机械设计基础考试试题及答案

《机械设计基础》试题一

一、单项选择题（本大题其0小题,每小题2分，共40分）在每小题列出的四个选项中惟独一个选项是符合

题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1»在如图所示的齿轮一凸轮轴系轴中4称为（）

A零件

B.机构

C。构件

Do部件

2.若组成运动副的两构件间的相对运动是挪移，则称这种运动（即为）

A.转动副B.挪移副C.球面副D.螺旋副

3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（）

Ao分度圆B.齿顶圆齿根圆D”基圆

4.机构具有确定相对运动的条件（足）

Ao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.普通转速的滚动釉承计算准则（为）

A.进行静强度计算Bo进行极限转速计算C.进行疲劳寿命计算Do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Co深沟球轴承D,圆锥滚子轴承

7。罗纹联接的自锁条件为（）

A。罗纹升角W当量磨擦市.罗纹升角〉磨擦角C。罗纹升角2磨擦角D.罗纹升角、当量磨擦角

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）（

AoB.C.D.

9。较链四杆机构的死点位置发生在（）

Ao从动件与连杆共线位置Bo从动件与机架共线位置

Co主动件与连杆共线位置Do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Bo推力球轴承C.圆柱滚子轴承Do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）

Ao对称循环B,脉动循环Co恒定不变D,非对称循环

12.在普通机械传动中，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C.V型带传动D.平型带，’专动

13。较链四杆机构中，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、财料较软、强度较低、需要时常装拆时，（宜采用）

Ao螺栓联接B.双头螺柱联接Co螺钉联接Do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0

Ao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丫数5$值有关的参数是（）

A.工作齿宽bB。模数mC。齿数zD.压力角a

17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀时常发生（在）

A.齿根部份Bo挨近节线处的齿根部份C.齿顶部份Do挨近节线处的齿顶部份

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）

Aom.句应%=（!却丫=BB.mal=me，«a1=«c，Y=^

。叫小醴，□t1=a必Y=-BD,叫产rr^,a「隈，Y=-8

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i的）

0

Ao疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合Cu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，需加平衡质量的至少数为，

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（bXh）,普通应根据_二_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）;《丁_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H?_…。出。

28.蜗杆传动的效率包括三部份，其中起主要作用』上是__的磨擦损耗效率。

29.滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度城，

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c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。试分析只受预紧加'作用的单个螺栓联接的应力情况写，出其强度计算公式，并指出公式中每一个参

数的物理意义。

四、计算题（本大题共小题,每小题6分，共24分）

33..计算图示机构的自由度，若含有复合较链，局部自由度和虚约束请明.确指出

34。已知对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中过、=距108mm,传动比\=3,小齿轮的齿数4=18。试

确定大齿轮的齿如、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：4=20,次,滔与国，专题，运动从I轴输入，II轴输出，

n=1000r/min转，动方向如图所示.试求输出轴H的转逋及转动方向.

III

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价和为

=9000N,F=5000N,其内部轴向力分别为Fs=2430N,F.=1350N,传动件作用于轴上的轴向力

'11DIOII

FA=1000N,判断系数e=0.32,当FJEWe时,X=1,Y=0,当F/Fpe时，X=0.4,Y=1.88O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图线点在接触时为初始位置.

试用作图法在图上标出：

（1）当凸轮从初始位置转过90°时，从动件走过的位钱；

（2）当从动件尖底与凸轮廓线B；点接触时，凸轮转过的相应角度。

说明:（1）不必作文字说明，但必须保留作图线；

（2）"和只需在图上标出，不必度量出数值。

38.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①所示，指出图中的其它结构

借误（不少于7处）。

［注：润滑方式、倒角和圆角忽稍不计）。

《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）

1.A2。B3.D4.A5。C6。B7.A8.C9。A10。C

11.A12.C13.B14.B15.A16.C17。B18.B19。D20.A

二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

21o受力情况22.2230两者相等24。相同25.轴径

26.啮合27。等于28.轮齿啮合时29次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

1

蜗杆为右旋

九与蜗轮分度圆相切，指向左端

F”与蜗杆分度圆相切，指向右端

Fai与蜗杆轴线平行，指向右

与蜗轮轴线平行，指向左

32。螺栓受到拉应力。和扭转剪应力T的作用

。=。一拉应力,q—螺栓最小直径，［。］一许用拉应力。

四、计算题体大题共4小题，每小题6分，共24分)

