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1、机械设计基础试卷1一、选择题：本大题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。1 .下列钱链四杆机构中，能实现急回运动的是A.双摇杆机构B.曲柄摇杆机构C.双曲柄机构D.对心曲柄滑块机构2 .平面连杆机构中，当传动角/较大时，则A.机构的传力性能较好B.机构的传力性能较差C.可以满足机构的自锁要求D.机构的效率较低3 .当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变，原因是：A.压力角不变B.啮合角不变C.节圆半径不变D.基圆半径不变4 .渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为A.f0B.
2、=0C.Z,仇历,其接触应力的大小是A. OHlH2C.Hl=H2D.可能相等，也可能不等9 .实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系数之间的关系为A.直齿圆柱齿轮的最大B.斜齿圆柱齿轮的最大C.直齿圆锥齿轮的最大D.三者数值相同10 .在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为:A.减小齿面滑动速度USB.减少蜗杆头数ZlC.增加蜗杆头数ZiD.增大蜗杆直径系数q11 .带传动中，弹性滑动A.在张紧力足够时可以避免B.在传递功率较小时可以避免C.在小带轮包角足够大时可以避免D12.带传动作减速传动时，A.O+Ob+cC.O2+0bl+OC13.转
3、轴的变曲应力为A.对称循环变应力C.非对称循是不带的最大应力。max等于B.01+Ob20cB.脉动循环变应力环变应力可避免D.2b20CD.静应力14 .在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为A.10%B.80%C.90%D.99%J15 .在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指A.弹簧外径与簧丝直径之比值B.弹簧内径与簧丝直径之比值C.弹簧自由高度与簧丝直径之比值D.弹簧中径与簧丝直径之比值J二、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中横线上。16 .槽轮机构的主要参数是和o17 .机械速度的波动可分为和两类。18 .轴向尺寸
4、较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平面。19 .当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是和O20,直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取处的接触应力为计算依据，其载荷由对轮齿承担。21 .期杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCUAIloFe3制作的蜗轮，承载能力取决于能力；锡青铜ZCUSnIOP制作的蜗轮，承载能力取决于抗能力。22 .若带传动的初拉力一定，增大和都可提高带传动的极限摩擦力。23 .滚子链传动中，链的链速是常数，而其链速是变化的。24 .轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。25 .非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防
5、止过度磨损，必须使;而为了防止过热必须使O三、分析题：本大题2个小题，共15分26 .（本题满分5分）图1所示链较四杆机构中，各构件的长度为a=250mm力=65Omm,C=450mm,=550mm027 .（本题满分10分）图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I轴为输入轴，已知小齿轮1的转向W和齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴11所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3的轮齿旋向，并在图上标出齿轮2、3所受的圆周力R2、R3和轴向力Fa2、Fa3的方向。（垂直纸面的力，向纸内画稍，向纸外画。）四、计算题；本大题共5个小题，共48分。28 .（本题满分6分）计算图3所示机构的自由度（若
6、图中含有复合较链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）。29 .（本题满分12分）一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距=160mm,传动比后=3,大齿轮齿数Z2=60,齿顶高系数/A=l,径向间隙系数C*=O.25,分度圆压力角=20.试求出：（1）齿轮的模数也小齿轮1的分度圆半径八;基圆半径后;分度圆上的齿厚5。（2）若实际安装中心距=164mm时，计算啮合角及小齿轮的节圆半径门30 .（本题满分10分）已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z=20,Z2=30,Z3=80,Z4=25,Z5=50o求轮系的传动比2。31 .（本题满分10分）图5表示两平板用2个M20的普通螺
