機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考試題及答案及復(fù)習(xí)指導(dǎo)

1、合肥工業(yè)大學(xué)2014-2015學(xué)年第 1學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試卷（A 卷）考試方式： 閉卷本試卷考試分?jǐn)?shù)占學(xué)生總評(píng)成績(jī)的80 %復(fù)查總分總復(fù)查人一、選擇題：本大題共 10 個(gè)小題，每小題 2 分，共 20 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目的要求，把所選擇項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只要存在_角，該機(jī)構(gòu)就具有急回作用。()A 壓力角B.極位夾角C傳動(dòng)角D.擺角2平面連桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)傳動(dòng)角較大時(shí)，則()A 機(jī)構(gòu)的傳力性能較好B. 機(jī)構(gòu)的傳力性能較差C可以滿足機(jī)構(gòu)的自鎖要求D. 機(jī)構(gòu)的效率較低3當(dāng)一對(duì)漸開線齒輪制成后，即使兩輪的中心距稍有改變，其角速度比仍保持原值不變，

2、原因是()A. 壓力角不變B. 嚙合角不變C節(jié)圓半徑不變D. 基圓半徑不變4漸開線齒輪實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳動(dòng)時(shí)，其重合度為()A <0B. =0C.<1D. 15下列四種螺紋中，自鎖性能最好的是()A 粗牙普通螺紋B. 細(xì)牙普通螺紋C梯形螺紋D.鋸齒形螺紋6傳動(dòng)時(shí)每個(gè)齒輪的幾何軸線都是固定的，這種輪系稱為（）A 行星輪系B 差動(dòng)輪系C 定軸輪系D 轉(zhuǎn)化輪系7螺紋聯(lián)接的自鎖條件是()AB.CvD.v8小帶輪直徑d1 應(yīng)大于或等于規(guī)定的最小直徑dmin，若 d1過(guò)小，則帶的將過(guò)大而導(dǎo)致帶的壽命降低。 （）A 彎曲應(yīng)力B 離心應(yīng)力C 緊邊拉應(yīng)力D 松邊拉應(yīng)力9帶傳動(dòng)過(guò)程中， 帶承受變應(yīng)力。 最大應(yīng)

3、力發(fā)生在的接觸處。（）A 緊邊與大輪B 松邊與大輪C 緊邊與小輪D 松邊與小輪10在基本額定動(dòng)載荷C 作用下，滾動(dòng)軸承的基本額定壽命為 106 轉(zhuǎn)時(shí)，其可靠度為()A 10%B. 80%C.90%D.99%二、填空題：本大題共 5 個(gè)小題，每空 1 分，共 10 分。把答案填在題中橫線上。12. 帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)與打滑有什么區(qū)別？1兩構(gòu)件通過(guò)或接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。平面高副引入個(gè)約束。2一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件為：和；3在凸輪機(jī)構(gòu)四種常用的推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，運(yùn)動(dòng)規(guī)律有剛性沖擊；3. 根據(jù)漸開線的形成過(guò)程，簡(jiǎn)述漸開線的主要特性？4代號(hào)為 72308 的滾動(dòng)軸承，其類型名稱為，內(nèi)徑為

4、；5軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受彎矩的軸為，主要受扭矩的軸為。4. 螺紋連接為什么要防松？有哪幾類防松方法？得分評(píng)卷人復(fù)查人三、簡(jiǎn)答題（每題6 分，共 24 分）1. 簡(jiǎn)述凸輪機(jī)構(gòu)中壓力角和基圓半徑的關(guān)系？四、計(jì)算題；本大題共5 個(gè)小題，共46 分。21（本題滿分8 分）計(jì)算圖 1 所示機(jī)構(gòu)的自由度（若圖中含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等情況時(shí)，應(yīng)具體指出） 。圖 12（本題滿分10 分）圖 2 所示鏈鉸四桿機(jī)構(gòu)中， 各構(gòu)件的長(zhǎng)度為 a=250mm,b=650mm,C=450mm,d=550mm 。試問(wèn)：該機(jī)構(gòu)是哪種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，并說(shuō)明理由。圖 23.（本題滿分10 分）一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱

5、齒輪外嚙合傳動(dòng)，已知標(biāo)準(zhǔn)中心距a=160mm，傳動(dòng)比i12=3,大齒輪齒數(shù)Z 2=60 ，齒頂高系數(shù)h* a=1,徑向間隙系數(shù)C*=0.25 ，分度圓壓力角a=20° .試求出：齒輪的模數(shù) m,小齒輪 1 的分度圓半徑r1; 基圓半徑rb1;分度圓上的齒厚S。4. (本題滿分 10 分 )已知圖 3 所示輪系中各齒輪的齒數(shù)為：Z 1=20 ，Z2=30 ，Z3 =80，Z4 =25， Z 5=50 。求輪系的傳動(dòng)比i15。3圖 35（本題滿分8 分）圖示軸系由一對(duì)圓錐滾子軸承支承（基本額定動(dòng)載荷 Cr =51500N ），軸的轉(zhuǎn)速 n=1440r/min ，已求得軸承的徑向支反力為：

6、 Fr1=1000N ， Fr2 =2000N ，軸向外載荷 FA =800N ，受力方向如圖所示，載荷系數(shù) f d=1.5。求兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 ?（軸承 e=0.37 時(shí)， X=0.4 ， Y=1.6 ）合肥工業(yè)大學(xué)2014-2015學(xué)年第1學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試卷（B卷）考試方式：閉卷本試卷考試分?jǐn)?shù)占學(xué)生總評(píng)成績(jī)的80 %復(fù)查總分總復(fù)查人一、 單項(xiàng)選擇題： （每小題1 分，共 20 分）在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其代碼填在題干后面的括號(hào)內(nèi)。不選、錯(cuò)選或多選者，該題無(wú)分。1、四桿機(jī)構(gòu)中是否存在死點(diǎn)，取決于是否與連桿共線。（）A 主動(dòng)件B 從動(dòng)件C搖桿D滑塊2、平面運(yùn)動(dòng)副中，

7、轉(zhuǎn)動(dòng)副引入個(gè)約束。（）A1B2C3D43、凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件作等速規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊。（）A剛性B柔性C 剛性和柔性D 無(wú)沖擊4、在漸開線齒輪傳動(dòng)中，若實(shí)際中心距稍大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，則傳動(dòng)比（）A增大B減小C 不變D 周期性變化5、一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，若取最短桿的相對(duì)桿為機(jī)架，則曲柄4搖桿機(jī)構(gòu)演化為（）A 雙曲柄機(jī)構(gòu)B 雙搖件機(jī)構(gòu)C 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)D 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)6、在螺旋傳動(dòng)中，螺旋副的自鎖條件是螺紋升角當(dāng)量摩擦角。（）A等于B大于C 小于D 大于等于7、三角帶的公稱長(zhǎng)度是指帶的（）A 基準(zhǔn)長(zhǎng)B 節(jié)線長(zhǎng)C 外周長(zhǎng)D 內(nèi)周長(zhǎng)8、在凸輪設(shè)計(jì)中，若最大壓力角max 超過(guò)許用值，可采用辦法修改設(shè)計(jì)。（）A 減小基

8、圓半徑B 減小滾子半徑C 增大基圓半徑D 增大滾子半徑9、在設(shè)計(jì)直滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，若凸輪實(shí)際輪廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)，或發(fā)生相交，應(yīng)（）A 加長(zhǎng)從動(dòng)件B 縮短從動(dòng)件C 減小基圓半徑D 加大基圓半徑10、傳動(dòng)時(shí)每個(gè)齒輪的幾何軸線都是固定的，這種輪系稱為（）A 行星輪系B 差動(dòng)輪系C 定軸輪系D 轉(zhuǎn)化輪系11、一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有個(gè)自由度。（）A4B3C2D112、使用齒條刀切削齒數(shù)Z=15 的正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒漸開線齒輪時(shí)根切。（）A 不會(huì)產(chǎn)生B 會(huì)產(chǎn)生輕微C 會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重D 無(wú)法確定是否產(chǎn)生13、在軸向載荷作用下，角矩形螺紋的摩擦阻力矩形螺紋的摩擦阻力。 （）A等于B大于C 小于D 大于等于

9、14、齒面硬度小于350 的齒輪稱為軟齒面齒輪，其常用的熱處理方法是（）A 表面淬火B(yǎng) 滲碳淬火C 調(diào)質(zhì)或正火D 滲氮15、自由度為 1的周轉(zhuǎn)輪系稱為（）A 差動(dòng)輪系B 行星輪系C 混合輪系D 轉(zhuǎn)化輪材16、帶傳動(dòng)過(guò)程中，帶承受變應(yīng)力。最大應(yīng)力發(fā)生在的接觸處。（）A 緊邊與大輪B 松邊與大輪C 緊邊與小輪D 松邊與小輪17、小帶輪直徑d1 應(yīng)大于或等于規(guī)定的最小直徑d min，若d1 過(guò)小，則帶的將過(guò)大而導(dǎo)致帶的壽命降低。（）A 彎曲應(yīng)力B 離心應(yīng)力C 緊邊拉應(yīng)力D 松邊拉應(yīng)力518、軸的設(shè)計(jì)在選材時(shí)，如果使用合金鋼，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上避6、同一公稱直徑的粗牙和細(xì)牙螺紋中螺紋自鎖性免橫截面積的突變，因

