机械设计基础试题含答案).docx

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1、机械设计基础试题含答案) 机械设计基础试卷1 一、选择题：本大题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个 选项中，只有一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。 1下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是 A双摇杆机构 B.曲柄摇杆机构 C双曲柄机构 D.对心曲柄滑块机构 2平面连杆机构中，当传动角较大时，则 A机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差 C可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低 3当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍 保持原值不变，原因是： A. 压力角不变 B. 啮合角不变 C节圆半径不变 D. 基圆半径不变 4渐开

2、线齿轮实现连续传动时，其重合度为 AZ1，b1b2,其接触应力的大小是 A H1 H2 C. H1= H2 D. 可能相等，也可能不等 9实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿 形系数之间的关系为 A 直齿圆柱齿轮的最大 B. 斜齿圆柱齿轮的最大 C 直齿圆锥齿轮的最大 D. 三者数值相同 10在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为： A 减小齿面滑动速度s B. 减少蜗杆头数Z 1 C 增加蜗杆头数Z 1 D. 增大蜗杆直径系数q 11. 带传动中，弹性滑动 A 在张紧力足够时可以避免 B 在传递功率较小时可以避免 C 在小带轮包角足够大时可以避

3、免 D 是不可避免 12带传动作减速传动时，带的最大应力max 等于 A.1+b1+c B. 1+b2+c C. 2+b1+ c D. 2+b2+c 13. 转轴的变曲应力为 A 对称循环变应力 B.脉动循环变应力 C 非对称循环变应力 D.静应力 14在基本额定动载荷C 作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为 A 10% B. 80% C.90% D.99% 15在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C 是指 A 弹簧外径与簧丝直径之比值 B 弹簧内径与簧丝直径之比值 C 弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D 弹 簧 中 径 与 簧 丝 直 径 之 比 值 二、填空题：本大题共

4、10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中横线上。 16槽轮机构的主要参数是 和 。 17机械速度的波动可分为和两类。 18轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平面。 19当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和。 20直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 21蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3 制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1 制作的蜗轮，承载能力取决于抗能力。 22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。 23滚子链传动中，链的链

5、速是常数，而其链速是变化的。 24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。 25非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使；而为了防止过热必须使。 三、分析题：本大题2个小题，共15分 26（本题满分5分） 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a=250mm,b=650mm, C=450mm,d=550mm。试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 图1 27（本题满分10分） 图2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n1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

6、图上标出齿轮2、3所受的圆周力 F t3和轴向力F a2 、F a3 的方向。（垂直纸面的力，向纸内画稍，向纸外画） 四、计算题；本大题共5个小题，共48分。 28（本题满分6分） 计算图3所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）。 图3 29（本题满分12分） 一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a=160mm，传动比i12=3,大齿轮齿数Z2=60，齿顶高系数h*a=1,径向间隙系数C*=0.25，分度圆压力角a=20.试求出： （1）齿轮的模数m,小齿轮1的分度圆半径r1;基圆半径r b1;分度圆上的齿厚S。（2）若实际安装中心距a=

7、164mm时，计算啮合角a，及小齿轮的节圆半径r1 30. (本题满分10分) 已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z 1=20，Z 2 =30，Z 3 =80，Z 4 =25，Z 5 =50。 求轮系的传动比i 15 。 图4 31（本题满分10分） 图5表示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N，若取接合面间的摩擦系数=0.2，可靠性系数K S=1.2，螺栓材料的的许用应力=120N/mm2,螺栓的小径d1=17.294mm。试校核螺栓的强度。 图5 32（本题满分10分） 一对70000AC型角接触球轴承背对背反安装在图6所示轴系中，轴承1的 径向载荷R 1=2000

