机械设计基础期末复习题集
教师节的诗句-美国乔治亚州
河北工业大学
《机械设计基础》
一、单项选择题(本大题共20小题,每小
题2分,共40分)在每小题列出的四个选项中只有一个选
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—凸轮轴系中,轴4称为( )
A零件
B.机构
C.构件
D.部件
2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动,则称这种运动副为( )
A.转动副 B.移动副 C.球面副
D.螺旋副
3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )
A.分度圆
B.齿顶圆 C.齿根圆 D.基圆
4.机构具有确定相对运动的条件是( )
A.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
5.一般转速的滚动轴承计算准则为( )
A.进行静强度计算 B.进行极限转速计算 C.进行疲劳寿命计算
D.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 C.深沟球轴承
D.圆锥滚子轴承
7.螺纹联接的自锁条件为( )
A.螺纹升角≤当量摩擦角
B.螺纹升角>摩擦角 C.螺纹升角≥摩擦角 D.螺纹升角≥当量摩擦角
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( )
A.
max
min
B.
max
min
2
C.
max
min
min
D.
max
m
max
<
br>min
9.铰链四杆机构的死点位置发生在( )
A.从动件与连杆共线位置 B.从动件与机架共线位置
C.主动件与连杆共线位置 D.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 B.推力球轴承 C.圆柱滚子轴承
D.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( )
A.对称循环 B.脉动循环 C.恒定不变 D.非对称循环
12.在一般机械传动中,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.平型带传动
13.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,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、材料较软、强度较低、需要经常装拆时,宜采用( )
A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接 D.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( )
A.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数Y
FS
值有关的参数是( )
A.工作齿宽b B.模数m C.齿数z D.压力角α
17.齿轮传动中,轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( )
A.齿根部分
B.靠近节线处的齿根部分 C.齿顶部分 D.靠近节线处的齿顶部分
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)
A.m
t1
=m
a2
,
α
t1
=α
a2
,γ=β
B.m
a1
=m
t2
,
α
a1
=α
t2
,γ=β
C.m
t1
=m
a2
,
α
t1
=α
a2
,γ=-β
D.m
a1
=m
a2
,
α
a1
=α
t2
,γ=-β
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的( )
A.疲劳拉断和打滑 B.磨损和胶合 C.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,需加平衡质量的最少数目为________。
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(b×h),一般应根据________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,所以应属于________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σH
1
_____σH2
。
28.蜗杆传动的效率包括三部分,其中起主要作用的是________的摩擦损耗效率。
29.滑动轴承的转速越高,所选用的润滑油粘度越________。
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。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.试分析只受预紧力F′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
每个参数的物理意义。
四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
33.计算图示机构的自由度,若含有复合铰链,局部自由度和虚约束请明确指出。
34.已知一对外啮合标
准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i
12
=3,小齿轮的齿数
z
1
=18。试确定大齿轮的齿数z
2
、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:z
1
=20,
z
2
=40, z
3
=20, z
4
=30, z
5
=80,运动从Ⅰ轴输入,Ⅱ轴
输出,n
Ⅰ
=1000rmin,转动方向
如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速n
Ⅱ
及转动方向。
3
6.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分别为F
r
Ⅰ
=9000N,F
r
Ⅱ
=5000N,其内部轴向力分别为F
S
Ⅰ
=2430N,F
S
Ⅱ
=1350N,传动件作用于轴上的轴向力
F
A
=1000N,判断系数e=0.32,当F
a
F
r<
br>≤e时,X=1,Y=0,当F
a
F
r
>e时,X=0.4,Y=1.
88。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廓线在B
0
点接
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
1
=90°时,从动件走过的位移S
1
;
(2)当从动件尖底与凸轮廓线在
B
2
点接触时,凸轮转过的相应
角度
2
。
说明:(1)不必作文字说明,但必须保留作图线;
(2)S
1
和
2
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错误(不少于7处)。
(注:润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)
《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.A 2.B
3.D 4.A 5.C 6.B 7.A 8.C 9.A
10.C
11.A 12.C 13.B 14.B 15.A 16.C
17.B 18.B 19.D 20.A
二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)
21.受力情况 22.2
23.两者相等 24.相同 25.轴径
26.啮合
27.等于 28.轮齿啮合时 29.大 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
蜗杆为右旋
F
t2
与蜗轮分度圆相切,指向左端
F
t1
与蜗杆分度圆相切,指向右端
F
a1
与蜗杆轴线平行,指向右
F
a2
与蜗轮轴线平行,指向左
32.螺栓受到拉应力σ和扭转剪应力τ的作用
σ=
13.F
2
d
1
4
≤[σ]
σ—拉应力,d
1
—螺栓最小直径,[σ]—许用拉应力。
四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
33.(1)F处为复合铰链,H处(或I处)为虚约束,应除去
(2)计算自由度:
n=6, P
L
=8, P
A
=1
F=3n-2P
1
—P
H
=3×6-2×8-1 =1
34.∵i
12
=
z
2
=3
∴Z
2
=i
12
Z
1
=3×18=54
z
1
∵a=
m
(z
1
+z
2
) ∴m=
2
2a2108
=3mm
z
1
z
2
1854
d
1
=mz
1
=3×18=54mm
d
2
=mz
2
=3×54=162mm
d
a1
=d
1
+2h
a
*
m=54+6=60mm
d
a2
=d
2
+2h
a
*
m=162+6=168
nn
35.这是一个混合轮系:齿轮3、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
H
i
35
n
3
n
H
z
80
5
4
n
5
n
H
z
3
2
0
n
3
n
H
n
4
即
3
n
H
n
H
将n
5
=0代入上式得 =1+4=5 ……………(1)
=-2…(2) 对于1、2齿轮组成的定轴轮系,有 i
12
n<
br>1
z
2
n
40
2
即
1
n
2
z
1
20n
2
n
II
5
n
I
2
联立解(1)、(2)式,并考虑到n
Ⅰ
=n
1
,
n
2
=n
H
,n
3
=n
Ⅱ
得
将n
Ⅰ
=1000rmin代入,得n
Ⅱ
=-2500rmin
负号说明n
Ⅱ
转向与n
Ⅰ
转向相反。
36.轴向力:F
S
Ⅰ
+F
A
=2430+1000=3430N>S
Ⅱ
轴承Ⅰ被放松
F
a
Ⅰ
=F
S
Ⅰ
=2430N
轴承Ⅱ被压紧 F
a
Ⅱ
=F
S
Ⅱ
=3430N
当量动载荷
F
a
Ⅰ
F
r
Ⅰ
=24309000=0.27
Ⅰ
=1 Y
Ⅰ
=0
P
Ⅰ
=X
Ⅰ
F
r
Ⅰ
=9000N
F
a
Ⅱ
F
r
Ⅱ
=34305000=0.686>e
X
Ⅱ
=0.4 Y
Ⅱ
=1.88
P
Ⅱ
=X
Ⅱ
F
Y
Ⅱ
+Y
Ⅱ
F
a
Ⅱ
=0.4×5000+1.88×3430=1267
2.6N
五、设计题(本大题共2小题,每小题7分,共14分)
37.如图所示,正确作出偏距圆,按-ω方向转90°,在图上正确标出S
1
过B
2
点作偏距圆切线,正确标出
2
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同一角度上;
(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。
《机械设计基础》试题二
一、选择
填空题(有7小题,每题2分,共14。在每小题的选项中,只有一项是符
合题目要求的,把所选项的字
母填在题中的横线上)
1.家用缝纫机踏板机构属于_ _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)
D
1
B)
D
2
C)
D
3
D)
D
4
3.设计V带传动时,带轮直径不能太小,是为了限制_ _;
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,如果模数m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)增大或减少, D)不变
5.普通螺纹的公称直径是_
_径;
A)大, B)小, C)中
6.齿轮弯曲强度计算中所用的齿形系数
Y
F
的大小与齿轮的_
_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
二、填空题(有4小题,16个空,每空1分,共16分。把答案填在题中横线上)
8.机构运动简图是____ , ,
的简单图形。
9.6105(旧标准代号105)轴承,精度是_______、内径为__
______、________系列的
___________轴承;
10
.工作中只受弯矩不受转矩的轴叫作______轴,只受转矩不受弯矩的轴叫作
______轴,同时
受弯矩和转矩的轴叫作______轴,自行车的前轴是________轴,中
轴是______轴,
后轴是_____轴;
11.平键联接靠___________________传递转矩,楔键联
接靠___________________
传递转矩,楔键联接的主要缺点是__________
_________________;
三、问答题(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.螺纹联接有哪几种基本类型?它们各适用于什么场合?
