机械设计基础考试题及答案及复习指导

1、1.连杆机构在运动过程中只要存在角，该机构B.极位夹角D.摆角丫较大时，则（）B.机构的传力性能较差D.机构的效率较低即使两轮的中心距稍有改变，（）B.啮合角不变D.基圆半径不变河南理工大学 2008-2009 学年第1 学期机械设计基础试卷（A卷）考试方式：团查本试卷考试分数占学生总评成绩的 80 %复查总分总复查人 一、选择题：本大题共 10个小题，每小题 2分，共20分。在 每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目的要求，把所选 择项前的字母填在题后的括号内。就具有急回作用。（）A.压力角C.传动角2 .平面连杆机构中，当传动角A .机构的传力性能较好C.可以满足机构的自锁要求3 .当一

2、对渐开线齿轮制成后， 其角速度比仍保持原值不变，原因是A.压力角不变C.节圆半径不变4 .渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为（）A. £ <0 B. £ =0 C. £ <1D. £ >15 .下列四种螺纹中，自锁性能最好的是（）A.粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹6 .传动时每个齿轮的几何轴线都是固定的，这种轮系称为（ ）A行星轮系B差动轮系C定轴轮系D转化轮系7 .螺纹联接的自锁条件是（）A .九W PB.九之PC.九之巴D.九<Pv8 .小带轮直径d1应大于或等于规定的最小直径dmin,若d1过小，则

3、带 的 将过大而导致带的寿命降低。（）A弯曲应力B离心应力C紧边拉应力D松边拉应力9 .带传动过程中，带承受变应力。最大应力发生在 的接触处。（）A紧边与大轮B松边与大轮C紧边与小轮D松边与小轮10 .在基本额定动载荷 C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为（）A. 10% B. 80%C.90%D.99%二、填空题：本大题共 5个小题，每空1分，共10分。把答案 填在题中横线上。2.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别?73.根据渐开线的形成过程，简述渐开线的主要特性?4.螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法?1 .两构件通过 或 接触组成的运动副称为高国I。平面图 国|弓

4、|入 个 约束。2 . 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件为： 和;3 .在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中， 运 动规律有刚性冲击；4 .代号为72308的滚动轴承，其类型名称为,内径为 ；5 .轴如按受载性质区分，主要受弯矩的轴为 ,主要 受扭矩的轴为。得分评卷人复查人三、简答题（每题6分，共24分）1.简述凸轮机构中压力角和基圆半径的关系?四、计算题；本大题共 5个小题，共46分。4.（本题满分10分）已知图3所示轮系中各齿轮的齿数为：Zi=20,Z2=30,Z3=80,Z4=25, Z5=50o求轮系的传动比 ii5。1 .（本题满分8分）计算图1所示机构的自由度（若图中含有复合校链、

5、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）0F图12 .（本题满分10分）图2所示链较四杆机构中，各构件的长度为 a=250mm,b=650mm, C=450mm,d=550mm。试问：该机构是哪种钱链四杆机构， 并说 明理由。3 .（本题满分10分）一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a=160mm,传动比ii2=3，大齿轮齿数 Z2=60,齿顶高系数 h a=1, 径向间隙系数 C*=0.25 ,分度圆压力角a=20° .试求出：齿轮的 模数m,小齿轮1的分度圆半径ri；基圆半径rbi；分度圆上的齿厚So图35.（本题满分8分）图示轴系由一对圆锥滚子轴承支承（基本额

6、定动载荷Cr=51500N）,轴的转速n=1440r/min ,已求得轴承的径向支反 力为：Fr1 = 1000N , Fr2=2000N,轴向外载荷 Fa=800N,受力 方向如图所示，载荷系数fd=1.5。求两轴承的当量动载荷 ？（轴承 e=0.37 时，X=0.4, 丫=1.6 ）机械设计基础试卷（B卷）考试方式：闭卷本试卷考试分数占学生总评成绩的80 %复查总分总复查人一、单项选择题：（每小题1分，共20分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代码填在题干后面的括号内。不选、错选或多选者，该题无分。1、四杆机构中是否存在死点，取决于 是否与连杆共线。（）A主动件B从动件C摇