33c⑴F处为复合较链，H处(或者I处)为虚约束，应除去

(2)计算自由度：n=6,f=8,PA=1

F=3n-2F>—F>3X6-2X8—1=1

34.Vi12==31.4=<24=3X18=54

Va=/产2)Am==3mm

d=01^=3X18=54mmd2=mz2=3X54=162mm

dK+2hjm=54+6=60mmda2=d2+2h/m=162+6=168nn

35。这是一个混合轮系：齿轮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

i

将4=0代入上式得即=1+4=5..........()1

对于1、2齿轮组成的定轴轮系，有i即=—2…(2)

联立解⑴、⑵式，并考虑到ni,=nH.得

将n：1000i7min代入，得n=-2500i7min

负号’说明n*向与、转向疝反。

36.轴向力：Fs(+FA=2430+1000=3430N>S

轴承I被放松F=F.=%30N轴承【I被压紧F=Fq=3430N

a1oIailoil

当量动载荷

F/F=2430/9000=0.27<e

airi

X=1Y=0

1

P=xFr］=9000N

F'/FL3430/5000=0.6fi6>e

anrn

X=0,4Y=1O88

P=X尸丫/丫二尸。"X5000+1.88X3430=12672.6N

五、设计版，本大版2小题,每小题7分，共14分)

37.如图所示，正确作出偏距圆，按⑷方向转90°,在图上正确标:日

过B2点作偏距圆切线，正确标中角

38.(1)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司一角度上；

(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.

试题二

2

1。家用缝纫机踏板机构属王-机构；

A）曲柄摇杆,B）双曲柄，C）双摇杆

2。V带（三角带）传动的带轮基准直径应取_为_

A）DB）DC）DD）D

1234

3.设计V带传动时，带轮直径不能太，但为了限制__；

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，如果模敏不变，增大蜗杆特性系数q,则蜗杆的刚度将

A）增大，B）减少，C）增大或者减少，D）不变

5。普通罗纹的公称直径是__径；

A）大，B）小，。中

6。齿轮弯曲强度计兑中所用的齿形系丫数的大小与齿轮电__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

8.机构运动简图是_，,的简单图形。

9o6105（旧标准代号105）轴承，精度是内径为系列的__________轴承；

I0o工作中只受弯矩不受转矩的釉叫一作一轴，只受转矩不受弯矩f勺轴叫一作____轴，同时受弯矩和与矩

的轴叫作轴，自行车的前轴是______轴，中轴是轴,后轴是一轴：

lb平键联接靠_______传_递转矩，楔键联接靠传一递转矩,楔键联接的主

要缺.占是：

三、沟答题（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.罗纹联接有哪几种基本类型？它们各合用于什么?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）

150最大应力t值相同，循环特征r分别是+1、0、-1的应力，其中r=+l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）

16o计算图示机构的自由度。如有更合较链、局部自由度和虚,应约指束出。

17o不彻底液体润滑（混合润滑）径向

滑动轴承，d=60nm,宽径比B/d=l。2,

轴承材料的用=5MPa,[V]=3m/s,[pV]=10MPa.m/s.求当rr^OOr/min时，轴承允许的最大载荷为多.少

180一起重吊钩通过尾部罗纹拧上螺母挂在吊具的孔中（看做松螺栓联接）已制2我5罚N,吊钩材料为

35钢，许用应力W=60N/mm；,试求吊钩尾部罗纹的小径。

19.已知V带传动中，最大传递功率P=8kM带的速度v=l（Ws,若紧边拉力F为松边拉力F的2倍，此时

小带轮上包角a=120;求：⑴有效拉力F；⑵紧边拉力F:⑶当量磨擦因薮f

六、作图题（有7小题，每题2。5分,共10分）

20.画出普通螺栓联接的结构图；

21o对图所示的机构，用作图法找出滑C块的两个极限位置。

22.画出普通平重型、B型、C理的形状；

23.按U=lnw'mm画出模数a=20°

的标准由条齿廊,至少二个齿：

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，轴承膈闰滑，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①©③，•并）按序号简要说明错误的内容，不必在图中.改正

3

《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）

1.A2.Bo3D4。A5。A6.A7.C

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并副按，一定比例绘制各运动副的相对位，理而能说明机构各构

