机械设计基础复习题及答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——机械设计基础复习题及答案一、选择题

1、平面四杆机构中，是否存在死点，取决于B是否于连杆共线。

A、主动件B、从动件C、机架D、摇杆

2、当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角为AA、90°B、0°C、180°D、与构件有关

3、铰链四杆机构的杆长为a=60，b=80，c=100，d=90。若以杆a为机架，

则此四杆机构A。

A、为双曲柄机构B、为曲柄摇杆机构C、为双摇杆机构4、具有急回作用的曲柄摇杆机构的行程速比系数A、大于1B、小于

5、采用型铣法加工斜齿轮时，应根据A、轴面模数B、法面模数6、一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度是CA、由小逐渐到大C、由小逐渐到大再到小7、渐开线的弯曲程度取决于A、分度圆B、基圆8、一对渐开线齿廓啮合时，啮合点处两者的压力角A、一定相等C、与齿轮传动比有关9、一对相互啮合的渐开线减速齿轮传动，小齿轮齿面硬度大齿轮齿面硬度350HBS，，在传递动力时__B_____。

B。

B、两齿轮的模数和压力角分别相等D、两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等D）

___C__的齿轮。

1变化的。11D、分度圆上模数为标准值

13、标准齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆____A______。

A、相切B、相割C、相离D、与齿数有关

14、一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度是C变化的。

A、由小逐渐到大B、由大逐渐到小C、由小逐渐到大再到小D、始终保持定值

15、一对圆柱齿轮，在确定大小齿轮的宽度时，寻常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮的宽一些，其目的是A、为了使小齿轮的弯曲强度比大齿轮的高一些B、为了使传动平稳，提高效率C、为了便于安装，保证接触线长度D、为了使小齿轮每个齿啮合次数比大齿轮多

16、带张紧的目的是A、减轻带的弹性滑动C、改变带的运动方向17、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了A、使结构紧凑C、保证带和带轮接触面间有足够摩擦力18、带传动工作时的弹性滑动是由于A、小带轮包角过小B、带与带轮间的摩擦系数偏低C、带的松、紧边拉力不等D、带的初拉力不足

20、带传动主要是依靠（A、带与带轮接触面之间的正压力C、带与带轮接触面之间的摩擦力21、磨损均匀，链轮齿数最好是A、两链轮齿数互质B、链轮齿数与链节距成比例C、链轮齿数与链节数互质D、两链轮齿数成比例

22下述联接中，A、螺纹联接23、既传递扭矩又承受弯矩的轴，称为（A、心轴B、转轴24、计算轴弯矩A、强度理论的要求___C___。

D

B、提高带的寿命

D、使带具有一定的初拉力

B、限制弯曲应力D、限制小带轮上的包角C。

C）来传递运动和功率的。B、带的紧边拉力D、带的初拉力CC一般不用于轴毂联接。

B、键联接C、焊接D、过渡协同联接B）C、传动轴D、柔性轴

Mca公式中的系数α是考虑（C）

______

___B

。B、材料抗弯与抗扭性能的不同

C、弯曲应力σ和扭转切应力τ的循环特性r不同D、同一轴径d的抗弯、抗扭截面系数不同

25、轴在过渡剖面的圆角半径，其优点是（D）

A、使零件的轴向定位比较可靠B、使轴加工便利

C、使零件的轴向定位比较可靠D、降低应力集中，提高轴的疲乏强度26、螺纹联接防松的根本问题在于____C_______。

A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度27、计算紧螺栓的拉伸强度时，考虑到拉伸和扭转的复合作用，应将拉伸载荷增大到原来的（B）倍。A、1.1B、1.3C、1.51.7

28、当被联接件一个较薄一个很厚且需经常拆卸时，应采用A、螺栓B、螺钉C、紧定螺钉D、双头螺柱29、普通平键联接的主要失效形式是(AA、剪切和压溃B、磨损C、断裂30、键的剖面尺寸寻常是根据__D____，按标准选择。A、传递转矩的大小B、传递功率的大小

31、以下四种表达中，__D____是正确的A、变应力只能由变载荷产生B、静载荷不能产生变应力B、变应力是由静载荷产生

D、变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产生32、滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中A、90%B、95%C、50%D、33、30307型号滚动轴承的内径d应当是_______B_____mmA、70B、35C、30D、7

二、判断题1、（×）键的高度和宽度根据轴上零件轮毂宽度来定。2、（×）齿轮传动中，当材料一致时，小齿轮和大齿轮的弯曲强度也一致。3、（×）零件受变应力作用，则作用在零件上的载荷一定是变载荷。4、（√）转轴是同时受弯矩和扭矩作用的轴。5、（×）连杆机构中，传动角越小，对传动越有利。6、（×）键的剖面尺寸寻常是根据轮毂的长度，按标准选择。7、（√）若一个轴承的当量动载荷P高于其基本额定动载荷失效。

