机械设计基础期末复习题集

河北工业大学机械设计基础一、单项选择题本大题共20小题，每小题2分，共40分在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1在如图所示的齿轮凸轮轴系中，轴4称为A零件B机构C构件D部件2若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为A转动副B移动副C球面副D螺旋副3渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于A分度圆B齿顶圆C齿根圆D基圆4机构具有确定相对运动的条件是A机构的自由度数目等于主动件数目B机构的自由度数目大于主动件数目C机构的自由度数目小于主动件数目D机构的自由度数目大于等于主动件数目5一般转速的滚动轴承计算准则为A进行静强度计算B进行极限转速计算C进行疲劳寿命计算D进行热平衡计算6柴油机曲轴中部的轴承应采用A整体式滑动轴承B剖分式滑动轴承C深沟球轴承D圆锥滚子轴承7螺纹联接的自锁条件为A螺纹升角当量摩擦角B螺纹升角摩擦角C螺纹升角摩擦角D螺纹升角当量摩擦角8机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为ABCDMAXINMAXIN2MAXINMAXIN9铰链四杆机构的死点位置发生在A从动件与连杆共线位置B从动件与机架共线位置C主动件与连杆共线位置D主动件与机架共线位置10当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用A深沟球轴承B推力球轴承C圆柱滚子轴承D圆锥滚子轴承11作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是A对称循环B脉动循环C恒定不变D非对称循环12在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用A圆型带传动B同步带传动CV型带传动D平型带传动13铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取A最短杆B最短杆的相邻杆C最短杆的相对杆D任何一杆14若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用A螺栓联接B双头螺柱联接C螺钉联接D紧定螺钉联接15在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动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）AMT1MA2,T1A2,BMA1MT2,A1T2,CMT1MA2,T1A2,DMA1MA2,A1T2,19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BH，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H1_H2。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A108MM,传动比I123,小齿轮的齿数Z118。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Z120,Z240,Z320,Z430,Z580，运动从轴输入，轴输出，N1000R/MIN,转动方向如图所示。试求输出轴的转速N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FR9000N,FR5000N，其内部轴向力分别为FS2430N,FS1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA1000N,判断系数E032,当FA/FRE时，X1,Y0,当FA/FRE时，X04，Y188。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1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。2说明1不必作文字说明，但必须保留作图线；2S1和只需在图上标出，不必度量出数值。238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1A2B3D4A5C6B7A8C9A10C11A12C13B14B15A16C17B18B19D20A二、填空题本大题共10小题，每小题1分，共10分21受力情况22223两者相等24相同25轴径26啮合27等于28轮齿啮合时29大30轴径三、分析题本大题共2小题，每小题6分，共12分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螺栓受到拉应力和扭转剪应力的作用拉应力，D1螺栓最小直径，许用拉应1342FD力。