机械设计基础试题试卷5套（高职）

学期考试题

共4页第1页

考生注意：

凡姓名、学号写在装订考试科目机械设计基础班级姓名学号

线外的试卷作废。

装.............................订..................................线

一、填空题（每空1.5分，共24分）

1.在设计一对闭式传动钢制软齿面齿轮的计算中，先按疲劳强度计算齿轮的主要尺寸，

再按疲劳强度进行校核.

2.普通V带传动的主要失效形式有：带在上打滑和带发生_________破坏。

3.按滚动体的形状，滚动轴承可分为轴承和轴承两大类。

4.在课本上所学过的间歇运动机构中，其中两种机构的名称是：机构、

机构。

5.对连续工作的闭式蜗杆传动，要进行计算。

6.带传动常用的张紧方法有两种：张紧轮法和调整法。

7.外槽轮机构由________、和机架组成，其中作间歇运动。

8.蜗杆传动的主要失效形式是、和磨损。

9.平键的工作面是两侧面，而楔键的工作面是。

二、问答题（共10分）

1.什么叫滚动轴承的基本额定寿命？（5分）

2.阿基米德蜗杆传动的正确啮合的条件是什么？（5分）

200~200学年下学期期末考试题

共4页第2页

考生注意：

凡姓名、学号写在装订考试科目机械设计基础班级姓名学号

线外的试卷作废。

装.............................订..................................线

三、判断题（每小题1分，共10分）

1.键联接和花键联接是最常用轴向固定方法。（）

2.闭式传动中的软齿面齿轮的主要失效形式是磨损。（）

3.带传动可适于油污、高温、易燃和易爆的场合。（）

4.推力球轴承只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷。（）

5.受力较小且不重要的轴，材料应选用40Cr.（）

6.用凸缘轴承盖上的凸缘可以实现滚动轴承外圈的轴向固定。（）

7.一对直齿锥齿轮传动，在其啮合处，主动轮和从动轮所受圆周力大小相等，方向相反。（）

8.带的弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的，可以避免。（）

9.普通平键联接能够使轴上零件周向固定和轴向固定（）

10.用联轴器联接的两根轴，可以在机器运转的过程中随时进行分离或接合。（）

四、图示某齿轮减速器的主动轴，其转速n=3000r/min,由一对角接触球轴承支承，已知轴承承

受的径向载荷分别为Fri=1000N,Fr2=2100N,外加轴向载荷Fx=900N,求轴承1和2

所受轴向力Fai和Fa2。并在图上标出轴承内部轴向力Fs的方向。

（轴承内部轴向力Fs=0.68Fr）

（15分）.

bFx尸D

-n

FrlFr2

200-200学年下学期期末考试题

共4页第3页

考生注意：

凡姓名、学号写在装订|考试科目|机械设计基础|班级||姓名||学号

线外的试卷作废。

............装.............................订..................................线

五、说明图（a）滚动轴承代号、图（b）平键标记、图（c）滚子链标记中划线部分的含义（15分）

(c)

六、图（a）为一对外啮合斜齿圆柱齿轮，其中轮1在啮合处受径向力Fr、轴向力Fx的方向

如图（b）所示，请在图（c）中标出轮2的转动方向和螺旋线方向、说明轮1的圆周力Ft

(a)(b)(c)

200-200学年下学期考试题

共4页第4页

考生注意：

凡姓名、学号写在装订|考试科目|机械设计基础|班级||姓名||石

线外的试卷作废。

试题6答案

一、填空题

1、齿面接触齿根弯曲2、带轮疲劳

3、球滚子

4、棘轮槽轮不完全齿轮(3种机构中答任意两种即可)

5、热平衡6、中心距7、拨盘槽轮槽轮

8、胶合点蚀9、上下面

二、问答题

1、轴承中任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀的总转数或在一定转速下的工作时数，称为轴承寿

命。

一般用10%破坏率的轴承寿命作为轴承的基本额定寿命。

2、正确啮合条件是蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数,蜗杆轴向压力角等于蜗轮的端面压力角，蜗杆分度圆导

