完整版机械设计基础2套试题答案.docx

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完整版机械设计基础2套试题答案

《机械设计基础》试题七答案

一、填空（每空1分，共20分）

1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。

2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：

盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。

3、V带传动的张紧可采用的方式主要有：

调整中心距和张紧轮装置。

4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。

5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。

6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。

7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。

二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分）

（）1、一对齿轮啮合时,两齿轮的c始终相切。

（A）分度圆（B）基圆（C）节圆（D）齿根圆

（）2、一般来说，a更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。

（A）滚子轴承（B）球轴承（C）向心轴承（D）推力轴承

（）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A。

（A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90°

（）4、一个齿轮上的圆有b。

（A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆

（C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根

（）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段（材料恢复抵抗能力）为图上C段。

（A）oab

（B）bc

（C）cd

（D）de

（）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是d。

（A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量

（）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用。

（A）带传动（B）一对齿轮传动（C）轮系传动（D）螺纹传动

（）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为a。

（A）行星齿轮系（B）定轴齿轮系（C）定轴线轮系（D）太阳齿轮系

（）9、螺纹的a被称为公称直径。

（A）大径（B）小径（C）中径（D）半径

（）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为D。

（A）齿轮线（B）齿廓线（C）渐开线（D）共轭齿廓

（B）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。

（A）带的打滑（B）带的弹性滑动（C）带的老化（D）带的磨损

（D）12、金属抵抗变形的能力，称为。

（A）硬度（B）塑性（C）强度（D）刚度

（B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是B。

（A）转动副（B）高副（C）移动副（D）可能是高副也可能是低副

（B）14、最常用的传动螺纹类型是c。

（A）普通螺纹（B）矩形螺纹（C）梯形螺纹（D）锯齿形螺纹

（）15、与作用点无关的矢量是c。

（A）作用力（B）力矩（C）力偶（D）力偶矩

（）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的c不同。

（A）轴向正应力σ（B）轴向线应变ε（C）轴向伸长△l（D）横向线应变

（）17、作用于某一物体同一点上的两个力，F1=5N，F2=12N。

当两个力的夹角为d__时，它们的合力大小为7N。

（A）300（B）600（C）900（D）1800

（）18、为使移动后的作用力与原作用力等效，应附加一c。

（A）作用力（B）力矩（C）力偶（D）平衡力系

（）19、阶梯轴应用最广的主要原因是a。

（A）便于零件装拆和固定（B）制造工艺性好（C）传递载荷大（D疲劳强度高

（）20、使渐开线齿廓得以广泛应用的主要原因之一是（A）。

（A）中心距可分性（B）齿轮啮合重合度大于1（C）啮合角为一定值（D）啮合线过两齿轮基圆公切线

（）21、V带传动属于__B__。

（A）电传动（B）摩擦传动（C）液压传动（D）啮合传动

（）22、7、由力的可传性原理可知，力对刚体的作用效果不取决于力的c。

（A）作用线（B）方向（C）作用点（D）大小

（）23、普通V带按截面尺寸由小到大分为__D__七种。

（A）GFCDEBA（B）EBCBAZY（C）ABCDEFG（D）YZABCDE

（）24、闭式传动软齿面齿轮的主要失效形式是b。

（A）齿面胶合（B）齿面点蚀（C）齿根折断（D）齿面磨损

（）25、一对啮合传动齿轮的材料应（A）。

（A）小齿轮材料力学性能略好（B）相同（C）大、小齿轮材料不同（D）大齿轮材料力学性能略好

（）26、载荷中等冲击，频繁启动和正反转、两轴对中不准确的情况下，联结两轴宜选用c联轴器。

（A）刚性固定式（B）刚性补偿式（C）弹性（D）安全

（）27、凸轮机构的从动件作等加速等减速运动规律，对机构造成b。

（A）刚性冲击（B）柔性冲击（C）无冲击（D）内冲击

（）28、材料相同、横截面面积相等的两拉杆，一为圆形截面，另一为方形截面，在相同拉力作用下，两拉杆横截面上的应力a。

（A）相等（B）圆杆大于方杆（C）方杆大于圆杆（D）长杆大于短杆

（）29、齿轮正变位可以d。

