機械設計基礎考試試題及答案

1、|-也址2世3-匹配fl-ift Ja* Em愷樂機械設計基礎考試時間：2014年11月24日9: 00-10 40、單項選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分）在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內。1.在如圖所示的齒輪一凸輪軸系中，軸4稱為（A ）A零件B. 機構C構件D.部件 2若組成運動副的兩構件間的相對運動是移動，則稱這種運動副為 B ）A.轉動副B.移動副C.球面副D.螺旋副3. 漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于：DA.分度圓B.齒頂圓C.齒根圓D基圓4. 機構具有確定相對運動的條件是：AA. 機構的自由度數(shù)目等于主動件數(shù)目

2、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. 般轉速的滾動軸承計算準則為：CA. 進行靜強度計算B.進行極限轉速計算 C.進行疲勞壽命計算D.進行熱平衡計算 6柴油機曲軸中部的軸承應采用（B ）A.整體式滑動軸承B.剖分式滑動軸承C.深溝球軸承D.圓錐滾子軸承 7.螺紋聯(lián)接的自鎖條件為（A ）A. 螺紋升角w當量摩擦角B.螺紋升角摩擦角C.螺紋升角摩擦角D.螺紋升角當量摩擦角8. 機械運轉不均勻系數(shù)是用來描述機械運轉不均勻程度的重要參數(shù)，其表達式為C ）A. max min B.max min廠2C.max minmD.m

3、axminmaxmin9. 鉸鏈四桿機構的死點位置發(fā)生在：A ）C. 主動件與連桿共線位置D. 主動件與機架共線位置10. 當軸的轉速較低，且只承受較大的徑向載荷時，宜選用( C )A.深溝球軸承B.推力球軸承C.圓柱滾子軸承D.圓錐滾子軸承11作單向運轉的轉軸，其彎曲應力的變化特征是 A )A.對稱循環(huán)B.脈動循環(huán)C.恒定不變D.非對稱循環(huán)12.在一般機械傳動中，若需要采用帶傳動時，應優(yōu)先選用( C )A.圓型帶傳動B.同步帶傳動C.V型帶傳動D.平型帶傳動 13.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

4、相鄰桿C.最短桿的相對桿D.任何一桿14.若被聯(lián)接件之一厚度較大、材料較軟、強度較低、需要經常裝拆時，宜采用( B )A.螺栓聯(lián)接B.雙頭螺柱聯(lián)接C.螺釘聯(lián)接D.緊定螺釘聯(lián)接 15.在凸輪機構的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16與標準直齒圓柱齒輪的復合齒輪形系數(shù)Yfs值有關的參數(shù)是(C )A.工作齒寬bB.模數(shù)mC.齒數(shù)zD.壓力角a17. 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18普通圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件是

5、( B )(注：下標t表示端面，a表示軸向，1表示蝸桿、2表示蝸輪)A.mti=ma2 a t1= a a2, Y = PB. maFmt2, a a1= a t2, Y = PC. mt1=ma2, a t1=a a2,Y =-PD. ma1=ma2, a a1=a t2,Y =-P19.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.磨損和疲勞點蝕二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）21在機構中采用虛約束的目的是為了改善機構的運動狀況和受力情況。22對

6、于動不平衡的回轉件，需加平衡質量的最少數(shù)目為2。23擺動導桿機構的極位夾角與導桿擺角的關系為兩者相等。24在內嚙合槽輪機構中，主動撥盤與從動槽輪的轉向相同。25普通平鍵的剖面尺寸（bx h）, 一般應根據(jù)軸徑按標準選擇。26鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力的，所以應屬于嚙合傳動。27在一對齒輪嚙合時，其大小齒輪接觸應力值的關系是oH1=H2o28蝸桿傳動的效率包括三部分，其中起主要作用的是齒輪嚙合時的摩擦損耗效率。29滑動軸承的轉速越高，所選用的潤滑油粘度越大。30聯(lián)軸器型號是根據(jù)計算轉矩、轉速和軸徑從標準中選取的。三、分析題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）31.已知在

7、一級蝸桿傳動中，蝸桿為主動輪，蝸輪的螺旋線方向和轉動方向如圖所示。試將蝸桿、蝸輪的軸向力、圓周力、蝸桿的螺旋線方向和轉動方向標在圖中。-32試分析只受預緊力F'作用的單個螺栓聯(lián)接的應力情況，寫出其強度計算公式，并指出公式中每個參數(shù)的物理意義。四、計算題（本大題共4小題，每小題6分，共24分）33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。I：334.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ii2=3小齒輪的齒數(shù)Z1 = 1 &試確定大齒輪的齒數(shù)22、齒輪的模數(shù)m和兩輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑。35在圖示傳動裝置中，已知各輪齒數(shù)為