四、计算题本大题共4小题，每小题6分，共24分331F处为复合铰链，H处或I处为虚约束，应除去2计算自由度N6,PL8,PA1F3N2P1PH36281134I123Z2I12Z131854Z2AZ1Z2M3MMM2108541AZD1MZ131854MMD2MZ2354162MMDA1D12HAM54660MMDA2D22HAM1626168NN35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I4208355ZN将N50代入上式得即1451NHNH3对于1、2齿轮组成的定轴轮系，有I即22122140NZN12联立解1、2式，并考虑到NN1,N2NH,N3N得NI5将N1000R/MIN代入，得N2500R/MIN负号说明N转向与N转向相反。36轴向力FSFA243010003430NS轴承被放松FAFS2430N轴承被压紧FAFS3430N当量动载荷FA/FR2430/9000027EX04Y188PXFYYFA0450001883430126726N五、设计题本大题共2小题，每小题7分，共14分37如图所示，正确作出偏距圆，按方向转90，在图上正确标出S1过B2点作偏距圆切线，正确标出2角381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。机械设计基础试题二一、选择填空题（有7小题，每题2分,共14。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上）1家用缝纫机踏板机构属于机构；A曲柄摇杆，B双曲柄，C双摇杆2V带（三角带）传动的带轮基准直径应取为_；AD1BD2CD3DD43设计V带传动时，带轮直径不能太小，是为了限制；A带的长度，B传动的中心距，C带的离心力，D带的弯曲应力4标准蜗杆传动中，如果模数M不变，增大蜗杆特性系数Q，则蜗杆的刚度将；A增大，B减少，C增大或减少，D不变5普通螺纹的公称直径是径；A大，B小，C中6齿轮弯曲强度计算中所用的齿形系数YF的大小与齿轮的有关；A齿数，B模数，C齿宽7齿轮的渐开线形状取决于它的。A齿顶圆，B分度圆，C基圆，D齿根圆二、填空题（有4小题，16个空，每空1分,共16分。把答案填在题中横线上）8机构运动简图是_,的简单图形。96105旧标准代号105轴承，精度是_、内径为_、_系列的_轴承；10工作中只受弯矩不受转矩的轴叫作_轴，只受转矩不受弯矩的轴叫作_轴，同时受弯矩和转矩的轴叫作_轴，自行车的前轴是_轴，中轴是_轴，后轴是_轴；11平键联接靠_传递转矩，楔键联接靠_传递转矩，楔键联接的主要缺点是_；三、问答题（有3小题，每题5分,共15分）12对轴瓦材料的主要要求有哪些13螺纹联接有哪几种基本类型它们各适用于什么场合14典型的滚动轴承由哪些基本元件组成它们的作用是什么四、改错题（有1小题，每题2分，共2分，圈出题中文字错误处，并用线引在题外的空白处改正）15最大应力MAX值相同，循环特征R分别是1、0、1的应力，其中R1的应力最易使零件疲劳损伤。五、计算题（有4小题，分别为5分，8分，8分，8分，共29分）16计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度和虚约束，应指出。17不完全液体润滑（混合润滑）径向滑动轴承，D60MM，宽径比B/D12，轴承材料的P5MPA，V3M/S，PV10MPAM/S。求当N600R/MIN时，轴承允许的最大载荷为多少。18一起重吊钩通过尾部螺纹拧上螺母挂在吊具的孔中（看作松螺栓联接）已知载荷Q25KN，吊钩材料为35钢，许用应力60N/MM2，试求吊钩尾部螺纹的小径。19已知V带传动中，最大传递功率P8KW，带的速度V10M/S，若紧边拉力F1为松边拉力F2的2倍，此时小带轮上包角1120，求（1）有效拉力FE；（2）紧边拉力F1；（3）当量摩擦因数F。六、作图题（有4小题，每题25分，共10分）20画出普通螺栓联接的结构图；21对图所示的机构，用作图法找出滑块C的两个极限位置。22画出普通平键A型、B型、C型的形状；23按L1MM/MM画出模数M10MM，20的标准齿条齿廓，最少三个齿；七、结构改错题（每指出一处,并正确说明错误内容的,得2分,总分为10分）24图中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。试指出图中的错误（在图中错误处写出序号），并按序号简要说明错误的内容，不必在图中改正。机械设计基础试题二参考答案一、选择填空题（有7小题，每题2分,共14分）1A2B3D4A5A6A7C二、填空题（有4小题，16个空，每空1分,共16分）8用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例绘制各运动副的相对位置，因而能说明机构各构件间相对运动关系9P0，25，特轻，深沟球；10心，传动，转，心，转，心；11挤压，摩擦，对心性不好；三、问答题（有3小题，每题5分,共15分）12答1强度、塑性、摩擦顺应性和嵌入性好；2跑合性、减摩性和耐磨性好；3耐腐蚀性强；4润滑性和导热性良好；5工艺性好13答序号螺纹联接的基本类型适用的场合普通螺栓联接两被联接件通孔1螺栓联接铰制孔螺栓联接两被联接件通孔,且两被联接件需要精确固定相对位置,或承受横向载荷2双头螺柱联接被联接件之一太厚不宜制成通孔,材料又较软,且需经常拆卸3螺钉联接被联接件之一太厚不宜制成通孔,受力不大,且不需经常拆卸4紧定螺钉联接固定两个零件的相对位置,且力或转矩不大时也用于调整零件的位置14答内圈，内圈用来和轴颈装配。