《机械设计基础》习题及答案

机械设计基础复习题（一）一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号×1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。()2.机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。()3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。()4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。()5．带传动中，打滑现象是不可避免的。()6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。()7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。()8．平键的工作面是两个侧面。()9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。()10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（）11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。()12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。()13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。()14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。()15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。()16．周转轮系的自由度一定为1。()17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。()18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。()19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。()20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。()二、填空题1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。2．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称为。3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的加以限制。4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。10．带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，而小齿轮采用处理。13．若要将主动件的往复摆动转换为从动件的间歇转动，可用机构。14．只传递扭矩而不受弯矩的轴称为，同时承受扭矩和弯矩的轴称为。15．滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分称为。三、单项选择题1．作用在刚体上的二力平衡条件是()。A．大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上B．大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上C．大小相等、方向相同、作用钱相同、作用在同一刚体上D．大小相等、方向相反、作用点相同2．下列机构中，不属于间歇机构的是()。A．棘轮机构B．槽轮机构C．齿轮机构D．不完全齿轮机构3．A，B、C点分别作用10kN、40kN，30kN的力，方向如图1所示，则1-1截面和2-2截面的轴力为()。A．10KN，-30KNB．-10KN，30KNC．-10KN，40KND．10KN，-40KN图14．在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，为了获得双曲柄机构，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5．在轮系中加入惰轮可改变轮系的（）。A．传动比B．转向C．转向和传动比6．两轴在空间交错90º的传动，如已知传动比较大，则宜选用()。A．直齿圆柱齿轮传动B．斜齿圆柱齿轮传动C．圆锥齿轮传动D．蜗轮蜗杆传动7．同一轴段上若采用两个平键时，一般设在()的位置。A．同一母线B．相隔90ºC．相隔120ºD．相隔180º8．带传动设计时，若传动中心距取值过大，则使()。A．传动结构不紧凑B．带传动的传递功率降低C．带传动易发生打滑D．带传动的疲劳强度降低9．力F使物体绕点O转动的效果，取决于下列因素()。A．力F的大小和力F使物体绕O点转动的方向B．力臂d的长短和力F使物体绕O点转动的方向C．力与力臂的乘积Fd的大小和力F使物体绕O点转动的方向D．仅取决于力与力臂的乘积Fd的大小，与转动方向无关10．机器与机构的区别在于()。A．是否由各种零件经装配而成的组合体B．它们各部分之间是否有确定的相对运动C．在工作时是否能完成有效的机械功或能量转换11．平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数()。A．大于1B．小于1C．等于112．一对齿轮啮合时，两轮的()始终相切。A．节圆B．分度圆C．基圆D．齿根圆13．带传动的弹性滑动现象是由于（）而引起的。A．带的弹性变形B．带与带轮的摩擦系数过小C．初拉力达不到规定值D．带型选择不当14．键的截面尺寸b×h主要是根据()来选择。A．传递转矩的大小B．传递功率的大小C．轮毂的长度D．轴的直径15．采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，在需要经常装拆的情况下宜采用()。A．螺栓联接B．紧定螺钉联接C．螺钉联接D．双头螺柱联接16．当两轴距离较远时，且要求传动比准确，宜采用()。A．带传动B．一对齿轮传动C．轮系传动D．槽轮传动五、计算题1．一渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知齿数Z=25，模数m=4mm，压力角α=20º，ha*=1，c*=0.25。试求该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径和分度圆齿厚2．如图5所示轮系中各齿轮齿数：Z1=Z2=20，Z3=60，Z3’=Z4’=20，Z4=Z5=40试求传动比i14和i15，并判断n5相对n1的转向图53．圆截面简支梁如图6所示，已知F=1KN，试求：（1）梁A、B端的约束反力（2）计算弯矩，并画出弯矩图（3）若梁直径d=40mm，求梁的最大应力图64．求图7所示梁支座的约束反力。