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2019机械设计基础考试题库及答案

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2019机械设计基础考试题库及答案

一、填空题

1.机械是(机器)和(机构)的总称。

2.机构中各个构件相对于机架能够产生独立运

动的数目称为(自由度)。

3.平面机构的自由度计算公式为:

(F=3n-2P

L -P

H

)。

4.已知一对啮合齿轮的转速分别为n

1、n

2

,直

径为D

1、D

2

,齿数为z

1

、z

2

,则其传动比i= (n

1

/n

2

= (D

2/D

1

)= (z

2

/ z

1

)。

5.铰链四杆机构的杆长为a=60mm,b=200mm,c=100mm,d=90mm。若以杆C为机架,则此四杆机构为(双摇杆机构)。

6.在传递相同功率下,轴的转速越高,轴的转矩就(越小)。

7.在铰链四杆机构中,与机架相连的杆称为(连架杆),其中作整周转动的杆称为(曲柄),作往复摆动的杆称为(摇杆),而不与机架相连的杆称为(连杆)。

8.平面连杆机构的死点是指(从动件与连杆共线的)位置。

9.平面连杆机构曲柄存在的条件是①(最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和)②(连架杆和机架中必有一杆是最短杆)。

10.平面连杆机构的行程速比系数K=1.25是指(工作)与(回程)时间之比为(1.25),平均速比为(1:1.25)。

11.凸轮机构的基圆是指(凸轮上最小半径)作的圆。

12.凸轮机构主要由(凸轮)、(从动件)和(机架)三个基本构件组成。

13.带工作时截面上产生的应力有(拉力产生的应力)、(离心拉应力)和(弯曲应力)。

14.带传动工作时的最大应力出现在(紧边开始进入小带轮)处,其值为:σmax=σ1+σb1+σc。

15.普通V带的断面型号分为(Y、Z、A、B、C、

D、E)七种,其中断面尺寸最小的是(Y)型。

16.为保证齿轮传动恒定的传动比,两齿轮齿廓应满足(接触公法连心线交于一定点)。

17.渐开线的形状取决于(基)圆。

18.一对齿轮的正确啮合条件为:(m1= m2)与(α 1 = α

2

)。

19.一对齿轮连续传动的条件为:(重合度

1

>

ε)。

20.齿轮轮齿的失效形式有(齿面点蚀)、(胶合)、(磨损)、(塑性变形)和(轮齿折断)。

21.一对斜齿轮的正确啮合条件为:(m1= m2)、

(α

1 = α

2

)与(β

1

=-β

2

)。

22.蜗杆传动是由(蜗杆、蜗轮)和(机架)组成。

23.通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为(中间平面)。

24.常用的轴系支承方式有(向心)支承和(推力)支承。

25.轴承6308,其代号表示的意义为(6:深沟球轴承、3:直径代号,08:内径为Φ40)。26.润滑剂有(润滑油)、(润滑脂)和(气体润滑剂)三类。

27.列举出两种固定式刚性联轴器(套筒联轴器)、(凸缘联轴器)。

28.轴按所受载荷的性质分类,自行车前轴是(心轴)。

29.普通三角螺纹的牙形角为(60)度。

30.常用联接螺纹的旋向为(右)旋。

31.普通螺栓的公称直径为螺纹(大)径。

32.在常用的螺纹牙型中(矩形)形螺纹传动效率最高,(三角)形螺纹自锁性最好。

33.减速器常用在(原动机)与(工作机)之间,以降低传速或增大转距。

34.两级圆柱齿轮减速器有(展开式)、(同轴式)与(分流式)三种配置齿轮的形式。

35.轴承可分为(滚动轴承)与(滑动轴承)两大类。

36.轴承支承结构的基本形式有(双固式)、(双游式)与(固游式)三种。

37.轮系可分为(平面轮系)与(空间轮系)两类。

38.平面连杆机构基本形式有(曲柄摇杆机构)、(双曲柄机构)与(双摇杆机构)三种。

39.凸轮机构按凸轮的形状可分为(盘形凸轮)、(圆柱凸轮)与(移动凸轮)三种。

40.凸轮机构按从动件的形式可分为(尖顶)、(滚子)与(平底)三种。

41.变位齿轮有(正变位)与(负变位)两种;变位传动有(等移距变位)与(不等移距变位)两种。

42.按接触情况,运动副可分为(高副)与(低副)。