外圈，外圈用来和轴承座装配。滚动体，滚动体的作用是当内圈、外圈相对转动时，滚动体在内、外圈的滚道间滚动，从而形成滚动摩擦。保持架，保持架的作用是避免相邻的滚动体直接接触。四、改错题（有1小题，每题2分，共2分）15答R1R1五、计算题（有4小题，分别为6分，8分，8分，8分，共30分）16本小题6分B处存在局部自由度。FNP32321LH17本小题8分VDV601608M/S由；得PFBD1260721571NK由得PVDP2FB21072689782/9KN所以轴承允许的最大载荷为，即F12,MINFAX1618本小题8分解由松螺栓联接的设计公式得螺纹小径为19本小题8分解有效拉力FE1000P/V10008/10800N2分又知F1F2FE,F12F2MQD0326143531则紧边拉力F12FE1600N3分根据欧拉公式得当量摩擦系数FLNF1/F2/LN2/314120/1800693/2093303313分六、作图题（有5小题，每题2分，共10分）20答见图121答见图222答利用曲柄与连杆共线时，滑块达到极限位置这一知识，以A为圆心，分别以BCAC和BCAC为半径画圆，与导路的两个交点C1和C2即可得到滑块C的两个极限位置，如图3所示23答见图524答根据齿距PM31410314MM,齿顶高HAM10MM,齿根高HF125M125MM,齿廓压力角20画出的图见图6七、结构改错题（每指出一处,并正确说明错误内容的,得2分,总分为10分）FE25答错误处见图1键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确；2轴承盖孔径应大于轴径，避免接触；3此处不应有键联接；4轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮；5轴应有轴环，使齿轮定位；6轴承应正装；7轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长；8左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片；9两轴承内侧应加封油环；10箱体加工面与非加工面未分开；11齿轮啮合的画法不对；12两齿轮的宽度应不等，B1B2（35）；13右端轴承缺中心线；14箱体机座孔的投影线漏画；15右轴承盖缺联接螺钉；16左轴承盖的加工面与非加工面未分开。每指出一处，并正确说明错误内容的，得2分，超过5个，得满分10机械设计基础试题三一、选择填空题（有8小题，每题2分,共16。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上）1用于制造滚动轴承套圈及滚动体的常用材料是；A45，BGCR15，CHT200，DQ2352决定了从动件的运动规律；A凸轮转速，B凸轮轮廓曲线，C凸轮的形状3一对标准齿轮传动，大小齿轮齿面接触应力分别为H1，H2，则存在；AH1H2，BH1H2，CH1H24两个被联接件之一较厚，材料较软，强度较低，且需要经常装拆时，所用的螺纹联接应为联接；A螺栓，B双头螺柱，C螺钉，D紧定螺钉5带传动与齿轮传动相比的一个优点是；A可缓和冲击、吸收振动，B传动比稳定，C寿命长，D效率高6按弯扭合成计算轴的强度时，计算当量弯矩公式中的系数是考虑；A材料抗弯与抗扭的性能不同，B弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同，C强度理论的要求7齿轮根切的现象发生在的场合；A齿数较少，B齿数较多，C模数较小，D模数较大8不能保证固定不变的传动比的传动是；A齿轮传动，B带传动，C蜗杆传动二、填空题（有6小题，16个空，每空1分,共16分。把答案填在题中横线上）9以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为_；10渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是_、_；11对钢制闭式齿轮传动，当HB350时，主要失效形式为_和_，应按_强度设计，并按_强度进行校核计算；12直齿标准齿轮的基本参数（用符号表示）是_、_、_、_、C；13凸轮机构主要由_、_和固定机架三个基本构件组成；14在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_，只能往复摇摆某一角度的构件称为_，直接与两连架杆相连接，借以传递运动和动力的构件称为_；三、问答题（有4小题，每题5分,共20分）15螺纹联接的防松方法，按工作原理来分可分为哪几种要求每一种举一例。16什么是滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷17试解释带传动中弹性滑动和打滑现象。弹性滑动和打滑会引起什么后果二者都可以避免吗18铰链四杆机构的基本形式有几种四、改错题（有1小题，每题2分，共2分，圈出题中文字错误处，并用线引在题外的空白处改正）19仅承受扭矩的轴叫转轴。