機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考試題及答案及復(fù)習(xí)指導(dǎo)

1、河南理工大學(xué) 2008-2009學(xué)年第 1 學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試卷（ A 卷）考試方式：閉卷 本試卷考試分?jǐn)?shù)占學(xué)生總評成績的 80 % 復(fù)查總分 總復(fù)查人 一、選擇題：本大題共10個(gè)小題，每小題2分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目的要求，把所選擇項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。 1連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中只要存在_ _角，該機(jī)構(gòu)就具有急回作用。 ( )A壓力角 B.極位夾角 C傳動角 D.擺角 2平面連桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)傳動角較大時(shí)，則( )A機(jī)構(gòu)的傳力性能較好 B. 機(jī)構(gòu)的傳力性能較差C可以滿足機(jī)構(gòu)的自鎖要求 D.機(jī)構(gòu)的效率較低3當(dāng)一對漸開線齒輪制成后，即使兩輪的中心距稍有改變，其角速

2、度比仍保持原值不變，原因是( )A. 壓力角不變 B. 嚙合角不變C節(jié)圓半徑不變 D. 基圓半徑不變 4漸開線齒輪實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳動時(shí)，其重合度為( )A<0 B.=0 C.<1 D. 1 5下列四種螺紋中，自鎖性能最好的是( )A粗牙普通螺紋 B.細(xì)牙普通螺紋C梯形螺紋 D.鋸齒形螺紋 6傳動時(shí)每個(gè)齒輪的幾何軸線都是固定的，這種輪系稱為 （ ）A 行星輪系B 差動輪系C 定軸輪系D 轉(zhuǎn)化輪系7螺紋聯(lián)接的自鎖條件是 ( )A B. C D. 8小帶輪直徑d1應(yīng)大于或等于規(guī)定的最小直徑dmin，若d1過小，則帶 的 將過大而導(dǎo)致帶的壽命降低。（ ）A彎曲應(yīng)力B 離心應(yīng)力C 緊邊拉應(yīng)力D 松

3、邊拉應(yīng)力9帶傳動過程中，帶承受變應(yīng)力。最大應(yīng)力發(fā)生在 的接觸處。（ ）A 緊邊與大輪B 松邊與大輪C 緊邊與小輪D 松邊與小輪10在基本額定動載荷C作用下，滾動軸承的基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時(shí)，其可靠度為( )A10% B. 80% C.90% D.99% 二、填空題：本大題共5個(gè)小題，每空1分，共10分。把答案填在題中橫線上。1兩構(gòu)件通過 或 接觸組成的運(yùn)動副稱為高副。平面高副引入 個(gè) 約束。2一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件為： 和 ；3在凸輪機(jī)構(gòu)四種常用的推桿運(yùn)動規(guī)律中， 運(yùn)動規(guī)律有剛性沖擊；4代號為72308的滾動軸承，其類型名稱為 ，內(nèi)徑為 ；5軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受彎矩的軸為

4、，主要受扭矩的軸為 。得分評卷人復(fù)查人 三、簡答題（每題6分，共24分）1.簡述凸輪機(jī)構(gòu)中壓力角和基圓半徑的關(guān)系？2.帶傳動中的彈性滑動與打滑有什么區(qū)別？3.根據(jù)漸開線的形成過程，簡述漸開線的主要特性？4.螺紋連接為什么要防松？有哪幾類防松方法？四、計(jì)算題；本大題共5個(gè)小題，共46分。1（本題滿分8分）計(jì)算圖1所示機(jī)構(gòu)的自由度（若圖中含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等情況時(shí)，應(yīng)具體指出）。 圖12（本題滿分10分）圖2所示鏈鉸四桿機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件的長度為a=250mm,b=650mm, C=450mm,d=550mm。試問：該機(jī)構(gòu)是哪種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，并說明理由。 圖23.（本題滿分10分）一對標(biāo)

