机械设计试题及答案（机械设计试题及答案详解）

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机械设计基础试题及答案

机械设计基础试题及答案

一、填空

1.凸轮主要由凸轮，推杆和机架三个基本构件组成。

2.凸轮机构从动件的形式有 尖顶_从动件，滚子 从动件和平底_从动件。（见教材P52页）。

3.按凸轮的形状可分为_盘形凸轮、移动凸轮_圆柱_凸轮和曲面_凸轮。（教材P51页）。

4.常用的间歇运动机构有_棘轮机构，槽轮机构，凸轮式间歇机构和不完全齿机构等几种。(见教材P62～66页)

5.螺纹的旋向有左旋和右旋，牙形有三角形，矩形，梯形，和锯齿形。(教材P67页)

6.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的_法面_模数和_法面压力角_都相等，齿轮的_螺旋角相等_角相等、旋向_相反。

二、选择

1.取分离体画受力图时， C、E、F 力的指向可以假定， A、B、D、G 力的指向不能假定。(教材P6～P13)

A．光滑面约束力 B．柔体约束力 C．铰链约束力 D．活动铰链反力 E．固定端约束力 F．固定端约束力偶矩 G．正压力

2.列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在 B 的方向上，使投影方程简便；矩心应选在 F、G点上，使力矩方程简便。(教材P19～P24)

A．与已知力垂直 B．与未知力垂直 C．与未知力平行 D．任意

E．已知力作用点 F．未知力作用点 G．两未知力交点 H．任意点

3.对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取 C 为机架，将得到双曲柄机构。(见教材P40～P41)

A．最长杆 B．与最短杆相邻的构件

C．最短杆 D．与最短杆相对的构件

4.凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮的（ D）所决定的。

A．压力角 B．滚子

C．形状 D．轮廓曲线

5.对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取（B ）为机架，一定会得到曲柄摇杆机构。

A.最长杆B.与最短杆相邻的构件 C．最短杆 D.与最短杆相对的构件

6.为保证平面四杆机构良好的传力性能，（ B）不应小于最小许用值。

A．压力角 B．传动角 C．极位夹角 D．啮合角

7.力F使物体绕点O转动的效果，取决于（C ）。

A．力F的大小和力F使物体绕O点转动的方向 B．力臂d的长短和力F使物体绕O点转动的方向 C．力与力臂乘积F?d的大小和力F使物体绕O点转动的方向 D．力与力臂乘积Fd的大小，与转动方向无关。

8.凸轮机构中的压力角是指( B) 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

9.平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数(C )。

A．大于1 B．小于1 C．等于1

10.机器与机构的区别在于(C )。

A. 是否由各种零件经装配而成的组合体 B.它们各部分之间是否有确定的相对运动 C. 在工作时是否能完成有效的机械功或能量转化

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一 填空题（每小题2分，共20分）

1. 两构件通过.点或线接触组成的运动副称为高副。

2. 满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为曲柄摇杆机构，取最短杆为机架时，为双曲柄机构。

3. 在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为匀速运动时，将出现刚性冲击。

4. 直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取节线处的接触应力为计算依据，其载荷由一对对齿轮承担。

5. 为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合，它们的模数m 和压力角必须分别相等。

6. 两齿数不等的一对齿轮传动，其弯曲应力6.相等等；两轮硬度不等，其许用弯曲应力不相等等。

7. V带传动的主要失效形式是.打滑和疲劳断裂。

8. 在设计V带传动时，V带的型号是根据计算功率Pc 和小轮转速n1 选取的。

9. 链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸越大，链传动的运动不均匀性增大。

10. 工作时只受弯矩不承受转矩的轴称为心轴。

二、选择题（每小题1分，共5分）二、选择题 C B D B D

1. 渐开线标准齿轮的根切现象发生在 。

A. 模数较大时 B. 模数较小时

C. 齿数较少时 D. 齿数较多时

2. 在下列四种型号的滚动轴承中， 必须成对使用。

A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承

C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承

3. 在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、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. 弹性套柱销联轴器

4. 在铰链四杆机构中，机构的传动角 和压力角 的关系是 。

A. B. C. D.

5. 对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是 。

A. 拉力 B. 扭矩 C. 压力 D. 拉力和扭矩

三、判断题（正确的打“V”，错误的打“X”。每小题1分，共8分）三、判断提 X X V X X X X V

1. 在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。 （ ）

2. 在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。 （

3. 在平键联接中，平键的两侧面是工作面。 （ ）

4. 斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。 （ ）

5. 带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。 （ ）

6. 转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。 （ ）

7. 向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。 （ ）

8. 圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。 （

四、问答题（每小题3分，共9分）

1. 试述齿廓啮合基本定律。

2. 试述螺纹联接防松的方法。

3. 试分析影响带传动承载能力的因素？四、问答题

1.所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。

2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。

摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母

机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝

破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。

3.初拉力Fo? 包角a? 摩擦系数f? 带的单位长度质量q? 速度v

五、分析判断题（共12分）

1. 在铰链四杆机构中，已知 mm， mm， mm， mm，试判断该机构的类型，并给出判断依据。（本题6分）题五、1图

2. 如图所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，Ⅰ轴为输入轴，已知小齿轮1的转向 和齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3的轮齿旋向，并在图中标出齿轮2、3所受的圆周力 、 和轴向力 、 的方向。（本题6分）题五、3图五、分析判断题

