完整word版机械设计基础试题含答案Word文档格式.docx

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A.σ1+σb1+σcB.σ1+σb2+σc

C.σ2+σb1+σcD.σ2+σb2+σc【】

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ZCuAl10Fe3制作的蜗轮，承载能力取决于抗

能力；

锡青铜ZCuSn10P1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，并在图上标出齿轮2、3所受的圆周力Ft2、Ft3和轴向力Fa2、Fa3的方向。

（垂直纸面的力，向纸内画稍，向纸外画⊙）

图2

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rb1;

分度圆上的齿厚S。

（2）若实际安装中心距a=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：

Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。

求轮系的传动比i15。

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ƒ=0.2，可靠性系数KS=1.2，螺栓材料的的许用应力[σ]=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R1=2000N，轴承2的径向载荷R2=4000N，轴上作用的轴向外载荷FA=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A1和A2。

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α。

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

每小题3分，共45分。

1.B2.A3.D4.D5.B6.B7.A8.C9.A10.C11.D12.A13.A14.C15.D

每空1分，共20分。

16．槽数z拨盘圆销数K17.周期性非周期性

18．动两19.分度圆直径d1（或中心距a）齿宽b

20.节点一21.胶合点蚀

22．包角

摩擦系数23.平均瞬时

24．弯矩扭矩25.

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+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）

答案参见第27题答案图

斜齿轮3、4的轮齿旋向……………（2分）

Ft2、Fa2、Ft3、Fa3的方向……………（8分）

第27题答案图

四、计算题：

共48分。

解

……………（4分）

E、F处之一为虚约束……………（2分）

解

（1）小齿轮齿数

模数

……………（2分）

分度圆半径

……………（2分）

基圆半径

……………（2分）

分度圆齿厚

……………（2分）

（2）

节圆半径

=41.00mm

（或

）……………（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，

。

则

得

由题图知

……………（6分）

由题图轮4、5组成定轴轮系，则

解一个螺栓的横向工作载荷

……………（1分）

预紧力

……………（4分）

强度校核

N/mm2

强度满足……………（4分）

S1、S2方向见第32题答案图

轴承1“压紧”，A1=FA+S2=3520N……………（5分）

轴承2“放松”，A2=S2=2720N……………（5分）

第32题答案图

本题满分10分。

33．答案见第33题答案图。

基圆和基圆半径r0……………（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α……………（4分）

第33题答案图

本题满分12分

34．答案见第34题答案图

第34题答案图

①应画出键；

②去掉套筒，画出定位轴肩；

③画出密封件；

④轴承改为面对面正安装；

⑤缩短装齿轮的轴段长度；

⑥键长应短于轮毂长度；

⑦左右两轴承内侧加档油环；

⑧左右两轴承盖与箱体间加垫片。

每改正1处错误……………（2分）

（改正6处错误得满分）

机械设计基础试卷2

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γB.减小传动角γ

C．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．齿轮较少时D.齿数较多时

3．斜齿圆柱齿轮的法面模数mn与端面模数mt的关系式，应该是

A．mn=mtsinβB.mn=mt/cosβ

C．mn=mtcosβD.mn=mtcosα

4．调节周期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ωm可以减小

D．机械运转的平均角速度ωm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Fˊ作用的紧螺栓联接，其螺栓的计算应力σca=1.3Fˊ/

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YF数值时，应按

A．法面模数mnB.齿宽b

C.实际齿数ZD.当量齿数xU

10.普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是

A．d1=ma1qB.d1=mnq

C.d1=ma1z1D.d1=mnz1

11.带传动在工作时产生弹性滑动，是由于

A．包角α太小B.初拉力F0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Z1

B．增大节距p和减少齿数Z1

C．减小节距p和减少齿数Z1

D．减小节距p和增加齿数Z1

13．转轴弯曲应力σb的应力循环特征为

A．r=－1B.r=0

C．r=＋1C.－1＜r＜+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

A．6208B.N208C.3208D.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.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

本大题共8个小题，每空1分，共16分。

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。

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Ft2、径向力Fr2和斜齿轮3的圆周力Ft3、径向力Fr3的方向：

在左视图上画出蜗轮2的轴向力Fa2和斜齿轮3的轴向力Fa3方向。

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。

）

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

°

齿顶高系数

=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rb1、rb2;

齿顶圆半径ra1、ra2。

28．（本题满分10分）

已知图3所示轮系中各齿轮的齿数为：

Z1=20，Z2=40，

=20,Z3=80。

试求轮系的传动比i1H。

图4所示一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为Fr1=2000N，Fr2=4000N,轴上作用的轴向外载荷KA=1000N，轴承内部派生轴向力S的计算式为S=0.7Fr，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比Fa/Fr>

e时，X=0.41，Y=0.87；

Fa/Fr≤e时，X=1，Y=0，e=0.68；

载荷系数fp=1.0.试计算：

（1）两个轴承的轴向载荷Fa1、Fa2;

