机械设计基础试题B.docx
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机械设计基础试题B
江汉大学2009-2010学年第一学期
考试试卷
课程编号：
课程名称：
《机械设计基础》
试卷类型：
B卷考试形式：
闭卷考试时间：
120分钟
姓名：
专业：
班级：
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
一、
得分
评卷人
单选题（每题2分，共20题，共40分）
1.如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（ ）
A.机构
B.零件
C.部件
D.构件
2.若两构件组成高副，则其接触形式为（ ）
A.线或面接触B.面接触
C.点或面接触D.点或线接触
3.在平面机构中，每增加一个低副将引入（ ）
A.1个约束B.2个约束
C.3个约束D.0个约束
4.无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角（ ）
A.θ=0°B.θ≥0°
C.θ>0°D.θ<0°
5.在曲柄滑块机构中，若取连杆为机架，则可获得（ ）
A.曲柄转动导杆机构B.曲柄摆动导杆机构
C.摆动导杆滑块机构（摇块机构）D.移动导杆机构
6.只受预紧力的普通螺栓联接，其强度计算式
中的“”主要是考虑（ ）
A.螺栓受到扭切应力的影响B.可靠性的影响
C.摩擦系数不稳定的影响D.受载后补充拧紧的影响
7.下列螺纹联接的防松措施中，属于摩擦防松原理的是（ ）
A.止动垫片B.对顶螺母
C.串联钢丝D.开口销
8.在带传动工作时，产生打滑的条件是（ ）
A.有效拉力F>摩擦力总和的极限值
B.紧边拉力F1>摩擦力总和的极限值
C.紧边拉力F1<摩擦力总和的极限值
D.有效拉力F<摩擦力总和的极限值
9.带传动在工作时，带所受的应力种类包括（ ）
A.拉应力σ1、σ2和弯曲应力σb1、σb2
B.拉应力σ1、离心应力σc和弯曲应力σb1
C.拉应力σ2、离心应力σc和弯曲应力σb2
D.拉应力σ1、σ2、离心应力σc和弯曲应力σb1、σb2
10.在设计计算单个渐开线齿轮的几何尺寸时的基准圆是（ ）
A.基圆B.齿根圆
C.分度圆D.齿顶圆
11.当从动件在推程按照简谐运动规律运动时，在一般情况下，从动件在行程的（ ）
A.起始位置有柔性冲击，终止位置有刚性冲击
B.起始和终止位置都有刚性冲击
C.起始位置有刚性冲击，终止位置有柔性冲击
D.起始和终止位置都有柔性冲击
12.为了使一对齿轮在工作中不产生疲劳折断，进行校核计算的方法之一是保证（ ）
A.σF1≤[σF]2，σF2≤[σF]1B.σF1≤[σF]1，σF2≤[σF]2
C.σF1≤[σF]2，σF2≤[σF]2D.σF1≤[σF]1，σF2≤[σF]1
13.齿轮传动中的应力修正系数Ysa主要考虑（ ）
A.轮齿的大小对轮齿弯曲强度的影响
B.轮齿的形状对轮齿弯曲强度的影响
C.齿根危险截面处产生的切应力和压应力对轮齿弯曲强度的影响
D.齿根危险截面处过渡圆角引起的应力集中，以及齿根处切应力和压应力对轮齿弯曲强度的影响
14.闭式蜗杆传动的主要失效形式是（ ）
A.齿面胶合或齿面疲劳点蚀B.齿面疲劳点蚀或轮齿折断
C.齿面磨损或齿面胶合D.齿面磨损或轮齿折断
15.选择联轴器型号的依据是（ ）
A.计算转矩、转速和两轴直径B.计算转矩和转速
C.计算转矩和两轴直径D.转速和两轴直径
16.在轴的设计中，公式
（ ）
A.固定心轴最小直径的计算B.转动心轴最大直径的计算
C.转轴危险截面直径的校核计算D.转轴最小直径的估算
17.高速、轻载滑动轴承，应选用（ ）
A.钙基润滑脂B.高粘度润滑油
C.低粘度润滑油D.钠基润滑脂
18.在下列滚动轴承中，只能承受径向载荷的是（ ）
A.51000型的推力球轴承B.N0000型的圆柱滚子轴承
C.30000型的圆锥滚子轴承D.70000C型的角接触球轴承
19.角接触轴承确定基本额定动载荷C值时，所加的载荷为（ ）
A.纯径向载荷
B.纯轴向载荷
C.较大的径向载荷和较小的轴向载荷
D.同样大小的径向载荷和轴向载荷
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.当系统出现亏功时，系统的运转速度将加快，此时飞轮将储存能量
C.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
D.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
得分
评卷人
二、填空题（每题1分，共10题，共10分）
_____________。
2.当摇杆为主动件时，曲柄摇杆机构的死点发生在曲柄与_____________共线的位置。