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)
15.最大应力
max
值相同,循环特征
r
分别是+1、0、-1的应力,其中
r
=+1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)
16.计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度和虚约束,应指出。
17.不完全液体润滑(混合润滑)径向滑动轴承,
d
=60mm,宽径比
B
d
=1.2,轴承材
料的[
p]=5MPa,[
V
]=3ms,[
pV
]=10MPa
.ms。求当
n
=600rmin时,轴承允许的最
大载荷为多少。
18
.一起重吊钩通过尾部螺纹拧上螺母挂在吊具的孔中(看作松螺栓联接)已知载
荷
Q
=
25kN,吊钩材料为35钢,许用应力[
]=60Nmm
2
,试求吊钩尾
部螺纹的小径。
19.已知V带传动中,最大传递功率
P
=8kW,带的速度
v
=10ms,若紧边拉力
F
1
为松
边
拉力
F
2
的2倍, 此时小带轮上包角
1
=120,求
:(1)有效拉力
F
e
;(2)紧边拉
力
F
1
;(
3)当量摩擦因数
f
ˊ。
六、作图题(有4小题,每题2.5分,共10分)
20.画出普通螺栓联接的结构图;
21.对图所示的机构,用作图法找出滑块C的两个极限位置。
22.画出普通平键A型、B型、C型的形状;
23.按
μ<
br>l
=1mmmm画出模数
m
=10mm,
α
=20°的标准齿
条齿廓,最少三个齿;
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,轴承脂润滑,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①②③…),并按序号简要说明
错误的内容,不必在图中改正。
《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.A 2.B 3.D
4.A 5.A 6.A 7.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
表构件和运动副,并按一定比例绘制各运动副的相对位置,因而能说明机构各
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;
11.挤压,摩擦,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、摩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 螺纹联接的基本类型 适用的场合
1 螺栓普通螺栓联接
两被联接件通孔
联接
铰制孔螺栓联接
两被联接件通孔,且两被联接件需要精确固定相对位置,或承受横向载荷
2 双头螺柱联接
被联接件之一太厚不宜制成通孔,材料又较软,且需经常拆卸
3 螺钉联接
被联接件之一太厚不宜制成通孔,受力不大, 且不需经常拆卸
4 紧定螺钉联接
固定两个零件的相对位置,且力或转矩不大时;也用于调整零件的位置
14.答:内圈,内圈用来和轴
颈装配。外圈,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,从而形成滚动摩擦。保持架,保持架的作用是避免相邻的滚动体直
接接触。
四、改错题(有1小题,每题2分,共2分)
15.答:
r
=+1→
r
=-1
五、计算题(有4小题,分别为6分,8分,8分,8分,共30分)
16.(本小题6分)
B
处存在局部自由度。
F
3
n
2
p
L
p
H
3
62811
17.(本小题8分)
V
dn60600
V
601000601000
F
1
≤
p
;
B12.d12.6072mm
得
Bd
由
p
F
1
≤
p
Bd5726021600N
由
pV
F
2
V≤
pV
得
Bd
107260
22978.7 N22.98 kN
188.
F
2
≤
pV
BdV
所
以轴承允许的最大载荷为
F
1
,F
2
min<
br>,即
F
max
F
1
21.6 kN
18. (本小题8分)解:由松螺栓联接的设计公式得螺纹小径为
4Q425
10
3
d
1
23.033mm
[
]3.1460
19. (本小题8分)解:
有效拉力
F
e
=1000
P
v
=1000×810=800 N (2分)
又知:
F
1
-
F
2
=
F
e
,
F
1
=2
F
2
则紧边拉力
F
1
=2
F
e
=1600 N
(3分)
根据欧拉公式
F
1
e
f
F
2
得 当量摩擦系数<
br>f
=ln(
F
1
F
2
)
α
=ln2(3.14×120180)
=0.6932.0933=0.331 (3分)
六、作图题(有5小题,每题2分,共10分)
20.答:见图1
21.答:见图2
22.答:利用曲柄与连杆共线时,滑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,
与导路的两个交点C
1
和C
2
即可得到滑块C的两个极限
位置,如图3所示
23.答:见图5
24.答:根据齿距
p
=
πm
=3.14×10=31.4mm,齿顶高<
br>h
a
=
m
=10mm,齿根高
h
f
=1.2
5
m
=12.5mm,齿廓压力角
α
=20°画出
的图见图6
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)
25.答:错误处见图
1)键的位置应与齿轮处在同一直线上,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)左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片;
9)两轴承内侧应加封油环;
10)箱体加工面与非加工面未分开;
11)齿轮啮合的画法不对;
12)两齿轮的宽度应不等,B
1
=B
2
+(3~5);
13)右端轴承缺中心线;
14)箱体机座孔的投影线漏画;
15)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。
每指出一处,并正确说明错误内容的,得2分,
超过5个,得满分10
《机械设计基础》试题三
一、选择填空题(有8小题,每题2分,共16。在
每小题的选项中,只有一项是符合题目要
求的,把所选项的字母填在题中的横线上)
1.用于制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为
H1
,
H2
,则存在__;
A)
H1
H2
,B)
H1
H2
,C)
H1
=
H2
4.两个被联接件之一较厚,材料较软,强度较低,且需
要经常装拆时,所用的螺纹联接
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__;
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
2
M
V
M
2
T
中的系数α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)齿数较多, 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__;
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为________;
10.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是________、________;
11.
