理工大学2016级机械设计专业《机械设计基础》课程试卷及答案2套

一、选择题（每题2分，30分）

1. 普通平键联接常发生的失效形式是 。

① 工作面压溃 ② 键剪断 ③ ①+②

2. 一个渐开线圆柱齿轮上有两个可见圆，______和两个不可见圆：_______。

① 分度圆和齿顶圆； 基圆和齿根圆 ② 齿顶圆和基圆； 分度圆和齿根圆 ③ 分度圆和基圆； 齿顶圆和齿根圆 ④ 齿顶圆和齿根圆； 分度圆和基圆 3. 选择键的标准截面尺寸的根据是 。

① 传递的力矩 ② 键的材料 ③ 轴的直径 4. 蜗杆直径系数q，是为了 。

① 保证蜗杆有足够的刚度 ② 提高蜗杆传动的效率

③ 减少加工蜗轮刀具的数目，便于刀具标准化。

5. 采用螺纹联接的类型时，若被联接件的厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常拆卸的情况下，

一般宜采用 。

①螺栓联接 ②螺钉联接 ③双头螺柱联接 ④紧定螺钉联接

6. 紧螺栓联接可按拉伸强度进行计算，考虑到拉扭复合作用，只须将拉伸载荷增大至原来的 倍。

①1.1 ②1.2 ③1.3 ④1.4 ⑤1.5

7. 行星齿轮传动与普通齿轮传动相比，不能作为优点的是_______。

①传动比范围广 ②结构比较简单，制造精度要求低 ③传动功率相同时，外廓尺寸较小，重量较轻 ④相同外廓尺寸下，承载能力较大

8. 在轮系中加入惰轮可改变轮系的 。

① 传动比 ② 转向 ③不起任何作用

9. 下列几种传动中：链传动，直齿圆柱齿轮传动，带传动，直齿圆锥齿轮传动和蜗杆传动，其中有_______

传动可以用于两轴相交的场合。

①一种 ②两种 ③三种 ④四种 ⑤五种

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10. 在以下各种措施中，当承受冲击或振动载荷时，_______对防止螺纹联接松脱无效。

①采用具有增大摩擦力的防松装置，如螺母与被联接件之间安装弹簧垫圈 ②采用以机械方法来阻止回松的装置，如用六角槽形螺母与开口销 ③采用人为方法（如胶和焊），将螺纹副转为非转动副

④设计时使螺纹联接具有自锁性能（即使螺纹升角>当量摩擦角）

11. 汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是______。

①心轴 ②转轴 ③传动轴

12. 键联接的主要用途是使轮与轮毂之间________

①沿轴向固定并传递轴向力 ②沿周向固定并传递扭距 ③安装拆卸方便

13. 对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_________为机架，将得到双曲柄机构。

①最长杆 ②与最短杆相邻的构件 ③最短杆 ④与最短杆相对的构件

14. 曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，___________死点位置。

①不存在 ②曲柄与连杆共线时为 ③摇杆与连杆共线时为

15. 平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数__ _____。

①k＞1 ②k＜1 ③k=1 二、填空题（每空1分，共10分）

1. 普通V表面上印有B2240，它表示该V带是 型， 长度为2240mm。 2. 滚动轴承的基本额定动载荷是指 。 3. 在工作中同时仅承受 的轴，叫心轴。。

4. 从动杆的端部形状有 、 和平底三种。

5. 轴上安装零件有确定的位置，所以要对轴上的零件进行 固定和 固定。

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6. 带传动主要是依靠 来传递与动和动力。 7. 螺纹联接防松的根本问题在于 。

三、判断题（每小题1分，共10分）。

1. 提高零件的表面质量能提高机械零件的疲劳强度。（ ） 2. 机械零件在磨合期间的工作时间越长越好。（ ）

3. 一对圆柱齿轮，通常把大齿轮的齿宽做得比小齿轮宽一些。（ ） 4. 键联接设计中，键的长度主要根据传递转矩的大小选定。（ ） 5. 圆柱滚子轴承只能承受轴向载荷。（ ）

