機械設計基礎考試試題及答案

《機械設計基礎》試題一

一、單項選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分）在每小題列出的四個選項中只有一個選

項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。

1.在如圖所示的齒輪一凸輪軸系中，軸4稱為（）

A零件

B.機構(gòu)

C.構(gòu)件

1—齒輪2—93—凸就4-585—0樓6T螭號限

D?部件aiffl

2.若組成運動副的兩構(gòu)件間的相對運動是移動，則稱這種運動副為（）

A.轉(zhuǎn)動副B.移動副C.球面副D.螺旋副

3.漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于（）

A.分度圓B.齒頂圓C.齒根圓D.基圓

4機.構(gòu)具有確定相對運動的條件是（）

A.機構(gòu)的自由度數(shù)目等于主動件數(shù)目B.機構(gòu)的自由度數(shù)目大于主動件數(shù)目

C.機構(gòu)的自由度數(shù)目小于主動件數(shù)目D.機構(gòu)的自由度數(shù)目大于等于主動件數(shù)目

5.一般轉(zhuǎn)速的滾動軸承計算準則為（）

A.進行靜強度計算B.進行極限轉(zhuǎn)速計算C.進行疲勞壽命計算D.進行熱平衡計算

6.柴油機曲軸中部的軸承應采用（）

A.整體式滑動軸承B.剖分式滑動軸承C.深溝球軸承D.圓錐滾子軸承

7.螺紋聯(lián)接的自鎖條件為（）

A.螺紋升角W當量摩擦角B.螺紋升角〉摩擦角C.螺紋升角2摩擦角D.螺紋升角2當量摩擦角

8為腕運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)是用來描述機械運轉(zhuǎn)不均勻程度的重要參數(shù)，其表達式為（）

ww—

A_八D_max+Smin—max^minn_8max一^min

A.o=comax-O）minB.Q=-----------------c.°=-----------------D?a=-------——

23m⑴max+Smin

9.餃鏈四桿機構(gòu)的死點位置發(fā)生在（）

A.從動件與連桿共線位置B.從動件與機架共線位置

C.主動件與連桿共線位置D.主動件與機架共線位置

10.當軸的轉(zhuǎn)速較低，且只承受較大的徑向載荷時，宜選用（）

A.深溝球軸承B.推力球軸承C.圓柱滾子軸承D.圓錐滾子軸承

11.作單向運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，其彎曲應力的變化特征是（）

A.對稱循環(huán)B.脈動循環(huán)C.恒定不變D.非對稱循環(huán)

12.在一般耳腆傳動中，若需要采用帶傳動時，應優(yōu)先選用（）

A.圓型帶傳動B.同步帶傳動C.V型帶傳動D.平型帶傳動

13.錢鏈四桿機構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和，則為了獲得曲柄搖桿機

構(gòu)，其機架應?。ǎ?/p>

A.最短桿B.最短桿的相鄰桿C.最短桿的相對桿D.任何一桿

14.若被聯(lián)接件之一厚度較大、材料較軟、強度較低、需要經(jīng)常裝拆時，宜采用（）

A.螺栓聯(lián)接B.雙頭螺柱聯(lián)接C.螺釘聯(lián)接D.緊定螺釘聯(lián)接

15.在凸輪機構(gòu)的從動件選用等速運動規(guī)律時，其從動件的運動（）

A.將產(chǎn)生剛性沖擊B.將產(chǎn)生柔性沖擊C.沒有沖擊D.既有剛性沖擊又有柔性沖擊

16.與標準直齒圓柱齒輪的復合齒輪形系數(shù)丫對值有關的參數(shù)是（）

A.工作齒寬bB.模數(shù)mC.齒數(shù)zD.壓力角a

17.齒輪傳動中，輪齒齒面的疲勞點蝕經(jīng)常發(fā)生在（）

A.齒根部分B.靠近節(jié)線處的齒根部分C.齒頂部分D.靠近節(jié)線處的齒頂部分

18.普通圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件是（）（注：下標t衡褊面，a表徜岫，1防超ff、2薪I腕）

A.mu=ma2,a“=a已，丫=[3B.mai=m（2,aaj=ay=8

C.rDt]=rria2,au=a也，Y—~BD.mai=ma2,aai=at2,YB

19.下列聯(lián)軸器中，能補償兩軸的相對位移并可緩沖、吸振的是（）

A.凸緣愉器B.齒式慟器C.萬向聯(lián)軸器D.彈性柱銷聯(lián)軸器

20.帶傳動的主要失效形式是帶的（）

A.疲勞拉斷和打滑B.磨損和膠合C.膠合和打滑D.磨損和疲勞點蝕

二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）

21.在機構(gòu)中采用虛約束的目的是為了改善機構(gòu)的運動狀況和0

22.對于動不平衡的回轉(zhuǎn)件，需加平衡質(zhì)量的最少數(shù)目為0

23.擺動導桿機構(gòu)的極位夾角與導桿擺角的關系為o

24.在內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)中，主動撥盤與從動槽輪的轉(zhuǎn)向o