5、準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動，已知標(biāo)準(zhǔn)中心距a=160mm，傳動比i12=3,大齒輪齒數(shù)Z2=60，齒頂高系數(shù)h*a=1,徑向間隙系數(shù)C*=0.25，分度圓壓力角a=20°.試求出：齒輪的模數(shù)m,小齒輪1的分度圓半徑r1;基圓半徑rb1;分度圓上的齒厚S。4. (本題滿分10分)已知圖3所示輪系中各齒輪的齒數(shù)為：Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。求輪系的傳動比i15。 圖35（本題滿分8分）圖示軸系由一對圓錐滾子軸承支承（基本額定動載荷Cr=51500N），軸的轉(zhuǎn)速n=1440r/min，已求得軸承的徑向支反力為：Fr1=1000N，F(xiàn)r2=2000N，軸

6、向外載荷FA=800N，受力方向如圖所示，載荷系數(shù)fd=1.5。求兩軸承的當(dāng)量動載荷? （軸承e=0.37時(shí)，X=0.4，Y=1.6 ） 河南理工大學(xué) 2008-2009學(xué)年第 1 學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試卷（ B 卷）考試方式：閉卷 本試卷考試分?jǐn)?shù)占學(xué)生總評成績的 80 % 復(fù)查總分 總復(fù)查人 一、單項(xiàng)選擇題：（每小題1分，共20分）在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其代碼填在題干后面的括號內(nèi)。不選、錯(cuò)選或多選者，該題無分。1、四桿機(jī)構(gòu)中是否存在死點(diǎn)，取決于 是否與連桿共線。（ ）A 主動件B 從動件C 搖桿 D 滑塊 2、平面運(yùn)動副中，轉(zhuǎn)動副引入 個(gè)約束。（ ）A 1B 2C 3D

7、43、凸輪機(jī)構(gòu)從動件作等速規(guī)律運(yùn)動時(shí)會產(chǎn)生 沖擊。（ ）A 剛性B 柔性C 剛性和柔性D 無沖擊 4、在漸開線齒輪傳動中，若實(shí)際中心距稍大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，則傳動比 （ ）A 增大B 減小C 不變D 周期性變化 5、一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，若取最短桿的相對桿為機(jī)架，則曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化為 （ ）A 雙曲柄機(jī)構(gòu)B 雙搖件機(jī)構(gòu)C 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)D 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)6、在螺旋傳動中，螺旋副的自鎖條件是螺紋升角 當(dāng)量摩擦角。（ ）A 等于B 大于C 小于D 大于等于7、三角帶的公稱長度是指帶的 （ ）A 基準(zhǔn)長B 節(jié)線長C 外周長D 內(nèi)周長8、在凸輪設(shè)計(jì)中，若最大壓力角amax超過許用值，可采用 辦法修改設(shè)計(jì)。（ ）A 減小

8、基圓半徑B 減小滾子半徑C 增大基圓半徑D 增大滾子半徑 9、在設(shè)計(jì)直滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，若凸輪實(shí)際輪廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)，或發(fā)生相交，應(yīng) （ ）A 加長從動件B 縮短從動件C 減小基圓半徑D 加大基圓半徑 10、傳動時(shí)每個(gè)齒輪的幾何軸線都是固定的，這種輪系稱為 （ ）A 行星輪系B 差動輪系C 定軸輪系D 轉(zhuǎn)化輪系 11、一個(gè)作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件有 個(gè)自由度。（ ）A 4B 3C 2D 1 12、使用齒條刀切削齒數(shù)Z=15的正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒漸開線齒輪時(shí) 根切。（ ）A 不會產(chǎn)生B 會產(chǎn)生輕微C 會產(chǎn)生嚴(yán)重D 無法確定是否產(chǎn)生 13、在軸向載荷作用下，角矩形螺紋的摩擦阻力 矩形螺紋的摩擦阻力。（

9、）A 等于B 大于C 小于D 大于等于 14、齒面硬度小于350的齒輪稱為軟齒面齒輪，其常用的熱處理方法是 （ ）A 表面淬火B(yǎng) 滲碳淬火C 調(diào)質(zhì)或正火D 滲氮 15、自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系稱為 （ ）A 差動輪系B 行星輪系C 混合輪系D 轉(zhuǎn)化輪材 16、帶傳動過程中，帶承受變應(yīng)力。最大應(yīng)力發(fā)生在 的接觸處。（ ）A 緊邊與大輪B 松邊與大輪C 緊邊與小輪D 松邊與小輪 17、小帶輪直徑d1應(yīng)大于或等于規(guī)定的最小直徑dmin，若d1過小，則帶 的 將過大而導(dǎo)致帶的壽命降低。（ ）A彎曲應(yīng)力B 離心應(yīng)力C 緊邊拉應(yīng)力D 松邊拉應(yīng)力 18、軸的設(shè)計(jì)在選材時(shí)，如果使用合金鋼，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上避免橫截面積的

