《机械设计基础》习题及答案.doc

机械设计基础复习题（一）一、判断题：正确的打符号，错误的打符号1在实际生产中，有时也利用机构的死点位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。 ( ) 3若力的作用线通过矩心，则力矩为零。 ( ) 4平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( ) 5带传动中，打滑现象是不可避免的。 ( ) 6在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( ) 8平键的工作面是两个侧面。 ( ) 9连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。 ( ) 10螺纹中径是螺纹的公称直径。（ ）11刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。 ( ) 13曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。 ( ) 14加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( ) 15渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( ) 16周转轮系的自由度一定为1。 ( ) 17将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。 ( ) 18代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。 ( ) 19在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。 ( ) 20利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( )二、填空题1直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等， 相等。2螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为 。3在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的 加以限制。4硬齿面齿轮常用 渗碳淬火来得到，热处理后需要 加工。5要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用 机构。6轴上零件的轴向固定方法有 、 、 、 等。7常用的滑动轴承材料分为 、 、 三类。8齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为 和 两类。9凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和 凸轮机构。10带传动的主要失效形式是 、 及带与带轮的磨损。11蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小 和旋向 。闭式蜗杆传动必须进行 以控制油温。12软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经 处理，而小齿轮采用 处理。13若要将主动件的往复摆动转换为从动件的间歇转动，可用 机构。14只传递扭矩而不受弯矩的轴称为 ，同时承受扭矩和弯矩的轴称为 。15滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分称为 。三、单项选择题1作用在刚体上的二力平衡条件是( )。 A大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上 B大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上C大小相等、方向相同、作用钱相同、作用在同一刚体上 D大小相等、方向相反、作用点相同 2下列机构中，不属于间歇机构的是 ( )。 A棘轮机构 B槽轮机构C齿轮机构 D不完全齿轮机构3 A，B、C点分别作用 10kN、40kN，30 kN的力，方向如图1所示，则 1-1截面和 2-2截面的轴力为( )。 A10KN，-30KN B-10KN，30KN C-10KN，40KN D10KN，-40KN图14在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，为了获得双曲柄机构，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 5在轮系中加入惰轮可改变轮系的（ ）。A传动比 B转向C转向和传动比 6两轴在空间交错90的传动，如已知传动比较大，则宜选用( )。 A直齿圆柱齿轮传动 B斜齿圆柱齿轮传动C圆锥齿轮传动 D蜗轮蜗杆传动7同一轴段上若采用两个平键时，一般设在( )的位置。 A同一母线 B相隔90C相隔120 D相隔1808带传动设计时，若传动中心距取值过大，则使( )。 A传动结构不紧凑 B带传动的传递功率降低C带传动易发生打滑 D带传动的疲劳强度降低9力F使物体绕点O转动的效果，取决于下列因素( )。 A力F的大小和力F使物体绕O点转动的方向 B力臂d的长短和力F使物体绕O点转动的方向C力与力臂的乘积Fd的大小和力F使物体绕O点转动的方向D仅取决于力与力臂的乘积Fd的大小，与转动方向无关 10机器与机构的区别在于 ( )。 A是否由各种零件经装配而成的组合体B它们各部分之间是否有确定的相对运动C在工作时是否能完成有效的机械功或能量转换11平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数( )。 