机械设计基础试题及答案Word格式文档下载.docx
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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.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数YFS值有关的参数是（）
A.工作齿宽bB.模数mC.齿数zD.压力角α
17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在（）
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.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是（）（注：
下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）
A.mt1=ma2,αt1=αa2,γ=βB.ma1=mt2,αa1=αt2,γ=β
C.mt1=ma2,αt1=αa2,γ=-βD.ma1=ma2,αa1=αt2,γ=-β
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（）
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.疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲劳点蚀
二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和________。
22.对于动不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数目为________。
23.摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为________。
24.在内啮合槽轮机构中，主动拨盘与从动槽轮的转向________。
25.普通平键的剖面尺寸（b×
h），一般应根据________按标准选择。
26.链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的，所以应属于________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σH1_____σH2。
28.蜗杆传动的效率包括三部分，其中起主要作用的是________的摩擦损耗效率。
29.滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度越________。
30.联轴器型号是根据计算转矩、转速和________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。
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，若含有复合铰链，局部自由度和虚约束请明确指出。
34.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮的齿数z1=18。
试确定大齿轮的齿数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：
z1=20,z2=40,z3=20,z4=30,z5=80，运动从Ⅰ轴输入，Ⅱ轴输出，nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。
试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ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FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N，其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时，X=1,Y=0,当Fa/Fr>
e时，X=0.4，Y=1.88。
试分别计算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。
已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。
试用作图法在图上标出：
（1）当凸轮从初始位置转过
=90°
时，从动件走过的位移S1；
（2）当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度
。
说明：
（1）不必作文字说明，但必须保留作图线；
（2）S1和
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结构。
试按例①所示，指出图中的其它结构错误（不少于7处）。
（注：
润滑方式、倒角和圆角忽略不计。
）
《机械设计基础》试题一参考答案
一、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
21.受力情况22.223.两者相等24.相同25.轴径
26.啮合27.等于28.轮齿啮合时29.大30.轴径
31.蜗轩转动方向如图所示
蜗杆为右旋
Ft2与蜗轮分度圆相切，指向左端
Ft1与蜗杆分度圆相切，指向右端
Fa1与蜗杆轴线平行，指向右
Fa2与蜗轮轴线平行，指向左
32.螺栓受到拉应力σ和扭转剪应力τ的作用
σ=
≤［σ］σ—拉应力，d1—螺栓最小直径，［σ］—许用拉应力。
33.
（1）F处为复合铰链，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-2P1—PH=3×
6-2×
8-1=1
34.∵i12=
=3∴Z2=i12Z1=3×
18=54
∵a=
（z1+z2）∴m=
=3mm
d1=mz1=3×
18=54mmd2=mz2=3×
54=162mm
da1=d1+2ha*m=54+6=60mmda2=d2+2ha*m=162+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
i
将n5=0代入上式得
即
=1+4=5……………
（1）
对于1、2齿轮组成的定轴轮系，有i
=-2…
（2）
联立解
（1）、
（2）式，并考虑到nⅠ=n1,n2=nH,n3=nⅡ得
将nⅠ=1000r/min代入，得nⅡ=-2500r/min
负号说明nⅡ转向与nⅠ转向相反。
36.轴向力：
FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>
SⅡ
轴承Ⅰ被放松FaⅠ=FSⅠ=2430N
轴承Ⅱ被压紧FaⅡ=FSⅡ=3430N
当量动载荷
FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27<
e
XⅠ=1YⅠ=0
PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N
FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>
XⅡ=0.4YⅡ=1.88
PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×
5000+1.88×
3430=12672.6N
37.如图所示，正确作出偏距圆，按-ω方向转90°
，在图上正确标出S1
过B2点作偏距圆切线，正确标出
2角
38.
