《機械設計基礎》試題庫及答案

1、一、填空（每空1分）1、構件是機器的 運動 單元體；零件是機器的 制造 單元體；部件是機器的 裝配 單元體。2、平面運動副可分為 低副 和 高副 ，低副又可分為 轉動副 和 移動副 。3、運動副是使兩構件接觸，同時又具有確定相對運動的一種聯(lián)接。平面運動副可分為 低副和 高副 。4、平面運動副的最大約束數(shù)為 2 。5、機構具有確定相對運動的條件是機構的自由度數(shù)目 等于 主動件數(shù)目。6、在機構中采用虛約束的目的是為了改善機構的 工作情況和 受力情況 。7、平面機構中，兩構件通過點、線接觸而構成的運動副稱為 高副 。8、機構處于壓力角=90°時的位置，稱機構的死點位置。曲柄搖桿機構，當曲柄

2、為原動件時，機構 無 死點位置，而當搖桿為原動件時，機構 有 死點位置。9、鉸鏈四桿機構的死點位置發(fā)生在從動件與連桿 共線 位置。10、在曲柄搖桿機構中，當曲柄等速轉動時，搖桿往復擺動的平均速度不同的運動特性稱為： 急回特性 。11、擺動導桿機構的極位夾角與導桿擺角的關系為 相等 。12、凸輪機構是由 機架、凸輪、從動件 三個基本構件組成的。13、螺旋機構的工作原理是將螺旋運動轉化為 直線 運動。14為保證帶傳動的工作能力，一般規(guī)定小帶輪的包角120°。15、鏈傳動是由 主動鏈輪 、從動鏈輪 、繞鏈輪上鏈條 所組成。16、鏈傳動和帶傳動都屬于 撓性件 傳動。17、齒輪嚙合時，當主動齒

3、輪的 齒根_推動從動齒輪的 齒頂 ，一對輪齒開始進入嚙合，所以開始嚙合點應為從動輪 齒頂圓 與嚙合線的交點；當主動齒輪的 齒頂 推動從動齒輪的 齒根 ，兩輪齒即將脫離嚙合，所以終止嚙合點為主動輪 齒頂圓 與嚙合線的交點。18、漸開線標準直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件為 模數(shù) 和 壓力角 分別相等。19、_齒面磨損_和_因磨損導致的輪齒折斷_是開式齒輪傳動的主要失效形式。20、漸開線齒形常用的加工方法有 仿形法 和 范成法 兩類。21、在一對齒輪嚙合時，其大小齒輪接觸應力值的關系是h1 = h2。22、斜齒圓柱齒輪的重合度 大于 直齒圓柱齒輪的重合度，所以斜齒輪傳動平穩(wěn)，承載能力 高 ，可用于高速重

4、載的場合。23、在蝸輪齒數(shù)不變的情況下，蝸桿的頭數(shù) 越少 ，則傳動比就越大。24、蝸桿傳動的中間平面是指：通過_蝸桿_軸線并垂直于_蝸輪_軸線的平面。25、普通圓柱蝸桿和蝸輪傳動的正確嚙合條件是_ ma1=mt2、a1=t2、=_。26、若鍵的標記為鍵c20×70gb1096-79,則該鍵為c型平鍵，b=20，l=70。27、輪系運動時，所有齒輪幾何軸線都固定不動的，稱定軸輪系輪系，至少有一個齒輪幾何軸線不固定的，稱 周轉星輪 系。28、軸的作用是支承軸上的旋轉零件，傳遞運動和轉矩，按軸的承載情況不同，可以分為 轉軸、心軸、傳動軸 。29、機械靜聯(lián)接又可以分為 可拆 聯(lián)接和 不可拆

5、聯(lián)接，其中鍵聯(lián)接、螺紋聯(lián)接、銷聯(lián)接屬于 可拆 連接。30、.螺紋聯(lián)接防松的目的是防止螺紋副的相對運動，按工作原理的不同有三種防松方式： 摩擦力 防松、 機械 防松、 其它方法 防松。31、平鍵的工作面是鍵的 兩側面 。32、楔鍵的工作面是鍵的 上下兩面 。33、滑動軸承中所選用的潤滑油，其粘度越大，則其承載能力越 大 。34、普通平鍵的剖面尺寸(b×h)，一般應根據(jù) 軸的直徑 按標準選擇。35、滾動軸承內圈與軸頸的配合采用 基孔 制，外圈與軸承孔的配合采用 基軸 制。二、判斷題(正確的打，錯誤的打×)（每題2分）1、所有構件一定都是由兩個以上零件組成的。（×）2、

