机械设计基础习题及答案

1、. 机械设计基础复习题（一） 一、判断题：正确的打符号，错误的打符号 1在实际生产中，有时也利用机构的死点位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。 ( ) 3若力的作用线通过矩心，则力矩为零。 ( ) 4平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( ) 5带传动中，打滑现象是不可避免的。 ( ) 6在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( ) 8平键的工作面是两个侧面。 ( ) 9连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。 ( ) 10螺纹

2、中径是螺纹的公称直径。（ ） 11刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。 ( ) 13曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。 ( ) 14加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( ) 15渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( ) 16周转轮系的自由度一定为1。 ( ) 17将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。 ( ) 18代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。 ( ) 19在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。 ( ) 20利用轴肩或轴环是最常

3、用和最方便可靠的轴上固定方法。( ) 二、填空题 1直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等， 相等。 2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称为 。 3在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的 加以限制。 4硬齿面齿轮常用 渗碳淬火来得到，热处理后需要 加工。 5要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用 机构。 6轴上零件的轴向固定方法有 、 、 、 等。 7常用的滑动轴承材料分为 、 、 三类。 8齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为 和 两类。 9凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和 凸轮机构。 10带传动的主要失效形式是 、

4、 及带与带轮的磨损。 11蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小 和旋 向 。闭式蜗杆传动必须进行 以控制油温。 12软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经 处理， 而小齿轮采用 处理。 . . 13若要将主动件的往复摆动转换为从动件的间歇转动，可用 机构。 14只传递扭矩而不受弯矩的轴称为 ，同时承受扭矩和弯矩的轴称 为 。 15滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分称为 。 三、单项选择题 1作用在刚体上的二力平衡条件是( )。 A大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上 B大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上 C大小相等、方向相同、作用钱相

5、同、作用在同一刚体上 D大小相等、方向相反、作用点相同 2下列机构中，不属于间歇机构的是 ( )。 A棘轮机构 B槽轮机构 C齿轮机构 D不完全齿轮机构 3 A，B、C点分别作用 10kN、40kN，30 kN的力，方向如图1所示，则 1-1截面和 2-2截面的轴力为( )。 A10KN，-30KN B-10KN，30KN C-10KN，40KN D10KN，-40KN 图1 4在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，为了获得双曲柄机构，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 5在轮系中加入惰轮可改变轮系的（ ）。 A传动比 B转向

6、 C转向和传动比 6两轴在空间交错90o的传动，如已知传动比较大，则宜选用( )。 A直齿圆柱齿轮传动 B斜齿圆柱齿轮传动 C圆锥齿轮传动 D蜗轮蜗杆传动 7同一轴段上若采用两个平键时，一般设在( )的位置。 A同一母线 B相隔90o C相隔120o D相隔180o 8带传动设计时，若传动中心距取值过大，则使( )。 A传动结构不紧凑 B带传动的传递功率降低 C带传动易发生打滑 D带传动的疲劳强度降低 9力F使物体绕点O转动的效果，取决于下列因素( )。 A力F的大小和力F使物体绕O点转动的方向 . . B力臂d的长短和力F使物体绕O点转动的方向 C力与力臂的乘积Fd的大小和力F使物体绕O点转

7、动的方向 D仅取决于力与力臂的乘积Fd的大小，与转动方向无关 10机器与机构的区别在于 ( )。 A是否由各种零件经装配而成的组合体 B它们各部分之间是否有确定的相对运动 C在工作时是否能完成有效的机械功或能量转换 11平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数( )。 A大于1 B小于1 C等于1 12一对齿轮啮合时，两轮的( )始终相切。 A节圆 B分度圆 C基圆 D齿根圆 13带传动的弹性滑动现象是由于（ ）而引起的。 A带的弹性变形 B带与带轮的摩擦系数过小 C初拉力达不到规定值 D带型选择不当 14键的截面尺寸bh主要是根据( )来选择。 A传递转矩的大小 B传递功率的大小 C轮毂的长度

8、 D轴的直径 15采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，在需要经常装拆的情况下宜采用( )。 A螺栓联接 B紧定螺钉联接 C螺钉联接 D双头螺柱联接 16当两轴距离较远时，且要求传动比准确，宜采用( )。 A带传动 B一对齿轮传动 C轮系传动 D槽轮传动 五、计算题 1一渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知齿数Z=25，模数m=4mm，压力角=20o，*=0.25。试求该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直，ch=1a径和分度圆齿厚 . . 2如图5所示轮系中各齿轮齿数：Z= Z= 20，Z= 60，Z= Z= 20，Z= Z= 405132443试求传动比i和i，并判断n相对n的转向 1