（2）两个轴承的当量动载荷P1、P2

用于紧联接的一个M16普通螺栓，小径d1=14.376mm,预紧力Fˊ=20000N,轴向工作载荷F=10000N,螺栓刚度Cb=1×

106N/mm,被联接件刚度Cm=4×

106N/mm,螺栓材料的许用应力[σ]=150N/mm2;

（1）计算螺栓所受的总拉力F

（2）校核螺栓工作时的强度。

五、作图题（本大题只有1个小题，满分10分）

31．按图5给出的条件，设计一曲柄摇杆机构。

已知摇杆DC在两个极限位置时与机架的夹角分别为

=135°

φ2=60°

，摇杆DC的长度LDC=50mm，机架AD的长度LAD=70mm。

试：

用作图法求出曲柄AB的长度LAB、连杆BC的长度LBC，以及行程速比系数K。

（取比例尺μ1=1

本大题只有1个小题，满分12分。

32．在图6上直接改正轴系结构的错语。

（轴端安装联轴器）

机械设计基础试题参考答案及评分标准

每小题3分，共48分。

1.A2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.D9.D10.A11.C12.D13.A14.B15.D16.B

每空1分，共16分。

17．有一最短杆最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和

18．小增大19.模数压力角

20．法面模数mn大端模数m

21．轴径d轮毂长度22.悬臂梁齿顶

23．不打滑疲劳寿命24.非液体摩擦液体摩擦

本题满分14分。

25．答案见第25题答案图。

（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………（6分）

（2）Fa2、Fa3的方向………………（4分）

（3）Fr2、Ft2、Fr3、Ft3的方向………………

（4分）

第25题答案图

共50分。

26．（本题满分4分）

………………（3分）

滚子处局部自由度………………（1分）

模数

………………（4分）

………………（1分）

………………（2分）

齿顶圆半径

………………（2分）

………………（6分）

i1H=9………………（4分）

解

（1）S1=0.7Fr1=0.7×

2000=1400N

S2=0.7Fr2=0.7×

4000=2800N

S1、S2方向如第29题答案图。

S1+KA=1400+1000=2400N<

S2

轴承1“压紧”，Fa1=S2-KA=1800N………………（3分）

轴承2“放松”，Fa2=S2=2800N………………（3分）

………………（3分）

解

（1）

=20000+0.2×

10000=22000N………………（5分）

（2）

=176.2N/mm2>

………………（5分）

31．答案见第31题答案图。

解按已知条件连接AC1和AC2，则

………………（4分）

联立解出

（允许作图时有少量误差）

量出极位夹角

………………（3分）

六、结构改造错题：

本题满分12分。

32．答案见第32题答案图。

①应画出垫片；

②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短；

③应画出键；

④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承；

⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度；

⑥画出密封件；

⑦画出联轴器定位轴肩；

⑧键长应改为短于轮毂长度；

每改正1处错误………………（2分）

第31题答案图

机械设计基础试卷3

一、选择题（共30分、每小题2分）

1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（ 

C 

）。

　A、链传动只用来传递较小功率

B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小

　C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力

D、链的质量大，离心力大

2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（ 

A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度

C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度

3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（ 

A 

A．弹性柱销联轴器B．凸缘联轴器

C.十字滑块联轴器D．万向联轴器

4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（ 

C 

A．进入大带轮处B．离开大带轮处

C.进入小带轮处D．离开小带轮处

5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案

（A）为好。

A．带传动齿轮传动链传动

B．链传动齿轮传动带传动

C．带传动链传动齿轮传动

D．链传动带传动齿轮传动

6．螺纹联接防松的根本问题在于（ 

A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力

C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度

7．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（ 

A 

A．螺栓联接B.双头螺柱联接

C．螺钉联接D.紧定螺钉联接

8．齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（ 

B 

A．齿面磨损B．齿面点蚀

C．齿面胶合D.轮齿折断

9.不完全液体润滑滑动轴承，验算

是为了防止轴承（B）。

A.过度磨损B.过热产生胶合

C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀

10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（A）。

A．两端固定B．两端游动

C．一端固定一端游动D．A，B，C均可以

11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d1取标准，其目的是（B）。

A．限制加工蜗杆的刀具数量

B．限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化

C．为了装配方便

D．为了提高加工精度

12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为（ 

　　A、转动心轴B、转轴

　　C、传动轴D、固定心轴

13、普通平键的主要失效是（ 

A．工作面被压溃或键被剪断B．工作面产生胶合破坏

C.工作面产生过度磨损D．键被弯曲折断

14、带传动产生弹性滑动的原因是由于（ 

D 

　　A、带不是绝对挠性体B、带与带轮间的摩擦系数偏低

　　C、带绕过带轮时产生离心力D、带的紧边与松边拉力不等

15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时，其工作面的摩擦状态是（C 

　　A、完全液体摩擦状态B、干摩擦状态

　　C、边界摩擦或混合摩擦状态D、不确定

二、标准件（4题共12分，每小题3分）

1、请按GB/T5781-2000标准标注出：

公称直径为16mm、长60mm全螺纹六角头螺栓；

并按GB/T41-2