非机械专业机械设计基础试题及答案

1、一、 填空题1两构件通过_点_或_线_接触组成的运动副称为高副。机构要能够动，其自由度必须_大于零_。2满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为_曲柄摇杆机构_机构，取最短杆为机架时，为_双曲柄_机构。3在凸轮机构中，当从动件的运动规律为_等速（简谐）（正弦加速度运动）_运动时，将出现_刚性（柔性）（无）_冲击。4V带传动的主要失效形式是_打滑_和_发生疲劳损坏_。5直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取_节点_处的接触应力为计算依据，其载荷由_一_对齿轮承担。6斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数的关系为_mn=mt*cos_（写出关系式）。7工作时既受弯矩又传递转矩的轴称为_转

2、_轴。传动轴只传递转矩而不承受弯矩，心轴只承受弯矩而不传递转矩，转轴既传递转矩又承受弯矩对于闭式软齿面齿轮传动，主要按_齿面接触_强度进行设计，而按_齿根弯曲_强度进行校核，这时影响齿轮强度的最主要几何参数是_齿轮直径d_。8一对标准渐开线斜齿圆柱齿轮要正确啮合，它们必须满足_模数相等_、压力角相等_和_螺旋角相等方向相反_。9.凸轮机构中，从动件的运动规律取决于_凸轮轮廓_的形状。10带轮的基准直径越小，带所产生的弯曲应力越_大_。11.两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为_运动副_。12.斜齿圆柱齿轮以_法向_模数为标准模数。法向模数=端面模数*螺旋角的余弦13.根据工作原理分类，

3、螺栓联接采用对顶螺母防松是属于_摩擦_防松。14.盘形凸轮的基圆半径越_大_，则该凸轮机构的传动角越大，机械效率越_高_。15.普通螺栓联接在工作时主要承受拉力，它的主要失效形式是螺纹部分的_压溃_或_剪断_。16.带传动中，小带轮直径越_小_，弯曲应力越大，弯曲应力是引起带_疲劳破坏_的主要因素。17.磨粒磨损和弯曲疲劳折断是_开式_齿轮传动的主要失效形式。18.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度和_小于或等于_其它两杆长度之和，则最短杆相邻杆为机架时，可得曲柄摇杆机构。19.型号为6307的滚动轴承，其内径d=_35_mm，公差等级为_零级_。二、选择题1在曲柄摇杆机构中，为提高机构的

4、传力性能，应该_。极位角表示极位特性，压力角，其余角为传动角，传动角越大，传力特性越强A增大传动角B减少传动角C增大压力角D减少极位夹角2在铰链四杆机构中，机构的传动角g和压力角a的关系是_。Ag=180°-aBg=90°+aC g=90°-aDg=a3链条的节数宜采用_。A奇数B偶数C5的倍数D3的倍数4带传动在工作时产生弹性滑动，是由于_。A包角a1太小B初拉力F0太小C紧边与松边拉力不等D传动过载5对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是_。A压力B扭矩C拉力D拉力和扭矩6渐开线标准齿轮的根切现象发生在 _。A齿数较少时B模数较小时C模数较大时D齿数

5、较多时7当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变的原因是_。A压力角不变B啮合角不变C节圆半径不变 D基圆半径不变8在下列四种型号的滚动轴承中，_必须成对使用。A深沟球轴承B圆柱滚子轴承C推力球轴承D圆锥滚子轴承9在计算轴的弯矩时，常用当量弯矩，式中a在不变的转矩作用下可近似取为_。对不变的转矩，a=0.3；当转矩脉动变化时，a=0.6；对频繁正反转的轴a=1；A0B0.3C0.6D110下列四种联轴器，能补偿两轴相对位移，且可缓和冲击、吸收振动的是_。A凸缘联轴器B齿式联轴器C万向联轴器D弹性套柱销联轴器11.题1图为卷扬机传动示意图，图中序号3所示部分属于

6、( )A.动力部分B.传动部分C.控制部分D.工作部分12.由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为( )A.1B.m-1C.mD.m+l13.无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为(极位角越大极位特性越强 )A.< B.=C.D.>14.凸轮机构的主要优点是( )A.实现任意预期的从动件运动规律B.承载能力大C.适合于高速场合D.凸轮轮廓加工简单15.在设计直动平底从动件盘形凸轮机构时，若出现运动失真现象，则应( )A.减小凸轮基圆半径B.增大凸轮基圆半径C.减小平底宽度D.增大平底宽度16.棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了( )A.防止棘轮反转B.对棘轮进行双向定位C.

