机械设计基础期末考试试题+答案解析

机械设计试题1一、单项选择题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部分式滑动轴承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ABMAXINMAXIN2CDAIAXIN9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AMT1MA2,T1A2,BMA1MT2,A1T2,CMT1MA2,T1A2,DMA1MA2,A1T2,（注下标T表示端面，A表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）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，从动件走过的位移S1；12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等于或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1342FD拉应力，D1螺栓最小直径，许用拉应力。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,PA1F3N2P1PH36281134I123Z21Z2I12Z131854AZ1Z2MM3MM0854AZD1MZ131854MMD2MZ2354162MMDA1D12HAM54660MMDA2D22HAM1626168NN35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I38024NZ将N50代入上式得NH即1451H3对于1、2齿轮组成的定轴轮系，有I402NZ即2212联立解1、2式，并考虑到NN1,N2NH,N3N得NI52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2一、填空（每空1分，共20分）1、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。2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。3、V带传动的张紧可采用的方式主要有调整中心距和张紧轮装置。4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为A30，B50，C80，D90，当以A为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。7、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_拉断。二、单项选择题（每个选项05分，共20分）（）1、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（）2、一般来说，A更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。A滚子轴承B球轴承C向心轴承D推力轴承（）3、四杆机构处于死点时，其传动角为A。（A）0（B）90（C）90（D）0S2162022001184FA2S21184FA1S1FX3820FA1/FR13800/5200073E037FA2/FR21184/38000311_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B20MM，长度L70MM_。7三角带C2800的含义是_C型公称长度2800_。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FT12T1/D1FR1FT1TG200四计算1计算自由度12某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿轮的齿数ZZ124，齿顶圆直径DA178MM,中心距A135MM,试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。答78M242M3AM/2Z1Z21353/224Z2Z266DA236623204DF2366212531905I66/242753在图示轮系中，已知Z1、Z2、Z2、Z3、Z4、Z4、Z5、Z5、Z6。求传动比I16。I16Z2Z4Z5Z6/Z1Z2Z4Z54在图示轮系中，各齿轮均为标准齿轮，已知Z120，Z248,Z220。试求Z3及传动比I1H。Z2Z1Z3Z2Z3Z2Z1Z248202048N1NH/N3NHZ2Z3/Z1Z2N30I1H14848/20204765一轴由一对7211AC的轴承支承，FR13300N,FR21000N,FX900N,如图。试求两轴承的当量动载荷P。S068FRE068X041,Y087S068FRS1068FR10683300N2244NS2068FR20681000N680NS2FX6809001580NEP13300NP2041100008713441579N一、填空1图示机构中有_1_个虚约束。（A）0B1C2D32图示机构要有确定运动，需要有_1_个原动件。（A）0B1C2D33平面四杆机构中，若各杆长度分别为A40、B60、C60、D70。当以A为机架，则此四杆机构为_双曲柄机构_。4在双曲柄机构中，已知三杆长度为A80，B150，C120，则D杆长度为_110D190_。AD40度（C）17DZ146标准平键联接的承载能力，通常取决于_轮毂的挤压强度_。A轮毂的挤压强度B键的剪切强度C键的弯曲强度D键工作表面的挤压强度7对于齿面硬度HB350的闭式齿轮传动，设计时一般_先按接触强度条件计算。