机械设计基础复习题

机械设计基础复习题

一、单项选择题

1、平键的横截面是矩形，其（B）是工作表面，并与键槽有配合关系。

A.上、下表面B.两个侧面C.上、下表面和两个侧面

2、减速蜗杆传动中，用（D）来计算传动比i是错误的。

I;-丝L;-互

A.④B.Zi

i=心i=dl

C.D,&

3、V带传动中，带的楔角为40°,而轮槽的楔角小于40°,其原因是（D）。

A.带会磨损B.增加摩擦力

C.轮槽会磨损D.带弯曲变形后楔角会减小

4、机构具有确定相对运动的条件是（A

A.机构的自由度数目等于主动件数目

B.机构的自由度数目大于主动件数目

C.机构的自由度数目小于主动件数目

D.机构的自由度数目大于等于主动件数目

5、在下列平面四杆机构中，无急回性质的机构是（C）。

A.曲柄摇杆机构B.摆动导杆机构

C.对心曲柄滑块机构D.偏心曲柄滑块机构

6、滚子推杆盘形凸轮机构设计中，为避免凸轮实际轮廓曲线失真，正确的方法

是（D）。

A.增大滚子半径B.增加从动件长度

C.减小基圆半径D.增大基圆半径

7、一般中速中载条件，蜗轮齿圈常用什么材料制造（C）。

A.碳刚B.合金刚C.青铜D.铸铁

8、当轴毂连接因承载能力不足而采用两个平键时，一般应使两个平键（C）0

A.相隔45°B.相隔90°〜120°C.相隔180°D.设置在同一母线上

9、对于一对齿轮传动，若保持其传动比，齿轮分度圆直径和齿宽不变，改变其

模数，则（B

A.齿轮的弯曲强度不变，接触强度不变

B.齿轮的弯曲强度改变，接触强度不变

C.齿轮的弯曲强度不变，接触强度不变

D.齿轮的弯曲强度改变，接触强度改变

10、在承受横向载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓杆所受应力为（C）0

A.扭切应力B.拉应力

C.扭切应力和拉应力D.扭切应力或拉应力

11、普通平键传递扭矩是靠键的（C）。

A.顶面B.底面C.侧面D.端面

12、蜗杆传动中，（D）关系不成立。

A.i=njrhB.i=3J3]C.i-zjZ\D.i-djd\

13、带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为（A

A.带存在弹性滑动B.带容易变形和磨损

C.带在带轮上打滑D.带的材料不符合虎克定律

14、转动心轴是（B）0

A.只受扭矩，不受弯矩B.只受弯矩，不受扭矩

C.既不受扭矩，又不受弯矩D.既受扭矩，又受弯矩

15、在安装标准直齿圆柱齿轮时，若实际中心距大于标准中心距，则将使（C）o

A.重合度变大B.定角速比无法保证

C.啮合角变大D.分度圆压力角变小

16、齿轮传动中的齿面接触应力变化特征可简化为（A）o

A.脉动循环变应力B.对称循环变应力

C.不变化的静应力D.无规律变应力

17、在螺栓联接中，采用双螺母，其目的是（D）0

A.提高强度B.提高刚度

C.降低螺栓所受的拉力D.放松

18、齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在（B）0

A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分

C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部分

19、在传动中，各齿轮轴线位置固定不动的轮系称为（B）o

A.周转轮系B.定轴轮系C.行星轮系D.混合轮系

20、在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴相对位移以及可缓和冲击、吸收振

动的是（D）„

A.凸缘联轴器B.齿式联轴器；

C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器。

21、在齿式棘轮机构中，从动棘轮作（A）。

A.摆动B.转动C.单向间歇转动

22、转轴工作时承受（A）0

A.转矩和弯矩B.弯矩C.转矩D.摩擦力矩

23、既可以单独作成轴瓦，也可以作成轴承衬的材料是（B）。

A.锡基轴承合金B.铸锡青铜C.铅基轴承合金D.耐磨铸铁

24、一般转速的滚动轴承计算准则是（C）。

A.进行静强度计算B.进行极限转速计算

C.进行疲劳寿命计算D.进行热平衡计算

25、滚动轴承的基本额定动载荷是指（C）。

A.滚动轴承能承受的最大载荷

B.滚动轴承能承受的最小载荷

C.滚动轴承在基本额定寿命"0=106转时所能承受的载荷

D.一批滚动轴承能承受的平均载荷

26、带传动中若主、从动轮的圆周速度分别为明唳、带速为%则由于弹性

滑动的影响，三者的关系为（C）。

A.匕＞p〈心B.匕＜/＜唳C.%〉/＞V2D.Vr-K=V2

27、在机械中安装飞轮，可以A）□

A.减小周期性速度波动B.消除周期性速度波动

C.减小非周期性速度波动D.消除非周期性速度波

28、下列对“机械”一词正确定义的是：（B）。

A.机器的组合体B.机器和机构的总称

C.机件的组合体D.机构的组合体

29、平面四杆机构中存在急回特性的必要条件是：（C）。

A.传动角大于零B.压力角等于零

C.极位夹角大于零D.摆角大于零

30、润滑油的工作温度必须比（C）低20-30°C才能确保安全。

A.燃点B.倾点C.闪点D.滴点

31、下列凸轮运动规律中从动件加速度和速度都没有冲击的是（C）o

A.匀速运动B.余弦加速度运动

C.正弦加速度运动D.匀加匀减速运动

32、棘轮机构中的主动件一般是：（B）。

A.棘轮B.棘爪C.止动棘爪D.以上都不是

33、在机械系统中安装飞轮后，下列对系统功率和运动波动评价正确的是：（A）o

