现转换_能量。4. 常用的间歇运动机构有_棘轮和槽轮机构_。9.斜齿圆柱齿轮的配对条件是_法面模数和压力角相等，螺旋角大小相等，方向相反。12. 轴上安装零件有确定的位置，所以要对轴上的零件进行_周向_固定和_轴向_固定。1. 运动副是指能使两构件之间既能保持_直接接触_接触，而又能产生一定的形式相对运动的_联接_。8. 牛头刨床的工作台进给机构用的是_棘轮机构_。10. 分度圆上的压力角等于200，摸数取的是_标准值

13、_，齿厚和齿槽宽_相等的齿轮，称为标准齿轮。8A、B、C 三种类型的普通平键b、h、h相同,则工作中受挤压面积最大的应属_ B 型。23当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用_轮系传动_。25.闭式硬齿面齿轮传动的强度设计，首先按_齿根弯曲疲劳强度_条件计算出_模数_。19.闭式软齿面齿轮传动的强度设计，首先按_齿面接触疲劳 强度条件计算，校核齿根弯曲疲劳强度。20.轮系通常分为_定轴轮系和行星轮系_两种。1.机器或机构构件之间，具有确定的相对运动。机构具有确定运动的条件是：原动件数等于机构的自由度数.5.双圆销外啮合槽轮机构，槽轮有6条槽，要使槽轮转两圈，曲柄盘应转 12 圈7.模数是齿轮

14、的主要参数，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据，齿形的大小和强度与它成正比。8.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的法面模数和法面都相等，齿轮的 螺旋角相等而旋向相反 。9.规定蜗杆头数与螺旋升角的正切之比，称为蜗杆特性系数。10.在工作中同时承受弯矩和扭矩 两种作用，本身又转动的轴，叫转轴16.刚性凸缘联轴器用四只铰制孔螺栓联接，螺栓中心的圆直径D=200mm ,轴传递扭矩T=180N.m,则作用在每个螺栓上的力为450。 10.一调整螺旋，采用双线粗牙螺纹，螺距为3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动2毫米，则螺杆应转1/3 圈19.闭式软齿面齿轮

15、传动的强度设计，首先按齿面接触疲劳强度条件计算，校核齿根弯曲疲劳强度。20.轮系通常分为定轴轮系和行星轮系两种。8.    牛头刨床的工作台进给机构用的是_棘轮机构_。18汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是_传动轴。1.两轴在空间交错900的传动，如已知传递载荷及传动比都较大，则宜选用_蜗轮蜗杆传动_。24当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用_轮系传动_。1.机器或机构各部分之间应具有_确定_运动。机器工作时，都能完成有用的_机械功或实现 能量转换。9.斜齿圆柱齿轮的配对条件是_法面模数和压力角相等，螺旋角大小相等，方向

16、相反。10.国家标准中，普通平键的主要尺寸6Xh按_轴径_选取。11.对于安装有斜齿圆柱齿轮的传动轴，最好选用_角接触3、7（6） _滚动轴承支承此轴；对于安装直齿圆柱齿轮的传动轴，最好选用_向心6、N _滚动轴承支承此轴。12. 轴上安装零件有确定的位置，所以要对轴上的零件进行_周向_固定和_轴向_固定。1  机构具有确定运动的条件是：_原动件数等于自由度数_。2  在轴的初步计算中，轴的直径是按_扭转强度_来初步确定的。23       滚动轴承“6312”的含义是_深沟球轴承 直径系列3内径60_。

17、24       滚动轴承的额定动载荷是指_ L=1(106转)时承受的载荷_。1.图示机构中有_1个 _虚约束。2. 图示机构要有确定运动，需要有_1_原动件。二.判断1，运动副是联接，联接也是运动副。（错）2，曲柄的极位夹角越大，机构的急回特性也越显著。（对）3，在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。（错）4，分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影响。（对）5，速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。（错）6  机构都是可动的。（对）7  通过离合器

18、联接的两轴可在工作中随时分离。（对）8  在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就有曲柄。(错)9  凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。(错)10  外啮合槽轮机构，槽轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。(错)11  在任意圆周上，相邻两轮齿同侧渐开线间的距离，称为该圆上的齿距。(对)12  同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进行加工。(对)13  只有轴头上才有键槽。(对)14（错）根据曲柄存在的条件已判定铰接四杆机构中存在曲柄，则此机构是不会成为双摇杆机构的。15（错）三角形螺

19、纹具有较好的自锁性能。螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺母的松脱。所以就是在振动及交变载荷作用下，也不需要防松。16（错）m，d，ha c都是标准值的齿轮是标准齿轮。17（对）渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不变。18机器是由机构组合而成的，机构的组合一定就是机器。（错）19.曲柄滑块机构滑块为主动时，有死点位置。（ 对）20.摆动导杆机构有急回特性。（对）  21凸轮机构中，凸轮最大压力角出现于凸轮轮廓坡度较陡的地方。（对）22普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。（错）23带传动中弹性滑动