43.轴上与轴承配合部分称为(轴颈);与零件轮毂配合部分称为(轴头);轴肩与轴线的位置关系为(垂直)。

44.螺纹的作用可分为(连接螺纹)和(传动螺纹)两类。

45.轮系可分为(定轴轮系)与(周转轮系)两类。

46.常用步进运动机构有(主动连续、从动步进)与(主动步进、从动连续)两种。

47.构件是机械的(运动)单元;零件是机械的(制造)单元。

48.V带的结构形式有(单楔带)与(多楔带)两种。

二、判断题

1.一个固定铰链支座,可约束构件的两个自由度。×

2.一个高副可约束构件的两个自由度。×

3.在计算机构自由度时,可不考虑虚约束。×

4.销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√

5.两个构件之间为面接触形成的运动副,称为低副。√

6.局部自由度是与机构运动无关的自由度。√

7.虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√

8.在四杆机构中,曲柄是最短的连架杆。×

9.压力角越大对传动越有利。×

10.在曲柄摇杆机构中,空回行程比工作行程的速度要慢。×

11.偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√

12.曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√

13.减速传动的传动比i<1。×

14.Y型V带所能传递的功率最大。×

15.在V带传动中,其他条件不变,则中心距越大,承载能力越大。×

16.带传动一般用于传动的高速级。×

17.带传动的小轮包角越大,承载能力越大。√

18.选择带轮直径时,直径越小越好。×

19.渐开线上各点的压力角不同,基圆上的压力角最大。×

20.基圆直径越大渐开线越平直。√

21.设计蜗杆传动时,为了提高传动效率,可以增加蜗杆的头数。√

22.在润滑良好的闭式齿轮传动中,齿面疲劳点蚀失效不会发生。×

23.只承受弯矩而不受扭矩的轴,称为心轴。√

24.螺钉联接用于被联接件为盲孔,且不经常拆卸的场合。√

25.挤压就是压缩。×

26.受弯矩的杆件,弯矩最大处最危险。×

27.仅传递扭矩的轴是转轴。√

28.低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√

29.代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。×

30.对载荷小,而工作平稳的轴可选用球轴承。√

31.用联轴器时无需拆卸就能使两轴分离。×

32.用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。√

33.凸缘联轴器属于固定式刚性联轴器。√

34.花键联接只能传递较小的扭矩。×

三、简答题:

1.机器与机构的主要区别是什么?

2.构件与零件的主要区别是什么?

3.何谓标准件?它最重要的特点是什么?试列举出五种标准件。

4.蜗杆传动的正确啮合条件是什么?

5.铰链四杆机构的基本形式有哪几种?各有何特点?

6.什么是机架、连架杆、连杆?最短的连架杆是否一定是曲柄?

7.连杆机构的压力角是确定值还是变化值?它对机构的传力性能有何影响?

8.如何判断四杆机构是否有急回性质?极位夹角θ与急回性质有何关系?

9.槽轮机构有何特点?

10.为了避免带的打滑,将带轮上与带接触的表面加工的粗糙些以增大摩擦力,这样处理是否正确,为什么?

11.何谓带传动的弹性滑动和打滑?能否避免?

12.在设计带传动时为什么要限制带速v、小带轮直径d1和带轮包角α?

13.一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么?

14.一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么?

15.斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮比较,啮合和传动特点是什么?

16.为什么斜齿轮以法面参数为标准值?

17.齿轮为什么会发生根切现象?

18.怎样避免根切现象的发生?

19.试列举出三种实现间歇运动的机构。

20.试列举出三种将转动变成直动的机构。

21.蜗杆与蜗轮的正确啮合条件是什么?

