1、机械设计基础试题及答案修要点机械设计基础典型试题1一 .填空1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为机架时，它为何种具体类型：（双曲柄机构）；（2）当取d杆为机架时，则为（曲柄摇杆机构）。2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，(B)死点位置。（A） 不存在 （B） 曲柄与连杆共线时为 （C）摇杆与连杆共线时为3.为保证四杆机构良好的机械性能，(B)不应小于最小许用值。（A） 压力角 （B）传动角 （C）极位夹角4.(B)决定了从动杆的运动规律。（A）凸轮转速 （B）凸轮轮廓曲线 （C）凸轮形状5.凸轮机构中，凸轮基圆半径愈_大_
2、， 压力角愈_小_ ，机构传动性能愈好。6.紧键联接与松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有_C_。(A) 压紧力 (B) 轴向力 (C) 摩擦力7.链“B18X80”的含义是(B型链宽度18mm，长度80mm)。8.螺纹联接是指(利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来 )螺旋传动是指(利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动 )9.螺纹的公称直径是指它的_外径_，螺纹“M12X1.5”的含义为(细牙螺纹外径12mm，螺距1.5)。10.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，且材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采用_B _。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用 D(A) 螺栓
3、联接 (B) 双头螺栓联接 (C) 螺钉联接 (D) 三角形细牙螺纹(E) 三角形粗牙螺纹 (F) 矩形螺纹11.某调整螺纹，采用双头粗牙螺纹，螺距为3mm，为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm，则螺杆应转_2_圈。12.国标规定，三角带有_YZABCDE_七种类型，代号B2240表示_B_型基准长度2240mm_。13.带传动的主动轮直径d1 =180mm，转速 n1 =940r/min，从动轮的直径为 d2 =710 转速 n2=233r/min,则其弹性滑动系数为_(180*940-710*233)/180*940=0.022_。14.为使三角带传动中各根带受载均匀，带的根数不宜超过_D_
4、根。(A)4 (B)6 (C)2 (D)1015.一对齿轮啮合时,两齿轮的_C_始终相切。(A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆16.一标准直齿圆柱的齿距为15.7mm，齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为_78_。17.齿轮传动的标准安装是指_分度圆与节圆重合_。18.齿轮传动的重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿对数_越多_，齿轮传动也越平稳。19.仿形法加工齿轮，根据被加工齿轮的 模数 ， 齿数 选择刀具刀号。20.一主动直齿轮的转矩为100Nm,其分度圆直径为50mm，则其传递的圆周力为4000N，径向力为1455.9N。21.滚动轴承代号“6215”的含义是 深沟
5、球轴承 直径系列2 内径75mm22.一般来说，_滚子轴承_更能承受冲击，_球轴承_更适合于较高的转速下工作。23.额定动载荷是指_额定寿命106寿转，L=1(106转)时轴承所能承受的最大 2载荷 _24.转轴是指_既承受弯矩也承受扭矩 只承受扭矩_,传动轴是指_只承受扭矩_25.一个阶梯轴由_轴头_，_轴颈_，_轴身_三部分组成。二，简要回答：1.计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动。解：n=8，p5=11，p4=1 F=3n-2p5-p4=3*8-2*11-1=1 所以具有确定的运动2. 作下列机构图示位置的压力角。3. 图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构。（1）作出图示位置
6、压力角；（2）求该凸轮基圆半径rb=?(3) 求从动杆升程 h=?4,简述带传动为什么限制带速V在525米/秒范围内？三，计算题：1， 一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分别为Z1=20，Z2=44，求两齿轮的主要几何尺寸。解：根据已知条件求m答：两齿轮的模数为5；分度圆直径分别为d1=100mm，d2=220mm；齿顶圆直径分别为da1=110mm，da2=230mm；齿根圆直径分别为df1=87.5mm，df2=207.5mm；齿距2， 图示轮系，已知：Z1=20，Z2=40，Z3=80，Z4=Z5=30，Z6=90。求i16=?解：n3=n4(n