6. 带传动中小带轮为主动件，则带内拉应力的最大值发生在进入大带轮处。（7. 普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。（ ） 8. 带传动中弹性滑动现象是不可避免的。（ ） 9. 工作中转动的轴称为转轴。（ ）

10. 曲柄摇杆机构的摇杆两极限位置间的夹角称为极位夹角。（ ）

四、简答题（25分）

1． 简述闭式齿轮传动的点蚀现象是如何发生的？（5分）

2． 简述形成稳定动压油膜的条件？（5分）

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3. （10分）图中所示斜齿圆柱齿轮传动——蜗杆传动组成的传动装置。动力由Ⅰ轴输入，蜗轮4为右旋齿，试求：

（1）为使蜗轮4按图中n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向。

（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和齿轮2的轮齿旋向。 （3）在图中画出齿轮1和蜗轮4所受的各分力方向。

n4n4442II3II1

1

4. 分析题（5分）根据图中注明的尺寸，判断各铰链四杆机构的类型。

a b

a ；b

五、计算题（25分）

1.计算图示两机构的自由度（5分）。

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2.在图示轮系中，已知z1=z4=40，z2=z5=30，z3=z6=100，求：i1H。（8分）

3. （12分）图中由4个铰制孔螺栓联接组成的螺栓组承受偏心载荷，找出受剪力最大的螺栓。

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机械设计基础 试题一 标准答案及评分标准

一、选择题（每题2分，30分）

③④③③③ ③②②②④ ③②③②①

二、填空题（每空1分，共10分） 1. B、公称长度

2. 轴承的基本额定寿命达到一百万转时的载荷 3. 弯矩 4. 尖底 滚子 5. 轴向 轴向 6. 带与带轮表面摩擦 7. 阻止摩擦副的相对运动

三、判断题（每小题1分，共10分）。

1.√ 2.× 3. × 4. × 5. × 6. × 7. × 8.√ 9. × 10. × 四、简答题（25分）

1． 简述闭式齿轮传动的点蚀现象是如何发生的？（5分）

轮齿工作时，其工作表面上任一点所产生的接触应力由零增加到一最大值，齿面的接触应力是按脉动循环变化的。当齿面接触应力超出材料的接触疲劳极限时，在载荷的多次作用下，齿面表层就会产生微细的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使金属微粒剥落下来形成疲劳点蚀。 2． 简述形成稳定动压油膜的条件？（5分）

1. 两工作表面间必须有楔形间隙 2. 两运动表面间必须连续充满润滑油

3. 两工作表面间必须有相对滑动，且滑动的方向必须保证润滑油从大截面流入，小截面流出。 3. （共10分）图中所示斜齿圆柱齿轮传动——蜗杆传动组成的传动装置。动力由Ⅰ轴输入，蜗轮4为右旋齿，试求：

（1）（2分）为使蜗轮4按图中n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向。答：转向如图，箭头下上。 （2）（2分）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和齿轮2的轮齿旋向。 答：斜齿轮1 左旋，斜齿轮2 右旋。

（3）（6分，每个分力1分）在图中画出齿轮1和蜗轮4所受的各分力方向。

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n4n4442Fa4Ft4IIFr4n1Fa3Fr33Fa3II114. 分析题（5分）根据图中注明的尺寸，判断各铰链四杆机构的类型。 a曲柄摇杆机构 b双曲柄机构

五、计算题（25分）

1.计算图示两机构的自由度（5分）。

n8PL11P

H1n3821111

2.在图示轮系中，已知z1=z4=40，z2=z5=30，z3=z6=100，求：i1H。（8分）

解：

iz313zn12.51n3

iHn4nH4nnz6n43.56Hz4nHn3n4 n60i1Hn1nn1n n42.53.58.75 H3nH

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3.(12分)解：

如下图所示，利用力平移原理，将载荷P向螺栓组中心简化，得到使钢板产生下移趋势的载荷，

P16kN

和使钢板产生绕螺栓组分布中心转动趋势的扭矩T

T164256800Nm

在力P作用下，每个螺栓受到的剪力为

FSP16kN

在T作用下，每个螺栓受到的剪力为

FTsT460275217.7kN

FSTFFSTSPFSPFSTFSPFSTFSP

求每个螺栓上剪力的合理，可知右边两个螺栓收到的剪力最大

Fmax21kN

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机械设计基础试题 二

一、填空题（每空1分，共10分）

8. 渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件为：_______ 。 9. 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。 10. 键联接的主要用途是：_________ ______ ___。