22.螺杆螺纹的牙型有哪几种?各有什么特点?

23.有何区别?各用于何种工作场合?

24.标准直齿圆柱齿轮的主要参数有哪些?

25.能实现将转动变为直动的有哪几种机构?

26.何谓定轴轮系,何谓周转轮系?

27.齿轮系分为哪两种基本类型?它们的主要区别是什么?

28.齿轮系的功用有哪些?

29.花键联接与平键联接相比有哪些优缺点?

30.销的基本类型及其功用如何?

31.为什么大多数螺纹联接必须防松?防松措施有哪些?

32.联轴器与离合器的主要功能是什么?两者功能的主要区别是什么?

33.自行车的中轴和后轴是什么类型的轴,为什么?

34.在多级齿轮减速器中,高速轴的直径总比低速轴的直径小,为什么?

35.轴上传动零件常见的轴系支承方式有哪些?

36.选择轴承类型时要考虑哪些因素?

37.齿轮传动设计准则是什么?(试述齿轮传动的计算程序)

38.蜗杆传动有哪些特点?

39.选择轴承时应考虑哪些因素?

40.齿轮传动有何特点?

41.(摩擦)带传动有何特点?

42.机器有哪些类型?

43.机器有哪些特征?机构与机器的区别何在?

44.轴有哪几种类型(按载荷情况分)?举例说明各有何特点?

五、单项选择题:

1.(B)是构成机械的最小单元,也是制造机械时的最小单元。

A. 机器;B.零件;C.构件;D.机构。2.两个构件之间以线或点接触形成的运动副,称为(B)。

A. 低副;B.高副;C. 移动副;D. 转动副。

3.一端为固定铰支座,另一端为活动铰支座的梁,称为(B)。

A. 双支梁;B.外伸梁;C. 悬臂梁。

4.一端为固定端,另一端为自由的梁,称为(C)。

A. 双支梁;B.外伸梁;C. 悬臂梁。

5.一般飞轮应布置在转速(B)的轴上。

A. 较低;B. 较高;C. 适中。

6.在下列平面四杆机构中,有急回性质的机构是(C)。

A. 双曲柄机构;B. 对心曲柄滑块机构;C. 摆动导杆机构;D. 转动导杆机构。

7.在下列平面四杆机构中,(C)存在死点位置。A. 双曲柄机构;B. 对心曲柄滑块机构;C. 曲柄摇杆机构;D. 转动导杆机构。

8.曲柄摇杆机构的压力角是(A)。

A.连杆推力与运动方向之间所夹的锐角;B.连杆与从动摇杆之间所夹锐角;

C.机构极位夹角的余角;D.曲柄与机架共线时,连杆与从动摇杆之间所夹锐角。

9.带传动是借助带和带轮间的(B)来传递动力和运动的。

A. 啮合;B.磨擦;C. 粘接。

10.图示铰链四杆机构是(B)。

A. 曲柄摇杆机构;B.双曲柄机构;C. 双摇杆机构。

11.能实现间歇运动的机构是(C)。

A. 曲柄摇杆机构;B. 双摇杆机构;C. 槽轮机构;D. 齿轮机构。

12.曲柄摇杆机构的死点发生在(C)位置。

A. 主动杆与摇杆共线;B. 主动杆与机架共线;C.从动杆与连杆共线;D. 从动杆与机架共线。

13.在带传动中(减速传动) ,带的应力最大值发生在带(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。