五、计算题（有4小题，分别为5分，8分，9分，8分，共30分）2TMV20下图为某深沟球轴承的载荷P与寿命L的关系曲线，试求1）此轴承的基本额定动载荷C；2）若轴承当量动载荷P01C，轴承转速N1000R/MIN，轴承寿命LH为多少21有一滑动轴承，其轴颈直径D100MM，B/D14，P8MPA，V3M/S，PV15MPAM/S，转速N500R/MIN，问此轴承允许最大工作载荷为多少22如图所示用两个M10（小径，中径，）的螺钉固定一18376M2906M牵引钩。若螺钉材料为Q235钢，屈服极限，装配时控制预紧力（安全系SMPA4数取,考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）,接合面摩擦因数S16KF102，求其允许的牵引力FR（取计算直径DCD1）。23一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，已知模数M2MM，齿数Z125，Z275。求齿距P，全齿高H，分度圆直径D1，D2，齿顶圆直径DA1，齿根圆直径DF2，标准中心距A和传动比I。六、分析题（有1小题，每题6分，共6分）24按图所示铰链四杆机构中的尺寸，分别确定各机构的名称。七、作图题（有2小题，每题5分,共10分）25请画出螺栓联接式蜗轮结构图（剖面图）。26试分析图中受单向轴向力FA的角接触球轴承结构中的不合理结构处，并画出正确结构。机械设计基础试题三参考答案一、选择填空题（有8小题，每题2分,共16分）1B2B3C4B5A6B7A8B二、填空题（有12小题，16个空，每空1分,共16分）9基圆10M1M2，12；11点蚀，轮齿折断，接触，弯曲；12Z，M，HA；13凸轮，从动件；14曲柄，摇杆，连杆；三、问答题（有5小题，每题4分,共20分）15答摩擦防松，如用对顶螺母，弹簧垫圈，自琐螺母等。机械防松，如开口销与六角开槽螺母，止动垫圈，串联钢丝等。其它防松，如铆冲，胶粘等16答按一组轴承中10的轴承发生点蚀失效，而90的轴承不发生点蚀失效前轴承内外圈的相对转数（以106为单位）或工作小时数作为轴承的寿命，并把这个寿命叫做基本额定寿命。滚动轴承基本额定动载荷，就是使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷。17答带传动的弹性滑动与打滑的主要区别是弹性滑动是局部滑动，会引起传动比不准,是不可避免的；打滑是全面滑动，将是带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。18答铰链四杆机构的基本型式有三种曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构四、改错题（有1小题，每题2分，共2分）19答转轴传动轴五、计算题（有4小题，分别为5分，8分，9分，8分，共30分）20本小题5分1C45000N2LNCPCH67016701670H321本小题8分BD1414MFP020NVDN/601056126M/SP52所以67MPA由此得F1048150N所以，允许最大工作载荷为80150N。22本小题9分许用拉应力PA0156/24S螺钉数Z2，接缝面数M1，则所需预紧力，RRF3210FFK强度条件为2143DN1923507683221RF23解由已知条件齿距PM3142628MM全齿高H225M225245MM分度圆直径D1MZ122550MMD2MZ2275150MM齿顶圆直径DA1D12M502254MM齿根圆直径DF2D225M150252145MM标准中心距AD1D2/250150/2100MM传动比IZ2/Z175/253每个答案1分,共8分六、分析题（有1小题，每题6分，共6分）24答A）双曲柄机构；B）曲柄摇杆机构；C）双摇杆机构；D）双摇杆机构答对一个得1分,共4分七、作图题（有2小题，每题2分,共12分）25本小题5分26本小题5分不合理结构1）受轴向力方向应为轴承“大口”指向“小口”，图中轴承装反；2）沿轴向力传递路线，角接触轴承外圈左侧的弹性挡圈无必要。正确结构如图。机械设计基础试题四一、填空题（每空1分，共20分）1一个没有任何约束的物体，它有个自由度。2带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。3平键联接靠键和键槽的传力，高度方向有，不会影响轴与轴上零件的对中。4常用的滑动轴承材料分为金属材料、和_三类。5受轴向外载荷的螺栓联接，其螺栓的轴向总载荷等于工作载荷与之和。6行程速比系数K是表示铰链四杆机构性质的参数。7既受到扭矩又受到弯距的轴称为。8在用范成法加工齿轮时，若被加工齿轮的齿数小于，则可能出现根切现象。9零件受载时在传力的接触表面上会产生应力，其中面接触传力为应力，点、线接触传力为应力。10在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的是避免机构发生运动失真的有效措施。11螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离是螺旋的。12在V带传动设计中，限制带轮最小直径主要是为了限制带传动中的。13开式齿轮传动的主要失效形式是和。14滚动轴承的配合制度是轴承与轴的配合为，轴承与轴承座孔的配合为。