7、杆D滑块2、平面运动副中，转动副引入 个约束。（）A 1B 2C 3D 43、凸轮机构从动件作等速规律运动时会产生 冲击。A刚性C刚性和柔性4、在渐开线齿轮传动中, 则传动比 （）A增大B柔性D无冲击 若实际中心距稍大于标准中心距,B减小C不变D周期性变化河南理工大学 2008-2009学年第 1 学期5、一曲柄摇杆机构，若取最短杆的相对杆为机架，则曲柄（ ）摇杆机构演化为（）A双曲柄机构B双摇件机构C曲柄摇杆机构D导杆机构6、在螺旋传动中，螺旋副的自锁条件是螺纹升角 当 量摩擦角。（）A等于B大于C小于D大于等于7、三角带的公称长度是指带的 （）A基准长B节线长C外周长D内周长8、在凸轮设计

8、中，若最大压力角：-max超过许用值，可采用办法修改设计。（）A减小基圆半径B减小滚子半径C增大基圆半径D增大滚子半径9、在设计直滚子从动件盘形凸轮机构时，若凸轮实际轮廓 线出现尖点，或发生相交，应 （）A加长从动件B缩短从动件C减小基圆半径D加大基圆半径10、传动时每个齿轮的几何轴线都是固定的，这种轮系称 为 （ ）A行星轮系B差动轮系C定轴轮系D转化轮系11、一个作平面运动的自由构件有 个自由度。（）A 4B 3C 2D 112、使用齿条刀切削齿数 Z=15的正常齿制标准直齿渐开线 齿轮时 根切。（）A不会产生B会产生轻微C会产生严重D无法确定是否产生13、在轴向载荷作用下，角矩形螺纹的摩

9、擦阻力 矩 形螺纹的摩擦阻力。（）A等于B大于C小于D大于等于14、齿面硬度小于 350的齿轮称为软齿面齿轮，其常用的 热处理方法是 （）A表面淬火B渗碳淬火C调质或正火D渗氮15、自由度为1的周转轮系称为 （）A差动轮系B行星轮系C混合轮系D转化轮材16、带传动过程中，带承受变应力。最大应力发生在 的接触处。（）A紧边与大轮B松边与大轮C紧边与小轮D松边与小轮17、小带轮直径d1应大于或等于规定的最小直径dmin,若d1过小，则带 的 将过大而导致带的寿命降低。（）A弯曲应力B离心应力D松边拉应力C紧边拉应力18、轴的设计在选材时，如果使用合金钢，应从结构上避 免横截面积的突变，因为合金钢

10、（）A具有较高的强度B具有较高的刚度C对应力集中敏感D对应力集中不敏感19、由渐开线的形成过程可知： （）A分度圆的切线总为渐开线上某一点的法线B渐开线的形状取决于基圆的大小C渐开线齿廓上某点的法线与该点速度方向线之间所夹的锐角称为该点的传动角D 基圆之内存在有渐开线20、滚动轴承代号中，在起始 12位数字表示 尺寸（ ）A内径B外径C中径D宽度二、填空题：（每小题2分，共20分）1、机构中按给定独立运动规律运动的构件称 为。2、在曲柄摇杆机构中，若将曲柄改为机架，变成 机构。3、凸轮机构中，从动件运动方向和接触处凸轮轮廓法线方向之间所夹的锐角称为 。4、机械系统中，若驱动功小于阻抗功时称 。

11、5、两构件通过点或线接触形成的运动副称为 。6、同一公称直径的粗牙和细牙螺纹中 螺纹自锁性 较好。7、一对标准渐开线直齿轮分度圆相切时的中心距称为8、轴的结构设计就是使轴的各部分具有 O9、轴承套圈与滚动体接触处的法线与轴承径向平面之间的夹角 称为。10、机构中随着主动件的运动而运动的其余活动构件均称为。三、简答题（共24分）1、为什么三角带的张紧轮常压在带的内侧，其致使包角有所减小，而不压在外侧，使包角增加？ （6分）2、曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时会出现死点位置，这时机构传动有什么影响？ （ 4分）3、齿轮传动的设计准则是什么？ （4分）4、分析带传动中两带轮中心距a取值大小对传动的影

12、响。（4分）5、滚动轴承的双支点单向固定方法用在什么场合？ 一支点固定另一支点游动方法用在什么场合？ （6分）3、某轴系部件用一对角接触球轴承支承，轴上受力为：Fa=380N;F=1200N 试求：（1）两轴承内部派生轴向力的大小和方向；（提示：S=0.6Fr； S力的方向画在图上）（2）两轴承所受轴向力 AP A2的大小。（10分）四、计算题（共 36分） 1、计算图示机构的自由度。若有复合校链、局部自由度、虚约 束，请在图中标出。（10分）2、一对正常齿制外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，若标准中心距 ct=360mm ,传动比i=3 ,模数 m=10mm ,试求：（1）两轮齿数Zi, Z2。（