（A）提高齿轮传动的重合度（B）提高从动齿轮转速（C）改变齿廓形状（D）提高其承载能力

（）30、一对齿轮连续传动的条件是（B）。

（A）模数相等（B）重合度大于1（C）压力角相等（D）传动比恒定

（）31、6.12在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件，摇杆为从动件时，可将（B）。

（A）转动变为往复移动（B）连续转动变为往复摆动（C）往复移动变为转动（D）往复摆动变为连续转动

（）32、组成凸轮机构的基本构件有A。

（A）3个（B）2个（C）5个（D）4个

（）33、如图所示该机构是A。

（A）平底移动从动件盘形凸轮机构

（B）曲柄滑块机构

（C）滚子直动从动件盘形凸轮机构

（D）偏心轮机构

（）34、如图所示凸轮机构的推程运动角是A。

（A）120°

（B）110°

（C）70°

（D）40°

（）35、理论上，标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数是c。

（A）Zmin＝14（B）Zmin＝24（C）Zmin＝17（D）Zmin＝21

（）36、确定平行轴定轴轮系传动比符号的方法为c。

（A）只可用（－1）m确定（B）只可用画箭头方法确定（C）既可用（－1）m确定也可用画箭头方法确定（D）用画箭头方法确定

（B）37、凸轮机构中从动件的推程采用等速运动规律时，在（）会发生刚性冲击。

（A）推程的全过程（B）推程开始瞬时（C）远休止时（D）推程的中点

（）38、一圆轴用低碳钢材料制作，若抗扭强度不够，则c对于提高其强度较为有效。

（A）改用合金钢材料（B）改用铸铁（C）增加圆轴直径，且改用空心圆截面（D）减小轴的长度

（）39、7.12如图所示凸轮机构中，c从动件的摩擦损失小且传力性能好。

（A）

图a

（B）图b

（C）图c

（）40、带传动采用张紧轮的目的是___A_。

（A）调整带的张紧力（B）提高带的寿命（C）减轻带的弹性滑动（D）提高带的承载能力

三、判断题（每题0.5分，共10分）

（∨）1、齿轮传动的标准安装是指：

分度圆与节圆重合。

（∨）2、滚动轴承代号“6215”的含义是深沟球轴承，直径系列2，内径75mm。

（×）3、键联接的主要用途是：

轴向固定。

（×）4、渐开线齿廓形状取决于分度圆直径大小。

（∨）5、标准滚动轴承的组成：

内圈、外圈、滚动体、保持架。

（×）6、采用合金钢能提高轴的刚度。

（∨）7、工程中常以最大单位长度扭转角不得超过许可的单位长度扭转角作为圆轴扭转时的刚度条件。

（×）8、按轴的受载情况可分为：

传动轴、心轴、正轴。

（∨）9、带在工作时产生弹性滑动，是由于带的紧边与松边拉力不等。

（×）10、传动轴是既传递扭矩又承受弯矩的轴。

（×）11、按照有关标准就能选用的零部件，称为标准件，如螺栓、螺母、轴承、齿轮、内燃机的曲轴等。

（∨）12、力偶对刚体的转动效应与它在作用面内的位置无关。

（×）13、运动副是联接，联接也是运动副。

（×）14、物体的平衡就是指物体静止不动。

（×）15、铰链四杆机构根据各杆的长度，即可判断其类型。

（∨）16、柔性约束只能承受拉力，而不能承受压力。

（×）17、点在某瞬时的速度为零，那么该瞬时点的加速度也为零。

（×）18、由于移动副是构成面接触的运动副，故移动副是平面高副。

（×）19、齿轮啮合传动时留有顶隙是为了防止齿轮根切。

（×）20、一对标准齿轮啮合，其啮合角必然等于压力角。

四、综合题（共40分）

1、图示轮系，已知Z1=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2（右），当a轴旋转100圈时，b轴转4.5圈，求Z4=？

（8分）

i16=（20*25*z4）/（18*25*2）=100/4.5  z4=40

2、截面杆受力如图，P=20kN。

A1=400mm2，A2=300mm2，A3=200mm2。

材料的E=200GPa。

试求：

（1）绘出杆的轴力图；

（2）计算杆内各段横截面上的正应力；（3）计算杆最右端的位移。

（14分）

解：

（1）杆的轴力图如图所示，各段的轴力

，

，

（2）各段横截面上的正应力为

（3）A端的位移为

3、梁AB一端固定、一端自由，如图5.3所示。

梁上作用有均布载荷，载荷集度为q=10kN／m。

在梁的自由端还受有集中力F=30kN和力偶矩为M=10kN·m作用，梁的长度为L=1m，试求固定端Ａ处的约束反力。

（8分）

（1）取梁AB为研究对象并画出受力图，如图1.35b所示。

（2）列平衡方程并求解。

注意均布载荷集度是单位长度上受的力，均布载荷简化结果为一合力，其大小等于q与均布载荷作用段长度的乘积，合力作用点在均布载荷作用段的中点。

∑Fx＝０，XＡ＝０

∑Fy＝０，YＡ－ql－Ｆ＝０

∑ＭＡ（Ｆ）＝０，ＭA－ql×l／2－Ｆl－Ｍ＝０

解得

　　　　　　　　　　　　XＡ＝０

　　　　　　　　　　　　YＡ＝ql＋Ｆ=40KN

ＭA＝ql２／2＋Ｆl＋Ｍ=45kN·m

图5.3悬臂粱受力分析

4、已知：

一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200，Z1=25，Z2=50。

（10分）

求

（1）如果n1=960r/min，n2=？

（2）中心距a=？

（3）齿距p=？

答：

n2=480  a=75  p=6.28

六、设计题（8分）

图示为热处理加热炉的炉门。

要求设计一四杆机构，把炉门从开启位置B2C2（水平位置）转变为关闭位置B1C1（垂直位置）。

且A位置与C2处于同一水平线上，D到AC2的距离为20mm（在图中）。

用图示法求做此四杆机构。

第二套试卷

一填空题（每小题2分，共20分）

1.两构件通过.点或线接触组成的运动副称为高副。

2.满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为曲柄摇杆机构，取最短杆为机架时，为双曲柄机构。

3.在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为匀速运动时，将出现刚性冲击。

4.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取节线处的接触应力为计算依据，其载荷由一对对齿轮承担。