等于蜗轮分度圆螺旋角，且两者螺旋方向相同。

三、判断题

IX2X3X4V5X6V7V8X

9X10X

四、在图中轴左端标注：Fsl-；右端标注：FS2-

Fsl=0.68Frl=0.68X1000=680N

FS2=0.68Fr2=0.68X2100=1428N

Fx+Fsi=900+680=1580N>Fs2

可知轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”，故

Fal=Fsl=680N

Fa2=Fsl+Fx=680+900=1580N

五、(a)09一轴承内径45mm

3-圆锥滚子轴承

(b)70—键长70mm

18—键宽18mm

(c)82—链节数82

A—A系列滚子链

六、轮1圆周力Ftl的作用线方向垂直纸面箭头朝里。

轮2

图(C)

七、=

nn

3-HZ]

其中n3=0

解得33.3r/min转向与轮1相同.

200-200学年下学期考试题

A卷共3页第1页

考生注意：

凡姓名、学号写在装订考试科目机械设计基础班级姓名学号

线外的试卷作废。

装..........................订...............................线

二、填空题（每空1.5分，共24分）

1.在设计一对闭式传动钢制软齿面齿轮的计算中，是先按强度计算齿轮的主要

尺寸，再按强度进行校核。

2.在圆柱齿轮减速器中，为了一般将小齿轮做得比大齿轮宽一些，强

度计算时，按—齿轮的宽度进行计算。

3.按用途不同，平键可分为、、滑键三种。

楔键的工作面是,而半圆键的工作面是。平键的工作面是

4.带传动常用的张紧方法有两种：调整中心距法和法。

5.按滚动体的形状，滚动轴承可分为轴承和轴承两大类。

6.蜗杆传动的主要失效形式是、和点蚀。

7..滚子链的节数一般选用数以避免过渡链节。

8.对连续工作的闭式蜗杆传动，除按齿面接触疲劳强度设计，并按齿根弯曲疲劳强度校核

外，还要进行计算。

二、判断题（每小题1分，共10分）

1.齿轮传动中，一对大小不等的齿轮的硬度值应取相同。（）

2.推力球轴承只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷。（）

3.深沟球轴承主要承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷。（）

4.一对直齿锥齿轮传动，在其啮合处，主动轮和从动轮所受圆周力大小相等，方向相反。

（）

5.打滑是摩擦带传动的主要失效形式之一。（）

6.摩擦带传动工作时，带中存在拉应力、弯曲应力和离心应力。（）

7.闭式传动中的软齿面齿轮的主要失效形式是磨损。（）

8.滚子.链传动的瞬时传动比恒定，传动平稳。（）

9.受力较小且不重要的轴，材料应选用40Cr。（）

10.节距是滚子传动链条的主要参数。（）

三、问答题（10分）

在V带传动设计中，常把带速v控制在5m/s<vv25m/s范围，为什么？

200~200学年下学期考试题

A卷共3页第2页

考生注意：

凡姓名、学号写在装订|考试科目|机械设计基础|班级||姓名||学号

线外的试卷作废。

...........装...........................订..............................线……

四、说明图（a）滚动轴承代号、图（b）平键标记、图（c）滚子链标记中划线部分的含义

（18分）

30209键生X70GB1096-79

(a)(b)