8、（√）影响一对齿轮齿面接触强度的主要尺寸是中心距和齿宽。9、（√）若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，10、（√）曲柄滑块机构不一定存在急回特性11、（×）只有自由度为1的机构才具有确定的运动。12、（×）凸轮的基圆是指凸轮廓线的平均向径)。

D、胶合C、轮毂的长度____A____。

D联接。D、轴的直径C，则该轴承将

的轴承所能达到的寿命。99%

但弹性滑动却无法避免。13、（√）键的高度和宽度根据轴的直径来定。14、（√）同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。15、（√）相互啮合的齿轮，齿面接触强度一定相等，齿根弯曲疲乏强度一

般不等。

16、（×）螺纹公称直径指的是螺纹的中径。17、（√）零件受变应力作用，则作用在零件上的载荷也可以是静载荷。18、（×）圆柱齿轮传动适用于中心距较大的场合。19、（√）齿数、模数分别对应一致的一对渐开线直齿圆柱齿轮传动和一对

斜齿圆柱齿轮传动，后者的重合度比前者要大。

20、（√）紧联接螺栓按拉伸强度计算时，考虑到拉伸和扭转的联合作用，应将拉伸载荷增至21、（×）工作时承受弯矩并传递扭矩的轴，称为心轴。22、（×）带传动是靠摩擦力工作的，因此带轮的工作表面越粗糙越好，张紧力越大越好。23、（×）对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和一定大于其余两构件长度之和。24、（×）渐开线标准齿轮的齿根圆恒大于基圆。25、（√）为减小凸轮机构的压力角可增大凸轮基圆半径。26、（√）限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。27、（√）滚动轴承的基本额定寿命为28、（×）同一轴上不同轴段的键槽，最好布置在沿周向相隔29、（√）四杆机构处于死点位置时，机构的传动角一定为零。30、（×）传动带在工作中受到交变应力的作用，带轮的位置。31、（√）同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。32、（√）带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。33、（√）若设计合理，34、（×）键的高度和宽度根据轴上零件轮毂宽度来定。35、（×）曲柄滑块机构的极位夹角一定大于零。36、（√）带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。37、（×）通用的闭式齿轮传动，当齿轮的圆周速度油润滑。

38、（√）键的长度主要是根据轮毂的长度来选择。39、（×）受预紧力1.3F。40、（√）带传动的弹性滑动是不可避免的。

1.3

带传动的打滑是可以避免的，F0后又受轴向载荷万转。最大应力发生在带刚进入大

但弹性滑动却无法避免。v≤10m/sF的紧螺栓联接，它受的总载荷为

度。时，常采用喷

倍

100180二、作图简答题

1、在图所示机构中，构件AB,EF,CD相互平行且相等，试计算该机构的自由度

（有复合铰链、局部自由度、虚约束的请指出）。

F=3n-2PL-Ph

=3×6-2×7-2=2

其中点C为复合铰链，点G为局部自由度，EF为虚约束

2、计算机构自由度，确定机构是否有确定的运动？图中CE、DF、GH三杆平行且相等）（有复合铰链、局部自由度、虚约束的请指出）。

CEGBIADFHF=3n-2PL-Ph

=3×7-2×9-1

=2

其中点C、G为复合铰链，点B为局部自由度，EF为虚约束由于机构自由度数等于原动件数，所以机构有确定的运动；

3、计算机构的自由度，有复合铰链、局部自由度、虚约束的请指出。（其中FI与EH、DG平行且相等，杆DEF与GHI平行且相等）

F=3n-2PL-Ph

=3×8-2×11-1=1

其中点F、I为复合铰链，点C为局部自由度，EH为虚约束由于自由度数等于原动件数，所以机构有确定的运动；

4、计算机构自由度，有复合铰链、局部自由度、虚约束的请指出，判断机构运

动是否确定？

其中点D为复合铰链，点H为局部自由度，F或J为虚约束F=3n-2PL-Ph=3×8-2×11-1=1

机构自由度数等于原动件数，机构运动确定

5、如图偏置曲柄滑块机构，曲柄AB为主动件，

①、图上标出滑块行程H；②、试判断机构是否具有急回特性，并说明理由。

（1）滑块行程H，

（2）机构具有急回特性，由于机构具有不为0的极位夹角θB2AθHB1C1C2

6、偏置曲柄滑块机构中，已知偏距为10mm（滑块的导路方向线在曲柄转动中心之上），曲柄为20mm，连杆为70mm，试绘图表示：

（1）滑块的行程

（2）曲柄为主动件时最大的压力角（3）滑块为主动时机构的死点位置（HαC1C3C2AB2B1

B3

7、设计一曲柄滑块机构，行程速比系数K=1.5,已知滑块行程H=50mm，导路偏距e=20mm，滑块的导路方向线在曲柄转动中心之上，作图求曲柄和连杆长度。作图求曲柄和连杆长度：AB=(AC2-AC1)/2H