已知F=2KN图7机械设计基础复习题（1）答案判断题：1、√2、√3、√4、×5、×6、×7、√8、√9、√10、×11、√12、×13、×14、√15、×16、×17、√18、√19、√20、√二、选择题：1、B2、C3、A4、A5、B6、D7、D8、A9、C10、C11、C12、A13、A14、D15、D16、C三、填空题1、模数压力角2、导程3、最小直径4、低碳合金钢磨齿5、槽轮6、轴肩轴环套筒圆螺母弹性挡圈轴端挡圈紧定螺钉圆锥面（答中其中4个即可）7、金属材料多孔质金属材料非金属材料8、仿形法范成法9、摆动从动件10、打滑疲劳破坏11、相等相同热平衡计算12、正火调质13、棘轮14、传动轴转轴15、轴瓦五、计算题1、解分度圆直径d=mz=4x25=100mm齿顶圆直径da=m(z+2ha*)=4x(25+2x1)=108mm齿根圆直径df=m(z-2ha*-2c*)=4x(25-2x1-2x0.25)=90mm基圆直径db=dcosα=100xcos20º=93.97mm分度圆齿厚s=3.14xm/2=6.28mm4、轮系传动比计算：解：i14=Z3Z4/Z1Z3’=60X40/20X20=6i15=Z3Z4Z5/Z1Z3’Z4’=i14i15=6X40/20=12n5转向与n1的相反。5、解弯矩图约束力计算（2）计算弯矩（3）最大应力3、解：（1）画出约束反力（2）求FB（3）求FAX（4）求FAY机械设计基础复习题(2)一、填空题1.两构件通过或接触组成的运动副称为高副。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，为机构，取最短杆为机架时，为机构。3.在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为运动时，将出现冲击。4.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，其载荷由对齿轮承担。5.为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合，它们的和必须分别相等。6.两齿数不等的一对齿轮传动，其弯曲应力等；两轮硬度不等，其许用弯曲应力等。7.V带传动的主要失效形式是和。8.在设计V带传动时，V带的型号是根据和选取的。9.链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸，链传动的运动不均匀性。10.工作时只受不承受的轴称为心轴。二、选择题1.渐开线标准齿轮的根切现象发生在()。A.模数较大时B.模数较小时C.齿数较少时D.齿数较多时2.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.圆锥滚子轴承C.推力球轴承D.圆柱滚子轴承3.在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、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4.在铰链四杆机构中，机构的传动角和压力角的关系是()。A.B.C.D.5.对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是()。A.拉力B.扭矩C.压力D.拉力和扭矩三、判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）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。()2.在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。（）3.在平键联接中，平键的两侧面是工作面。（）4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。（）5.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。（）6.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。（）7.向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。（）8.圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。（）四、问答题1.试述齿廓啮合基本定律。2.试述螺纹联接防松的方法。3.试分析影响带传动承载能力的因素。五、分析判断题1.在铰链四杆机构中，已知mm，mm，mm，mm，试判断该机构的类型，并给出判断依据。题五、1图2.如图所示为二级斜齿圆柱齿轮传动，Ⅰ轴为输入轴，已知小齿轮1的转向和齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3的轮齿旋向，并在图中标出齿轮2、3所受的圆周力、和轴向力、的方向。题五、2图六、计算题2.已知轮系如2图所示中，、、、，，，且顺时针转动。求杆系H的转速和回转方向。题六、2图3.如图所示的压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强N/mm2，缸径，根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧力F″=1.6F,F为单个螺栓的工作拉力。若选用螺栓材料的屈服极限N/mm2，试按安全系数S=2时计算所需螺栓的小径。题六、3图机械设计基础专升本复习题（2）答案一、填空题1.点线2.曲柄摇杆，双曲柄3.匀速刚性4.节线一对5.模数m压力角6.相等不相等7.打滑疲劳断裂8.计算功率Pc小轮转速n19.越大?增大10.弯矩转矩二、选择题CBDBD三、判断题××√××××√四、问答题1.所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。3.初拉力F0、包角a、摩擦系数f、带的单位长度质量q、速度v。五、分析判断题1.解：此四杆机构的四杆满足杆长和条件Lab＋Lad≤Lbc＋Lcd且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构2.解：1）3齿轮为右旋2）受力方向如图六、计算题1.a）解：F＝3n－2PL－Ph＝3×5－2×7－0＝1此题中存在复合铰链，5个构件组成复合铰链，共有4个低副b）解：F＝3n－2PL－Ph＝3×4－2×5－1＝1此题中滚子为局部自由度2.解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系i54H＝n5-nH/n4－nH＝－Z3×Z4/Z5×Z6因为1－2－5组成定轴轮系i12＝n1/n2＝n1/n5＝Z2/Z1所以n5＝450r/min把n4＝0及n5＝450r/min代入上式nH＝5.55r/min这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致3.解：单个螺栓的Q＝Q、＋F＝2.6FQZ＝SPA2.6F×6＝2×3.14×D2/4得F＝2264.4N[σ]=300/2=150N/mm所以d1由公式得，d1＝15.81mm取螺栓的直径为16mm七．结构题1.无垫片，无法调整轴承的游系2.轴肩过高，无法拆卸轴承3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘4.轴套长度应小于轮毂的长度5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。6.套筒顶不住齿轮（过定位）7.套筒应低于轴承外圈8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。机械设计基础专升本复习题（3）及答案一、填空1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。3、V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。