8、：zi=20, 22=40, 2=20, z=30, z=80,運動從I軸輸入，n軸輸出，ni=1000r/mir轉動方向如圖所示。試求輸出軸n的轉速nn及轉動方向。H777136.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Fri=9000N,Fn=5000N,其內部軸向力分別為Fsi=2430N®=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/Fr<e時，X=1,Y=0,當Fa/Fr>e時，X=0.4,丫=1.88試分別計算出軸承的當量動載荷。五、設計題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）37圖示

9、為一偏置式直動尖底從動件盤形凸輪機構。已知從動件尖底與凸輪廓線在B0點接觸時為初38圖示為用一對圓錐滾子軸承外圓窄外圈窄邊相對安裝的軸系結構。試按例所示，指出圖中的其它結構錯誤（不少于7處）。（注：潤滑方式、倒角和圓角忽略不計。）機械設計基礎試題一參考答案一、單項選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分）1.A2.B3.D4.A5.C6.B7.A8.C9.A10.C11.A12.C13.B14.B15.A16.C17.B18.B19.D20.A二、填空題（本大題共10小題，每小題1分,共10分）21受力情況22.223兩者相等24相同25軸徑26.嚙合27等于28輪齒嚙合時29大30軸徑

10、三、分析題（本大題共2小題，每小題6分,共12分）31蝸軒轉動萬向如圖所示蝸桿為右旋Ft2與蝸輪分度圓相切，指向左端Fti與蝸桿分度圓相切，指向右端Fa1與蝸桿軸線平行，指向右Fa2與蝸輪軸線平行，指向左32螺栓受到拉應力c和扭轉剪應力T的作用rLnJ（T拉應力，di螺栓最小直徑，（T 許用拉應力。四、計算題（本大題共4小題，每小題6分，共24分）33.（1）F處為復合鉸鏈，H處（或I處）為虛約束，應除去（2）計算自由度：n=6, R=8,吊=1F=3 n-2RPh=3X 6-2 x 8-1 =134.Tii2= =3Z2=i12Z1=3X 18=54Z1護弊”2）m=總詐=3mmcli=mz

11、1=3x 18=54mmd2=mz2=3 x 54=162mm35這是一個混合輪系：齒輪3、4、5和系桿H組成一個行星輪系；齒輪1、2組成一個定軸輪系。對于3、4、5、H組成的行星輪系,iH5色804n5 nHZ320將n5=0代入上式得4nH即竺=1+4=5nH(1)對于1、2齒輪組成的定軸輪系,有ii2n1 Z2n2 Z14020聯(lián)立解（1）、（2）式，并考慮到ni=ni,r2二門已走=nb得nilni將 ni=1000r/min代入，得 nn=-2500r/min負號說明rn轉向與ni轉向相反。36軸向力：Fsi+Fa=2430+1000=3430N>S軸承I被放松Fai=Fsi=

12、2430N軸承n被壓緊Fan = Fsn=3430N4當量動載荷Fai/Fri=2430/9000=0.27veY i=0Pi=X iFri=9000NFMFrn=3430/5000=0.686>eX n=0.4Y n=1.88Pn=XnFYn+Y nFan=0.4X 5000+1.88< 3430=12672.6N五、設計題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）37.如圖所示，正確作出偏距圓，按-3方向轉90°，在圖上正確標出S1過B2點作偏距圓切線，正確標出2角38. (1缺少調整墊片;(2)輪轂鍵槽結構不對;(3) 與齒輪處鍵槽的位置不在同一角度上;(4) 鍵槽處

13、沒有局部剖;(5) 端蓋孔與軸徑間無間隙;(6)多一個鍵;(7) 齒輪左側軸向定位不可靠;(8) 齒輪右側無軸向定位;(9) 軸承安裝方向不對;(10) 軸承外圈定位超高;(11) 軸與軸承端蓋相碰。2答圖機械設計基礎試題二一、選擇填空題（有7小題，每題2分，共14。在每小題的選項中，只有一項是符 合題目要求的，把所選項的字母填在題中的橫線上）1.家用縫紉機踏板機構屬于A 機構;A）曲柄搖桿，B）雙曲柄，C）雙搖桿2.V帶（三角帶）傳動的帶輪基準直徑應取 B.A) D B) DC) D D) D'/ Z / ZZz*丿 z£/X 3. 設計V帶傳動時，帶輪直徑不能太小，是為了

14、限制_DA）帶的長度，B）傳動的中心距，C）帶的離心力，D）帶的彎曲應力4. 標準蝸桿傳動中，如果模數(shù)m不變，增大蝸桿特性系數(shù)q,則蝸桿的剛度將.A）增大，B）減少，C）增大或減少，D）不變5. 普通螺紋的公稱直徑是_ A 徑;A）大，B）小，C）中 6.齒輪彎曲強度計算中所用的齒形系數(shù)YF的大小與齒輪的匚A 有關;A）齒數(shù)，B）模數(shù)，C）齒寬 7.齒輪的漸開線形狀取決于它的C_。A）齒頂圓，B）分度圓，C）基圓，D）齒根圓二、填空題（有4小題，16個空，每空1分,共16分。把答案填在題中橫線上）8.機構運動簡圖是的簡單圖形。軸承;10.工作中只受彎矩不受轉矩的軸叫作心軸，只受轉矩不受彎矩的軸

