机械设计模拟卷及答案 1讲诉.docx
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机械设计模拟卷及答案1讲诉
一、填空题（每空1.5分，共30分）
模拟试卷1
1、机构具有确定运动的条件为：
机构自由度数=原动件数。
2、常见间歇运动机构有：
棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等。
3、当两轴垂直交错时，可采用蜗杆传动。
4、螺旋副自锁条件为：
螺纹升角≤当量摩擦角。
5、带传动工作时，带中的应力有：
紧边和松边拉力产生的拉应力、
离心力产生的拉应力、弯曲应力。
6、凸轮机构按凸轮形状可以分为：
盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等。
7、设计链传动时，链节数最好取偶数节。
8、齿轮的常见失效形式有：
疲劳点蚀、齿面胶合、齿根折断、齿面磨损等。
9、在普通蜗杆传动中，在中间平面上的参数为标准参数，在该平面内其啮合状态相当于齿轮与齿条的啮合传动。
10、压缩弹簧两端各有3/4~5/4圈是并紧的，它们称为：
支承圈或死圈。
二、单项选择题（每小题1分，共10分）
1、带传动采用张紧装置的目的是。
（D）
A、减轻带的弹性滑动B、提高带的寿命
C、改变带的运动方向D、调节带的预紧力
2、在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是。
（C）
A、带传动B、链传动C、齿轮传动D、摩擦轮传动
3、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中最易发生。
A、点蚀与磨损B、胶合与磨损（B）
C、轮齿折断D、塑性变形
4、三个定轴轮系组成的轮系通常称为。
（A）
A、定轴轮系B、转化轮系C、周转轮系D、复合轮系
5、两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力，这种摩擦状态称为：
（A）
A、液体摩擦B、干摩擦
C、混合摩擦D、边界摩擦
6、在螺纹联结中最常用的螺纹牙型是：
。
（D）
A、矩形螺纹B、梯形螺纹
C、锯齿形螺纹D、三角螺纹
7、速度瞬心是两刚体上为零的重合点。
（C）
A、瞬时角速度B、瞬时加速度
C、瞬时相对速度D、瞬时绝对速度
8、在载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线具有一定程度的相对偏移量的情况下，通常宜采用联轴器。
（B）
A、刚性固定式B、刚性可移式
C、弹性D、安全
9、普通平键的工作面是（A）
A、键的两侧面B、键的上下两面
C、键的横截面D、键的两侧面与上下两面
10、直齿锥齿轮的标准模数是。
（B）
A、小端模数B、大端模数
C、齿宽中点法向模数D、齿宽中点的平均模数三、简答题（每小题5分，共20分）
1、简述机构的定义。
答：
用来传递运动和力的，有一个构件为机架的，用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统成为机构。
2、螺栓的主要失效形式有哪些？
答：
1）螺栓杆拉断
2）螺纹的压馈和剪断
3）滑扣
3、解释心轴、传动轴和转轴？
试分析自行车的前轴、后轴和中轴各属于何种轴？
答：
1）转轴：
既传递转矩，又承受弯矩。
2）传动轴：
只传递转矩，不承受弯矩或弯矩很小。
3）心轴：
只承受弯矩，不传递转矩。
自行车的前、后轴为心轴；中轴转轴。
4、试解释带传动中弹性滑动和打滑现象。
弹性滑动和打滑会引起什么后果？
二者都可以避免吗？
答：
1）由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。
由过载引起的全面滑动称为打滑。
2）弹性滑动引起从动轮转速的降低，由滑移率来衡量。
打滑使传动失效，引起带的剧烈磨损；但过载时的打滑可以防止损坏其他零件。
3）弹性滑动不可避免。
打滑应避免且可以避免。
四、计算题（每小题10分，共30分）
1、计算如图1所示机构的自由度，注意事项应说明？
答：
其中A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K处各有一个转动副，I处有一个局部B