5.为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合，它们的模数m和压力角必须分别相等。

6.两齿数不等的一对齿轮传动，其弯曲应力6.相等等；两轮硬度不等，其许用弯曲应力不相等等。

7.V带传动的主要失效形式是.打滑和疲劳断裂。

8.在设计V带传动时，V带的型号是根据计算功率Pc和小轮转速n1选取的。

9.链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸越大，链传动的运动不均匀性增大。

10.工作时只受弯矩不承受转矩的轴称为心轴。

二、选择题（每小题1分，共5分）二、选择题CBDBD

1.   渐开线标准齿轮的根切现象发生在。

A.模数较大时B.模数较小时

C.齿数较少时D.齿数较多时

2.在下列四种型号的滚动轴承中，必须成对使用。

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

3.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。

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

4.在铰链四杆机构中，机构的传动角和压力角的关系是。

A.B.C.D.

5.对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是。

A.拉力B.扭矩C.压力D.拉力和扭矩

三、判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。

每小题1分，共8分）三、判断提XXVXXXXV

1.在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。

（）

2.在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。

（

3.在平键联接中，平键的两侧面是工作面。

（）

4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。

（）

5.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。

（）

6.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。

（）

7.向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。

（）

8.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。

（

四、问答题（每小题3分，共9分）

1.试述齿廓啮合基本定律。

2.试述螺纹联接防松的方法。

3.试分析影响带传动承载能力的因素？

四、问答题

1.所谓齿廓啮合基本定律是指：

作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。

2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。

摩擦防松有：

弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母

机械防松有：

开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝

破坏螺纹副防松有：

冲点法、端焊法、黏结法。

3.初拉力Fo?

包角a?

摩擦系数f?

带的单位长度质量q?

速度v

五、分析判断题（共12分）

1.在铰链四杆机构中，已知mm，mm，mm，mm，试判断该机构的类型，并给出判断依据。

（本题6分）题五、1图

2.如图所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，Ⅰ轴为输入轴，已知小齿轮1的转向和齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。

为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3的轮齿旋向，并在图中标出齿轮2、3所受的圆周力、和轴向力、的方向。

（本题6分）题五、3图五、分析判断题

1.解：

此四杆机构的四杆满足杆长和条件

Lab＋Lad《Lbc＋Lcd

且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构

2.解：

1）3齿轮为右旋

2）受力方向如图

六、计算题（共36分）

1.计算下列机构的自由度，并指出存在的复合铰链、虚约束或局部自由度（每小题3分，共6分）

题六、1图

2.已知轮系如2图所示中，，，?

，，，且顺时针转动。

求杆系H的转数和回转方向。

（本题10分）

3.如图所示的压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强，缸径，根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧力F″=1.6F,F为单个螺栓的工作拉力。

若选用螺栓材料的屈服极限N/mm2，试按安全系数S=2时计算所需螺栓的小径。

（本题10分）题六、2图题六、3图

4.一对角接触球轴承反安装（宽边相对安装）。

已知：

径向力，，外部轴向力，方向如图所示，试求两轴承的轴向力、。

（注：

内部轴向力）。

（本题10分）

题六、4图六、计算题

1.a）解：

F＝3n－2PL－Ph

＝3*5－2*7－0

＝1

此题中存在复合铰链

备注：

此题中5个构件组成复合铰链，共有4个低副

b）解：

F＝3n－2PL－Ph

＝3*4－2*5－1

＝1

此题中滚子为局部自由度

2.

解：

由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系

i54H＝n5-nH/n4－nH＝－Z3*Z4/Z5*Z6

因为1－2－5组成定轴轮系

i12＝n1/n2＝n1/n5＝Z2/Z1

所以n5＝450r/min

把n4＝0及n5＝450r/min代入上式

得到

nH＝5.55r/min

这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致

3.

解：

单个螺栓的Q＝Q’＋F＝2.6F

Q*Z＝S*P*A

2.6F*6＝2*3.14*D2/4

得F＝2264.4N

[σ]=300/2=150N/mm

所以d1由公式得，d1＝15.81mm

取螺栓的直径为16mm

4.你换掉这道题目好了

七、结构题（本题10分）

下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。

齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。

（注：

不必改正）

题七图第七题

1.无垫片，无法调整轴承的游系

2.轴肩过高，无法拆卸轴承

3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘

4.轴套长度应小于轮毂的长度

5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。

6.套筒顶不住齿轮（过定位）

7.套筒应低于轴承外圈

8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。

9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触

10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。