C1C2AB2

B1

8、图示机构中，AB为机架，在图中标出机构的极位夹角θ及推杆的最大摆角ψAθBψC9、已知曲柄摇杆机构行程速比系数K=1，摇杆CD的长度为40mm，摇杆极限位置如下图，机架AD位于水平位置，试作图设计此曲柄摇杆机构AB的长度。

已知铰链四杆机构ABCD，摇杆CD的行程速比系数K=1，则极位夹角为0，

AB、BC、AD的长度如图，AB=C1C2/2

C2

C1B2AD

B110、图示铰链四杆机构，AB=20mm，BC=35mm，CD=40mm，AD=30mm，问：（1）假使以AB杆为机架，机构为双曲柄机构（2）假使以BC杆为机架，机构为曲柄摇杆机构

（3）假使以CD杆为机架，机构为双摇杆机构

（4）以AD杆为机架，AB为原动件，在图上作出机构从动件的摆角φ,和机构的极位夹角θCC2BB2C1φ

AθD

B1BC、11、对心直动滚子从动件盘形凸轮机构如下图。①标出实际廓线和理论廓线②画出凸轮基圆

③标出C点压力角。理论廓线基圆实际廓线

12、图为对心直动推杆偏心圆凸轮机构，滚子半径rr=10mm，要求：（1）直接在图上画出凸轮的基圆，算出基圆半径（2）算出推杆的最大升程（3）在图上画出图示位置的压力角（1）基圆半径（2）推杆的最大升程（3）压力角

S

CS已知O为几何中心，

H

α及推杆位移S（不要求具体数值）40mm

H60mmα及推杆位移S如图

αHOA=2O1O=60mm,

13、图示偏心圆盘凸轮，逆时针方向旋转，滚子摇摆从动件，

(1)标出实际廓线η和理论廓线η′（2）标出基圆rb

（3）标出图示位置的角位移δ（4）标出图示位置的压力角α

14、在图示传动系统中，斜齿轮1为主动轮

（1）为使Ⅱ轴上的轴承所受轴向力最小，确定斜齿轮1、2的螺旋线方向（画于图上）(2)在图上标出斜齿轮1、2和圆锥齿轮3、4所受三个分力的方向，(课本102页\\108页)

（1）使Ⅱ轴上的轴承所受轴向力最小，斜齿轮1左旋、2右旋（画于图上）⊕Ft2⊙Ft1ⅠⅡFa11Fr1Fr22⊕Ft3⊙Ft4

Fa2Fa3

3Fr3Fa4Fr4Ⅲ

1

15、如下图啮合传动，标出主动轮与从动轮在啮合点处所受的各个作用力方向（图中标有箭头的为主动轮）

⊕Ft1⊙Ft2⊕Ft2⊙Ft1Fa2Fa12Fa11Fr1Fr22Fr2Fr1Fa21

16、根据图示机械装置中各轴的受载状况，判断它们是什么轴？(1)扭矩，传动轴(2)弯扭，转轴（3）弯扭，转轴（4）弯，心轴

⊕Ft2⊙Ft1

Fr2

Fa1Fa2

Fr3

17、图示标准斜齿圆柱齿轮组成二级传动，齿轮1为主动轮，求：

（1）使轴Ⅱ轴向力最小时齿轮3、4螺旋线方向

（2）在图中标出齿轮1、2和3、4在啮合点处各分力的方向。

使轴Ⅱ轴向力最小时齿轮3左旋、齿轮4右旋

⊕Ft2⊙Ft1⊕Ft4⊙Ft3

14Fr1ⅠFa2Fa1Fr4Fa4Fa3ⅡFr2Fr332

四、计算题

1、图示轮系中，已知各轮的齿数为：Z1=28，Z2=18，Z3=70，试求传动比i1H

解：齿轮1-2=2′-3(H)为周转轮系

ZZn?nHi13H?1??23n3?nHZ1Z2'

且n3=0

Z1+Z2=Z3－Z2′∴Z2′=24所以i1H==23/8

2、图示差动轮系中，各轮齿数为：Z1=30，Z2=25的转速为200r/min(箭头向上)，齿轮3的转速为架转速的大小和方向。

解：齿轮1-2=2′-3(H)为周转轮系iHn1?nH??Z2Z313?n

3?nHZ1Z2'且n1=200r/min，n3=－50r/min

所以nH=10.61，方向与n1一致

3、图示的轮系中，已知各轮的齿数为Z1=Z2=17，求nH的大小和方向。

解：齿轮1-2=3-4(H)为周转轮系iHn?nHZZ14?1n4?nH??24Z1Z

3且n4=0

所以nH=?