（1）缺少调整垫片；
（2）轮毂键槽结构不对；
（3）与齿轮处键槽的位置不在同一角度上；
（4）键槽处没有局部剖；
（5）端盖孔与轴径间无间隙；
（6）多一个键；
（7）齿轮左侧轴向定位不可靠；
（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；
（11）轴与轴承端盖相碰。
《机械设计基础》期末考试试题五
一、填空题（1×
20，共20分）
1、在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是和。
2、在设计凸轮机构中，凸轮基圆半径取得越，所设计的机构越紧凑，但压力角，使机构的工作情况变坏。
3、斜齿圆柱齿轮的标准模数是，直齿圆锥齿轮的标准模数是。
4、普通V带传动的设计准则是，保证带以及具有一定的。
5、按照滑动轴承工作时的摩擦状态，可分为滑动轴承和滑动轴承两种主要类型。
6、若带传动的初拉力一定，增大和都可提高带传动的极限摩擦力。
7、将轴按受载性质区分：
主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。
8、渐开线直齿圆柱齿轮上具有标准和标准的圆，称为分度圆。
9、平键联接的主要失效形式有：
工作面（静联接），工作面（动联接），个别情况会出现键的剪断。
10、齿轮传动的主要失效形式有轮齿折断、、、齿面磨损、塑性变形。
二、判断题（1×
5，共5分）
1、机构是由两个或两个以上构件组成的。
（）
2、铰链四杆机构中，压力角越大，机构传力性能越低。
3、V带型号中，截面尺寸最大的是E型。
4、斜齿圆柱齿轮传动中，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。
（）
5、在相同工作条件的同类型滚动轴承，通常尺寸越大，其寿命越长。
三、选择题（2×
10，共20分）
1、在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该（）。
A、增大传动角γB、减小传动角γC、增大压力角αD、减小极位夹角θ
2、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、齿数较小时D、齿数较多时
3、标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数YF数值时，应按（）。
A、法面模数mnB、齿宽bC、实际齿数ZD、当量齿数Zv
4、普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是（）。
A、d1=ma1qB、d1=mnqC、d1=ma1Z1D、d1=mnZ1
5、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于（）。
A、包角α1太小B、初拉力F0太小C、紧边与松边拉力不等D、传动过载
6、在一定转速下，要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷，应该（）。
A、增大节距P和增加齿数Z1B、增大节距P和减小齿数Z1
C、减小节距P和减小齿数Z1D、减小节距P和增加齿数Z1
7、经校核，平键联接强度不够时，可采用下列措施中的几种?
①适当地增加轮毂及键的长度；
②改变键的材料；
③增大轴的直径，重新选键；
④配置双键或选用花键。
A、①、②、③、④均可采用B、采用②、③、④之一
C、采用①、③、④之一D、采用①、②、④之一
8、在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是（）。
A、6208B、N208C、30208D、51208
9、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（）。
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
10、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处的厚度不太大，且不需经常拆装，一般宜选用什么联接?
A、螺栓联接B、螺钉联接C、双头螺柱联接
四、分析题（7分）
图中所示斜齿圆柱齿轮传动——蜗杆传动组成的传动装置。
动力由Ⅰ轴输入，蜗轮4为右旋齿，
（1）为使蜗轮4按图中n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向。
（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和齿轮2的轮齿旋向。
五、计算题（38分）
1、计算下图的自由度，若有复合铰链，局部自由度和虚约束应具体指出。
（本题10分）
（a）（b）
2、在图示轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1=18、Z2=20、Z2'
