《机械设计基础》试题及答案解析

机械设计基础

一.填空题:

1.凸轮主要由（凸轮），（从动件）和（机架）三个基本构件组成。

2.凸轮机构从动件的形式有由（尖顶）从动件，（滚子）从动件和（平底）从

动件。

3.按凸轮的形状可分为（盘型）凸轮、（移动）凸轮、（圆柱）凸轮、（曲面）

4.常用的间歇运动机构有（棘轮）机构，（槽轮）机构，（凸轮间歇）机构和（不完全齿）

机构等几种。

5螺纹的旋向有（左旋）和（右旋）；牙形有（三角形）.（梯形）.（矩形）.（锯齿

形）

6.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的（法面模数）和（法面压力角）都相等,

齿轮的（螺旋）相等（旋向）—相反

7已知一平面较链四杆机构的各杆长度分别为a=150,b=500,c=300,d=400,当取c杆为机架

时，它为（曲柄摇杆）机构；当取d杆为机架时，则为（双摇杆）机构。

8平面连杆机构当行程速比K（>1）时，机构就具有急回特性。

9曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：当为（曲柄）主动件（曲柄与机架）共线时。

13螺纹联接的基本类型有（螺栓联接）、（双头螺柱联接）、（螺钉联接）、（紧

定螺钉联接）四种。

14轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分为（定轴）轮系和（周转）轮系。

15滚动轴承代号为62305/P5；各部分的含义是：“6”表示（沟球轴承）；“23”表

示

（宽度系数）；“05”表示（内径代号）；P5表示（精度公差等级）。

16.螺纹的公称直径是指它的（大径），螺纹“M12X1.5左”的含义是（左旋细牙螺纹公

称直径12）o

17.螺纹的公称直径是指它的（大径）。M16*2的含义是（细牙螺纹外径16螺距2）。

18.滚动轴承代号“6215”的含义是_（"6"_表示是普通深沟球轴承，2—是宽度系列

5是内径代号）.

20.一调整螺旋，采用双线粗牙螺纹，螺距为3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动2

毫米，则螺杆应转―1/3圈。

21.凸轮机构中的压力角是指一轮上接触点的切线与从动件的运动速度方向间

的夹角。

22.在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性

称为—急回特性«

23.为保证四杆机构良好的机械性能，传动角不应小于最小许值

25.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下，

宜采用双头螺栓联接o用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用

三角形细牙螺纹。

26.带传动的主动轮直径d1=180mm转速n1=940rpm,从动轮直径d2=710mm转速

n2=233rpm,,则弹性滑动系数为£=-0.022—o

27.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的一基圆_______o

28.仿形法加工齿轮，根据被加工齿轮的—模数，齿轮选择刀号。

29.图示机构要有确定运动需要有1个原动件。

30.国标规定：三角带有_YZABCDE种类型传递能力最大的为_丫_型。最小

的为_E_型。代号A1000表示_A型带基准长度1000mm。

31.A、B、C三种类型的普通平键b、h、h相同，则工作中受挤压面积最大的应属_B_型。

32.机构的最小运动单元称为一构件机器的最小制造单元称为一零件o

33.螺纹联接的基本类型主要有一螺栓联接,一螺钉联接,

一双头螺柱联接_紧定螺钉联接O

34.链“B18X80"的含义是_B_型键宽度_b=18mm长度L=80mm。

二•判断题：（每题1分，共20分）

1•运动副是联接，联接也是运动副。错

2.四杆机构中，曲柄的极位夹角B越大，机构的急回特性

也越显著。对

3•在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。错

4•分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影响。对

5.局部自由度是不影响其它

构件运动的个别构件的独立运动，因此对机构的自由度也

没有影响。错

7•钱链四杆机构中最短的构件一定是曲柄。错

6.机构运动简图只表示构件和运动副，所以作图的时

候不考虑构件的尺寸和形状。错

7•钱链四杆机构中最短的构件一定是曲柄。错

8.通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。错

9.凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。错10.槽轮机构的主动件一定是拔盘。错11.渐

开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不

变。对

12.螺钉联接用需要经常拆卸的场合。错13.渐开线园柱齿轮齿廓曲线上各点的压力角都相等，

且等于20°。错

14.同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进行加工。对

15.齿轮传动时，重合度越大，传动时就会平稳。错

16.闭式软齿面齿轮传动，应先按齿面接触疲劳强度进行设计，再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯

曲强度。对

17.蜗杆的旋向不会影响蜗轮的传动方向。错

18.当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上。对19.滚动轴承一般由内圈、外圈、

滚动体和保持架组成。对20.工作中转动的轴称为转轴。错三选择题：（每题1.5分，

共35分）

1.对于钱链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取（C）为机架，将

得到双曲柄机构。

A•最长杆B•与最短杆相邻的构件

C•最短杆D•与最短杆相对的构件

2凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮的（D）所决定的。

A•压力角B•滚子

C•形状D•轮廓曲线

3对于钱链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取（B）为机架，一定

会得到曲柄摇杆机构。

A.最长杆B,与最短杆相邻的构件C•最短杆D.与最短杆相对的构件4为保证平

面四杆机构良好的传力性能，（B）不应小于最小许用值。

压力角B•传动角C•极位夹角D•啮合角

5.平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数（C）。

A.大于1B.小于1C.等于1

6.机器与机构的区别在于（C）。

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化

A摇杆两个极限位置之间的夹角连杆与摇杆之间所夹锐角

7,曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是（D）。

C连杆与曲柄之间所夹锐角摇杆与机架之间所夹锐角

8.图示机构中有（A）虚约束。

A1个B2个C3个D没有

9.在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80,b=150,

c=120,则d杆长度为（C）。

Ad<110Bd<190C110

10.下列凸轮机构中，图B即画的压力角是正确的。

ab

11.凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮,（B»所决定的;

A转速B轮廓曲线形状

12•图示机构要有确定运动，需要有（A）原动件。

//J

A1个B2个C3个D没有

13.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，且材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采

用（B）=

A螺栓联接B双头螺栓联接C螺钉联接

1.带传动中V带是以_c_作为公称长度的。

A.外周长度B.内周长度C.基准长度D.

14.常用螺纹的线数有单线双线三线三种，其中用于联接和用于传动的各有_A

A.一种和两种B.一种和三种C.两种和两种D.两种和三种

15.对于钱链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_C为机架，将得到双

曲柄机构。

A.最长杆B,与最短杆相邻的构件C.最短杆D.与最短杆相对的构件

16.标准三角带型号的选定，取决于_Ao

A.传递的功率B.带的线速度C.带的圆周力D.高速轴上的扭矩

17.滚动轴承的主要失效形式是（A）

A.疲劳点蚀和磨损

B.磨损和塑性变形

C.疲劳点蚀和塑性变形

D.

18.螺栓的强度计算是以螺纹的_A_来计算的。

A.小径B,中径C,大径D.

19.V带传动工作时，与带轮轮槽接触是_C—。

A.带的底面B.带的顶面C.带的两侧面D.

20.在不完全液体润滑径向滑动轴承的设计中，

限制pv值的主要目的是防止轴承_A_

A.过度磨损B.塑性变形C.疲劳破坏D.温升过高

22.键的长度尺寸确定的方法是_C—确定。

A,按轮毂长度B.按轮毂长度和标准系列C.经强度校核后再按标准系列D.

23.对正常齿制标准渐开线直齿圆柱齿轮，当用齿条刀具加工时，不发生根切的最小齿

数，Zmin=_B_□

A.14B.17C.21D.23

24.平键、花键、导向键和半圆键的联接都属于_B_。

A.紧键联接B.松键联接C.不可拆联接D.

25.载荷不大，多支点支承的轴系，宜选用_A_

A.深沟球轴承B.调心球轴承C.角接触球轴承D.圆柱滚子轴承

26.汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是_Co

A.心轴B.转轴C.传动轴D.

27.普通平键联接传递动力是靠_Bo

A.两侧面的摩擦力

B.两侧面的挤压力

C.上下面的挤压力

D.上下面的摩擦力

28.在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是_B_o

A.6208B.N208C.30208D.51208

29.下列四种螺纹中，传动性能最好的是（D）.

