机械设计基础考试试题及答案

《机械设计根底》

考试时间:2014年11月24日9:00-10:40

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）在每小题列出的四个选

项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号

内。

1.在如图所示的齿轮一凸轮轴系中，轴4称为

（A）

A零件

B.机构

I—齿轮2—st3一凸轮4-505—或栓6一轴场措蜥

C.构件题1图

D.部件

2.若组成运动副的两构件间的相对运动是挪动，则称这种运动副为（B）

A.转动副B.挪动副C.球面副D.螺旋副

3.渐开线齿轮的齿廓曲线形态取决于（D）

A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆

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

5.一般转速的滚动轴承计算准则为（C

A.进展静强度计算B.进展极限转速计算C.进展疲惫寿命计算D.进展热

平衡计算

6.柴油机曲轴中部的轴承应采纳（B）

A.整体式滑动轴承B,剖分式滑动轴承C.深沟球轴承D.圆锥滚子

轴承

7.螺纹联接的自锁条件为（A）

A.螺纹升角w当量摩擦角B.螺纹升角〉摩擦角C.螺纹升角之摩擦角D.螺纹升角

2当量摩擦角

8.机械运转不匀称系数是用来描绘机械运转不匀称程度的重要参数，其表达式为

（C）

A_zQ__⑴max+①mCo=①max-①minQ_8max8min

/A・O=（Dmax—⑴min0一

8m⑴max+3min

9.银链四杆机构的死点位置发生在（A)

A.从动件及连杆共线位置B.从动件及机架共线位置

C.主动件及连杆共线位置D.主动件及机架共线位置

10.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用（C）

A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承

11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变更特征是（A）

A.对称循环B.脉动循环C.恒定不变D.非对称循环

12.在一般机械传动中，若须要采纳带传动时，应优先选用（C）

A.圆型带传动B.同步带传动C.V型带传动D.平型带传动

13.银链四杆机构中•若最短杆及最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了

获得曲柄摇杆机构，其机架应取（B）

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

14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、须要常常装拆时，宜采纳

（B）

A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接D.紧定螺钉联接

15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（A）

A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又

有柔性冲击

16.及标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数YFS值有关的参数是（C）

A.工作齿宽bB.模数mC.齿数zD.压力角a

17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲惫点蚀常常发生在（B）

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

18.一般圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是（B）（注：下标t表示端面,a表示

轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）

A.mti=ma2zati=aa2，Y=PB.mai=mt2,aai=at2，Y=P

=

C.mti=ma2,ati=o（a2，Y=-BD.mai=ma2,aai=at2，Y-p

19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是（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