1.解：此四杆机构的四杆满足杆长和条件

Lab＋Lad《 Lbc＋Lcd

且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构

2.解：

1）3齿轮为右旋

2）受力方向如图

六、计算题（共36分）

1. 计算下列机构的自由度，并指出存在的复合铰链、虚约束或局部自由度（每小题3分，共6分）

题六、1图

2. 已知轮系如2图所示中， ， ， ? ， ， ，且顺时针转动。求杆系H的转数和回转方向。（本题10分）

3. 如图所示的压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强 ，缸径 ，根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧力F″=1.6F,F为单个螺栓的工作拉力。若选用螺栓材料的屈服极限 N/mm2，试按安全系数S=2时计算所需螺栓的小径 。（本题10分）题六、2图 题六、3图

4. 一对角接触球轴承反安装（宽边相对安装）。已知：径向力 ， ，外部轴向力 ，方向如图所示，试求两轴承的轴向力 、 。（注：内部轴向力 ）。（本题10分）

题六、4图六、计算题

1. a）解：F＝3n－2PL－Ph

＝3*5－2*7－0

＝1

此题中存在复合铰链

备注：此题中5个构件组成复合铰链，共有4个低副

b）解：F＝3n－2PL－Ph

＝3*4－2*5－1

＝1

此题中滚子为局部自由度

2.

解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系

i54H＝n5-nH/n4－nH ＝－Z3*Z4/Z5*Z6

因为1－2－5组成定轴轮系

i12＝n1/n2＝n1/n5＝Z2/Z1

所以n5＝450r/min

把n4＝0及n5＝450r/min代入上式

得到

nH＝5.55r/min

这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致

3.

解：

单个螺栓的Q＝Q’＋F＝2.6F

Q*Z＝S*P*A

2.6F*6＝2*3.14*D2/4

得F＝2264.4N

[σ]=300/2=150N/mm

所以d1由公式得，d1＝15.81mm

取螺栓的直径为16mm

4.你换掉这道题目好了

七、结构题（本题10分）

下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。（注：不必改正）

题七图第七题

1.无垫片，无法调整轴承的游系

2.轴肩过高，无法拆卸轴承

3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘

4.轴套长度应小于轮毂的长度

5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。

6.套筒顶不住齿轮（过 *** ）

7.套筒应低于轴承外圈

8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。

9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触

10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。

机械设计基础求答案

一、判断题

1. 零件是组成机械的最小运动单元。（N，制造单元）

2. 普通平键联接，键的截面尺寸通常根据承载的大小来选择。（N，轴的直径 ）

3.由于凸轮机构是高副机构，所以与连杆机构相比，更适用于重载场合。（ N ）

4.带传动带速大于25 m/s，带轮材料一般是HT150。（Y ）

5. 渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数为17。（ Y）

6.普通平键联接，键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。（N ）

7. 在曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角称为极位夹角。（N,曲柄两极限位置所夹锐角 ）

8.构件是组成机械的最小制造单元。（N ）

9.轴肩的用途是提高轴的强度。（N）

10.疲劳损坏是带传动失效形式之一（Y ）。

11.齿轮常用的材料一般是40Cr正火或调质。（Y ）

12.对心移动平底从动件盘形凸轮机构中，其压力角始终保持不变。（ N）

13. 带传动的打滑是可以避免的，弹性滑动是不可避免的。（Y ）

14.所谓惰轮，是指在轮系中不起作用的齿轮。（ N）

二、选择题

1.滚动轴承代号由三段构成，其中代号前段的字母表示轴承的（A ）。

A、精度等级 B、游隙组别 C、特殊要求

2. 带传动传递运动和动力，主要是依靠（C ）。

A、带和两轮接触面之间的正压力 B、带的紧边拉力

C、带和两轮接触面之间的摩擦力 D、带松边拉力

3.带传动的中心距过大会引起的不良后果是（A ）。

A、传动带会产生抖动 B、传动带易磨损 C、传动带易疲劳断裂

4.当曲柄为原动件时，下述哪一种机构不具有急回特性（B ）。

A、曲柄摇杆机构 B、对心曲柄滑块机构 C、摆动导杆机构

5.对于一般闭式齿轮传动，在中心距确定的条件下选取较小的模数是为了（ A）。

A、改善传动平稳性 B、提高弯曲疲劳强度 C、防止轮齿过载折断

6. 过盈配合用于（A ）。

A、轴向固定 B、周向固定 C、轴向 *** D、周向 ***

.

7.设计V带传动时，限制带轮的最小直径的目的是降低（B ）。

A、小带轮包角 B、带的弯曲应力 C 、带的速度

8.增大轴在轴肩过渡处的圆角半径，其目的是（ C）。

A、使轴上零件可靠 *** B、便于加工和装配 C、减少应力集中提高轴的强度

9.设计承受较大载荷而无很大冲击的轴，宜选用的材料是（A ）。

A、45钢调质 B、40Cr调质 C、QT800-2

10.当滚动轴承主要承受径向力，而转速较高时，应优先选用的是（A ）。

A、深沟球轴承 B、推力球轴承 C、圆锥滚子轴承

11.按扭转强度计算出的轴的直径，一般作为轴的（A ）。

A、最小直径 B、最大直径 C、危险截面直径

12.普通平键联接，传递运动和动力是利用（B ）。

A、两侧面的摩擦力 B、两侧面的挤压力

C、上下面的挤压力 D、上下面的摩擦力

13.对于软齿面齿轮传动，大小齿轮的齿面硬度是（ C）。

A、相等 B、无关 C、不等

14、对于工作温度变化较大的长轴，轴承组合的轴向固定方式应选（B ）。

A、两端单向固定 B、一端双向固定，一端游动 C、两端游动

15.在设计时，轴的最小直径的估算依据是（C ）。

A、拉压强度计算 B、弯扭合成强度计算 C、扭转强度计算

16. 在齿轮传动的弯曲强度计算中，与齿轮的齿形系数有关的是（ A）。 A、齿数 B、传动比 C、模数

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