11. 轮系通常分为____________________________和___________________________两种基本形式。 12. 齿轮传动的失效形式有 。（列举三种） 13. 带传动主要是依靠________ _____来传递与动和动力。

14. 双头螺柱联接的两被联接件之一是 孔，另一是 孔。

二、选择题（每题2分，30分）

1. 在一个生产塑料薄膜机器中的平行轴齿轮传动。已知传递动力较大，速度不高，要求运转平稳，在

齿轮两端采用两个滚针轴承支承，则该齿轮传动宜选用_______。

①直齿圆柱齿轮 ②斜齿圆柱齿轮 ③人字齿圆柱齿轮 ④斜齿圆锥齿轮

2. 紧螺栓联接可按拉伸强度进行计算，考虑到拉扭复合作用，只须将拉伸载荷增大至原来的 倍。

①1.1 ②1.2 ③1.3 ④1.4 ⑤1.5

3. 带传动在工作中产生弹性滑动，是由于 原因而造成的。

①带与带轮之间的摩擦系数偏低 ②带绕过带轮时产生离心力 ③带的松边与紧边的拉力不等

4. 一对标准直齿圆柱齿轮，如果安装时中心距a＞a0＝

m(Z1Z2)时，传动比的值将 。 2 ① 增大 ② 减小 ③ 不变 5. 图中，键联接所采用的是_______。

①楔键 ②切向键 ③平键 ④半圆键

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6. 在蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆头数Z1，则传动效率 。

①降低 ②提高 ③不变 ④或提高也可能降低

7. 轴环的用途是____。

①作为轴加工时的定位面 ②提高轴的强度

③提高轴的刚度 ④使轴上零件获得轴向固定

8. 在轴的初步计算中，轴的直径是按____来初步确定的。

①弯曲强度 ②扭转强度 ③轴段的长度 ④轴段上零件的孔径

9. 采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成 。

①相隔180° ②相隔120°～130° ③相隔90° ④在轴的同一母线上

10. 带传动采用张紧轮的目的是＿＿。

①减轻带的弹性滑动 ②提高带的寿命 ③改变带的运动方向 ④调节带的初拉力

11. 当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用_______。

①带传动 ②一对齿轮传动 ③轮系传动

12. 蜗杆直径系数q，是为了 。

① 保证蜗杆有足够的刚度 ② 提高蜗杆传动的效率

③ 减少加工蜗轮刀具的数目，便于刀具标准化。

13. 在轮系中加入惰轮可改变轮系的 。

① 传动比 ② 转向 ③不起任何作用 14. 普通平键联接传递动力是靠_______。

①两侧面的摩擦力 ②两侧面的挤压力 ③上下面的挤压力 ④上下面的摩擦力 15. 与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是 。

① 惯性力难以平衡 ②点、线接触，易磨损 ③设计较为复杂 ④不能实现间歇运动

三、判断题（每小题1分，共10分）。

1. 根据曲柄存在的条件已判定铰接四杆机构中存在曲柄，则此机构是不会成为双摇杆机构的。（ ） 2. 普通平键联接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭矩的。（ ）

3. 三角形螺纹具有较好的自锁性能。螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺母的松脱。

所以就是在振动及交变载荷作用下，也不需要防松。（ ）

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4. m，，ha＊ c＊都是标准值的齿轮是标准齿轮。（ ）

5. 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不

变。（ ）

6. 机构是具有确定运动的构件组合。（ ） 7. 凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。（ ）