4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。7、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。二、单项选择题1、一对齿轮啮合时,两齿轮的C始终相切。A分度圆B基圆C节圆D齿根圆2、一般来说，A更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。A滚子轴承B球轴承C向心轴承D推力轴承3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A。A0°B90°Cγ>90°D0°<γ<90°4、一个齿轮上的圆有B。A齿顶圆和齿根圆B齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆C齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆D分度圆，基圆5、如图所示低碳钢的曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上C段。AoabBbcCcdDde6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是D。A刚体B数量C变形体D矢量7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用C。A带传动B一对齿轮传动C轮系传动D螺纹传动8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为A。A行星齿轮系B定轴齿轮系C定轴线轮系D太阳齿轮系9、螺纹的A被称为公称直径。A大径B小径C中径D半径10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为D。A齿轮线B齿廓线C渐开线D共轭齿廓11、在摩擦带传动中B是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。A带的打滑B带的弹性滑动C带的老化D带的磨损12、金属抵抗变形的能力，称为D。A硬度B塑性C强度D刚度13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是B。A转动副B高副C移动副D可能是高副也可能是低副14、最常用的传动螺纹类型是C。A普通螺纹B矩形螺纹C梯形螺纹D锯齿形螺纹15、与作用点无关的矢量是C。A作用力B力矩C力偶D力偶矩16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的C不同。A轴向正应力B轴向线应变C轴向伸长△lD横向线应变17、作用于某一物体同一点上的两个力，F1=5N，F2=12N。当两个力的夹角为D__时，它们的合力大小为7N。A300B600C900D180018、为使移动后的作用力与原作用力等效，应附加一C。A作用力B力矩C力偶D平衡力系19、阶梯轴应用最广的主要原因是A。A便于零件装拆和固定B制造工艺性好C传递载荷大D疲劳强度高20、使渐开线齿廓得以广泛应用的主要原因之一是A。A中心距可分性B齿轮啮合重合度大于1C啮合角为一定值D啮合线过两齿轮基圆公切线21、V带传动属于B。A电传动B摩擦传动C液压传动D啮合传动22、由力的可传性原理可知，力对刚体的作用效果不取决于力的C。A作用线B方向C作用点D大小23、普通V带按截面尺寸由小到大分为D七种。AGFCDEBABEBCBAZYCABCDEFGDYZABCDE24、闭式传动软齿面齿轮的主要失效形式是B。A齿面胶合B齿面点蚀C齿根折断D齿面磨损25、一对啮合传动齿轮的材料应A。A小齿轮材料力学性能略好B相同C大、小齿轮材料不同D大齿轮材料力学性能略好26、载荷中等冲击，频繁启动和正反转、两轴对中不准确的情况下，联结两轴宜选用C联轴器。A刚性固定式B刚性补偿式C弹性D安全27、凸轮机构的从动件作等加速等减速运动规律，对机构造成B。A刚性冲击B柔性冲击C无冲击D内冲击28、材料相同、横截面面积相等的两拉杆，一为圆形截面，另一为方形截面，在相同拉力作用下，两拉杆横截面上的应力A。A相等B圆杆大于方杆C方杆大于圆杆D长杆大于短杆29、齿轮正变位可以D。A提高齿轮传动的重合度B提高从动齿轮转速C改变齿廓形状D提高其承载能力30、一对齿轮连续传动的条件是B。A模数相等B重合度大于1C压力角相等D传动比恒定31、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件，摇杆为从动件时，可将B。A转动变为往复移动B连续转动变为往复摆动C往复移动变为转动D往复摆动变为连续转动32、组成凸轮机构的基本构件有A。A3个B2个C5个D4个33、如图所示该机构是A。A．平底移动从动件盘形凸轮机构B．曲柄滑块机构C．滚子直动从动件盘形凸轮机构D．偏心轮机构34、如图所示凸轮机构的推程运动角是A。A．120°B．110°C．70°D．40°35、理论上，标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数是C。AZmin＝14BZmin＝24CZmin＝17DZmin＝2136、确定平行轴定轴轮系传动比符号的方法为C。A只可用(－1)m确定B只可用画箭头方法确定C既可用(－1)m确定也可用画箭头方法确定D用画箭头方法确定37、凸轮机构中从动件的推程采用等速运动规律时，在B会发生刚性冲击。A推程的全过程B推程开始瞬时C远休止时D推程的中点38、一圆轴用低碳钢材料制作，若抗扭强度不够，则C对于提高其强度较为有效。A改用合金钢材料B改用铸铁C增加圆轴直径，且改用空心圆截面D减小轴的长度39、如图所示凸轮机构中，C从动件的摩擦损失小且传力性能好。A图aB图bC图c40、带传动采用张紧轮的目的是A。A调整带的张紧力B提高带的寿命C减轻带的弹性滑动D提高带的承载能力三、判断题（每题0.5分，共10分）（√）1、齿轮传动的标准安装是指：分度圆与节圆重合。（√）2、滚动轴承代号“6215”的含义是深沟球轴承，直径系列2，内径75mm。（×）3、键联接的主要用途是：轴向固定。（×）4、渐开线齿廓形状取决于分度圆直径大小。（√）5、标准滚动轴承的组成：内圈、外圈、滚动体、保持架。（×）6、采用合金钢能提高轴的刚度。（√）7、工程中常以最大单位长度扭转角不得超过许可的单位长度扭转角作为圆轴扭转时的刚度条件。（×）8、按轴的受载情况可分为：传动轴、心轴、正轴。（√）9、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。（×）10