7、保证棘轮每次转过相同的角度D.驱动棘轮转动17.与相同公称尺寸的三角形粗牙螺纹相比，细牙螺纹( )A.自锁性好，螺杆强度低B.自锁性好，螺杆强度高C.自锁性差，螺杆强度高D.自锁性差，螺杆强度低18.普通V带传动中，若主动轮圆周速度为v1，从动轮圆周速度为v2，带的线速度为v，则( )A.v1=v=v2B.v1>v>v2C.v1>v=v2D.v1=v>v219.常用来传递空间两交错轴运动的齿轮机构是( )A.直齿圆柱齿轮B.直齿圆锥齿轮C.斜齿圆锥齿轮D.蜗轮蜗杆20.选择齿轮精度的主要依据是齿轮的( )A.圆周速度B.转速C.传递功率D.传递扭矩21.对齿轮轮齿材料性

8、能的基本要求是( )A.齿面要软，齿芯要韧B.齿面要硬，齿芯要脆C.齿面要软，齿芯要脆D.齿面要硬，齿芯要韧22.开式蜗杆传动的主要失效形式是( )A.轮齿折断和齿面胶合B.齿面磨损和轮齿折断C.齿面点蚀和齿面磨损D.齿面胶合和齿面点蚀23.在传动中，各齿轮轴线位置固定不动的轮系称为( )A.周转轮系B.定轴轮系C.行星轮系D.混合轮系24.型号为7315的滚动轴承，其内径是( )3圆锥滚子轴承5推力球轴承6深沟球轴承7角接触球轴承+宽度系列代号（可省略）+直径系列代号+内径写列代号（5的倍数）+内部结构代号A.15mmB.60mmC.75mmD.90mm25.当机构中主动件数目（）机构自由度

9、数目时，该机构具有确定的相对运动。A.小于B.等于C.大于D.大于或等于26.一对标准齿轮啮合传动时，其啮合角（）其分度圆压力角。 A.大于B.等于C.小于D.可能等于也可能大于27.带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则即将打滑时F1和F2的关系为（）。A.F1/F2=eB.F2/F1>eC.F2/F1=eD.F2/F1<e28既能承受径向力又能承受较大轴向力的滚动轴承结构代号为（）。A.51000B.N0000C.30000D.60000三、判断题1在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。X2在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角

10、也较大。X3一对齿轮啮合时，其齿相互作用的轮齿上受的接触应力大小相等。V5在蜗杆传动中，由于蜗轮的工作次数较少，因此采用强度较低的有色金属材料7带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。X8转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。V9推力调心球轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。X(单列球轴承仅承受单向轴向荷载，双列球轴承可承受双向轴向荷载)10.四杆机构的传动角是指从动揺杆的受力方向与受力点的速度方向之间所夹的锐角。（X）11.带传动的最大应力点发生在紧边绕上小带轮处，其值近似地表示为：max=1+b2+c。（V）12.螺纹的公称直径为：与外螺纹牙顶（或内螺纹牙底）相重合的假想圆柱体

11、的直径。（V）13.一标准直齿圆柱齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料和热处理硬度不相同，齿数Z1<Z2，它们的齿面接触应力H1=H2。（V）四、问答题五、分析计算题1在铰链四杆机构中，已知lAB=30mm，lBC=70mm，lCD=67mm，lAD=80mm，试判断该机构的类型，并说明理由。（本题6分）曲柄摇杆机构因为30+8070+67，且最短边的邻边作机架题五、1图2.计算题33图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束，请明确指出。活动构件5个，平面高副0个，低副7个，所以自由度=3*5-2*7=1，其中e、f处为虚约束，d处仅仅是滑动副。3.计算图示机构的自由度，如有

12、复合铰链、局部自由度和虚约束，必须编号明确指出。有虚约束，两处都有复合铰链，活动构件=7，低副=10，高副=0，自由度=3*7-2*10=1，由一个自由度有一个主动力，所以机构有确定的运动。4.如题37图所示，设计一摆动导杆机构。已知机架lAC=50mm，行程速比系数K=2，用图解法求曲柄的长度lAB。(注：写出简单的作图步骤，并保留作图线。)5.已知图示机构中，LAB=72mm，LBC=50mm，LCD=96mm，LAD=120mm问：（1）此机构中，当取构件AD为机架时，是否存在曲柄？如果存在，指出是哪一构件？（必须根据计算结果说明理由）（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到