16A—IX82GB/T1243—97

（c）

五、图示轮系，已知m=400r/min,Zl=20,五=100,求行星架H的转速IIH和转向。

（14分）

工

3

200~200学年下学期考试题

A卷共3页第3页

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线外的试卷作废。

装..........................订...............................线

六、图示某圆锥齿轮减速器的主动轴，由一对圆锥滚子轴承支承，已知轴承载荷Fn=800N,

Fn,=2500N,圆锥齿轮受轴向力Fx=300N,求轴承I和H所受轴向力Fai和Fa“。

并在图上标出轴承内部轴向力的方向。

（轴承内部轴向力S=Fr/2Y,轴承系数Y=1.6）。（14分）

IIIJFx

0J

FriFrii

七、在某减速器输入轴的轴端装有一个皮带轮，皮带轮与轴用键联接，已知轴径d=50mm,

传递的转矩T=600N•mo现选用C型普通平键，键宽b=14mm,键高h=9mm,

键长L=70mm。求该键联接的挤压应力。（10分）

试题7答案

一、填空题

1、齿面接触疲劳齿根弯曲疲劳

2、便于装配和调整大

3、普通平键导向平键上下面两侧面两侧面

4、张紧轮5球滚子6、胶合点蚀

7、偶8、热平衡

二、判断题

IX2V3V4V5V6J

7X8X9X10V

三、问答题

带速太高离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，容易打滑；带速太低，传递功率一定时所需的有效

拉力过大，也会打滑。一般使普通V带控制在5m/s<v<25m/s范围。

四、(a)09—轴承内径45mm

3—圆锥滚子轴承

(b)70一键长70mm

18—键宽18mm

(c)82—链节数82

A-A系列滚子链

五、诏="曰_=(_»2

n3-nH4

其中n3=0

解得口昨66.66r/min转向与轮1相同。

六、在图中轴左端标注：FsIf；右端标注：FslI—

Fsl=FrI/2Y=800/(2X1.6)=250N

FslI=Frll/2Y=2500/(2X1.6)=781.25N

Fx+Fsll=300+781.25=1081.25>Fsl

可知轴承I被“压紧”，轴承II被“放松”，故

Fan=Fs11=781.25N

FaI=FsII+Fx=1081.25N

七、键的工作长度/=70-14/2=63

挤压应力%,=47

而

=(4X600X1000)4-(50X9X63)

=84.65(MPa)

200-200学年上学期考试题

B卷共4页第1页

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线外的试卷作废。

装订线

一、有一钱链四杆机构，尺寸如图示，AB为主动件且顺时针转动，CD为从动件;

（1）写出该机构具体名称及判断依据；（8分）

（2）标注出该机构在图所示位置的传动角。（4分）

二、简答题（共23分）

1、口机面前急回特性有什么作用？（5分）

2、设计平面四杆机构一般有哪三种方法？（5分）

3、欲使皎链四杆机构中有曲柄存在，需要满足两个条件，这两个条件是什么？（8分）

4.什么是节圆？

200-200学年下学期考试题

B卷共4页第2页

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线外的试卷作废。

装订线

三、计算下列运动链的自由度（16分）

(b)

四、（共14分）

图（a）为尖顶直动从动件盘形凸轮机构，在图上标注出该位置的压力角。（4分）

图（b）为某凸轮机构的从动件位移线图，据图求：

（1）升程的大小；（3分）

（2）从动件由最低位置升到最高位置时，凸轮转过的角度值；（3分）

（3）从动件由最高位置降到最低位置时，采用的是什么运动规律？（4分）

200-200学年下学期考试题

B卷共4页第3页

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线外的试卷作废。

装订线

五、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动如图示。（15分）

请在图上作出:

（1）理论啮合线；（2）节圆；（3）啮合角。

200-200学年下学期考试题

B卷共4页第4页

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线外的试卷作废。

装订线

六、一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知其模数m=2mm,压力角a=20。，齿数办=20,

