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机械设计基础模拟题含答案

机械设计基础试卷1

一、选择题:

本大题共15个小题,每小题3分,共45分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目的要求,把所选择项前的字母填在题后的括号内。

1.下列铰链四杆机构中,能实现急回运动的是

A.双摇杆机构B.曲柄摇杆机构

C.双曲柄机构D.对心曲柄滑块机构【】

2.平面连杆机构中,当传动角γ较大时,则

A.机构的传力性能较好B.机构的传力性能较差

C.可以满足机构的自锁要求D.机构的效率较低

3.当一对渐开线齿轮制成后,即使两轮的中心距稍有改变,其角速度比仍保持原值不变,原因是:

A.压力角不变B.啮合角不变

C.节圆半径不变D.基圆半径不变【】

4.渐开线齿轮实现连续传动时,其重合度为

A.ε<0B.ε=0C.ε<1D.ε≥1【】

5.塑性材料制成的零件进行静强度计算时,其极限应力为

A.σBB.σsC.σ0D.σ-1【】

6.下列四种螺纹中,自锁性能最好的是

A.粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹

C.梯形螺纹D.锯齿形螺纹【】

7.普通平键联接在选定尺寸后,主要是验算其

A.挤压强度B.剪切强度

C.弯曲强度D.耐磨性【】

8.一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1,b1>b2,其接触应力的大小是

A.σH1<σH2B.σH1>σH2

C.σH1=σH2D.可能相等,也可能不等【】

9.实际齿数相同时,直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系数之间的关系为

A.直齿圆柱齿轮的最大B.斜齿圆柱齿轮的最大

C.直齿圆锥齿轮的最大D.三者数值相同【】

10.在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法为:

A.减小齿面滑动速度υsB.减少蜗杆头数Z1

C.增加蜗杆头数Z1D.增大蜗杆直径系数q【】

11.带传动中,弹性滑动

A.在张紧力足够时可以避免

B.在传递功率较小时可以避免

C.在小带轮包角足够大时可以避免

D.是不可避免【】

12.带传动作减速传动时,带的最大应力σmax等于

A.σ1+σb1+σcB.σ1+σb2+σc

C.σ2+σb1+σcD.σ2+σb2+σc【】

13.转轴的变曲应力为

A.对称循环变应力B.脉动循环变应力

C.非对称循环变应力D.静应力【】

14.在基本额定动载荷C作用下,滚动轴承的基本额定寿命为106转时,其可靠度为

A.10%B.80%C.90%D.99%【】

15.在圆柱形螺旋拉伸(压缩)弹簧中,弹簧指数C是指

A.弹簧外径与簧丝直径之比值

B.弹簧内径与簧丝直径之比值

C.弹簧自由高度与簧丝直径之比值

D.弹簧中径与簧丝直径之比值

二、填空题:

本大题共10个小题,每空1分,共20分。

把答案填在题中横线上。

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。

三、分析题:

本大题2个小题,共15分

26.(本题满分5分)

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

27.(本题满分10分)

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⊙)

图2

四、计算题;本大题共5个小题,共48分。

28.(本题满分6分)

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

 

29.(本题满分12分)

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

30.(本题满分10分)

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。

图4

31.(本题满分10分)

图5表示两平板用2个M20的普通螺栓联接,承受横向载荷F=6000N,若取接合面间的摩擦系数ƒ=0.2,可靠性系数KS=1.2,螺栓材料的的许用应力[σ]=120N/mm2,螺栓的小径d1=17.294mm。

试校核螺栓的强度。

图5

32.(本题满分10分)

一对70000AC型角接触球轴承背对背反安装在图6所示轴系中,轴承1的径向载荷R1=2000N,轴承2的径向载荷R2=4000N,轴上作用的轴向外载荷FA=800N,轴承附加轴向力S的计算式为S=0.68R。

求轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2。

图6

五、作图题:

本大题只有1个小题,满分10分

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。

图7

六、结构改错题:

本大题只有1个小题,满分12分

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)

机械设计基础试题参考答案及评分标准

一、选择题:

每小题3分,共45分。

1.B2.A3.D4.D5.B

6.B7.A8.C9.A10.C

11.D12.A13.A14.C15.D

二、填空题:

每空1分,共20分。

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:

共15分

26.(本题满分5分)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。

……………(3分)

故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。

……………(2分)

27.(本题满分10分)

答案参见第27题答案图

斜齿轮3、4的轮齿旋向……………(2分)

Ft2、Fa2、Ft3、Fa3的方向……………(8分)

第27题答案图

四、计算题:

共48分。

28.(本题满分6分)

……………(4分)

E、F处之一为虚约束……………(2分)

29.(本题满分12分)

(1)小齿轮齿数

模数

……………(2分)

分度圆半径

……………(2分)

基圆半径

……………(2分)

分度圆齿厚

……………(2分)

(2)

节圆半径

=41.00mm

(或

)……………(2分)

30.(本题满分10分)

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,

由题图知

……………(6分)

由题图轮4、5组成定轴轮系,则

……………(2分)

……………(2分)

31.(本题满分10分)

解一个螺栓的横向工作载荷

……………(1分)

预紧力

……………(4分)

强度校核

N/mm2

强度满足……………(4分)

32.(本题满分10分)

S1、S2方向见第32题答案图

轴承1“压紧”,A1=FA+S2=3520N……………(5分)

轴承2“放松”,A2=S2=2720N……………(5分)

第32题答案图

五、作图题:

本题满分10分。

33.答案见第33题答案图。

基圆和基圆半径r0……………(3分)

从动件在C点接触时位移s……………(3分)

在C点和D点接触时压力角α……………(4分)

第33题答案图

六、结构改错题:

本题满分12分

34.答案见第34题答案图

第34题答案图

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。

每改正1处错误……………(2分)

(改正6处错误得满分)

机械设计基础试卷2

一、选择题:

本题共16个小题,每小题3分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

把所选项前的字母填在题后的括号内。

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γ

C.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/cosβ

C.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=1.3Fˊ/

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

12.在一定转速下,要减轻滚子链传动的运动不均匀性和动载荷,应该

A.增大节距p和增加齿数Z1

B.增大节距p和减少齿数Z1

C.减小节距p和减少齿数Z1

D.减小节距p和增加齿数Z1

13.转轴弯曲应力σb的应力循环特征为

A.r=-1B.r=0

C.r=+1C.-1<r<+1

14.在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是

A.6208B.N208C.3208D.5208

15.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.弹性柱销联轴器

16.计算圆柱形压缩螺旋弹簧工作圈数n时,主要根据

A.强度条件B.刚度条件

C.稳定性条件D.安装和结构条件

二、填空题:

本大题共8个小题,每空1分,共16分。

把答案填在题中横线上。

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。

三、分析题:

本大题只有1个小题,满分14分。

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。

四、计算题:

本大题共5个小题,共50分)

26(本题满分4分)

计算图2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2

27.(本题满分14分)

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*=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。

28.(本题满分10分)

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。

29.(本题满分12分)

图4所示一对角接触球轴承支承的轴系,轴承正安装(面对面),已知两个轴承的径向载荷分别为Fr1=2000N,Fr2=4000N,轴上作用的轴向外载荷KA=1000N,轴承内部派生轴向力S的计算式为S=0.7Fr,当轴承的轴向载荷与径向载荷之比Fa/Fr>e时,X=0.41,Y=0.87;Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0,e=0.68;载荷系数fp=1.0.试计算:

(1)两个轴承的轴向载荷Fa1、Fa2;

(2)两个轴承的当量动载荷P1、P2

30.(本题满分10分)

用于紧联接的一个M16普通螺栓,小径d1=14.376mm,预紧力Fˊ=20000N,轴向工作载荷F=10000N,螺栓刚度Cb=1×106N/mm,被联接件刚度Cm=4×106N/mm,螺栓材料的许用应力[σ]=150N/mm2;

(1)计算螺栓所受的总拉力F

(2)校核螺栓工作时的强度。

五、作图题(本大题只有1个小题,满分10分)

31.按图5给出的条件,设计一曲柄摇杆机构。

已知摇杆DC在两个极限位置时与机架的夹角分别为

=135°。

φ2=60°,摇杆DC的长度LDC=50mm,机架AD的长度LAD=70mm。

试:

用作图法求出曲柄AB的长度LAB、连杆BC的长度LBC,以及行程速比系数K。

(取比例尺μ1=1

六、结构改错题:

本大题只有1个小题,满分12分。

32.在图6上直接改正轴系结构的错语。

(轴端安装联轴器)

机械设计基础试题参考答案及评分标准

一、选择题:

每小题3分,共48分。

1.A2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.D

9.D10.A11.C12.D13.A14.B15.D16.B

二、填空题:

每空1分,共16分。

17.有一最短杆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m

21.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:

本题满分14分。

25.答案见第25题答案图。

(1)蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………(6分)

(2)Fa2、Fa3的方向………………(4分)

(3)Fr2、Ft2、Fr3、Ft3的方向………………(4分)

第25题答案图

四、计算题:

共50分。

26.(本题满分4分)

………………(3分)

滚子处局部自由度………………(1分)

27.(本题满分14分)

模数

………………(4分)

分度圆半径

………………(1分)

………………(1分)

基圆半径

………………(2分)

………………(2分)

齿顶圆半径

………………(2分)

………………(2分)

28.(本题满分10分)

………………(6分)

i1H=9………………(4分)

29.(本题满分12分)

(1)S1=0.7Fr1=0.7×2000=1400N

S2=0.7Fr2=0.7×4000=2800N

S1、S2方向如第29题答案图。

S1+KA=1400+1000=2400N

轴承1“压紧”,Fa1=S2-KA=1800N………………(3分)

轴承2“放松”,Fa2=S2=2800N………………(3分)

(2)

………………(3分)

………………(3分)

30.(本题满分10分)

(1)

=20000+0.2×10000=22000N………………(5分)

(2)

=176.2N/mm2>

………………(5分)

五、作图题:

本题满分10分。

31.答案见第31题答案图。

解按已知条件连接AC1和AC2,则

………………(4分)

联立解出

………………(3分)

(允许作图时有少量误差)

量出极位夹角

………………(3分)

六、结构改造错题:

本题满分12分。

32.答案见第32题答案图。

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;

每改正1处错误………………(2分)

(改正6处错误得满分)

第31题答案图

第32题答案图

 

 

机械设计基础试卷3

一、选择题(共30分、每小题2分)

1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小,这主要是因为( C   )。

 A、链传动只用来传递较小功率

B、链速较高,在传递相同功率时圆周力小

 C、链传动是啮合传动,无需大的张紧力

D、链的质量大,离心力大

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

3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用( A   )。

A.弹性柱销联轴器B.凸缘联轴器

C.十字滑块联轴器D.万向联轴器

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

11、在蜗杆传动设计中,除规定模数标准化外,还规定蜗杆直径d1取标准,其目的是(B)。

A.限制加工蜗杆的刀具数量

B.限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化

C.为了装配方便

D.为了提高加工精度

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

15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时,其工作面的摩擦状态是(C    )。

  A、完全液体摩擦状态B、干摩擦状态

  C、边界摩擦或混合摩擦状态D、不确定

二、标准件(4题共12分,每小题3分)

1、请按GB/T5781-200

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