二、计算题（每小题20分，共60分）1计算下列结构的自由度，并指出机构中的复合铰链、虚约束。2在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数，Z227，Z245，10340已知齿轮1的转速330R/MIN，试求转臂H的转速NH大小与方向。1N3有一轴用一对46309轴承支承，轴承的基本额定动负载481KN，内部轴向力RCS07FR，已知轴上承力2500N，1600N，轴的转速N960R/MIN，尺寸如图所示。若RFA取载荷系数12，试计算轴承的使用寿命。PFEFA/FREFA/FRE2213H三、设计题（共20分）根据同学们所学过的知识及所经历的生活常识，设计一个有创意的机构，可以是水位报警器、智能防盗系统、电动剃须刀（简单的旋转型除外）、洋参切片机、自动面条机等，要求画出机构简图，并算出其机构的自由度。其中简图为12分，自由度计算为8分。（要说明哪些是局部约束，那些是虚约束）机械设计基础试题四参考答案一、填空题（每空1分，共20分）162打滑疲劳破坏3侧面间隙4非金属材料粉末冶金材料5剩余预紧力6急回运动7转轴8179挤压接触10基圆半径11导程12弯曲应力13磨损轮齿折断14基孔制基轴制二、计算题（每小题20分，共60分）1解（共20分）（1）活动构件数N5，低副数PL7，高副数PH0（3分）因此自由度数F3N2PLPH35271（5分）C为复合铰链（2分）（2）活动构件数N5，低副数PL7，高副数PH0（3分）因此自由度数F3N2PLPH35271（5分）F、G为同一个移动副，存在一个虚约束。（2分）2解（共20分）（1）判断转化轮系齿轮的转动方向由画箭头法可知，齿轮1与齿轮3的转动方向相反。（2分）（2）转化轮系传动比关系式XYXY0710041085（8分）21331ZNIH（3）计算转臂H的转速代入及各轮齿数130,27456150/MINHHNNR转臂H的转动方向与齿轮1相同。（10分）3解（共20分）（1）计算径向负荷FAFR1S2FRS1FR2由力矩平衡FR2200FR300FA400FR2FR300FA40/20025003000160040/2003430NFR1FR2FR34302500930N（5分）（2）计算轴向负荷内部轴向力S107FR107930651NS207FR20734302401N由S1FAE；取X041，Y087P1FPXFR1YFA1120419300878011294N轴承2FA2/FR207E；取X1,Y0P2FPFR21234304116NP2P1取PP24116N计算轴承寿命。（7分）（4）计算轴承寿命LH106/60NCT/P106/60960481103/411627706H（3分）三、设计题（共20分）此题目灵活性较大，批卷老师可根据学生设计的程度和创意，主观打分。（20分）机械设计基础试题五一选择题每题2分，共20分1齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是（）。45号钢BZG340640C20CRD38CRMNALA2一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的（）必须相等。A直径DB模数MC齿宽BD齿数Z3蜗杆传动是（）A啮合传动B在中间平面内，蜗轮蜗杆啮合相当于斜齿轮直齿轮啮合C传动效率高D传动比不大4带传动是依靠（）来传递运动和功率的。A带与带轮接触面之间的正压力B带与带轮接触面之间的摩擦力C带的紧边拉力D带的松边拉力5带张紧的目的是（）A减轻带的弹性滑动B提高带的寿命C改变带的运动方向D使带具有一定的初拉力6型号为7210AC轴承的轴承套圈内径为（）A72B10C50D2107键的剖面尺寸BXH通常是根据（）从标准中选取。A传递的转矩B传递的功率C轮毂的长度D轴的直径8联轴器与离合器的主要作用是（）。A缓冲、减振B传递运动与转矩C防止机器发生过载D补偿两轴的不同心或热膨胀9的孔与轴可以是（）。728H62PA过盈配合B间隙配合C过渡配合D非配合连接10当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能（）。A好B差C相同D不一定二填空题（每空15分，共30分）1采用凸台或沉头座孔做为螺栓头或螺母的支承面是为了（）2自行车的中轴是（）轴，而前轮轴是（）轴。3平键B20X80GB109679中，20X80是表示（）。4滚子链16A1X88GB/T124397的节距为（）。5平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于（）。6一台机器空运转。对外不做功，这时机器的效率等于（）。7对于四杆曲柄摇杆机构，如果以曲柄作为机架，则该机构为（）。8当平面连杆机构在死点位置时，此时的传动角为（）。9平面机构具有确定运动的条件是（）。10机械效率等于（）功与（）功之比，它反映了（）功在机械中的有效利用程度。11外力撤消后构件上能完全消失的变形称为（），不能完全消失而残留的永久变形称为（）。12在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是（）和（）。