对钢制闭式齿轮传动,当HB350时,主要失效形式为__________和__________,应按_______________强度设计,并按_________________强度进行校核计
算;
12.直齿标准齿轮的基本参数(用符号表示)是______、______、___
___、______、c
*
;
13.凸轮机构主要由___________、___________和固定机架三个基本构件组成; 14.在铰链四杆机构中,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接,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.螺纹联接的防松方法,按工作原理来分可分为哪几种?要求每一种举一例。
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象。弹性滑动和打滑会引起什么后果?二者都可
以避免吗?
18.铰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)
19.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,9分,8分,共30分)
20.下图为某深沟球轴承的载荷P与寿命L的关系曲线,试求:
1)此轴承的基本额定动载荷C;
2)若轴承当量动载荷P=0.1C,轴承
转速n=1000rmin,轴承寿命L
h
为多少?
21.有一滑动轴承,其轴颈直径d=100mm,Bd=1.4,[p]=8MPa,[V]=3 m
s,
[pV]=15MPa
.
ms,转速n=500rmin,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
d
1
8.376
mm
,中径
d
2
9.026mm
,)的螺钉固定一
牵引钩
。若螺钉材料为Q235钢,屈服极限
S
240MPa
,装配时控制预紧
力(安全系数
.
),考虑摩擦传力的可靠性系数(防滑系数)
K
f
12
取
S
S
16
.
,接合面摩擦因
数
=0.2,求
其允许的牵引力F
R
(取计算直径d
c<
br>=d
1
)。
23.一对外啮合标准直齿圆柱齿轮,已知模数m=2
mm,齿数z
1
=25,z
2
=75。求齿距p,
全齿高h,分度圆
直径d
1
,d
2
,齿顶圆直径d
a1
,齿根圆直径d
f2
,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.按图所示铰链四杆机构中的尺寸,分别确定各机构的名称。
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向力F
a
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)
1.B 2.B 3.C 4.B 5.A 6.B 7.A
8.B
二、填空题(有12小题,16个空,每空1分,共16分)
9.基圆
10.m
1
=m
2
,
α
1
=α
2
;
11.点蚀,轮齿折断,接触,弯曲;
12.z,m,
α
,h
a
*
;
13.凸轮,从动件;
14.曲柄,摇杆,连杆;
三、问答题(有5小题,每题4分,共20分)
15.答:摩擦防松,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,如铆冲,胶粘等
16.答:按一组轴承中10%的轴承发生点蚀失效,而90%的轴承不发生点蚀失效前轴承内外
圈的相对转数(以10
6
为单位)或工作小时数作为轴承的寿命,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10
6
转时,轴承
所能承
受的载荷。
17.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
引起传动比不准,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:
铰链四杆机构的基本型式有三种:曲柄摇杆机构;双曲柄机构; 双摇杆机构
四、改错题(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=45000N 2)
L
h
21.(本小题8分)
16670C
16670C
3
()()16670
h
nP100001.C
B14.d14.100140 mm
FdB
p
1001408112000 N
Vdn(601000)
100500
2.62ms
601000
pV
15p2.62
15
5725
MPa.
2.62
由此得
F5725.10014080150N
所以
p
所以,允许最大工作载荷为80150N。
22.(本小题9分)
许用拉应力
S
S
S
2401.6150 MPa
螺钉数z=2,接缝面数m=1,则所需预紧力
F
K
f
F
R
1.2F
R
3F
R
,
mz0.212
强度条件为
1.3F
4
≤
d
1
2
F
R
≤
d
1
2
41.33
8.37
6
2
150
41.33
2119 N
23.解:由已知条件
齿距
p=
π
m=3.14×2=6.28mm
全齿高
h=2.25m=2.25×2=4.5mm
分度圆直径 d
1
=m
z
1
=2×25=50mm
d
2
=m z
2
=2×75=150mm
齿顶圆直径
d
a1
= d
1
+2m=50+2×2=54mm
齿根圆直径 d
f2
=
d
2
-2.5m=150-2.5×2=145mm
标准中心距 a=(
d
1
+ d
2
)2=(50+150)2=100mm
传动比
i= z
2
z
1
=7525=3
(每个答案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,共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。
《机械设计基础》试题四
一、填空题(每空1分,共20分)
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是表示铰链四杆机构
性质的参数。
7.既受到扭矩又受到弯距的轴称为 。
8.在用范成法加工齿轮时,若被加工齿轮的齿数小于 ,则可能出现根切现象。
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移动的距离是螺旋的
。
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 。
二、计算题(每小题20分,共60分)
1.计算下列结构的自由度,并指出机构中的复合铰链、虚约束。
2.在图示锥齿轮
组成的行星轮系中,各齿轮数
Z
1
20
,
Z
2
=
27
,
Z
2’
=
45
,
Z
340
,
已知齿轮
1
的转速
n
1
=330rm
in
,试求转臂
H
的转速
n
H
(大小与方向)。
2’
2
1
3
3.有一轴用一对46309轴承支承,轴承的基本额定动负载
C
r
=48.1kN
,内部轴向力S=0.7Fr,
已知轴上承力
F
R
=2500N,
F
A
=1600N,轴的转速n=960rmin,尺寸如图所示。若取载荷系数
f<
br>p
=1.2,试计算轴承的使用寿命。
e
X
0.7
1
F
a
F
r
≤e
Y
0
X
0.41
F
a
F
r
>e
Y
0.85
三、设计题(共20分)
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构,可以是水位报
警器、智能防盗系统、电动剃须刀(简单的旋转型除外)、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,自由度计算为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)
1.6 2.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 8.17 9.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(共20分)
(1) 活动构件数n=5,低副数 P
L
=7,高副数P
H
=0 (3分)
因此自由度数
F=3n-2P
L
-P
H
=3*5-2*7=1 (5分)
C为复合铰链 (2分)
(2) 活动构件数n=5,低副数 P
L
=7,高副数P
H
=0 (3分)
因此自由度数
F=3n-2P
L
-P
H
=3*5-2*7=1 (5分)
F、G为同一个移动副,存在一个虚约束。 (2分)
2.解(共20分):
(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
H
i
13
ZZ
n
1
n
H<
br>
23
(8分)
n
3
n
H
Z
1
Z
2
'
(3)计算转臂H的转速
n
H
代入
n
1
330,n
3
0
及各轮齿数 <
br>330n
H
27
0n
40
H
20
45
3306
n
1
H
5
n
H
150rmin
转臂H的转动方向与齿轮1相同。 (10分)
3.解(共20分)
(1)计算径向负荷
F
A
F
r1
S
2
F
R
S
1
F
r2
由力矩平衡 F
r2
×200- F
R
×300+
F
A
×40=0
F
r2
= (F
R
×300-
F
A
×40)200=(2500×3000-1600×40)200=3430N
F
r1
= F
r2
-
F
R
=3430-2500=930N
(2)计算轴向负荷
内部轴向力
S
1
=0.7
F
r1
=0.7×930=651N
S
2
=0.7
F
r2
=0.7×3430=2401N
由S
1
+
F
A
< S
2
,可知轴承1为“压紧”轴承,故有
F
a1
= S
2
-
F
A
=2401-1600=801N
F
a2
=
S
2
=2401N
(3)计算当量动负荷
轴承1:F
a1
F
r1
=801930=0.86>e;取X=0.41,Y=0.87
(5分)
(5分)
P
1
=f
p
(X
F
r1
+Y
F
a1
)=1.2×(0.41×930+0.87×801)=1294N
轴承2:F
a2
F
r2
=0.7=e;取X=1,Y=0
P
2
=f
p
×F
r2
=1.2×3430=4116N
∵ P
2
> P
1
∴
取P=P
2
=4116N计算轴承寿命。
(7分)
(4)计算轴承寿命
6ε63ε
L
h
=(1060n)( C
t
P)= 〔10
(60×960)〕×(48.1×104116)=27706h (3分)
三、设计题(共20分)
此题目灵活性较大,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
一.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.ZG340~640 C.20Cr D.38CrMnAlA
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d
B.模数m C.齿宽b D.齿数z
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摩擦力
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7210AC轴承的轴承套圈内径为(…)
A.72
B.10 C.50 D.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热膨胀
9.