8、N，轴承2的径向载荷R 2 =4000N，轴上作用的轴向外载荷F A =800N， 轴承附加轴向力S的计算式为S=0.68R。求轴承1和轴承2的轴向载荷A 1和A 2 。 图6 五、作图题：本大题只有1个小题，满分10分 33已知一对心直动尖顶移动从动件盘形凸轮机构如图7所示，凸轮为以B 点为中心的圆盘，A点为其回转中心。试用作图法画出： （1）凸轮的基圆和基圆半径r0; （2）凸轮机构的从动件尖顶在图示位置C点与凸轮接触时，从动件的位移S； （3）从动件尖顶在图示C点和D点接触时压力角。 图7 六、结构改错题：本大题只有1个小题，满分12分 34在图8上直接改正轴系结构的错误。（齿轮传动油润

9、滑，滚动轴承脂润滑，轴端安装V带轮） 机械设计基础试题参考答案及评分标准 一、选择题：每小题3分，共45分。 1.B 2.A 3.D 4.D 5.B 6.B 7.A 8.C 9.A 10.C 11.D 12.A 13.A 14.C 15.D 二、填空题：每空1分，共20分。 16槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性非周期性 （或中心距a）齿宽b 18动两19. 分度圆直径d 1 20. 节点一21. 胶合点蚀 22包角 摩擦系数23. 平均瞬时 1 24弯矩扭矩25. p p p p 三、分析题：共15分 26（本题满分5分）最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450

10、+550），满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。（3分） 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。（2分）27（本题满分10分） 答案参见第27题答案图 斜齿轮3、4的轮齿旋向 （2分） F t 2、F a 2、F t 3、F a 3的方向 （8分） 第27题答案图 四、计算题：共48分。 28（本题满分6分） 解 115243=-?-?=F （4分） E 、F 处之一为虚约束 （2分） 29（本题满分12分） 解（1）小齿轮齿数 203 60 21=i z z 模数 mm z z a m 460 20220 2221=+?=+= （2分） 分度圆半径 mm mz r 402 20 421=?=

11、 （2分） 基圆半径 mm r r b 59.3720cos 40cos 11=?= （2分） 分度圆齿厚 mm m s 28.62 4 14.32=?= （2分） （2）9168.020cos 160cos cos = ? =a a 节圆半径?=54.23cos /59.37cos /11b r r =41.00mm （或mm i a r 00.413 116411=+=+= ） （2分） 30（本题满分10分） 解 该轮系为混合轮系。由齿轮1、2、3和转臂H 组成行星轮系，齿轮3固定，03=。 则 420 80 133113 -=-=-=-=z z i H H H 得51 1= H H i

12、 由题图知 51144= =H H i i （6分） 由题图轮4、5组成定轴轮系，则 225 50455445-=-=-= z z i （2分） ()1025451415-=-?=?=i i i （2分） 31（本题满分10分） 解 一个螺栓的横向工作载荷 N z F R 30002 6000 = （1分） 预紧力 N fm R K Q s p 180001 2.03000 2.1=?= （4分） 强度校核 67.994 294.17180003.143.1221=?= d Q p N/mm 2 强度满足 （4分） 32（本题满分10分） 解 N R S 1360200068.068.011=

13、?= S 1、S 2方向见第32题答案图 轴承1“压紧”，A 1=F A +S 2=3520N （5分） 轴承2“放松”，A 2=S 2=2720N （5分） 第32题答案图 五、作图题：本题满分10分。 33答案见第33题答案图。 基圆和基圆半径r 0 （3分） 从动件在C点接触时位移s（3分）在C点和D点接触时压力角（4分） 第33题答案图 六、结构改错题：本题满分12分 34答案见第34题答案图 第34题答案图 应画出键；去掉套筒，画出定位轴肩； 画出密封件；轴承改为面对面正安装； 缩短装齿轮的轴段长度；键长应短于轮毂长度； 左右两轴承内侧加档油环；左右两轴承盖与箱体间加垫片。 每改正1

14、处错误（2分）（改正6处错误得满分） 机械设计基础试卷 2 一、选择题：本题共16个小题，每小题3分，共48分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。 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 B. 减小传动角 C增大压力角 D. 减小极位夹角 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齿轮较少时 D. 齿数较多时 3斜齿圆柱齿轮的法面模数m n与端面模数m t的关系式，应该是 Am n=m t sin B. m n=m t/cos Cm n=m t cos D. m n=m t cos 4调节周期