3.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。
4.松螺栓联接在工作时，螺杆受到_____________应力的作用。
5.带传动工作时，由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动称为_____________滑动。
u≠1的一对齿轮传动，在工作时大小齿轮的弯曲应力值_____________等。
_____________选择。
8.联轴器用来联接不同部件之间的两根轴，使其一同旋转并传递______________。
9.为了控制不完全液体润滑径向滑动轴承的温升，应验算_____________值。
δ越小，说明机械的速度波动程度_____________。
三、分析题（每题6分，共2题，共12分）
1.已知在某一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，转动方向如图所示，蜗轮的螺旋线方向为右旋。
试将两轮的轴向力Fa1、Fa2、圆周力Ft1、Ft2、蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。
Σ作用的普通紧螺栓联接。
试分析该联接中单个螺栓受到什么力的作用？
请写出该螺栓的强度计算式，并说明式中各符号的意义。
四、计算题（每题6分，共4题，共24分）
1.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。
（注：
图示机构中的几何条件为
）
2.已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=3mm，齿数z1=18，z2=54，齿顶高系数
，顶隙系数c*，压力角α=20°.试求这对齿轮传动的标准中心距a、传动比i12及小齿轮的分度圆直径d1、齿顶圆直径da1.
3.在图示传动装置中，已知各轮齿数为z1=18，z2=36，z2＇=20，z3=40，3＇为单头右旋蜗杆，4为蜗轮，z4=40，运动从1轮输入，n1=1000r/min，方向如图所示。
试求蜗轮4的转速n4，并指出其转动方向。
4.图示轴系用外圈宽边相对安装的30207圆锥滚子轴承支承。
已知轴上的轴向载荷FA=250N，两轴承的径向载荷为FrⅠ=512N，FrⅡ=1696N，内部轴向力为FSⅠ=160N，FSⅡ=530N，各力方向如图所示；基本额定动载荷C=54200N，载荷系数fP=；转速n=1500r/min；判别系数（当Fa/Fr≤e时，X=1，Y=0，当Fa/Fr>e时，X=，Y=），要求轴承使用寿命不低于10000小时。
试校核该对轴承是否合用。
得分
评卷人
五、设计题（每题7分，共2题，共14分）
1.已知一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的初始位置如图所示。
试用图解法求出：
（1）当凸轮从图示初始位置转过270°时，滚子与凸轮轮廓的接触点D1；
（2）当滚子中心位于B2点时，凸轮机构的压力角α2.
[说明]：
①作图过程可不作文字说明，但必须保留作图线；
②在图中标出α2.
2.图中为用一对角接触球轴承支承的轴系部件，轴承外圈窄边相对安装。
试按示例
所示找出其他错误（不少于7处）。
（注：
不考虑轴承润滑、倒角和圆角）
二、填空题
16．槽轮机构的主要参数是和。
17．机械速度的波动可分为和两类。
18．轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平面。
19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是
和。
20．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。
21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe3制作的蜗轮，承载能力取决于抗
能力；锡青铜ZCuSn10P1制作的蜗轮，承载能力取决于抗能力。
22．若带传动的初拉力一定，增大和都可提高带传动的极限摩擦力。
23．滚子链传动中，链的链速是常数，而其链速是变化的。
24．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。
25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使；而为了防止过热必须使。
16．槽数z拨盘圆销数K17.周期性非周期性
18．动两19.分度圆直径d1（或中心距a）齿宽b
20.节点一21.胶合点蚀22．包角
摩擦系数23.平均瞬时
24．弯矩扭矩25.
