机械设计基础题库及答案

机械设计基础试题及答案 绪论 一、填空（每空1分）T-1-1-01-2-3、构件是机器的 运动 单元体；零件是机器的 制造 单元体；部件是机器的 装配 单元体。T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为 低副 和 高副 ，低副又可分为 转动副 和 移动副 。T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为 低副和 高副 。T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为 2 。T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目 等于 主动件数目。T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的 工作情况和 受力情况 。T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 高副 。T-3-2-08-2-2、机构处于压力角=90时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构 无 死点位置，而当摇杆为原动件时，机构 有 死点位置。T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆 共线 位置。T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为： 急回特性 。T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为 相等 。T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由 机架、凸轮、从动件 三个基本构件组成的。T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为 直线 运动。T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角120。T-6-7-15-2-3、链传动是由 主动链轮 、从动链轮 、绕链轮上链条 所组成。T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于 挠性件 传动。T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的 齿根_推动从动齿轮的 齿顶 ，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮 齿顶圆 与啮合线的交点；当主动齿轮的 齿顶 推动从动齿轮的 齿根 ，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮 齿顶圆 与啮合线的交点。T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为 模数 和 压力角 分别相等。T-7-2-19-3-2、_齿面磨损_和_因磨损导致的轮齿折断_是开式齿轮传动的主要失效形式。T-7-2-20-2-2、渐开线齿形常用的加工方法有 仿形法 和 范成法 两类。T-7-2-21-2-2、在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是H1 = H2。T-7-10-22-2-2、斜齿圆柱齿轮的重合度 大于 直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动平稳，承载能力 高 ，可用于高速重载的场合。T-8-2-23-2-3、在蜗轮齿数不变的情况下，蜗杆的头数 越少 ，则传动比就越大。T-8-2-24-2-3、蜗杆传动的中间平面是指：通过_蜗杆_轴线并垂直于_蜗轮_轴线的平面。T-8-2-25-2-3、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是_ ma1=mt2、a1=t2、=_。T-10-2-26-2-3、若键的标记为键C2070GB1096-79,则该键为C型平键，b=20，L=70。T-10-1-27-2-2、轮系运动时，所有齿轮几何轴线都固定不动的，称定轴轮系轮系，至少有一个齿轮几何轴线不固定的，称 周转星轮 系。T-11-2-28-2-3、轴的作用是支承轴上的旋转零件，传递运动和转矩，按轴的承载情况不同，可以分为 转轴、心轴、传动轴 。T-10-1-29-2-3、机械静联接又可以分为 可拆 联接和 不可拆 联接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于 可拆 连接。T-10-2-30-2-3、.螺纹联接防松的目的是防止螺纹副的相对运动，按工作原理的不同有三种防松方式： 摩擦力 防松、 机械 防松、 其它方法 防松。T-10-2-31-2-1、平键的工作面是键的 两侧面 。T-10-2-32-2-1、楔键的工作面是键的 上下两面 。T-12-4-33-2-1、滑动轴承中所选用的润滑油，其粘度越大，则其承载能力越 大 。T-10-2-34-2-1、普通平键的剖面尺寸(bh)，一般应根据 轴的直径 按标准选择。T-12-2-35-2-2、滚动轴承内圈与轴颈的配合采用 基孔 制，外圈与轴承孔的配合采用 基轴 制。二、判断题(正确的打，错误的打)（每题2分）P-1-1-01-2-2、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（）P-3-2-02-2-2、铰链四杆机构中，传动角越大，机构传力性能越高。（ ）P-3-2-03-2-2、极位夹角是曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角。 ()P-3-2-04-2-2、机构处于死点位置时，其传动角等于90。 ()P-4-2-05-2-2、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。() P-4-2-06-2-2、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（）P-6-3-07-2-2、带传动的弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。 ( )P-6-3-08-2-2、V带型号中，截面尺寸最小的是Z型。（）P-7-1-09-2-2、基圆以内无渐开线。()P-7-9-20-2-2、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。