20.带传动的主要失效形式是带的（A）

A.疲惫拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲惫点

蚀

二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

21.在机构中采纳虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和受力堀°

22.对于动不平衡的回转件•需加平衡质量的最少数目为2。

23.摇摆导杆机构的板位夹角及导杆摆角的关系为整甥。

24.在内啮合槽轮机构中，主动拨盘及从动槽轮的转向二甘。

25.一般平键的剖面尺寸（bxh），一般应根据轴径按标准选择。

26.链传动是依靠链轮轮齿及链节的啮合来传递运动和动力的，所以应属于啮合传

动。

27.在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是。HI=OH2。

28.蜗杆传动的效率包括三部分其中起主要作用的是齿轮啮合时的摩擦损耗效率。

29.滑动轴承的转速越高，所选用的光滑油粘度越大。

30.联轴器型号是根据计算转矩、转速和轴径从标准中选取的。

三、分析题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）

31.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所

示。试将蜗杆'蜗轮的轴向力、圆周力'蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。

32.试分析只受预紧力F'作用的单个螺栓联接的应力状况•写出其强度计算公式•

并指出公式中每个参数的物理意义。

四、计算题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）

33.计算图示机构的自由度，若含有复合较链­部分自由度和虚约束请明确指出。

.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距传动比

34a=108mm,i12=3z

小齿轮的函数zi=18。试确定大幅轮的齿数Z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆

直径、齿顶圆直径。

35.在图示传动装置中■已知各轮齿数为：Zi=20,Z2=40,Z3=20,0=30,Z5=80•运

动从I轴输入，口轴输出，ni=1000r7min,转动方向如图所示。试求输出轴口的

转速n□及转动方向。

36.某轴用一对圆，、

锥滚子轴承支

承，外圈窄边相

对安装­已知两

轴承所承受的径向载荷分别为其内部轴向力分别为

FrI=9000N,Frn=5000N•

Fsi=2430N,Fsn=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,推断系数

当时•当时，。试分别计算

e=0.32,Fa/Fr<eX=1,Y=O,Fa/Fr>eX=0.4-Y=1.88

出轴承的当量动载荷。

五、设计题（本大题共2小题，每小题7分，共14分）“

37.图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已③后

知从动件尖底及凸轮廓线在Bo点接触时为初始位d―、

置。试用作图法在图上标出：/A\

B2

题37图

⑴当凸轮从初始位置转过牝=90°时，从动件走过的位移Si;

⑵当从动件尖底及凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度中2。

说明：（1）不必作文字说明•但必需保存作图线；

（2）Si和中2只需在图上标出,不必度量出数值。

38.图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系构造。试按例①所

示，指出图中的其它构造错误（不少于7处）。

（注：光滑方式、倒角和圆角忽视不计。）

《机械设计根底》试题一参考答案

-、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）

1.A2,B3.D4.A5.C6.B7.A8.C9.A10.C

11.A12.C13.B14.B15.A16.C17.B18.B19.D20.A

二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

21.受力状况22.223.两者相等24.一样25.轴径

26.啮合27等于28轮齿啮合时29.大30.轴径

三、分析题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）

31.蜗轩转动方向如图所示।一~Q——1_杏，

蜗杆为右旋

%及蜗轮分度圆相切，指向左端一（------\---—=人-J

%及蜗杆分度圆相切，指向右端口4

Fai及蜗杆轴线平行，指向右答31图

Fa2及蜗轮轴线平行，指向左

32.螺栓受到拉应力。和改变剪应力T的作用

o=<[O]Q—拉应力，di—螺栓最小直径，[。]—许用拉应力。

四、计算题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）

33.（1）F处为复合较链-H处（或I处）为虚约束，应除去

(2)计算自由度：n=6,PL=8,PA=1

F=3n-2Pi—PH=3X6-2X8-1=1

34//i=^=3.­.Z=iiZi=3xl8=54

12Z122

•.,a=-(zi+z).'.01=3

2〃2Z1+Z218+54=mm

di=mzi=3xl8=54mmd2=mz2=3x54=162mm

dai=di+2ha*m=54+6=60mmda2=d2+2ha*m=1624-6=168nn

35.这是一个混合轮系：齿轮3、4、5和系杆H组成一个行星轮系；齿轮1、2组

成一个定轴轮系。

对于3、4、5、H组成的行星轮系，有

-H_n3-nH_z5_80_

]as————•

n5-nHz320

将"二0代人上式得上二迎即*=1+4=5.............⑴

-nHnH

对于1、2齿轮组成的定轴轮系-有i|2=U-红=-竺=-2即曳=-2...(2)

n2Z]20n2

联立解(1)、(2)式■并考虑到ni=r)Ln2=nH,ri3=nn得^-=--

nj2

将ni=1000r/min代入>得nn=-2500r/min

负号说明nn转向及ni转向相反。

36.轴向力:FSi+FA=2430+1000=3430N>Sn

轴承I被放松FaI=FSi=2430N

轴承H被压紧Fan=Fsn=3430N

当量动载荷

Fai/Fri=2430/9000=0.27<e

Xi=lYi=0

pI=XiFri=9000N

Fan/Frn=3430/5000=0.686>e

Xn=0.4Yn=1.88

Pn=XnFYn+YnFan=0.4x5000+1.88x3430=12672.6N

五、设计题(本大题共2小题，每小题7分，共14分)

37.如图所示■正确作出偏距圆，按-3方向转90"在图上正确标出Si

过B2点作偏距圆切线•正确标出(p2角

38.⑴缺少调整垫片；

(2)轮毂键槽构造不对；

(3)及齿轮处键槽的位置不在同一角度上；

(4)键槽处没有部分剖；

(5)端盖孔及轴径间无间隙；

⑹多一个键；

(7)齿轮左侧轴向定位不行靠；

(8)齿轮右侧无轴向定位；

(9)轴承安装方向不对；

(10)轴承外圈定位超高；

Q1)轴及轴承端盖相碰。

《机械设计根底》试题二

-、选择填空题(有7小题，每题2分，共14。在每小题的选项中,只有一项是符

合题目要求的,把所选项的字母填在题中的横线上)