13、什么机构？50+120=170大于72+96=168，所以 机构没有整转副，所以无论那个机构作为机架都只能得到双摇杆机构。6下图蜗杆传动中，标出未注明的蜗轮的螺旋线旋向、蜗轮转向，并绘出蜗杆传动中蜗杆的三个分力方向（本题12分）逆时针7.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为主动轮，其螺旋线方向为左旋，圆周力Ft1方向如题31图所示。在图上标出从动轮2的螺旋线方向，轴向力Fa1、Fa2及圆周力Ft2的方向，两轮转向。轮1逆时针旋转，轮2顺时针旋转，轮2右弦，轮2圆周力向右（2图中），轮1轴向力水平向右，轮2轴向力水平向左（1图中）8.图示一斜齿轮一蜗杆传动装置（转向如图）。(1)分析蜗杆3受力，

14、用分力表示于啮合点A；(2)判断蜗轮4转动方向（标明在图上）。逆时针9如下图示，一钢制液压油缸，已知油压p=1.6N/mm2，D=160 mm，采用8个螺栓进行联接。根据密封性要求，对于压力容器可取残余预紧力Qr =1.8Qe（工作载荷）。另外，螺栓材料的屈服强度为ss=306，安全系数可取3。试计算其缸盖联接螺栓的直径d 。（本题15分）1. 轴向工作荷载fe=p*a/z=1.6*160*160/8=5120n;2. 残余预紧力：fr=1.8*fe=1.8*5120=9216,则总的轴向荷载为：fa=fe+fr=5120+9216=14336n;3. 螺栓材料的屈服强度为ss=306，安全系

15、数取3，则【ss】=ss除以s =306/3=102mpa;4. 故螺栓小径为：d4*1.3fa/3.14/【ss】=15.25;5. 查表，取m20,则螺栓分布圆直径为DO=D+2E+2B=160+2*(20+(3-6)+2B=?10.如题35图所示轮系中，已知各轮的齿数为：z1=20，z2=40，=50，z3=30，z4=30，=20，试求此轮系的传动比i1H。11.在图示轮系中，已知z1=40、z2=20、n1=120r/min，求使系杆转速nH=0时齿轮3的转速n3的大小和方向。12.图示单个铰制孔螺栓联接，两被联接件的材料及厚度相同，已知该联接承受横向载荷为Ft=5000N，光杆部分

16、直径为d0=9mm，h1=8mm<h2，螺杆的许用切应力100MPa，较弱受压面的许用挤压应力p150MPa，试校核该螺栓联接的强度。13一对角接触球轴承反安装（宽边相对安装）。已知：径向力FrI=6750N，FrII=5700N，外部轴向力FA=3000N，方向如图所示，试求两轴承的当量动载荷PI、PII，并判断哪个轴承寿命短些。注：内部轴向力Fs=0.7Fr，e=0.68，X=0.41、Y=0.87。（本题15分）题五、5图14.一工程机械的传动装置中，根据工作条件拟在某传动轴上安装一对型号为7307AC的角接触球轴承，如题36图所示。已知两轴承的径向载荷Frl=1000N，Fr2=

17、2060N，外加轴向载荷FA=880N，内部轴向力为FS=0.68Fr，判别系数e=0.68，当FaFre时，X=1，Y=0；当Fa/Fr>e时，X=0.41，Y=0.87。试画出内部轴向力FS1、FS2的方向，并计算轴承的当量动载荷P1、P2。15.某轴系部件用一对角接触球轴承支承。已知斜齿圆柱齿轮上的轴向力FA1200N，方向如图所示，轴承内部轴向力FS12800N、FS22400N。(1)试画出FS1、FS2的方向，并确定轴承1的轴向载荷Fa1；(2)若轴向力FA方向向左，试确定轴承1的轴向载荷Fa1。16下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该设计的错

18、误。要求：1 在图中用序号标注设计错误处；2 在图下方的空白处标注序号，按序号列出错误，并提出修改建议；3 不必在图中直接改正。看收藏的幻灯片“轴的作业”1. 端盖与轴接触且无密封，应有一定的空隙且装有密封；2. 套筒与轴承接触时超过轴承内圈高度，使轴承装卸不方便，应低于轴承内圈高度；3. 套筒顶不住齿轮，应使轴肩适当向齿轮内部，使套筒只是顶在齿轮上；4. 精加工面过长，且装卸轴承不方便，应该给轴分级；5. 联轴器的键和齿轮的键位置不对，两者的键应该在同一条直线上；6. 轴肩过高超过轴承内圈高度，无法拆卸轴承，应适当降低高度，使其在轴承内圈内；题六图17.题38图所示轴系结构，按示例，编号指出其他错误(不少于7处)。(注：不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)。示例：缺少调整