机械设计基础模拟题含答案.docx
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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）
解
……………（4分）
E、F处之一为虚约束……………（2分）
29．（本题满分12分）
解
（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，
。
则
得
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）
解
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）
解
………………（3分）
滚子处局部自由度………………（1分）
27．（本题满分14分）
解
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）
解
………………（6分）
i1H=9………………（4分）
29．（本题满分12分）
解
（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）
解
（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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