Z2′=20，Z3=75，齿轮1

50r/min(箭头向下)，求行星Z3=30，Z4=45，n1=200r/min，

4、起重卷筒用8个普通螺栓与齿轮联接在一起，已知卷筒直径D0=400mm，螺栓分布直径D=500mm，接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数C=1.2，起重钢索拉力Q=10000N，螺栓许用拉伸应力[ζ]=100Mpa，试设计该螺栓组螺栓最小直径d1。

解：∵（1）T?QD02（2）F'mfz?C2T

D'1.3F（3）?[?]12?d14

∵m=1，f=0.12，z=8，C=1.2，[ζ]=160Mpa，D=500mm，D0=400mm，Q=10000N∴由以上条件得：d1=10.174mm

5、有一压力容器，已知容器内直径D=280mm，气体压强p=0.5Mpa，容器盖用12只普通螺栓与容器相联，试确定螺栓最小径d1，已知螺栓材料屈服极限ζS=240Mpa，取安全系数S=2，剩余预紧力为工作载荷的1.8倍。

D2解：∵（1）汽缸所受工作载荷F?p?4

FF''?2.8（2）每个螺栓所受总载荷F0?F?zz

（3）1.3F0

?[?]12

4?d1∵[ζ]=ζS/S=120Mpa，p=0.5Mpa,D=280mm,z=12∴由以上条件得：d1=mm

6、图示两根梁用4个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28kN，摩擦系数f=0.2，可靠性系数C=1.2，控制预紧力，许用应力[ζ]=120MP，试确定所需螺栓的最小直径。

解：

FF∵（1）F'mfz?CF'

1.3F（2）?[?]

12?d1∵m=2，f=0.2，z=4，C=1.2，[ζ]=160Mpa，F=28KN∴由以上条件得：d1=17.024mm

4

7、钢制液压缸，缸体内径D＝160mm，缸内压强p＝3MPa，用８个普通螺栓锁紧缸盖，螺栓许用拉伸应力［ζ］＝180MPa，螺栓分布直径D0＝200mm，为保证气密性要求，剩余预紧力取工作载荷的1．8倍，求螺栓的最小直径。

D2解：∵（1）汽缸所受工作载荷F?p?4

（2）每个螺栓所受总载荷F?F''?F?2.8F0881.3F0?[?]（3）12

?d14∵[ζ]=180Mpa，p=3Mpa,D=160mm

∴由以上条件得：d1=13.93mm

8、图示为某转轴由一对30307型轴承支承，轴承所受径向负载Fr1=7000N，Fr2=6000N，轴上作用的轴向负载FA=1000N，试求两轴承的轴向力Fa1、Fa2。其中FS=Fr/（2Y），Y=1.9

(1)轴承受内部轴向力FAFS1=Fr1/（2Y）=1842NFS1FS2

FS2=Fr2/（2Y）=1579N

(2)由于FS1=1842N＜FA+FS2=2579NFr1Fr2

所以轴承1被压紧，轴承2被放松，轴承受轴向力即：Fa1=FA+FS2=2579N；Fa2=FS2=1579N

9、减速器低速轴采用轴承6308，已知轴承上所受径向载荷Fr1=2200N，Fr2=1600N，外来轴向载荷FA=800N，轴承转速n=500r/min，e=0.23，Cr=25800N，工作微弱冲击fp=1.2，常温工作ft=1，

（附：当Fa/Fr＞e时，X=0.56，Y=1.9，当Fa/Fr≤e时，X=1，Y=0）求（1）两轴承的当量载荷P1、P2（2）求此对轴承哪个寿命长？

解：轴承1受轴向载荷Fa1=FA=800N，

且Fa1/Fr1=0.36＞0.23，所以X=0.56，Y=1.9

则P1=fp（XFr1+YFa1）=3302.4NFAP2=fpFr2=1920N

Fr1Fr2P1＞P2，所以轴承2寿命长

10、某设备中的一转轴，两端用30207E型轴承，如图，轴工作转速n=1450r/min，在常温下工作ft=1，轴承所受的径向载荷Fr1=3000N，Fr2=6000N，轴所受载荷