10、突變，因?yàn)楹辖痄?（ ）A 具有較高的強(qiáng)度B 具有較高的剛度C 對應(yīng)力集中敏感D 對應(yīng)力集中不敏感 19、由漸開線的形成過程可知： （ ）A 分度圓的切線總為漸開線上某一點(diǎn)的法線B 漸開線的形狀取決于基圓的大小C 漸開線齒廓上某點(diǎn)的法線與該點(diǎn)速度方向線之間所夾的銳角稱為該點(diǎn)的傳動角D 基圓之內(nèi)存在有漸開線 20、滾動軸承代號中，在起始12位數(shù)字表示 尺寸（ ）A 內(nèi)徑B 外徑C 中徑D 寬度二、填空題：（每小題2分，共20分） 1、機(jī)構(gòu)中按給定獨(dú)立運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動的構(gòu)件稱為 。 2、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若將曲柄改為機(jī)架，變成 機(jī)構(gòu)。 3、凸輪機(jī)構(gòu)中，從動件運(yùn)動方向和接觸處凸輪輪廓法線方向之間所夾的銳

11、角稱為 。4、機(jī)械系統(tǒng)中，若驅(qū)動功小于阻抗功時(shí)稱 。 5、兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸形成的運(yùn)動副稱為 。 6、同一公稱直徑的粗牙和細(xì)牙螺紋中 螺紋自鎖性較好。 7、一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒輪分度圓相切時(shí)的中心距稱為 8、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使軸的各部分具有 。9、軸承套圈與滾動體接觸處的法線與軸承徑向平面之間的夾角稱為 。10、機(jī)構(gòu)中隨著主動件的運(yùn)動而運(yùn)動的其余活動構(gòu)件均稱為 。三、簡答題（共24分）1、為什么三角帶的張緊輪常壓在帶的內(nèi)側(cè)，其致使包角有所減小，而不壓在外側(cè)，使包角增加？（6分）2、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動件時(shí)會出現(xiàn)死點(diǎn)位置，這時(shí)機(jī)構(gòu)傳動有什么影響？（4分）3、齒輪傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？（4

12、分）4、分析帶傳動中兩帶輪中心距a取值大小對傳動的影響。（4分）5、滾動軸承的雙支點(diǎn)單向固定方法用在什么場合？一支點(diǎn)固定另一支點(diǎn)游動方法用在什么場合？（6分）四、計(jì)算題（共36分）1、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束，請?jiān)趫D中標(biāo)出。（10分）2、一對正常齒制外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，若標(biāo)準(zhǔn)中心距a=360mm，傳動比i=3，模數(shù)m=10mm，試求： （1）兩輪齒數(shù)Z1，Z2。（2）大齒輪齒頂圓直徑da2，小齒輪齒根圓直徑df1。（8分）3、某軸系部件用一對角接觸球軸承支承，軸上受力為：Fa=380N; F=1200N試求：（1）兩軸承內(nèi)部派生軸向力的大小和方向； （提示

13、：S=0.6Fr; S力的方向畫在圖上）（2）兩軸承所受軸向力A1、A2的大小。（10分）4、圖示周轉(zhuǎn)輪系中，各輪齒數(shù)分別為Z1=99，Z2=101，Z2¢=100，Z3=99，當(dāng)n1=1r/min，求nH的大小和方向。（8分）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試卷參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)(A) 一、選擇題：每小題2分，共20分。1.B 2.A 3.D 4.D 5.B 6. C 7. D 8.A 9.C 10. C 二、填空題：每空1分，共10分。1點(diǎn)、線、1 2. 、 3. 等速 4角接觸球軸承、40 5. 心軸、傳動軸三、簡答題（24分）1.答：壓力角越小，則基圓半徑越大，整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸也越大，致使結(jié)構(gòu)不緊