自由度，C处有一个移动副，I处有一个高副。
即
A
C
n=9,
为：
pl=11,
ph=1,
p'=0，F'=1
；所以该机构自由度
EDF
H
J
F=3n−（2pl+ph−p'）−F'G
=3⋅9−（2⋅12+1−0）−1I
K
=1
2、图示轮系中各轮齿数为z1=z′2=25，z2=z3=20，zH
=100，z4=20，试求i14。
答：
齿轮1、2、2’、3、H组成行星轮系部分；
22’
齿轮4、H组成定轴轮系部分；1
其中行星轮系部分的传动比：
H3
H⎤1−⎤H
⎤3−⎤H
=+z2z3==+
zz′
20⋅20
25⋅25
=+16
25
（1）4
12
定轴轮系部分：
⎤4zH
1005
i4H==−
Hz4
=−=−
20
（2）
⎤3=0
（3）
由式1、2、3联立可得：
i=−9
14125
3、试在图示齿轮轴系结构上用序号标出错误，并用文字对应说明
错误原因。
至少说明5处以上。
答：
z轴承端盖与轴直接接触了。
z轴套右端太高，影响轴承的拆卸。
z轴段太长，影响齿轮定位
z连轴器轴向没有固定，应作出轴肩。
z连轴器周向没有固定。
z无需挡圈。
若加挡圈，则要求减短轴段
2~3mm。
z轴承与轴的配合处加工要求高，应作出轴肩。
z连轴器应该是通孔，然后装配精度不高。
z轴承端盖与座的配合处加工要求高，应作出凸台。
z若齿轮油润滑，轴承脂润滑，则应增加挡油环。
z键太长，套筒无法装入。
z增加垫圈，调整间隙；
五、设计题（10分）
如图所示，设已知破碎机的行程速比系数K=1.2，颚板长度lCD=300mm，颚板摆角ϕ=35︒。
试设计该四杆机构。
作图步骤：
a）由给定的行程速比变化系数K，得曲柄摇杆机构的极位夹角
⎝=180︒⋅（K−1）=180︒⋅（1.2−1）=16.36︒
K+1
1.2+1
b）作出摇杆两个极限位置C1D和C2D
c）连接C1、C2，并作C1M垂直于C1C2。
d）作
∠C1C2N=90︒−⎝=90︒−16.36︒=73.64︒，N与M相交于P点，由图可见，
∠C1PC2=⎝=16.36︒。
e）作∆PC1C2的外接圆，在此圆周上任取一点A作为曲柄的固定铰链。
连AC1和AC2。
f）在合适位置选择A点，量得lAC1和lAC2，量得机架长lAD（A点选择不同，结论不同）
g）曲柄长：
lAB
=lAC2−lAC1
2
连杆长度：
lBC
=lAC2+lAC1
2
模拟试卷2
一、填空题（每空1.5分，共30分）
1、零件是最小的制造单元。
2、锡锑轴承合金常用于制造要求高速、重载的轴瓦及轴承衬。
3、常用于滑动轴承的润滑装置有：
针阀式油杯、弹簧盖油杯、润滑脂用油杯。
4、凸轮机构中常用从动件形式有：
尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件。
5、在螺纹联结中，利用附加摩擦力防松的方法有：
弹簧垫圈、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母等。
6、洛氏硬度的符号为：
HR（或HRA、HRB、HRC）。
7、棘轮机构的主要组成构件有：
棘轮、棘爪、止动爪等。
8、20钢含碳量为0.2%。
9、轴按承受载荷的不同可分为：
心轴、转轴、传动轴。
10、当凸轮机构按正弦加速度运动时，则机构既无刚性冲击又无柔性冲击。
二、单项选择题（每小题2分，共20分）
1、带传动中，在预紧力相同的饿条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带。
（C）
A、强度高B、尺寸小C、有楔形增压作用D、没有接头
2、若要使机构受力良好，运转灵活，其传动角©。
（B）
A、小一些好B、大一些好C、和压力角相等好D、无关
3、对于渐开线圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算，一般以处的接触应力作为计算应力。
（D）
A、分度圆B、齿顶C、齿根D、节点
4、两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为。
（D）
A、液体摩擦B、干摩擦C、混合摩擦D、边界摩擦
5、螺纹联接防松的根本问题在于。
（C）
A、增加螺纹联结的轴向力B、增加螺纹联结的横向力