28H7
的孔与
27p6
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
.当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时,细牙螺纹的自锁性能比粗
牙螺纹的自锁性能(…)。
A.好 B.差 C.相同 D.不一定
二.填空题(每空1.5分,共30分)
1.采用凸台或沉头座孔做为螺栓头或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B20X80 GB1096-79中,20X80是表示 ( )。
4.滚子链16A—1X88 GBT 1243-97的节距为( )。
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
( )功在机械中的有效利用程度。
11.外力撤消后构件上能完全消失的变形称为(
),不能完全消失而
残留的永久变形称为( )。
12.在铰链四杆机构中,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z
1
=z
2
=z
4
=z
5
=20,z
3
=z
6
=60,齿轮1的转速n
1
=1440(rmin),求齿轮6的转速(大小及方向)(方向用箭头表示)。
五、已知一正常齿制的标准直齿圆柱齿轮,齿数z
1
=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i=3.5,
试计算从动齿轮的几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
一.选择题
1.C 2.B 3.A 4.B 5.D 6.C 7.D
8.B 9.D 10.A
二.填空题
1.防止螺栓承受弯矩。2.阶梯轴,固定心轴。3.键宽X键高。4.25.4。
5.0度。6.0。7.双曲柄机构。8.0。9.自由度=原动件数。10.有用功,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m
n
大端模数m
16.模数,压力角和螺旋角17.节点,一。18.轴径d,轮毂长度。19.弯矩,扭矩。
20.周期性 非周期性。
三.结构改错题
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:齿轮用油润滑,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
i
12
=
n
1
zz
60X60
2
z
2
z
3
z
5
z
6
=(-1)
36
9
n
6
z
1
z
2z
4
z
5
z
1
z
4
20X20
n
1
1440
160(rmin)
i
12
9
n
6
齿轮6的转向与齿轮1的转向相同。如图所示。
五、计算题
解:根据给定的传动比i,可计算从动轮的齿数
z
2
= iz
1
=3.5× 20 = 70
已知齿轮的齿数z
2
及模数m,由表5-2所列公式可以计算从动轮各部分尺寸。
分度圆直径 d
2
= mz
2
= 2×70 = 140
mm
齿顶圆直径 d
a2
= (z
2
+
2h
a
*
) m = (70+2×1)2=144 mm
齿根圆直径
d
f
= (z
2
- 2h
a
*
-
2c
*
) m = (70-2×1-2×0.25)2=135mm
全齿高
h=(2h
a
*
+c
*
)m = ( 2×1 + 0.25)
2= 4.5 mm
中心距
a
d
1
d
2
m2
(z
1
z
2
)(20
70)90
mm
222
《机械设计基础》试题六及答案
一、填空题
(每空1分,共30分)
1. 机构具有确定运动的条件是
自由度F>0 且 原动件数等于自由度F 。
2.
在曲柄摇杆机构中,以摇杆为主动件,曲柄为从动件,则曲柄与连杆处于共线位置时称
为 死点
,此时机构的传动角为 0°,压力角为 90°。
3.
在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中, 等速 运动规律有刚性冲击;
正
弦加速度 运动规律无冲击。
4. 带传动工作时,最大应力发生在
紧边进入小带轮处 ,最大值为
1
b1
c
。
5. 带传动的设计准则为:在保证带传动不发生 打滑 的前提下,带具有一定的 疲劳
强
度和使用寿命。
6. 一对渐开线齿轮正确啮合条件为: 模数相等 、
压力角相等 及
1
2
,齿
轮连续啮
合条件为:重合度大于1 。
7. 图示减速器中,1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 右旋
,若希望蜗轮2和小齿轮3的轴向力能抵消一部分,
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,可把轴分成 心轴 , 转轴 ,
传动
轴 。
9. 代号为7312C的滚动轴承,其类型名称为
角接触球轴承 ,内径为
60 mm,宽度系列代号为 0 ,直径系列代号为
3 。
10. 螺纹连接中,按其工作原理不同,螺纹防松方法有 摩擦防松 、
机械防松 和 破
坏螺纹副关系防松 等。
6
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 10r
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),
它们位于同一直线上(1.5分)。
2.