=25，Z3=30，Z3'
=2（右旋）、Z4=40，且已知n1=100转／分（A向看为逆时针），求轮4的转速及其转向。
3、图中为一对圆锥滚子轴承面对面正安装，已知轴承1和轴承2的径向载荷分别为R1=584N，R2=1776N，轴上作用的轴向载荷FA=146N。
轴承的附加轴向力S的计算式S=
，e=0.37，当轴承的轴向载荷A与径向载荷R之比
＞e时，X=0.4，Y=1.6，当
≤e时，X=1，Y=0，轴承载荷有中等冲击，载荷系数fp=1.5，工作温度不大于100℃，试求：
（1）轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2。
（2）轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。
4、图中为一压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强p=2N/mm2，缸径D=150mm。
根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧力F0′=1.6F，F为单个螺栓的工作拉力，选用螺栓材料为35#钢，屈服极限σs=300N/mm2，安全系数S=2，试计算所需螺栓的小径d1。
六、在下图中改正轴系结构的错误（轴端安装联轴器）（本题10分）。
《机械设计基础》试题五答案
1、构件长度和条件；
最短构件条件2、小；
越大3、法向模数；
大端模数4、不打滑；
疲劳强度和使用寿命5、液体摩擦；
非液体摩擦6、摩擦系数；
带轮的包角7、弯矩；
扭矩8、模数；
压力角9、压溃；
磨损10、齿面点蚀、齿面胶合
1、×
2、√3、√4、√5、√
1、A2、C3、D4、A5、C6、D7、C8、B9、D10、B
1、从右往左看，顺时转2、左旋
五、计算题（第1题10分，第2题8分,第3题10分，第4题10分）
1、解：
（a）F=1（b）F=2
2、解：
转向：
顺时转动
3、解：
（1）A1=701N;
A2＝182.6N
（2）P1=1355.2N；
P2=2664N
4、解：
d1=13mm
六、设计题（10分）
1、轴承内外圈剖面线方向不一致，应改为方向一致
2、左端轴承用轴肩定位，且轴肩不高于轴承内圈
3、齿轮没有轴向固定，改为左端用轴环，右端用轴套固定
4、与左端轴承配合的轴段上应有砂轮越程槽
5、连轴器没有轴向定位，应改为用轴肩定位
6、右端轴承改为轴套定位和固定，且低于轴承内圈
7、与齿轮配合的轴段应有键槽
8、齿轮改为腹板式结构
9、轴的右端键槽过长，改为短于连轴器的孔的长度
《机械设计基础》期末考试试题四
一、名词解释（3×
3，共9分）
1、机构：
2、压力角：
3、运动副：
二、填空题（1×
10，共10分）
1、构件是机器的运动单元体，零件是机器的______单元体。
2、渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件为：
________、_________。
3、普通V带传动的应力由三部分组成，即_________________、_______________和弯曲变形产生的弯曲应力。
4、按轴的承载情况不同，轴可以分为转轴、_____和_______。
5、齿轮传动的五种失效形式分别为轮齿折断、________、_______、________和齿面塑性变形。
1、为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装什么轮增大惯性？
A、齿轮B、飞轮C、凸轮
2、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处的厚度不太大,且需经常拆装，一般宜选用什么联接?
（）
3、下列计算蜗杆传动比的公式中（）是不对的。
A、i=ω1/ω2B、i=n1/n2C、i=d2/d1
4、平面内自由运动的构件有几个自由度？
A、1个B、3个C、无数个
5、斜齿圆柱齿轮的模数、压力角、齿顶高系数和径向间隙系数在哪个面上的值为标准值？
A、法面B、端面C、轴面
6、带传动的打滑现象首先发生在何处？
A、大带轮B、小带轮C、大、小带轮同时出现
7、刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是：
A、弹性联轴器内有弹性元件，而刚性联轴器内则没有
B、弹性联轴器能补偿两轴较大的偏移，而刚性联轴器不能补偿
C、弹性联轴器过载时打滑，而刚性联轴器不能
8、设计键联接的主要内容是：
①按轮毂长度确定键的长度②按使用要求确定键的类型③按轴径选择键的截面尺寸④对联接进行强度校核。
在具体设计时，一般按下列哪种顺序进行?
A、①—②—③—④B、②—③—①—④C、③—④—②—①
9、为使套筒、圆螺母或轴端挡圈能紧靠轮毂零件端面并可靠地进行轴向固定，轴头长度L与被固定零件轮毂宽度B之间应满足什么关系？
（）
A、L＞BB、L=BC、L＜B
10、将转轴的结构设计成阶梯形的主要目的是什么?
