机械设计基础试题
一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为( D
) A.零件
B.机构
C.构件 D.部件
2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( B
) A.转动副
B.移动副
C.球面副
D.螺旋副
3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( D
) A.分度圆
B.齿顶圆
C.齿根圆
D.基圆 4.机构具有确定相对运动的条件是( A
) A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目 C.机构的自由度数目小于主动件数目
D.机构的自由度数目大于等于主动件数目 5.一般转速的滚动轴承计算准则为(
) A.进行静强度计算
B.进行极限转速计算 C.进行疲劳寿命计算
D.进行热平衡计算 6.柴油机曲轴中部的轴承应采用(
) A.整体式滑动轴承
B.部分式滑动轴承 C.深沟球轴承
D.圆锥滚子轴承 7.螺纹联接的自锁条件为(
) A.螺纹升角≤当量摩擦角
B.螺纹升角>摩擦角
C.螺纹升角≥摩擦角
D.螺纹升角≥当量摩擦角
8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为( A.maxmin
B.maxmin2
C.maxmin
D.maxmin
mmaxmin9.铰链四杆机构的死点位置发生在(
) A.从动件与连杆共线位置
B.从动件与机架共线位置 C.主动件与连杆共线位置
D.主动件与机架共线位置
)
10.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用(
) A.深沟球轴承
B.推力球轴承 C.圆柱滚子轴承
D.圆锥滚子轴承 11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是(
) A.对称循环
B.脉动循环 C.恒定不变
D.非对称循环
12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用(
) A.圆型带传动
B.同步带传动 C.V型带传动
D.平型带传动
13.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取(
) A.最短杆
B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆
D.任何一杆
14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用(
) A.螺栓联接
B.双头螺柱联接 C.螺钉联接
D.紧定螺钉联接
15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动(
) A.将产生刚性冲击
B.将产生柔性冲击
C.没有冲击
D.既有刚性冲击又有柔性冲击 16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数YFS值有关的参数是(
) A.工作齿宽b
B.模数m C.齿数z
D.压力角α
17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在(
) A.齿根部分
B.靠近节线处的齿根部分 C.齿顶部分
D.靠近节线处的齿顶部分 18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是(
) A.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=β
B.ma1=mt2, αa1=αt2,γ=β
C.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=-β
D.ma1=ma2, αa1=αt2,γ=-β
（注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）
19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是(
) A.凸缘联轴器
B.齿式联轴器 C.万向联轴器
D.弹性柱销联轴器 20.带传动的主要失效形式是带的(
) A.疲劳拉断和打滑
B.磨损和胶合 C.胶合和打滑
D.磨损和疲劳点蚀
二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和________。 22.对于动不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数目为________。 23.摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为________。
24.在内啮合槽轮机构中，主动拨盘与从动槽轮的转向________。 25.普通平键的剖面尺寸(b×h)，一般应根据________按标准选择。
26.链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的，所以应属于________传动。 27.在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是σH1_____σH2。
28.蜗杆传动的效率包括三部分，其中起主要作用的是________的摩擦损耗效率。
29.滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度越________。
30.联轴器型号是根据计算转矩、转速和________从标准中选取的。
三、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分) 31.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。
32.试分析只受预紧力F′作用的单个螺栓联接的应力情况，写出其强度计算公式，并指出公式中每个参数的物理意义。
四、计算题(本大题共4小题，每小题6分，共24分) 33.计算图示机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度和虚约束请明确指出。