A大于1 B小于1 C等于112一对齿轮啮合时，两轮的( )始终相切。 A节圆 B分度圆C基圆 D齿根圆13带传动的弹性滑动现象是由于（ ）而引起的。A带的弹性变形 B带与带轮的摩擦系数过小C初拉力达不到规定值 D带型选择不当14键的截面尺寸bh主要是根据( )来选择。 A传递转矩的大小 B传递功率的大小C轮毂的长度 D轴的直径15采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，在需要经常装拆的情况下宜采用( )。 A螺栓联接 B紧定螺钉联接C螺钉联接 D双头螺柱联接16当两轴距离较远时，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槽轮传动五、计算题1一渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知齿数Z=25，模数m=4mm，压力角=20，ha*=1，c*=0.25。试求该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径和分度圆齿厚2如图5所示轮系中各齿轮齿数：Z1= Z2= 20，Z3= 60，Z3= Z4= 20，Z4= Z5= 40试求传动比i14和i15，并判断n5相对n1的转向 图5 3圆截面简支梁如图6所示，已知F=1KN，试求：（1）梁A、B端的约束反力（2）计算弯矩，并画出弯矩图（3）若梁直径d=40mm，求梁的最大应力 图6 4求图7所示梁支座的约束反力。已知F=2KN 图7 机械设计基础复习题（1）答案一、 判断题： 1、 2、 3、 4、 5、 6、7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、17、 18、 19、 20、二、选择题：1、B 2、C 3、A 4、A 5、B 6、D 7、D 8、A9、C 10、C 11、C 12、A 13、A 14、D 15、D 16、C三、填空题1、模数 压力角 2、导程 3、最小直径 4、低碳合金钢 磨齿 5、槽轮 6、轴肩 轴环 套筒 圆螺母 弹性挡圈 轴端挡圈 紧定螺钉 圆锥面（答中其中4个即可） 7、金属材料 多孔质金属材料 非金属材料 8、仿形法 范成法 9、摆动从动件 10、打滑 疲劳破坏 11、相等 相同 热平衡计算 12、正火 调质 13、棘轮 14、传动轴 转轴 15、轴瓦五、计算题1、解 分度圆直径d=mz=4x25=100mm 齿顶圆直径da=m(z+2 ha*)=4x(25+2x1)=108mm 齿根圆直径df=m(z-2 ha*-2 c*)=4x(25-2x1-2x0.25)=90mm 基圆直径db=dcos=100xcos20=93.97mm 分度圆齿厚s=3.14xm/2=6.28mm 4、轮系传动比计算：解：i14= Z3 Z4/ Z1 Z3=60X40/20X20=6 i15= Z3 Z4 Z5/ Z1 Z3 Z4= i14 i15=6X40/20=12 n5转向与n1的相反。 5、解 弯矩图(1) 约束力计算（2）计算弯矩（3）最大应力3、解：（1）画出约束反力（2）求FB（3）求FAX（4）求FAY机械设计基础复习题(2)一、填空题1. 两构件通过 或 接触组成的运动副称为高副。2. 满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为 机构，取最短杆为机架时，为 机构。3. 在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为 运动时，将出现 冲击。4. 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 对齿轮承担。5. 为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合，它们的 和 必须分别相等。6. 两齿数不等的一对齿轮传动，其弯曲应力 等；两轮硬度不等，其许用弯曲应力 等。 7. V带传动的主要失效形式是 和 。 8. 在设计V带传动时，V带的型号是根据 和 选取的。 9. 链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸 ，链传动的运动不均匀性 。 10. 工作时只受 不承受 的轴称为心轴。 二、选择题1. 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. 齿数较少时 D. 齿数较多时2. 在下列四种型号的滚动轴承中，( )必须成对使用。A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承3. 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以缓和冲击、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. 弹性套柱销联轴器 4. 在铰链四杆机构中，机构的传动角和压力角的关系是( )。 A. B. C. D. 5. 对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是( )。 A. 拉力 B. 扭矩 C. 压力 D. 拉力和扭矩 三、判断题（正确的打“”，错误的打“”）1. 在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。 ( )2. 在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。 （ ）3. 在平键联接中，平键的两侧面是工作面。 （ ）4. 斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。 （ ）5. 