完整版机械设计基础考试题库及答案

完整版机械设计基础考试题库及答案一、选择题1.两构件通过（）接触组成的运动副称为低副。A.面B.点C.线D.以上都不对答案：A。低副是两构件通过面接触组成的运动副，高副是通过点或线接触组成的运动副。2.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40mm，b=60mm，c=60mm，d=70mm，当以a为机架，则该四杆机构为（）。A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构D.以上都不对答案：A。根据平面四杆机构的曲柄存在条件，最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，且最短杆为机架时，为双曲柄机构。本题中a为最短杆，a+d=40+70=110mm，b+c=60+60=120mm，满足最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，且以a为机架，所以是双曲柄机构。3.凸轮机构中，（）从动件的行程不能过大。A.尖顶B.滚子C.平底D.以上都不对答案：C。平底从动件的平底与凸轮轮廓接触，若行程过大，会导致平底与凸轮轮廓的接触情况变差，甚至出现运动干涉等问题，所以平底从动件的行程不能过大。4.带传动中，带在带轮上的包角不能太小，一般要求包角α≥（）。A.90°B.120°C.150°D.180°答案：B。带在带轮上的包角大小影响带传动的摩擦力，包角越大，摩擦力越大，传动能力越强。一般要求包角α≥120°，以保证带传动有足够的摩擦力。5.链传动中，链节数最好取（）。A.奇数B.偶数C.质数D.以上都不对答案：B。链节数取偶数时，链条的接头处可以采用开口销或弹簧卡片等方式连接，连接方便且可靠；若链节数为奇数，则需要采用过渡链节，过渡链节的强度较低，会影响链条的使用寿命。6.齿轮传动中，一对渐开线齿轮正确啮合的条件是（）。A.模数相等B.压力角相等C.模数和压力角分别相等D.以上都不对答案：C。一对渐开线齿轮正确啮合的条件是模数和压力角分别相等，这样才能保证两轮的齿廓曲线能够正确啮合传动。7.蜗杆传动中，蜗杆的头数z₁一般取（）。A.1、2、4、6B.2、4、6、8C.3、6、9、12D.以上都不对答案：A。蜗杆的头数z₁一般取1、2、4、6。头数少，传动比大，但效率低；头数多，效率高，但制造困难。8.轴按承载情况可分为（）。A.心轴、转轴和传动轴B.碳钢轴、合金钢轴和不锈钢轴C.直轴、曲轴和挠性轴D.以上都不对答案：A。轴按承载情况可分为心轴（只承受弯矩）、转轴（同时承受弯矩和扭矩）和传动轴（主要承受扭矩）。9.滚动轴承的基本额定动载荷C是指（）。A.轴承能承受的最大载荷B.轴承在额定寿命L₁₀=10⁶转时所能承受的载荷C.轴承在工作中所能承受的实际载荷D.以上都不对答案：B。滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承在额定寿命L₁₀=10⁶转时所能承受的载荷，它是衡量轴承承载能力的一个重要指标。10.联轴器和离合器的主要作用是（）。A.缓冲、减振B.传递运动和转矩C.防止机器发生过载D.补偿两轴的相对位移答案：B。联轴器和离合器的主要作用是传递运动和转矩，联轴器在机器运转过程中一般不能分离两轴，而离合器可以在机器运转过程中随时分离或结合两轴。二、判断题1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且等于原动件的数目。（）答案：√。只有当机构的自由度大于零且等于原动件的数目时，机构才具有确定的运动。2.平面四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无论取哪一杆为机架，都只能得到双摇杆机构。（）答案：√。这是平面四杆机构曲柄存在条件的一种情况，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，不存在曲柄，只能得到双摇杆机构。3.凸轮机构中，从动件按等加速等减速运动规律运动时，会产生柔性冲击。（）答案：√。等加速等减速运动规律在运动开始和结束时，加速度有突变，会产生柔性冲击。4.带传动工作时，带上的应力是对称循环变应力。（）答案：×。带传动工作时，带上的应力是脉动循环变应力，因为带在绕经带轮时，拉应力是变化的，但不是对称循环。5.链传动的平均传动比是准确的，但瞬时传动比是变化的。（）答案：√。由于链条的多边形效应，链传动的瞬时传动比是变化的，但平均传动比是准确的，等于两链轮齿数之比。6.齿轮传动中，齿面接触疲劳强度主要取决于齿轮的模数。（）答案：×。齿面接触疲劳强度主要取决于齿轮的分度圆直径，而齿根弯曲疲劳强度主要取决于齿轮的模数。7.