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渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为A Z1，b 1b2,其接触应力的大小是A H1 H2C. 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 Z1C增加蜗杆头数 Z1 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+ cC. 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A10% 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。三、分析题：本大题 2 个小题，共 15 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 126 （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）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 1524FE、 F 处之一为虚约束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（1）小齿轮齿数 203621iz模数 mzm4121分度圆半径 r01基圆半径 b 59.372cos4s1分度圆齿厚 mm86.3（2） （2） 1.0sscoaa54.3节圆半径 54.23cos/9.7s/1br=41.00mm（或 ）miar0.436130. (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 i15。图 4 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 42081331ziH得 51Hi由题图知 （6 分）5144 HHi由题图轮 4、5 组成定轴轮系，则（2 分）20454 zi1051ii31 （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 KS=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。一个螺栓的横向工作载荷 （1 分）NzFR3026预紧力 （4 分）fmKQsp18.032强度校核 N/mm267.942.7.12dp强度满足一对 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。R1 R21 2图 6 解 NS136068.0.748022S1、S 2 方向见第 32 题答案图 13520SNFA 轴承 1“压紧” ，A 1=FA+S2=3520N轴承 2“放松” ，A 2=S2=2720N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）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 处错误 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。力 Fa3 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。 ）15243F滚子处局部自由度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，Z 2=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*ah的模数 m；两个齿轮的分度圆半径 r1、r 2;基圆半径 rb1、r b2;齿顶圆半径 ra1、r a2。 ),(221za模数 （4 分）ma40321分度圆半径 （1 分）mzr602341（1 分）82基圆半径 （2 分）rb 32.5coss1（2 分）m170c2齿顶圆半径 （2 分）mhraa 64*1ra 840*228 （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， =20, Z3=80。试求轮系的传2z动比 i1H。29 （本题满分 12 分）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，F r2=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/Fre 时，X=0.41， Y=0.87；F a/Fre 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、F a2;（2）两个轴承的当量动载荷 P1、P 2 12331zH（6 分）82041H1i1H=9 （4 分）29 （本题满分 12 分）解 （1）S 1=0.7Fr1=0.72000=1400NS2=0.7Fr2=0.74000=2800NS1、S 2