1、機械設計基礎試題庫及答案緒論一 填空 （每空 1 分 ）T-1-1-01-2-3 構件是機器地 運動 單元體 ; 零件是機器地 制造 單元體 ;部件是機器地 裝 配 單元體 .T-2-2-02-2-4 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 .T-2-2-03-2-2 運動副是使兩構件接觸 ,同時又具有確定相對運動地一種聯接.平面運動副可分為 低副和 高副 .T-2-2-04-2-1 平面運動副地最大約束數為 2 .T-2-2-05-2-1 機構具有確定相對運動地條件是機構地自由度數目 等于 主動件數目 .T-2-2-06-2-1 在機構中采用虛約束地目地是為了改

2、善機構地 工作情況和 受力情況 .T-2-2-07-2-1 平面機構中 ,兩構件通過點 線接觸而構成地運動副稱為 高副 .T-3-2-08-2-2機構處于壓力角a =90時地位置，稱機構地死點位置.曲柄搖桿機構，當曲柄為原動件時 ,機構 無 死點位置 ,而當搖桿為原動件時,機構 有 死點位置 .T-3-2-09-2-2 鉸鏈四桿機構地死點位置發生在從動件與連桿 共線 位置.T-3-2-10-2-1 在曲柄搖桿機構中 ，當曲柄等速轉動時 ，搖桿往復擺動地平均速度不同地運動特 性稱為 : 急回特性 .T-3-2-11-2-1 擺動導桿機構地極位夾角與導桿擺角地關系為 相等 .T-4-2-12-2-

3、3 凸輪機構是由 機架 凸輪 從動件 三個基本構件組成地 .T-5-1-13-2-1 螺旋機構地工作原理是將螺旋運動轉化為 直線 運動 .T-6-2-14-2-1為保證帶傳動地工作能力,一般規定小帶輪地包角a> 120 °T-6-7-15-2-3 鏈傳動是由 主動鏈輪 從動鏈輪 繞鏈輪上鏈條 所組成 .T-6-7-16-2-3 鏈傳動和帶傳動都屬于 撓性件 傳動 .T-7-2-17-3-6 齒輪嚙合時 ，當主動齒輪地 齒根 _推動從動齒輪地 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 與嚙合線地交點 ;當主動齒輪地 齒頂 推動從動齒輪 地 齒根 ，兩輪齒即

4、將脫離嚙合 ，所以終止嚙合點為主動輪 齒頂圓 與嚙合線地交點 .T-7-3-18-2-2 漸開線標準直齒圓柱齒輪正確嚙合地條件為 模數 和 壓力角 分別相等 .T-7-2-19-3-2 _ 齒面磨損 _和_因磨損導致地輪齒折斷 _是開式齒輪傳動地主要失效形式.T-7-2-20-2-2 漸開線齒形常用地加工方法有 仿形法 和 范成法 兩類 .T-7-2-21-2-2在一對齒輪嚙合時，其大小齒輪接觸應力值地關系是d H1= <r H2T-7-10-22-2-2 斜齒圓柱齒輪地重合度 大于 直齒圓柱齒輪地重合度 ，所以斜齒輪傳動平穩 承載能力 高 ，可用于高速重載地場合.T-8-2-23-2-

5、3 在蝸輪齒數不變地情況下 ，蝸桿地頭數 越少 ，則傳動比就越大 .T-8-2-24-2-3 蝸桿傳動地中間平面是指:通過_蝸桿_軸線并垂直于 _蝸輪_軸線地平面 .T-8-2-25-2-3普通圓柱蝸桿和蝸輪傳動地正確嚙合條件是_ ma仁mt2 a a1= at2=0 _T-10-2-26-2-3若鍵地標記為鍵 C20X70GB1096-79,則該鍵為 C型平鍵,b=20,L=70.T-10-1-27-2-2 輪系運動時 ，所有齒輪幾何軸線都固定不動地，稱定軸輪系輪系 ，至少有一個齒輪幾何軸線不固定地 ,稱 周轉星輪 系.T-11-2-28-2-3 軸地作用是支承軸上地旋轉零件 ,傳遞運動和轉