13、2）大齿轮齿顶圆直径 da2，小齿轮齿根圆直径 df1。（8分）4、图示周转轮系中，各轮齿数分别为Z=99, Z2=101, Z2=100,Z3=99,当n1=1r/min ,求nH的大小和方向。（8分）机械设计基础试卷参考答案及评分标准（A）一、选择题：每小题 2分，共20分。1.B 2.A 3.D 4.D 5.B 6. C 7. D 8.A 9.C 10. C二、填空题：每空1分，共10分。1 .点、线、1 2. m =m2> «1 =o（2 3.等速4 .角接触球轴承、40 5. 心轴、传动轴三、简答题（24分）1 .答：压力角越小，则基圆半径越大，整个机构的尺寸也越大，

14、致使结构不紧凑；（4分）故在不超过需用压力角的条件下，将压力角取大些，以减少基圆半径值。（6分）2 .答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由于过载引起的全面滑动，是一种传动失效的表现，应当避免。（3分）弹性滑动是由带材料的弹性和紧边、松边的拉力差引起的。只要带传动具有承载能力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。（6分）3 .答：1 ）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；2 ）渐开线上任一点的法线必与基圆相切；3 ）渐开线的形状决定于基圆的大小；4 ）渐开线上各点的压力角不相等；5 ）基圆以内无渐开线。（6分）4.答：在静载荷作用下且工作温度

15、变化不大时，螺纹连接不会自动松脱。但是在冲击、振动和 变载荷作用下，或当温度变化很大时，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，这种现 象多次重复就会使连接松脱，影响连接的正常工作，甚至会发生严重事故。因此，设计时必须采取防松。（4分）摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系。（6分）四、计算题：共46分。1 .（本题满分8分）解 F =3父4 2父5 -1 =1 （ 4 分）E、F处之一为虚约束（4分）2 .（本题满分8分）最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550）, 满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。（6分）故该校链四杆机构为曲柄摇杆机构。（2分）3 .（

16、本题满分10分）解（1）小齿轮齿数z, uz2 =60 -201 32a 2 160，, 八、模数 m=4mm （3 分）z1 z220 60、一 .mz420分度圆半径 r=-&=40mm （3分）2 2基圆半径rb1 =r1cosu =40cos20 口 = 37.59mm （ 2 分）、一，一二m 314 4分度圆齿厚s=m=4二6.28mm （ 2分）224.（本题满分10分）解 该轮系为混合轮系。由齿轮 1、2、3和转臂H组成行星轮系，齿轮 3固定，03=0。13. H ' -1 - ' 'H i13 =''3'HZ3Zi80

17、. _420得i1H上=5, 'H由题图知 '4i14 - i1H - 5（6分）由题图轮4、5组成定轴轮系,；4i45 一 '5Z5Z42550 Q=-2（2分）（2分）il5 - il4 i45 =5” !. 2 = -105.（本题满分10分）解FS1 uFR1/2Y =1000/2 1.6-313NFS2 =FR2/2Y =2000/2 1.6 =625NS 2R 2FS、FS方向见答案图Fa Fsi =800 313=1113N Fs2二 轴承 1 “放松”，FA=Fs1=313N轴承 2 “压紧"，FA=FS+FA=1113N 求当量动载荷：（5分

18、）轴承1FA1 / FR1 = 313/1000 = 0.313 ：二 e = 0.37P = fpFR1 =1.5*1000 =1500NFa/FR2 =1113/2000 = 0.5565 e轴承2,巳= fp（XFR2 YFa ） =1.5*（0.4*20001.6*1113） -3871N（10 分）分）分）分）分）（4分）（6分）（8分）（2分）分）（6分）（8分）（10 分）（4分）（6分）（8分）机械设计基础参考答案及评分标准（B）一、选择题（共20分）1.B 2.B 3.A 4.C 5.B 6.D 7.A 8.C 9.D 10.C 11.B 12.B 13.B 14.C 15.B 16.C 17.A 18.C 19.B20.A二、填空题（20分）1、原动件2、双曲柄3、压力角4、自锁5、高副6、细牙7、标准中心距8、合理的形状与尺 寸9、公称接触角10、从动件三、简答题（24分）1、答：使带受单向弯曲，避免对称循环变应力的产生，延缓疲劳断裂。（4分）2、答：死点位置时，连杆不能推动从动曲柄运动，整个机构处于不能运动的状态。是传动机构的一个缺陷。（4分）3、答：对于大多数闭式传动，先按齿面接触疲劳强度设计计算，再用弯曲强度校核