9、15145 图5 3圆截面简支梁如图6所示，已知F=1KN，试求： （1）梁A、B端的约束反力 F ）计算弯矩，并画出弯矩图（22m1m 3）若梁直径d=40mm，求梁的最大应力（ BCA 图6 F=2KN 所示梁支座的约束反力。已知4求图7 FF 2m2m2m BA 30 7 图 . . 机械设计基础复习题（1）答案 一、 判断题： 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 二、选择题： 1、B 2、C 3、A 4、A 5、B 6、D 7、D 8、A 9、C 10、C 11、C 12、A 13

10、、A 14、D 15、D 16、C 三、填空题 1、模数 压力角 2、导程 3、最小直径 4、低碳合金钢 磨齿 5、槽轮 6、轴肩 轴环 套筒 圆螺母 弹性挡圈 轴端挡圈 紧定螺钉 圆锥面（答中其中4个即可） 7、金属材料 多孔质金属材料 非金属材料 8、仿形法 范成法 9、摆动从动件 10、打滑 疲劳破坏 11、相等 相同 热平衡计算 12、正火 调质 13、棘轮 14、传动轴 转轴 15、轴瓦 五、计算题 1、解 分度圆直径d=mz=4x25=100mm . . *d齿顶圆直径)=4x(25+2x1)=108mm =m(z+2 h aa*d齿根圆直径)=4x(25-2x1-2x0.25)=

11、90mm -2 c =m(z-2 haf基圆直径d=dcos=100xcos20o=93.97mm b分度圆齿厚s=3.14xm/2=6.28mm 4、 轮系传动比计算： 解：i= Z Z/ Z Z=60X40/20X20=6 141334i= Z Z Z/ Z Z Z= i i=6X40/20=12 151334514415n转向与n的相反。 15 5、解 弯矩图 (1)约束力计算 （2）计算弯矩 . . （3）最大应力 3、 解：（1）画出约束反力 （2）求F B F3）求（ AX F4）求（ AY ) 机械设计基础复习题(2. . 一、填空题 1. 两构件通过 或 接触组成的运动副称为高

12、副。 2. 满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为 机构，取最短杆为机架时，为 机构。 3. 在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为 运动时，将出现 冲 击。 4. 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 对齿轮承担。 5. 为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合，它们的 和 必须分 别相等。 6. 两齿数不等的一对齿轮传动，其弯曲应力 等；两轮硬度不等，其 许用弯曲应力 等。 7. V带传动的主要失效形式是 和 。 8. 在设计V带传动时，V带的型号是根据 和 选取的。 9. 链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸 ，链传动的运动不均匀 性 。 10

13、. 工作时只受 不承受 的轴称为心轴。 二、选择题 1. 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. 齿数较少时 D. 齿数较多时 2. 在下列四种型号的滚动轴承中，( )必须成对使用。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 3. 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以缓和冲击、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. 弹性套柱销联轴器 ?的关系是( )。 在铰链四杆机构中，机构的传动角 和压力角4.000?90180?90 C. B. D. A.?5. 对于普

14、通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是( )。 A. 拉力 B. 扭矩 C. 压力 D. 拉力和扭矩 三、判断题（正确的打“”，错误的打“”） 1. 在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。 ( ) . . 2. 在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。 （ ） 3. 在平键联接中，平键的两侧面是工作面。 （ ） 4. 斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。 （ ） 5. 带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。 （ ） 6. 转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。 （ ） 7. 向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。 （ ）

15、 8. 圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。 （ ） 四、问答题 1. 试述齿廓啮合基本定律。 2. 试述螺纹联接防松的方法。 3. 试分析影响带传动承载能力的因素。 五、分析判断题 l?350l?320l?400150l? mmmm，mm， 1.在铰链四杆机构中，已知ADCDBCABmm，试判断该机构的类型，并给出判断依据。 图1 题五、n和的转向已知小齿轮12. 如图所示为二级斜齿圆柱齿轮传动，轴为输入轴，1齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴所受的轴向力可抵消一部分，试FF和轴所受的圆周力、33确定斜齿轮的轮齿旋向，并在图中标出齿轮2、32ttFF的

16、方向。 、向力32aa. . 题五、2图 六、计算题 2. 已知轮系如2图所示中，、Z?50、Z?40，80?Z?Z25?20?ZZ324165，且顺时针转动。求杆系H的转速和回转方向。 min/n?900r1 题六、2图 3. 如图所示的压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强2，缸径mm，根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧N/2?pmm?150D力F=1.6F,F为单个螺栓的工作拉力。若选用螺栓材料的屈服极限2?d300?。时计算所需螺栓的小径 2S/Nmm，试按安全系数=1s . . 题六、3图 机械设计基础专升本复习题（2）答案 一、填空题 1.点 线 2.曲柄摇杆，双