15、叫作傳動軸,同時受彎矩和轉矩的軸叫作轉軸，自行車的前軸是心軸，中軸是轉軸，后軸是心軸;11.平鍵聯(lián)接靠傳遞轉矩，楔鍵聯(lián)接靠傳遞轉矩，楔鍵聯(lián)接的主要缺點是 三、問答題（有3小題，每題5分,共15 分）12. 對軸瓦材料的主要要求有哪些?13. 螺紋聯(lián)接有哪幾種基本類型?它們各適用于什么場合?14. 典型的滾動軸承由哪些基本元件組成？它們的作用是什么?四、改錯題（有 1小題，每題2分，共2分，圈出題中文字錯誤處，并用線引在題外的空白處改正）15.最大應力max值相同，循環(huán)特征r分別是+1、0、-1的應力，其中r=+1的應力最易使零件疲勞損傷。五、計算題（有4小題，分別為5分，8分，8分，8分，共2

16、9分）16.計算圖示機構的自由度。如有復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，應指出。17.不完全液體潤滑（混合潤滑）徑向滑動軸承，d=60mm寬徑比B/c=1.2，軸承材料的p =5MPaVI=3m/s,pV=10MPam/s。求當n=600r/min時，軸承允許的最大載荷為多少。18. 一起重吊鉤通過尾部螺紋擰上螺母掛在吊具的孔中（看作松螺栓聯(lián)接）已知載 荷Q=25kN吊鉤材料為35鋼，許用應力=60N/mm試求吊鉤尾部螺紋的小徑。19.已知V帶傳動中，最大傳遞功率P=8kVy帶的速度v=10m/s若緊邊拉力只為松邊拉力F2的2倍，此時小帶輪上包角1=120，求：（1）有效拉力Fe； （2）緊邊拉力

17、Fi； （3）當量摩擦因數(shù)f /。六、作圖題（有4小題，每題2.5分，共10分）20. 畫出普通螺栓聯(lián)接的結構圖;21. 對圖所示的機構，用作圖法找出滑塊C的兩個極限位置。22.畫出普通平鍵A型、B型、C型的形狀;23. 按ai=1mm/m畫出模數(shù)nrlOmm a =20°的標準齒條齒廓，最少三個齒;七、結構改錯題（每指出一處，并正確說明錯誤內容的，得2分,總分為10分）24. 圖中為一對圓錐滾子軸承支承的軸系，齒輪油潤滑，軸承脂潤滑，軸端裝有聯(lián)軸器。試指出圖中的錯誤（在圖中錯誤處寫出序號），并按序號簡要說明錯誤的內容，不必在圖中改正。機械設計基礎試題二參考答案一、選擇填空題（有7小

18、題，每題2分共14分）1. A 2.B 3.D 4.A 5.A 6.A 7.C二、填空題（有4小題，16個空，每空1分,共16分）8. 用簡單的線條和規(guī)定的符號代表構件和運動副，并按一定比例繪制各運動副的相對位置，因而能說明機構各 構件間相對運動關系9. P0 , 25,特輕，深溝球；10. 心，傳動，轉，心，轉，心；11. 擠壓，摩擦，對心性不好；三、問答題（有3小題，每題5分共15分）12. 答：（1）強度、塑性、摩擦順應性和嵌入性好；（2）跑合性、減摩性和耐磨性好；（3）耐腐蝕性強；（4）潤滑性和導熱性良好；（5）工藝性好13. 答：序號螺紋聯(lián)接的基本類型適用的場合1螺栓 聯(lián)接普通螺栓聯(lián)

19、接兩被聯(lián)接件通孔鉸制孔螺栓聯(lián)接兩被聯(lián)接件通孔，且兩被聯(lián)接件需要精確固定相對位置,或承受橫向載荷2雙頭螺柱聯(lián)接被聯(lián)接件之一太厚不宜制成通孔，材料又較軟,且需經常拆卸3螺釘聯(lián)接被聯(lián)接件之一太厚不宜制成通孔，受力不大，且不需經常拆卸4緊定螺釘聯(lián)接固定兩個零件的相對位置,且力或轉矩不大時;也用于調整零件的位置14. 答：內圈，內圈用來和軸頸裝配。外圈，外圈用來和軸承座裝配。滾動體，滾動體的作用是當內圈、外圈相 對轉動時，滾動體在內、外圈的滾道間滾動，從而形成滾動摩擦。保持架，保持架的作用是避免相鄰的滾動體直 接接觸。四、改錯題（有1小題，每題2分，共2分）15. 答：r=+I=-1五、計算題（有4小題