1.家用缝纫机踏板机构属于_上_机构；

A)曲柄摇杆，B)双曲柄，C)双摇杆

2.V带(三角带)传动的带轮基准直径应取为—B;

A)2B)4C)2D)2

3.设计V带传动时，带轮直径不能太小，是为了限制D;

A）带的长度，B）传动的中心距，。带的离心力，D）带的弯曲应力

4.标准蜗杆传动中，假如模数m不变，增大蜗杆特性系数q，则蜗杆的刚度将一_;

A）增大，B）削减，C）增大或削减，D）不变

5.一般螺纹的公称直径是__径；

A）大，B）小，C）中

6.齿轮弯曲强度计算中所用的齿形系数上的大小及齿轮的有关;

A）齿数，B）模数，。齿宽

7.齿轮的渐开线形态取决于它的_C_。

A）齿顶圆-B）分度圆-C）基圆-D）齿根圆

二、填空题（有4小题,16个空，每空1分，共16分。把答案填在题中横线上）

8.机构运动简图是,,的

简洁图形。

96105（旧标准代号105）轴承，精度是、内径为、系列的

_________轴承；

10.工作中只受弯矩不受转矩的轴叫作心轴，只受转矩不受弯矩的轴叫作传动轴，

同时受弯矩和转矩的轴叫作转轴，自行车的前轴是心轴，中轴是转轴，后轴是心轴；

11.平键联接靠传递转矩楔键联接靠传递转

矩，楔键联接的主要缺点是；

三'问答题（有3小题,每题5分，共15分）

12.对轴瓦材料的主要要求有哪些？

13.螺纹联接有哪几种根本类型?它们各适用于什么场合？

14.典型的滚动轴承由哪些根本元件组成？它们的作用是什么？

四、改错题（有1小题，每题2分,共2分，圈出题中文字错误处,并用线引在

题外的空白处改正）

15.最大应力max值一样，循环特征厂分别是+1'0'-1的应力，其中U+1的应

力最易使零件疲惫损伤。

五、计算题（有4小题，分别为5分，8分，8分，8分，共29分）

16.计算图示机构的自由度。如有复合钱链、部分自由度和虚约束­应指出。

17.不完全液体光滑（混合光，£

滑）径向滑动轴承,\

/60mm，宽径比i

夕1.2-轴承材料的㈤=

5MPa>[I4=3m/s-[pl4=10MPa.m/s°求当/7=600r/min时，轴承允许的最大

载荷为多少。

18.一起重吊钩通过尾部螺纹拧上螺母挂在吊具的孔中（看作松螺栓联接）已知载

荷Q=25kN，吊钩材料为35钢•许用应力[]=60N/min2-试求吊钩尾部螺纹的

小径。

19.已知V带传动中，最大传递功率A8kW•带的速度i^lOm/s，若紧边拉力后

为松边拉力5的2倍，此时小带轮上包角1=120，求：（1）有效拉力力;（2）

紧边拉力A；（3）当量摩擦因数二。

六、作图题（有4小题，每题2.5分，共10分）

20.画出一般螺栓联接的构造图；

21.对图所示的机构，用作图法找出滑块C的两个极限位置。

22•画出一般平键A型、B型、C«

型的形态；

23•按〃/=lmm/mm画出模数"g~

/77=10mm，a=20°的标准齿条齿

廓,最少三个齿；

七、构造改错题（每指出一处，并正确说明错误内容的，得2分,总分为10分）

24.图中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系­齿轮油光滑，轴承脂光滑，轴端装有联

轴器。试指出图中的错误(在图中错误处写出序号①②③…)­并按序号简要说明

错误的内容，不必在图中改正。

《机械设计根底》试题二参考答案

-、选择填空题(有7小题，每题2分共14分)

1.A2,B3.D4.A5.A6.A7.C

二、填空题(有4小题，16个空，每空1分，共16分)

8.用简洁的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按肯定比例绘制各运动副的

相对位置•因此能说明机构各构件间相对运动关系

9.P0，25，特轻，深沟球;