7、4/n6)=(z6/z4)=（90/30）=3nH=n6(n1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=（80/20）-4解得 i16=-7答：i16为-7机械设计基础典型试题 2一、填空（60分）1.图示机构中有_A_虚约束。（A）1个 （B）2个 （C）3个 （D）没有2.图示机构要有确定运动，需要有_A_原动件。（A）1个 （B）2个 （C）3个 （D）没有3.平面四杆机构无急回特性时_C_，行程速比 系数_F_（A）压力角=0 （B）传动角=0 （C） 极位夹角=0 （D） k1（E）k1 （F）k=14.在双曲柄机构中，已知三杆长度为 a=80mm,b=150mm,c=120mm,
8、则d 杆长度为_B_。(A) 110mm (B)110mmd190mm (C)190mm5.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，_C_死点位置；（A） 曲柄与连杆共线时为 （B） 摇杆与连杆共线时 （C） 不存在6.凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到_C_半径。（A理论轮廓线上的最大 （B）实际轮廓线上的最大 （C）实际轮廓线上的最小 （ D）理论轮廓线上的最小7.凸轮机构中的压力角是指_A_间的夹角。（A）凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向 （B） 凸轮上接触点的法线与该点线速度（C）轮上接触点的切线与从动件的运动方向8.紧键联接主要是使轴与轮毂之间_C_。（A） 沿轴向固定并传递轴向力
9、（B）沿轴向可作相对滑动并具有作用 （C） 沿周向固定并传递扭矩 （D）安装及拆卸方便9.普通平键联接传递动力是靠_B_。（A）两侧面的摩擦力 （B）两侧面的挤压力 （C） 上下面的挤压力 （D）上下面的摩擦力10.设计键联接的几项主要内容是：a按轮毂长度选择键的长度 b按要求选择键 6类型 c按内径选择键的剖面尺寸 d进行必要强度校核 具体设计时一般顺序为_B_。(A)b-a-c-d (B)b-c-a-d (C)a-c-b-d (D)c-d-b-a11.平键联接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应_D_。（A）把键长增大到1.5倍 （B）把键宽增大到1.5倍 （C）把键高增大
10、到1.5倍 （D）安装一对平键12.拧紧螺母时的功率主要与螺纹的_D_有关。（A） 升角 （B）线数 （C）螺距和牙型角 （D）(导程角)升角和牙型角13.螺纹联接是一种_A_。（A）可拆联接 （B）不可拆联接 （C）具有防松装置的为不可拆联接，否则为可拆联接 （D）具有自锁性能的为不可拆联接，否则可拆14.普通螺纹联接中的松螺纹和紧螺纹联接的主要区别是：松螺纹联接的螺纹部分不承受_B_的作用。（A） 拉伸 （B）扭转 （C）剪切 （D）弯曲15.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B_。（A） 剪切与挤压破坏 （B）拉断 （C）拉扭断裂16.刚性凸缘联轴器用四只铰
11、制孔螺栓联接，螺栓中心的圆直径D=200mm ,轴传递扭矩T=180N.m,则作用在每个螺栓上的力为_C_。(A)1800 (B)240 (C)450 (D)54017.三角带传动和平型带传动相比较，其主要优点是_B_。(A)在传递相同功率时，尺寸较小 (B)传动效率高 (C)带的寿命长（D带的价格便宜18.标准三角带型号的选定，取决于_A_。（A） 传递的功率 （B）带的线速度 （C）带的圆周力 （D）高速轴上的扭矩19.工作条件与型号一定的三角带，其寿命随小带轮直径的增大而_B_。（A） 降低 （B）增大 （C）不变20.带传动的中心距与小带轮的直径一致时，若增大传动比，则小带轮上的包角_
12、A_。（A） 减小 （B）增大 （C）不变21.一定型号的三角带传动，若小带轮直径一定，增大其传动比，则带饶过大带轮上的弯曲应力_A_。（A）减小 （B）增大 （C）不变22.带在工作时产生弹性滑动，是由于_B_。（A） 带不是绝对挠性件 （B）带与带轮间的摩擦系数偏低（B） 带的紧边与松边拉力不等 （D）带绕过带轮产生离心力23.带传动的主动轮直径D1=180mm,转速n1=940r/min,从动轮直径D2=710，转速n2=233r/min,则滑动系数 为_D_。（A）1.2 （B）1.5 （C）1.8 （D）2.224.在具体设计三角带传动时，a：确定带轮直径D1，D2，b：选用带的型号
13、，c：确定带的长度L，d：确定带的根数Z，e：选定初步中心距a0，f：计算实际中心距a，g： 计算作用在轴上的压力F。以上各项目进行的顺序为_C_。（A）a-b-c-e-f-d-g (B)a-b-d-e-c-f-g (C)b-a-e-c-f-d-g(D)b-a-e-f-c-d-g25.一对齿轮要正确啮合，它们的_C_必须相等，（A）直径 （B）宽度 （C）模数 （D）齿数26.一个齿轮上的圆有_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27.一标准直准圆柱齿轮的周节（齿距）P=15.7mm,齿顶圆的直径为d=400mm,则此 轮