Z2=48）试计算：

1.该对齿轮作无侧隙啮合时的中心距a=?；

2.欲使其实际中心距a=68.5mm,今用一对标准斜齿轮（平行轴）凑中心距，在mn=2mm,zi、Z2不

变时两斜齿轮的螺旋角应为多少？

3.计算“2问”中斜齿轮1的当量齿数z、,尸？（20分）

试题8答案

一、（1）名称：曲柄摇杆机构

依据：最长杆长度75+最短杆长度20＜其余两杆长度之和，且以最短杆为连架杆。

（2）图中NBCD反向。

二、简答题

1.在单向工作场合，使空回程所花的非生产时间缩短以提高生产率。

2.图解法、试验法、解析法。

3、条件一：最短杆与最长杆长度之和不大于其余两杆长度之和。

条件二：连架杆或机架中最少有一根是最短杆。

4、节圆是一对齿轮在啮合传动时两个相切作纯滚动的圆。单个齿轮没有节圆。

三、(a)n=5PL=7PH=0

F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1

(b)n=7PL=10PH=1

F=3n-2PL-PH=3*7-2*10-1=1

四、(a)、压/力角।

(b)(1)升程为50mm

(2)凸轮转过120°

(3)采用等速运动规律

(1)为理论啮合线。

(2)分别以O1C、02c为半径画圆即为节圆。

(3)两节圆的公切线tt与啮合线所夹的锐角即为啮合角。

六、1、a=m(z1+z2)/2=2(20+48)/2=68mm

2、a=mn(z1+z2)/2cosB

将已知数据a=68.5mn=2zl=20z2=48代入

解得B=6°55'48"

3、Zvi=zl/cos3P=20.45

200-200学年下学期考试题

B卷共3页第1页

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凡姓名、学号写在装订|考试科目|机械设计基础|班级||姓名||学号

线外的试卷作废。

装.............................订..................................线

一、是非题(每题2分，共10分)

I.选用滑动轴承的润滑油时，转速越高，选用油的粘度越高。()

2.蜗杆传动，蜗杆头数越少，传动效率越低。()

3.平键是靠键的两侧面来传递载荷。()

4.链节距越大，链速也越不均匀。()

5.螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能愈好。()

二、选择题（每题2分，共10分）

1.闭式软齿面齿轮传动中，齿轮最可能出现的破坏形式为.

a.轮齿折断b.齿面磨料磨损C.齿面疲劳点蚀

2.三角带传动工作时，与带轮轮槽接触。

a.带的底面b.带的顶面C.带的两侧面

3.蜗杆传动比的表达式为________。

/•="=%b立C.幺

a.

n2dxn2d2n2z]

4.在带、链、齿轮组成的多级减速传动中，链传动应放在.

a.高速级b.低速级c.高、低均可

5.只承受弯矩的轴，称为______。

a.转轴b.心轴c.传动轴

三、填充（每空格2分，共14分）

I.当带传动时.，打滑首先发生在带轮的轮上。若正常工作时，在________轮上带的速度

大于带轮的速度。

2.根据滚动轴承代号，分别写出相应的含义

6216表示轴承类型______，内径尺寸________mm.