简述闭式齿轮传动的设计准则
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?平键的截面尺寸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
面之间必须形成收敛形间隙;(2分)2)
要有一定的相对运动速度,并使润滑油从大口流入,从小口流
出;(2分)3)间隙间要充满具
有一定粘度的润滑油。(2分)
三、分析计算题:(共34分)
1.(8分) 如图示螺栓联接的受力-变形图。若保证残余
预紧力
F
的大小等于
其预紧力F’的一半。求该联接所能承受的最大工作载荷和螺栓所
受的总拉力,
并在图中标出各力。
解:在受力-变形图中标出残余预紧力、预紧力及工
作载荷,(4分)
F
F
F
由图中几何关系可知螺栓连接最大工作载荷为:
F
F=F’ (2分)螺栓所受的总拉力为:
F
0
FFFF'1.5F'3F
(2分)
2.(8分)
计算图中所示机构的自由度数,若该机构存在局部自由度、复合铰链、
虚约束等请在图中指明。
答: 活动构件数:n=7高副数:PL=9
低副数:PH=1 F=3n-2PL-
PH=2(5分)
F处存在局部自由度(1分),E处或E’处存在
虚约束(1分),C处存
在复合铰链(1分)。
4.(10分) 如图所示轮系中,若已知各轮齿数
z
1=
z
2
=
z
4
=
z
5
=20
,
z
3
=40,
z
6
=60,
求
i
1H
的大小, 并说明轮1与转臂H的转向相同还是相反。
解:此轮系为混合轮系,其中定轴轮系传动比:
i
12
1
4
3
2
5
H
n
1
z
2
40
2
(2分)
n
2
z
1
20
周转轮系的转化轮系传动比:
i
25
H
n
2
n
H
z80
(1)
5
4
(3分)
n
5
n
H
z3
20
由于
n
5
0
,故:
n
2n
H
n
4
(1分)得:
2
5
(1分)故:
n
H
n
H
i
1H
i
12
i
2H
n
1
n
2
2510
(2分)轮1与转臂H转向相反 (1分)
n
2
n
H
四、结构题
(12分)
试分析图示齿轮轴轴系结构上的结构错误,在图中编号并指出错误原因。
轴承采用脂润滑。
位置1、两轴承类型一致,角接触轴承应成对使用;
位置2、旋转件和静止件接触;
位置3、齿轮安装轴段的长度应小于齿轮宽度;
位置4、无键槽;
位置5、联轴器轴段无轴向定位,应设计成阶梯轴;
位置6、与轴承内圈配合轴段太长,应设计成阶梯轴;
位置7、机箱体应加凸台以减小加工面积;
位置8、应加调整垫片;
位置9、键槽孔太长;
位置10、缺甩油环;
位置11、轴肩太高,轴承内圈无法拆卸;
位置12、无密封。
《机械设计基础》试题七
一、单项选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分) <
br>在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题
后的括号内。错选
、多选或未选均无分。
1.机器中各运动单元称为( )
A.零件 B.构件
C.部件 D.机件
2.在平面机构中,每增加一个低副将引入( )
A.0个约束 B.1个约束 C.2个约束 D.3个约束
3.曲柄摇杆机构处于死点位置时,角度等于零度的是( )
4.压力角
B.传动角 C.极位夹角 D.摆角
4.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和,则机
构为(
)
A.曲柄摇杆机构 B.曲柄滑块机构 C.双曲柄机构 D.双摇杆机构
5.凸轮机构的从动件选用等速运动规律时,其从动件的运动( )
A.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
6.槽轮机构所实现的运动变换是( )
A.变等速连续转动为间歇转动 B.变转动为移动
C.变等速连续转动为不等速连续转动 D.变转动为摆动
7.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时,宜采用
(
)
A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接
8.普通楔键的工作面是键的( )
A上下表面 B.底面 C.两侧面
D.两端面
9.平带、V带传动传递运动和动力主要是依靠( )
A.带的紧边拉力 B.带的松边拉力
C.带的预紧力 D.带和带轮接触面间的摩擦力
10.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )
A.分度圆 B.基圆
C.齿根圆 D.齿顶圆
11.齿轮传动中,轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( )
A.齿根部分
C.齿顶部分
B.靠近节线处的齿根部分
D.靠近节线处的齿顶部分
12.齿轮传动中的齿面接触应力变化特征可简化为(
)
A.脉动循环变应力 B.对称循环变应力
C.不变化的静应力
D.无规律变应力
13.选择蜗轮材料通常根据蜗杆传动的( )
A.传递功率
B.滑动速度 C.传动比 D.效率
14.在蜗杆传动中,当其它条件相同时,若要提高传动效率,则蜗杆头数应
( )
A.增加 B.减小 C.保持不变 D.或者增加,或者减小
15.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.万向联轴器
C.齿式联轴器 D.弹性套柱销联轴器
16.按承受载荷的性质分类,减速器的低速轴属于( )
A.传动轴 B.心轴
C.转轴 D.钢丝软轴
17.适合于做轴承衬的材料是( )
A.合金钢
B.铸铁 C.巴氏合金 D.非金属材料
18.圆锥滚子轴承,内径100mm,正常宽度,
直径系列为2,公差等级为0级,
游隙组别为0,其代号为( )
A.30220/C0 B.3220/P0 C.30220/P0 D.30220
19.在下列滚动体的滚动轴承中,极限转速最高的是( )
A.球轴承
B.圆柱滚子轴承 C.圆锥滚子轴承 D.球面滚子轴承
20.在机械系统速度波动的一个周期中,( )
A.当系统出现盈功时,系统的运转速度将降低,此时飞轮将储存能量
B.当系统出现盈功时,系统的运转速度将加快,此时飞轮将释放能量
C.当系统出现亏功时,系统的运转速度将加快,此时飞轮将储存能量
D.当系统出现亏功时,系统的运转速度将降低,此时飞轮将释放能量
二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)
请在每小题的空格上填上正确答案。错填、不填均无分。
21.机构具有确定运动的条件是:机构的自由度数目必须与______相等。
22.在曲
柄摇杆机构中,当曲柄等速转动时,摇杆往复摆动的平均速度不同的运
动特性称为______。
23.在棘轮机构中,当摇杆作连续的往复摆动时,棘轮便得到单方向______转动。
24.按照螺纹联接的防松方法,采用弹簧垫圈防松是属于______防松。
25.滚子链传动中,链节距越______,传递的功率越大。
26.在齿轮机构中,______齿轮用于几何轴线相交的两轴之间的传动。
27.通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为______。
28.当载荷平稳,被联接
的两轴安装时能严格对中、工作中又没有相对位移时,
可选用______联轴器。
29.为了保证滑动轴承工作时的润滑,不产生过度的磨损,应限制轴承的______。
30.若机械主轴的最大角速度为ω
max
=25.5rad/s,平均角速度为 ω
m
=25rad/s,
则其速度不均匀系数δ=______。
三、分析题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)
31.已知在某二级直齿锥齿轮—斜 齿圆柱齿轮传动中,1轮为驱动轮,3轮的螺
旋线方向为右旋,如题3l图所示。为了使Ⅱ轴轴承上所受 的轴向力抵消一部分,
试确定各轴的转动方向,各轮轴向力F
a
1
、F
a
2
、F
a
3
、F
a
4
的方向及齿轮4 的螺旋线
方向,并标在题3l图中。
32.题32图所示刚性联轴器,螺栓孔分布 圆直径为D,其传递的扭矩为T,若使
用M16的普通螺栓(其螺纹小径为d
1