7、栓联接，承受横向载荷F=6000N,若取接合面间的摩擦系数片02可靠性系数KS=I.2,螺栓材料的的许用应力刃=120Nm11螺栓的小径d=17.294mmo试校核螺栓的强度。32 .（本题满分10分）一对70000AC型角接触球轴承背对背反安装在图6所示轴系中，轴承1的径向载荷R=2000N,轴承2的径向载荷R2=4000N,轴上作用的轴向外载荷Fa=800N,轴承附加轴向力S的计算式为S=0.68Ro求轴承1和轴承2的轴向载荷Al和A2ol五、作图题：本大题只有1个小题，满分10分33 .已知一对心直动尖顶移动从动件盘形凸轮机构如图7所示，凸轮为以B点为中心的圆盘，A点为其Rl转中心。试用
8、作图法画出:(1)凸轮的基圆和基圆半径ro；(2)(3)从动件尖顶在图示C点和D点接触时压力角。凸轮机构的从动件尖顶在图示位置C点与凸轮接触时，从动件的位移S；六、结构改错题：本大题只有1个小题，满分12分34 .在图8上直接改正轴系结构的错误。（齿轮传动油润滑，滚动轴承脂润滑，轴端安装V带轮）机械设计基础试题参考答案及评分标准一、选择题：每小题3分，共45分。1.B2.A3.D4.D5.B6.B7.A8.C9.A10.C11.D12.A13.A14.C15.D二、填空题：每空1分，共20分。16.槽数Z拨盘圆销数K17.周期性非周期性18.动两19.分度圆直径5（或中心距a）齿宽b20.节点
9、一21.胶合点蚀22.包角%摩擦系数23.平均瞬时24.弯矩扭矩25.pppp三、分析题：共15分26.（本题满分5分）最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550）,满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。（3分）故该校链四杆机构为曲柄摇杆机构。（2分）27.（本题满分10分）答案参见第27题答案图斜齿轮3、4的轮齿旋向（2分）Fl2、Fa2、B3、入3的方向（8分）第27题答案图四、计算题：共48分。28.（本题满分6分）（4分）（2分）解F=34-25-l=lE、F处之一为虚约束29.（本题满分12分）解（1）小齿轮齿数20模数m=-z1+z220+60
10、分度圆半径_mz_42040mm基圆半径5=4CoSa=40cos20o=37.59/mz分度圆齿厚11n3.144=6.28mm（2）CoSacosa2160cos20三0.9168（2分）,（2分）（2分）,（2分）=23.54o节圆半径4=5/以）$。=37.59/8523.54=41.OOmm（或八=I=41.OOmm）（2分）,1+z1+330 .（本题满分10分）解该轮系为混合轮系。由齿轮1、2、3和转臂H组成行星轮系，齿轮3固定，叱=0。11l.ux-Cdhz,80.则zl3=-=-=-43-cohz120得福纣=5SH由题图知（O4=cdhZ14=iH=5（6分）由题图轮4、5
11、组成定轴轮系，则（2分）5=45=5（-2）=-10（2分）31 .（本题满分10分）解一个螺栓的横向工作载荷R=型如=30OON（1分）z2预紧力Q=?=，：；?000=I800ON（4分）Pfin0.21原南WR130p1.318000QQQZJ2强度校核=芸=99.67Nmm-血；x17.294274强度满足（4分）32 .（本题满分10分）解5,=0.68/?,=0.682000=1360NS2=0.6872=0.684000=272ONShS2方向见第32题答案图.Fa+S2=800+2720=3520TV5,轴承1“压紧”，Ai=Fa+S2=3520N（5分）轴承2“放松”，A2=
12、S2=2720N（5分）第32题答案图五、作图题：本题满分10分。33 .答案见第33题答案图。基圆和基圆半径小（3分）从动件在C点接触时位移S（3分）在C点和D点接触时压力角（4分）六、结构改错题：本题满分12分34 .答案见笫34题答案图第34题答案图应画出键；去掉套筒，画出定位轴肩；画出密封件；轴承改为面对面正安装；缩短装齿轮的轴段长度；键长应短于轮毂长度；左右两轴承内侧加档油环；左右两轴承盖与箱体间加垫片。每改正1处错误（2分）（改正6处错误得满分）机械设计基础试卷2一、选择题：本题共16个小题，每小题3分，共48分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母
13、填在题后的括号内。1.在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该A.增大传动角丫B.减小传动角丫C.增大压力角D.减小极位夹角2,渐开线标准齿轮的根切现象，发生在A.模数较大时B.模数较小时C.齿轮较少时D.齿数较多时3 .斜齿圆柱齿轮的法面模数”与端面模数皈的关系式，应该是A.fnn=msinB.mtmjcosC.mn=11itcosD.m=mtcosa4 .调节周期性速度波动的方法是在机械中加一个飞轮，其作用是使A.机械运转速度的波动可以消除B.机械运转速度的波动可以减小C.机械运转的平均角速度a,“可以减小D.机械运转的平均角速度3,“可以增大5 .动平衡的条件是，回转件中各个质量产生