（）P-8-2-21-2-2、蜗杆传动一般用于大速比的场合。()P-8-2-22-2-2、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。（）P-9-1-23-2-2、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（）P-10-1-24-2-2、楔键的顶底面是工作面。()P-10-1-25-2-2、设计键联接时，键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。 （）P-10-2-26-2-2、在螺纹联接的结构设计中，通常要采用凸台或凹坑作为螺栓头和螺母的支承面，其目的是使螺栓免受弯曲和减小加工面。（）P-10-2-27-2-2、螺纹联接是可拆联接。 ()P-12-3-28-2-2、滚动轴承的基本额定动载荷C值越大，则轴承的承载能力越高。( ) P-12-3-29-2-2、在相同工作条件的同类型滚动轴承，通常尺寸越大，其寿命越长。（ ）三、选择题 (将正确答案的序号填在括号中)（每题2分）A-1-1-01-3-2、在如图所示的齿轮凸轮轴系中，轴4称为(A)A.零件 B.机构 C.构件 D.部件A-2-2-02-3-2、平面运动副所提供的约束为（C）A.1 B.2 C.1或2D.3A-2-2-03-3-2、若两构件组成低副，则其接触形式为（A）A.面接触B.点或线接触C.点或面接触D.线或面接触A-2-4-04-3-2、机构具有确定相对运动的条件是(A)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A-3-2-05-3-2、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(B)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A-4-2-06-3-2、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)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A-6-5-07-3-2、带传动的主要失效形式是带的(A)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A-6-3-08-3-2、带传动中弹性滑动现象的产生是由于（C）A.带的初拉力达不到规定值 B.带与带轮的摩擦系数过小 C.带的弹性变形 D.带型选择不当A-6-3-09-3-2、 (A )是带传动中所固有的物理现象，是不可避免的。A.弹性滑动 B.打滑 C.松驰 D.疲劳破坏A-7-2-10-3-2、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于(D)A.分度圆 B.齿顶圆 C.齿根圆 D.基圆A-7-7-11-3-2、闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是（B）A.齿面胶合B.轮齿疲劳折断 C.齿面磨粒磨损 D.轮齿过载折断A-7-7-12-3-2、齿面接触疲劳强度设计准则针对的齿轮失效形式是（A）A.齿面点蚀 B.齿面胶合 C.齿面磨损 D.轮齿折断A-7-11-13-3-2、为了实现两根相交轴之间的传动，可以采用（C）A.蜗杆传动 B.斜齿圆柱齿轮传动 C.直齿锥齿轮传动 D.直齿圆柱齿轮传动A-7-7-14-3-2、齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在(B)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A-7-10-15-3-2、一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的(A)均为标准值。A.法面模数、分度圆上的法面压力角 B.端面模数、分度圆上的端面压力角C.端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角 D.法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角A-8-2-16-3-2、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是(B)A.mt1=ma2, t1=a2,= B.ma1=mt2, a1=t2,= C.mt1=ma2, t1=a2,= - D.ma1=ma2, a1=t2,= - （注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）A-8-2-17-3-2、蜗杆传动的传动比i等于（D）A.B.C.D.A-10-1-18-3-2、普通平键的长度应（B）A .稍长于轮毂的长度 B .略短于轮毂的长度 C.是轮毂长度的三倍D.是轮毂长度的二倍A-10-1-19-3-2、键的截面尺寸bh主要是根据( D )来选择。A.传递扭矩的大小B.传递功率的大小 C.轮毂的长度 D.轴的直径A-10-2-20-3-2、当两个被联接件之一太厚不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用（C）A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接A-12-2-21-3-2、滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是（C）A.过大的塑性变形 B.过度磨损 C.疲劳点蚀 D.胶合A-13-1-22-3-2、联轴器和离合器均具有的主要作用是（B）A.补偿两轴的综合位移 B.联接两轴，使其旋转并传递转矩 C.防止机器过载 D.缓和冲击和振动A-13-1-23-3-2、下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是(D )A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器 C.万向联轴器 D.弹性柱销联轴器四、问答题(每题5分)W-4-2-0、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。答：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律（余弦加速度运动规律）；等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合。