10.心•传动•转，心，转•心；

11.挤压，摩擦，对心性不好；

三、问答题(有3小题，每题5分共15分)

12.答：⑴强度、塑性、摩擦顺应性和嵌入性好；(2)跑合性、减摩性和耐磨性

好；

(3)耐腐蚀性强;(4)光滑性和导热性良好;(5)工艺性好

13.答:

序号螺纹联接的根本类型适用的场合

1螺栓一般螺栓联接两被联接件通孔

联接校制孔螺栓联两被联接件通孔,且两被联接件须要准确固定相对位

接置，或承受横向载荷

2双头螺柱联接被联接件之一太厚不宜制成通孔，材料又较软，且需常

常拆卸

3螺钉联接被联接件之一太厚不宜制成通孔，受力不大，且不需

常常拆卸

4紧定螺钉联接固定两个零件的相对位置,且力或转矩不大时;也用于

调整零件的位置

14.答：内圈，内圈用来和轴颈装配。外圈，外圈用来和轴承座装配。滚动体，

滚动体的作用是当内圈、外圈相对转动时，滚动体在内、外圈的滚道间滚动，从而

形成滚动摩擦。保持架•保持架的作用是避开相邻的滚动体干脆接触。

四、改错题（有1小题，每题2分,共2分）

15.答：u+1-u-l

五、计算题（有4小题，分别为6分，8分，8分，8分,共30分）

16.（本小题6分）

8处存在部分自由度。

17.体小题8分）

由p=^-W[p]；8=L2d=1.2x60=72mm得

所以轴承允许的最大载荷为[片，工]min，即4ax=6=21.6kN

18.（本小题8分）解:由松螺栓联接的设计公式得螺纹小径为

19.（本小题8分）解：

有效拉力=10001000x8/10=800N（2分）

又知石二FJ\=2A

则紧边拉力Fi=2后=1600N（3分）

根据欧拉公式

A=*

居

得当量摩擦系数f=ln（6/6）/c^ln2/（3.14xl20/180）

=0.693/2.0933=0.331（3分）

六、作图题（有5小题，每题2分，共10分）

20.答:见图1

21.答:见图2

22.答:利用曲柄及连杆共线时•滑块到达极限位置这一学问，以A为圆心，分别

以BC-AC和BC+AC为半径画圆•及导路的两个交点G和C2即可得到滑块C的

两个极限位置•如图3所示

23.答:见

图5

图6第三端能梗答轴

24.答:根据齿距夕=77/77=3.14x10=31.4mm,齿顶高九=/77=10mm,齿根高

力尸1.25ml2.5mm,齿廓压力角产20°画出的图见图6

七、构造改错题（每指出一处，并正确说明错误内容的，得2分,总分为10分）

25.答:错误处见图

1）键的位置应及齿轮处在同始终线6）轴承应正装；

上•而且构造不正确；7）轴不应及轴承盖相碰，且不需这

2）轴承盖孔径应大于轴径-避开接么长；

触；8）左右两轴承盖及箱体间应有调整

3）此处不应有键联接；垫片；

4）轴长应短于轮毂长度，保证轴套9）两轴承内侧应加封油环；

压紧齿轮；10）箱体加工面及非加工面未分开；

5）轴应有轴环，使齿轮定位；11）齿轮啮合的画法不对;

12）两齿轮的宽度应不等，BI=B2+

（3~5）;

13）右端轴承缺中心线；

14）箱体机座孔的投影线漏画；

15）右轴承盖缺联接螺钉；

16）左轴承盖的加工面及非加工面

未分开°

每指出一处，并正确说明错误内容

的，得2分，超过5个，得满分10

《机械设计根底》试题三

-'选择填空题（有8小题，每题2分，共16。在每小题的选项中，

只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上）

1.用于制造滚动轴承套圈及滚动体的常用材料是__；

A）45，B）GCrl5，QHT200-D）Q235

2.__确定了从动件的运动规律；

A）凸轮转速，B）凸轮轮廓曲线，。凸轮的形态

3.一对标准齿轮传动，大小齿轮齿面接触应力分别为-H2-

则存在__；

A）HI柩’B）柩H2'QHl=H2

4.两个被联接件之一较厚•材料较软•强度较低，且须要常常装

拆时­所用的螺纹联接应为__联接；

A）螺栓-B）双头螺柱，C）螺钉，D）紧定螺钉

5.带传动及齿轮传动相比的一个优点是一_;