14、的齿数为_B_。（A）82 （B）78 （C）80 （D）76二、计算及绘图1.计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定运动，（绘有箭头的构件为原动件）。解：F=3*9-2*12-2=1 所以具有确定的运动2.设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm，行程速比系数K=1.3。3.图示的轮系中，各齿轮均为标准齿轮，且其模数均相等，若已知各齿轮的齿数分别为：Z1=20、Z2=48、Z2=20。试求齿数Z3及传动比i1H。解： z2-z1=z3-z2 z3=z2-z1+z2=48-20+20=48(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2n3=0i1H=1-48*48/20*20
15、=-4.76答：齿数Z3及传动比i1H。为4.764.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=？解：i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/4.5 z4=40答：z4=40机械设计基础典型试题 3一.填空1.机器或机构构件之间，具有确定的相对运动。2.在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作整周回转运动，即得到双曲柄机构。3.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是，摇杆为主动件，曲柄为从动件。4.凸轮机构能使从动杆按照凸轮轮廓曲线，实现各种复杂的运动。5.双圆销外啮合槽
16、轮机构，槽轮有6条槽，要使槽轮转两圈，曲柄盘应转12圈。6.三角带表面上印有B2240，它表示该三角带是B，公称长度为2240mm。 107.模数是齿轮的主要参数，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据，齿形的大小和强度与它成正比。8.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的模数和压力角都相等，齿轮的螺旋角相等而旋向相反。9.规定蜗杆头数与螺旋升角的正切之比，称为蜗杆特性系数。10.在工作中同时承受弯矩和扭矩两种作用，本身又转动的轴，叫转轴。二.判断1，运动副是联接，联接也是运动副。 （错） 2，曲柄的极位夹角越大，机构的急回特性也越显著。（对）3，在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利
17、的，处处都要考虑克服。（错）4，分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影响。（对）5，速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。（错）三.简答1. 什么叫标准齿轮？答：压力角200模数为标准值，分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮2. 为什么要限制齿轮的最少齿数？答：范成法加工齿轮齿数低于17发生根切3. 两轴相互平行的情况下采用什么类型的齿轮传动，并叙述其优点。答：直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。 其优点是传动平稳、承载大。4. 带传动中，打滑和弹性滑动有何不同？答：传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时，带的拉力由
18、F1减小为F2,其弹性伸长量也由1减小为2。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了（1-2），带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度，这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。 弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。5. 举例说明急回特性在生产中有什么意义？答：例 牛头刨床空程速度快提高生产率四.计算1. 有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，=200，Z=25，Z2=50，求（1）如果n1=960r/mi
19、n，n2=？ （2）中心距a=？ （3）齿距p=？解：n1/n2=z2/z21 n2= （960*25）/50 n2=480r/min a=m（z+z2）/2=2（25+50）/2 a=75mm p=m=2*3.14=6.28mm答： n2的转速为480r/min 中心距a为75mm 齿距P为6.28mm2. Z1=15，Z2=25，Z3=20，Z4=60。n1 =200r/min（顺时针）n4=50r/min（顺时针）试求H的转速。解：(200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20 解得 nH=75答：H的转速75r/min3. 计算此机构的自由度。解：F=3*5-2*7=14.