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

30.普通平键有三种型式，其中_C—平键多用在轴的端部。

A,圆头B.平头C.单圆头D.

31.能满足超越要求的机构是_B_

A.外啮合棘轮机构

B.内啮合棘轮机构

C.外啮合槽轮机构

D.内啮合槽轮机构

32.下列四种螺纹中，自锁性能最好的是_A_。

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

33.在V带传动设计中，若V带带速过大，则带的_B_将过大，而导致带的寿命降低。

A.拉应力B.离心拉应力C.弯曲应力D.

三.判断

1.轮系按结构形式可分为定轴轮系、行星轮系和复合轮系三大类。（错）

2.普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。（错）

3.凸轮转速的高低，影响从动件的运动规律。（错）

4.V带型号共有七种，其中丫型的截面面积最大，F型的截面面积最小。（错）

5.普通平键联接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭距的。（错）

6.机构中的主动件和被动件都是构件。（对）

7.锥齿轮传动中，齿面的轴向分力是指向小端。（错）

8.至少有一个齿轮和它的几何轴线绕另一个齿轮旋转的轮系被称为复合轮系。（错）

三.判断

1.平底式从动件对于较复杂轮廓曲线的凸轮，也能准确地获得所需的运动规律。（错）

2.一端固定、一端游动支承结构比较复杂，但工作稳定性好，适用于工作温度变化较大的长轴。

（错）

3.轴系的两端固定支承使结构简单，便于安装，易于调整，故适用于工作温度变化不大的短轴。

（对）

4.非液体摩擦滑动轴承，验算压强pW[p]的目的在于避免轴承产生点蚀。（错）

5.运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。（对）

6.外啮合槽轮机构，槽轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。（错）

7.平键的三个尺寸都是按轴的直径在标准中选定的。（对）

8.斜齿轮传动的平稳性和同时参与啮合的齿数都比直齿轮高，所有斜齿轮多用于高速传动。

（对）

9-一对齿轮啮合时，两齿轮的（A）始终相切。

A分度圆B基圆C节圆D齿根圆

10.一般来说，（A）更能承受冲击，（B

）更适合于较高的转速下工作。

A滚子轴承B球轴承

11.高速重载齿

轮传动中，当散热条件不良时，齿轮的主要失效形式是（D）o

D齿面胶合E齿面塑性变形

A轮齿疲劳折断B齿面点蚀C齿面磨损

Amn=mtsin:Bmnmtcos:Cmnmtcos:

12•斜齿制圆柱齿轮法面模数与端面模数的关系是（B)o

A£<1B£=0C

13.渐开线齿轮实现连续传动的条件是重合度£为（C）。

14.下列传动中，当其精度相当的情况下，传动最平稳的是（A）。

A齿轮传动B凸轮传动C带传

动

16•键联接的主要用途是使轮与轮毂之间C

A沿轴向固定并传递轴向力B沿轴向可作相对滑动并具有导向性

C沿周向固定并传递扭矩D安装拆卸方便

17•决定渐开线齿廓形状的基本参数是（C）。

A模数B模数和齿数C模数、齿数和压力角

18•下面四个标准圆柱齿轮中，渐开线形状相同是（A.B）;能用同一把滚刀加工的

15.带传动时，最大应力发生在（C）。

A小带轮的松边B大带轮的松边

C小带轮的紧边D大带轮的紧边

是（A.D）。

Am1=4mm,Z1=25Bm2=4mm,Z2=50

Cm3=3mm,z3=60Dm4=2.5mmZ4=40

19.斜齿圆柱齿轮，螺旋角取

A越高B越低C没有影响

20.带传动主要是依靠（B）来传递运动和功率的,

A带和两轮之间的正压力B带和两轮接触面之间的摩擦力

C带的紧边拉力D带的初拉力

的越大，则传动的平稳性（A）。

A带不是绝对挠性件B带与带轮间的摩擦系数偏低

C带的紧边与松边拉力不等D带绕过带轮产生离心力

22•带在工作时产生弹性滑动，是由于（C）O

四.简答题：（每题5分，共10分）

1、机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？

答：运动时克服，固定夹紧时利用

2、简述“二力平衡公理”和“作用力与反作用力公理”的区别。

答：一对平衡力是作用于同一物体的两个力，大小相同，方向相反，作用在同一直线上。一对作用力与反

作用力的受力物体必定是两个，大小相同，方向相反，作用在同一直线上。

3、为什么要限制齿轮的最少齿数？

答：防止加工过程中切根（范成法加工齿轮齿数低于17发生根切）.