20、，分別為6分，8分，8分，8分，共30分）16. （本小題6分）B處存在局部自由度。F3n 2PlPh3 6 2 8 1117.（本小題8分）dn60 10006060 600188m/s V '1000F112d126072 mm 得726021600N216 kN由pVF2pVpV B107260d /V 229787 N 22.98 kN1.88所以軸承允許的最大載荷為F" F2 min，即FmaxF121.6 kN18. （本小題8分）解:由松螺栓聯(lián)接的設計公式得螺紋小徑為d1潔 23.033mm19.（本小題8分）解：有效拉力 Fe =1OOOP/v=1OO0X 8

21、/10=800 N （2 分） 又知：F1- F= Fe, F1=2F2(3分）則緊邊拉力F=2 Fe =1600 N根據(jù)歐拉公式F1得 當量摩擦系數(shù)f=ln(F1/F2)/=0.693/2.0933=0.331(3a=ln2/(3.14 X 120/180)分)六、作圖題（有5小題，每題2分，共10分）20.答：見圖121.答：見圖222.答:利用曲柄與連桿共線時，滑塊達到極限位置這一知識，以A為圓心，分別以BC-AC和BC+A為半徑畫圓, 與導路的兩個交點C和C即可得到滑塊C的兩個極限位置，如圖3所示23.答：見圖524.答：根據(jù)齒距p=n 17=3.14X 10=31.4mm齒頂高hFm

22、F10mn齒根高hf=1.25mT12.5mm齒廓壓力角a =20°畫出 的圖見圖6七、結構改錯題（每指出一處,并正確說明錯誤內容的,得2分,總分為10分）25.答:錯誤處見圖1）鍵的位置應與齒輪處在同一直線上，而且結構 不正確；2）軸承蓋孔徑應大于軸徑，避免接觸；3）此處不應有鍵聯(lián)接；4）軸長應短于輪轂長度，保證軸套壓緊齒輪;5）軸應有軸環(huán)，使齒輪定位；6）軸承應正裝；7）軸不應與軸承蓋相碰，且不需這么長；8）左右兩軸承蓋與箱體間應有調整墊片；9）兩軸承內側應加封油環(huán)；10）箱體加工面與非加工面未分開；11）齒輪嚙合的畫法不對；12）兩齒輪的寬度應不等，B=B+ （35）;13）右

23、端軸承缺中心線；14）箱體機座孔的投影線漏畫;15）右軸承蓋缺聯(lián)接螺釘;16）左軸承蓋的加工面與非加工面未分開。 每指出一處，并正確說明錯誤內容的，得 2分，超過5個，得滿分10機械設計基礎試題三一、 選擇填空題（有 8小題，每題2分，共16。在每小題的選項中，只有一項是符合題目要 求的，把所選項的字母填在題中的橫線上）1. 用于制造滾動軸承套圈及滾動體的常用材料是A）45, B）GCr15 ,C）HT200 ,D）Q2352. _決定了從動件的運動規(guī)律；A）凸輪轉速，B）凸輪輪廓曲線，C）凸輪的形狀H1， H2,則存在3. 一對標準齒輪傳動，大小齒輪齒面接觸應力分別為A） H1 H2, B）

24、 H1H2, C） H1 = H24. 兩個被聯(lián)接件之一較厚，材料較軟，強度較低，且需要經常裝拆時，所用的螺紋聯(lián)接應為聯(lián)接；A）螺栓，B）雙頭螺柱，C）螺釘，D）緊定螺釘5. 帶傳動與齒輪傳動相比的一個優(yōu)點是;A）可緩和沖擊、吸收振動，B）傳動比穩(wěn)定，C）壽命長，D）效率高Mv Jm2 T 26. 按彎扭合成計算軸的強度時，計算當量彎矩公式中的系數(shù)a是考慮；A）材料抗彎與抗扭的性能不同，B）彎曲應力和扭轉切應力的循環(huán)性質不同，C）強度理論的要求7. 齒輪根切的現(xiàn)象發(fā)生在_的場合；A）齒數(shù)較少，B）齒數(shù)較多，C）模數(shù)較小，D）模數(shù)較大8. 不能保證固定不變的傳動比的傳動是；A）齒輪傳動，B）帶傳

25、動，C）蝸桿傳動二、填空題（有6小題，16個空，每空1分,共16分。把答案填在題中橫線上）9. 以凸輪的理論輪廓曲線的最小半徑所做的圓稱為 ；10. 漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 、；11. 對鋼制閉式齒輪傳動，當HB 350時，主要失效形式為 和_應按強度設計，并按 強度進行校核計算；12. 直齒標準齒輪的基本參數(shù)（用符號表示）是 、13. 凸輪機構主要由 、和固定機架三個基本構件組成；14. 在鉸鏈四桿機構中，能作整周連續(xù)旋轉的構件稱為 ，只能往復搖擺某一角度的構件稱為 ，直接與兩連架桿相連接，借以傳遞運動和動力的構件稱為1） 此軸承的基本額定動載荷C ；2） 若軸承當量動載荷P =