30516表示轴承类型________,内径尺寸mm。

3.蜗杆传动的失效经常发生在_______________________0

四、简答（共26分）

1.蜗杆传动散热计算不能满足时，试举出三种改进措施。（6分）

2.受横向载荷的普通螺栓联接强度计算时，为什么要把螺栓所受的轴向预紧力增大3期？（5分）

3.齿轮的主要失效形式有哪几种？

（5分）

200-200学年下学期考试题

B卷共3页第2页

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线外的试卷作废。

装订线

4.图示轴的结构1、2、3处有哪些不合理的地方？用文字说明。（10分）

五、设计计算（共40分）

1.如图所示，已知输出轴上的锥齿轮乙的转向A,为了使中间轴H上的轴向力能抵消一部分，

试求：

（1）在图上标出各轮的转向。

（2）判断蜗杆传动的螺旋角方向（蜗杆、蜗轮）

（3）蜗杆、蜗轮所受各力方向以及锥齿轮Z,所受轴向力方向。（要求标在图上或另画图表示）（12

分）

2.图示斜齿圆柱齿轮传动，

（1）按II轴轴向力平衡原则，确定齿轮3、4的旋向。

（2）判断齿轮1、4的受力方向（各用三个分力标在图上）（16分）

200-200学年下学期考试题

B卷共3页第3页

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线外的试卷作废。

装订线

3、已知齿轮减速器输出轴与齿轮间用键联接，轴径d=60mm，传递的转矩T=700N•m,

齿轮材料为铸钢。现选用A型普通平键，键宽b=18mm,键高h=llmm,键长L=80mm,

铸钢材料[%]=100~120MPa,试校核该键联接是否满足强度要求。（12分）

试题9答案

一、是非题

1V2J3J4V5V

二、选择题

lc2c3c4b5b

三、填充

1、小带从动

2、深沟球轴承80圆锥滚子轴承80

3、蜗轮轮齿上

四、1、①在箱体壳外铸出散热片，增加散热面积A。

②在蜗杆轴上装风扇，提高散热系数。

③加冷却装置。例如在箱体油池内装蛇形冷却管或用循环油冷却。

2、因为在拧紧螺母时，螺栓杆除沿轴向受预紧力的拉伸作用外，还受螺纹力矩的扭转作用。

3、轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合

4、第1、2处轴肩过高，轴承无法拆卸；若轴承采用脂润滑，缺挡油环。

3处缺螺纹退刀槽。

五、

)

Fa4VHl]|J

Fu的作用线垂直纸面箭头朝里。

F.4的作用线垂直纸面箭头朝里。

、强度条件公式：

3[crz,J

键的工作长度/=80-18=62

AT

=—=(4X700X1000);(60X11X62)

pdhl

=68.4(MPa)<[<r,,]二满足要求。

200-200学年下学期考试题

B卷共3页第1页

考生注意：

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线外的试卷作废。

装.............................订..................................线

填空题：（2分/题，共12分）

1.标准直齿圆柱齿轮的齿形系数加“与有关，当九越小，轮齿抗弯能力越_______。

2.链传动中的动载荷随着和增大而增大。

3.闭式硬齿面齿轮传动，一般应按强度进行设计，然后再校核强度。

4.普通平键的宽和高。X/?）是根据______确定的，其工作面为。

5.普通螺纹的牙型角为一度。

螺距4mm的3线普通螺纹转动一周，螺纹件轴向移动mm。

6.具有调心性能的滚动轴承是______和。

二、选择题（每题2分，共10分）

1.锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数应按（）查取。

a•齿数Zb.%^sd.Z4,

2.蜗杆主动时，为提高蜗杆的传动效率，可（）

a.增加蜗杆头数Z,b.增加蜗轮齿数

c.增加蜗杆特性系数qd.增加蜗杆模数加

3.在蜗杆传动中，引进特性系数g的目的是为了（）

a.便于蜗杆尺寸的计算b.容易实现蜗杆传动中心距的标准化

c.提高蜗杆传动的效率d.减少蜗轮滚刀的数量，有利于刀具的标准化

4.楔键联接与平键联接相比，前者的对中性（）

a.好b.差c.与后者一样d.与后者无法比较

5.增大轴在过渡处的圆角半径，其优点是（）

a.使零件的轴向定位比较可靠b.使轴的加工方便

c.使零件的轴向固定比较可靠d.降低应力集中，提高轴的疲劳强度

三、简答题（每题6分，共24分）

I.V带轮的槽角@为什么要比传动带两侧的夹角。小？

2.何谓带传动的弹性滑动和打滑？二者的性质有何不同？

3.什么是传动比？什么是齿数比？有何区别？

4.对闭式蜗杆传动要进行热平衡计算，为什么？

200~200学年下学期考试题

B卷共3页第2页

考生注意:

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线外的试卷作废。

装订线

四、图示斜齿圆柱齿轮传动，

（3）按H轴轴向力平衡原则，确定齿轮3、4的旋向。

（4）已知T,,Z,,p,写出如、F“、F”的计算式

（5）判断齿轮1、4的受力方向（各用三个分力标在图上）（18分）

五、如图所示，某轴由一对角接触球轴承支承（反装）。已知轴承承受的径向载荷分别为Fn=1000N,

Fr2=2I00N,外加轴向载荷Fx=800N,求轴承1和2所受轴向力Fai和Fa2。并在图上标出

轴承内部轴向力Fs的方向。

（轴承内部轴向力Fs=0.68Fr）

（16分）

b

Q

II

FrlFr2

200-200学年下学期考试题

B卷共3页第3页

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线外的试卷作废。

装.............................订..................................线

六、图示轮系，已知50r/min,113=200r/min,两者转向相反，Z1二=80,Z2=25,

Z2=35,Z3=20,求行星架H的转速DH和转向。（12分）