三、分析题
26．图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a=250mm,b=650mm,C=450mm,d=550mm。
试问：
该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。
图1
最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。
故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。
27．图2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n1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，并在图上标出齿轮2、3所受的圆周力Ft2、Ft3和轴向力Fa2、Fa3的方向。
（垂直纸面的力，向纸内画稍，向纸外画⊙）
27．答案参见第27题答案图斜齿轮3、4的轮齿旋向Ft2、Fa2、Ft3、Fa3的方向
四、计算题
28．计算图
3所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）。
图3
解E、F处之一为虚约束
29．一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a=160mm，传动比i12=3,大齿轮齿数Z2=60，齿顶高系数h*a=1,径向间隙系数C*=0.25，分度圆压力角a=20°.试求出：
（1）齿轮的模数m,小齿轮1的分度圆半径r1;基圆半径rb1;分度圆上的齿厚S。
（2）若实际安装中心距a=164mm时，计算啮合角a，及小齿轮的节圆半径r1
解
（1）小齿轮齿数
模数
分度圆半径
基圆半径
分度圆齿厚
（2）
节圆半径
=
（或
）
30.已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：
Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。
求轮系的传动比i15。
解该轮系为混合轮系。
由齿轮1、2、3和转臂H组成行星轮系，齿轮3固定，
。
则
得
由题图知
由题图轮4、5组成定轴轮系，则
五、作图题
33．已知一对心直动尖顶移动从动件盘形凸轮机构如图7所示，凸轮为以B点为中心的圆盘，A点为其回转中心。
试用作图法画出：
（1）凸轮的基圆和基圆半径r0;
（2）凸轮机构的从动件尖顶在图示位置C点与凸轮接触时，从动件的位移S；
（3）从动件尖顶在图示C点和D点接触时压力角α。
答案见第33题答案图。
基圆和基圆半径r0
从动件在C点接触时位移s在C点和D点接触时压力角α
六、结构改错题
34．在图8上直接改正轴系结构的错误。
（齿轮传动油润滑，滚动轴承脂润滑，轴端安装V带轮）
①应画出键；②去掉套筒，画出定位轴肩；
③画出密封件；④轴承改为面对面正安装；
⑤缩短装齿轮的轴段长度；⑥键长应短于轮毂长度；
⑦左右两轴承内侧加档油环；⑧左右两轴承盖与箱体间加垫片。
机械设计基础试卷2
一、选择题。
1．在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该
A．增大传动角γB.减小传动角γC．增大压力角αD.减小极位夹角θ
2．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．齿轮较少时D.齿数较多时
3．斜齿圆柱齿轮的法面模数mn与端面模数mt的关系式，应该是
A．mn=mtsinβB.mn=mt/cosβC．mn=mtcosβD.mn=mtcosα
4．调节周期性速度波动的方法是在机械中加一个飞轮，其作用是使
A．机械运转速度的波动可以消除B．机械运转速度的波动可以减小C．机械运转的平均角速度ωm可以减小D．机械运转的平均角速度ωm可以增大
5．动平衡的条件是，回转件中各个质量产生的
A．离心力的合力等于零B．离心力的合力和合力偶矩均等于零
C．离心力的合力偶矩等于零D.离心力的合力和合力偶矩均不等于零
6．仅受预紧力Fˊ作用的紧螺栓联接，其螺栓的计算应力σca=Fˊ/
将拉应力增大30%的原因是考虑
A．安装时可能产生的偏心载荷B．载荷可能有波动
C．拉伸和扭转的复合作用D．螺栓材料的机械性能不稳定
7．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式钢制齿轮传动，通常的主要失效形式为
A．轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀
C．齿面胶合D.齿面塑性变形
8．齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在
A．齿顶部分B.靠近节线的齿顶部分
C．齿根部分D.靠近节线的齿根部分
9．标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数YF数值时，应按
A．法面模数mnB.齿宽b
C.实际齿数ZD.当量齿数xU
10.普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是
A．d1=ma1qB.d1=mnq
C.d1=ma1z1D.d1=mnz1
11.带传动在工作时产生弹性滑动，是由于
A．包角α太小B.初拉力F0太小
C．紧边与松边拉力不等D.传动过载
9.D10.A11.C
二、填空题
17．在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是和。
18．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。
19．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。
20．斜齿圆柱齿轮的标准模数是。
直齿圆锥齿轮的标准模数是。
21．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。
22．对一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时，将轮齿看作，并假定全部载荷作用于。
24．普通V带传动的设计准则是，保证带以及具有一定的。
24．按照滑动轴承工作时的摩擦状态，可分为滑动轴承和滑动轴承两种主要类型。
17．最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和18．小增大
19.模数压力角20．法面模数mn大端模数m21．轴径d轮毂长度
22.悬臂梁齿顶23．不打滑疲劳寿命24.非液体摩擦液体摩擦
三、分析题
25．图1所示蜗杆传动——斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆1的转动方向如图中n1所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。
试分析：
（1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向；
（2）在图1的主视图上，画出蜗轮2的圆周力Ft2、径向力Fr2和斜齿轮3的圆周力Ft3、径向力Fr3的方向：
在左视图上画出蜗轮2的轴向力Fa2和斜齿轮3的轴向力Fa3方向。
答案见第25题答案图。
（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向
（2）Fa2、Fa3的方向
（3）Fr2、Ft2、Fr3、Ft3的方向
27．一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动，已知齿轮的齿数Z1=30，Z2=40，分度圆压力角
°,齿顶高系数
=1,径向间隙系数C*，标准中心距a=140mm。
试求出：
齿轮的模数m；两个齿轮的分度圆半径r1、r2;基圆半径rb1、rb2;齿顶圆半径ra1、ra2。
解
模数
分度圆半径
基圆半径
齿顶圆半径
28．已知图3所示轮系中各齿轮的齿数为：
Z1=20，Z2=40，
=20,Z3=80。
试求轮系的传动比i1H。
解
i1H=9
六、结构改错题
