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、判断题（每题1分，共10分）1.从制造角度看，机械的最小制造单元是构件；从运动角度看，最小运动单元是零件。答案错误2.虚约束对机构运动不起独立限制作用，因此设计机构时可以根据需要随意设置虚约束，无需考虑加工安装精度。答案错误3.曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，机构会在曲柄与连杆共线的位置出现死点。答案正确4.凸轮机构的压力角越大，机构的传力性能越好，传动效率越高。答案错误5.普通三角形螺纹的自锁性能优于矩形螺纹，因此被广泛应用于螺纹连接。答案正确6.V带传动中，打滑是由带的弹性变形和紧松边拉力差引起的，是传动中不可避免的固有现象。答案错误7.直齿圆柱齿轮传动中，齿面点蚀通常首先出现在靠近节线的齿根面上。答案正确8.定轴轮系中，惰轮（过轮）既可以改变传动比的大小，也可以改变从动轮的回转方向。答案错误9.滚动轴承的基本额定动载荷是指轴承的基本额定寿命为106答案正确10.轴按承受载荷性质分类，既承受弯矩又承受转矩的轴称为传动轴。答案错误二、单项选择题（每题2分，共30分）1.两个构件直接接触并能产生一定相对运动的活动连接称为（）。A.运动副B.构件C.零件D.机构答案A2.计算平面机构自由度时，不属于需要特殊处理的情况是（）。A.局部自由度B.虚约束C.复合铰链D.运动副间隙答案D3.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于等于其余两杆长度之和，且以最短杆为机架，则该机构为（）。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.曲柄滑块机构答案B4.凸轮机构中，从动件的运动规律主要取决于（）。A.凸轮的转速B.凸轮轮廓曲线的形状C.从动件的端部结构形式D.凸轮的基圆半径答案B5.下列螺纹类型中，传动效率最高的是（）。A.三角形螺纹B.梯形螺纹C.矩形螺纹D.锯齿形螺纹答案C6.普通受拉螺栓连接承受横向外载荷时，螺栓杆主要承受的载荷是（）。A.剪切力B.挤压力C.预紧产生的拉应力D.弯曲应力答案C7.V带传动设计中，限制小带轮最小基准直径的主要目的是（）。A.减小带的弯曲应力B.防止传动打滑C.降低带轮制造难度D.限制传动比范围答案A8.带传动正常工作时，无法保证准确传动比的根本原因是（）。A.带的弹性滑动B.带的打滑C.带的长期磨损D.带的初拉力不足答案A9.渐开线齿廓的形状取决于（）的大小。A.模数B.齿数C.分度圆压力角D.基圆半径答案D10.一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（）。A.两轮模数相等，分度圆压力角相等B.两轮齿数相等C.两轮基圆半径相等D.两轮分度圆直径相等答案A11.闭式软齿面齿轮传动最主要的失效形式是（）。A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面磨粒磨损D.齿面胶合答案B12.平行轴定轴轮系中，外啮合圆柱齿轮的对数为奇数时，首末两轮的转向（）。A.相同B.相反C.与齿数相关D.无法确定答案B13.下列轴的类型中，工作时只承受转矩、不承受弯矩或承受很小弯矩的是（）。A.转轴B.心轴C.传动轴D.挠性钢丝轴答案C14.滚动轴承代号6208对应的轴承内径尺寸为（）。A.8mmB.40mmC.208mmD.80mm答案B15.下列联轴器中，能够补偿两轴间的综合位移，同时具有缓冲减振能力的是（）。A.凸缘联轴器B.套筒联轴器C.弹性柱销联轴器D.十字滑块联轴器答案C三、填空题（每空1分，共10分）1.平面机构中，两个构件通过面接触组成的运动副称为____，通过点或线接触组成的运动副称为____。答案低副；高副2.曲柄摇杆机构的行程速比系数K与极位夹角θ有关，当K______1时，机构具有急回特性。答案大于（或>）3.普通螺纹连接的自锁条件为螺纹升角______当量摩擦角。答案小于（或≤）4.V带传动工作时，带截面上产生的应力由拉应力、______和离心拉应力三部分组成。答案弯曲应力5.渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件是重合度______1。答案大于等于（或≥）6.按照工作原理分类，离合器主要分为______和摩擦式两大类。答案啮合式7.轴的结构设计中，轴上零件周向固定的常用方法有______、花键连接、过盈配合等（写出一种即可）。答案平键连接（或键连接，合理即可）8.