C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联结的刚度
6、设计链传动中，链节数最好取。
（A）
A、偶数B、奇数C、质数D、链轮齿数的整数倍
7、速度瞬心是两刚体上为零的重合点。
（C）
A、瞬时角速度B、瞬时加速度
C、瞬时相对速度D、瞬时绝对速度
8、齿式联轴器是属于：
。
（B）
A、固定式刚性联轴器B、可移式刚性联轴器
C、弹性联轴器D、柔性联轴器
9、下列性质中，不属于高聚物的基本性能。
（D）
A、密度小B、耐热性低C、导热性差D、膨胀系数小
10、当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用来进行轴向固定，所能承受的轴向力较大。
（A）
A、螺母B、紧定螺钉C、弹性挡圈D、键三、简答题（每小题5分，共20分）
1、简述螺纹联结防松的常用方法。
答：
1）利用附加摩擦力防松：
¾弹簧垫圈
¾对顶螺母
¾尼龙圈锁紧螺母
2）采用专门防松元件防松：
¾槽形螺母和开口销
¾圆螺母带翅垫片
¾止动垫片
3）其他方法防松：
¾点冲法防松
¾粘合法防松
2、简述动压油膜形成条件：
答：
1）两工作表面间必须有楔形间隙。
2）两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体。
3）两工作表面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面流出。
3、简述齿轮常用的热处理方法，及一对齿轮传动时的齿面硬度配对原则答：
1）齿轮常用热处理方法：
¾表面淬火：
齿面硬度52~56HRC
¾渗碳淬火：
齿面硬度56~62HRC
¾调质：
齿面硬度220~260HBS
¾正火：
齿面硬度150~220HBS
¾渗氮：
齿面硬度60~62HRC
2）配对原则：
¾大小齿轮为软齿面时：
小齿轮的齿面硬度比大齿轮高20~50HBS
¾大小齿轮为硬齿面时：
小齿轮的硬度应略高，也可和大齿轮相等
4、根据公差带的相对位置，配合可以分为哪几类？
并说明滚动轴承的内外圈分别采用哪种配合制度？
答：
1）根据公差带的相对位置，配合可以分为：
¾间隙配合
¾过渡配合
¾过盈配合
2）滚动轴承内圈孔与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合则采用基轴制。
v
四、计算题（每小题10分，共20分）F
w
1、请描述图示凸轮机构全称；并求轮廓上D点与尖顶接触时的压力
角与传动角，并作图加以表示。
Dγα
答：
O
1）图示凸轮机构全称为：
偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构。
2）α为所求压力角（见图）
3）γ为所求传动角（见图）
2、在图示轮系中，已知
z1=z4=40,z2=z5=30,z3=z6=100，求i1H
36
答：
1）分析：
齿轮1、2、3组成定轴轮系部分；
齿轮4、5、6、H组成行星轮系部分；
2）计算行星轮系部分的传动比：
25H
14
i=
46
H⎤4−⎤H
⎤6−⎤H
=−z5z6
z4z5
==−
30⋅100
40⋅30
=−5
2
（1）
3）计算定轴轮系传动比：
⎤1
i13=
⎤
3
=−z2z3
z1z2
=−30⋅100
40⋅30
=−5
2
（2）
4）联系条件：
⎤6=0
（3）
⎤3=⎤4
（4）
5）联立方程求解：
由式
（1）、
（2）、（3）、（4）联立可得：
35
i1H=−
4
五、设计题（10分）
设计一曲柄滑块机构。
已知滑块的行程s=50mm，偏距e=16mm，行程速度变化系数K=1.2，求曲柄和连杆的长度。
解：
1）极位夹角⎝=180︒⋅（K−1）=180︒⋅（1.2−1）=16︒
K+1
1.2+1
2）量得AC1=34mm；AC2=82mm
3）曲柄长：
l
=AC2−AC1=82−34=24mm
122
连杆长度：
l=AC2+AC1=82+34=58mm
222
一、填空题（每小题2分，共20分）
模拟试卷3
1、一个自由构件作平面运动时具有3个自由度，一个高副引入1个约束。
2、铰链四杆机构有整转副的条件是：
最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
3、按照工作条件，齿轮传动可分为开式齿轮传动和闭式齿轮传动两种。