20、 齿轮轴由一对7206轴承支承，Fr1=5200N，Fr2=3800N，Fx=2200N，方向如图所示，试求两轴承的当量动载荷。解S1=Fr1/2Y=5200/2*0.4ctg140=1620S2=Fr2/2Y=3800/2*0.4ctg140=1184S1+FxS2 1620+22001184Fa2=S2=1184Fa1= S1+Fx=3820Fa1/Fr1=3800/5200=0.73e=0.37Fa2/Fr2=1184/3800=0.31e=0.37P1=0.4*5200+0.4ctg140*3820=8208NP2=Fr2=3800N答：两轴承的当量动载荷分别为P1=8208N,P2=
21、3800N.械设计基础典型试题 4一、填空1.机构具有确定运动的条件是：_原动件数等于机构的自由度数。2.图示机构要有确定运动需要有_1_个原动件。3.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_。4. 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，_（C）不存在_死点位置。（A） 曲柄与连杆共线时，（B）摇杆与连杆共线时，（C）不存在，5. 凸轮机构基圆半径越大，压力角越_小_，机构传动性能越好。6.键联接的主要用途是：_周向固定，传递运动和转矩_，键“12X50”的含义是_键宽为12mm，键长为50mm的A型普通平键。7. 普通平键联接
22、所能传递的最大转矩为T，现要传递的转矩为1.5T，则应_D_。（A）把键长增大到1.5倍，（B）把键高增大到1.5倍 （C）把键宽增大到1.5倍 （D）安装一对平键8. 螺纹的公称直径是指它的_外径_，螺纹“M12X1.5左”的含义是_左旋细牙螺纹、公称直径12 mm，螺距为105mm 。9. 普通螺栓联接中的松螺纹联接与紧螺纹联接之间的主要区别是：松螺纹联接中的螺纹部分不存在_B_作用。（A） 拉伸 （B）扭转 （C）剪切 （D）弯曲10.一调整螺旋，采用双线粗牙螺纹，螺距为3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动2毫米，则螺杆应转_1/3_圈，11.国标规定，三角带有_ Y Z A B C D
23、E _共七种类型，代号“B2240”表示的含义是：B型三角带，基准长度2240mm 。12. 带传动主要是依靠_C_来传递与动和动力，（A） 带和两轮接触面之间的正压力 （B）带的紧边拉力（C） 带和两轮接触面之间的摩擦力 （D）带松边拉力13.三角带横截面为等腰梯形，夹角为40度，在设计三角带轮时，轮槽夹角一般确定为 _C_（A） 大于40度 （B）等于40度 （C）小于40度14.带传动的中心距与小带轮的直径一定时，若增大传动比，则小带轮包角_变小_，15.渐开线齿廓形状取决于_基圆_直径大小，16.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。17.齿轮传动的重合度越
24、大，表示同时参与啮合的轮齿数目_越多_，齿轮传动越_平稳_，18.一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿距为15.7毫米，齿根圆直径为367.5mm，则该齿轮的齿数为_76_。19.闭式软齿面齿轮传动的强度设计，首先按_齿面接触疲劳_强度条件计算，校核_齿根弯曲疲劳强度。20.轮系通常分为_定轴轮系_和_行星轮系_两种二、简要回答3.螺纹联接的自锁条件是什么？在公称直径，螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较三角形螺纹、 梯形螺纹、矩形螺纹的自锁性（简述理由）。答：螺旋升角小于当量摩擦角 由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差4.简述带传动中，为何限制带速在525m/s范围内？答：带传动中若带
25、速过高，小带轮转数越多，则离心力大 ，会降低传动能力。5. 在选择大小齿轮材料及热处理方法时，所要考虑的“配对”问题指的是什么？为什么要这样考虑？答：小齿轮齿面硬度比大齿轮高出30-50HBS，由于小齿轮转数多，更快失效三、计算题1， 一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。解：da1=420=d1+2m=z1m+2m=40m+2m=42mm=10mmd1=z1m=40*10=400mmd2=z2m=80*10=800mmda2=d2+2m=800+2*10=820mmdf1=d1-2.5m=400-2.5*10