17、曲柄 3.匀速 刚性 4.节线 一对 5.模数m 压力角 6.相等 不相等 7.打滑 疲劳断裂 8.计算功率Pc 小轮转速n 9.1越大? 增大 10.弯矩 转矩 二、选择题 C B D B D 三、判断题 四、问答题 1.所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公 法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。 2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母 机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝 破坏

18、螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。 3.初拉力F、包角a 、摩擦系数f 、带的单位长度质量q 、速度v 。 0五、分析判断题 1.解：此四杆机构的四杆满足杆长和条件 LL LL cdbcabad且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构 . . 2.解： 1）3齿轮为右旋 2）受力方向如图 六、计算题 1. a）解：F3n2PP352701 hL此题中存在复合铰链，5个构件组成复合铰链，共有4个低副 b）解：F3n2PP342511 hL此题中滚子为局部自由度 2. 解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系 Hn-n/nn iZZ/ZZ 6HH5454453因为125组成

19、定轴轮系 in/nn/nZ/Z 15112122所以n450r/min 5把n0及n450r/min代入上式 54n5.55r/min H这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致 3.解： 、F2.6F 单个螺栓的QQQZSPA 2.6F623.14D/4 2得F2264.4N =300/2=150N/mm 所以d由公式得，d15.81mm 11取螺栓的直径为16mm 七结构题 1.无垫片，无法调整轴承的游系 2.轴肩过高，无法拆卸轴承 3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘 4.轴套长度应小于轮毂的长度 5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。 套筒顶不住齿轮（过定位）6. 套筒应低于轴

20、承外圈7. 轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。8. 9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触 键顶部与轮毂糟间应有间隙。10. 3机械设计基础专升本复习题（）及答案 一、填空. . 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a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆

21、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 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 090 4、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 D

22、 分度圆，基圆. . ?，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强、如图所示低碳钢的曲线，5? 段。 化阶段( 材料恢复抵抗能力C ) 为图上 oab A bc B cd C de D 。D 6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 矢量 D 变形体 C B 数量 A 刚体 。 C 7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用 螺纹传动 D C 轮系传动 一对齿轮传动A 带传动 B 若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，在齿轮运转时，8、 。 A 则轮系称为 太阳齿轮系D C 定轴线轮系 B 定轴齿轮系 A 行星齿轮系 被称为公称直径。 A 9、螺纹的 半径D 中径 B 小径 C

23、 A 大径 。 D 10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为 D 共轭齿廓 渐开线 齿廓线 C A 齿轮线 B 是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不 B 11、在摩擦带传动中 可避免的。 带的磨损 D 带的老化B 带的弹性滑动 C A 带的打滑 。 D 12、金属抵抗变形的能力，称为 刚度 D C 强度 A 硬度 B 塑性 。 、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B 13 D 可能是高副也可能是低副移动副 B 高副 C A转动副 。 、最常用的传动螺纹类型是14 C 锯齿形螺纹 D 矩形螺纹 C 梯形螺纹 A 普通螺纹 B 。 15、与作用点无关的矢量是 C 力偶矩 D B 力矩

24、C 力偶 A 作用力、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷16 不同。相同，长度不同，则两杆的 C ? 横向线应变轴向伸长l D A 轴向正应力 B 轴向线应变 C D 。=12N，=5N作用于某一物体同一点上的两个力，17、FF当两个力的夹角为21 7N_ 时，它们的合力大小为。. . 0000 180D C 90 30 B 60 A 18、为使移动后的作用力与原作用力等效，应附加一 C 。 A 作用力 B 力矩 C 力偶 D 平衡力系 19、阶梯轴应用最广的主要原因是 A 。 A 便于零件装拆和固定 B 制造工艺性好 C 传递载荷大 D 疲劳强度高 20、使渐

25、开线齿廓得以广泛应用的主要原因之一是 A 。 A 中心距可分性 B 齿轮啮合重合度大于1 C 啮合角为一定值 D啮合线过两齿轮基圆公切线 21、V带传动属于 B 。 A 电传动 B 摩擦传动 C 液压传动 D 啮合传动 22、由力的可传性原理可知，力对刚体的作用效果不取决于力的 C 。 A 作用线 B 方向 C 作用点 D 大小 23、普通V带按截面尺寸由小到大分为 D 七种。 A G F C D E B A B E B C B A Z Y C A B C D E F G D Y Z A B C D E 24、闭式传动软齿面齿轮的主要失效形式是 B 。 A 齿面胶合 B 齿面点蚀 C 齿根折断