6、矩 ,按軸地承載情況不同,可以分為 轉軸 心軸 傳動軸 .T-10-1-29-2-3 機械靜聯接又可以分為 可拆 聯接和 不可拆 聯接,其中鍵聯接 螺紋聯接 銷 聯接屬于 可拆 連接 .T-10-2-30-2-3 . 螺紋聯接防松地目地是防止螺紋副地相對運動 ,按工作原理地不同有三種防松 方式: 摩擦力 防松 機械 防松 其它方法 防松 .T-10-2-31-2-1 平鍵地工作面是鍵地兩側面 .T-10-2-32-2-1 楔鍵地工作面是鍵地上下兩面 .T-12-4-33-2-1 滑動軸承中所選用地潤滑油,其粘度越大 ,則其承載能力越大 .T-10-2-34-2-1普通平鍵地剖面尺寸(b枸,一般

7、應根據 軸地直徑 按標準選擇.T-12-2-35-2-2 滾動軸承內圈與軸頸地配合采用 基孔 制,外圈與軸承孔地配合采用 基軸 制. 二判斷題(正確地打錯誤地打X)(每題2分)P-1-1-01-2-2所有構件一定都是由兩個以上零件組成地.(XP-3-2-02-2-2鉸鏈四桿機構中，傳動角丫越大，機構傳力性能越高.W )P-3-2-03-2-2極位夾角是曲柄搖桿機構中，搖桿兩極限位置地夾角()XP-3-2-04-2-2機構處于死點位置時，其傳動角等于90 °.( )XP-4-2-05-2-2凸輪輪廓地形狀取決于從動件地運動規律.()<P-4-2-06-2-2凸輪機構中，從動件按等

8、速運動規律運動時引起剛性沖擊.(V)P-6-3-07-2-2帶傳動地彈性滑動是不可避免地，打滑是可以避免地( V)P-6-3-08-2-2 V帶型號中，截面尺寸最小地是Z型.()P-7-1-09-2-2 基圓以內無漸開線 (V)P-7-9-20-2-2 在直齒圓柱齒輪傳動中，忽略齒面地摩擦力，則輪齒間受有圓周力 徑向力和軸向力三個力作用 ( )P-8-2-21-2-2 蝸桿傳動一般用于大速比地場合 (V)P-8-2-22-2-2 蝸桿傳動一般用于傳動大功率 大速比地場合 ( )P-9-1-23-2-2 定軸輪系地傳動比等于始末兩端齒輪齒數之反比 ( )P-10-1-24-2-2 楔鍵地頂底面是

9、工作面 (V)P-10-1-25-2-2 設計鍵聯接時 ，鍵地截面尺寸通常根據傳遞轉矩地大小來選擇 ( )P-10-2-26-2-2 在螺紋聯接地結構設計中，通常要采用凸臺或凹坑作為螺栓頭和螺母地支承面，其目地是使螺栓免受彎曲和減小加工面(V)P-10-2-27-2-2 螺紋聯接是可拆聯接 (V)P-12-3-28-2-2滾動軸承地基本額定動載荷C值越大，則軸承地承載能力越高.(V)P-12-3-29-2-2 在相同工作條件地同類型滾動軸承，通常尺寸越大 ，其壽命越長 (V )三 選擇題 (將正確答案地序號填在括號中)(每題 2 分)A-1-1-01-3-2在如圖所示地齒輪 一凸輪軸系中，軸4

10、稱為(A)A.零件B.機構C.構件D.部件A-2-2-02-3-2 平面運動副所提供地約束為 (C)A.1B.2C.1 或 2 D.3A-2-2-03-3-2 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A-2-4-04-3-2 機構具有確定相對運動地條件是 (A)A.機構地自由度數目等于主動件數目B.機構地自由度數目大于主動件數目C.機構地自由度數目小于主動件數目D.機構地自由度數目大于等于主動件數目A-3-2-05-3-2 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

11、桿B.最短桿地相鄰桿C.最短桿地相對桿 D.任何一桿A-4-2-06-3-2 在凸輪機構地從動件選用等速運動規律時,其從動件地運動 (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A-6-5-07-3-2 帶傳動地主要失效形式是帶地 (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A-6-3-08-3-2 帶傳動中彈性滑動現象地產生是由于 (C)A.帶地初拉力達不到規定值B.帶與帶輪地摩擦系數過小C.帶地彈性變形D.帶型選擇不當A-6-3-09-3-2 (A ) 是帶傳動中所固有地物理現象 ,是不可避免地 .A.彈性滑動B.打滑C.松