件间相对运动关系

9.P0,25特轻，深沟球：

10.心，传动，转，心，转，心：

Ho挤压，磨擦，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、磨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:

序号罗纹联接的基本类型合用的场合

1螺栓普通螺栓联接两被联接件通孔

联接校制孔螺栓联接构被联接件通孔,且两被联接件需要精确固定相对位,裳承受横向我布

2双头螺柱联接被联接件之一太厚不宜制成通代料又较软,且需时常拆卸

3螺钉联接破联接件之一太厚不宜制成通孔，受力不大且，不需时常拆卸

4紧定螺钉联接固定两个零件的相对位,置且力或者转矩不大时；也用于调整零件的立置

14.答：内圈，内圈用来和轴颈装.惴圈，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.保摩特擦架，保持架的作用是避免相邻的滚动为直接

接触.

四、改错题（有1小题，每题2分,夫2分）

15<>答：E4-*r=-1

五、计算题（有4小题，分别为6分,8分，8分,8分，共3阴）

16.（本小题6分）

B处存在局部自由度.

17o（本小题8分）

由：得

由得

所以轴承允许的最大载荷为，即

18c（木小题8分）解：由松螺栉联接的设计公式得罗纹小杼为

19。（本小题8分）解：

有效拉力F=1000P/v=1000X8/10=800N（2分）

又知：F£=F.,F;2E,

则紧边城力~F=pF'=lSooN（分3）

根据欧拉公交

得当量磨擦系数f=ln（F/f）/a=ln2/（3O14X120/180）

=o0693/2.0933=0.331（3分）

六、作图题（有5小题，每题2分，共10分）

20o答:见图1

21。答：见图2

22.答：利用曲柄与连杆共线，时企块达到极限位置这一知识以，A为圆心，分别以BC-AC和BC+AC为半径画圆，

与导路的两个交冉和C即可得到滑块C的两个极限位置，如图所示

23o答：见图

24.答：根据齿

距p=nm=3.14

4

X10=31.4m,齿顶高h=m=10nm,齿根高h=l。25m=12.5mm,齿廓压力角a=20°画出的图见图6

七、结构改错题（每指出一，量正确说明错误内容的，得2分，总分为10分）

25.答:错误处见图

1）键的位置应与齿轮处在同向来线上而，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）摆布两轴承盖与箱体间应有调整垫目•）:两轴承内侧应加封油环：

10）箱体加工面与非加工面未分开1；1）齿轮哂合的画法不对；12）诙齿轮的宽度应不等,B=B+（3~5）;12）

右端轴承缺中心线：14）箱体机座孔的投影线漏画1；5）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

《机械设计基础》试题三

-选择填空题（有8小题》每题2分，共16。在每小题的选项中，惟独一项是符合题目要求的把，所选项的字球填

在题中的横线上）

1.用于创造滚动轴承套圈及滚动体的常用材料是__；

A）45,B）GCr15.C）HT200,D）Q235

2.—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。别川为电，则存在：

A）0H1f42与）％6电C）HHl=nH2

4.两个被联接件之一较，材料较软，强度较低，且需要时常装标时，所用的罗纹联接应为_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二_

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a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）齿数较全，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一_；

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_//;

10.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件」_、；

11o对钢制闭式齿轮传，动当H电350时，主要失效形式为________和__________应，按______________强

度设计，并按________________强u度进行校核计算；

12直齿标准齿轮的基本参数物符号表示）3_、______、_______、______、_6；

13o凸轮机构主要由_________、___________型1固定机架三个基本面件组;成

14.在较链四杆机构中，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按，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.罗纹联接的防松方，液工作原理来分可分为哪几种？要求每•种举.•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.弹象性滑动和打滑会引起什么后果？二者都可以避免吗？

18。钱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）

190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，朋，8分，共30分）

20。下图为某深沟球轴承的载P荷与寿命L的关系曲线，试求：

5

•）此轴承的基本额定动我荷c：

2）若轴承当量动载的=0。1C,轴承转速n=1000r/min,轴承寿命「为多少？

21.右.一滑动轴承，其轴颈直征=100mm,Ba1.4,

|p]=8MPa,[V]=3nVs.[pVJ=15MPaWs,转速

n=500r/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（小径外径，）的螺钉固

定•牵引钩.若螺钉材料为Q235钢，屈服极限,装配时

控制预紧力（安全系数取），考虑磨擦传力的可靠性系

数（防滑系数），接合面磨擦因数=0.2,求其允许的

牵引力FR（取计算直径dc=d1）。

23.一对外哂合标准直齿圆柱齿轮，己知模m故2mm,齿数j=25,々=75。求齿距p,全齿高h，分度圆直径

4,d2,齿顶网直径da『齿根圆直径小，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。按图所示校链四杆机构中的尺寸，分别确定各机构的名称。