带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。 （ ）6. 转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。 （ ）7. 向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。 （ ）8. 圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。 （ ）四、问答题1. 试述齿廓啮合基本定律。2. 试述螺纹联接防松的方法。3. 试分析影响带传动承载能力的因素。五、分析判断题1. 在铰链四杆机构中，已知mm，mm，mm， mm，试判断该机构的类型，并给出判断依据。 题五、1图2. 如图所示为二级斜齿圆柱齿轮传动，轴为输入轴，已知小齿轮1的转向和齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3的轮齿旋向，并在图中标出齿轮2、3所受的圆周力、和轴向力、的方向。题五、2图六、计算题2. 已知轮系如2图所示中，、，且顺时针转动。求杆系H的转速和回转方向。题六、2图3. 如图所示的压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强N/mm2，缸径，根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧力F=1.6F,F为单个螺栓的工作拉力。若选用螺栓材料的屈服极限N/mm2，试按安全系数S=2时计算所需螺栓的小径。 题六、3图机械设计基础专升本复习题（2）答案一、填空题1.点 线 2.曲柄摇杆，双曲柄 3.匀速 刚性 4.节线 一对 5.模数m 压力角 6.相等 不相等 7.打滑 疲劳断裂 8.计算功率Pc 小轮转速n1 9.越大? 增大 10.弯矩 转矩 二、选择题 C B D B D三、判断题 四、问答题 1.所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公 法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。3.初拉力F0、包角a 、摩擦系数f 、带的单位长度质量q 、速度v 。五、分析判断题 1.解：此四杆机构的四杆满足杆长和条件LabLad LbcLcd且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构2.解： 1）3齿轮为右旋2）受力方向如图六、计算题1. a）解：F3n2PLPh352701此题中存在复合铰链，5个构件组成复合铰链，共有4个低副b）解：F3n2PLPh342511此题中滚子为局部自由度2. 解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系i54Hn5-nH/n4nH Z3Z4/Z5Z6因为125组成定轴轮系i12n1/n2n1/n5Z2/Z1所以n5450r/min把n40及n5450r/min代入上式nH5.55r/min这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致3.解：单个螺栓的QQ、F2.6FQZSPA2.6F623.14D2/4得F2264.4N=300/2=150N/mm所以d1由公式得，d115.81mm取螺栓的直径为16mm七结构题1.无垫片，无法调整轴承的游系 2.轴肩过高，无法拆卸轴承 3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘4.轴套长度应小于轮毂的长度5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。 6.套筒顶不住齿轮（过定位）7.套筒应低于轴承外圈 8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。 9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。 机械设计基础专升本复习题（3）及答案一 、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，其传动角为 A 。A 0 B 90 C 90 D 0904、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135、如图所示低碳钢的曲线，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。A oabB bcC cdD de6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 D 。A 刚体 B 数量 C 变形体 D 矢量7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用 C 。A 带传动 B 一对齿轮传动 C 轮系传动 D 螺纹传动8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 A 。A 行星齿轮系 B 定轴齿轮系 C 定轴线轮系 D 太阳齿轮系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11、在摩擦带传动中 B 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、金属抵抗变形的能力，称为 D 。 A 硬度 B 塑性 C 强度 D 刚度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 15、与作用点无关的矢量是 C 。 