13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。14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。15斜齿圆柱齿轮的标准模数是（）。直齿圆锥齿轮的标准模数是（）。16渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮（）、（）和（）必须分别相等。17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。18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。19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。20机械速度的波动可分为（）和（）两类。三、试分析齿轮、轴、轴承部件组合设计的错误结构（如下图），至少找出五处或五处以上的错误；用序号指明错误的位置并用文字说明。（15分）四、计算题（1题，共15分）如图所示的轮系中，已知Z1Z2Z4Z520，Z3Z660，齿轮1的转速N11440R/MIN,求齿轮6的转速（大小及方向）（方向用箭头表示）。五、已知一正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，齿数Z120，模数M2MM，拟将该齿轮作某外啮合传动的主动齿轮，现须配一从动齿轮，要求传动比I35，试计算从动齿轮的几何尺寸及两轮的中心距。（20分）机械设计基础试题五参考答案一选择题1C2B3A4B5D6C7D8B9D10A二填空题1防止螺栓承受弯矩。2阶梯轴，固定心轴。3键宽X键高。4254。50度。60。7双曲柄机构。80。9自由度原动件数。10有用功，总功，总。11弹性变形，塑性变形。12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。13小，增大。14模数，压力角15法面模数MN大端模数M16模数，压力角和螺旋角17节点，一。18轴径D，轮毂长度。19弯矩，扭矩。20周期性非周期性。三结构改错题1解题要点此轴承组合设计有以下四个方面的错误（1）转动件与静止件接触轴与轴盖；套筒与轴承外圈（2）轴上零件未定位、未固定筒顶不住齿轮（过定位）；卡圈不需要（3）工艺不合理加工精加工面过长且加工不方便；联轴器孔未打通；箱体加工面与非加工面没有分开安装轴肩过高，无法拆卸轴承；键过长，套筒无法装入调整无垫片，无法调整轴承游隙（4）润滑与密封齿轮用油润滑，轴承用脂润滑而挡油盘；缺缺密封件四计算题解题要点（1）本题所示为一个定轴轮系。（2）其转动比为112I6N2920641635431XZZMIN09126RI齿轮6的转向与齿轮1的转向相同。如图所示。五、计算题解根据给定的传动比I，可计算从动轮的齿数Z2IZ1352070已知齿轮的齿数Z2及模数M，由表52所列公式可以计算从动轮各部分尺寸。分度圆直径D2MZ2270140MM齿顶圆直径DA2Z22HAM70212144MM齿根圆直径DFZ22HA2CM702120252135MM全齿高H2HACM21025245MM中心距MM90722A11ZMD机械设计基础试题六及答案一、填空题（每空1分，共30分）1机构具有确定运动的条件是自由度F0且原动件数等于自由度F。2在曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线位置时称为死点，此时机构的传动角为0，压力角为90。3在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中，等速运动规律有刚性冲击；正弦加速度运动规律无冲击。4带传动工作时，最大应力发生在紧边进入小带轮处，最大值为。CB15带传动的设计准则为在保证带传动不发生打滑的前提下，带具有一定的疲劳强度和使用寿命。6一对渐开线齿轮正确啮合条件为模数相等、压力角相等及，齿21轮连续啮合条件为重合度大于1。7图示减速器中，1为蜗杆，2为蜗轮，3、4均为斜齿轮，主动轴蜗杆为顺时针旋转，蜗轮为右旋，则蜗杆螺旋线方向为右旋，若希望蜗轮2和小齿轮3的轴向力能抵消一部分，则齿轮3的螺旋线方向为右旋，齿轮4的轴向力方向为向上。8按轴工作时所承受的载荷不同，可把轴分成心轴，转轴，传动轴。9代号为7312C的滚动轴承，其类型名称为角接触球轴承，内径为60MM，宽度系列代号为0，直径系列代号为3。10螺纹连接中，按其工作原理不同，螺纹防松方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副关系防松等。11轴承的基本额定动载荷是指轴承的基本额定寿命恰好为106R时，轴承所能承受的载荷值。二、问答题（每题6分，共24分）1请说明平面机构速度瞬心的概念，并简述三心定理。答瞬心是指互相作平面相对运动的两构件在任一瞬时，其相对速度为0的重合点，或者是绝对速度相等的重合点。（3分）三心定理作平面运动的三个构件共有三个瞬心（15分），它们位于同一直线上（15分）。2简述闭式齿轮传动的设计准则答1）对于软齿面闭式齿轮传动，通常先按齿面接触疲劳强度进行设计2分，然后校核齿根弯曲疲劳强度1分。