25.普通平鍵的剖面尺寸（bXh）,一般應根據(jù)____按標準選擇。

26.鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力的，所以應屬于_____傳動。

27.在一對齒輪嚙合時，其大小齒輪接觸應力值的關系是。H,。H2O

28.蝸桿傳動的效率包括三部分，其中起主要作用的是______的摩擦損耗效率。

29.滑動軸承的轉(zhuǎn)速越高，所選用的潤滑油粘度越______o

30.聯(lián)軸器型號是根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和從標準中選取的。

三、分析題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）

31.已知在一級蝸桿傳動中，蝸桿為主動輪，蝸輪的螺旋線方向和轉(zhuǎn)動方向如圖所示。試將蝸桿、

蝸輪的軸向力、圓周力、蝸桿的螺旋線方向和轉(zhuǎn)動方向標在圖中。

題31圖

32.試分析只受預緊力F'作用的單個螺栓聯(lián)接的應力情況，寫出其強度計算公式，并指出公式中

用參數(shù)的物理意義。

四、計算題（本大題共4小題，每小題6分，共24分）

33.計算圖示機構(gòu)的自由度，若含有復合較鏈，局部自由度和虛約束請明確指出。

題33圖

34.已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動的標準中心距a=108mm,傳動比泡=3,小齒輪的齒數(shù)

zI=18o試確定大齒輪的齒數(shù)Z2、齒輪的模數(shù)m和兩輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑。

35.在圖示傳動裝置中，已知各輪齒數(shù)為：Z1=20,Z2=40,Z3=20,Z4=30,Z5=80,運動從I軸輸入，II軸

輸出，m=1000r/niin,轉(zhuǎn)動方向如圖所示。試求輸出軸II的轉(zhuǎn)速n”及轉(zhuǎn)動方向。

I

題35圖

36.某軸用一對圓錐滾

子軸承支承，外圈

窄邊相對安裝，已Fn

題36圖

知兩軸承所承受的

徑向載荷分別為Frl=9000N,Frll=5000N,其內(nèi)部軸向力分別為Fsi=2430N,FSu=1350N,傳動件作

用于軸上的軸向力FA=1000N,判斷系數(shù)e=0.32,當R/RWe時，X=1,Y=O,當F;/Fr>e時，X=0.4,

Y=1.88o試分別計算出軸承的當量動載荷。

五、設計題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）

37.圖示為一偏置式直動尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知從動件尖底與凸輪廓線在Bo點接觸時為初

始位置。試用作圖法在圖上標出:

⑴當凸輪從初始位置轉(zhuǎn)過牝=90°時，從動件走過的位移S.；

（2）當從動件尖底與凸輪廓線在B2點接觸時，凸輪轉(zhuǎn)過的相應

角度92。

說明：⑴不必作文字說明，但必須保留作圖線;

（2后和卬2只需在圖上標出，不必度量出數(shù)值。

題37圖

38.圖示為用一對圓錐滾子軸承外圓窄外圈窄邊相對安裝的軸系結(jié)構(gòu)。試按例①所示，指出圖中的

其它結(jié)構(gòu)錯誤（不少于7處）。

（注：潤滑方式、倒角和圓角忽略不計。）

題38圖

例①——缺少兩整墊片

《機械設計基礎》試題一參考答案

一、單項選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分）

1.A2.B3.D4.A5.C6.B7.A8.C9.A10.C

11.A12.C13.B14.B15.A16.C17.B18.B19.D20.A

二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）

21.受力情況22.223.兩者相等24.相同25.軸徑

26.嚙合27.等于28.輪齒嚙合時29.大30.軸徑

三、分析題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）

31.蝸軒轉(zhuǎn)動方向如圖所示

蝸桿為右旋

%與蝸輪分度圓相切，指向左端

Ri與蝸桿分度圓相切，指向右端

Fai與蝸桿軸線平行，指向右答31圖

琮與蝸輪軸線平行，指向左

32.螺栓受到拉應力。和扭轉(zhuǎn)剪應力t的作用

。一拉應力，4一螺栓最小直徑，［。］一許用拉應力。

工非

4'

四、計算題（本大題共4小題，每小題6分，共24分）

33.（1）F處為復合較鏈，H處（或I處）為虛約束，應除去

（2）計算自由度：n=6,PL=8,PA=1

F=3n-2P—PH=3X6-2X8-1=1

34」.吊尸紅=3.?.Z2=ii2Z]=3X18=54

-Z］

m=2a2x108=3mm

Z]+z218+54

di=mzi=3X18=54mmd2=mz2=3X54=162mm

t

da]=di+2ha*m=54+6=60mmda2=d2+2ham=l62+6=168nn

35.這是一個混合輪系：齒輪3、4、5和系桿H組成一個行星輪系；齒輪1、2組成

一個定軸輪系。

對于3、4、5、H組成的行星輪系，有

n

"?5-HZ320

將115=0代入上式得上二巫=Y即匹=1M=5.....................(1)