6、鉸鏈四桿機構中，傳動角越大，機構傳力性能越高。（ ）3、極位夾角是曲柄搖桿機構中，搖桿兩極限位置的夾角。 (×)4、機構處于死點位置時，其傳動角等于90°。 (×)5、凸輪輪廓的形狀取決于從動件的運動規(guī)律。(×) 6、凸輪機構中，從動件按等速運動規(guī)律運動時引起剛性沖擊。（）7、帶傳動的彈性滑動是不可避免的，打滑是可以避免的。 ( )8、v帶型號中，截面尺寸最小的是z型。（×）9、基圓以內無漸開線。()10、在直齒圓柱齒輪傳動中，忽略齒面的摩擦力，則輪齒間受有圓周力、徑向力和軸向力三個力作用。（×）11、蝸桿傳動一般用于大速比的場合。(

7、)12、蝸桿傳動一般用于傳動大功率、大速比的場合。（×）13、定軸輪系的傳動比等于始末兩端齒輪齒數(shù)之反比。（×）14、楔鍵的頂?shù)酌媸枪ぷ髅妗?)15、設計鍵聯(lián)接時，鍵的截面尺寸通常根據(jù)傳遞轉矩的大小來選擇。 （×）16、在螺紋聯(lián)接的結構設計中，通常要采用凸臺或凹坑作為螺栓頭和螺母的支承面，其目的是使螺栓免受彎曲和減小加工面。（）17、螺紋聯(lián)接是可拆聯(lián)接。 ()18、滾動軸承的基本額定動載荷c值越大，則軸承的承載能力越高。( ) 19、在相同工作條件的同類型滾動軸承，通常尺寸越大，其壽命越長。（ ）三、選擇題 (將正確答案的序號填在括號中)（每題2分）1、在如圖所示

8、的齒輪凸輪軸系中，軸4稱為(a)a.零件 b.機構 c.構件 d.部件2、平面運動副所提供的約束為（c）a.1 b.2 c.1或2d.33、若兩構件組成低副，則其接觸形式為（a）a.面接觸b.點或線接觸c.點或面接觸d.線或面接觸4、機構具有確定相對運動的條件是(a)a.機構的自由度數(shù)目等于主動件數(shù)目 b.機構的自由度數(shù)目大于主動件數(shù)目 c.機構的自由度數(shù)目小于主動件數(shù)目 d.機構的自由度數(shù)目大于等于主動件數(shù)目5、鉸鏈四桿機構中，若最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和，則為了獲得曲柄搖桿機構，其機架應取(b)a.最短桿 b.最短桿的相鄰桿 c.最短桿的相對桿 d.任何一桿6、在凸輪機構的

9、從動件選用等速運動規(guī)律時，其從動件的運動(a)a.將產生剛性沖擊 b.將產生柔性沖擊 c.沒有沖擊 d.既有剛性沖擊又有柔性沖擊7、帶傳動的主要失效形式是帶的(a)a.疲勞拉斷和打滑 b.磨損和膠合 c.膠合和打滑 d.磨損和疲勞點蝕8、帶傳動中彈性滑動現(xiàn)象的產生是由于（c）a.帶的初拉力達不到規(guī)定值 b.帶與帶輪的摩擦系數(shù)過小 c.帶的彈性變形 d.帶型選擇不當9、 (a )是帶傳動中所固有的物理現(xiàn)象，是不可避免的。a.彈性滑動 b.打滑 c.松馳 d.疲勞破壞10、漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于(d)a.分度圓 b.齒頂圓 c.齒根圓 d.基圓11、閉式硬齒面齒輪傳動的主要失效形式是（b）

10、a.齒面膠合b.輪齒疲勞折斷 c.齒面磨粒磨損 d.輪齒過載折斷12、齒面接觸疲勞強度設計準則針對的齒輪失效形式是（a）a.齒面點蝕 b.齒面膠合 c.齒面磨損 d.輪齒折斷13、為了實現(xiàn)兩根相交軸之間的傳動，可以采用（c）a.蝸桿傳動 b.斜齒圓柱齒輪傳動 c.直齒錐齒輪傳動 d.直齒圓柱齒輪傳動14、齒輪傳動中，輪齒齒面的疲勞點蝕經常發(fā)生在(b)a.齒根部分 b.靠近節(jié)線處的齒根部分 c.齒頂部分 d.靠近節(jié)線處的齒頂部分15、一對正確嚙合的斜齒圓柱齒輪傳動的(a)均為標準值。a.法面模數(shù)、分度圓上的法面壓力角 b.端面模數(shù)、分度圓上的端面壓力角c.端面模數(shù)、分度圓上的端面壓力角、分度圓上