14、的A.离心力的合力等于零B.离心力的合力和合力偶矩均等于零C.离心力的合力偶矩等于零D.离心力的合力和合力偶矩均不等于零6.仅受预紧力广作用的紧螺栓联接，其螺栓的计算应力。Ca=I.3/店,将拉应力增大30%的原因是考虑A.安装时可能产生的偏心载荷B.载荷可能有波动C.拉伸和扭转的复合作用D.螺栓材料的机械性能不稳定7 .在一般工作条件下，齿面硬度/8W350的闭式钢制齿轮传动，通常的主要失效形式为A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面胶合D.齿面塑性变形8 .齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在A.齿顶部分B.靠近节线的齿顶部分C.齿根部分D.靠近节线的齿根部分9 .标准斜齿圆柱
15、齿轮传动中，查取齿形系数YF数值时，应按A.法面模数mnB.齿宽bC.实际齿数ZD.当量齿数冲10 .普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是A.d=niaiqB.d=m,tqC.d=mazD.d=mnZ11 .带传动在工作时产生弹性滑动，是由于A.包角。太小B.初拉力Fo太小C.紧边与松边拉力不等D.传动过载12 .在一定转速下，要减轻滚子链传动的运动不均匀性和动载荷，应该A.增大节距P和增加齿数ZlB.增大节距P和减少齿数ZlC.减小节距和减少齿数ZlD.减小节距P和增加齿数Zl13 .转轴弯曲应力气的应力循环特征为A.r=-1B.r=0C.r=+lC.-lre时，X=0.41,/=0.87；Fa
16、ZFWe时，X=1.Y=Ote=0.68;载荷系数力二1.o.试计算：（1）两个轴承的轴向载荷居1、&2；（2）两个轴承的当量动载荷B、P2图431 .（本题满分10分）用于紧联接的一个M16普通螺栓，小径/=14.376mm,预紧力尸=2（M）OoN,轴向工作载荷尸=100ooN,螺栓刚度G=IXl（）6Nmm,被联接件刚度Gn=4X心附血,螺栓材料的许用应力=150Nmm2;（1）计算螺栓所受的总拉力尸（2）校核螺栓工作时的强度。五、作图题（本大题只有1个小题，满分10分）31 .按图5给出的条件，设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆DC在两个极限位置时与机架的夹角分别为,=13502=6O,摇杆
17、。C的长度1.DC=50mm,机架AD的长度1.U）:70mm。试：用作图法求出曲柄AB的长度连杆BC的长度1.改，以及行程速比系数K。（取比例尺尸1也）六、结构改错题：本大题只有1个小题，满分12分。32 .在图6上直接改正轴系结构的错语。（轴端安装联轴器）机械设计基础试题参考答案及评分标准一、选择题：每小题3分，共48分。1.A2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.D33 D10.AI1.C12.D13.A14.B15.D16.B二、填空题：每空1分，共16分。17 .有一最短杆最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和18 .小增大19.模数压力角20 .法面模数大端模数？21
18、.轴径d轮毂长度22.悬臂梁齿顶23 .不打滑疲劳寿命24.非液体摩擦液体摩擦三、分析题：本题满分14分。25 .答案见第25题答案图。（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向（6分）（2）吊2、尸a3的方向（4分）（3） R2、E2、R3、%的方向（4分）四、计算题：共50分。26 .（本题满分4分）解F=34-25-l=l（3分）滚子处局部自由度（1分）27 .（本题满分14分）解va=-（zl+z2）,.模数m=2a2140.14公）z1z230+4014+，分度圆半径mz.430“r1心）rljjntn22MTT/mz440oa.（1分）基圆半径5222=KCOSa=60cos20=56.3
19、82如%1刀，（2分）（2分）rb2-r2CoSa=80cos20o=75.175mm齿顶圆半径ra=rx+h*tm=60+14=（Armn（2分）（2分）%=R+=8014=84zw7728 .（本题满分10分）(y-(DH22z3-cdh40x80（6分）3Hzz2IMIHI(Ou2020fl29.(本题满分12分)解(1)S=0.7Fr=0.72000=1400NS2=0.7Fr2=0.7X4000=2800NSkS2方向如第29题答案图。12QSiKATSQ*三三三,*QOS1+Ka=1400+1000=2400N(5分)五、作图题：本题满分10分。31 .答案见第31题答案图。解按已