A.功率不变，波动变小B.功率增大，波动变小

C.功率变小，波动变大D.功率变小，波动变大

34、减小链传动中的动载荷，最有效的措施是（B）o

A.减小节距B.降低链轮转速C.增加链轮齿数D.增大中心距

35、渐开线标准齿轮的根切现象发生在（C）0

A.模数较大时B.模数较小时C.齿数较少时D.齿数较多时

36、在下列四种型号的滚动轴承中，必须成对使用（B）。

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

37、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（D）o

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

38、凸轮与从动件在接触处组成（A）o

A.高副B.低副C.回转副D.移动副

39、在带传动设计过程中，通常应使小带轮的基准直径儿不小于最小带轮的基

准直径服〃，这主要是从（C）考虑的。

A.限制小带轮上的包角B.提高带轮强度C.限制带弯曲应力

40、为使平面连杆机构具有急回运动，行程速度变化系数应（A）o

A.大于1B.大于等于1C.小于1D.等于1

41、对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是（D）。

A.拉力B.扭矩C.压力D.拉力和扭矩

42、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往

采用（B）。

A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺柱联接D.紧定螺钉联接

二、判断题

1、V带型号中，截面尺寸最小的是Z型。（X）

2、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（X）

3、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有圆周力、径向力

和轴向力三个力作用。（X）

4、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。（X）

5、设计键联接时，键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。（X）

6、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。（V）

7、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。（X）

8、机构是具有确定相对运动的构件组合。（V）

9、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。（V）

10、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。（X）

11、在平键联接中，平键的两侧面是工作面。（V）

12、斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。（X）

13、带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。（X）

14、转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。（X）

15、向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。（X）

16、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。（V）

17、两个相互接触表面间的静摩擦系数与动摩擦系数不相等。（J）

18、质点作匀速圆周运动时，既有法向加速度，又有切向加速度。（V）

19、切向加速度既改变动点速度的大小，也改变速度的方向。（X）

20、在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。（X）

21、在V带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。（V）

22、基圆直径越大渐开线越平直。（V）

23、无论什么物体，只要受到大小相等、方向相反、且作用在同一直线上的两力,

则必为一对平衡力，物体也一定处于平衡状态。（X）

24、常见齿轮失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、磨损、胶合及塑性变形等。（V）

25、齿轮安装后，中心距的微小变化不会引起瞬时传动比变化，这给制造、安装、

调试都提供了便利。（V）

26、同一平面内的两个力偶，若其力偶矩相等，则两力偶等效。（X）

27、滑动轴承按所承受载荷方向可分为：径向轴承和轴向轴承。（X）

28、楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。（X）

29、齿轮的齿形系数与齿轮的模数无关。（V）

30、变应力可能由变载荷产生，也可能由静载荷产生。（V）

三、分析题

1、图1所示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的二级传动。已知轮1为主动,

转向如图所示。

（1）确定斜齿轮3、4的螺旋线方向，并画在图上（要求中间轴n-n上的轴向力

较小）；

（2）画出齿轮2、3所受各分力的方向;