),联 轴器接合面的摩擦系数为μ,可靠性系
数为K,螺栓材料的许用应力为[σ]。问至少需要多少个螺栓才 能满足联接的要
求?螺栓个数用z表示。
四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
33.计算题33图所示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束,
请明确指出。
34.已知一对正常齿渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动,其齿数z
1
=25,压力
*
角α=20°,
h
a
=1,
c
*
=0.25,中心距
a
=200mm,传动比
i
12<
br>=3。试求两轮的模数
m;齿数z
2
;分度圆直径d
1
、d<
br>2
;齿顶圆直径d
a
1
、d
a
2
;齿根圆直
径d
f
1
、d
f
2
。
35.题35图所示轮系中
,各轮齿数为:
z
1
=20,
z
2
=38,
z3
=18,
z
4
=42,
z
4
=2
4,
z
5
=36,
又A轴和B轴的转速分别为
n
A
=350r/min,
n
B
=-400r/min,转向如题35图所示。
试
求C轴的转速n
C
的大小和转向。
36.一对7207AC轴承,外圈宽
边相对安装。已知两轴承的径向载荷F
rI
=5000N,
F
rⅡ
=
4500N,外加轴向载荷F
A
=2600N,方向如题36图所示。判别系数e=0.68,
当
F
a
/F
r
≤e时,X=l,Y=0;当F
a
/F
r
>e时,X=0.41,Y=0.87,内部轴向力F
s
=0.68F
r
。
试画出两轴承内部轴向力F
s
的方向,并计算轴承的当量动载荷
P
I
、P
Ⅱ
。
五、设计题(本大题共2小题,每小题7分,共14分)
37.在题37图所示的凸轮机构中,
(1)画出基圆、偏距圆、理论廓线;
(2)画出从动件在图示位置时的压力角α、位移s。
(α和s只需在图上标出,不必度量出数值)
38.题38图所示轴系结构,按示
例①所示,编号并指出其他错误(不少于7处)。
(注:不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)
。
示例:①-缺少调整垫片
《机械设计基础》试题八
一.单项选择题(每小题1分,共12分)
1.已知:l
AB
=25mm、lBC
=55mm、l
CD
=40mm、l
AD
=50mm
那么右图所示机构是( )。
C
A 双曲柄机构
B
曲柄摇杆机构
C 双摇杆机构
A
D
D 导杆机构
2.凸轮从动件作等加速等减速运动时其运动始末( )。
A 有刚性冲击
B 没有冲击
C 既有刚性冲击又有柔性冲击 D 有柔性冲击
3.滚子链的标记:20A-2X60 GBT1243-1997中的“60”表示(
)。
A 滚子链的长度是60cm。
B 滚子链所用链轮的分度圆直径是60mm。
C 滚子链链号为60。
D 滚子链共有60个链节。
B
4.带传动最大应力发生在如图所示的( )。
A
A松边绕出主动轮的A点
B松边绕上从动轮的B点
C紧边绕出从动轮的C点
D紧边绕上主动轮的D点
D
C
5.普通螺纹的公称直径是指螺纹的( ) 。
A.大径
B.小径 C中径 D.外螺纹与内螺纹不同
6.渐开线齿轮齿顶圆的压力角(
)。
A 小于分度圆压力角 B 大于分度圆压力角
C
等于分度圆的压力角 D 不确定
7.一个低副引入的约束数为(
)。
A 1个约束 B 2个约束 C 3个约束 D 4个约束
8.高副是指两构件之间是()
A 移动副接触 B 转动副接触
C面接触 D点、线接触
9.渐开线齿轮的标准压力角为( ) 。
A 20° B 30° C 60° D 40°
10.为了保证v带与带轮的槽面很好的接触,则V带带轮的轮槽角( )。
A
≤40° B ≥ 40° C <40° D >40°
11.齿轮传动的中心距大于标准中心距时,其传动比( )。
A 增大 B
减小 C 不变 D 不确定
12.渐开线齿轮基圆上的压力角( )。
A 是10°B 是0°C
大于分度圆上的压力角D 大于零但小于分度圆上的压力角
二.填空题(每空1分,共22分)
1.机构具有确定运动的条件是其自由度数________________________。 <
br>2.四杆机构有一个曲柄存在的充分必要条件是最短杆与最长杆的长度之和
__________
__其他两杆长度之和且__________________。
3.列举两种间歇机构_________;_________。
4.渐开线直齿圆柱齿轮
的正确啮合条件是______________和______________。
5.齿轮要连续传动,其重合度ε_______。
6.V带传动时,其横截面上产生三种应力,即拉应力,_______和_______。
7.摇杆的返回速度大于其工作行程速度的特性称为___________,用___________
系数来衡量。其值的大小取决于___________。
8.以凸轮轮廓的最小向径r
b
为半径所作的圆称为 ___________。
9.螺纹副的自锁条件为___________。
10.齿轮传动的五种主要失效是___
______;_________;_________;_________;
_________
____。
11.带传动的两种失效形式是_________,_________。
三.判断题(判断下列每小题的正误。正确的在题后括号内打“√”;错误的打
“×”
。每小题1分,共13分)
1.模数有如照相镜头的放大倍数,当齿数一定时,模数愈大,则齿轮的
几何尺
寸就愈大,当然齿轮的强度也愈大。( )
2.每个作平面运动的独立构件均有2个自由度。( )
3.渐开线的形状取决于基圆。基圆越大,渐开线越平直。( )
4.标准正常齿的齿顶高系数h
a
*
=0.8. ( )
5.标准正常齿轮其齿形渐开线能延伸至基圆以内。( )
6.角接触轴承既使受纯径向载
荷,也会产生轴向分力。故角接触轴了必须成对
使用,以抵消其内部轴向力。( )
7.行程速比系数K取决于极位夹角,极位夹角θ越大,行程速比系数K越小。
(
)
8.当齿面硬度≥350HBS时,该齿轮称为软齿面齿轮( )
9.渐开线齿轮上任一点的受力方向线一定与基圆相切( )
10.轴承7203的内径是15mm。( )
11.设计滚子链时,应避免采用奇数链节数(
)
12.链传动为具有中间挠性件的啮合传动,能获得正确的平均传动比和瞬时传
动比(
)
13.曲柄摇杆机构中,如果以摇杆为原动件,就象缝纫机脚踏机构,此机构有止
点位置。( )
四.简答题(每题4分,共12分)
1.说明斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件。
2.说明带传动的弹性滑动和打滑区别。
3.图示为一直齿锥齿轮一斜齿圆柱齿轮减速器
,已知1轮为主动轮,其转动方向
如图所示。为使II轴上2、3轮的轴向力能相互抵消一部分,要求:
确定3、4
轮的螺旋线方向。(在图上直接标出)
II III
1
I
3
2
4
五.计算题(共41分)
1.计算
下图所示机构的自由度,指出局部自由度、复合铰链和虚约束,并说明
机构运动是否确定(标有箭头的构
件为原动件)。(7分)
凸轮与大齿轮固联成一构件
2.设计一对外啮合的标准
直齿圆柱齿轮传动,要求传动比i=n
1
n
2
=Z
2
Z1
=85,
安装中心距a=78mm。若根据强度要求,取模数m=3mm。采用标准齿形
,齿顶
高系数h
a
*
=1,试确定这对齿轮的齿数Z
2
,Z
1
,并计算这对齿轮的各部分尺寸d、
d
b
、d
a
、d
f
、h
a
、h
f
、h
、p 、s 、e 。(cos20
0
=0.94; π=3.14)(14分)
3.(10分)图示轮系中为一手摇提升装置,已知Z
1
=20,
Z
2
=50, Z
3
=15, Z
4
=30,
Z
5
=1,
Z
6
=40, Z
7
=18,
Z
8
=52,求:
(1) 传动比i
18
1
2
(2) 若手柄按图示方向旋转(即轮1的方向)则重物是
上升还是下降
?(画箭头说明各轮转向及重物运
3
动的方向)
5
8
4.(10分)如图所示为一尖顶对心直动从动件盘形
4
凸轮,已知凸轮为一以C为圆心的圆盘,绕A出旋
6
7
转,要求:
(1)在图上画出工作轮廓的基圆半径r
b
和行程h.
