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．下列铰链四杆机构中，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γ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．ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥1 【 】 5. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为
A．σB B. σs C. σ0 D. σ－1 【 】 6. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是
A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹
C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 【 】 7．普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其 A．挤压强度 B. 剪切强度
C．弯曲强度 D. 耐磨性 【 】 8．一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2,其接触应力的大小是 A．σH1<σH2 B. σH1 >σH2
C. σH1=σH2 D. 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υs B. 减少蜗杆头数Z1
C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 【 】 11. 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
D．是不可避免 【 】 12．带传动作减速传动时，带的最大应力σmax等于 A.σ1+σb1+σc B. σ1+σb2+σc
C. σ2+σb1+σc D. σ2+σb2+σc 【 】 13. 转轴的变曲应力为
A．对称循环变应力 B.脉动循环变应力
C．非对称循环变应力 D.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% % % 【 】 15．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 【 】
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 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。
18．轴向尺寸较大的回转件，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 。
20．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．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P1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，为了防止过度磨损，必须使 ；而为了防止过热必须使 。
三、分析题：本大题2个小题，共15分
26．（本题满分5分）
图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a=250mm,b=650mm, C=450mm,d=550mm。试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。
图1
27．（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n1和齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴II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Ft2、Ft3和轴向力Fa2、Fa3的方向。（垂直纸面的力，向纸内画稍 ， 向纸外画⊙）
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 图2 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（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）。
图3 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a=160mm，传动比i12=3,大齿轮齿数Z2=60，齿顶高系数h*a=1,径向间隙系数C*=，分度圆压力角a=20°.试求出：
（1）齿轮的模数m,小齿轮1的分度圆半径r1;基圆半径rb1;分度圆上的齿厚S。 （2）若实际安装中心距a=164mm时，计算啮合角a，及小齿轮的节圆半径r1
30. (本题满分10分)
已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。求轮系的传动比i15。
图4 31．（本题满分10分）
图5表示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N，若取接合面间的摩擦系数=，可靠性系数KS=，螺栓材料的的许用应力[σ]=120N/mm2,螺栓的小径d1=。试校核螺栓的强度。
图5
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R1=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=。求轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2。
图6
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点为其回转中心。试用作图法画出：
（1）凸轮的基圆和基圆半径r0;
（2） 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； （3）从动件尖顶在图示C点和D点接触时压力角α。
图7
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。
二、填空题：每空1分，共20分。
16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 20. 节点 一
19. 分度圆直径d1（或中心距a） 齿宽b 21. 胶合 点蚀 23. 平均 瞬时 25. p??p?22．包角?1 摩擦系数 24．弯矩 扭矩
p???p??
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） 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 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 Ft2、Fa2、Ft3、Fa3的方向
……………（2分）
……………（8分）
……………（2分）
第27题答案图
四、计算题：共48分。
28．（本题满分6分） 解 F?3?4?2?5?1?1 E、F处之一为虚约束 29．（本题满分12分） 解（1）小齿轮齿数 z1?模数 m?
……………（4分） ……………（2分）
z260??20 i3
……………（2分）
2a2?160??4mm
z1?z220?60分度圆半径 r?mz14?20??40mm 22 ……………（2分）
……………（2分） ……………（2分）
基圆半径 rb1?r1cos??40cos20??37.59mm
3.14?4?6.28mm
22acos?160cos20???0.9168 （2）cos?????a?分度圆齿厚 s??m?
节圆半径r1??rb1/cos???37.59/cos23.54? =41.00mm （或r1??a?164??41.00mm） 1?i1?3 ……………（2分）
30．（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，?3?0。 则 i13?H?1??Hz80??3????4
?3??Hz120得i1H??1?5 ?H?i14?i1H?5
……………（6分）
由题图知 ?4??H由题图轮4、5组成定轴轮系，则
i45?z?450??5????2 ?5z425 ……………（2分）
i15?i14?i45?5???2???10
31．（本题满分10分）
……………（2分）
解 一个螺栓的横向工作载荷 R?预紧力 Qp?F6000??3000N ……………（1分） z2
……………（4分）
KsR1.2?3000??18000N fm0.2?11.3Qp1.3?18000??99.67N/mm2 强度校核 ??22?d1??17.29444????? 强度满足
32．（本题满分10分）
……………（4分）
解 S1?0.68R1?0.68?2000?1360N S1、S2方向见第32题答案图
? 轴承1“压紧”，A1=FA+S2=3520N
轴承2“放松”，A2=S2=2720N
……………（5分） ……………（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。
机械设计基础试题含答案