26、=375mmdf2=d2-2.5m=800-2.5*10=775mma=m(z1=z2)/2=10(40+80)/2=600mmp=m=3.14*10=31.4mm答：这对齿轮的模数为10mm；分度圆直径分别为d1=400mm，d2=800mm；齿根圆直径分别为df1=375mm，df2=775mm；中心距a=600mm；齿距p=31.4mm2， 图示轮系，已知各轮齿数Z1=Z2=41，Z2=Z3=39,求手柄H与轮1的传动比i1H。解：(n1-nH)/(0-nH)=z2 z3/z1 z2(- n1/nH)+1=z2 z3/z1 z2i1H=1-(39*39/41*41)=0.095答：手柄H
27、与轮1的传动比i1H为0.095机械设计基础典型试题 5一 、填空1. 运动副是指能使两构件之间既能保持_直接_接触，而又能产生一定的形式相对运动的_联接_。2. 在_最短杆_机构中，如果将_对面_杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。3. 平面连杆机构当行程速比K1时，机构就具有急回特性。4. 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为_主动_，曲柄为_从动_。5. 凸轮机构能使从动杆按照_凸轮廓线_实现各种复杂的运动。6. 键20X70GB109579的含义是_ A型平键 宽度b=20mm，长度L=70mm 。7. 三角带C2800的含义是_ C型 公称长度280
28、0_。8. 牛头刨床的工作台进给机构用的是_棘轮机构_机构。9. 由于渐开线齿轮的传动比等于_基圆半径的反比，所以即使两轮的安装中心距略有偏差，也不影响两轮的传动比。10. 分度圆上的压力角等于_200_，摸数取的是_标准值_值，齿厚和齿槽宽_相等 _的齿轮，称为标准齿轮。二、判断1 机构都是可动的。 对2 通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。 对3 在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就有曲柄。 错4. 凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。 错5 外啮合槽轮机构，槽轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。 错6 在任意圆周上，相邻两轮齿同侧渐开线间的距离，称为该圆上的
29、齿距。 对7 同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进行加工。 对8 只有轴头上才有键槽。 对三回答1 摆动导杆机构有无急回特性？答：有急回特性 极位夹角不等于零2 机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用答：运动时克服，固定夹紧时利用3 分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有无影响？答:有影响4 在什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇？答：向径、高度无变化5 怎样计算直齿圆柱齿传动的圆周力、径向力？答：Ft1=2T1/d1 Fr1=Ft1tg200四计算1 计算自由度解：F=3*3-2*3-2=12 某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿
30、轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿轮的齿数zz1=24，齿顶圆直径da1=78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。解：78=m(24+2) m=3 a=m/2(z1+z2) 135=3/2(24+z2) z2 =66 da2=3*66+2*3=204mm df2=3*66-2*1.25*3=190.5mmi=66/24=2.75答：大齿轮的模数m=3齿数z2=66齿顶圆直径da2=204mm齿根圆直径df2=190.5mm传动比i=2.753. 在图示轮系中，已知z1、z2、z2、z3、z4、 z 4、 z5、 z5、z6。 求传动比i16。解： i16=z2z4z5z6/z1z2z4z5答：i16= z2z4z5z6/z1z2z4z54. 在图示轮系中，各齿轮均为标准齿轮，已知z1=20