A）可缓和冲击、汲取振动•B）传动比稳定，。寿命长■D）效率高

6.按弯扭合成计算轴的强度时，计算%+（"）2

当量弯矩公式

中的系数a是考虑__；

A）材料抗弯及抗扭的性能不同，B）弯曲应力和改变切应力的循环性质

不同,

。强度理论的要求

7.齿轮根切的现象发生在__的场合;

A）齿数较少•B）齿数较多-C）模数较小•D）模数较大

8.不能保证固定不变的传动比的传动是__;

A）齿轮传动，B）带传动，C）蜗杆传动

二、填空题（有6小题，16个空，每空1分，共16分。把答案填在

题中横线上）

9.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为;

10.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、；

11.对钢制闭式齿轮传动，当HB350时，主要失效形式为

和•应按强度设计，并按

强度进展校核计算；

12.直齿标准齿轮的根本参数（用符号表示）是、、

13.凸轮机构主要由、和固定机架三个根

本构件组成；

14.在银链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为

•只能往复摇摆某一角度的构件称为­干脆及

两连架杆相连接，借以传递运动和动力的构件称为；

三'问答题（有4小题，每题5分洪20分）

15.螺纹联接的防松方法，按工作原理来分可分为哪几种？要求

每一种举一例。

16.什么是滚动轴承的根本额定寿命和根本额定动载荷？

17.试说明带传动中弹性滑动和打滑现象。弹性滑动和打滑会引

起什么后果？二者都可以避开吗？

18.钱链四杆机构的根本形式有几种?

四、改错题（有1小题，每题2分，共2分，圈出题中文字错误处，

并用线引在题外的空白处改正）

19.仅承受扭矩的轴叫转轴。

五、计算题（有4小题，分别为5分，8分，9分，8分,共30分）

20.下图为某深沟球轴承的载荷户及寿命/的关系曲线•试求：

1）此轴承的根本额定动载荷C;

2）若轴承担量动载荷P=0.1C^轴承转速〃=1000i7min，轴承寿命

4为多少？

21.有一滑动轴承，其

轴颈直径100mm1

B/cf=lA-[p]=8MPa，

W=3m/s-

[夕刃=15MPa.m/s，转速

/7=500r/min•问此轴承

允许最大工作载荷为多少？

22.如图所示用两个M10（小径[=8.376mm•中径4=9.026mm'）

的螺钉固定一牵引钩若螺钉材料为Q235钢屈从极限bs=240MPa,

装配时限制预紧力（平安系数取[Ss]=1.6）,考虑摩擦传力的牢靠性系数

（防滑系数）&=12才妾合面摩擦因数=0.2-求其允许的牵引力%

（取计算直径及二的）。

23.一对外啮合标准直齿圆柱齿轮­已知模数/77=2mm，齿数

4=25-22=75°求齿距p-全齿高h-分度圆直径&，齿顶圆

直径da小齿根圆直径da•标准中心距a和传动比，。

六、分析题（有1小题,每题6分，共6分）

24按图所示校链四杆机构中的尺寸，分别确定各机构的名称。

七、作图题（有2小题，每题5分，共

10分）

25.请画出螺栓联接式蜗轮构造图

（剖面图）。

26.试分析图中受单向轴向力月的

角接触球轴承构造中的不合理构造处，

并画出正确构造。

《机械设计根底》试题三参考答案

-、选择填空题（有8小题，每题2分，共16分）

l.B2.B3.C4.B5.A6.B7.A8.B

二、填空题（有12小题，16个空，每空1分洪16分）

9.基圆

1O./77I=/772'6二啰；

IL点蚀，轮齿折断，接触，弯曲；

12.z'm'a'ha

13.凸轮■从动件;