6

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网力F、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）

1oB2.B3.C4.B5.A6.B7。A8。B

二、填空题（有12小题，16个空，每空1分，共16分）

9C基圆

10.171^2,&[=u才

11.点蚀，轮齿折断,接触，弯曲；

12z.m,a,ha*；

13.凸轮，从动；牛：

14。曲柄，摇杆,连杆；

三、问答题（有5小题，每题4分，共20分）

15.答：磨擦防松，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，如钾冲,胶粘等

16»答：按一组轴承中10%的轴承发生点蚀失效，而90%的轴承不发牛.点蚀失效前轴承内外

圈的相对转数（以106为单位）或者工作小时数作为轴承的寿的，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。

17o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，会引起传动比不许，

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：较链四杆机构的基本型式有三种：曲柄摇杆机构：双由柄机构：双摇杆机构

四、改借题（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）

1）C=45000N2）

21o体小题8分）

所以

由此得

所以，允许最大工作载荷为80150N.

22.体小题9分）

许用拉应力

螺钉数z=2,接缝面数m=1,则所需预紧力

强度条件为

23.解：由已知条件

齿距p=JIm=3.14X2=6.28mm

全齿高h=2.25m=2.25X2=4。5mm

7

分度防I仃仔d[=m71=2X25=50mm

d2=mZ2=2X75=150mm

齿顶圆直径

da1I=d1I+2m=50+2X2=54mm

齿根圆直径d2—2o5m=150-2.5X2=145mm

标准中心距a=（dl+d2）72=（50+150）/2=100mm

传动比i=zjz[=75/25=3

（每一个答案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分洪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。

试题四

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是表示较链四杆机构性质的参数。

7.既受到扭矩乂受到弯距的轴称为0

8.在用范成法加工齿轮时，若被加工齿轮的齿数小丁，则可能浮现根切现象。

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挪移的距离是螺旋的.

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。

8

二、计算题（每小履20分，共60分）

1.计算下列结构的自由度，并指出机构中的更合较性、虚约束。

2.在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数，22=27,Z2,=45,,己知齿轮1的转速

=330r/min,试求转臂H的转速，（大小与方向）。

3.有一轴用一对46309轴承支承，轴承的基本额定动负载=48。IkN,内部轴向力S=0o7Fr,

已知轴上承力=2500、=1600N,轴的转速n=960r/min,尺寸如图所示.若取载荷系数=1。2,试计

算轴承的使用寿命.

三、设计题（共20分）

e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

Fa/Fr0Fa/Fr>e

构，可以是水位报警器、智能防盗系

XYXY

统、电动剃须刀（简单的旋转型除外）、

0.7100.410o85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，自由度计和为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）

1.62.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8.179.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.解供20分）

（1）活动构件数n=5,低副数P,=7,高副数PH=0（3分）

因此自由度数F=3n-2PL—PH=3*5—2*7=1（5分）

C为复合钱链（2分）

（2）活动构件数n=5,低副数九=7,高副数PH=0（3分）

因此自由度数F=3n-2LP-PrHi=3*5-2*7=1（5分）

F、G为同一个挪移副，存在一个虚约束。（2分）

2.解（共20分）:3

（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

（8分）

（3）计算转臂H的转速

代人及各轮齿数

转臂H的转动方向与齿轮：相同。（10分）

9

3.解(共20分)

(1)计算径向负荷

由力矩平衡FX200—FX300+FX40=0

F=(FX300-F'x40)/200=(2500X3000—1600X40)/200=3430N

F'=F-F=3430—2500=930N(5分)

?2)#算疝向负荷

内部轴向力

S=0.7F=0。7X930=651N

1rl

S=0»7F=0.7X3430=2401N

2rt

djS+F<S,可知轴承1为“压紧”轴承，故有

IX2

F=S—F=2401-1600=801N

2A

F=S=2401N(5分)

n22

(3)计算当量动负荷

轴承1：F/F=801/930=0。86>e：取X=0.41,Y=0.87

nlrl

P=f(XF+YF)=1.2X(0.41X930+0。87X801)=1294N

1prlB1

轴承2：F/F=0.7=e；取X=l,Y=0

M2r2

P=fXF=1。2X3430=4116N

2Pr2

P>P

21

取P=P=4116N计算轴承寿命.(7分)