26、 0.1C，軸承轉速n=1000r/min，軸承壽命Lh為多少?f.-Er叩In=500r/min，問此軸承允許最大工作載荷為多少?22.如圖所示用兩個M10 (小徑 di8.376mm，中徑 d29.026 mm ,）的螺釘固定牽引鉤。若螺釘材料為Q235鋼，屈服極限 S 240M Pa）裝配時控制預緊力（安全系數(shù)取Ss16）,考慮摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)）Kf12,接合面摩擦因數(shù)=0.2 ,求其允許的牽引力 Fr （取計算直徑dc=di）。1 1Mz亍力?K-21.有一滑動軸承，其軸頸直徑 d=100mm , B/d=1.4 , p = 8MPa)V=3 m/s , p V=15 M

27、P a .m/s,轉速23.一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪，已知模數(shù)m=2mm，齒數(shù)z1=25, z2=75。求齒距 p）全齒高h，分度圓直徑d1, d2,齒頂圓直徑 da1,齒根圓直徑 df2，標準中心距a和傳動比i。六、分析題（有1小題，每題6分，共6分）24. 按圖所示鉸鏈四桿機構中的尺寸，分別確定各機構的名稱。七、作圖題（有 2小題，每題5分，共10分）25. 請畫出螺栓聯(lián)接式蝸輪結構圖（剖面圖）。26. 試分析圖中受單向軸向力Fa的角接觸球軸承結構中的不合理結構處，并畫出正確結構。么機械設計基礎試題三參考答案、選擇填空題I. B 2.B二、填空題（有9. 基圓10. m1=m2,（有 8

28、小題，每題2分，共16分）3. C4.B5.A6.B7.A8.Ba 1= a 2；12小題，16個空，每空1分，共16 分） 點蝕，輪齒折斷，接觸，彎曲；* Z, m, a , ha ； 凸輪，從動件； 曲柄，搖桿，連桿；三、問答題（有5小題，每題4分，共20分） 答：摩擦防松，如用對頂螺母，彈簧墊圈，自瑣螺母等。機械防松，如開口銷與六角開槽螺母，止動墊圈，串聯(lián)鋼絲等。其它防松，如鉚沖，膠粘等 答：按一組軸承中10%的軸承發(fā)生點蝕失效，而90%的軸承不發(fā)生點蝕失效前軸承內外圈的相對轉數(shù)（以106為單位）或工作小時數(shù)作為軸承的壽命，并把這個壽命叫做基本額定壽命。滾動軸承基本額定動載荷，就是使軸承

29、的基本額定壽命恰好為 受的載荷。17. 答：帶傳動的彈性滑動與打滑的主要區(qū)別是彈性滑動是局部滑動，會引起傳動比不準，是不可避免的；打滑是全面滑動，將是帶的磨損加劇，從動輪的轉速急劇降低，甚至使傳動失效，這種情況應當避免。18. 答：鉸鏈四桿機構的基本型式有三種四、改錯題（有1小題，每題2分，共19.答：轉軸7傳動軸4小題，分別為5分，5分）106轉時，軸承所能承:曲柄搖桿機構；雙曲柄機構；雙搖桿機構 2分）五、計算題（有20.（本小題8分，9分，8分，共30分）1)C= 45000N2) Lh16670 C-(?)遁70(2)3 16670 h10000.1C21.(本小題14d148分)10

30、0140 mmdB p 1001408112000 Ndn/(601000) 一100 5002.62 m / s60 1000pV15 p2.62所以15262F 5725 100 14080150N5725 MPa由此得所以，允許最大工作載荷為22.（本小題9分）80150N。許用拉應力S一 240/1.6150 MPaSs螺釘數(shù)z= 2,接縫面數(shù)m=1，則所需預緊力KfFR1.2Frmz 0.21 2 3FR ，強度條件為1.3F4di2di24 1.3 328.3761502119 N 4 1.3 323.解:齒距全齒高 分度圓直徑由已知條件p= n m=3.14 X 2=6.28mm

31、 h=2.25m=2.25 X 2=4.5mm di=m zi=2 X 25=50mm齒頂圓直徑 齒根圓直徑 標準中心距 傳動比 （每個答案1d2=m z2=2 X 75=150mmda1= d1+2m=50+2 X 2=54mmdf2= d2-2.5m=150-2.5 X 2=145mma=( 6+ d2)/2=(50+150)/2=100mmi = Z2/ z1=75/25=3分，共8分)六、分析題（有1小題，每題24.答：a）雙曲柄機構； 個得1分，共4分）七、作圖題（有2小題，每題25. （本小題5分）26. （本小題5分）不合理結構：1）受軸向力方向應為軸承“大口”指向“小口”，圖中