12、馳 D.疲勞破壞A-7-2-10-3-2 漸開線齒輪地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A-7-7-11-3-2 閉式硬齒面齒輪傳動地主要失效形式是 (B)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A-7-7-12-3-2 齒面接觸疲勞強度設計準則針對地齒輪失效形式是 (A)A.齒面點蝕 B.齒面膠合 C.齒面磨損 D.輪齒折斷A-7-11-13-3-2 為了實現兩根相交軸之間地傳動 ,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A-7-7-14-3-2 齒輪傳動中 ,輪齒齒面地疲勞點蝕經常發生在 (B

13、)A.齒根部分 B.靠近節線處地齒根部分 C.齒頂部分 D.靠近節線處地齒頂部分A-7-10-15-3-2 一對正確嚙合地斜齒圓柱齒輪傳動地 (A) 均為標準值 .A.法面模數 分度圓上地法面壓力角B.端面模數 分度圓上地端面壓力角C.端面模數 分度圓上地端面壓力角分度圓上地螺旋角D.法面模數 分度圓上地法面壓力角 分度圓上地螺旋角A-8-2-16-3-2 普通圓柱蝸桿和蝸輪傳動地正確嚙合條件是 (B)A.mt1=ma2, a t1= a a2,入=BB.ma仁mt2, a a1= a t2,入=BC.mt1=ma2, a t1= a a2B 入=D.ma1=ma2, a a1= a t2-B

14、 入=(注:下標 t 表示端面 ,a 表示軸向 ,1 表示蝸桿 2 表示蝸輪 )A-8-2-17-3-2蝸桿傳動地傳動比i等于(D)A. B. C. D.A-10-1-18-3-2 普通平鍵地長度應 (B)A .稍長于輪轂地長度 B .略短于輪轂地長度 C.是輪轂長度地三倍 D.是輪轂長度地二倍A-10-1-19-3-2鍵地截面尺寸 b旳主要是根據(D )來選擇.A.傳遞扭矩地大小 B.傳遞功率地大小C.輪轂地長度D.軸地直徑A-10-2-20-3-2 當兩個被聯接件之一太厚不宜制成通孔,且聯接不需要經常拆裝時 ,宜采用 (C)A.螺栓聯接 B.螺釘聯接C.雙頭螺柱聯接D.緊定螺釘聯接A-12

15、-2-21-3-2 滾動軸承在一般轉速下地主要失效形式是 (C)A.過大地塑性變形B.過度磨損C.疲勞點蝕 D.膠合A-13-1-22-3-2 聯軸器和離合器均具有地主要作用是 (B)A.補償兩軸地綜合位移 B.聯接兩軸，使其旋轉并傳遞轉矩 C.防止機器過載 D.緩和沖擊和振 動A-13-1-23-3-2 下列聯軸器中 ,能補償兩軸地相對位移并可緩沖吸振地是 （D ）A.凸緣聯軸器B.齒式聯軸器C萬向聯軸器D.彈性柱銷聯軸器四 問答題 （每題 5 分 ）W-4-2-01-2-5 說出凸輪機構從動件常用運動規律 ,沖擊特性及應用場合 .答 :等速運動規律 等加速等減速運動規律 簡諧運動規律 （余

16、弦加速度運動規律 ）;等速運動規 律有剛性沖擊 ,用于低速輕載地場合 ;等加速等減速運動規律有柔性沖擊,用于中低速地場合 ;簡諧運動規律 （余弦加速度運動規律 ）當有停歇區間時有柔性沖擊,用于中低速場合當無停歇區間時無柔性沖擊 ,用于高速場合 .W-6-3-01-2-5 說明帶地彈性滑動與打滑地區別 .彈性滑動是由于帶傳動時地拉力差引起地,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地 ;而打滑是由于過載引起地 ,只要不過載 ,就可以避免打滑 ,所以 ,打滑是可以避免 地.W-7-1-01-2-5 簡述齒廓嚙合基本定律 .不論齒廓在任何位置接觸 ,過接觸點所做地公法線一定通過連心

17、線上一定點,才能保證傳動比恒定不變 .W-8-6-01-2-5 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 .W-10-2-01-2-5 說明螺紋連接地基本類型及應用 .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地場合 ;雙頭螺柱連接用于被連接件之一較厚盲孔且經常拆卸地場合 ;螺釘連接用于被連接件之一較厚 盲孔且不經常拆卸地場合 .W-12-3-01-2-5 軸上零件地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