2）对于硬齿面闭式齿轮传动，通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计2分，然后校核齿面接触疲劳强度1分。3平键连接的工作原理是什么主要失效形式有哪些平键的截面尺寸BXH是如何确定的答平键的工作面为两侧面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。2分主要失效形式是工作面的压溃和键的剪断。2分截面尺寸根据轴径D由标准查出。2分4简述形成流体动压油膜的必要条件。答形成动压油膜的必要条件是1）相对运动表面之间必须形成收敛形间隙；2分2）要有一定的相对运动速度，并使润滑油从大口流入，从小口流出；2分3）间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。2分三、分析计算题（共34分）1（8分）如图示螺栓联接的受力变形图。若保证残余预紧力的大小等于“F其预紧力F的一半。求该联接所能承受的最大工作载荷和螺栓所受的总拉力，并在图中标出各力。解在受力变形图中标出残余预紧力、预紧力及工作载荷，（4分）由图中几何关系可知螺栓连接最大工作载荷为FF“FF0FF（2分）螺栓所受的总拉力为（2分）“351“0FF28分计算图中所示机构的自由度数，若该机构存在局部自由度、复合铰链、虚约束等请在图中指明。答活动构件数N7高副数PL9低副数PH1F3N2PLPH2（5分）F处存在局部自由度（1分），E处或E处存在虚约束（1分），C处存在复合铰链（1分）。410分如图所示轮系中，若已知各轮齿数20，40，60，求的大小,并说明轮1与转臂H的转向1Z245Z36ZHI1相同还是相反。解此轮系为混合轮系，其中定轴轮系传动比（2分）041212ZNI周转轮系的转化轮系传动比（3分）83552NIH由于，故（1分）得（1分）故05N42H52HN（2分）轮1与转臂H转向相反（1分）052121HI四、结构题（12分）试分析图示齿轮轴轴系结构上的结构错误，在图中编号并指出错误原因。轴承采用脂润滑。位置1、两轴承类型一致，角接触轴承应成对使用；位置2、旋转件和静止件接触；位置3、齿轮安装轴段的长度应小于齿轮宽度；位置4、无键槽；位置5、联轴器轴段无轴向定位，应设计成阶梯轴；位置6、与轴承内圈配合轴段太长，应设计成阶梯轴；位置7、机箱体应加凸台以减小加工面积；位置8、应加调整垫片；位置9、键槽孔太长；位置10、缺甩油环；位置11、轴肩太高，轴承内圈无法拆卸；位置12、无密封。机械设计基础试题七一、单项选择题本大题共20小题，每小题2分，共40分在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1机器中各运动单元称为（）A零件B构件C部件D机件2在平面机构中，每增加一个低副将引入（）A0个约束B1个约束C2个约束D3个约束3曲柄摇杆机构处于死点位置时，角度等于零度的是（）4压力角B传动角C极位夹角D摆角4铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则机构为（）A曲柄摇杆机构B曲柄滑块机构C双曲柄机构D双摇杆机构5凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（）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6槽轮机构所实现的运动变换是（）A变等速连续转动为间歇转动B变转动为移动C变等速连续转动为不等速连续转动D变转动为摆动7若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用（）A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接8普通楔键的工作面是键的（）A上下表面B底面C两侧面D两端面9平带、V带传动传递运动和动力主要是依靠（）A带的紧边拉力B带的松边拉力C带的预紧力D带和带轮接触面间的摩擦力10渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（）A分度圆B基圆C齿根圆D齿顶圆11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12齿轮传动中的齿面接触应力变化特征可简化为（）A脉动循环变应力B对称循环变应力C不变化的静应力D无规律变应力13选择蜗轮材料通常根据蜗杆传动的（）A传递功率B滑动速度C传动比D效率14在蜗杆传动中，当其它条件相同时，若要提高传动效率，则蜗杆头数应（）A增加B减小C保持不变D或者增加，或者减小15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万向联轴器C齿式联轴器D弹性套柱销联轴器16按承受载荷的性质分类，减速器的低速轴属于（）A传动轴B心轴C转轴D钢丝软轴17适合于做轴承衬的材料是（）A合金钢B铸铁C巴氏合金D非金属材料18圆锥滚子轴承，内径100MM，正常宽度，直径系列为2，公差等级为0级，游隙组别为0，其代号为（）A30220C0B3220P0C30220P0D3022019在下列滚动体的滚动轴承中，极限转速最高的是（）A球轴承B圆柱滚子轴承C圆锥滚子轴承D球面滚子轴承20在机械系统速度波动的一个周期中，（）A当系统出现盈功时，系统的运转速度将降低，此时飞轮将储存能量B当系统出现盈功时，系统的运转速度将加快，此时飞轮将释放能量C当系统出现亏功时，系统的运转速度将加快，此时飞轮将储存能量D当系统出现亏功时，系统的运转速度将降低，此时飞轮将释放能量二、填空题本大题共10小题，每小题1分，共10分请在每小题的空格上填上正确答案。