14.为了使带与轮槽更好的接触,轮槽楔角应(A)V带截面的楔角。

A. 小于;B. 大于;C. 等于。

15.一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是(D)。

A. 两齿轮的模数和齿距分别相等;B. 两齿轮的齿侧间隙为零;

C. 两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等;D. 两齿轮的模数和压力角分别相等。

16.在普通圆柱蜗杆传动中,若其他条件不变而增加蜗杆头数,将使(A)。

A. 传动效率提高;B. 蜗杆强度提高;C. 传动中心距增大;D. 蜗杆圆周速度提高。

17.自行车车轮的前轴属于(C)轴。

A. 传动轴;B. 转轴;C. 固定心轴;D. 转动心轴。

18.自行车的中轴属于(A)轴。

A. 传动轴;B. 转轴;C. 固定心轴;D. 转动心轴。

19.自行车的后轴属于(A)轴。

A. 传动轴;B. 转轴;C. 固定心轴;D. 转动心轴。

20.渐开线的形状取决于(B)直径。

A. 节圆;B. 基圆;C. 分度圆;D. 齿顶圆。

21.(A)是齿轮最主要的参数。

A. 模数;B. 压力角;C. 分度圆;D. 齿数。

22.国家标准规定,标准渐开线齿轮的分度圆压力角α=(D)。

A. 35°;B. 30°;C. 25°;D. 20°。

23.圆锥齿轮传动适用于(A)传动。

A. 相交轴;B. 平行轴;C. 交错轴。

24.蜗杆传动适用于(C)传动。

A. 相交轴;B. 平行轴;C. 交错轴。

25.传动比大而且准确的传动是(D)。

A. 带传动;B. 链传动;C. 齿轮传动;D. 蜗杆传动。

26.不能用于传动的螺纹为(A)螺纹。

A. 三角形;B. 矩形;C. 梯形;D. 锯

齿形。

27.定轴轮系的总传动比等于各级传动比(B)。

A. 之和;B. 连乘积;C. 之差;D. 平方和。

32. (D)的周转轮系,称为行星轮系。

A. 单自由度;B. 无自由度;C. 双自由度;D. 三自由度。

28.减速器的传动比i=(A)。

A. >1;B. <1;C. =1。

29.普通螺纹的公称直径是(C)。

A. 螺纹的中径;B. 螺纹的小径;C. 螺纹的大径。

30.30000型轴承是代表(D)。

A. 调心球轴承;B. 深沟球轴承;C. 圆柱滚子轴承;D. 圆锥滚子轴承。

31.推力球轴承的类型代号为(C)。

A. 10000;B. 30000;C. 50000;D. 60000。

32.在各种类型轴承中,(D)不能承受轴向载荷。

A. 调心球轴承;B. 深沟球轴承;C. 圆锥滚子轴承;D. 圆柱滚子轴承。

33.凸缘联轴器是一种(A)联轴器。

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. 金属弹簧式弹性联轴器。

34.自行车飞轮的内部结构是属于(B)。

A. 链传动;B. 超越离合器;C. 安全离合器;D.弹性联轴器。

35.转轴承受(A)。

A. 扭矩;B. 弯矩;C. 扭矩和弯矩。

36.对于高负荷、重要的转轴,应选用(D)材料。

A. Q235;B.45钢;C. 20钢;D.40Cr。

37.在铸锻件毛坯上支承螺母的端面加工成凸台和沉头座,其目的是(B)。

A.易拧紧;B.避免偏心载荷;C. 增大接触面;D.外观好。

38.圆锥销的锥度是(B)。

A.1:60;B.1:50;C. 1:40;D.60:1。

五、计算题

1、计算下图机构的自由度,并判断机构的运动是否确定。

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( 2)

(3)

(4)

(5)

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解:

F=3n-2P L-P H

= 3×5-2×7-0

=1

(运动确定)

解:

F=3n-2P L-P H

= 3×6-2×8-1

=1

(运动确定)

解:

F=3n-2P L-P H

= 3×7-2×10-0

=1

(运动确定)

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(6)

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(7)

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(9)

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(10)

(11)

(13)

(15)

解:

F=3n-2P L -P H = 3×9-2×12-2

=1

(运动确定

) 解:

L -P H ×10-2×14-0 )

解:

F=3n-2P L -P H = 3×3-2×3-2 =1

(运动确定)

解:

L -P H 5-2×7-0 )

F=3n-2P L -P H

F=3n-2P L -P H = 3×4-2×5-1 =1 (运动确定)

解:

F=3n-2P L -P H = 3×3-2×3-2 =1

(运动确定)

解:

F=3n-2P L -P H = 3×7-2×10-0 =1

(运动确定)

解:

F=3n-2P L -P H = 3×3-2×4-0 =1

(运动确定)

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(16)

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(17)

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(19)

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(20)

2.齿轮几何尺寸计算

(1)已知一对传动标准正常直齿圆柱齿轮(α=20o,h a * =1)的中心距为240mm,传动比为3,模数为2mm,求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿顶高与齿根高。

参考试题:已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,中心距a =200mm ,传动比i =3,压力角α=20°,

h *a

=1,c * =0.25,m =5mm 。试求两轮的齿数、分度圆、齿顶圆和基圆的直径,齿厚和齿槽宽。(已知cos α≈0.94) (14分) 解: 1 由i=Z 2/Z 1 可知Z 2=i Z 1 (1分)

由中心距 a=m(Z 1+Z 2)/2=2m Z 1 (1分) 则

齿轮1齿数 Z 1=20 (1分)

F=3n-2P L -P H = 3×4-2×4-2 =2 (运动确定)

解:

F=3n-2P L -P H = 3×7-2×10-0 =1

(运动确定)

解:

F=3n-2P L -P H = 3×5-2×7-0 =1

(运动确定)

解:

F=3n-2P L -P H = 3×9-2×12-0 =3

(运动确定)

液压缸为动力源

解:

F=3n-2P L -P H = 3×9-2×12-2 =1

(运动确定)

齿轮2齿数 Z 2=60 (1分)

2 齿轮1分度圆直径 d 1=mz 1=100 (1分)

齿轮2分度圆直径 d 2=mz 2=300 (1分)

3 齿轮1齿顶圆直径 d a1=m (z 1+2h *a )=110 (2分) 齿轮2齿顶圆直径 d a2= m (z 1+2h *a )=310 (2分)

4 齿轮1基圆直径 d b 1= d 1 cos20°=94.0 (1分)

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齿轮2基圆直径 d b 2= d 2

cos20°=281.9 (1分)

5 齿厚和齿槽 s =e =πm /2=7.9 (2分)

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(2)一对啮合的标准直齿圆柱齿轮(α=20o,h a * =1)。已知Z 1 =30, Z 2=90,m=5mm.试求这对齿轮的分度圆直径, 齿顶圆直径, 齿根圆直径, 传动比和中心距。 解:

1 齿轮1分度圆直径 d 1=mz 1=5×30=150

(1分)

齿轮2分度圆直径 d 2=mz 2=5×90=450 (1分)

2 齿轮1齿顶圆直径 d a1=m (z 1+2h *a )

=5×(30+2×1)=160 (2分)

齿轮2齿顶圆直径 d a2= m (z 1+2h *a

) =5×(90+2×1)=460 (2分) 3 齿轮1齿根圆直径

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d f = m (z 1-2h *a

-2c*)

=5×(30-2×1-2×0.25)

=137.5 (2分) 齿轮2齿根圆直径 d f =

m (z 2-2h *a -2c*)

=5×(90-2×1-2×

0.25)

=437.5 (2分) 4 传动比 i=Z 2/Z 1=90/30 =3 (1分)

5 中心距 a=m(Z 1+Z 2)/2=5×(30+90/2)=300 (1分) 3、轮系传动比计算

(1)如图所示轮系中,已知z1=20、,z2=36、z2’=18、z3=68、z3’=17、z5=40。试求传动比i15,并标示各齿轮运转方向。(10分)

解:

i (方向标在图上) (4分) (2)如图所示轮系,已知Z 1 =34、Z 2 =17、Z 2

’=30、Z 3 =Z 4 =15、Z 3 ’=45,试求i 14,并确定各轮的回转

方向。

解: 16

/145303415

1517

''32143241

14-=????-

===z z z z z z n n

i (方向标在图上) (2分) (3)下图为一卷扬机的传动系统,末端是蜗杆传动。其中Z 1=18,

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Z 2=36,Z 3=20,

Z 4=40,,Z 5=2,

Z 6=50,若n 1=1000r/min ,鼓轮直径D=200mm ,试求蜗轮的转速及重物G 的移动速度。重物提起时,试确定n 1的旋转方向。

参考试题:下图为一卷扬机的传动系统,末端是

蜗杆传动。其中Z 1=30,Z 2=50,Z 3=20,Z 4=60,Z 5=1,Z 6=100,若n 1=3000r/min ,鼓轮直径D=100mm ,试求蜗轮的转速及重物G 的移动速度。重物提起时,试确定n 1的旋转方向。(15分)