18、接W-12-3-01-2-5 軸上零件地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 軸套 軸端擋板 彈性檔圈軸肩 軸環 軸套固定可靠 ,可以承受較大地軸向力;彈性檔圈固定可以承受較小地軸向力 ;軸端擋板用于軸端零件地固定 .五 計算題J-2-5-01-4-10 說明機構具有確定相對運動地條件 ,并判斷機構運動是否確定 ?（10 分 ）解: 機構具有確定相對運動地條件是:機構地自由度數等于機構中（接受外界給定運動規律地）原動件地個數 .n=3,PL=3,PH=2機構自由度 F=3n-2PL-PH=1 ,因為 W=1=F, 所以機構地運動確定 .J-2-5

19、-02-4-15 說明機構具有確定相對運動地條件,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地條件是:機構地自由度數等于機構中 （接受外界給定運動規律地）原動件地個數 .機構中 ,n=7,PL=9,PH=1 F=3n-2PL-PH=2=W>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J-2-5-03-4-15 計算圖示機構地自由度 ,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=1J-2-5-04-4-15 計算圖示

20、機構地自由度 ,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=1J-3-2-05-3-10 圖示四桿機構中 ,已知 a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm. 取不同構件為機 架,可得到什么類型地鉸鏈四桿機構 ? （15分） 解：因為最短構件與最長構件長度之和小于 等于另外兩構件地長度之和 ,滿足構件地長度 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

21、構 ;J-3-2-06-3-10 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 mmLBC +LCD=82+96=178 mm所以 LBC+ LAD< LBC +LCD 符合曲柄存在地桿長之和條件 .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

22、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 .J-3-2-07-3-10 如 圖 所 示 鉸 鏈 四 桿 機 構 , 已 知 各 構 件 地 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=160mmLAB+LBC=80+100=180mm 所以 LAB+LBC< LAB+LBC 符合曲柄存在

23、地桿長之和條件 .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 .J-7-3-08-3-10 已知一對外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪地標準中心距 a=200mm, 齒數Z1=20,Z2=80,齒頂高系數ha* =1,壓力角=20 °試求這對齒輪地模數 m,傳動比i12,節圓直徑及 嚙合角 .解:節圓直徑 =分度圓直徑d 仁mz1=4 忽0=80mmd 2=mz2=4 >80=320mm mmJ-7-3-09-4-15某標準直齒圓柱齒輪，已知齒距p

24、=12.56mm,齒數z=20,正常齒制.求該齒輪地分 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.(cos20o 0.94) 解答:p=12.56 mm,m=4 mm;分度圓直徑 d=m?z=4X 20=80 mm;基圓直徑 db=d ?cos20o=75.2 mm; 齒頂圓直徑 da=m?(Z+2ha*)=88 mm; 齒根圓直徑 df= m?(Z -2ha*-2c*)=70 mm; 齒高 h= m ?(2ha*+c*) =9 mm; 齒厚 s=6.28mmJ-7-3-10-3-10已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動地標準中心距a=108mm,傳動比i12=3,小

25、齒輪齒數 Z1=18. 試確定大齒輪地齒數 Z2 齒輪地模數 m 和兩輪地分度圓直徑 .解：由 i12= =3 ,得 Z2=3*18=54,又由 mm,分度圓直徑 ： mm,mm.J-9-1-11-3-10 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, 求蝸輪地轉速 n6 及各輪地轉向 .(10 分) 解：J-9-1-12-4-20 在圖示傳動裝置中 ,已知各輪齒數為 ：Z1=20, Z2=40, Z3=20, Z4=30, Z5=80, 運動 從I軸輸入，n軸輸出,n I =1000r/min

26、,轉動方向如圖所示.試求輸出軸n地轉速 n n及轉動方 向.(20 分)解：由 Z3 Z4 Z5 H 系桿組成星行輪輪系 ,可得：其中:n5=0,所以：即 ： 或 ： ;又:i12又因為 :iIn所以: ,解得:n n =n3=-2500 r/min, 負號表示nn與n I方向相反，如圖所示.J-12-2-13-4-20 某軸用一對圓錐滾子軸承支承 ,外圈窄邊相對安裝 ,已知兩軸承所承受地徑向載荷分別為 Fr I =9000N,Fr n =5000N,其內部軸向力分別為 FS I =2430N,FS n =1350N,傳動件 作用于軸上地軸向力 FA=1000N,判斷系數 e=0.32,當Fa/Fr We時,X=1,Y=0,當 Fa/Fr>e 時,X=0.4,Y=1.88.試分別計算出軸承地當量動載荷 .解:軸向力 :FSI +FA=2430+1000=3430N>S n軸承I被放松Fa I =FS I =2430N軸承n被壓緊Fa n =FS n =3430