错填、不填均无分。21机构具有确定运动的条件是机构的自由度数目必须与_相等。22在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为_。23在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮便得到单方向_转动。24按照螺纹联接的防松方法，采用弹簧垫圈防松是属于_防松。25滚子链传动中，链节距越_，传递的功率越大。26在齿轮机构中，_齿轮用于几何轴线相交的两轴之间的传动。27通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为_。28当载荷平稳，被联接的两轴安装时能严格对中、工作中又没有相对位移时，可选用_联轴器。29为了保证滑动轴承工作时的润滑，不产生过度的磨损，应限制轴承的_。30若机械主轴的最大角速度为MAX255RADS，平均角速度为M25RADS，则其速度不均匀系数_。三、分析题本大题共2小题，每小题6分，共12分31已知在某二级直齿锥齿轮斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为驱动轮，3轮的螺旋线方向为右旋，如题3L图所示。为了使轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试确定各轴的转动方向，各轮轴向力FA1、FA2、FA3、FA4的方向及齿轮4的螺旋线方向，并标在题3L图中。32题32图所示刚性联轴器，螺栓孔分布圆直径为D，其传递的扭矩为T，若使用M16的普通螺栓其螺纹小径为D1，联轴器接合面的摩擦系数为，可靠性系数为K，螺栓材料的许用应力为。问至少需要多少个螺栓才能满足联接的要求螺栓个数用Z表示。四、计算题本大题共4小题，每小题6分，共24分33计算题33图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束，请明确指出。34已知一对正常齿渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，其齿数Z125，压力角20，1，025，中心距A200MM，传动比I123。试求两轮的模AHC数M；齿数Z2；分度圆直径D1、D2；齿顶圆直径DA1、DA2；齿根圆直径DF1、DF2。35题35图所示轮系中，各轮齿数为Z120，Z238，Z318，Z442，24，Z536，又A轴和B轴的转速分别为4NA350RMIN，NB400RMIN，转向如题35图所示。试求C轴的转速NC的大小和转向。36一对7207AC轴承，外圈宽边相对安装。已知两轴承的径向载荷FRI5000N，FR4500N，外加轴向载荷FA2600N，方向如题36图所示。判别系数E068，当FAFRE时，XL，Y0；当FAFRE时，X041，Y087，内部轴向力FS068FR。试画出两轴承内部轴向力FS的方向，并计算轴承的当量动载荷PI、P。五、设计题本大题共2小题，每小题7分，共14分37在题37图所示的凸轮机构中，1画出基圆、偏距圆、理论廓线；2画出从动件在图示位置时的压力角、位移S。和S只需在图上标出，不必度量出数值38题38图所示轴系结构，按示例所示，编号并指出其他错误不少于7处。注不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角。示例缺少调整垫片机械设计基础试题八一单项选择题（每小题1分，共12分）1已知LAB25MM、LBC55MM、LCD40MM、LAD50MM那么右图所示机构是。A双曲柄机构B曲柄摇杆机构C双摇杆机构D导杆机构2凸轮从动件作等加速等减速运动时其运动始末。A有刚性冲击B没有冲击C既有刚性冲击又有柔性冲击D有柔性冲击3滚子链的标记20A2X60GB/T12431997中的“60”表示。A滚子链的长度是60CM。B滚子链所用链轮的分度圆直径是60MM。C滚子链链号为60。D滚子链共有60个链节。4带传动最大应力发生在如图所示的（）。A松边绕出主动轮的A点B松边绕上从动轮的B点ABCDCDABC紧边绕出从动轮的C点D紧边绕上主动轮的D点5普通螺纹的公称直径是指螺纹的。A大径B小径C中径D外螺纹与内螺纹不同6渐开线齿轮齿顶圆的压力角。A小于分度圆压力角B大于分度圆压力角C等于分度圆的压力角D不确定7一个低副引入的约束数为。A1个约束B2个约束C3个约束D4个约束8高副是指两构件之间是（）A移动副接触B转动副接触C面接触D点、线接触9渐开线齿轮的标准压力角为。A20B30C60D4010为了保证V带与带轮的槽面很好的接触，则V带带轮的轮槽角。A40B40C40D4011齿轮传动的中心距大于标准中心距时，其传动比（）。A增大B减小C不变D不确定12渐开线齿轮基圆上的压力角（）