图1

答：如图1所示。

(1)正确标出nu转向、mu转向。

(2)齿轮3的右旋、齿轮4的左旋。齿轮2与齿轮3的受力。

2、图2所示为一齿轮减速器输入轴的轴系结构，动力由具有锥形轴孔的带轮输

入。请按示例的方式在图中错误处标出序号，然后在图下方按顺序号简要说明错

误原因；(示例：①缺少调整垫片)。

图2

答：如图2所示。

图2

（1）左侧轴承端盖与轴承座之间无调隙垫片，则轴承无法调整间隙。

（2）左侧轴承安装反了，会导致左侧的轴向力无法传递。

（3）齿轮周向定位有误，齿轮轴向定位的键应与右侧带轮的键在同一水平线上。

（4）齿轮右侧轴向定位有误，即与齿轮轮毂配合的轴段过长，其长度应比齿轮

轮毂宽度短l-2mmo

（5）右侧轴承左侧轴向定位处的套筒直径过大，超出轴承内圈直径，会使轴承

内圈无法拆卸。

（6）右侧轴承安装反了，会导致右侧的轴向力无法传递。

（7）右侧轴承端盖与轴承座之间无调隙垫片，则轴承无法调整间隙。

（8）右端圆锥面定位有误，即带轮左侧不应有轴肩定位，轴肩会导致圆锥表面

配合松动。

（9）带轮右侧无轴向定位，应增加轴端挡圈定位。

3、如图所示为某减速器输出轴的结构图，请在图中错误处标出序号，并按顺序

说明错误的原因。

图示

答：(1)序号1与序号2为套筒是错误的，使齿轮无法定位，将序号1改为轴环。

(2)套筒直径应小于轴承内圈直径，便于轴承拆卸。

(3)轴承端盖应与轴承外圈顶紧，以便轴向力传递。

(4)不同轴段上的键应在同一水平线上。

(5)轴段长应比轮毂宽短便于轴端定位。

4、试分析只受预紧力F'作用的单个螺栓联接的应力情况，写出其强度计算公

式，并指出公式中每个参数的物理意义。

答：螺栓受到拉应力。和扭转剪应力T的作用

1.3F'1「I

o=---WL0」

J2

o一拉应力，

小一螺栓最小直径，

［。］一许用拉应力。

四、简答题

1、提高螺栓联接强度的措施有哪些？

答：降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；

避免或减小附加应力。

2、闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分？

答：闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损

耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。

3、带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？

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。

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。

4、根据渐开线的形成过程，简述渐开线的主要特性？

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。

5、螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？

答：在静载荷作用下且工作温度变化不大时，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。

摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系。

6、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。

答：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律（余弦加速度运动规

律）、摆线运动规律（正弦加速度运动规律）；等速运动规律有刚性冲击，用于低

速轻载的场合；等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；简谐运

动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合、

当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合；摆线运动规律（正弦加速度运动规

律)无冲击，用于高速场合。

7、说明带的弹性滑动与打滑的区别。

答：弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力

差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就不

产生打滑，所以，打滑是可以避免的。

8、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？

答：蜗杆传动存在着相对滑动，摩擦力大，又因为闭式蜗杆传动散热性差，容易

产生胶合，所以要进行热平衡计算。

9、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点？(指出四种以上)

答：轴向固定：轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈、轴肩、轴环、轴套固

定可靠，可以承受较大的轴向力；弹性档圈固定可以承受较小的轴向力；轴端挡

板用于轴端零件的固定。

10、试说明蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件。

答：蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是：

在中间平面内：/"xl=，〃t2=，"；«xl=«t2=«;%=从，且旋向相同。

11、试说明斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件。

答：斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是：在法平面内：离=偏2="；ani=an2=a；

£1=土夕2。

12、如图3所示的四校链运动链中，已知各杆的长度分别为：L,、B=28mm,LK=52mm,

Ltu=50mm,LA»=72mmo要求：

(1)若取AD为机架，请指出该机构为何种类型的锐链四杆机构，并说明为什么？

(2)若取AB为机架，该机构将演化为何种类型的钱链四杆机构？

解：(1)VLAB=28mm,LBc=52mm,LCD=50mm,LAD=72mm；

=

・・LAB+LCD=100mm《LBc+Lci)102nini；

LAD为机架，

,该机构为曲柄摇杆机构。

(2)若LAB为机架，双曲柄机构。

图3

13、计算图4所示惯机构的自由度，如有复合钱链、局部自由度和虚约束请指出

（直接标在图上），并说明该机构是否具有确定的运动？为什么？

解：（1）没有复合较链、局部自由度和虚约束。

（2）n=5,PL=7,Ph=0,

（3）F=3n-2P-Ph

=1

机构具有确定运动。

因为机构自由度数目等于原动件数。

图4

14＞已知四杆机构中各构件长度LAB度5mm,Lnc=40mni,LCD=50mm,L,\D=25mm。要求:

（1）指出连架杆存在曲柄的条件？

（2）哪个构件固定可以获得曲柄摇杆机构？哪个构件固定可以获得双摇杆机

构？哪个构件固定可以获得双曲柄机构？

答：连架杆是曲柄的条件：（1）构件的长度和条件：最短构件与最长构件长度之

和小于等于另外两构件的长度之和；（2）最短构件条件：连架杆和机架之一为最

短构件。取AD为机架，得双曲柄机构；取AB或CD为机架，得曲柄摇杆机构；

取BC为机架，得双摇杆机构。

五、计算题

1、已知某单级闭式直齿圆柱齿轮传动的模数m=4mm,齿数Zi=25,Z2=73,输入

功率P=10Kw,输入转速m=720r/min,承受中等冲击载荷（K=l.4）,双向传动，

小齿轮的。Hiw=560Mpa,oFEi=190Mpa,大齿轮的。Hiim2=380Mpa,。电=140皿阳,SH=L

SF=L2,齿形系数YF产2.70,丫性=2.25,应力集中系数Yq=l.38,YS2=1.8,齿宽

bi=85mm,b2=80mm,ZE=188（Mpa）05,ZN=1,YN=1O问该传动的强度是否满足要

求？

提示：

（1）齿面接触疲劳强度校核公式为：aH=3.53ZEJ乐国

（2）齿根弯曲疲劳强度校核公式为：aF=^-YFYs<[aF]

bmz.

解：因为题中齿轮处于闭式传动，所以强度中需要包括接触强度和弯曲强度两方

面，必须进行两方面的校核。

首先计算出校核所需的各个参数：

T.=9.55xl()6—=9.55x106x_±=

n720

_z_73_

/Li——2———2.2

Z]25b=b»=80/w〃4=mz、=4x25=100mm

（1）校核接触强度:

先确定许用接触应力

口〃J=工卬…=9=560=理2=380Mpa

[<TW2]=Ze"m2

SHISHI

取上面两项中小值作为许用接触应力，即6”]=380Mpa

所以

/1.4xl,33xl05x3.92

3.53xl88x

V80X1002X2.92

«370.96M/?a<380M/?<z

所以该传动满足接触强度条件。

（2）校核弯曲强度:

先确定弯曲许用应力

]=b：*=1^-=110.8Mpa]=a,==81.67Mpa

%%=2xL4xL33xl」x27xl38=^^6Mpa<110.8Mpa

bmz180x4x4x25

4八2225xI8

=43.36x------=41.13Mpa<81.67Mpa

2.7x1.38

所以该传动满足齿根弯曲强度校核

综合上述两点，该齿轮传动满足应用要求。

2、如图5所示轮系中，已知Z|=24,z2=48,z2-=30,z3=90,Z3,=40,

z4=20,z5=80,求传动比jiH。又当m=1450r/min时，m=?

v///\

解：

1、2、3、H为周转轮系，

ZZ

产=(〃1-〃〃)=23=48x90=_6

--

3-Z]Z2,24x30"

3\4、5为定轴轮系

i3'5=®=—=—=—2得〃3=-2〃H

〃5〃5nH

联立以上二式得夕「〃，!=/("「〃")、=-6

(«3-)(-2«H-nH

所以*=—=19

=—=76.3r/min

19

3、一对标准直齿圆柱齿轮传动，Zi=24,Z2=62,m=5mm,a=20°,计算其传动比

和中心距以及两个齿轮的分度圆齿距、基圆齿距、基圆半径。

解:

(1)i12=Z2/zi=62/24-2.58□

(2)a=m(zi+Z2)/2=5X(24+62)/2=215mm。

(3)P]=P2=7i5.7080mm0

(4)Pbi=Pb2=Pros。W4.7607mm。

(5)rbi=ricosa=mz\cosa/2~56.3816mmo

(6)为2=〃2cosa=mz2cosa/2~145.6524mmo

4、在如图6所示的轮系中，已知Z=ZL50,^=30,z?i=100r/mino试计算:

当z?3=200r/min时，方向与小相同时，倒是多少？

图6

解:

n-nzz

珞=xH23竺=-1

%一及"z,z250

VZ7i=l00r/min,/?3=200r/min且a和z?3,转向相同。

・100_

二・"尸150r/niin且转向与0转向相同。

5、如图所示某转轴由两个7207AC角接触球轴承支承，安装形式如图所示。已知

支反力分别为/a=1520N、FR2=875N；齿轮上的轴向力为父=400N,方

向如图所示。计算轴承当量动载荷品、%。

附参数：(1)Fs=0.68Fr；

(2)(FA/FR)WO.68时,X=l.0,Y=0；

(FA/FR)>0.68时,X=0.41,Y=0.87；

Fx