32、軸承裝反；2）沿軸向力傳遞路線,角接觸軸承外圈左側的彈性擋圈無必要。6分，共6分）b ）曲柄搖桿機構；C）雙搖桿機構；d）雙搖桿機構（答對一2分，共12分）正確結構如圖。機械設計基礎試題四、填空題（每空1分，共20 分）1一個沒有任何約束的物體，它有個自由度。2.帶傳動的主要失效形式是及帶與帶輪的磨損。3.平鍵聯(lián)接靠鍵和鍵槽的傳力，高度方向有，不會影響軸與軸6.行程速比系數(shù)K是表示鉸鏈四桿機構性質的參數(shù)。三類。之和。上零件的對中。4. 常用的滑動軸承材料分為金屬材料、5. 受軸向外載荷的螺栓聯(lián)接，其螺栓的軸向總載荷等于工作載荷與7.既受到扭矩又受到彎距的軸稱為&在用范成法加工齒輪時，若

33、被加工齒輪的齒數(shù)小于，則可能出現(xiàn)根切現(xiàn)象。應力，點、9.零件受載時在傳力的接觸表面上會產生應力，其中面接觸傳力為應力。線接觸傳力為10.在凸輪機構的設計中，適當加大凸輪的是避免機構發(fā)生運動失真的有效措施。11.螺桿相對于螺母轉過一周時，它們沿軸線方向相對移動的距離是螺旋的12.在V帶傳動設計中，限制帶輪最小直徑主要是為了限制帶傳動中的13.開式齒輪傳動的主要失效形式是14.滾動軸承的配合制度是軸承與軸的配合為，軸承與軸承座孔的配合計算題（每小題 20分，共60 分）1.計算下列結構的自由度，并指出機構中的復合鉸鏈、虛約束。2 在圖示錐齒輪組成的行星輪系中，各齒輪數(shù)乙 20 , Z2=27, Z

34、2' =45, Z340 ,已知齒輪1的轉速n1=330r/min，試求轉臂H的轉速nH（大小與方向）。3有一軸用一對 46309軸承支承，軸承的基本額定動負載Cr=48.1kN，內部軸向力 S=0.7Fr , 已知軸上承力 Fr=2500N, Fa =16OON，軸的轉速n=960r/min，尺寸如圖所示。若取載荷系數(shù)fp=1.2，試計算軸承的使用壽命。eFa/F r < eFa/F r > eXYXY0.7100.410.85ZDO100機械設計基礎試題四參考答案一、填空題（每空1分，共20分）1. 62 .打滑疲勞破壞3 側面 間隙4 非金屬材料粉末冶金材料5剩余預緊

35、力6急回運動7.轉軸 8 . 17 9擠壓接觸10 基圓半徑11.導程 12 .彎曲應力 13.磨損輪齒折斷14基孔制 基軸制二、計算題（每小題 20分，共60分）（3 分）（5分）1 解（共20分）（1）活動構件數(shù)n=5,低副數(shù)Pl =7,高副數(shù)Ph =0因此自由度數(shù)F=3 n-2 Pl-Ph=3*5-2*7=1C為復合鉸鏈(2分)(2)活動構件數(shù)n=5,低副數(shù)Pl =7,高副數(shù)Ph =0(3 分)(5分)F、G為同一個移動副，存在一個虛約束。（2 分）因此自由度數(shù)F=3 n-2 Pl- Ph=3*5-2*7=12.解(共20分)：(1 )判斷轉化輪系齒輪的轉動方向由畫箭頭法可知，齒輪 1與

36、齒輪3的轉動方向相反。（2 分）(2 )轉化輪系傳動比關系式-H rn nHi13n3nHZ2 Z3乙Z2'（8 分）(3)計算轉臂H的轉速nH代入口 330, n3 0及各輪齒數(shù)330 nH27 400 nH空120 45nHnH 150r /min（10 分）轉臂H的轉動方向與齒輪1相同。3.解(共20分)(1)計算徑向負荷FrFr2 X 200- F rX 300+ FaX 40=0r2由力矩平衡Fr2= （F rX 300- F aX 40）/200=（2500 X 3000-1600 X 40）/200=3430N（5 分）Fr1= Fr2 - F r=3430-2500=9

37、30N（2）計算軸向負荷 內部軸向力S=0.7 F r1=0.7 X 930=651NS=0.7 F r2=0.7 X 3430=2401N由S1+ Fa< S2，可知軸承1為"壓緊”軸承，故有Fa1= S2- F a=2401-1600=801N5 分）Fa2= S 2 =2401N3）計算當量動負荷軸承 1: Fai/ F ri=801/930=0.86>e ;取 X= 0.41 , Y= 0.87Pi=fp(X Fri+Y Fai)=1.2 X (0.41 X 930+0.87 X 801)=1294N軸承 2: Fa2/ F r2=0.7=e ;取 X=i,Y=0