4、渐开线标准直齿齿轮正确啮合的条件是：
两轮的模数和压力角分别相等。
5、按轴线的形状分，轴可分为：
挠性钢丝轴、直轴、曲轴。
6、常见的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱（答案还可以是：
螺钉、紧钉螺钉、螺母、垫圈）等。
7、曲柄摇杆机构若存在死点时，其主动件必须是摇杆，在此位置曲柄和连杆共线。
8、润滑剂分为：
固体润滑剂、液体润滑剂、半固体润滑剂。
9、链传动中，链节数常取偶数，但当采用奇数时，常采用过渡链节来联结链条。
10、有一滚动轴承，其型号为6306，那么它的内径为30mm。
二、单项选择题（每小题3分，共30分）
1、组成平面低副两构件的接触必须为。
（D）
A、点接触B、线接触C、点或线接触D、面接触
2、两辆相同大巴，一辆作长途汽车，一辆作市内公交，两车每天工作相同时间，一年后两发动机主轴磨损量应该是：
（C）
A、没明显差别B、前者大于后者
C、后者大于前者D、没有一定的规律
3、开式齿轮传动的主要失效形式是齿面。
（B）
A、点蚀B、磨损C、胶合D、塑性变形
4、带传动工作时，带内的最大应力发生在。
（A）
A、进入小带轮处B、离开小带轮处
C、进入大带轮处D、离开大带轮处
5、两连接件之一太厚，且不经常拆卸的场合，适合。
（A）
A、螺钉联接B、螺栓联接
C、螺柱联接D、紧定螺钉联接
6、链传动是依靠来工作的。
（B）
A、链与链轮间的摩擦力B、链与链轮间的啮合
C、链与链轮间的正压力D、A和B共同作用
7、工作条件与型号一定的三角带，其寿命随小带轮直径的增大而。
（B）
A、降低B、增高
C、无影响D、可能增高，也可能降低
8、轮系中至少有一个齿轮的轴线不固定时，则该轮系为（C）
A、定轴轮系B、转化轮系C、周转轮系D、复合轮系
9、万向联轴器是属于联轴器。
（D）
A、固定式刚性B、滑块联轴器
C、弹性联轴器D、可移式刚性
10、下列机构中，能将连续运动变成间歇运动的机构是。
（D）
A、曲柄摇杆机构B、曲柄滑块机构
C、齿轮机构D、槽轮机构三、简答题（每小题5分，共10分）
1、简述链传动的优点答：
与带传动比：
1）平均传动比准确。
（链传动没有弹性滑动和打滑）
2）需要的张紧力较小。
（减少了轴承的摩擦损失）
3）结构紧凑
4）能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。
与齿轮相比：
1）制造和安装精度要求较低
2）中心距较大时其传动结构简单
2、简述齿轮传动中齿面点蚀现象答：
1）轮齿工作时，其工作表面上任一点所产生的接触应力系由零（该点未进入啮合时）增加到一最大值（该点啮合时），即齿面接触应力是按脉动循环变化的。
2）若齿面接触应力超出材料的接触疲劳极限
3）在载荷的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹
4）裂纹的蔓延扩展使金属微粒剥落下来而形成疲劳点蚀。
四、计算题（每小题10分，共40分）
1、计算自由度。
（若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请给予说明）（10分）
答：
其中B、D、H、G处各有一个转动副；A、G处各有一个移动副；F处是一个复合铰链具有2个转动副；C、E处为移动副，但其中之一为虚约束，计一个移动副；B处有一局部自由度；B处有一高副。
即
E
4F7
D5
6
CH8G
3B
2
A1
n=7,
pl=9,
ph=1,
F'=1
；所以该机构自由度为：
F=3n−（2pl+ph）−F'
=3⋅7−（2⋅9+1）−1
=1
3
22’
2、在图示轮系中，已知各轮齿数为z1=z2′=20，z2=40，z3=80，
H
试求传动比i1H。
（10分）
1
答：
i1H
=⎤1
=1−iH
=1−（−z2z3）=1+40⋅80=9
⎤Hz1z2′
20⋅20
3、已知V带（三角带）传递的实际功率P＝7kW，带速v＝10m/s，紧边拉力是松边拉力的2倍，试求有效圆周力F和紧边拉
e
力F的值。
（10分）
1
解：
QP=Fev
∴F=P=7⋅1000=700N
ev10
QF1−F2=Fe
又由题已知F1=2F2
∴F2=Fe=700NF1=2F2=1400N
4、设计一导杆机构，已知机架长度50mm，行程速比系数K=1.5。