26、 D 齿面磨损 25、一对啮合传动齿轮的材料应 A 。 A 小齿轮材料力学性能略好 B 相同 C 大、小齿轮材料不同 D 大齿轮材料力学性能略好 26、载荷中等冲击，频繁启动和正反转、两轴对中不准确的情况下，联结两轴宜选用 C 联轴器。 A 刚性固定式 B 刚性补偿式 C 弹性 D 安全 27、凸轮机构的从动件作等加速等减速运动规律，对机构造成 B 。 A 刚性冲击 B 柔性冲击 C 无冲击 D 内冲击 28、材料相同、横截面面积相等的两拉杆，一为圆形截面，另一为方形截面，在相同拉力作用下，两拉杆横截面上的应力 A 。 A 相等 B 圆杆大于方杆 C 方杆大于圆杆 D 长杆大于短杆 29、齿轮

27、正变位可以 D 。 A 提高齿轮传动的重合度 B 提高从动齿轮转速 C 改变齿廓形状 D 提高其承载能力 30、一对齿轮连续传动的条件是 B 。 A 模数相等 B 重合度大于1 C 压力角相等 D 传动比恒定 31、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件，摇杆为从动件时，可将 B 。 A 转动变为往复移动 B 连续转动变为往复摆动 C 往复移动变为转动 D 往复摆动变为连续转动 32、组成凸轮机构的基本构件有 A 。 . . 个 45个 D B 2个A 3C 个 。 A 33、如图所示该机构是 平底移动从动件盘形凸轮机构A 曲柄滑块机构B 滚子直动从动件盘形凸轮机构C 偏心轮机构D 。 A 34、如

28、图所示凸轮机构的推程运动角是 120A B110 C70 40D 。C 35、理论上，标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数是 21 D Z C Z17 14 A Z B Z24 minminminmin 。 、确定平行轴定轴轮系传动比符号的方法为 C 36m 只可用画箭头方法确定 B 1) 确定 A 只可用(m 用画箭头方法确定D 1) 确定也可用画箭头方法确定 C 既可用 ( 会发生刚性冲击。 、凸轮机构中从动件的推程采用等速运动规律时，在 B 37 D 推程的中点推程开始瞬时 B C 远休止时 A 推程的全过程 对于提高其强度较 C 38、一圆轴用低碳钢材料制作，若抗扭强度不够，则 为有效

29、。 改用铸铁 B 改用合金钢材料 A 减小轴的长度D 增加圆轴直径，且改用空心圆截面 C 从动件的摩擦损失小且传力性能好。C 39、如图所示凸轮机构中， 图a A b B 图 c 图C 。 A 40、带传动采用张紧轮的目的是 提高带的寿命 调整带的张紧力 B A 提高带的承载能力 C 减轻带的弹性滑动 D . . 三、判断题（每题0.5分，共10分） ）1、齿轮传动的标准安装是指 ：分度圆与节圆重合 。 （ ）2、滚动轴承代号“6215”的含义是 深沟球轴承， 直径系列2 ，内径75mm。 （ ）3、键联接的主要用途是：轴向固定。 （ ）4、渐开线齿廓形状取决于分度圆直径大小。 （ ）5、标准

30、滚动轴承的组成：内圈、外圈、滚动体、保持架。 （ ）6、采用合金钢能提高轴的刚度。 （ ）7、工程中常以最大单位长度扭转角不得超过许可的单位长度扭转角作为圆轴扭转时的刚度条件。 （ ）8、按轴的受载情况可分为：传动轴、心轴、正轴。 （ ）9、带在工作时产生弹性滑动，是由于带的紧边与松边拉力不等。 （ ）10、传动轴是既传递扭矩又承受弯矩的轴。 （ ）11、按照有关标准就能选用的零部件，称为标准件，如螺栓、螺母、轴承、齿轮、内燃机的曲轴等。 （ ）12、力偶对刚体的转动效应与它在作用面内的位置无关。 （ ）13、运动副是联接，联接也是运动副。 （ ）14、物体的平衡就是指物体静止不动。 （ ）15、铰链四杆机构根据各杆的长度，即可判断其类型。 （ ）16、柔性约束只能承受拉力，而不能承受压力。 （ ）17、点在某瞬时的速度为零，那么该瞬时点的加速度也为零。 （ ）18、由于移动副是构成面接触的运动副，故移动副是平面高副。 （