10、為合金鋼（）較好。A 具有較高的強(qiáng)度B 具有較高的剛度7、一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒輪分度圓相切時(shí)的中心距稱為C 對(duì)應(yīng)力集中敏感D 對(duì)應(yīng)力集中不敏感8、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使軸的各部分具有19、由漸開線的形成過(guò)程可知：（）。A 分度圓的切線總為漸開線上某一點(diǎn)的法線9、軸承套圈與滾動(dòng)體接觸處的法線與軸承徑向平面之間的夾角B 漸開線的形狀取決于基圓的大小稱為。C 漸開線齒廓上某點(diǎn)的法線與該點(diǎn)速度方向線之間所10、機(jī)構(gòu)中隨著主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng)構(gòu)件均稱夾為。的銳角稱為該點(diǎn)的傳動(dòng)角三、簡(jiǎn)答題（共24 分）D 基圓之內(nèi)存在有漸開線1、為什么三角帶的張緊輪常壓在帶的內(nèi)側(cè)，其致使包角有所減6 分）20、滾動(dòng)軸承

11、代號(hào)中，在起始12 位數(shù)字表示尺寸小，而不壓在外側(cè)，使包角增加？（）A 內(nèi)徑B 外徑C 中徑D 寬度2、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件時(shí)會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)位置，這時(shí)二、填空題：（每小題 2 分，共 20 分）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)有什么影響？（ 4 分）1、機(jī)構(gòu)中按給定獨(dú)立運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件稱為。2、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若將曲柄改為機(jī)架，變成3、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？（4 分）機(jī)構(gòu)。3、凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向和接觸處凸輪輪廓法線方向之間所夾的銳角稱為。4、機(jī)械系統(tǒng)中，若驅(qū)動(dòng)功小于阻抗功時(shí)稱。5、兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸形成的運(yùn)動(dòng)副稱為。4、分析帶傳動(dòng)中兩帶輪中心距a 取值大小對(duì)傳動(dòng)的影響。（ 46分）5、滾動(dòng)軸承

12、的雙支點(diǎn)單向固定方法用在什么場(chǎng)合？一支點(diǎn)固定另一支點(diǎn)游動(dòng)方法用在什么場(chǎng)合？（6 分）四、計(jì)算題（共36 分）1、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出。 （ 10 分）2、一對(duì)正常齒制外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，若標(biāo)準(zhǔn)中心距=360mm ，傳動(dòng)比i=3 ，模數(shù) m=10mm ，試求：（ 1）兩輪齒數(shù) Z 1， Z2。（ 2）大齒輪齒頂圓直徑 da2，小齒輪齒根圓直徑 df1。（ 8 分）3、某軸系部件用一對(duì)角接觸球軸承支承，軸上受力為： Fa=380N;F=1200N 試求：（ 1）兩軸承內(nèi)部派生軸向力的大小和方向；（提示： S=0.6Fr; S 力的方向畫在圖上

13、）（ 2）兩軸承所受軸向力A 1、 A2 的大小。（ 10 分）4、圖示周轉(zhuǎn)輪系中， 各輪齒數(shù)分別為 Z1=99 ，Z2 =101，Z 2 =100， Z3 =99，當(dāng) n1=1r/min ，求 nH 的大小和方向。 （ 8 分）7機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(A)一、選擇題：每小題2 分，共 20 分。1.B 2.A 3.D 4.D 5.B 6. C 7. D 8.A 9.C 10. C二、填空題：每空1 分，共10 分。1點(diǎn)、線、 12.m1m2 、 12 3. 等速 4 角接觸球軸承、 40 5.心軸、傳動(dòng)軸三、簡(jiǎn)答題（ 24 分）1. 答：壓力角越小，則基圓半徑越大，整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺

14、寸也越大，致使結(jié)構(gòu)不緊湊；(4 分)故在不超過(guò)需用壓力角的條件下，將壓力角取大些，以減少基圓半徑值。(6 分)2. 答：彈性滑動(dòng)和打滑是兩個(gè)截然不同的概念。打滑是指由于過(guò)載引起的全面滑動(dòng)，是一種傳動(dòng)失效的表現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)避免。（3 分）彈性滑動(dòng)是由帶材料的彈性和緊邊、松邊的拉力差引起的。只要帶傳動(dòng)具有承載能力，出現(xiàn)緊邊和松邊，就一定會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)，所以彈性滑動(dòng)是不可以避免的。（6 分）3. 答： 1 ）發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)；2）漸開線上任一點(diǎn)的法線必與基圓相切；3）漸開線的形狀決定于基圓的大??；4）漸開線上各點(diǎn)的壓力角不相等；5）基圓以內(nèi)無(wú)漸開線。（6 分）4. 答：在靜載荷

15、作用下且工作溫度變化不大時(shí)，螺紋連接不會(huì)自動(dòng)松脫。但是在沖擊、振動(dòng)和變載荷作用下，或當(dāng)溫度變化很大時(shí)，螺紋副間的摩擦力可能減小或瞬間消失，這種現(xiàn)象多次重復(fù)就會(huì)使連接松脫，影響連接的正常工作，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重事故。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須采取防松。（4 分）摩擦防松，機(jī)械防松，破壞螺紋副關(guān)系。（6 分）四、計(jì)算題：共46 分。1（本題滿分 8 分）解F 342 511（ 4 分）E、 F 處之一為虛約束（ 4 分）2. （本題滿分8 分）最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和（250+650）小于其余兩桿長(zhǎng)度之和（450+550），滿足存在曲柄的必要條件，且最短桿為連架桿。（ 6 分）故該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（

16、2 分）3（本題滿分 10 分）解（ 1）小齒輪齒數(shù)z1z26020i3模數(shù)m2a21604mm（ 3 分）z1z22060分度圓半徑mz142040mm（ 3 分）r22基圓半徑rb1r1 cos40 cos20 37.59mm（ 2 分）分度圓齒厚m3.14 4s6.28mm224（本題滿分10 分）（2 分）解該輪系為混合輪系。由齒輪1、 2、 3 和轉(zhuǎn)臂 H 組成行星輪系，齒輪3 固定，30 。8則i13H1Hz38043Hz120得 i1H15H由題圖知4Hi14i1 H 5（ 6 分）由題圖輪4、 5 組成定軸輪系，則i 454z5502（ 2 分）z4255i15i14i45 5

17、210（ 2 分）5（本題滿分10 分）解FS1FR1 / 2Y1000 / 21.6 313NFS 2FR2 / 2Y2000 / 21.6625NFS1、 FS2 方向見答案圖QFA FN FS2軸承 1“放松”， FA1=FS1=313N軸承 2 “壓緊”，F(xiàn)A2=FS2+FA=1113N（ 5 分）求當(dāng)量動(dòng)載荷：FA1 / FR1313/10000.313 e0.37軸承 1f p FR11.5*10001500NP1FA/ FR2 1113/ 20000.5565e軸承 2f p (XFR2 YFA )（10 分）P21.5*(0.4*2000 1.6*11

18、13) 3871N9機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（B）一、選擇題（共20 分）1.B 2.B 3.A 4.C 5.B 6.D 7.A 8.C 9.D 10.C 11.B 12.B 13.B 14.C 15.B 16.C 17.A 18.C 19.B20.A二、填空題（ 20 分）1、 原動(dòng)件 2 、雙曲柄 3、壓力角 4、自鎖 5 、高副 6 、細(xì)牙 7 、標(biāo)準(zhǔn)中心距8 、合理的形狀與尺寸 9 、公稱接觸角 10 、從動(dòng)件三、簡(jiǎn)答題（ 24 分）1、 答：使帶受單向彎曲，避免對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的產(chǎn)生，延緩疲勞斷裂。（4 分）2、答：死點(diǎn)位置時(shí)，連桿不能推動(dòng)從動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)，整個(gè)機(jī)構(gòu)處于不能運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)缺陷。（4 分）3、答：對(duì)于大多數(shù)閉式傳動(dòng)，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，再用彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算；（2 分）開式齒輪傳動(dòng)，先按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再加大模數(shù)以考慮磨損。（4 分）4、答：取大的 a 值，使小輪包角增大，有利于提高傳載能力；在帶速不變下，帶受變應(yīng)力的頻率下降，不利于帶的疲勞強(qiáng)度。但帶不易