A、便于轴的加工B、便于轴上零件的固定和装拆C、提高轴的刚度
四、判断题（1×
1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。
2、极位夹角θ是从动件在两个极限位置时的夹角。
3、带传动不能保证传动比不变的原因是易发生打滑。
4、对于一对齿轮啮合传动时，其接触应力和许用接触应力分别相等。
（）
5、蜗杆传动中，蜗杆的头数越多，其传动效率越低。
6、设计键联接时，键的截面尺寸要根据轴径d选择。
7、销主要用于轴上零件的周向和轴向固定。
8、提高轴的表面质量有利于提高轴的疲劳强度。
9、滚动轴承基本额定动载荷C值越大，承载能力越高。
10、联轴器和离合器的区别是：
联轴器靠啮合传动，离合器靠摩擦传动。
五、简答题（3×
5，共15分）
1、说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合。
2、简述带传动的弹性滑动及打滑有何区别。
3、简述螺纹联接的主要类型及应用场合，并画任一螺纹联接。
六、计算题（共28分）
1、简述机构具有确定相对运动的条件，计算机构自由度（若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指出），并判断机构运动是否确定。
（6分）
2、已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其参数为：
齿数Z1=18，Z2=54，分度圆压力角α=20°
，齿顶高系数
=1，顶隙系数C*=0.25，小齿轮1的齿顶圆直径da1=100mm，试求：
模数m、分度圆直径d、基圆直径db、标准中心距a及传动比i12（8分）
3、铰链四杆机构，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架，
（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值。
（2）若此机构为双曲柄机构，求lAB的范围。
（3）若此机构为双摇杆机构，求lAB的范围。
（8分）
4、已知图示的轮系中，各齿轮的齿数为Z1=15，Z2=20，Z2′=65，Z3=20，Z3′=15，Z4=65，试求轮系的传动比i1H。
七、分析齿轮轴系上的错误结构并改正。
《机械设计基础》期末考试试题四标准答案
具有确定相对运动的各实物（构件）的组合。
原动件作用于从动件上的力，与该力作用点处的速度所夹的锐角。
使两个构件直接接触，同时又具有确定相对运动的一种连接。
1、制造
2、m1=m2=m；
α1＝α2＝α
3、拉力产生的拉应力，离心力产生的拉应力
4、心轴，传动轴
5、齿面点蚀，齿面胶合，齿面磨损
1、B；
2、A；
3、C；
4、B；
5、A；
6、B；
7、A；
8、B；
9、C；
10、B
1、х2、х3、х4、х5、х6、√7、х
8、√
9、√
10、х
1、等速运动规律，有刚性冲击，用于低速场合。
等加速等减速运动规律，有柔性冲击，用于中低速场合。
简谐运动规律，有柔性冲击，用于中低速场合。
摆线运动规律，无冲击，用于高速场合。
2、带传动的弹性滑动是由于带是弹性体及存在着拉力差引起的，而打滑是由于过载引起的（传递的圆周力大于极限摩擦力）；
打滑可以避免，而弹性滑动不可避免。
3、
（1）螺栓联接:
用于两被联接件较薄，且需经常拆卸的场合。
（2）双头螺柱联接：
用于两被联接件之一较厚，盲孔，且经常拆卸的场合。
（3）螺钉联接：
用于两被联接件之一较厚，盲孔，且不经常拆卸的场合。
（4）紧定螺钉联接用于定位，也可以传递较小的圆周力。
画法略。
机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于机构中原动件的数目。
即W=F>
0。
机构中，n=9，pL=12，pH=1
F＝3n－2pL－pH=2＝W>
0，所以机构运动确定。
C处复合铰链，E处虚约束，F处局部自由度（6分）
由da1=m（z1＋2
）=m（18＋2）=100mm，得m＝5mm；
分度圆直径d1=mz1=90mm；
，d2=mz2=270mm；
基圆直径db1=mz1cosα=84.6mm;
db2=mz2cosα=253.8mm；
标准中心距a=（d1+d2）/2=180mm；
传动比i12=z2/z1=3
（8分）
1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，
则AB最短，且lAB+lBC≤lCD+
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