34.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮的齿数z1=18。试确定大齿轮的齿数z
2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径、齿顶圆直径。 35.在图示传动装置中，已知各轮齿数为：z1=20, z2=40, z3=20, z4=30, z5=80，运动从Ⅰ轴输入，Ⅱ轴输出，nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。
36.某轴用一对圆锥滚子轴承支承，外圈窄边相对安装，已知两轴承所承受的径向载荷分别为FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N，其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时，X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时，X=0.4，Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。
五、设计题(本大题共2小题，每小题7分，共14分) 37.图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出：
(1)当凸轮从初始位置转过1=90°时，从动件走过的位移S1；
(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度2。 说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；
(2)S1和2只需在图上标出，不必度量出数值。
38.图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例①所示，指出图中的其它结构错误(不少于7处)。
(注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)
机械设计基础试题参考答案
一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 1.A
2.B
3.D
4.A
5.C 6.B
7.A
8.C
9.A
10.C 11.A
12.C
13.B
14.B
15.A 16.C
17.B
18.B
19.D
20.A
二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 21.受力情况 22.2 23.两者相等 24.相同 25.轴径 26.啮合 27.等于(或=) 28.轮齿啮合时 29.大 30.轴径
三、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分) 31.蜗轩转动方向如图所示
蜗杆为右旋
Ft2与蜗轮分度圆相切，指向左端
Ft1与蜗杆分度圆相切，指向右端
Fa1与蜗杆轴线平行，指向右
Fa2与蜗轮轴线平行，指向左
32.螺栓受到拉应力σ和扭转剪应力τ的作用
σ= 1.3F ≤［σ］ 2d14
σ—拉应力，
d1—螺栓最小直径，
［σ］—许用拉应力。
四、计算题(本大题共4小题，每小题6分，共24分) 33.(1)F处为复合铰链
H处(或I处)为虚约束，应除去
(2)计算自由度
n=6, PL=8, PA=1
F=3n-2P1=PH
=3×6-2×8-1
=1 34.∵i12=z2=3 z
1 ∴Z2=i12Z1=3×18=54 m
∵a=(z1+z2)
2 ∴m= 2a2108 =3mm z1z218
54 d1=mz1=3×18=54mm
d2=mz2=3×54=162mm
da1=d1+2ha*m=54+6=60mm
da2=d2+2ha*m=162+6=168nn 35.这是一个混合轮系：齿轮
3、
4、5和系杆H组成一个行星轮系；齿轮
1、2组成一个定轴轮系。
对于
3、
4、
5、H组成的行星轮系，有
n3nHz5804
n5nHz320nnH
将n5=0代入上式得 34
nHH
i35
即 n3=1+4=5
……………(1) nHn1z2402 n2z120
对于
1、2齿轮组成的定轴轮系，有
i12 即n1=-2…………(2) n2nII5 nI
2 联立解(1)、(2)式，并考虑到nⅠ=n1, n2=nH,n3=nⅡ得
将nⅠ=1000r/min代入，得nⅡ=-2500r/min
负号说明nⅡ转向与nⅠ转向相反。 36.轴向力：FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ
轴承Ⅰ被放松
FaⅠ=FSⅠ=2430N
轴承Ⅱ被压紧
FaⅡ=FSⅡ=3430N
当量动载荷
FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27
XⅠ=1
YⅠ=0
PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N
FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e
XⅡ=0.4
YⅡ=1.88
PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N
五、设计题(本大题共2小题，每小题7分，共14分) 37.如图所示，正确作出偏距圆
按-ω方向转90°，在图上正确标出S1
过B2点作偏距圆切线，正确标出2角
38.(1)缺少调整垫片；
(2)轮毂键槽结构不对；
(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上；
(4)键槽处没有局部剖；
(5)端盖孔与轴径间无间隙；
(6)多一个键；
(7)齿轮左侧轴向定位不可靠；
(8)齿轮右侧无轴向定位；
(9)轴承安装方向不对；
(10)轴承外圈定位超高；
(11)轴与轴承端盖相碰。
38.(1)缺少调整垫片；
(2)轮毂键槽结构不对；
(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上；
(4)键槽处没有局部剖；
(5)端盖孔与轴径间无间隙；
(6)多一个键；
(7)齿轮左侧轴向定位不可靠；
(8)齿轮右侧无轴向定位；
(9)轴承安装方向不对；
(10)轴承外圈定位超高；
(11)轴与轴承端盖相碰。