38、P2=fpX Fr2=i.2 X 3430=4ii6N/ P2> Pi取P=F2=4ii6N計算軸承壽命。（4）計算軸承壽命Lh=（i06/60n）（ C t/P）£i06 /(60 X 960) X (48.i X i03/4ii6)7 分）=27706h3 分）機械設計基礎試題五選擇題 （每題2分，共 20分）i .齒輪采用滲碳淬火的熱處理方法，則齒輪材料只可能是（）。A. 45號鋼BZG340640C. 20CrD. 38CrMnAlA2.一對標準漸開線圓柱齒輪要正確嚙合，它們的（）必須相等。A .直徑dB .模數(shù)mC.齒寬bD .齒數(shù)z3蝸桿傳動是（）A .嚙合傳動B

39、.在中間平面內，蝸輪蝸桿嚙合相當于斜齒輪直齒輪嚙合C.傳動效率高D .傳動比不大4.帶傳動是依靠（）來傳遞運動和功率的。A .帶與帶輪接觸面之間的正壓力B .帶與帶輪接觸面之間的摩擦力C.帶的緊邊拉力D .帶的松邊拉力5.帶張緊的目的是（ ）A .減輕帶的彈性滑動B.提咼帶的壽命C.改變帶的運動方向D .使帶具有一定的初拉力6. 型號為 72i0AC 軸承的軸承套圈內徑為（ ）A. 72B. i0C. 50D . 2i07. 鍵的剖面尺寸bXh通常是根據(jù)（）從標準中選取。A .傳遞的轉矩 B.傳遞的功率C. 輪轂的長度 D .軸的直徑8聯(lián)軸器與離合器的主要作用是（）。A .緩沖、減振C.防止機

40、器發(fā)生過載B. 傳遞運動與轉矩D 補償兩軸的不同心或熱膨脹9.28H7的孔與 27p6軸可以是（）。A .過盈配合B.間隙配合10.當螺紋公稱直徑、牙型角、螺紋線數(shù)相同時，細牙螺紋的自鎖性能比粗 牙螺紋的自鎖性能（ ）。A .好B.差C過渡配合D .非配合連接C.相同D 不一定二填空題（每空 1.5分，共 30 分）1采用凸臺或沉頭座孔做為螺栓頭或螺母的支承面是為了（2自行車的中軸是（）軸，而前輪軸是（）軸。3 .平鍵 B20X80GB1096-79 中，20X80 是表示 (）。4滾子鏈 16A1X88 GB/T 1243-97的節(jié)距為（）。5平底垂直于導路的直動推桿盤形凸輪機構中， 其壓力

41、角等于）。6.一臺機器空運轉。對外不做功，這時機器的效率等于（）。7對于四桿曲柄搖桿機構， 如果以曲柄作為機架， 則該機構為（）。8當平面連桿機構在死點位置時，此時的傳動角為（）。9平面機構具有確定運動的條件是（）。10.機械效率等于（）功與（）功在機械中的有效利用程度。）功之比，它反映了11.外力撤消后構件上能完全消失的變形稱為（殘留的永久變形稱為（），不能完全消失而）。12在鉸鏈四桿機構中，存在曲柄的必要條件是（）和13在設計凸輪機構時，構越緊湊，但是壓力角（凸輪基圓半徑取得越（），使機構的工作情況變壞。14漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩齒輪（），所設計的機）和）必須分別相等。15斜

42、齒圓柱齒輪的標準模數(shù)是（）。直齒圓錐齒輪的標準模數(shù)是（16.漸開線斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩齒輪（）、）和（）必須分別相等。17.直齒圓柱齒輪作接觸強度計算時，?。ǎ┨幍慕佑|應力為計算依據(jù)，其載荷由（）對輪齒承擔。）兩類。，至少找出（15 分）2-18. 平鍵的截面尺寸應按（）從鍵的標準中查取，鍵的長度 L可參照（）從標準中選取。必要時應進行強度校核。）的軸為心軸，主要受19. 軸如按受載性質區(qū)分，主要受（）的軸為傳動軸。20. 機械速度的波動可分為（）和（三、試分析齒輪、軸、軸承部件組合設計的錯誤結構（如下圖） 五處或五處以上的錯誤；用序號指明錯誤的位置并用文字說明。四、計算題（1題，共

43、15分）如圖所示的輪系中，已知 Z1 =Z2 =Z4 =Z5 =20，Z3 =Z6 =60，齒輪1的轉速 n1 =1440（r/min）,求齒輪6的轉速（大小及方向）（方向用箭頭表示）。五、已知一正常齒制的標準直齒圓柱齒輪，齒數(shù)Z1=20,模數(shù)m =2mm,擬將該齒輪作某外嚙合傳動的主動齒輪，現(xiàn)須配一從動齒輪,要求傳動比i=3.5，試計算從動齒輪的幾何尺寸及兩輪的中心距。（20分）解：根據(jù)給定的傳動比i，可計算從動輪的齒數(shù)Z2 = i Zi =3.5 X 20 = 70已知齒輪的齒數(shù)Z2及模數(shù)m,由表5-2所列公式可以計算從動輪各部分尺寸。分度圓直徑d2 = mz2 = 2X 70 = 140

