机械设计基础试题含答案.docx
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机械设计基础试题含答案
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K
17.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
1
摩擦系数
23.
平均
瞬时
24．弯矩
扭矩
25.p
p
p
p
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
1
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
z2
60
20
z1
i
3
模数
2a
2
160
4mm
m
20
60
z1z2
2
分度圆半径
mz1
420
40mm
r
2
2
基圆半径
rb1
r1cos
40cos2037.59mm
分度圆齿厚
m
3.144
6.28mm
s
2
2
（2）cos
acos
160cos20
0.9168
23.54
a
节圆半径r1
rb1/cos
37.59/cos23.54
=41.00mm
（或r1
a
i
16441.00mm）
1
13
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，30。
则
i13H
1
H
z3
80
4
3
H
z1
20
得i1H
1
5
H
由题图知
4
H
i14
i1H5
由题图轮
4、5组成定轴轮系，则
i45
4
z5
50
z4
2
5
25
i15i14
i45
5
2
10
3
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）
4
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γ
B.减小传动角γC．增大压力角α
D.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=mtsinβ
B.mn=mt/cosβC．mn=mtcosβ
D.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=1.3Fˊ/
d12
将拉应力增大
4
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
5
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mn
B.齿宽b
C.实际齿数Z
D.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
1.A2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.D9.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；
6
（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ha*
=1,径向间隙系数C*=0.25，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
a
m（z1
z2）,
2
模数m
2a
2
140
4mm
z1z2
30
40
分度圆半径
r1
mz1
4
30
60mm
2
2
7
r2
mz2
4
40
80mm
2
2
基圆半径
rb1
r1cos
60cos20
56.382mm
rb2
r2cos
80cos20
75.175mm
齿顶圆半径
ra1
r1
ha*m
6014
64mm
ra2
r2
ha*m
80
1
4
84mm
28．已知图
3所示轮系中各齿轮的齿数为：
Z1=20，Z2=40，z2=20,Z3=80。
试求轮系的传
动比i1H。
解
1
H
z2z3
z1z21
3
H
1H
H
1H
H
4080
2020
8
8
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；
8
图6
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）。
9
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
pv
[pv]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
10
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Ft、轴向力Fa和径向力
Fr的方向。
（1）各轴转向如图所示。
（2）3轮左旋，4轮右旋。
（3）2、3两轮的各分力方向下图所示。
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。
11
《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
12
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，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度
不同，则两杆的c不同。
（A）轴向正应力σ（B）轴向线应变ε（C）轴向伸长△l（D）横向线应变
20、使渐开线齿廓得以广泛应用的主要原因之一是（A）。
（A）中心距可分性（B）齿轮啮合重合度大于1（C）啮合角为一定值（D）啮合线过两齿
轮基圆公切线
21、V带传动属于__B__。
（A）电传动（B）摩擦传动（C）液压传动（D）啮合传动23、普通V带按截面尺寸由小到大分为__D__七种。
（A）GFCDEBA（B）EBCBAZY（C）ABCDEFG（D）YZABCDE
24、闭式传动软齿面齿轮的主要失效形式是b。
（A）齿面胶合（B）齿面点蚀（C）齿根折断（D）齿面磨损
25、一对啮合传动齿轮的材料应（A）。
（A）小齿轮材料力学性能略好（B）相同（C）大、小齿轮材料不同（D）大齿轮材料力学性
能略好
27、凸轮机构的从动件作等加速等减速运动规律，对机构造成
b
。
（A）刚性冲击（B）柔性冲击（C）
无冲击（D）内冲击
29、齿轮正变位可以
d
。
（A）提高齿轮传动的重合度
（B）
提高从动齿轮转速（C）
改变齿廓形状（D）提高其承载能力
30、一对齿轮连续传动的条件是
（B）
。
（A）模数相等（B）
重合度大于
1
（C）压力角相等
（D）传动比恒定
31、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件，摇杆为从动件时，可将
（B）。
（A）转动变为往复移动
（B）连续转动变为往复摆动（C）
往复移动变为转动（
D）往复摆动
变为连续转动
32、组成凸轮机构的基本构件有
A
。
（A）3个（B）2个（C）5
个（D）4个
33、如图所示该机构是
A
。
（A）平底移动从动件盘形凸轮机构
（B）曲柄滑块机构
（C）滚子直动从动件盘形凸轮机构
（D）偏心轮机构
（E）34、如图所示凸轮机构的推程运动角是A。
13
（A）120°
（B）110°
（C）70°
（D）40°
35、理论上，标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数是c
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