机械设计基础题库及答案20969

《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α=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α≥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σH1 = σH2。

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_ m a1=m t2、α

=αt2、λ=β_。

a1

T-10-2-26-2-3、若键的标记为键C20×70GB1096-79,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(b×h)，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γ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2

D.3

A-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.m t1=m a2, αt1=αa2,λ=β

B.m a1=m t2, αa1=αt2,λ=β

C.m t1=m a2, αt1=αa2,λ= -β

D.m a1=m a2, αa1=αt2,λ= -β （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.12d d B.12n n C.21d d D.21n n 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b ×h 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，P L=3，P H＝2

机构自由度F＝3n－2P L－P H＝1 ，

因为W＝1＝F，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，P L=9，P H=1 F＝3n－2P L－P H=2＝

W>0，

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, P L=7, P H=0

F=3n-2P L-P H=3*5-2*7=1

J-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, P L=8, P H=1

F=3n-2P L-P H=3*6-2*8-1=1

J-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，L AB=82mm，L BC=50mm，L CD=96mm，L AD=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L BC+ L AD=50+120=170 mm

L BC +L CD=82+96=178 mm

所以L BC+ L AD< L BC +L CD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L AB=50mm, L BC=110mm, L CD=80mm, L AD=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L AB +L BC =50+110=160mm

L AB +L BC =80+100=180mm

所以L AB +L BC < L AB +L BC 符合曲柄存在的杆长之

和条件.

1)当取AD 为机架时, 得到曲柄摇杆机构;

2)当取AB 为机架时,得到双曲柄杆机构;

当取BC 为机架时;得到曲柄摇杆机构;

当取CD 为机架时;得到双摇杆机构.

J-7-3-08-3-10、已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=200mm ，齿数Z 1=20，Z 2=80，齿顶高系数ha* =1，压力角=20° 。试求这对齿轮的模数m ，传动比i 12，节圆直径及啮合角。 解：()212z z m a += 1222*2004()2080

a m z z ===++ 420801212===z z i

节圆直径=分度圆直径

d 1=mz 1=4×20=80mm d 2=mz 2=4×80=320mm mm

ο20==压力角啮合角

J-7-3-09-4-15、某标准直齿圆柱齿轮，已知齿距p =12.56mm ，齿数z =20，

正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d 、齿顶圆直径d a 、、齿根圆直径d f 、基圆直径d b 、、齿高h 及齿厚s 。(cos20o≈0.94)

解答：

p ＝12.56 mm ，m =4 mm; 分度圆直径d =m ·z =4×20=80 mm; 基圆直径d b =d ·cos20o=75.2 mm; 齿顶圆直径d a =m ·(Z +2h a *)=88 mm;

齿根圆直径d f = m ·(Z －2h a *－2c*)=70 mm; 齿高h= m ·(2h a *+c*) =9 mm;

齿厚s=6.28mm

J-7-3-10-3-10、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i 12=3,小齿轮齿数Z 1=18。试确定大齿轮的齿数Z 2、齿轮的模数m 和两轮的分度圆直径。

解:由 i 12=21

Z Z =3 ,得Z 2=3*18=54, 又由1222*10831854

a m Z Z ===++ mm, 分度圆直径: 113*1854d mz === mm,

213*54162d mz === mm 。

J-9-1-11-3-10、如下图所示轮系中，已知Z 1=16，Z 2=36，Z 3=25，Z 4=50，Z 5=2，Z 6=20，若n 1=600r/min ，求蜗轮的转速n 6及各轮的转向。（10分）