机械设计基础练习题

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填空题

四杆机构

1.机构具有确定运动的条件是：___________________。

2.一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？___________；(2)当取d杆为机架时，则为___________。

3.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，___________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4.为保证四杆机构良好的机械性能，___________不应小于最小许用值。

(A)压力角（B）传动角（C）极位夹角

5.平面四杆机构无急回特性时_______，行程速比系数_______（A）压力角α=0（B）传动角γ=0（C）极位夹角θ=0（D）k＞1（E）k＜1（F）k=1

6.在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d杆长度为_______。(A)＜110mm(B)110mm≤d≤190mm(C)≥190mm7.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，_______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

8.在曲柄摇杆机构中，假使将_________杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作________

运动，即得到双曲柄机构。

9.曲柄摇杆机构产生“死点〞位置的条件是，摇杆为_______件，曲柄为_______件。

10.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________________。

12.在_______机构中，假使将_______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。

13.平面连杆机构当行程速比K________时，机构就具有急回特性。15.牛头刨床的工作台进给机构用的是_________________机构。

16.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40、b=60、c=60、d=70。当以a为机架，则此四

杆机构为_________。

18.在曲柄滑块机构中，当取滑块为原动件时，_____________死点位置。

A有一个B没有C有两个D有三个19.对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_________为机架，将得到双曲柄机构。

A最长杆B与最短杆相邻的构件C最短杆D与最短杆相对的构件20.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是______________。

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

21.平面连杆机构当急回特性系数K____________时，机构就具有急回特性。

A.K>1B.K=1C.K17(D)Z=1412.由于渐开线齿轮的传动比等于_________，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。

13.分度圆上的压力角等于________，模数取的是__________值，齿厚和齿槽宽_______的齿轮，

称为标准齿轮。

14.一渐开线标准直齿圆柱齿轮，跨6个齿与跨7个齿所测的公法线长度分别为42.14mm与

49.52mm，则该齿轮模数为________。

15.由渐开线的形成可知，离基圆越远的点，相应的压力角________，我国规定标准压力角为

________。

16.斜齿圆柱齿轮的配对条件是________，________，________。

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17.一个渐开线圆柱齿轮上有两个可见圆，______、______和两个不可见圆：___、____。18.渐开线齿廓基圆上的压力角为__________。

(A)大于零(B)小于零(C)等于零(D)等于20°

19.以下有四组标准直齿圆柱齿轮，其中____________哪组的齿轮可以用同一把铣刀加工。

A.m1=4mm，z1=34B.m1=4mm，z1=34m2=4mm，z2=155m2=4mm，z2=33C.m1=4mm，z1=34D.m1=5mm，z1=33m2=5mm，z2=34m2=4mm，z2=34

20.渐开线齿廓在基圆上的曲率半径等于____________；渐开线齿条齿廓上任一点的曲率半径

等于____________。

21.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是____________。22.齿轮根切现象常发生在____________。

A.模数较小B.齿数较大C.模数较大D.齿数较小23.直齿圆柱齿轮传动的重合度是____________。

A.理论啮合线段长度与齿距的比值B.实际啮合线段长度与齿距的比值C.理论啮合线长度与基圆齿距的比值D.实际啮合线段长度与基圆齿距的比值

24.一对齿轮在啮合时,两齿轮的____________始终相切。

A.分度圆B.基圆C.齿根圆D.节圆25.斜齿轮传动是以___________参数为标准值

A.端面B.轴面C.法面D.中间面

26.一对齿轮要正确啮合，它们的____________必需相等。

A.模数B.宽度C.直径D.齿数

齿轮传动

1.闭式软齿面齿轮传动的强度设计，首先按_____强度条件计算，校核________。2.闭式硬齿面齿轮传动的强度设计，首先按__________强度条件计算出_________。3.两轴在空间交织90的传动，如已知传递载荷及传动比都较大，则宜选用_______。(A)螺旋齿轮传动(B)斜齿圆锥齿轮传动(C)蜗轮蜗杆传动4.当两轴距离较远，且要求传动比确凿，宜采用_______。(A)带传动(B)一对齿轮传动(C)轮系传动