(2)写出推程运动角δ1、远休止角δ2、回程运动
角δ3和近休止角δ4的数值;
(3)每30
0
取一等分点,画出从动件的位移线图。
S
A
C
0
δ
《机械设计基础》试题九
一.
填空题(每空格1分,共30分)
1. 在铰链四杆机构中,双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和
其
余两杆长度之和。
2.
确定凸轮基圆半径的原则是在保证
α
max
≤[
α
]条件下,
。
3. 一对齿轮传动中,大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是 等的。
4. 在设计V带传动时,V带的型号是根据 和 选取的。
5. 对于两级斜齿圆柱齿轮传动,应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向 。
6. 滚动轴承主要失效形式是 和 。
7.
在蜗杆传动中,一般蜗杆头数取Z
1
= ,蜗杆头数越少,自锁性越 。
8. 普通螺纹联接承受横向外载荷时,依靠 承载,螺栓本身受
_____________作用,可能的失效形式为 。
9.
平键联接中, 面是工作面,楔形键联接中, 面是工作面。
10. 对于闭式软齿面齿轮传动,主要按 强度进行设计,而按
强度进行
校核。
11. 蜗杆传动发热计算的目的是防止 而产生齿面
失效。
12. 带传动中,带上受的三种应力是 应力, 应力和
应
力。最大应力发生在 。
13. 链轮的转速 ,节距 ,齿数
,则链传动的动载荷就越大。
14. 轴上的键槽通常采用 加工方法获得。
15. 联轴器和离合器均可联接两轴,传递扭矩,两者的区别是 。
16. 验算非液体摩擦滑动轴承的pv值是为了防止
;验算轴承速度v
是为了防止 。
二.
判断题(正确的在题后括号内划“√”,错误的划“×”,每小题1分,共
15分)
1. 一个平键联接能传递的最大扭矩为T,则安装一对平键能传递的最大扭矩为2T。
( )
2. 在铰链四杆机构中,如果以最短构件为机架,则可能存在一个曲柄。 (
)
3. 硬齿面齿轮只可能产生轮齿折断,不会产生齿面点蚀。 (
)
4. 矩形螺纹用于传动,而普通三角螺纹用于联接。
( )
5. 对于只有一个圆销的外槽轮机构,槽轮的运动时间一定小于静止的时间。(
)
6. 滚动轴承内座圈与轴颈的配合,通常采用基轴制。 (
)
7. 适用于高速运动的凸轮机构从动件运动规律为余弦加速度运动。 ( )
8.
在螺纹联接中,采用加高螺母以增加旋合圈数的办法对提高螺栓的强度并没有多少作
用。
( )
9. 在多根三角带传动中,当一根带失效时,应将所有带更换。 (
)
10. 减速器输入轴的直径应小于输出轴的直径。
( )
11. 维持边界油膜不遭破坏是非液体摩擦滑动轴承的设计依据。
( )
12.
一对齿轮圆柱若接触强度不够时,应增大模数;而齿根弯曲强度不够时,则要加大分度
圆直径。
( )
13. 实际的轴多做成阶梯形,主要是为了减轻轴的重量,降低政治制造费用。(
)
14.
蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使传动效率降低,蜗
杆刚度提高。
( )
15.
链传动中,当主动链轮匀速转动时,链速是变化的,但链传动的平均传动比恒定不变。
( )
三.
问答题(共40分)
1.
带传动为什么要限制小带轮的最小直径、最大传动比和带的根数?(10分)
2.
轴按受载情况分类有哪些形式?自行车的前轮轴、中轴和后轮轴各属于什么
轴?(10分)
3. 导向平键和普通平键各适用于什么场合,可能出现的失效形式是什么?其尺
寸宽度b、高
度h、长度l如何确定?(10分)
4.
什么叫硬齿面齿轮?什么叫软齿面齿轮?各适用于什么场合?(10分)
四.
选择题(每小题1分,共15分)
1. 下面那种情况下,存在死点 。
A、双曲柄机构; B、对心曲柄滑块机构,曲柄主动;
C、曲柄摇杆机构,曲柄主动; D、曲柄摇杆机构,摇杆主动。
2.
最适合凸轮高速运转的从动件运动规律是 。
A、等速运动;
B、等加速运动与等减速运动;
C、简谐运动; D、摆线运动。
3. 蜗杆传动中,作用在蜗轮上的三个啮合力,通常以 为最大。
A、圆周力F
t2
; B、径向力F
r2
;
C、轴向力F
a2
。
4. 带传动采用张紧轮的目的是 。
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、调节带的初拉力。
5. 下列零件的失效形式中, 不属于强度问题。
A、滑动轴承的轴瓦发生胶合; B、齿轮的齿面发生疲劳点蚀;
C、平键联接中的侧面挤压; D、滚动轴承滚道的塑性变形。
6. 齿轮传动中,轮齿的齿面疲劳点蚀,通常首先发生在 。
A、靠近齿顶处; B、靠近齿根处;
C、靠近节线的齿顶处;
D、靠近节线的齿根部分。
7. 一对相啮合的圆柱齿轮
z
2
z
1
,b
1
b
2
,其接触应力的大小是 。
A、
H1
H2
;B、
H2
H1
;C、
H1
H2;D、可能相等,也可能不相等。
8. 在良好的润滑和密封情况下,滚动轴承的主要失效形式是
。
A、塑性变形; B、胶合; C、磨损; D、疲劳点蚀。
9. 当轴上安装的零件要承受轴向力时,采用 来轴向定位,所受的轴向力
较大。
A.圆螺母; B.紧定螺钉; C.弹性挡圈; D.楔形键。
10.