-nHnH

對于1、2齒輪組成的定軸輪系，有幾=上-紅=-羋=_2即"=-2…⑵

n2Z]20n2

聯(lián)立解⑴、⑵式，并考慮到ni=ni,1)2=11疝3=11口得—=-1-

nj2

將ni=1000r/min代入，得nn=-2500r/min

負號說明nu轉(zhuǎn)向與ni轉(zhuǎn)向相反。

36.軸向力：Fs,+FA=2430+1000=3430N>SN

軸承I被放松FakFs尸2430N

軸承II被壓緊Fan=FSn=3430N

當量動載荷

Fai/F,.|=2430/9000=0.27<e

Xi=lYi=0

P產(chǎn)XFM=9000N

Fall/Frll=3430/5000=0.686>e

Xn=0.4Yu=1.88

Pn=XnFYii+YliFall=0.4X5000+1.88X3430=12672.6N

五、設計題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）

37.如圖所示，正確作出偏距圓，按-3方向轉(zhuǎn)90°,在圖上正確標出Si

過B2點作偏距圓切線，正確標出92角

38.(1)缺少調(diào)整墊片；

(2)輪轂鍵槽結(jié)構(gòu)不對；

(3)與齒輪處鍵槽的位置不在同一角度上;

⑷鍵槽處沒有局部剖；

⑸端蓋孔與軸徑間無間隙；

(6)多一個鍵；

⑺齒輪左側(cè)軸向定位不可靠；

(8)齒輪右側(cè)無軸向定位；

(9)軸承安裝方向不對；

(10)軸承外圈定位超高；

(11)軸與軸承端蓋相碰。

《機械設計基礎》試題二

一、選擇填空題（有7小題，每題2分，共14。在每小題的選項中，只有一項是符

合題目要求的，把所選項的字母填在題中的橫線上）

L家用縫紉利睇板機構(gòu)屬于______機構(gòu)；

A）曲柄搖桿,B）雙曲柄，C）雙搖桿

2.V帶（三角帶）傳動的帶輪基準直徑應取為；

3.設計V帶傳動時;帶輪直徑不能太小，是為了限制；

A）帶的長度，B）傳動的中心距，C）帶的離心力，D）帶的彎曲應力

4.標準蝸桿傳動中，如果模數(shù)m不變，增大蝸桿特性系數(shù)0,則蝸桿的剛度將

A）增大，B）減少，C）增大或減少，D）不變

5.普通螺紋的公稱直徑是徑;

A）大,B）小,C）中

6.齒輪彎曲強度計算中所用的齒形系數(shù)匕的大小與齒輪的_____有關；

A）齒數(shù)，B）模數(shù)，C）齒寬

7.齒輪的漸開線形狀取決于它的—o

A）齒頂圓，B）分度圓，C）基圓，D）齒根圓

二、填空題（有4小題，16個空，每空1分，共16分。把答案填在題中橫線上）

8.機構(gòu)運動簡圖是,,

的簡單圖形。

9.6105（1日標準代號105）軸承，精度是、內(nèi)徑為、系列的

軸承；

10.工作中只受彎矩不受轉(zhuǎn)矩的軸叫作軸，只受轉(zhuǎn)矩不受彎矩的軸叫作

軸，同時受彎矩和轉(zhuǎn)矩的軸叫作軸，自行車的前軸是軸，中

軸是軸,后軸是軸:

11.平鍵聯(lián)接靠傳遞轉(zhuǎn)矩，楔鍵聯(lián)接靠

傳遞轉(zhuǎn)矩，楔鍵聯(lián)接的主要缺點是;

三、問答題（有3小題，每題5分，共15分）

12.對軸瓦材料的主要要求有哪些？

13.螺紋聯(lián)接有哪兒種基本類型?它們各適用于什么場合？

14.典型的滾動軸承由哪些基本元件組成？它們的作用是什么？

四、改錯題（有1小題，每題2分，共2分，圈出題中文字錯誤處，并用線引在題

外的空白處改正）

15.最大應力心值相同，循環(huán)特征r分別是+1、0、-1的應力，其中尸+1的應力最

易使零件疲勞損傷。

五、計算題（有4小題，分別為5分，8分，8分，8分，共29分）

16.計算圖示機構(gòu)的自由度。如有復合較鏈、局部自由度和虛約束，應指出。

17.不完全液體潤滑（混合潤滑）徑向滑動軸承，力60mm,寬徑比戌片1.2,軸承材

料的應l=5MPa,[0=3m/s,[p0=lOMPa.m/s。求當爐600r/min時，軸承允許的最

大載荷為多少。

18.一起重吊鉤通過尾部螺紋擰上螺母掛在吊具的孔中（看作松螺栓聯(lián)接）已知載

荷缶25kN,吊鉤材料為35鋼，許用應力[/=60N/mm2,試求吊鉤尾部螺紋的小徑。

19.已知V帶傳動中，最大傳遞功率88kW,帶的速度-10m/s,若緊邊拉力片為松

邊拉力￡的2倍，此時小帶輪上包角a=120。，求：（1）有效拉力￡；（2）緊邊拉

力&（3）當量摩擦因數(shù)F'。

六、作圖題（有4小題，每題2.5分，共10分）

20.畫出普通螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)圖；

21.對圖所示的機構(gòu)，用作圖法找出滑塊C的兩個極限位置。

22.畫出普通平鍵A型、B型、C型的形狀；

23.按〃尸lmm/mm畫出模數(shù)次10mm,a=20°的標準齒條齒廓，最少三個齒；

七、結(jié)構(gòu)改錯題（每指出一處,并正確說明錯誤內(nèi)容的,得2分,總分為10分）

24.圖中為一對圓錐滾子軸承支承的軸系，齒輪油潤滑，軸承脂潤滑，軸端裝有聯(lián)