A 作用力 B 力矩 C 力偶 D 力偶矩 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 B 轴向线应变 C 轴向伸长l D 横向线应变17、作用于某一物体同一点上的两个力，F1=5N，F2=12N。当两个力的夹角为 D _ 时，它们的合力大小为7N。 A 300 B 600 C 900 D 180018、为使移动后的作用力与原作用力等效，应附加一 C 。 A 作用力 B 力矩 C 力偶 D 平衡力系 19、阶梯轴应用最广的主要原因是 A 。A 便于零件装拆和固定 B 制造工艺性好 C 传递载荷大 D 疲劳强度高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 22、由力的可传性原理可知，力对刚体的作用效果不取决于力的 C 。A 作用线 B 方向 C 作用点 D 大小23、普通V带按截面尺寸由小到大分为 D 七种。A G F C D E B A B E B C B A Z Y C A B C D E F G D Y Z A B C D E24、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 26、载荷中等冲击，频繁启动和正反转、两轴对中不准确的情况下，联结两轴宜选用 C 联轴器。A 刚性固定式 B 刚性补偿式 C 弹性 D 安全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28、材料相同、横截面面积相等的两拉杆，一为圆形截面，另一为方形截面，在相同拉力作用下，两拉杆横截面上的应力 A 。A 相等 B 圆杆大于方杆 C 方杆大于圆杆 D 长杆大于短杆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34、如图所示凸轮机构的推程运动角是 A 。A120B110 C70 D4035、理论上，标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数是 C 。A Zmin14 B Zmin24 C Zmin17 D Zmin2136、确定平行轴定轴轮系传动比符号的方法为 C 。A 只可用(1)m确定 B 只可用画箭头方法确定C 既可用 (1)m确定也可用画箭头方法确定 D 用画箭头方法确定37、凸轮机构中从动件的推程采用等速运动规律时，在 B 会发生刚性冲击。A 推程的全过程 B 推程开始瞬时 C 远休止时 D 推程的中点 38、一圆轴用低碳钢材料制作，若抗扭强度不够，则 C 对于提高其强度较为有效。A 改用合金钢材料 B 改用铸铁C 增加圆轴直径，且改用空心圆截面 D 减小轴的长度39、如图所示凸轮机构中， C 从动件的摩擦损失小且传力性能好。A 图a B 图b C 图c 40、带传动采用张紧轮的目的是 A 。A 调整带的张紧力 B 提高带的寿命C 减轻带的弹性滑动 D 提高带的承载能力三、判断题（每题0.5分，共10分）（ ）1、齿轮传动的标准安装是指 ：分度圆与节圆重合 。（ ）2、滚动轴承代号“6215”的含义是 深沟球轴承， 直径系列2 ，内径75mm。（ ）3、键联接的主要用途是：轴向固定。（ ）4、渐开线齿廓形状取决于分度圆直径大小。（ ）5、标准滚动轴承的组成：内圈、外圈、滚动体、保持架。（ ）6、采用合金钢能提高轴的刚度。 （ ）7、工程中常以最大单位长度扭转角不得超过许可的单位长度扭转角作为圆轴扭转时的刚度条件。（ ）8、按轴的受载情况可分为：传动轴、心轴、正轴。（ ）9、带在工作时产生弹性滑动，是由于带的紧边与松边拉力不等。（ ）10、传动轴是既传递扭矩又承受弯矩的轴。（ ）11、按照有关标准就能选用的零部件，称为标准件，如螺栓、螺母、轴承、齿轮、内燃机的曲轴等。 （ ）12、力偶对刚体的转动效应与它在作用面内的位置无关。（ ）13、运动副是联接，联接也是运动副。（ ）14、物体的平衡就是指物体静止不动。 （ ）15、铰链四杆机构根据各杆的长度，即可判断其类型。（ ）16、柔性约束只能承受拉力，而不能承受压力。（ ）17、点在某瞬时的速度为零，那么该瞬时点的加速度也为零。（ ）18、由于移动副是构成面接触的运动副，故移动副是平面高副。（ ）19、齿轮啮合传动时留有顶隙是为了防止齿轮根切。（ ）20、一对标准齿轮啮合，其啮合角必然等于压力角。四、综合题1、 图示轮系，已知Z1=18、Z2=20、Z2=25、Z3=25、Z3=2（右），当a轴旋转100圈时，b轴转4.5圈，求Z4 i16=(2025Z4)/(18252)=100/4.5 Z4=402、 截面杆受力如图，P=20kN。A1=400mm2，A2=300mm2，A3=200mm2。材料的E=200GPa。试求：(1)绘出杆的轴力图；(2) 计算杆内各段横截面上的正应力；(3)计算杆最右端的位移。 解：(1)杆的轴力图如图所示，各段的轴力FN10kN40kN10kN，(2) 各段横截面上的正应力为（3）A端的位移为3、梁AB一端固定、一端自由，如图5.3所示。梁上作用有均布载荷，载荷集度为q=1 0kNm。在梁的自由端还受有集中力F=30kN和力偶矩为M=10kNm作用，梁的长度为L=1m，试求固定端处的约束反力。(1)取梁AB为研究对象并画出受力图，如图所示。(2)列平衡方程并求解。注意均布载荷集度是单位长度上受的力，均布载荷简化结果为一合力，其大小等于q与均布载荷作用段长度的乘积，合力作用点在均布载荷作用段的中点。Fx0，XA0 Fy0，YAqlF0MA(F)0，MAqll2F1M0解得 X0 YqlF=40KNMAql2F1M=45 kNm图5.3 悬臂粱受力分析4、已知：一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，=200，Z1=25，Z2=50。(10分)求（1）如果n1=960r/min，n2=？ （2）中心距a=？ （3）齿距p=？答：n2=480 a=75 p=6.28