20、知条件连接AG和AC?,则IAG=IBeTAB=495mm（4分）lAc2=Ibc+Iab=Amm联立解出104.4+49.5=76.95/?104.4-49.52=27.45/?/?（3分）（允许作图时有少量误差）量出极位夹角6。21.08。4二180。+夕180o-6=1.265（3分）六、结构改造错题：本题满分12分。32 .答案见第32题答案图。应画出垫片；应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短;应画出键；应降低轴肩高度，便于拆卸轴承；画出轴径变化，减小轴承装配长度；画出密封件；画出联轴器定位轴肩；键长应改为短于轮毂长度；每改正1处错误（2分）（改正6处错误得满分）第32题答案图机械
21、设计基础试卷3一、选择题（共30分、每小题2分）1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小,这主要是因为（C）oA、链传动只用来传递较小功率B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力D、链的质量大，离心力大2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（C）OA、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（八）oA.弹性柱销联轴器B.凸缘联轴器C.十字滑块联轴器D.万向联轴器4、带传动工作时，设小带轮为主动轮,则带的最大应力发生在带（C）
22、A,进入大带轮处B.离开大带轮处C.进入小带轮处D.离开小带轮处5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案（八）为好。A.带传动一齿轮传动一链传动B.链传动齿轮传动-鄂H专动C.带传动链传动一齿轮传动D,链传动加传动啮轮传动6 .螺纹联接防松的根本问题在于（C）oA、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度7 .为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（八）oA.螺栓联接B.双头螺柱联接C螺钉联接D.紧定螺钉联接8 .齿面硬度HB350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（B）。A.齿面磨
23、损B.齿面点蚀C.齿面胶合D.轮齿折断9 .不完全液体润滑滑动轴承，验算pypu是为了防止轴承（B）oA.过度磨损B.过热产生胶合C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（八）oA.两端固定B.两端游动C.一端固定一端游动D.A,B,C均可以11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径“取标准，其目的是（B）。A.限制加工蜗杆的刀具数量B.限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化C.为了装配方便D.为了提高加工精度12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为（B）OA、转动心轴B、转轴C、传动轴D、固定心轴13、普通平键的
24、主要失效是（八）0A.工作面被压溃或键被剪断B.工作面产生胶合破坏C.工作面产生过度磨损D.键被弯曲折断14、带传动产生弹性滑动的原因是由于（D）oA、带不是绝对挠性体B、带与带轮间的摩擦系数偏低C、带绕过带轮时产生离心力D、带的紧边与松边拉力不等15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时，其工作面的摩擦状态是（C）oA、完全液体摩擦状态B、干摩擦状态C、边界摩擦或混合摩擦状态D、不确定二、标准件(4题共12分，每小题3分)1、请按GB/T5781-2000标准标注出：公称直径为16mm、长60mm全螺纹六角头螺栓；并按GB/T41-2000的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母
25、。螺栓M1660GB/T5781-2000螺母Ml6GB/T41-20002、请按GB/T1096-2003标准标注出：宽为18mm、高为11mm、长为100mm圆头普通平键；按GB/T119-2000标准标注出：直径为IOmm,长为100mnb直径允差为d4,材料为35号钢，热处理硬度为HRC2838,不经表面处理的圆柱销。键18l00GB/T1096-2003销10100GBZT119-20003、根据下面所给出的轴承代号，指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、公差等级和游隙组别。(1)6308/C3(2)7214B(3)30213/P46308/C3表示内径为40mm,03尺寸系列的深