4、轴的结构设计主要考虑的因素有哪些？

答：轴的毛坯种类、轴上的载荷大小和分布情况、轴上零件的布置及固定方式、轴承

种类及位置、轴的加工和装配工艺性等方面。（轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺）

5、常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合

答：常用螺纹的种类有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹，前两种主要用于联

接，后三种主要用于传动。

6、四杆机构曲柄存在的条件是什么?

答：1.连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；

2.最短杆与最长杆杆长之和应小于或等于其余两杆之和(通常称此为杆长和条件)。

7、齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效发生？齿轮强度设计准则是如何确定的？

答：齿轮的失效形式有五种1：轮齿折断。减缓措施：增大齿根的圆角半径、提高齿面加工精度T增大轴

及支承的刚度。2:齿面点蚀。改进措施：提高齿面硬度、降低表面粗糙度增大润滑

油粘度。3:齿面磨损。改进措施：采用闭式传动、降低齿面粗糙度保持良好的润滑。4:齿面

胶合。改善措施：提高齿面硬度、降抵齿面粗糙度、选用抗胶合性能较好的齿轮副材料、采用抗胶合润滑油、减

少模数、降低齿高。5:塑性变形。改善措施：提高齿面硬度、采用粘度高的润滑油。

齿轮强度设计准则的确定是根据齿轮传动的工作方式齿轮的材料、硬度、失效形式来定的。

8.一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上？

答：小带轮，因为它接触面积小

9.在什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇？

答：向径、高度无变化

11.螺纹联接的自锁条件是什么？在公称直径，螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较

三角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹的自锁性(简述理由)。

答：螺旋升角小于当量摩擦角；由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差

5.为什么常将轴设计为阶梯轴？

答：考虑轴上零件轴向定位、装拆

五.计算题：(每题10分，共20分)

1.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=150mm传动比i2=4,

小齿轮齿数乙=2°。试确定这对齿轮的模数m和大齿轮的齿数乙、分度圆直径d?、

齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2。

解答：Z2=iZ仁4X20=80ha=ha*m

m=2a/(z1+z2)=2X150/100=3mmhf=(ha*+c*)m

d2=mZ2=240mm齿总巨p=nm=3.14*3=9.42mm

da2=d2+2ha*m=240+2X3=246mm

df2=d2-2(ha*+c*)m=240-2X1.25X3=232.5mm

2.图示轮系中，已知乙=15,Z2=25,Z2=15,Z3=30,Z15,Z4=2(右旋),Z4=30,

Z5=60,Z5=20(m=4mm)0若ni=500r/min,转向如图中箭头所示，求齿条6线速度的大

小和方向。

解：i15=z2z3z4z5/z1z253'z4'=25x30x30x60/15x15x15x2=200mm所以，n5=n

1/200=500/200=2.5r/min

n5'=n5=2.5r/min

d5'=mz5'=4x20=80mm

v6=v5'=n5'rd5760=25x3.14x80/60=10.5mm/s

方向向右

3、图示轮系，已知Zi=30,Z2=20,Z>30,、Z3=74,且已知％=100转/分。试求为。

n3=0,(n1-nh)/(n3-nh)=-z2z3'/z1z2,.N1/nh=2.64,nh=37.88

4.一对外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为乙=20,160mm两齿轮的齿数分别为

乙=44,求两齿轮的主要几何尺寸。

解：m=5,d仁100，d2=220,da仁100+10=110da2=220+10=230

df1=100-12.5=87.5

df2=220-12.5=207