中国计量学院机械设计基础试题及答案.docx
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中国计量学院机械设计基础试题及答案
《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.
B.
C.
D.
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YFS值有关的参数是（）
A.工作齿宽bB.模数mC.齿数zD.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.mt1=ma2,αt1=αa2,γ=βB.ma1=mt2,αa1=αt2,γ=β
C.mt1=ma2,αt1=αa2,γ=-βD.ma1=ma2,αa1=αt2,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σH1_____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。
36.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/Fr>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
=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
。
说明：
（1）不必作文字说明，但必须保留作图线；
（2）S1和
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.A2.B3.D4.A5.C6.B7.A8.C9.A10.C
11.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=
≤［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=1
F=3n-2P1—PH=3×6-2×8-1=1
34.∵i12=
=3∴Z2=i12Z1=3×18=54
∵a=
（z1+z2）∴m=
=3mm
d1=mz1=3×18=54mmd2=mz2=3×54=162mm
da1=d1+2ha*m=54+6=60mmda2=d2+2ha*m=162+6=168nn
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
i
将n5=0代入上式得
即
=1+4=5……………
（1）
对于1、2齿轮组成的定轴轮系，有i
即
=-2…
（2）
联立解
（1）、
（2）式，并考虑到nⅠ=n1,n2=nH,n3=nⅡ得
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=3430N>SⅡ
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=0.27XⅠ=1YⅠ=0
PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N
FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e
XⅡ=0.4YⅡ=1.88
PⅡ=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
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。
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