W-6-3-01-2-5、说明带的弹性滑动与打滑的区别。弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就可以避免打滑，所以，打滑是可以避免的。W-7-1-01-2-5、简述齿廓啮合基本定律。不论齿廓在任何位置接触，过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点，才能保证传动比恒定不变。W-8-6-01-2-5、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？蜗杆传动存在着相对滑动，摩擦力大，又因为闭式蜗杆传动散热性差，容易产生胶合，所以要进行热平衡计算。W-10-2-01-2-5、说明螺纹连接的基本类型及应用。螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。螺栓连接用于被连接件不厚、通孔且经常拆卸的场合；双头螺柱连接用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合；螺钉连接用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合。W-12-3-01-2-5、轴上零件的周向固定各有哪些方法？（指出四种以上方法）周向固定：键连接、花键连接、过盈配合连接W-12-3-01-2-5、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?（指出四种以上）轴向固定：轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈轴肩、轴环、轴套固定可靠，可以承受较大的轴向力；弹性档圈固定可以承受较小的轴向力；轴端挡板用于轴端零件的固定。五、计算题J-2-5-01-4-10、说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？（10分）解：机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数等于机构中（接受外界给定运动规律的）原动件的个数。n=3，PL=3，PH2机构自由度 F3n2PLPH1 ，因为W1F，所以机构的运动确定。J-2-5-02-4-15、说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？（15分） 解答:机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数等于机构中(接受外界给定运动规律的)原动件的个数。机构中，n=7，PL=9，PH=1 F3n2PLPH=2W0，所以机构运动确定。C、G处复合铰链，E处虚约束，F处局部自由度J-2-5-03-4-15、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。（15分）解答: C处为复合铰链,则n=5, PL=7, PH=0F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1J-2-5-04-4-15、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。（15分）解答: F处为复合铰链,H(或I ) 处为虚约束,则n=6, PL=8, PH=1F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1J-3-2-05-3-10、图示四杆机构中，已知a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm。取不同构件为机架，可得到什么类型的铰链四杆机构？ （15分）解：因为最短构件与最长构件长度之和小于等于另外两构件的长度之和，满足构件的长度和条件，所以取AB为机架，得双曲柄机构；取BC或AD为机架，得曲柄摇杆机构；取CD为机架，得双摇杆机构；J-3-2-06-3-10、已知图示机构中，LAB=82mm，LBC=50mm，LCD=96mm，LAD=120mm问：（1）此机构中，当取构件AD为机架时，是否存在曲柄？如果存在，指出是哪一构件？（必须根据计算结果说明理由）（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？（10分）解答：因为LBC+ LAD=50+120=170 mm LBC +LCD=82+96=178 mm所以LBC+ LAD LBC +LCD符合曲柄存在的杆长之和条件.1) 当取AD为机架时, 不存在曲柄, 得到双摇杆机构;2) 当分别取AB或CD为机架时,均得到曲柄摇杆机构; 当取BC为机架时, 得到双曲柄杆机构.J-3-2-07-3-10、如图所示铰链四杆机构，已知各构件的长度LAB=50mm, LBC=110mm, LCD=80mm, LAD=100mm。（1）该机构是否有曲柄？如有，请指出是哪个构件（必须根据计算结果说明理由）；（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？（10分）解答：因为LAB+LBC=50+110=160mm LAB+LBC=80+100=180mm所以LAB+LBCe时，X=0.4，Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。解：轴向力：FS+FA=2430+1000=3430NS 轴承被放松 Fa=FS=2430N 轴承被压紧 Fa=FS=3430N 当量动载荷 Fa/Fr=2430/9000=0.27e X=0.4 Y=1.88 P=XFY+YFa=0.45000+1.883430=12672.6N六、设计题(每小题20分)J-4-3-14-4-20、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。解答：如图所示，正确作出偏距圆 按-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角七、分析题(本题20分)J-8-2-15-4-20、.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。解：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J-11-2-16-4-20、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。)解答：(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。16