44、 mm齒頂圓直徑da2 = (Z2 + 2ha*) m = (70+2 X 1)2=144 mm齒根圓直徑df = (Z2 - 2ha*- 2 c*) m = (70-2 X 1-2 X 0.25)2=135mm齒全高中心距h=(2ha*+c*)m = ( 2X 1 + 0.25) 2= 4.5 mma 寧 (Z1 Z2)自20 70) 90 mm機械設計基礎試題五參考答案1. C 2. B 3. A 4. B 5. D 6. C 7. D 8. B 9. D 10. A二. 填空題1. 防止螺栓承受彎矩。2.階梯軸，固定心軸。3.鍵寬X鍵高。4. 25.4。5. 0度。6. 0。7.雙曲柄機

45、構。8. 0。9.自由度=原動件數(shù)。10.有用功，總功，總。11.彈性變形，塑性變形。12.有一最短桿，最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。13.小，增大。14.模數(shù)，壓力角15.法面模數(shù)mn 大端模數(shù)md,輪轂長度。19.彎矩，扭矩。16.模數(shù)，壓力角和螺旋角17.節(jié)點，一。18.軸徑20.周期性非周期性。三. 結構改錯題1.解題要點此軸承組合設計有以下四個方面的錯誤：(1) 轉動件與靜止件接觸：軸與軸蓋；套筒與軸承外圈(2) 軸上零件未定位、未固定：筒頂不住齒輪(過定位)(3) 工藝不合理：加工：精加工面過長且加工不方便； 聯(lián)軸器孔未打通； 安裝：軸肩過高，無法拆卸軸承；鍵過

46、長，套筒無法裝入 調整：無墊片，無法調整軸承游隙(4) 潤滑與密封：齒輪用油潤滑，軸承用脂潤滑而擋油盤;卡圈不需要箱體加工面與非加工面沒有分開缺缺密封件四. 計算題解題要點:(1)(2)本題所示為一個定軸輪系。 其轉動比為i12 = n1=(-1)2 Z2Z3Z5Z6 neZ3Z6Z1 Z2Z4Z5Z1Z460X60920X20n1n6i12160(r/min)9齒輪6的轉向與齒輪1的轉向相同。如圖所示。36d2 = mz2 = 2 > 70 = 140 mmda2 = (z2 + 2ha*) m = (70+2 > 1)2=144 mmdf = (Z2 - 2ha*- 2c*)

47、m = (70-2 > 1-2 > 0.25)2=135mm h=(2ha*+c*)m = ( 2 > 1 + 0.25) 2= 4.5 mm a * 2 d1 2 3y(z1 z2) 2 (20 70) 90 mm中心距、填空題（每空1分，共30 分）五、計算題 解：根據(jù)給定的傳動比i，可計算從動輪的齒數(shù)Z2 = izi =3.5 >20 = 70已知齒輪的齒數(shù)Z2及模數(shù)m，由表5-2所列公式可以計算從動輪各部分尺寸。 分度圓直徑齒頂圓直徑 齒根圓直徑 全齒高機械設計基礎試題六及答案1 。4.帶傳動工作時，最大應力發(fā)生在緊邊進入小帶輪處，最大值為_ 1 bi c。5.

48、帶傳動的設計準則為：在保證帶傳動不發(fā)生 度和使用壽命。打滑的前提下，帶具有一定的疲勞強6. 一對漸開線齒輪正確嚙合條件為:模數(shù)相等壓力角相等及 12，齒輪連續(xù)嚙合條件為：重合度大于7.圖示減速器中，1為蝸桿，2為蝸輪，3、4均為斜齒輪，主動軸蝸桿為順時針旋轉，蝸 輪為右旋，則蝸桿螺旋線方向為 右旋，若希望蝸輪2和小齒輪3的軸向力能抵消一部分, 則齒輪3的螺旋線方向為右旋，齒輪4的軸向力方向為 向上。轉軸X8. 按軸工作時所承受的載荷不同，可把軸分成軸。9. 代號為7312C的滾動軸承，其類型名稱為60mm，寬度系列代號為0，直徑系列代號為3。10. 螺紋連接中，按其工作原理不同，螺紋防松方法有摩擦防松壞螺紋副關系防松等。11. 軸承的基本額定動載荷是指軸承的 承受的載荷值。心軸傳動角接觸球軸承，內徑為基本額定壽命恰好為10機械防松和破時，軸承所能由圖中幾何關系可知螺栓連接最大工作載荷為h- i- i二、問答題（每題6分，共24 分）1.請說明平面機構速度瞬心的概念，并簡述三心定理。答：瞬心是指互相作平面相對運動的兩構件在任一瞬時，其相對速度為0的重合點，或者是絕對速度相等的重合點。（3分）三心定理：作平面運動的三個構件共有三個瞬心（1.5分），它們位于同一直線上（1.5分）。2.