軸器。試指出圖中的錯誤（在圖中錯誤處寫出序號①②蠻…），并按序號簡要說明

錯誤的內(nèi)容，不必在圖中改正。

《機械設計基礎》試題二參考答案

一、選擇填空題（有7小題，每題2分，共14分）

LA2.B3.D4.A5.A6.A7.C

二填空題（有4小題，16個空，每空1分，共16分）

8.用簡單的線條和規(guī)定的符號代表構(gòu)件和運動副，并按一定比例繪制各運動副的相對位置，因而能說明機構(gòu)各

構(gòu)件間相對運動關系

9.P0,25,特輕，深溝球;

10.心，傳動，轉(zhuǎn)，心，轉(zhuǎn)，心；

11.擠壓，摩擦，對心性不好；

三、問答題（有3小題，每題5分，共15分）

12答：⑴強度、塑性、摩擦M頁應性和嵌入性好；⑵跑合性、減摩性和耐磨性好；

（3）耐腐蝕性強；⑷潤滑性和導熱性良好；（5）工藝性好

13.答:

序號螺紋聯(lián)接的基型適用的場合

1螺栓普通螺栓聯(lián)接兩被聯(lián)接件通孔

噬錢制孑bl;累栓聯(lián)接兩被聯(lián)接件通孔,且兩被聯(lián)接件需要精確固定相對位置,或承受橫向載荷

2雙頭螺才由聯(lián)接被聯(lián)接件之太厚不宜制成通孔材料又較軟,且需經(jīng)常拆卸

3螺釘聯(lián)接被聯(lián)接件之一太厚不宜制腕孔受力不大，且不需經(jīng)常拆卸

4緊定螺釘聯(lián)接固定兩個零件的相對位置,且力或轉(zhuǎn)矩不大時;也用于調(diào)整零件的位置

14.答：內(nèi)圈，內(nèi)圈用來和懶頁裝配。外圈，外圈用來和軸承座裝配。滾動體滾動體的作用是當內(nèi)圈、外圈相

對轉(zhuǎn)動時，滾動體在內(nèi)、外圈的滾道間滾動，從而形成滾動摩擦。保持架，保牌的作用是避免相鄰的滾動體直

四、改錯題（有1小題，每題2分，共2分）

15.答：z=+l->z=-l

五、池題（有4小題，分別為6分，8分，8分，8分，共30分）

16.（本小題6分）

8處存在局部自由度。

F——3/7—2/?1—PH=3x6—2x8—1=1

17.（本/卜題8分）

兀x60x600

1.88m/s<[v]

60x100060x1000

由p=W[p]；B=12d=1.2x60=72mm得

KW[p]x8xd=5x72x60=21600N=21.6kN

由pVAVW[pV]得

Bd

10x72x60

KW[pV]xBxd/V==22978.7N=22.98kN

1.88

所以軸承允許的最大載荷為［K，々］min,即41ax=耳=21.6kN

18.（本小題8分）解:由松哪噬的設計公式彳讖紋/J%為

4x25x103

4。=

4=--------------=23.033/77/7?

加。］3.14x60

19.（本小題8分）解：

有效拉力￡=1000〃斤1000X8/10=800N（2分）

又知:A-小KA=2￡

則緊邊拉力￡=2Fe=1600N（3分）

歐拉公式

二=理

得當量摩擦系數(shù)/=!n（A/忌/￡7=1n2/（3.14X120/180）

=0.693/2.0933=0.331（3分）

六、作圖題（有5小題，每題2分，共10分）

20.答：見圖1

21.答：見圖2

22.答:利用曲柄與連桿共線時，滑塊達^極限位置這一知識以A為圓心，分別以BC-AC和BC+AC為半徑畫圓,

與導路的兩個交點C,和G即可得到滑塊C的兩個極限位置，如圖3所示

31第三大息第1小題答累圖

圖6駕三娘第6小電答累聞

23.答：見圖5

24.答：根據(jù)齒距片尸肝3.I4X10=31.4nll1,齒頂高AF/zFlOmm,齒根高分產(chǎn)1.25肝12.5im,齒廓壓力角＜z=20"畫出

的圖見圖6

七、結(jié)構(gòu)改錯題（每指出一處并正確說明錯誤內(nèi)容的,得2分,總分為10分）

25.答:版處見圖

1）鍵的位置應與齒輪處在同一直線上，而且結(jié)構(gòu)2）軸承蓋孔彳被大同徑，避免接觸;