26、沟球轴承，。级公差，3组游隙。7214B表示内径为70mm,02尺寸系列的角接触球轴承，接触角为40。，。级公差，。组游隙。30213/P4表示内径为65mm,02尺寸系列的圆锥滚子轴承，4级公差，0组游隙。4、根据下面所给出带、滚子链编号，指出这些零件的公称尺寸。带:A1000GB/T11544-1997(2)链：08A188GB/T12432006(注：此链的节距为0.5英寸)(1) A1000GB/T11544-1997：基准长度为100Omm的A型普通V带。(2) 08A1-88GB/T12432006：A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链三、问答题(4题共20分，每小题5分
27、)1、简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处。2、当设计链传动时，选择齿数和节距时应考虑哪些问题?3、闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算?4、在具有稳定输入、输出功率的机器上，转轴以定速转动，当不考虑外来冲击和载荷波动等作用时，请分别将内部受的是稳态应力或交变应力的零件的编号写入下面相应的分类中。A.机箱箱体的地脚螺栓；B.装有齿轮的旋转轴；C.轴上的齿轮；D.轴上的蜗杆；E.轴上的滚动轴承；F.轴上的平键；G.联轴器上的螺栓；H.轴上的销；I.联轴器；J.离合器；K.输出端的滚子链；1.输入端的V带.（1）受稳态应力的零件是：A、F、G、H、I、J（2）受交变应力的零件是：B、C、D、E、K
28、、1.、（3）利用摩擦工作的零件有：A、E、J、G、1.四、分析题（8分）图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：I轴为输入轴，转向如图所示。（I）在下图中标出各轮转向。（2分）（2）为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。（2分）（3）在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力士、轴向力F“和径向力工的方向。（4分）in(1)各轴转向如图所示。(2) 3轮左旋，4轮右旋。(3) 2、3两轮的各分力方向下图所示。Fa2五、计算题(2题共20分，每小题10分)1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm,内装具有一定压强的液体，沿凸
29、缘圆周均匀分布12个M16(J1=13.835mm)的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力b=180MR/,螺栓的相对刚度,(,+q)=().5,按紧密性要求，剩余预紧力K=1.83尸，尸为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强PmaX及每个螺栓连接所需的预紧力纭。1、计算每个螺栓允许的最大总拉力:F2=6141.32分=20815N,2、计算容器内液体最大压强F2=Fl+F=2.SF1分208152.8=7434Nc,11D24F=%maxPma1.1.82M3、FO=KQ+二(20815-0.57434)=17098N1分2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正
30、安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为尸m=2000N,Fr2=4000N,轴上作用的轴向外加载荷径向载荷之比%FX=100ON,轴承内部附加轴向力用的计算为用=0.7及，当轴承的轴向载荷与e时，X=0.41,Y=0.87,当为e,X=l,Y=0,e=0.68,载荷系数A=1.0,试计算:（1）两个轴承的轴向载荷鼠、Fa2;（2）两个轴承的当量动载荷R、P2oFsi=0.1Fri=0.7X2000=14007V1分解：（1）Fs2=0.7Fr2=0.74000=28OO7V1分Fs+Fx=14+1000=2400e=0.68,X1=0.41,=0.871分I二（Xl+K取）=20000.
31、41+0.871800=2386N1分以力=0.7e=0.68,X,=0.41,匕=0.871分fr2400022Z=f（X22+）=40000.41+0.87X2800=4076N1分六、结构题（10分）下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。要求：1 .在图中用序号标注设计错误处；2 .按序号列出错误，并用文字提出改正建议；3 .不必在图中改正。1、左、右两边轴承端盖均无调整垫片2、左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3、键过长4、齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度12mm5、套筒高度高过右边轴承内圈的高度6、右边轴承端盖与轴要留有间歇7、右边轴承端盖与轴间要有密封圈8、和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9、两端的轴承要设有挡油环10、联轴器没有周向定位。