（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明）（10分）
解：
导杆机构的极位夹角⎝=180︒⋅（K−1）=180︒⋅（1.5−1）=36︒
K+1
1.5+1
根据导杆机构的特性知：
⎝=ϕ；其中ϕ为导杆的摆角作图步骤：
h）作∠mDn=ϕ=⎝
i）作∠mDn的角平分线，在该线上取lDA=d=50mm
（即机架长度）
j）过A点作导杆任一极位的垂线AC1（或AC2），其即为曲柄，故
AC=dsin（ϕ/2）=50⋅sin（36/2）=15.5mm
模拟试卷4
一、填空题（每小题2分，共20分）
1、平面机构中，每个低副引入2个约束。
2、常见的铰链四杆机构基本形式有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
3、凸轮机构的基圆越大，凸轮压力角越小。
4、闭式软齿面齿轮传动主要的失效形式是齿面接触疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断。
5、直齿圆锥齿轮正确啮合条件是两轮大端模数和压力角相等。
6、既承受弯矩又承受扭矩的轴是转轴。
7、螺纹的牙形有三角形、矩形、梯形等
8、滑动轴承常采用巴氏合金（答案还可以是：
轴承合金或白合金、铸铁等）、青铜等材料制造，也可采用具有特殊性能材料，如“含有轴承”是采用粉末合金材料制成的。
9、刚性联轴器由刚性传力件组成，它可以分为：
固定式联轴器如凸缘联轴器，可移式联轴器如齿式联轴器两类。
10、摩擦型传动带，按截面形状可分为特殊截面带、平带、V带三类二、单项选择题（每小题3分，共30分）
1、曲柄摇杆机构的死点位置发生在从动曲柄与处。
（A）
A.连杆两次共线B.机架两次共线
C.连杆两次垂直D.机架两次垂直
2、型号为6350的滚动轴承，其内径为（C）
A、10mmB、50mmC、250mmD、500mm
3、渐开线标准齿轮的根切现象，发生在。
（A）
A、齿数较少时B、模数较小时
C、模数较大时D、齿数较多时
4、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（C）
A、mn=mtsinβB、mn=mt/cosβ
C、mn=mtcosβD、mn=mtcosα
5、螺纹联结是一种。
（A）
A、可拆联结B、不可拆联结
C、具有防松装置的一定为不可拆联结D、具有自锁性能的为不可拆联结
6、齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在（D）
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
7、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于（C）
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
8、最常用制造轴的材料是。
（B）
A、20号钢B、45号钢
C、40Cr号钢D、38CrMo
9、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（D）
C、万向联轴器D、弹性柱销联轴器
10、普通平键的工作面是（A）
A、键的两侧面B、键的上下两面
C、键的横截面D、键的两侧面与上下两面
三、简答题（每小题5分，共10分）
1、简述润滑的意义。
答：
1）降低摩擦
2）减轻磨损
3）润滑油具有防锈蚀
4）循环润滑油可以散热降温
5）缓冲吸震
6）膏状润滑脂能起密封作用
2、简述联轴器与离合器的联系和区别。
答：
联系点：
它们都主要用于轴与轴之间的联结，以传递转矩。
区别点：
联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把他们分离。
离合器联接的两根轴，在机器工作中就能方便地使它们分离或接合。
四、计算题（每小题10分，共40分）
1、计算自由度。
（若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请给予说明）（10分）
答：
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