不正確；3）此處不應有鍵聯(lián)接；

4）軸長應短于輪轂長度，保證軸套壓緊齒輪；

5）軸應有軸環(huán)，使齒輪定位；

6）軸承應正裝；

7）軸不應與軸承蓋相碰，且不需這么長；

8）左右兩軸承蓋與箱體間應有調(diào)整墊片；

9）兩軸承內(nèi)側(cè)的加封油環(huán)；

10）箱體加工面與非加工面未分開：

H）齒輪嚙合的畫法不對；

⑵兩齒輪的寬度應不等，B,=B.+（3?5）；

⑶右端軸承缺中心線；

⑷箱體機座孔的投影線漏畫；

15）右軸承蓋缺聯(lián)接螺釘；

16）左軸承蓋的加工面與非加工面未分開。

每指出一處，并正確說明錯誤內(nèi)容的，得2分,

超過5個，得滿分10

《機械設計基礎》試題三

一、選擇填空題（有8小題，每題2分，共16。在每小題的選項中，只有一項是符合題目要

求的，把所選項的字母填在題中的橫線上）

1.用于制造滾動軸承套圈及滾動體的常用材料是一；

A）45,B）GCrl5,C）HT200,D）Q235

2.—決定了從動件的運動規(guī)律；

A）凸輪轉(zhuǎn)速，B）凸輪輪廓曲線，C）凸輪的形狀

3.-?對標準齒輪傳動，大小齒輪齒面接觸應力分別為，Ow2>則存在__;

A）3/l>5/2，B）%|<3/2，C）0?|=（TH2

4.兩個被聯(lián)接件之一較厚，材料較軟，強度較低，且需要經(jīng)常裝拆時，所用的螺紋聯(lián)接

應為一聯(lián)接；

A）螺栓，B）雙頭螺柱，C）螺釘，D）緊定螺釘

5.帶傳動與齒輪傳動相比的?個優(yōu)點是

A）可緩和沖擊、吸收振動，B）傳動比穩(wěn)定，C）壽命長，D）效率高

6.按彎扭合成計算軸的強度時，計算當量彎矩公式

Mv=畫+的尸

中的系數(shù)a是考慮—；

A）材料抗彎與抗扭的性能不同，B）彎曲應力和扭轉(zhuǎn)切應力的循環(huán)性質(zhì)不同，

C）強度理論的要求

7.齒輪根切的現(xiàn)象發(fā)生在—的場合；

A）齒數(shù)較少，B）齒數(shù)較多，C）模數(shù)較小，D）模數(shù)較大

8.不能保證固定不變的傳動比的傳動是—；

A）齒輪傳動，B）帶傳動，C）蝸桿傳動

二、填空題（有6小題，16個空，每空1分，共16分。把答案填在題中橫線上）

9.以凸輪的理論輪廓曲線的最小半徑所做的圓稱為；

10.漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是、;

11.對鋼制閉式齒輪傳動，當HB<350時，主要失效形式為和,

應按強度設計，并按強度進行校核計算；

12.直齒標準齒輪的基本參數(shù)（用符號表示）是、、、、c*；

13.凸輪機構(gòu)主要由_________、和固定機架三個基本構(gòu)件組成；

14.在校鏈四桿機構(gòu)中，能作整周連續(xù)旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為,只能往復搖擺某一

角度的構(gòu)件稱為，直接與兩連架桿相連接，借以傳遞運動和動力的構(gòu)件稱為

三、問答題（有4小題，每題5分，共20分）

15.螺紋聯(lián)接的防松方法，按工作原理來分可分為哪幾種？要求每一種舉一例。

16.什么是滾動軸承的基本額定壽命和基本額定動載荷？

17.試解釋帶傳動中彈性滑動和打滑現(xiàn)象。彈性滑動和打滑會引起什么后果？二者都可

以避免嗎？

18.錢鏈四桿機構(gòu)的基本形式有幾種？

四、改錯題（有1小題，每題2分，共2分，圈出題中文字錯誤處，并用線引在題外的空

白處改正）

19.僅承受扭矩的軸叫轉(zhuǎn)軸。

五、計算題（有4小題，分別為5分，8分，9分，8分，共30分）

20.F圖為某深溝球軸承的載荷P與壽命乙的關系曲線，試求：

I）此軸承的基本額定動載荷c；

2）若軸承當量動載荷P=0.1C,軸承轉(zhuǎn)速"=1000r/min,軸承壽命幾為多少？

21.有?滑動軸承，其軸頸直徑d=100mm,B/d=[A,[p]=8MPa,[V]=3m/s,

[/?V]=15MPa.m/s,轉(zhuǎn)速〃=500r/min,問此軸承允許最大工作載荷為多少？

22.如圖所示用兩個M10（小徑4=8.376mm,中徑4=9.026mm,）的螺釘固定」

牽引鉤。若螺釘材料為Q235鋼，屈服極限bs=240MPa,裝配時控制預緊力（安全系數(shù)

取[Ss]=1.6）,考慮摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)）&=1.2,接合面摩擦因數(shù)〃=0.2,求

其允許的牽引力外（取計算直徑會=由）。

—I——L|用力.