滚动轴承是标准件，因此轴承内圈与轴的配合采用______制，外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。答案基孔9.行星轮系与定轴轮系的根本区别在于行星轮系中存在轴线______的行星轮。答案运动（或不固定、绕其他固定轴线回转）10.凸轮机构中，从动件在推程阶段所受法向驱动力方向与从动件运动方向之间所夹的锐角称为______，是衡量凸轮机构传力性能的重要参数。答案压力角四、简答题（每题5分，共20分）1.简述铰链四杆机构中死点位置的产生原因，以及生产实践中克服死点的常用措施。答案（1）产生原因（2分）：当机构从动件的传动角为0∘①安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死点位置，如缝纫机的大带轮兼具飞轮作用；②采用机构错位排列，如多缸内燃机将各缸曲轴错列布置，使各机构死点位置相互错开；③采用机构组合方式，利用对称结构抵消死点的阻滞作用。2.简述带传动中弹性滑动与打滑的核心区别，以及二者对传动的影响。答案（1）核心区别（3分）：弹性滑动是由于带的弹性变形和紧、松边拉力差引起的，是带传动的固有特性，不可避免；打滑是由于外载荷超过带与带轮间的最大临界摩擦力引起的，属于过载失效形式，通过合理设计和维护可以避免。（2）传动影响（2分）：弹性滑动会导致传动比不准确、传动效率降低、带温升高和磨损；打滑会造成带的严重磨损，导致传动失效，但打滑可起到过载保护作用，避免传动系统中薄弱零件损坏。3.简述闭式齿轮传动的设计选择准则。答案闭式齿轮传动的设计准则根据齿面硬度分类确定：①软齿面闭式传动（齿面硬度≤350HBS）：主要失效形式为齿面疲劳点蚀，设计时先按齿面接触疲劳强度计算确定主要参数，再校核齿根弯曲疲劳强度（2分）；②硬齿面闭式传动（齿面硬度>350HBS）：主要失效形式为轮齿疲劳折断，设计时先按齿根弯曲疲劳强度计算确定主要参数，再校核齿面接触疲劳强度（2分）；③高速大功率闭式齿轮传动，除上述强度计算外，还需额外校核齿面抗胶合能力（1分）。4.简述轴系结构设计中，轴上零件轴向固定的常用方法（至少列举4种）及适用场景。答案常用轴向固定方法及适用场景如下（答出4种即可得满分）：①轴肩/轴环：结构简单，定位可靠，可承受较大轴向力，是应用最广泛的轴向定位方式；②套筒：用于轴上间距较小的两个零件之间的定位，无需在轴上开沟槽，可减少应力集中；③圆螺母：用于轴上间距较大或轴端的零件固定，可承受较大轴向力，需配合止动垫圈实现防松；④轴端挡圈：用于轴端零件的固定，结构紧凑，可承受中等大小的轴向力；⑤弹性挡圈：装拆方便，结构简单，仅适用于轴向力较小的零件定位。五、计算与分析题（共30分）1.（8分）某平面机构的构件连接关系如下：构件1为机架；构件2为凸轮原动件，与机架以转动副连接；构件3为滚子，铰接在摆杆（构件4）端部，与凸轮轮廓形成高副接触；构件4与机架以转动副连接，同时与连杆（构件5）以转动副连接；构件5同时与摆杆4、滑块（构件6）在C点铰接；构件6沿机架的水平导路形成移动副；机构中额外设置了滑块（构件7）与构件4固连，沿机架上与构件4铰接点运动轨迹完全重合的圆弧导路移动，为虚约束结构。已知机构原动件数为1，试计算该机构的自由度，明确指出机构中的局部自由度、复合铰链、虚约束，并判断机构是否具有确定的运动。答案（1）特殊结构识别（每点2分，共6分）：①局部自由度：滚子3绕自身铰接轴的独立转动，不影响其他构件的运动，计算时将滚子与摆杆4视为固连整体，去除1个活动构件；②复合铰链：C点为摆杆4、连杆5、滑块6共3个构件铰接，转动副数量为3−③虚约束：滑块7及配套圆弧导路，因导路轨迹与构件4上铰接点的运动轨迹完全重合，对机构运动无额外限制，计算时去除该构件及对应运动副。（2）自由度计算（1分）：活动构件数n=4（凸轮2、摆杆4、连杆5、滑块6，已去除局部自由度构件和虚约束构件）；低副数PL=52.（10分）某定轴轮系传动系统，已知各轮齿数：z1=20，z2=40，z3=25（1）轮系总传动比i16（2）蜗轮的输出转速n6（3）判断蜗轮的转动方向。答案（1）总传动比计算（3分）：定轴轮系总传动比等于各对啮合齿轮从动轮齿数乘积与主动轮齿数乘积的比值，即i（2）蜗轮转速计算（3分）：n（3）转动方向判断（4分）：轮1顺时针转动，经1-2外啮合后，轮2所在轴逆时针转动；轮3与轮2同轴，同方向逆时针转动，经3-4外啮合后，蜗杆轴（轮4、蜗杆5同轴）顺时针转动；右旋蜗杆采用右手法则判断：右手四指沿蜗杆转动方向握住蜗杆，大拇指指向蜗杆轴向力方向，蜗轮在啮合点的圆周力方向与大拇指指向相反，因此蜗轮从自身轴端观察为逆时