15、性速度波动的方法是在机械中加一个飞轮，其作用是使A机械运转速度的波动可以消除 B机械运转速度的波动可以减小 C机械运转的平均角速度m可以减小 D 机械运转的平均角速度m 可以增大 5动平衡的条件是，回转件中各个质量产生的 A 离心力的合力等于零 B 离心力的合力和合力偶矩均等于零 C 离心力的合力偶矩等于零 D. 离心力的合力和合力偶矩均不等于零 6仅受预紧力F 作用的紧螺栓联接，其螺栓的计算应力ca =1.3F /214 d ,将拉应力增大30%的原因是考虑 A 安装时可能产生的偏心载荷 B 载荷可能有波动 C 拉伸和扭转的复合作用 D 螺栓材料的机械性能不稳定 7在一般工作条件下，齿面硬度

16、HB 350的闭式钢制齿轮传动，通常的主要失效形式为 A 轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C 齿面胶合 D. 齿面塑性变形 8齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在 A 齿顶部分 B. 靠近节线的齿顶部分 C 齿根部分 D. 靠近节线的齿根部分 9标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数Y F 数值时，应按 A 法面模数m n B. 齿宽b C. 实际齿数Z D. 当量齿数x U 10. 普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是 A d 1=m a1q B. d 1=m n q C. d 1=m a1z 1 D. d 1=m n z 1 11. 带传动在工作时产生弹性滑动，是由于 A 包角太小

17、B. 初拉力F 0太小 C 紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 12在一定转速下，要减轻滚子链传动的运动不均匀性和动载荷，应该 A 增大节距p 和增加齿数Z 1 B 增大节距p 和减少齿数Z 1 C 减小节距p 和减少齿数Z 1 D 减小节距p 和增加齿数Z 1 13转轴弯曲应力b 的应力循环特征为 Ar=1 B. r=0 Cr=1 C. 1r+1 14在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是 A6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 15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

18、. 弹性柱销联轴器 16计算圆柱形压缩螺旋弹簧工作圈数n时，主要根据 A强度条件 B. 刚度条件 C稳定性条件 D. 安装和结构条件 二、填空题：本大题共8个小题，每空1分，共16分。把答案填在题中横线上。 17在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是 和。 18在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越，所设计的机构 越紧凑，但是压力角，使机构的工作情况变坏。 19渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮和 必须分别相等。 20斜齿圆柱齿轮的标准模数是。直齿圆锥齿轮的标准模数 是。 21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。必要时应进行强度校核。 22对一般精度的直齿圆

19、柱齿轮传动作弯曲强度计算时，将轮齿看 作，并假定全部载荷作用于。 24普通V带传动的设计准则是，保证带以及具有一定 的。 24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。 三、分析题：本大题只有1个小题，满分14分。 25图1所示蜗杆传动斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主 动件，若蜗杆1的转动方向如图中n1所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。 试分析： （1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和 斜齿轮4的轮齿旋向； （2）在图1的主视图上，画出蜗轮2的圆周力F t2、径向力F r2和斜齿轮3的圆周力F t3、径向力F r3的方向：在左视图上

20、画出蜗轮2的轴向力F a2和斜齿轮3 的轴向力F a3方向。 四、计算题：本大题共5个小题，共50分） 26（本题满分4分） 计算图2所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出。） 图2 27（本题满分14分） 一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动，已知齿轮的齿数Z1=30，Z2=40，分度圆压力角20 = ,齿顶高系数*a h=1,径向间隙系数C*=0.25，标准中心距a=140mm。试求出：齿轮的模数m；两个齿轮的分度圆半径r1、r2;基圆半径r b1、r b2;齿顶圆半径r a1、r a2。 28（本题满分10分） 已知图3所示轮系中各齿轮的齿数为：Z 1=20，Z 2 =40，2z=20, Z3=80。试求 轮系的传动比i1H。29（本题满分12分）