23.一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪，已知模數(shù)〃?=2mm,齒數(shù)々=25,0=75。求齒距p,

全齒高力，分度圓直徑4,d2,齒頂圓直徑《“，齒根圓直徑血，標準中心距。和傳動比i。

六、分析題（有1小題，每題6分，共6分）

a)

24.按圖所示校鏈四桿機構(gòu)中的尺寸，分別確定各機構(gòu)的名稱。

七、作圖題（有2小題，每題5分，共10分）

25.請畫HI螺栓聯(lián)接式蝸輪結(jié)構(gòu)圖（剖面圖）。

26.試分析圖中受單向軸向力F,的角接觸球軸承

結(jié)構(gòu)中的不合理結(jié)構(gòu)處，并畫出正確結(jié)構(gòu)。

《機械設計基礎》試題三參考答案

一、選擇填空題（有8小題，每題2分，共16分）

l.B2.B3.C4.B5.A6.B7.A8.B

二、填空題（有12小題，16個空，每空1分洪16分）

9.基圓

10.加尸機2，。尸。2；

11.點蝕，輪齒折斷，接觸，彎曲；

12.z,m,a,九*：

13.凸輪，從動件；

14.曲柄，搖桿，連桿；

三、問答題（有5小題，每題4分，共20分）

15.答：摩擦防松，如用對頂螺母，彈簧墊圈，自瑣螺母等。

機械防松，如開口銷與六角開槽螺母，止動墊圈，串聯(lián)鋼絲等。

其它防松，如鉀沖，膠粘等

16.答：按一組軸承中10%的軸承發(fā)生點蝕失效，而90%的軸承不發(fā)生點蝕失效前軸承內(nèi)外

圈的相對轉(zhuǎn)數(shù)（以1（）6為單位）或工作小時數(shù)作為軸承的壽命，并把這個壽命叫做基本額定

壽命。滾動軸承基本額定動載荷，就是使軸承的基本額定壽命恰好為1（）6轉(zhuǎn)時，軸承所能承

受的載荷。

17.答：帶傳動的彈性滑動與打滑的主要區(qū)別是彈性滑動是局部滑動，會引起傳動比不準，是

不可避免的；打滑是全面滑動，將是帶的磨損加劇，從動輪的轉(zhuǎn)速急劇降低，甚至使傳動失

效，這種情況應當避免。

18.答：錢鏈四桿機構(gòu)的基本型式有三種:曲柄搖桿機構(gòu);雙曲柄機構(gòu)；雙搖桿機構(gòu)

四、改錯題（有1小題，每題2分，共2分）

19.答：轉(zhuǎn)軸一傳動軸

五、計算題（有4小題，分別為5分，8分，9分，8分，共30分）

20.（本小題5分）

,1667016670/C

l）C=45000N2）L?=--------（一尸=------x（------）o3=16670h

nP10000.1C

21.（本小題8分）

B=1.4d=1.4x100=140mm

F==100x140x8=112000N

71X100x500

V=ndn/(60x1000)==2.62m/s

60x1000

[/?V]=15=px2.62

所以0=色=5.725MPa

2.62

由此得尸=5.725x100x140=80150N

所以，允許最大工作載荷為80150N。

22.（本小題9分）

許用拉應力向=普=240/1.6150MPa

螺釘數(shù)z=2,接縫面數(shù)機=1,則所需預緊力

KF_1.2雇

1—fR—

/jmz0.2x1x2

1477，

強度條件為Ww"]