蜗杆传动中，蜗杆的导程角γ越大，传动效率越高。（）答案：√。蜗杆的导程角γ越大，蜗杆的螺旋升角越大，传动效率越高，但导程角过大，会使蜗杆的加工难度增加。8.转轴是既承受弯矩又承受扭矩的轴。（）答案：√。这是转轴的定义，它在工作中同时承受弯矩和扭矩。9.滚动轴承的内径尺寸是标准化的。（）答案：√。滚动轴承的内径尺寸是按照国家标准进行标准化的，这样便于轴承的互换和使用。10.联轴器和离合器在工作时都可以随时分离或结合两轴。（）答案：×。联轴器在机器运转过程中一般不能分离两轴，而离合器可以在机器运转过程中随时分离或结合两轴。三、简答题1.简述平面机构自由度的计算方法。答：平面机构自由度的计算公式为F=3n-2Pₗ-Pₕ。其中，n为活动构件数，Pₗ为低副数，Pₕ为高副数。计算时，首先要确定机构中的活动构件，将机架排除在外；然后分别数出低副和高副的数目，最后代入公式计算自由度。2.简述带传动的优缺点。答：优点：（1）适用于两轴中心距较大的传动；（2）带具有弹性，可缓冲、减振，传动平稳，噪声小；（3）过载时带会在带轮上打滑，可防止其他零件损坏，起安全保护作用；（4）结构简单，制造、安装和维护方便，成本低。缺点：（1）传动比不准确，不能用于要求传动比严格的场合；（2）带的寿命较短；（3）带传动的效率较低；（4）需要张紧装置，外廓尺寸较大。3.简述齿轮传动的设计准则。答：对于闭式软齿面齿轮传动，通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，确定齿轮的主要尺寸，然后再按齿根弯曲疲劳强度进行校核。对于闭式硬齿面齿轮传动，一般先按齿根弯曲疲劳强度设计，确定齿轮的模数等尺寸，再按齿面接触疲劳强度进行校核。对于开式齿轮传动，主要按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并适当增大模数以考虑磨损的影响，一般不进行齿面接触疲劳强度的校核。4.简述滚动轴承的选择步骤。答：（1）根据工作条件和要求，确定轴承的类型，如根据载荷的大小、方向和性质，转速的高低，对调心性能的要求等选择合适类型的轴承。（2）根据轴承所受的载荷和转速，计算轴承的当量动载荷。（3）根据预期寿命和当量动载荷，计算所需的基本额定动载荷C。（4）根据计算得到的基本额定动载荷C，从轴承产品样本中选取合适型号的轴承，使所选轴承的基本额定动载荷大于或等于计算值。（5）对所选轴承进行必要的校核，如验算极限转速、静强度等。5.简述联轴器和离合器的区别。答：联轴器和离合器都是用于连接两轴，传递运动和转矩的部件。但它们的区别在于：联轴器在机器运转过程中一般不能分离两轴，只有在机器停车后，通过拆卸才能使两轴分离；而离合器可以在机器运转过程中随时分离或结合两轴，以实现运动的接通或断开。四、计算题1.计算如图所示平面机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的运动。已知构件1为原动件。[此处假设给出一个简单的平面机构图，有5个活动构件，7个低副，0个高副]解：活动构件数n=5，低副数Pₗ=7，高副数Pₕ=0。根据平面机构自由度计算公式F=3n-2Pₗ-Pₕ，可得：F=3×5-2×7-0=15-14=1。因为机构的自由度F=1，原动件数也为1，自由度大于零且等于原动件的数目，所以该机构具有确定的运动。2.已知一单级圆柱齿轮减速器，主动轮齿数z₁=20，从动轮齿数z₂=50，模数m=4mm，试计算该齿轮传动的中心距a、传动比i₁₂。解：（1）计算中心距a根据中心距公式a=m(z₁+z₂)/2，将z₁=20，z₂=50，m=4mm代入可得：a=4×(20+50)/2=4×70/2=140mm。（2）计算传动比i₁₂传动比i₁₂=z₂/z₁=50/20=2.5。3.某轴用一对7208AC轴承支承，已知两轴承的径向载荷分别为Fᵣ₁=2000N，Fᵣ₂=3000N，轴上的轴向载荷Fₐ=1000N，载荷系数fₚ=1.2，试计算两轴承的当量动载荷P₁和P₂。（7208AC轴承的内部轴向力S=0.68Fᵣ，e=0.68，当Fₐ/Fᵣ≤e时，X=1，Y=0；当Fₐ/Fᵣ＞e时，X=0.41，Y=0.87）解：（1）计算两轴承的内部轴向力S₁和S₂S₁=0.68Fᵣ₁=0.68×2000=1360NS₂=0.68Fᵣ₂=0.68×3000=2040N（2）判断两轴承的轴向载荷Fₐ₁和Fₐ₂因为S₁+Fₐ=1360+1000=2360N＞S₂，所以轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”。则Fₐ₁=S₂-Fₐ=2040-1000=1040NFₐ₂=S₂=2040N（3）计算Fₐ₁/Fᵣ₁和Fₐ₂/Fᵣ₂Fₐ₁/Fᵣ₁=1040/2000=0.52＜e=0.68，所以对于轴承1，X₁=1，Y₁=0。Fₐ₂/Fᵣ₂=2040/300