2023年机械设计基础考试题库及答案.doc

一、 名词解释1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有拟定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.对的啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 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可以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-2PL-PH）。4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n1、n2，直径为D1、D2，齿数为z1、z2，则其传动比i= （n1/n2）= （D2/D1）= （z2/ z1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm，b=200mm，c=100mm，d=90mm。若以杆为机架，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（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）（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=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. 凸轮机构重要由（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：max=1b1c。15. 普通带的断面型号分为（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. 一对齿轮的对的啮合条件为：（m1 = m2）与（1 = 2）。19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度）。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. 一对斜齿轮的对的啮合条件为：（m1 = m2）、（1 = 2）与（1=-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，其代号表达的意义为（6：深沟球轴承、3：直径代号，08：内径为40）。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）形螺纹自锁性最佳。33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以减少传速或增大转距。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（积极连续、从动步进）与（积极步进、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。三、 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i1。14. 型带所能传递的功率最大。15. 在带传动中，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，可以增长蜗杆的头数。 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。四、 简答题：1. 机器与机构的重要区别是什么？2. 构件与零件的重要区别是什么？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. 蜗杆传动的对的啮合条件是什么？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拟定值还是变化值？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，这样解决是否对的，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？13. 一对相啮合齿轮的对的啮合条件是什么？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. 如何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. 蜗杆与蜗轮的对的啮合条件是什么？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重要参数有哪些？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？它们的重要区别是什么？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陷？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. 联轴器与离合器的重要功能是什么？两者功能的重要区别是什么？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. 机器有哪些特性?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。 . 机器；.零件；.构件；.机构。2. 两个构件之间以线或点接触形成的运动副，称为（B）。 . 低副；.高副；. 移动副；. 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）。 . 双支梁；.外伸梁；. 悬臂梁。4. 一端为固定端，另一端为自由的梁，称为（C）。 . 双支梁；.外伸梁；. 悬臂梁。5. 一般飞轮应布置在转速（B）的轴上。 . 较低；. 较高；. 适中。6. 在下列平面四杆机构中，有急回性质的机构是（C）。 . 双曲柄机构；. 对心曲柄滑块机构；. 摆动导杆机构；. 转动导杆机构。7. 在下列平面四杆机构中，（C）存在死点位置。 . 双曲柄机构；. 对心曲柄滑块机构；. 曲柄摇杆机构；. 转动导杆机构。8. 曲柄摇杆机构的压力角是（A）。 .连杆推力与运动方向之间所夹的锐角；.连杆与从动摇杆之间所夹锐角； .机构极位夹角的余角；.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。 . 啮合；.磨擦；. 粘接。10. 图示铰链四杆机构是（B）。 . 曲柄摇杆机构；.双曲柄机构；. 双摇杆机构。11. 能实现间歇运动的机构是（C）。 . 曲柄摇杆机构；. 双摇杆机构；. 槽轮机构；. 齿轮机构。12. 曲柄摇杆机构的死点发生在（C）位置。 . 积极杆与摇杆共线；. 积极杆与机架共线；.从动杆与连杆共线；. 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）。 . 进入大带轮处；. 离开大带轮处；. 进入小带轮处；. 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）带截面的楔角。 . 小于；. 大于；. 等于。15. 一对渐开线直齿圆柱齿轮对的啮合的条件是（D）。 . 两齿轮的模数和齿距分别相等； . 两齿轮的齿侧间隙为零； . 两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等；. 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长蜗杆头数，将使（A）。 . 传动效率提高；. 蜗杆强度提高；. 传动中心距增大；. 蜗杆圆周速度提高。17. 自行车车轮的前轴属于（C）轴。 . 传动轴；. 转轴；. 固定心轴；. 转动心轴。18. 自行车的中轴属于（A）轴。 . 传动轴；. 转轴；. 固定心轴；. 转动心轴。19. 自行车的后轴属于（A）轴。 . 传动轴；. 转轴；. 固定心轴；. 转动心轴。20. 渐开线的形状取决于（B）直径。 . 节圆；. 基圆；. 分度圆；. 齿顶圆。21. （A）是齿轮最重要的参数 。 . 模数； . 压力角；. 分度圆；. 齿数。22. 国家标准规定，标准渐开线齿轮的分度圆压力角=（D）。 . 35； . 30；. 