11、的螺旋角 d.法面模數(shù)、分度圓上的法面壓力角、分度圓上的螺旋角16、普通圓柱蝸桿和蝸輪傳動的正確嚙合條件是(b)a.mt1=ma2, t1=a2,= b.ma1=mt2, a1=t2,= c.mt1=ma2, t1=a2,= - d.ma1=ma2, a1=t2,= - （注：下標t表示端面，a表示軸向，1表示蝸桿、2表示蝸輪）17、蝸桿傳動的傳動比i等于（d）a.b.c.d.18、普通平鍵的長度應（b）a .稍長于輪轂的長度 b .略短于輪轂的長度 c.是輪轂長度的三倍 d.是輪轂長度的二倍19、鍵的截面尺寸b×h主要是根據(jù)( d )來選擇。a.傳遞扭矩的大小 b.傳遞功率的大小

12、c.輪轂的長度 d.軸的直徑20、當兩個被聯(lián)接件之一太厚不宜制成通孔，且聯(lián)接不需要經常拆裝時，宜采用（c）a.螺栓聯(lián)接 b.螺釘聯(lián)接 c.雙頭螺柱聯(lián)接 d.緊定螺釘聯(lián)接21、滾動軸承在一般轉速下的主要失效形式是（c）a.過大的塑性變形 b.過度磨損 c.疲勞點蝕 d.膠合22、聯(lián)軸器和離合器均具有的主要作用是（b）a.補償兩軸的綜合位移 b.聯(lián)接兩軸，使其旋轉并傳遞轉矩 c.防止機器過載 d.緩和沖擊和振動23、下列聯(lián)軸器中，能補償兩軸的相對位移并可緩沖、吸振的是(d )a.凸緣聯(lián)軸器 b.齒式聯(lián)軸器 c.萬向聯(lián)軸器 d.彈性柱銷聯(lián)軸器四、問答題(每題5分)1、說出凸輪機構從動件常用運動規(guī)律，

13、沖擊特性及應用場合。答：等速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律、簡諧運動規(guī)律（余弦加速度運動規(guī)律）；等速運動規(guī)律有剛性沖擊，用于低速輕載的場合；等加速等減速運動規(guī)律有柔性沖擊，用于中低速的場合；簡諧運動規(guī)律（余弦加速度運動規(guī)律）當有停歇區(qū)間時有柔性沖擊，用于中低速場合、當無停歇區(qū)間時無柔性沖擊，用于高速場合。2、說明帶的彈性滑動與打滑的區(qū)別。彈性滑動是由于帶傳動時的拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就存在著拉力差，所以彈性滑動是不可避免的；而打滑是由于過載引起的，只要不過載，就可以避免打滑，所以，打滑是可以避免的。3、簡述齒廓嚙合基本定律。不論齒廓在任何位置接觸，過接觸點所做的公法線一定通過連心線上一

14、定點，才能保證傳動比恒定不變。4、為什么閉式蝸桿傳動必須進行熱平衡計算？蝸桿傳動存在著相對滑動，摩擦力大，又因為閉式蝸桿傳動散熱性差，容易產生膠合，所以要進行熱平衡計算。5、說明螺紋連接的基本類型及應用。螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接、緊定螺釘連接。螺栓連接用于被連接件不厚、通孔且經常拆卸的場合；雙頭螺柱連接用于被連接件之一較厚、盲孔且經常拆卸的場合；螺釘連接用于被連接件之一較厚、盲孔且不經常拆卸的場合。6、軸上零件的周向固定各有哪些方法？（指出四種以上方法）周向固定：鍵連接、花鍵連接、過盈配合連接7、軸上零件的軸向固定方法主要有哪些種類?各有什么特點?（指出四種以上）軸向固定：軸肩、軸環(huán)、

15、軸套、軸端擋板、彈性檔圈軸肩、軸環(huán)、軸套固定可靠，可以承受較大的軸向力；彈性檔圈固定可以承受較小的軸向力；軸端擋板用于軸端零件的固定。五、計算題1、說明機構具有確定相對運動的條件，并判斷機構運動是否確定？（10分）解：機構具有確定相對運動的條件是：機構的自由度數(shù)等于機構中（接受外界給定運動規(guī)律的）原動件的個數(shù)。n=3，pl=3，ph2機構自由度 f3n2plph1 ，因為w1f，所以機構的運動確定。2、說明機構具有確定相對運動的條件，并判斷機構運動是否確定？（15分）  解答:機構具有確定相對運動的條件是：機構的自由度數(shù)等于機構中(接受外界給定運動規(guī)律的)原動件的個數(shù)。機構中，n=7

16、，pl=9，ph=1 f3n2plph=2w>0，所以機構運動確定。c、g處復合鉸鏈，e處虛約束，f處局部自由度3、計算圖示機構的自由度，若含有復合鉸鏈、局部自由度和虛約束請明確指出。（15分）解答: c處為復合鉸鏈,則n=5, pl=7, ph=0f=3n-2pl-ph=3*5-2*7=14、計算圖示機構的自由度，若含有復合鉸鏈，局部自由度和虛約束請明確指出。（15分）解答: f處為復合鉸鏈,h(或i ) 處為虛約束,則n=6, pl=8, ph=1f=3n-2pl-ph=3*6-2*8-1=15、圖示四桿機構中，已知a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm。取不同