2

(4)计算轴承寿命

L=(10«/60n)(C/P)«=(10“/(60X960))X(48.1XIO3/4116)，=27706h(3分)

三、设计题(共20分)

此题目灵便性较大，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

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(…)。

A.45号钢B.ZG340-640C.20CrD.38CrMnAIA

2.一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z

10

3.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磨擦力

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721OAC轴承的轴承套圈内径为（…）

A.72B.10C.50D.210

7.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者热膨胀

9.的孔与轴可以是（…）。

A.过盈配合B.间隙配合C.过渡配合D.非配合连接

10.当罗纹公称直径、牙型角、罗纹线数相同时,细牙罗纹的自锁性能比粗牙罗纹的

自锁性能（…）.

A.好B.差C.相同D.不一定

二.填空题（每空1。5分，共30分）

1.采用凸台或者沉头座孔做为螺栓头或者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B20X80GB1096—79中，20X80是表示（

4.滚子链16A—1X88GB/T1243-97的节距为（兀

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

11

的有效利用程度.

11.外力撤销后构件上能彻底消失的变形称为（），不能彻底消失而残留的永

久变形称为（）.

12.在较链四杆机构中，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），至少找出五处或者

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，已知齿轮的转速求齿轮

z1=z4=Gz=oz=20,zv=zv=60,1nI=1440（r/min）,6

的转速（大小及方向）（方向用箭头表示）。

五、已知•正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，齿数乙=20,模数m=2mm,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»=3.5,试计算从动齿轮的儿

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

1.C2.B3.A4.B5.D6.C7.D8.B9.D10.A

1.防止螺栓承受弯矩。2.阶梯轴，固定心轴.3.键宽X键高。4.25o4.

5.。度.6.0.7.双曲柄机构。8.0.9.自由度=原动件数。10.实用功，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者等于其余

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m

12

1G.模数，压力角和螺旋角17.节点，.18.轴径d,轮毅长度.19.弯蛆，扭矩.

20.周期性非周期性。

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：齿轮月油润滑，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

=(-1)

齿轮6的转向与齿轮1的转向相同。如图所示.

五、计和题

解:根据给定的传动比i,可计算从动轮的齿数

z2=iz)=3.5x20=70

己知齿轮的齿数Z2及模数m,由表5-2所列公式可以计算从动轮各部份尺寸。

分度圆直径d2=mz2=2X70=140mm

齿顶圆直径6^=(z2+2ha-)m=(70+2X1)2=144mm

齿根圆直径df=(z2-2ha*-2c-)m=(70-2X1—2X0025)2=135mm

全齿高h=(2h;+c*)m=(2X1+0.25)2=4。5mm

中心距mm

试题六一、填空题(每空1分，共30分)

10机构具有确定运动的条件是自由度F>0日-动件数等T•白由麻F.

2.在曲柄摇杆机构中，以摇行为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线位置时称为

皿」，此时机构的传动角为_工一压力角为

3。在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中_2^_运动规律有刚性冲击；______1E

力皿速U运动规律无冲击。

4。带传动工作时，最大应力发牛在紧边讲入小带轮处.晶大值为

5。带传动的设计准则为：在保证带传动不发生_35勺前提"带具有一定的皿一强

度和使用寿命.

6。一对渐开线齿轮正确啮合条件为：桎痂和笑、压力便和翌.及.齿轮连续啮合

条件为：重优比/十I.

7.图示减速器中，】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工J若希翼蜗轮2和小齿轮3的轴向力能抵消一部份，

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.轴介成心轴.转轴优动

9.代号为7312c的滚动轴承,其类型幺称为侑接触球轴承，内径为

13

60mm.宽度系列代号为0，百杼系列代号为3„

10.罗纹连接中，按其工作原理不同，罗纹防松方法有磨擦防松、机械防松和」比

坏罗纹副关系防松等。

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（1。5分），

它们位于同向来线上（1.5分）。

2.简述闭式齿轮传动的发计准则

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？平健的截面尺寸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匆形成收敛形间隙；（2分）2）

要有