机械设计基础考试试题及答案

0《机械设计基础》考试时间：2014年11月24日9：00-10：40一、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)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(B)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(D)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)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(C)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(B)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)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(C)A.maxminB.maxmin2C.maxminmD.maxminmaxmin9.铰链四杆机构的死点位置发生在(A)1A.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(C)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)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(C)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(B)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(B)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)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YFS值有关的参数是(C)A.工作齿宽bB.模数mC.齿数zD.压力角α17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在(B)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(B)（注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）A.mt1=ma2,αt1=αa2,γ=βB.ma1=mt2,αa1=αt2,γ=βC.mt1=ma2,αt1=αa2,γ=-βD.ma1=ma2,αa1=αt2,γ=-β19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是(D)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)2A.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受力情况。22.对于动不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数目为2。23.摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为两者相等。24.在内啮合槽轮机构中，主动拨盘与从动槽轮的转向相同。25.普通平键的剖面尺寸(b×h)，一般应根据轴径按标准选择。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，所以应属于啮合传动。27.在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是σH1=σH2。28.蜗杆传动的效率包括三部分，其中起主要作用的是齿轮啮合时的摩擦损耗效率。29.滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度越大。30.联轴器型号是根据计算转矩、转速和轴径从标准中选取的。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。3四、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i12=3,小齿轮的齿数z1=18。试确定大齿轮的齿数z2、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：z1=20,z2=40,z3=20,z4=30,z5=80，运动从Ⅰ轴输入，Ⅱ轴输出，nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。436.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FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N，其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时，X=1,Y=0,当Fa/Fre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B0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S1；(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2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)S1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。)5《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.C11.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)21.受力情况22.223.两者相等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Ft2与蜗轮分度圆相切，指向左端Ft1与蜗杆分度圆相切，指向右端Fa1与蜗杆轴线平行，指向右Fa2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=13412.Fd≤［σ］σ—拉应力，d1—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,PL=8,PA=1F=3n-2P1—PH=3×6-2×8-1=134.∵i12=zz21=3∴Z2=i12Z1=3×18=54∵a=m2(z1+z2)∴m=22108185412azz=3mmd1=mz1=3×18=54mmd2=mz2=3×54=162mm6da1=d1+2ha*m=54+6=60mmda2=d2+2ha*m=162+6=168nn35.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i42080355335zznnnnHHH将n5=0代入上式得nnnHH34即nnH3=1+4=5……………(1)对于1、2齿轮组成的定轴轮系，有i12122140202nnzz即nn12=-2…(2)联立解(1)、(2)式，并考虑到nⅠ=n1,n2=nH,n3=nⅡ得nnIII52将nⅠ=1000r/min代入，得nⅡ=-2500r/min负号说明nⅡ转向与nⅠ转向相反。36.轴向力：FSⅠ+FA=2430+1000=3430NSⅡ轴承Ⅰ被放松FaⅠ=FSⅠ=2430N轴承Ⅱ被压紧FaⅡ=FSⅡ=3430N当量动载荷FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27eXⅠ=1YⅠ=0PⅠ=XⅠFrⅠ=9000NFaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686eXⅡ=0.4YⅡ=1.88PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N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S1过B2点作偏距圆切线，正确标出2角738.(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。8《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＿A＿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_____B_________；A)D1B)D2C)D3D)D43.设计V带传动时，带轮直径不能太小，是为了限制＿D＿；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＿A＿径；A)大，B)小，C)中6.齿轮弯曲强度计算中所用的齿形系数YF的大小与齿轮的＿A＿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＿C＿。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9___________轴承；10.工作中只受弯矩不受转矩的轴叫作心轴，只受转矩不受弯矩的轴叫作传动轴，同时受弯矩和转矩的轴叫作转轴，自行车的前轴是心轴，中轴是转轴，后轴是心轴；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]=3m/s，[pV]=10MPa.m/s。求当n=600r/min时，轴承允许的最大载荷为多少。18.一起重吊钩