5.一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_________，径

向力为_______。6.接触应力是_____。

(A)静应力(B)脉动循环变应力(C)对称循环变应力(D)随机变应力

蜗杆

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1.规定蜗杆___________与螺旋升角的________之比，称为蜗杆特性系数。2.阿基米德圆柱蜗杆的_______模数，应符合标准数值。

(A)端面(B)法面(C)轴面(D)无3.蜗杆蜗轮传动的标准中心距a=___________。

(A)m(q1+q2)/2；(B)m(z1+z2)/2；(C)m(q+z1)/2；(D)m(q+z2)/2。

滚动轴承

1.滚动轴承“6215〞的含义是__________________________________。2.一般来说，_______更能承受冲击，_____更适合于较高的转速下工作。(A)滚子轴承(B)球轴承

3.额定动载荷是指__________________________

4.对于安装有斜齿圆柱齿轮的传动轴，最好选用________滚动轴承支承此轴；

对于安装直齿圆柱齿轮的传动轴，最好选用________滚动轴承支承此轴。5.滚动轴承的额定动载荷是指____________。

6.在正常条件下，滚动轴承的主要失效形式是____________。(A)滚动体碎裂(B)滚动体与滚道的工作表面产生疲乏点蚀(B)保持架破坏(D)滚道磨损。7．滚动轴承的额定寿命是指一批同规格的轴承在规定的试验条件下运转，其中__________轴承

发生破坏时所达到的寿命。

(A)5%；(B)10%；(C)1%

8．在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为百万转时，其可靠度为_______。

(A)10%(B)80%(C)90%(D)99%9．从经济性考虑在同时满足使用要求时，就应优先选用____。

（A）深沟球轴承（B）圆柱滚子轴承（C）圆锥滚子轴承

轴

1.转轴是指_____________________,传动轴是指___________________

2.在工作中同时承受__________和_________两种作用，本身又转动的轴，叫转轴。3.汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是______。(A)心轴(B)转轴(C)传动轴

4.轴上安装零件有确定的位置，所以要对轴上的零件进行________固定和________固定。5.在轴的初步计算中，轴的直径是按_______来初步确定的。

判断题

1.机器是由机构组合而成的，机构的组合一定就是机器。（）

2.在实际生产中，机构的“死点〞位置对工作都是不利的，四处都要考虑战胜。（）3.运动副是连接，连接也是运动副。（）

4.曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性也越显著。（）5.曲柄滑块机构中,滑块为主动时，有死点位置。（）

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6.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。（）7.摇摆导杆机构有急回特性。（）8.凸轮机构中，凸轮最大压力角出现于凸轮轮廓坡度较陡的地方。（）9.凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。（）

10.在任意圆周上，相邻两轮齿同侧渐开线间的直线距离，称为该圆上的齿距。（）11.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。（）

**

12.m,d,ha,c都是标准值的齿轮是标准齿轮。（）

13.分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影响。（）

14.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不确凿，产生了中心距误差，但其传动比的大小

仍保持不变。（）

15.带传动中弹性滑动现象是不可避免的。（）16.工作中转动的轴称为转轴。（）

17.速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不管对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。（）18.只有轴头上才有键槽。（）