20、现象是不可避免的。（对）24工作中转动的轴称为转轴。（错）简要回答1 螺纹联接的自锁条件是什么？在螺纹导程角，摩擦系数相同情况下，试比较三角形、梯形、矩形螺纹的自锁性与效率。答:升角小于等于当量摩擦角 三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。2 轴的结构设计主要考虑的因素有哪些？答:轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺3.简述带传动中，为何限制带速在525m/s范围内？答:离心力大 转数多4.  在选择大小齿轮材料及热处理方法时，所要考虑的“配对”问题指的是什么？为什么要这样考虑？答:大小齿轮材料及热处理硬度差50左右，由于小齿轮转数多，更

21、快失效5  摆动导杆机构有无急回特性？答:有急回特性 极位夹角不等于零6  机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？ 答: 运动时克服，固定夹紧时利用 7  在什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇？ 答:向径、高度无变化8  怎样计算直齿圆柱齿传动的圆周力、径向力？ 答: Ft1=2T1/d1    Fr1=Ft1tg2009.       滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是什么？答：  疲劳点蚀10.  

22、;     常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合？ 答:  三角螺纹用于联接，梯形、锯齿、矩形螺纹用于传动11.       为什么常将轴设计为阶梯轴？答：考虑轴上零件轴向定位、装拆12.       在进行滚动轴承的组合设计时应考虑哪些问题？ 答:  轴承轴向、周向定位，装拆，润滑密封等13 轴的结构设计主要考虑的因素有哪些？答:轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺 14 在螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比

23、较三角形，梯形，矩形螺纹的自锁性和效率（简述理由）答: 由于牙型角三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。15 为什么要限制标准齿轮的最少齿数？ 答：范成法加工齿轮齿数少于17发生根切16 在选择大小齿轮材料及热处理方法时，应考虑一个什么问题，为什么？、 答：配对材料大齿轮硬度大小齿轮硬度50左右 因为小齿轮受载次数多，齿根薄 三，计算题：1. 有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，=200，Z=25，Z2=50，求（1）如果n1=960r/min，n2=？ （2）中心距a=？ （3）齿距p=？ n2=480 a=75 p=6.284.已知轮系中各齿轮的齿

24、数分别为Z1=20、Z2=18、 Z3=56。求传动比i1H。 答：(n1-nH)/(n3-nH)=-Z3/Z11， 一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。m=420/(40+2)=10 d1=400 d2= 800 da2=800+20=820 df1=400-2*1.25m=375 df2=800-2*1.25m=775 a=10/2(40+80)=600 p=3.14*m=311已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的=200，m=4mm，传动比i12=3，中心距a=144mm。试求两齿轮的齿数、分度圆半径

25、、齿顶圆半径、齿根圆半径。 144=4/2(Z1+iZ1) Z1=18 Z2=3*18=54 d1=4*18 =72 d2=4*54 =216 da1=72+2*4=80 ra1=(72+2*4)/2=40 da2=216+2*4=224 ra2=(216+2*4)/2=112 df1=72-2*1,25*4=62 rf1=(72-2*1,25*4)/2=31 df2=216-2*1,25*4=206 rf2=(216-2*1,25*4)/2=103 2图示轮系，已知Z1=20、 Z1'=24、 Z2=30、Z2'=Z3 = Z4=25、Z5=74，且已知nH1=100转/分。

26、 求nH2。n2-nH1)/(n5-nH1)=-Z1Z5/Z2Z1' n5=0 n2/nH1=1+Z1Z5/Z2Z1' nH1=100 求出n2=305.6 (n2-nH2)/(n4-nH2)=-Z4/Z2' n2/nH2=1+Z4/Z2' 305.6/nH2=1+25/25 nH2=152.8.2，图示轮系，已知各轮齿数Z1=Z2'=41，Z2=Z3=39,求手柄H与轮1的传动比i1H。 (n1-nH)/(0-nH)=z2 z3/z1 z2' (- n1/nH)+1=z2 z3/z1 z2' i1H=1-(39*39/41*41)=0.

27、0952. Z1=15，Z2=25，Z3=20，Z4=60。n1 =200r/min（顺时针）n4=50r/min（顺时针）试求H的转速。 (200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20 nH=75 3,齿轮轴由一对7206轴承支承，Fr1=5200N，Fr2=3800N，Fx=2200N，方向如图所示，试求两轴承的当量动载荷。 S1=Fr1/2Y=5200/2*0.4ctg140=1620 S2=Fr2/2Y=3800/2*0.4ctg140=1184 S1+Fx>S2 1620+2200>1184 Fa2=S2=1184 Fa1= S1+Fx=3820 Fa1/Fr1=3800/5200=0.73>e=0.37 Fa2/Fr2=1184/3800=0.31<e=0.3