8. 在任意圆周上，相邻两轮齿同侧渐开线间的距离，称为该圆上的齿距。（ ） 9. 带传动中的打滑现象是可以避免的。（ ）

10. 承受静载荷的转轴上某点弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。（ ）

四、简答题（共30分）

1. （5分）什么是曲柄摇杆机构的机会运动特性？举例说明急回特性在生产中有什么意义？

2. （5分）带传动中，打滑和弹性滑动有何不同？

3.（6分）试判断下列推力轴承中，哪一个能形成液体动压油膜？ 为什么？

a

bcd

4.（8分）图示传动，蜗杆主动。如要求Ⅱ轴所受轴向力为最小。

①试确定蜗杆的螺旋方向；

②在图上标出蜗轮的螺旋线方向；

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③说明轴Ⅱ的转向；

④画出蜗轮2和小齿轮3所受轴向力的方向。 1n42II32

II3 5. 作出下列机构图示位置压力角（6分）

六、计算题（20分）

1.（5分）计算图示机构的自由度。

2.（6分）已知带传动传递功率P=7.5kW，带速为v=10m/s，紧边拉力F1和松边拉力F2的关系为F1=2F2，求：紧边拉力F1、有效圆周力Fe和初拉力F0的大小。

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3.（9分）图示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数z1=z2=20，z3=60，z4=2，z5=40，轮1转向如图所示，卷筒直径D=136mm。试求此时重物是上升还是下降。

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机械设计基础 试题二 答案

一、填空题（每空1分，共10分） 1. m1m2,12

2. 弯矩 扭矩

3. 对轴上零件周向固定并传递转矩 4. 定轴轮系 周转轮系

5. 点蚀 轮齿折断 齿面塑性流动

6. 带与带轮之间的正压力所产生的摩擦力 7. 通孔 盲孔

二、选择题（每题2分，30分） ①③③③②③④②①④③③②②② 三、判断题（每小题1分，共10分）。 ×××√√√×√××

四、简答题

1. （5分）什么是曲柄摇杆机构的机会运动特性？举例说明急回特性在生产中有什么意义？

在曲柄摇杆机构中，从动摇杆往复摆动的平均角速度不等，一慢一快，这样的运动称为急回运动。为了提高机械的工作效率，应在慢速运动的行程工作（正行程），快速运动的行程返回（反行程），比如牛头刨床在工作时，工作行程慢而空回行程快。

2. （5分）带传动中，打滑和弹性滑动有何不同？

当带由松边绕过从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐渐被拉长，沿轮面产生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。

3.（6分）试判断下列推力轴承中，哪一个能形成液体动压油膜？ 为什么？

abcd

a不能 b能 c能 d不能

判别准则是：

看摩擦表面的运动是否将润滑油由大口带向小口，若是，则能产生液体动压油膜，否则不能。

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4.（8分）图示传动，蜗杆主动。如要求Ⅱ轴所受轴向力为最小。

①试确定蜗杆的螺旋方向； 答：蜗杆左旋 （2分）

②在图上标出蜗轮的螺旋线方向； 答：蜗轮左旋 （2分） ③说明轴Ⅱ的转向；（2分）

④画出蜗轮2和小齿轮3所受轴向力的方向。（2分）

1nnII24Fa2Fa3IIII233

5作出下列机构图示位置压力角（6分）

六、计算题（20分）

1.计算图示两机构的自由度（各5分，共10分）。

n6

PL8PH1n362811

2.（6分）已知带传动传递功率P=7.5kW，带速为v=10m/s，紧边拉力F1和松边拉力F2的关系为F1=2F2，求：紧边拉力F1、有效圆周力Fe和初拉力F0的大小。

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解：Fe 1000P10007.5(kW)750Nv10(m/s)F1F2FeF2Fe750NF12F2F1500N1

FF2F011125N2

3.（9分） 分析：传动装置由蜗轮蜗杆机构与一行星轮系组成。蜗杆4与行星轮系中的系杆转速相同。

Hi13zn1n433

n3n4z1z120,z360n30

n1n43n14n4

0n4说明轮1与系杆转向相同，可以确定蜗杆4的转动方向。 蜗杆右旋，用右手螺旋法则可以确定蜗轮的转向。 此时重物将上升。

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