解:1

2030100605030006

5

316426

116????====n z z z z z z n n i =500

n 6=6 r/min (方向标在图上) )m/s (0314.0100060/610014.3100060/=???=?=Dn v π

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(4)如图所示轮系,已知Z 1 =240. Z 2 =20 .Z 3 =25 .Z 4 =40. Z 5 =75 .Z 6 =20. Z 7=40 . Z 8 =2 .Z 9 =80 .n 1=800r/min.试求n 9,并确定各轮的回转方向。

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参考试题:如图所示轮系,已知Z 1 =300. Z 2 =30 .Z 3 =25 .Z 4 =40. Z 5 =75 .Z 6 =20. Z 7=60 . Z 8 =2 .Z 9 =100 .n 1=450r/min.试求n 9,并确定各轮的回转方向。(15分)

解:2

204025300100

60754030z 86431975429119

????????===

z z z z z z z z z n n i =45

n 9=10 r/min (方向标在图上)

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(5)如图所示轮系,已知Z 1 =120 Z 2 =20 Z 3 =25 Z 4

=40 Z 5 =75 Z 6 = Z 7= Z 8=20 Z 9 =1 Z 10 =96 n 1=960r/min.试求n 10,并确定各轮的回转方向.

20

48

960

481202040251209620207540209601010

9764311087542101110==∴=??????????=

===n n z z z z z z z z z z z z n n i 方向如图

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六、改错题

1、下图中的1、

2、

3、

4、5处是否合理?为什么?应如何改进?(用图表达)

1

2

3

4

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5

解:可以用以下图表达或后续文字描述

1处不合理(1分):轴肩直径大于轴承内圈外径,不利于拆卸(1分),在此设计阶梯(1分)

2处不合理(1分):与齿轮配合处轴头宽度超过轮毂宽度,不利于定位(1分),缩短(1

分);

3处不合理(1分):轴套外径大于轴承内圈外径,不利于拆卸(1分),在此设计阶梯轴套(1分)

4处不合理(1分):轴承内圈配合处不能有螺纹,易损坏轴承(1分),在此设计退刀槽(1分)

5处不合理(1分):没有倒角,不利于螺母装配(1分),与螺母装配处要有倒角. (1分)

2、下图轴的结构设计是否合理?为什么?应

如何改进?(用图表达)

12345

解:可以用以下图表达或后续文字描述

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2019机械设计基础考试题库及答案

1处不合理(1分):轴肩直径大于轴承内圈外径,不利于拆卸(1分),在此设计阶梯(1分)

2处不合理(1分):齿轮无法装配(1分),设计成阶梯(1分);

3处不合理(1分):轴套外径大于轴承内圈外径,不利于拆卸(1分),在此设计阶梯轴套(1分)

4处不合理(1分):联轴器没有轴向定位(1分),设计轴肩定位(1分)

5处不合理(1分):联轴器没有轴向固定(1

分),设计轴端档圈1分)

七、实践题

举一平面连杆机构应用实例,并画出简图和计算自由度。

八、分析与计算

1.分析下列平面机构的自由度。(a. F=1,

b. F=2,

c. F=1,

d. F=1,

e. F=1,

f. F=1。)

2.试画出带传动的应力分布图,并标出最大

应力的位置。(见附件)

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3.机械传动系统如图所示,根据图示参数和

信息,求运动链末端构件的运动速度或行

程并标明其运动方向。(a.

n6=26.1r/min,b. n4=7r/min,c. 手柄

每转行程:l=2.22mm)

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