25；. 20。23. 圆锥齿轮传动合用于（A）传动。 . 相交轴； . 平行轴；. 交错轴。24. 蜗杆传动合用于（C）传动。 . 相交轴； . 平行轴；. 交错轴。25. 传动比大并且准确的传动是（D）。 . 带传动； . 链传动；. 齿轮传动； . 蜗杆传动。26. 不能用于传动的螺纹为（A）螺纹。 . 三角形； . 矩形 ；. 梯形；. 锯齿形。27. 定轴轮系的总传动比等于各级传动比（B）。 . 之和； . 连乘积 ；. 之差；. 平方和。32. （D）的周转轮系，称为行星轮系。 . 单自由度； . 无自由度 ；. 双自由度；. 三自由度。28. 减速器的传动比=（A）。 . 1； . 1；. 1。29. 普通螺纹的公称直径是（C）。 . 螺纹的中径； . 螺纹的小径；. 螺纹的大径。 30. 30000型轴承是代表（D）。 . 调心球轴承；. 深沟球轴承；. 圆柱滚子轴承；. 圆锥滚子轴承。31. 推力球轴承的类型代号为（C）。 . 10000；. 30000；. 50000；. 60000。32. 在各种类型轴承中，（D）不能承受轴向载荷。 . 调心球轴承；. 深沟球轴承；. 圆锥滚子轴承；. 圆柱滚子轴承。33. 凸缘联轴器是一种（A）联轴器。 . 固定式刚性联轴器；. 可移式刚性联轴器；. 弹性 联轴器；. 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）。 . 链传动；. 超越离合器；. 安全 离合器；.弹性联轴器。35. 转轴承受（A）。 . 扭矩； . 弯矩；. 扭矩和弯矩。36. 对于高负荷、重要的转轴，应选用（D）材料。 . Q235；.45钢；. 20钢；.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）。 .易拧紧；.避免偏心载荷；. 增大接触面；.外观好。38. 圆锥销的锥度是（B）。 .1：60；.1：50；. 1：40；.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拟定。(1) 解： F=3n-2PL-PH = 34-24-2 =2 (运动拟定) ( 2)解： F=3n-2PL-PH = 36-28-1 =1 (运动拟定)(3) 解： F=3n-2PL-PH = 35-27-0 =1 (运动拟定) (4) 解： F=3n-2PL-PH = 36-28-1 =1 (运动拟定) 解： F=3n-2PL-PH = 37-210-0 =1 (运动拟定)(5) (6) 解： F=3n-2PL-PH = 39-212-2 =1 (运动拟定) 解： F=3n-2PL-PH = 310-214-0 =2 (运动拟定)(7) 解： F=3n-2PL-PH = 33-23-2 =1 (运动拟定)(8) 解： F=3n-2PL-PH = 35-27-0 =1 (运动拟定)(9) (10) 解： F=3n-2PL-PH = 37-29-1 =1 (运动拟定)解： F=3n-2PL-PH = 33-23-2 =1 (运动拟定)(11) 解： F=3n-2PL-PH = 34-25-1 =1 (运动拟定) (12) 解： F=3n-2PL-PH = 33-23-2 =1 (运动拟定)(13) (14)解： F=3n-2PL-PH = 37-210-0 =1 (运动拟定)解： F=3n-2PL-PH = 33-24-0 =1 (运动拟定)(15) (16)解： F=3n-2PL-PH = 34-24-2 =2 (运动拟定) 解： F=3n-2PL-PH = 37-210-0 =1 (运动拟定)(17)(18)解： F=3n-2PL-PH = 35-27-0 =1 (运动拟定) 解： F=3n-2PL-PH = 39-212-0 =3 (运动拟定) 液压缸为动力源(19) (20)解： F=3n-2PL-PH = 39-212-2 =1 (运动拟定) 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(=20,ha* =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=20，h=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cos0.94) (14分)解:1 由i=Z2/Z1可知Z2=iZ1 (1分) 由中心距a=m(Z1+Z2)/2=2mZ1 (1分)则 齿轮1齿数Z1=20 (1分) 齿轮2齿数Z2=60 (1分)2 齿轮1分度圆直径 d1=mz1=100 (1分) 齿轮2分度圆直径 d2=mz2=300 (1分)3 齿轮1齿顶圆直径 da1=m(z1+2h)=110 (2分) 齿轮2齿顶圆直径 da2= m(z1+2h)=310 (2分)4 齿轮1基圆直径 db1= d1 cos20=94.0 (1分) 齿轮2基圆直径 db2= d2 cos20=281.9 (1分)5 齿厚和齿槽 s=e=m/2=7.9 (2分)（2）一对啮合的标准直齿圆柱齿轮(=20,ha* =1)。已知Z1 =30, Z2=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 d1=mz1=530=150 (1分) 齿轮2分度圆直径 d2=mz2=590=450 (1分)2 齿轮1齿顶圆直径 da1=m(z1+2h) =5(30+21)=160 (2分) 齿轮2齿顶圆直径 da2= m(z1+2h) =5(90+21)=460 (2分) 3 齿轮1齿根圆直径 df= m(z1-2h-2c*) =5(30-21-20.25) =137.5 (2分) 齿轮2齿根圆直径 df= m(z2-2h-2c*) =5(90-21-20.25) =437.5 (2分)4 传动比 i=Z2/Z1=90/30 =3 (1分)5 中心距 a=m(Z1+Z2)/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：（方向标在图上） （4分）（2）如图所示轮系,已知Z1 =34、Z2 =17、Z2 =30、Z3 =Z4 =15、Z3 =45,试求i14,并拟定各轮的回转方向。解: （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Z1=18，Z2=36，Z3=20，Z4=40，Z5=2，Z6=50，若n1=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，试拟定n1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Z1=30，Z2=50，Z3=20，Z4=60，Z5=1，Z6=100，若n1=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，试拟定n1的旋转方向。（15分）解： =500 n6=6 r/min （方向标在图上） (4)如图所示轮系,已知Z1 =240. Z2 =20 .Z3 =25 .Z4 =40. Z5 =75 .Z6 =20. Z7=40 . Z8 =2 .Z9 =80 .n1=800r/min.试求n9,并拟定各轮的回转方向。参考试题：如图所示轮系,已知Z1 =300. Z2 =30 .Z3 =25 .Z4 =40. Z5 =75 .Z6 =20. Z7=60 . Z8 =2 .Z9 =100 .n1=450r/min.试求n9,并拟定各轮的回转方向。（15分）解： =45 n9=10 r/min （方向标在图上）(5)如图所示轮系,已知Z1 =120 Z2 =20 Z3 =25 Z4 =40 Z5 =75 Z6 = Z7= Z8=20 Z9 =1 Z10 =96 n1=960r/min.试求n10,并拟定各轮的回转方向. 解 方向如图六、改错题 1、下图中的1、2、3、4、5处是否合理？为什么？应如何改善？（用图表达） 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？应如何改善？（用图表达） 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）：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) 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)