2

44

出:⑸=%X8.376.X150=2119N

4x1.3x34x1.3x3~

23.解：由已知條件

齒距/?="機=3.14X2=6.28mm

全齒高h=2.25m=2.25X2=4.5mm

分度圓直徑d}=mzi=2X25=50mm

di=m&=2X75=150mm

齒頂圓直徑4i=4+2〃?=50+2X2=54mm

齒根圓直徑df2=（/2-2.5m=150-2.5X2=145mm

標準中心距a=（dt+石）/2=（50+150）/2=100mm

傳動比z=z2/z?=75/25=3

（每個答案I分，共8分）

六、分析題（有1小題，每題6分，共6分）

24.答：a）雙曲柄機構(gòu)；b）曲柄搖桿機構(gòu)；c）雙

搖桿機構(gòu)；d）雙搖桿機構(gòu)（答對一個得1分，共4分）

七、作圖題（有2小題，每題2分，共12分）

25.（本小題5分）

26.（本小題5分）不合理結(jié)構(gòu)：

1）受軸向力方向應為軸承“大口”指向“小口”，圖中軸承裝反；2）沿軸向力傳遞路線,

角接觸軸承外圈左側(cè)的彈性擋圈無必要。

正確結(jié)構(gòu)如圖。

《機械設計基礎》試題四

一、填空題（每空1分，共20分）

1.一個沒有任何約束的物體，它有個自由度。

2.帶傳動的主要失效形式是、及帶與帶輪的磨損。

3.平鍵聯(lián)接靠鍵和鍵槽的傳力，高度方向有,不會影響軸與軸

上零件的對中。

4.常用的滑動軸承材料分為金屬材料、和三類。

5.受軸向外載荷的螺栓聯(lián)接，其螺栓的軸向總載荷等于工作載荷與之和。

6.行程速比系數(shù)K是表示較鏈四桿機構(gòu)性質(zhì)的參數(shù)。

7.既受到扭矩又受到彎距的軸稱為。

8.在用范成法加工齒輪時，若被加工齒輪的齒數(shù)小于,則可能出現(xiàn)根切現(xiàn)象。

9.零件受載時在傳力的接觸表面上會產(chǎn)生應力，其中面接觸傳力為應力，點、

線接觸傳力為應力。

10.在凸輪機構(gòu)的設計中，適當加大凸輪的是避免機構(gòu)發(fā)生運動失真的

有效措施。

11.螺桿相對于螺母轉(zhuǎn)過一周時，它們沿軸線方向相對■移動的距離是螺旋的。

12.在V帶傳動設計中，限制帶輪最小直徑主要是為了限制帶傳動中的o

13.開式齒輪傳動的主要失效形式是和。

14.滾動軸承的配合制度是軸承與軸的配合為,軸承與軸承座孔的配合

為。

二、計算題（每小題20分，共60分）

1.計算下列結(jié)構(gòu)的自由度，并指出機構(gòu)中的復合錢鏈、虛約束。

2.在圖示錐齒輪組成的行星輪系中，各齒輪數(shù)Z1=20,Z2=27,Z2-=45,Z3=40,

已知齒輪1的轉(zhuǎn)速々=330r/min,試求轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速m（大小與方向）。

3

3.有一軸用一對46309軸承支承，軸承的基本額定動負載Cr=48.IkN,內(nèi)部軸向力S=0.7Fr,

已知軸上承力FR=2500N,FA=1600N,軸的轉(zhuǎn)速n=960r/min,尺寸如圖所示。若取我荷系數(shù)

4-1.2,試計算軸承的使用壽命。

Fa/FrWeFa/Fr>e

e

XYXY9

0.7100.410.85

三、設計題（共20分）

根據(jù)同學們所學過的知識及所經(jīng)歷的生活常識，設計一個有創(chuàng)意的機構(gòu)，可以是水位報

警器、智能防盜系統(tǒng)、電動剃須刀（簡單的旋轉(zhuǎn)型除外）、洋參切片機、自動面條機等，要

求畫出機構(gòu)簡圖，并算其機構(gòu)的自由度。其中簡圖為12分，自由度計算為8分。（要說明

哪些是局部約束，那些是虛約束）

《機械設計基礎》試題四參考答案

一、填空題（每空1分，共20分）

1.62.打滑疲勞破壞3.側(cè)面間隙4.非金屬材料粉末冶金材料

5.剩余預緊力6.急回運動7.轉(zhuǎn)軸8.179.擠壓接觸10.基圓半徑

11.導程12.彎曲應力13.磨損輪齒折斷14.基孔制基軸制

二、計算題（每小題20分，共60分）

1.解（共20分）

（1）活動構(gòu)件數(shù)n=5,低副數(shù)PL=7,高副數(shù)PH=0（3分）

因此自由度數(shù)F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1（5分）

C為復合較鏈（2分）

（2）活動構(gòu)件數(shù)n=5,低副數(shù)底=7,高副數(shù)PH=0（3分）

因此自由度數(shù)F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1（5分）

F、G為同一個移動副，存在一個虛約束。（2分）

2.解（共20分）：

（1）判斷轉(zhuǎn)化輪系齒輪的轉(zhuǎn)動方向

由畫箭頭法可知，齒輪1與齒輪3的轉(zhuǎn)動方向相反。（2分）

（2）轉(zhuǎn)化輪系傳動比關系式

〃3-〃"Z\，Z[

（3）計算轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速〃H

代入n,=330,A=0及各輪齒數(shù)

330-即27X40

0-〃〃―20x45

330,6

------F1----

nH5

nH=150r/min

轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)動方向與齒輪1相同。（10分）

3.解（共20分）

（1）計算徑向負荷

Fr2

由力矩平衡F,2X200-FRX300+FAX40=0

F行(FKX300-FAX40)/200=(2500X3000-1600X40)/200=3430N

Frl=Fr2-FR=3430-2500=930N(5分)

(2)計算軸向負荷

內(nèi)部軸向力

S1=O.7Fn=o.7X930=65IN

S2=0.7%=0.7X3430=240IN

由S,+FA<S2,可知軸承1為“壓緊”軸承，故有

F?,=S2-FA=2401-1600=801N

Fa2=S2=2401N(5分)

(3)計算當量動負荷

軸承1：FJFr,=801/930=0.86>e；取X=0.41,Y=0.87

Pi=fP(XFrl+YF?I)=1.2X(0.41X930+0.87X801)=1294N

軸承2：%/%=0.7=e；取X=LY=0

P2=f0XFr2=l.2X3430=4116N

*/P2>Pi

取P=Pz=4116N計算軸承壽命。(7分)

(4)計算軸承壽命

6

Lh=(10760n)(Ct/P)'=(10/(60X960))X(48.1X1074116),=27706h(3分)