14、湊；(4分)故在不超過需用壓力角的條件下，將壓力角取大些，以減少基圓半徑值。 (6分)2.答：彈性滑動和打滑是兩個(gè)截然不同的概念。打滑是指由于過載引起的全面滑動，是一種傳動失效的表現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)避免。 （3分）彈性滑動是由帶材料的彈性和緊邊、松邊的拉力差引起的。只要帶傳動具有承載能力，出現(xiàn)緊邊和松邊，就一定會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以避免的。（6分） 3.答： 1）發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長； 2）漸開線上任一點(diǎn)的法線必與基圓相切； 3）漸開線的形狀決定于基圓的大?。?4）漸開線上各點(diǎn)的壓力角不相等； 5）基圓以內(nèi)無漸開線。 （6分）4.答：在靜載荷作用下且工作溫度變化不大

15、時(shí)，螺紋連接不會自動松脫。但是在沖擊、振動和變載荷作用下，或當(dāng)溫度變化很大時(shí)，螺紋副間的摩擦力可能減小或瞬間消失，這種現(xiàn)象多次重復(fù)就會使連接松脫，影響連接的正常工作，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重事故。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須采取防松。 （4分） 摩擦防松，機(jī)械防松，破壞螺紋副關(guān)系。 （6分） 四、計(jì)算題：共46分。1（本題滿分8分）解 （4分）E、F處之一為虛約束 （4分）2.（本題滿分8分）最短桿與最長桿長度之和（250+650）小于其余兩桿長度之和（450+550），滿足存在曲柄的必要條件，且最短桿為連架桿。 （6分）故該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 （2分）3（本題滿分10分）解（1）小齒輪齒數(shù) 模數(shù) （3分

16、）分度圓半徑 （3分）基圓半徑 （2分）分度圓齒厚 （2分）4（本題滿分10分）解 該輪系為混合輪系。由齒輪1、2、3和轉(zhuǎn)臂H組成行星輪系，齒輪3固定，。則 得由題圖知 （6分）由題圖輪4、5組成定軸輪系，則 （2分） （2分）5（本題滿分10分）解 FS1、FS2方向見答案圖 軸承1“放松”，F(xiàn)A1=FS1=313N軸承2 “壓緊”，F(xiàn)A2=FS2+FA=1113N（5分）求當(dāng)量動載荷：軸承1 軸承2 （10分）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（B）一、 選擇題（共20分）1.B 2.B 3.A 4.C 5.B 6.D 7.A 8.C 9.D 10.C 11.B 12.B 13.B 14.C

17、15.B 16.C 17.A 18.C 19.B 20.A二、填空題（20分）1、 原動件 2、雙曲柄3、壓力角4、自鎖 5、高副 6、細(xì)牙 7、標(biāo)準(zhǔn)中心距 8、合理的形狀與尺寸 9、公稱接觸角 10、從動件三、 簡答題（24分）1、 答：使帶受單向彎曲，避免對稱循環(huán)變應(yīng)力的產(chǎn)生，延緩疲勞斷裂。 （4分）2、答：死點(diǎn)位置時(shí)，連桿不能推動從動曲柄運(yùn)動，整個(gè)機(jī)構(gòu)處于不能運(yùn)動的狀態(tài)。是傳動機(jī)構(gòu)的一個(gè)缺陷。 （4分）3、答：對于大多數(shù)閉式傳動，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，再用彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算； （2分）開式齒輪傳動，先按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再加大模數(shù)以考慮磨損。 （4分）4、答：取大的a值，使小輪包角

18、a增大，有利于提高傳載能力；在帶速不變下，帶受變應(yīng)力的頻率下降，不利于帶的疲勞強(qiáng)度。但帶不易被張緊，在傳動時(shí)易產(chǎn)生顛跳，不利于傳動。 （4分）取小的a值，傳動結(jié)構(gòu)緊湊，但a1減小，傳載能力降低。 （6分）5、答：雙支點(diǎn)單固定結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適用于兩支點(diǎn)跨距較小和工作溫度不高的場合。一支點(diǎn)固定另一支點(diǎn)游動適用于軸的跨距較大或工作溫度較高的場合。 （6分）四、 計(jì)算題（共36分）1、 答：n=6,Pl=8 Ph=1 (6分) F=3n-2Pl-Ph (8分) =3*6-2*8-1=1 (10分)2、 答：a=m(Z1+Z2)/2 Z1+Z2=2*360/10=72 (2分) i=Z2/Z1=3解得：Z2=