32．在图6上直接改正轴系结构的错语。
（轴端安装联轴器）
①应画出垫片；②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短；
③应画出键；④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承；
⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度；⑥画出密封件；
⑦画出联轴器定位轴肩；⑧键长应改为短于轮毂长度；
机械设计基础试卷3
一、选择题（共30分、每小题2分）
2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（ C ）。
A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度
C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度
4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（ C ）。
A．进入大带轮处B．离开大带轮处
C.进入小带轮处D．离开小带轮处
5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案
（A）为好。
A．带传动齿轮传动链传动
B．链传动齿轮传动带传动
C．带传动链传动齿轮传动
D．链传动带传动齿轮传动
6．螺纹联接防松的根本问题在于（ C ）。
A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力
C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度
7．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（A）。
A．螺栓联接B.双头螺柱联接
C．螺钉联接D.紧定螺钉联接
8．齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（ B）。
A．齿面磨损B．齿面点蚀
C．齿面胶合D.轮齿折断
9.不完全液体润滑滑动轴承，验算
是为了防止轴承（B）。
A.过度磨损B.过热产生胶合
C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀
10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（A）。
A．两端固定B．两端游动
C．一端固定一端游动D．A，B，C均可以
12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为（ B）。
A、转动心轴B、转轴C、传动轴D、固定心轴
13、普通平键的主要失效是（ A ）。
A．工作面被压溃或键被剪断B．工作面产生胶合破坏
C.工作面产生过度磨损D．键被弯曲折断
14、带传动产生弹性滑动的原因是由于（ D ）。
A、带不是绝对挠性体B、带与带轮间的摩擦系数偏低
C、带绕过带轮时产生离心力D、带的紧边与松边拉力不等
二、标准件
3、根据下面所给出的轴承代号，指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、公差等级和游隙组别。
（1）6308/C3
（2）7214B（3）30213/P4
6308/C3—表示内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，3组游隙。
7214B—表示内径为70mm，02尺寸系列的角接触球轴承接触角为40︒，0级公差，0组游隙。
30213/P4—表示内径为65mm，02尺寸系列的圆锥滚子轴承，4级公差，0组游隙。
四、分析题
图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。
已知：
Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。
（1）在下图中标出各轮转向。
为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。
（2）在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力
、轴向力
和径向力
的方向。
六、结构题
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，指出该结构设计的错误。
要求：
1、左、右两边轴承端盖均无调整垫片2、左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3、键过长4、齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm
5、套筒高度高过右边轴承内圈的高度
6、右边轴承端盖与轴要留有间歇7、右边轴承端盖与轴间要有密封圈
7、和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9、两端的轴承要设有挡油环10、联轴器没有周向定位。
《机械设计基础》试题七答案
一、填空
1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。
2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：
盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。
3、V带传动的张紧可采用的方式主要有：
调整中心距和张紧轮装置。
4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。
5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。
6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。
7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。
二、单项选择题
（）1、一对齿轮啮合时,两齿轮的c始终相切
（A）分度圆（B）基圆（C）节圆（D）齿根圆
（）2、一般来说，a更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。
（A）滚子轴承（B）球轴承（C）向心轴承（D）推力轴承
（）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A。
（A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90°
（）4、一个齿轮上的圆有b。
（A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆
（C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根
（）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用。
（A）带传动（B）一对齿轮传动（C）轮系传动（D）螺纹传动
（）9、螺纹的a被称为公称直径。
（A）大径（B）小径（C）中径（D）半径
（）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为D。
（A）齿轮线（B）齿廓线（C）渐开线（D）共轭齿廓
（B）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。
（A）带的打滑（B）带的弹性滑动（C）带的老化（D）带的磨损
13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是B。
（A）转动副（B）高副（C）移动副（D）可能是高副也可能是低副
14、最常用的传动螺纹类型是c。
（A）普通螺纹（B）矩形螺纹（C）梯形螺纹（D）锯齿形螺纹
16、有两杆，一为圆截面，一为
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