三、設計題（共20分）

此題目靈活性較大，批卷老師可根據(jù)學生設計的程度和創(chuàng)意，主觀打分。（20分）

《機械設計基礎》試題五

選擇題（每題2分，共20分）

1.齒輪采用滲碳淬火的熱處理方法，則齒輪材料只可能是（…）。

A.45號鋼B.ZG340-640C.20CrD.38CrMnAlA

2.一對標準漸開線圓柱齒輪要正確嚙合，它們的（…）必須相等。

A.直徑dB.模數(shù)mC.齒寬bD.齒數(shù)z

3.蝸桿傳動是（...）

A.嚙合傳動B.在中間平面內(nèi)，蝸輪蝸桿嚙合相當于斜齒輪直齒輪嚙合

C.傳動效率高D.傳動比不大

4.帶傳動是依靠（...）來傳遞運動和功率的。

A.帶與帶輪接觸面之間的正壓力B.帶與帶輪接觸面之間的摩擦力

C.帶的緊邊拉力D.帶的松邊拉力

5.帶張緊的目的是（...）

A.減輕帶的彈性滑動B.提高帶的壽命

C.改變帶的運動方向D.使帶具有一定的初拉力

6.型號為7210AC軸承的軸承套圈內(nèi)徑為（…）

A.72B.10C.50D.210

7.鍵的剖面尺寸bXh通常是根據(jù)（…）從標準中選取。

A.傳遞的轉(zhuǎn)矩B.傳遞的功率C.輪轂的長度D.軸的直徑

8.聯(lián)軸器與離合器的主要作用是（）。

A.緩沖、減振B.傳遞運動與轉(zhuǎn)矩

C.防止機器發(fā)生過載D.補償兩軸的不同心或熱膨脹

9.①28〃7的孔與①27P6軸可以是（…）。

A.過盈配合B.間隙配合C.過渡配合D.非配合連接

10.當螺紋公稱直徑、牙型角、螺紋線數(shù)相同時，細牙螺紋的自鎖性能比粗

牙螺紋的自鎖性能（…）。

A.好B.差C.相同D.不一定

二.填空題（每空1.5分，共30分）

1.采用凸臺或沉頭座孔做為螺栓頭或螺母的支承面是為了（）

2.自行車的中軸是（）軸，而前輪軸是（）軸。

3.平鍵B20X80GB1096-79中，20X80是表示（）。

4.滾子鏈16A—1X88GB/T1243-97的節(jié)距為（

5.平底垂直于導路的直動推桿盤形凸輪機構(gòu)中，其壓力角等于（）。

6.一臺機器空運轉(zhuǎn)。對外不做功，這時機器的效率等于（）。

7.對于四桿曲柄搖桿機構(gòu)，如果以曲柄作為機架，則該機構(gòu)為（）。

8.當平面連桿機構(gòu)在死點位置時，此時的傳動角為（）。

9.平面機構(gòu)具有確定運動的條件是（）0

10.機械效率等于（）功與（）功之比，它反映了

（）功在機械中的有效利用程度。

11.外力撤消后構(gòu)件上能完全消失的變形稱為（），不能完全消失而

殘留的永久變形稱為（）o

12.在錢鏈四桿機構(gòu)中，存在曲柄的必要條件是（）和

（）O

13.在設計凸輪機構(gòu)時，凸輪基圓半徑取得越（），所設計的機

構(gòu)越緊湊，但是壓力角（），使機構(gòu)的工作情況變壞。

14.漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩齒輪（）和

（）必須分別相等。

15.斜齒圓柱齒輪的標準模數(shù)是（）□直齒圓錐齒輪的標準模數(shù)是（）。

16.漸開線斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩齒輪（）、

（）和（）必須分別相等。

17,直齒圓柱齒輪作接觸強度計算時，?。ǎ┨幍慕佑|應力為計算

依據(jù)，其載荷由（）對輪齒承擔。

18.平鍵的截面尺寸應按（）從鍵的標準中查取，鍵的長度L

可參照（）從標準中選取。必要時應進行強度校核。

19.軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受（）的軸為心軸，主要受

（）的軸為傳動軸。

20.機械速度的波動可分為（）和（）兩類。

三、試分析齒輪、軸、軸承部件組合設計的錯誤結(jié)構(gòu)（如下圖），至少找出

五處或五處以上的錯誤；用序號指明錯誤的位置并用文字說明。（15分）

四、計算題（1題，共15分）

如圖所示的輪系中，已知Z/=Z2=Z4=Z5=20,Z3=Z6=60,齒輪1的轉(zhuǎn)速11/

=1440（r/min）,求齒輪6的轉(zhuǎn)速（大小及方向）（方向用箭頭表示）。

6

25―

1

[771

“I"I1''

F77IfZTIrxi

4

T_

五、已知一正常齒制的標準直齒圓柱齒輪，齒數(shù)4=20,模數(shù)加=

2mm,擬將該齒輪作某外嚙合傳動的主動齒輪，現(xiàn)須配一從動齒輪，

要求傳動比i=3.5,試計算從動齒輪的兒何尺寸及兩輪的中心距。（20

分）

《機械設計基礎》試題五參考答案

一.選擇題

I.C2.B3.A4.B5.D6.C7.D8.B9.D10.A

—,填空題

1.防止螺栓承受彎矩。2.階梯軸，固定心軸。3.鍵寬X鍵高。4.25.4?

5.0度。6.0。7.雙曲柄機構(gòu)。8.0。9.自由度=原動件數(shù)。10.有用功，總功，總。

II.彈性變形，塑性變形。12.有一最短桿，最短桿與最長桿長度之和小于或等于其

余兩桿長度之和。13.小，增大。14.模數(shù)，壓力角15.法面模數(shù)叫，大端模數(shù)機

16.模數(shù)，壓力角和螺旋角17.節(jié)點，一。18.軸徑d,輪轂長度。19.彎矩，扭矩。

20.周期