17、構件為機架，可得到什么類型的鉸鏈四桿機構？ （15分）解：因為最短構件與最長構件長度之和小于等于另外兩構件的長度之和，滿足構件的長度和條件，所以取ab為機架，得雙曲柄機構；取bc或ad為機架，得曲柄搖桿機構；取cd為機架，得雙搖桿機構； 6、已知圖示機構中，lab=82mm，lbc=50mm，lcd=96mm，lad=120mm問：（1）此機構中，當取構件ad為機架時，是否存在曲柄？如果存在，指出是哪一構件？（必須根據(jù)計算結果說明理由）（2）當分別取構件ab、bc、cd為機架時，各將得到什么機構？（10分）解答：因為lbc+ lad=50+120=170 mm lbc +lcd=82

18、+96=178 mm所以lbc+ lad< lbc +lcd符合曲柄存在的桿長之和條件.1) 當取ad為機架時, 不存在曲柄, 得到雙搖桿機構;2) 當分別取ab或cd為機架時,均得到曲柄搖桿機構; 當取bc為機架時, 得到雙曲柄桿機構.7、如圖所示鉸鏈四桿機構，已知各構件的長度lab=50mm, lbc=110mm, lcd=80mm, lad=100mm。（1）該機構是否有曲柄？如有，請指出是哪個構件（必須根據(jù)計算結果說明理由）；（2）當分別取構件ab、bc、cd為機架時，各將得到什么機構？（10分）解答：因為lab+lbc=50+110=160mm lab+lbc=80+100=1

19、80mm所以lab+lbc< lab+lbc符合曲柄存在的桿長之和條件.1)當取ad為機架時, 得到曲柄搖桿機構;2)當取ab為機架時,得到雙曲柄桿機構; 當取bc為機架時;得到曲柄搖桿機構;當取cd為機架時;得到雙搖桿機構.8、已知一對外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪的標準中心距a=200mm，齒數(shù)z1=20，z2=80，齒頂高系數(shù)ha* =1，壓力角=20° 。試求這對齒輪的模數(shù)m，傳動比i12，節(jié)圓直徑及嚙合角。解： 節(jié)圓直徑=分度圓直徑d 1=mz1=4×20=80mm d 2=mz2=4×80=320mm mm 9、某標準直齒圓柱齒輪，已知齒距p=12

20、.56mm，齒數(shù)z=20，正常齒制。求該齒輪的分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df、基圓直徑db、齒高h及齒厚s。(cos20º0.94)解答：p12.56mm，m=4mm; 分度圓直徑d=m·z=4×20=80mm;基圓直徑db=d ·cos20º=75.2mm; 齒頂圓直徑da=m·(z+2ha*)=88mm;齒根圓直徑df= m·(z2ha*2c*)=70mm; 齒高h= m ·(2ha*+c*) =9mm;齒厚s=6.28mm10、已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動的標準中心距a=108mm,傳動比

21、i12=3,小齒輪齒數(shù)z1=18。試確定大齒輪的齒數(shù)z2、齒輪的模數(shù)m和兩輪的分度圓直徑。解:由 i12=3 ,得z2=3*18=54,又由 mm,分度圓直徑: mm, mm。11、如下圖所示輪系中，已知z1=16，z2=36，z3=25，z4=50，z5=2，z6=20，若n1=600r/min，求蝸輪的轉速n6及各輪的轉向。（10分） 解: 12、在圖示傳動裝置中，已知各輪齒數(shù)為：z1=20, z2=40, z3=20, z4=30, z5=80，運動從軸輸入，軸輸出，n=1000r/min,轉動方向如圖所示。試求輸出軸的轉速n及轉動方向。（20分）解:由z3、z4、z5、h系桿組成星行輪

22、輪系，可得：其中：n5=0，所以：即：或：；又：i12又因為：i所以：，解得:n=n3=2500 r/min，負號表示n與n方向相反，如圖所示。13、某軸用一對圓錐滾子軸承支承，外圈窄邊相對安裝，已知兩軸承所承受的徑向載荷分別為fr=9000n,fr=5000n，其內部軸向力分別為fs=2430n,fs=1350n,傳動件作用于軸上的軸向力fa=1000n,判斷系數(shù)e=0.32,當fa/fre時，x=1,y=0,當fa/fr>e時，x=0.4，y=1.88。試分別計算出軸承的當量動載荷。解：軸向力：fs+fa=2430+1000=3430n>s 軸承被放松 fa=fs=2430n 軸承被壓緊 fa=fs=3430n 當量動載荷 fa/fr=2430/9000=0.27<e x=