A先按接触强度条件计算B先按弯曲强度条件计算C先按磨损条件计算D先按胶合条件计算8阿基米德圆柱蜗杆的_轴面_模数，应符合标准数值。A端面B法面C轴面D无9曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是_连杆与摇杆之间所夹锐角_。A摇杆两个极限位置之间的夹角B连杆与摇杆之间所夹锐角C连杆与曲柄之间所夹锐角D摇杆与机架之间所夹锐角10通常情况下，避免滚子从动件凸轮机构运动失真的合理措施是_减小滚子半径。A增大滚子半径B减小滚子半径C增大基圆半径D减小基圆半径二、计算题1计算机构的自由度。12已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距A150MM，传动比I124,小齿轮齿数Z120。试确定这对齿轮的模数M和大齿轮的齿数Z2、分度圆直径D2、齿顶圆直径DA2、齿根圆直径DF2。Z2IZ142080M2A/Z1Z22150/12025DA2MZ2200DA2200225205DF220021252519353图示轮系中蜗杆1为双头左旋蜗杆Z12，转向如图所示。蜗轮的齿数为Z250，蜗杆2为单头右旋蜗杆Z21,蜗轮3的齿数为Z340,其余各轮齿数为Z330,Z420,Z426,Z518,Z546,Z616,Z722。求I17。I17Z2Z3Z4Z5Z6Z7/Z1Z2Z3Z4Z5Z65040201822/213026462207三、作图设计一偏置尖顶移动从动件盘形凸轮机构。已知从动件的运动规律，曲线如图所示，凸轮的基圆、回转方向及从动件的初始位置如图所示，在图中的基圆圆周上已给出了十二个等分点。说明作图过程可不作文字说明，但必须保留作图线。四、简答题1滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是什么疲劳点蚀2常用螺纹的种类有哪些各用于什么场合三角螺纹用于联接，梯形、锯齿、矩形螺纹用于传动3一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上小带轮上4为什么常将轴设计为阶梯轴考虑轴上零件轴向定位、装拆5在进行滚动轴承的组合设计时应考虑哪些问题轴承轴向、周向定位，装拆，润滑密封等共30分）1、构件是机器的_运动_单元体；零件是机器的_制造_单元体；部件是机器的_装配_单元体。2、平面运动副可分为_低副_和_高副_，低副又可分为_转动副_和_移动副_。3、轮系运动时，所有齿轮几何轴线都固定不动的，称_定轴轮系_轮系，至少有一个齿轮几何轴线不固定的，称_行星轮系_轮系。4、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角_120_。5、若键的标记为键B2070GB109679，则该键为_B_平键，B_20_，L_70_。6、轴的作用是_支承轴上的旋转零件_。按轴的承载情况不同，可以分为_传递运动和转矩_、_心轴_、_转轴、传动轴_。7、凸轮机构是由_机架_、_凸轮_、_从动件_三个基本构件组成的。8、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_急回特性_。9、在蜗轮齿数不变的情况下，蜗杆的头数越少，则传动比就越_大_。10、齿轮啮合时，当主动齿轮的_齿根_推动从动齿轮的_齿顶_，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为_从动轮齿顶圆_与啮合线的交点；当主动齿轮的_齿顶_推动从动齿轮的_齿根_，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为_主动轮齿顶圆_与啮合线的交点。11、滚动轴承内圈与轴颈的配合采用_基孔制_制，外圈与轴承孔的配合采用基轴制_制。二、判断题（每题1分，共10分）1、基圆以内有渐开线。（）2、极位夹角是曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角。（）3、螺纹联接是不可拆联接。（）4、机构处于死点位置时，其传动角等于90。（）5、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。（）6、蜗杆传动一般用于大速比的场合。（）7、楔键的两侧面是工作面。（）8、普通车床变速箱内齿轮的润滑方式时油雾润滑。（）9、滚动轴承的基本额定动载荷C值越大，则轴承的承载能力越高。（）10、带传动的弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。（）三、选择题（每题2分，共20分）1、为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装什么轮增大惯性（B）A、齿轮B、飞轮C、凸轮2、为了使相啮合的一对齿轮其强度和寿命接近，通常（B）。A、齿轮的硬度大于小齿轮的硬度B、小齿轮的硬度大于大齿轮的硬度C、大、小齿轮的硬度相同3、下列哪一种普通平键用于轴端。（C）。A、A型B、B型C、C型4、渐开线在基圆上的压力角为多大（A）A、0B、20C、905、下列螺纹用于传动的是（A）。A、梯形螺纹B、管螺纹C、普通螺纹6、在下列平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置（C）。A、曲柄摇杆机构B、双摇杆机构C、双曲柄机构7、在螺栓联接中，当有一个被联接件较厚，而且需要经常拆卸时，宜选用的联接类型是（A）联接。A、双头螺柱B、紧定螺栓C、普通螺栓8、用来传递双向转矩的一对切向键，在轴上相隔多少度为宜（C）A、90120B、135150C、1201359、带传动的主要失效形式是带的（A