19.普通平键连接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭距的。（）

20.三角形螺纹具有较好的自锁性能。螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺母

的松脱。所以就是在振动及交变载荷作用下，也不需要防松。（）

一、选择填空（填入A或B或C，每空2分，共16分）

1、凸轮机构中，从动件_______运动，对机构有刚性冲击。A、等速；B、等加速、等减速；C、简谐2、标准直齿圆柱齿轮的分度圆齿厚S=______。

3、某蜗杆蜗轮传动，其蜗杆齿数Z1=1，蜗轮齿数Z2=20，模数m=1mm，直径系数q=10，则传动

比i=_________。

4、螺纹连接件的牙型为________。

A、梯形螺纹；B、矩形螺纹；C、三角型螺纹5、滚动轴承类型中用6代表的轴承是______。

A、调心球轴承；B、角接触球轴承；C、深沟球轴承6、带传动中，为了提高传动能力，应________。

A、采用较大中心距；B、采用较小中心距；C、与中心距无关7、对于闭式硬齿面齿轮传动，应按_________进行设计。A、齿面接触疲乏强度；B、齿根弯曲疲乏强度；

8、蜗杆传动与齿轮传动相比，蜗杆传动的效率_______。A、高；B、相等；C、低

9、滚子从动件凸轮机构中，滚子半径______易出现运动失真。A、大；B、小

10、一对标准直齿圆柱齿轮的中心距a=_________。11、三角型螺纹用于_______。

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A、螺纹连接；B、螺旋传动

12、滚动轴承类型中用3代表的轴承是_________。

A、圆锥滚子轴承；B、角接触球轴承；C、深沟球轴承13、带传动中，带轮包角______,传动能力高。

A、大；B、小

14、对于闭式软齿面齿轮传动，应按________进行设计。A、齿面接触疲乏强度；B、齿根弯曲疲乏强度

15、齿轮传动与蜗杆传动相比，齿轮传动的效率_________。A、高；B、相等；C、低

16、凸轮机构的压力角______许用压力角时，机构出现自锁。A、大于；B、小于

17、一对标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是________。

A、m1=m2、α1=α2；B、m1=m2；C、α1=α218、梯型螺纹用于___________。

A、螺纹连接；B、螺旋传动

19、滚动轴承类型中用7代表的轴承是_________。

A、圆锥滚子轴承；B、角接触球轴承；C、深沟球轴承

二、计算以下机构的自由度（共8分）

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三、四杆机构（8分）

1.已知lBC=40mm，lCD=65mm，lAD=80mm，AD为机架。要使机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，试求lAB的取值范围。

2.在图示四杆机构中，已知lAB=30mm，lBC=110mm，lCD=80mm，lAD=120mm，AB为原动件。1)判断构件AB能否成为曲柄；

2)用作图法求出构件CD的最大摆角ψmax；

3)当分别固定构件AB、BC、CD、AD时，各获得什么机构？3.设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆长度LCD=80mm,摆角ψ＝30°，行程速比系数K＝1.4，

机架长LAD＝55mm,试用作图法求曲柄和连杆的长度。

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4.设计一铰链四杆机构。已知:机架LAD=100mm，摇杆LCD=80mm，摇杆的一个近(距铰链A点)

极限位置与机架间的夹角（∠C1DA）为ψ=45o，行程速比系数K=1.4，试用作图法求曲柄的长度LAB和连杆的长度LBC。四、凸轮机构（6分）

1.图示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上（6分）1)标注推程运动角。

0

2)当凸轮从图示位置逆时针转过45时，机构的压力角。

0

3)当凸轮从图示位置逆时针转过180时，从动件的位移量s。2.图示为滚子直动从动件盘形凸轮机构。试作图并标出(8分)：1)凸轮的理论轮廓曲线；2)凸轮的基圆；

3)图示位置时凸轮机构的压力角α；

4)凸轮从图示位置转过90°后推杆的位移s。

五、齿轮传动受力分析(10分)

1.下图所示为圆锥-斜齿轮传动，小圆锥齿轮为主动件，转动方向如图，试回复以下问题：

1)为了使中间轴（Ⅱ）的轴向力最小，试确定斜齿轮3和斜齿轮4的旋向；2)在图中画出各轴的转动方向。

3)试在图中标出圆锥齿轮2和斜齿轮3在啮合点所受的各分力方向。

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2.如下图为斜齿轮—蜗杆传动，Ⅰ为输入轴，齿轮1转向与旋向如下图。1)为使Ⅱ轴轴承所受轴向力最小，试确定其余各传动件的旋向。2)确定各传动件转向。