在圆柱螺旋弹簧中,弹簧旋绕比是 之比。
A、弹簧线径d与中径D;
B、自由长度H
0
与弹簧线径d;
C、弹簧中径D与弹簧线径d;
D、弹簧外径D
2
与弹簧线径d。
11.
在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴相对位移以及可缓和冲击、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、弹性柱销联轴器。
12. 用于薄壁零件联接的螺纹,应采用 。
A、三角形细牙螺纹;
B、梯形螺纹;
C、锯齿型螺纹; D、多线三角形粗牙螺纹。
13. 闭式软齿面齿轮传动设计中,小齿轮齿数的选择应 。
A、以不根切为原则,选少些; B、选多少都可以;
C、在保证齿根弯曲强度前提下,选多些。
14.
受不变载荷作用的心轴,轴表面某固定点的弯曲应力是 。
A、静应力;
B、 脉动循环变应力;
C、对称脉动循环变应力; D、非对称脉动循环变应力。
15. 链传动中,链节数取偶数, 链轮齿数取奇数,最好互为质数,其原因
是
。
A 、链条与链轮轮齿磨损均匀; B、工作平稳;
C、避免采用过渡链节;
D、具有抗冲击力。
五.
分析及计算题(共40分)
1.(10分)图中所示轴
承中,采用一对角接触球轴承(轴承的附加轴向力的计算
式为S=0.7R),轴承的径
向载荷分别为R
1
=15000N,R
2
=7000N,作用在轴上
的轴向外加载荷Fa=5600N,46312型轴承的e=0.68,当轴承的轴向载荷与径
向载荷之
比AR>e时,X= 0.41,Y= 0.87, f
p
=1,试计算:
(1)两个轴承的轴向载荷A
1
、A
2
;
(2)两个轴承的当量动载荷P
1
、P
2
。
S
1
F
a
R
1
R
2
第1题图
S
2
2.(10分)如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。
1)小圆柱齿轮主动时,画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。
2)从轴承和轴受力情况分析,这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理?
为什么?
3)按图示方案设计完成后,如果误将蜗杆减速器放在高速级,而负载功率
及转速均不变,分析可能会
出现什么问题?
1—电动机 2、4—联轴器
3—斜齿圆柱齿轮减速器 5—蜗杆减速器
第2题图
3.(10分)受轴向力
紧螺栓联接的螺栓刚度为C
1
=400000Nmm,被联接件刚度
为C
2<
br>=1600000Nmm,螺栓所受预紧力F
′
=8000N,螺栓所受工作载荷
F=4000N。要求:
1)按比例画出螺栓与被联接件变形关系图(比例尺自定);
2)用计算法求出螺栓所受的总拉力F
0
和剩余预紧力F〞。
4.(10分
)某单根V带传动,已知小轮包角
α
1
=150°,若带与带轮间的当量摩
擦
因素
μ
ν
=0.5,张紧力F
0
=280N,带速υ=7ms,若不
计离心力影响,试求
该传动所能传递的最大功率P。
六.
结构设计题(10分)
指出图上的错误并改正。(用图表示或用文字解释均可)
《机械设计基础》试题十
一.填空:
1.机构具有确定运动的条件是:___________________。
2.在轴的初步计算中,轴的直径是按____来初步确定的。
3.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_________为死点位置。
(A)曲柄与连杆共线 (B)摇杆与连杆共线 (C)不存在
4.凸轮机构基圆半
径越_________,压力角越_________,机构传动性能
越好。
5.凸轮机构中的压力角是指_________间的夹角。
(A)
凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向。
(B) 凸轮上的接触点的法线与从动件的运动方向。
(C) 凸轮上的接触点的切线与从动件的运动方向。
6.键B18*50的含义是_____________________。
7.普通平键的三种形式为_____,_____,_____。
8.设计键联接的几项内
容是:A:按轮毂宽度选择键长,B:按要求选择
键的类型,C:按轴的直径选择键的剖面尺寸,D:对
联接进行必要的
强度校核。
在具体设计时,一般顺序是_____________________。
9.螺纹的公称
直径是指它的_____。M16*2的含义是
_____________________。
10. 用于薄壁零件联接的螺纹,宜采用_________。(A)梯形螺纹
(B)
三角形细牙螺纹 (C)三角形粗牙螺纹
11.某调整螺旋,采用双线粗牙螺纹,螺距
为3mm,为使螺母相对螺杆沿
轴向移动12mm,螺杆应转_____圈。
(A)3
(B)2 (C)4 (D)2.5
12.国标规定,三角带有___________七种类型
,代号B2280表示
_____________。
13.带传动主要依靠___________来传递运动和动力的。
(A)
带和两轮接触面之间的正压力 (B)带的紧边拉力
(C)带和两轮之间接触面之间的摩擦力(D)带的松边力
14.
工作条件与型号一定的三角带,其寿命随小带轮直径的增大而__。
(A)增大 (B)减小
(C)无影响
15.三角带横截面为等腰梯形,夹角为40度,则设计三角轮带时,轮槽
夹角为__。
(A) 40度 (B)>40度 (C)<40度
16.带传动的主动轮直径d1
=180mm,转速n
1
=940rpm,从动轮直径
d
2<
br>=710mm,转速n
2
=233rpm,则弹性滑动系数为ε__。
17.
为使三角带传动种各根带受载均匀,带的根数不宜超过__根。
(A)4 (B)6 (C)2
(D)10
18.渐开线齿廓形状取决于_________大小。
19.渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件为:____________。
20.齿轮传动的标准安装是指_______________。
21.齿轮传动的重合度
越大,表示同时参加啮合的轮齿数目_______,齿
轮传动越____________。
22.仿形法加工齿轮,根据被加工齿轮的____________选择刀号。
23.滚动轴承“6312”的含义是____________。
24.滚动轴承的额定动载荷是指____________。
25.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劳点蚀。
(c) 保持架破坏
(d) 滚道磨损。
二 判断正误(10分)
1.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。( )
2.普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。 (
)
3.带传动中弹性滑动现象是不可避免的。 (
)
4. m,α,ħa*,c*都是标准的齿轮是标准齿轮。
( )
5.工作中转动的轴称为转轴。
( )
三 简要回答:(4X5分)
1.
绘制下列机构图示位置的压力角。
2.
在螺旋升角,摩擦系数相同的情况下,试比较三角形,梯形,矩形
螺纹的自锁性和效率(简述理由)。
3. 为什么要限制标准齿轮的最少齿数?
4.
在选择大小齿轮材料及热处理方法时,应考虑一个什么问题,为什么?
四 计算题:(20分)
(7分)1.计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定的运动。
(13分)2.图示轮系,已知Z
1
=3
0,Z
2
=20,Z
2
`=30,`Z
3
=74,且已知n
1
=100
转分。试求n
H
。