14.曲柄，摇杆，连杆；

三'问答题（有5小题，每题4分，共20分）

15.答：摩擦防松，如用对顶螺母，弹簧垫圈，自琐螺母等。

机械防松，如开口销及六角开槽螺母，止动垫圈，串联钢丝等。

其它防松，如钏冲，胶粘等

16.答：按一组轴承中10%的轴承发生点蚀失效，而90%的轴承不

发生点蚀失效前轴承内外圈的相对转数（以为单位）或工作小时

数作为轴承的寿命，并把这个寿命叫做根本额定寿命。滚动轴承根本

额定动载荷，就是使轴承的根本额定寿命恰好为转时,轴承所能

承受的载荷。

17.答：带传动的弹性滑动及打滑的主要区分是弹性滑动是部分滑动■

会引起传动比不准,是不行避开的；打滑是全面滑动，将是带的磨损

加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，这种状况应当避开。

18.答：银链四杆机构的根本型式有三种:曲柄摇杆机构;双曲柄机构;

双摇杆机构

四、改错题（有1小题，每题2分，共2分）

19.答：转轴—传动轴

五、计算题（有4小题，分别为5分，8分，9分，8分，共30分）

20.（本小题5分）

1）C=45000N2）A=3（ge=x（£尸=16670h

nP10000.1C

21.（本小题8分）

所以〃=色=5.725MPa

2.62

由此得F=5.725xlOOx140=80150N

所以，允许最大工作载荷为80150N。

22.（本小题9分）

许用拉应力口］%240/1.6=150MPa

螺钉数z=2，接缝面数•则所需预紧力

强度条件为

-df

41

23.解：由已知条件

齿距夕=77/77=3.14x2=6.28mm

全齿高/7=2.25/77=2.25x2=4.5mm

分度圆直径4=/7?马=2x25=50mm

/7722=2x75=150mm

齿顶圆直径da\=<91+2/77=50+2x2=54mm

齿根圆直径^-2.5/77=150-2.5x2=145mm

标准中心距a=（a+d）/2=（50+150）/2=100mm

传动比i=Z2/ZI=75/25=3

（每个答案1分，共8分）

六、分析题（有1小题，每题6分，共6分）

24・答：a）双曲柄机构；b）曲柄摇杆机构；c）双摇杆机构;

d）双摇杆机构（答对一个得1分，共4分）

七、作图题（有2小题，每题2分，共12分）

25.（本小题5分）

26.（本小题5分）不合理构造：

1）受轴向力方向应为轴承"大口"指向"小口"，图中轴承装反；2）

沿轴向力传递路途•角接触轴承外圈左侧的弹性挡圈无必要。

_gl

//

正确构造如图。H

《机械设计根底》试题四

-'填空题（每空1分，共20分）

1•一个没有任何约束的物体，它有个自由度。

2•带传动的主要失效形式是、及带及带轮的

磨损。

3•平键联接靠键和键槽的传力，高度方向有，不

会影响轴及轴

上零件的对中。

4•常用的滑动轴承材料分为金属材料、和

_三类。

5•受轴向外载荷的螺栓联接■其螺栓的轴向总载荷等于工作载荷及

之和。

6•行程速比系数K是表示较链四杆机构性质

的参数。

7•既受到扭矩又受到弯距的轴称为。

8•在用范成法加工齿轮时，若被加工齿轮的齿数小于，则可

能出现根切现象。

9•零件受载时在传力的接触外表上会产生应力，其中面接触传力为

应力，点'线接触传力为应力。

10•在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的是避

开机构发生运动失真的有效措施。

11螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对挪动的间隔是

螺旋的°

12•在V带传动设计中，限制带轮最小直径主要是为了限制带传动

中的°

13•开式齿轮传动的主要失效形式是

和°

14•滚动轴承的协作制度是轴承及轴的协作为•轴

承及轴承座孔的协作为。

二、计算题（每小题20分，共60分）

1•计算下列构造的自由度，并指出机构中的复合较链、虚约束。

2•在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数4=20-Z2=27

Z2'=45-Z3=40，已知齿轮1的转速〃尸330r7min，试求转臂H

的转速nH（大小及方向）。

3•有一轴用一对46309轴承支承，轴承的根本额定动负载G=48.1kN，

内部轴向力S=0.7Fr，已知轴上承力外二2500N，FA=1600N，轴的

转速n=960r/min，尺寸如图所示。若取载荷系数力,=1.2，试计算轴承

的运用寿命。

《机械设计根底》试题四参

触10•基圆半径

11•导程12-弯曲应力13•磨损轮齿折断14•基孔制

基轴制

二、计算题（每小题20分，共60分）

1•解（共20分）

（1）活动构件数n=5，低副数PL=7，高副数PH=0（3分）

因此自由度数（分）

F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=15

C为复合较链（2分）

（2）活动构件数n=5，低副数PL=7，高副数PH=0（3分）

因此自由度数（分）

F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=15

F、G为同一个挪动副­存在一个虚约束。（2分）

2•解（共20分）:

（1）推断转化轮系函轮的转动方向

由画箭头法可知，齿轮1及齿轮3的转动方向相反。

分）

（2）转化轮系传动比关系式

珞二吐空二-互2

"3-Z1•Z2

（3）计算转臂H的转速〃，

代入勺=330,%=0及各轮齿数

转臂H的转动方向及齿轮1一样。（10分）

3•解（共20分）

（1）计算径向负荷

由力矩平衡Fr2x200-FRX300+FAX40=0

Fr2=(FRX300-FAX40)/200=(2500X3000-1600X40)/200=3430N

Frl=Fr2-FR=3430-2500=930N

(5分)

(2)计算轴向负荷

内部轴向力

Si=0.7Frl=0.7x930=651N

S2=0.7Fr2=0.7x3430=2401N

由Si+FA<S2,可知轴承1为"压紧"轴承，故有

Fal=S2-FA=2401-1600=801N

Fa2=S2=2401N

(5分)

(3)计算当量动负荷

轴承1:Fal/Fri=801/930=0.86>e;®X=0.41-Y=0.87

Pi=fp(XFn+YFai)=1.2x(0.41x930+0.87x801)=1294N

轴承2:Fa2/Fr2=0.7=e;取X=l,Y=0

p2=fpxFr2=1.2x3430=4116N

P2>Pi

取P=R2=4116N计算轴承寿命。

(7分)

(4)计算轴承寿命

6£63£

Lh=(10/60n)(Ct/P)=[10/(60x960)]x(48.1x10/4116)

=27706h(3分)

《机械设计根底》试题五

--选择题(每题2分，共20分)

1•齿轮采纳渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是(…)。

A•45号钢B-ZG340-640C-20Cr

D-38CrMnAIA

2­一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的（…）必需相

等。

A•直径dB•模数mC•齿宽bD•齿

数z

3•蜗杆传动是（…）

A•啮合传动B-在中间平面内•蜗轮蜗杆啮合相当于斜齿轮

直齿轮啮合

C•传动效率高D•传动比不大

4•带传动是依靠（...）来传递运动和功率的。

A-带及带轮接触面之间的正压力B•带及带轮接触面之

间的摩擦力

C•带的紧边拉力D•带的松边拉力

5•带张紧的目的是（...）

A•减轻带的弹性滑动B•进步带的寿命

C•变更带的运动方向D•使带具有肯定的

初拉力

6•型号为7210AC轴承的轴承套圈内径为（…）

A-72B-10C-50

D-210

7•键的剖面尺寸bXh通常是根据（...）从标准中选取。

A•传递的转矩B•传递的功率C•轮毂的长度D•轴

的直径

8•联轴器及离合器的主要作用是()°

A-缓冲、减振B•传递运动及转矩

C-防止机器发生过载D•补偿两轴的不同

心或热膨胀

9•①28H7的孔及727P6轴可以是(...)。

A•过盈协作B•间隙协作C•过渡协作D•非

协作连接

10•当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数一样时，细牙螺纹的自

锁性能比粗牙螺纹的自锁性能(…)。

A•好B・差C•一样D•不肯定

二•填空题(每空1.5分，共30分)

1•采纳凸台或沉头座孔做为螺栓头或螺母的支承面是为了

()