3)画出蜗杆3在啮合点处各分力的方向。

六、齿轮机构（10分）

1.一正常齿标准直齿圆柱齿轮的模数m=5mm，齿数Z=19，试求：分度圆直径d、齿顶圆直径da、

齿根圆直径df、基圆直径db、齿距p。

2.已知一对正确安装的标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，其中心距a=240mm，模数m=6mm，压力

o

角α＝20，传动比i12=3。试求:1)这对齿轮的齿数各是多少？

2)计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径和基圆直径。(cos20o=0.94)3.一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，小齿轮齿数Z1=20，传动比i12=2.5。1)求标准中心距a及大齿轮2的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径；2)若安装中心距a'比标准中心距a加大2mm，试求啮合角α′。

4.一对正确安装的标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=5mm，齿数z1=20,z2=100。试求：1)传动比i12，中心距a；

2)小齿轮的分度圆半径r1,基圆半径rb1，齿顶圆半径ra1，齿根圆半径rf1。3)小齿轮1分度圆上齿廓曲率半径ρ和齿顶圆压力角αa。

5.一对斜齿圆柱齿轮传动，z1=22,z2=77,mn=3mm，安装中心距a=155mm，求：1)螺旋角β；2)当量齿数zv1。

七、轮系（12分）

1．如下图轮系，已知Z1=20，Z2=40，Z3=100，n1=1000rpm,试求nH的大小和方向。（12分）

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2．如下图轮系，已知Z1=18，Z2=31，Z3=80，n1=1000rpm,试求nH的大小和方向。（12分）3.已知各轮齿数为：Z1=20，Z2=30，Z2′=20，Z3=30，Z4=80。试求传动比i1H。

4.在图示轮系中，已知各轮齿数，Z1=18,Z2=36,Z2′=21,Z3=84,Z4=20,Z5=40,求传动比i15。(15分)八、螺纹连接（12分）1．用4个普通螺栓连接两块钢板，如下图，钢板受横向载荷FW=1000N，取可靠性系数Kn=1.2，螺栓材料的许用应力[?]=120MPa，被连接件间的摩擦系数f=0.15，试计算所需螺栓的最小直径。

2.用以传递工作转矩的螺栓组连接（刚性联轴器）如下图。6个M16螺栓均匀布置在φ200的圆周上，所传递的工作转矩T=450N.m。试验算此螺栓组连接在以下状况下是否安全可靠：1)用普通螺栓（螺纹小径d1=13.835mm），被连接件为钻孔，靠摩擦力传力，连接表面间的摩擦系数fs=0.15，要求可靠性系数（防滑系数）Ks=1.2。螺栓材料（A3）的许用拉应力[σ]=57.5Mpa。

2)用精制螺栓（铰制孔螺栓，光杆直径d=16mm），被连接件为铰孔，靠剪切传力，已知螺栓材料的许用剪切应力[τ]=92Mpa。

3.图示圆柱形压力容器盖的螺栓连接。已知容器内流体压力p=3MPa(静载荷)，容器内径D=200mm,要求剩余预紧力F0’=1.6F(F为工作载荷),螺栓数z=12,螺栓为M16×60-8.8(d1=13.835mm,许用应力[σ]=210MPa),试计算该连接是否安全？

九、滚动轴承（12分）

1.有一轴用一对6212轴承支撑，每个轴承上作用有径向载荷FR=5000N，轴的转速n=960r/min，轴承的基本额定动载荷C=36.8kN，轴承在室温下工作，载荷平稳。试计算轴承的寿命Lh。2.深沟球轴承6010，已知：Fa=1370N；Fr=2500N；n=1300rpm；Lh’=3000h。其余数据如下表所示，试计算该轴承是否满足使用要求。C0=16.3KN,C=22.0KN。（12分）

轴承Fa/CoeFa/Fr＞e第13页,共17页

Fa/Fr≤e机