2•自行车的中轴是()轴，而前轮轴是(：

轴。

3•平键B20X80GB1096-79中-20X80是表示()■

4•滚子链16A—1X88GB/T1243-97的节距为

()。

5.平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于

)°

6•一台机器空运转。对外不做功•这时机器的效率等于

）°

7♦对于四杆曲柄摇杆机构，假如以曲柄作为机架，则该机构为

（）°

8•当平面连杆机构在死点位置时此时的传动角为（）。

9•平面机构具有确定运动的条件是（）。

10•机械效率等于（）功及（）功之比，它

反映了（）功在机械中的有效利用程度。

11•外力撤消后构件上能完全消逝的变形称为（），不能

完全消逝而残留的永久变形称为（）。

12在银链四杆机构中存在曲柄的必要条件是（）

和（）。

13•在设计凸轮机构时•凸轮基圆半径获得越（），

所设计的机构越紧凑，但是压力角（），使机构的工作状况

变坏。

14•渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮

（）和（）必需分别相等。

15•斜齿圆柱齿轮的标准模数是（）。直齿圆锥齿轮的标准模

数是（）。

16•渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮

（）'（）和（）必需分别相等。

17•直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取（）处的接触

应力为计算根据•其载荷由（）对轮齿担当。

18•平键的截面尺寸应按（）从键的标准中查取，

键的长度L可参照（）从标准中选取。必要时应进展强度校

核。

19•轴如按受载性质区分，主要受（）的轴为心轴，

主要受（）的轴为传动轴。

20•机械速度的波动可分为（）和（）

两类。

三、试分析齿轮、轴、轴承部件组合设计的错误构造（如下图）•

至少找出五处或五处以上的错误，•用序号指明错误的位置并用文字说

明。（15分）

四、计算题（1题，共15分）

如图所示的轮系中•已知Z7=Z2=ZZ/=Z5=20-Zj=z^=60'齿轮1

的转速ri】=1440(i7min),求齿轮6的转速(大小及方向)(方向用箭

头表示)°

五、已知一正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，齿数z1=20­模数m

=2mm，拟将该齿轮作某外啮合传动的主动齿轮，现须配一从动齿

轮，要求传动比/=3.5，试计算从动齿轮的几何尺寸及两轮的中心距。

(20分)

解：根据给定的传动比/­可计算从动轮的齿数

Z2=ii\=3.5x20=70

已知齿轮的齿数Z2及模数m，由表5-2所列公式可以计算从动轮

各部分尺寸。

分度圆直径d2=mz.2=2x70=140mm

齿顶圆直径&2=⑵+2力a*)m=(70+2x1)2=144mm

齿根圆直径df=(z2-2h^-2c*)m=

(70-2xl-2x0.25)2=135mm

齿全高h=Qh；-(2x1+0.25)2=4.5mm

a=^|+^=m2=9()

中心距22-2，2'mm

《机械设计根底》试题五参考答案

-•选择题

1-C2-B3-A4-B5•D6-C7-D8•B9-D

10•A

二•填空题

1•防止螺栓承受弯矩。2•阶梯轴，固定心轴。3•键宽X键高。

4•25.4。

5♦0度。6・0。7•双曲柄机构。8♦0。9•自由度二原动件数。

10•有用功，总功，总。

11•弹性变形，塑性变形。12•有一最短杆，最短杆及最长杆

长度之和小于或等于其余两杆长度之和。13•小，增大。14•模数•

压力角15•法面模数mn大端模数m

16•模数，压力角和螺旋角17•节点，一。18•轴径轮毂

长度。19•弯矩，扭矩。

20•周期性非周期性。

三•构造改错题

1•解题要点

此轴承组合设计有以下四个方面的错误：

(1)转动件及静止件接触：轴及轴盖；套筒及轴承外圈

(2)轴上零件未定位'未固定：筒顶不住齿轮(过定位)；卡圈不

须要

(3)工艺不合理：

加工：精加工面过长且加工不便利；联轴器孔未打通；箱体加工

面及非加工面没有分开

安装：轴肩过高，无法拆卸轴承；键过长，套筒无法装入

调整：无垫片，无法调整轴承游隙

(4)光滑及密封：齿轮用油光滑，轴承用脂光滑而挡油盘；缺缺

密封件

四•计算题

解题要点：

(1)本题所示为一个定轴轮系。

(2)其转动比为

—(_1.Z2Z3Z5Z6zj_60X60：

zzZZ

~Z2451420X20

齿轮6的转向及齿轮1的转向一样。如图所示。

五、计算题

解：根据给定的传动比/•可计算从动轮的齿数

Z2=/Zi=3.5x20=70

已知齿轮的齿数Z2及模数m，由表5-2所列公式可以计算从动轮

各部分尺寸。

分度圆直径d2=mz.2=2x70=140mm

齿顶圆直径&2=⑵+