2023年新版机械设计基础考试题库及答案.doc
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《机械设计基础》考试题库 一、 名词解释 1.机械: 2.机器: 3.机构: 4.构件: 5.零件: 6.标准件: 7.自由构件的自由度数: 8.约束: 9.运动副: 10.低副: 11.高副: 23.机构具有拟定运动的条件: 24.死点位置: 25.急回性质: 26.间歇运动机构: 27.节点: 28.节圆: 29.分度圆: 30.对的啮合条件: 31.连续传动的条件: 32.根切现象: 33.变位齿轮: 34.蜗杆传动的主平面: 35.轮系: 36.定轴轮系: 37.周转轮系: 38.螺纹公称直径:螺纹大径。39.心轴: 40.传动轴: 41.转轴: 二、 填空题 1. 机械是(机器)和(机构)的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架可以产生独立运动的数目称为(自由度)。 3. 平面机构的自由度计算公式为:(F=3n-2PL-PH)。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n1、n2,直径为D1、D2,齿数为z1、z2,则其传动比i= (n1/n2)= (D2/D1)= (z2/ z1)。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm,b=200mm,c=100mm,d=90mm。若以杆C为机架,则此四杆机构为(双摇杆机构)。 6. 在传递相同功率下,轴的转速越高,轴的转矩就(越小)。 7. 在铰链四杆机构中,与机架相连的杆称为(连架杆),其中作整周转动的杆称为(曲柄),作往复摆动的杆称为(摇杆),而不与机架相连的杆称为(连杆)。 8. 平面连杆机构的死点是指(从动件与连杆共线的)位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①(最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和)②(连架杆和机架中必有一杆是最短杆)。 10. 平面连杆机构的行程速比系数K=1.25是指(工作)与(回程)时间之比为(1.25),平均速比为(1:1.25)。 11. 凸轮机构的基圆是指(凸轮上最小半径)作的圆。 12. 凸轮机构重要由(凸轮)、(从动件)和(机架)三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有(拉力产生的应力)、(离心拉应力)和(弯曲应力)。 14. 带传动工作时的最大应力出现在(紧边开始进入小带轮)处,其值为:σmax=σ1+σb1+σc。 15. 普通V带的断面型号分为(Y、Z、A、B、C、D、E)七种,其中断面尺寸最小的是(Y)型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比,两齿轮齿廓应满足(接触公法连心线交于一定点)。 17. 渐开线的形状取决于(基)圆。 18. 一对齿轮的对的啮合条件为:(m1 = m2)与(1 = 2)。 19. 一对齿轮连续传动的条件为:(重合度)。 20. 齿轮轮齿的失效形式有(齿面点蚀)、(胶合)、(磨损)、(塑性变形)和(轮齿折断)。 21. 一对斜齿轮的对的啮合条件为:(m1 = m2)、(1 = 2)与(β1=-β2)。 22. 蜗杆传动是由(蜗杆、蜗轮)和(机架)组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为(中间平面)。 24. 常用的轴系支承方式有(向心)支承和(推力)支承。 25. 轴承6308,其代号表达的意义为(6:深沟球轴承、3:直径代号,08:内径为Φ40)。 26. 润滑剂有(润滑油)、(润滑脂)和(气体润滑剂)三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器(套筒联轴器)、(凸缘联轴器)。 28. 轴按所受载荷的性质分类,自行车前轴是(心轴)。 29. 普通三角螺纹的牙形角为(60)度。 30. 常用联接螺纹的旋向为(右)旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹(大)径。 32. 在常用的螺纹牙型中(矩形)形螺纹传动效率最高,(三角)形螺纹自锁性最佳。 33. 减速器常用在(原动机)与(工作机)之间,以减少传速或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有(展开式)、(同轴式)与(分流式)三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为(滚动轴承)与(滑动轴承)两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有(双固式)、(双游式)与(固游式)三种。 37. 轮系可分为(平面轮系)与(空间轮系)两类。 38. 平面连杆机构基本形式有(曲柄摇杆机构)、(双曲柄机构)与(双摇杆机构)三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为(盘形凸轮)、(圆柱凸轮)与(移动凸轮)三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为(尖顶)、(滚子)与(平底)三种。 41. 变位齿轮有(正变位)与(负变位)两种;变位传动有(等移距变位)与(不等移距变位)两种。 42. 按接触情况,运动副可分为(高副)与(低副) 。 43. 轴上与轴承配合部分称为(轴颈);与零件轮毂配合部分称为(轴头);轴肩与轴线的位置关系为(垂直)。 44. 螺纹的作用可分为(连接螺纹)和(传动螺纹) 两类。 45. 轮系可分为 (定轴轮系)与(周转轮系)两类。 46. 常用步进运动机构有(积极连续、从动步进)与(积极步进、从动连续)两种。 47. 构件是机械的(运动) 单元;零件是机械的 (制造) 单元。 48. V带的结构形式有(单楔带)与(多楔带)两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座,可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时,可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副,称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中,曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中,空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i<1。× 14. Y型V带所能传递的功率最大。× 15. 在V带传动中,其他条件不变,则中心距越大,承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大,承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时,直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同,基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时,为了提高传动效率,可以增长蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中,齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴,称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔,且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件,弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。× 30. 对载荷小,而工作平稳的轴可选用球轴承。√ 31. 用联轴器时无需拆卸就能使两轴分离。× 32. 用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。 √ 33. 凸缘联轴器属于固定式刚性联轴器。√ 34. 花键联接只能传递较小的扭矩。× 四、 简答题: 1. 机器与机构的重要区别是什么? 2. 构件与零件的重要区别是什么? 3. 何谓标准件?它最重要的特点是什么?试列举出五种标准件。 4. 蜗杆传动的对的啮合条件是什么? 5. 铰链四杆机构的基本形式有哪几种?各有何特点? 6. 什么是机架、连架杆、连杆?最短的连架杆是否一定是曲柄? 7. 连杆机构的压力角是拟定值还是变化值?它对机构的传力性能有何影响? 8. 如何判断四杆机构是否有急回性质?极位夹角θ与急回性质有何关系? 9. 槽轮机构有何特点? 10. 为了避免带的打滑,将带轮上与带接触的表面加工的粗糙些以增大摩擦力,这样解决是否对的,为什么? 11. 何谓带传动的弹性滑动和打滑?能否避免? 12. 在设计带传动时为什么要限制带速v、小带轮直径d1和带轮包角α? 13. 一对相啮合齿轮的对的啮合条件是什么? 14. 一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么? 15. 斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮比较,啮合和传动特点是什么? 16. 为什么斜齿轮以法面参数为标准值? 17. 齿轮为什么会发生根切现象? 18. 如何避免根切现象的发生? 19. 试列举出三种实现间歇运动的机构。 20. 试列举出三种将转动变成直动的机构。 21. 蜗杆与蜗轮的对的啮合条件是什么? 22. 螺杆螺纹的牙型有哪几种?各有什么特点? 23. 有何区别?各用于何种工作场合? 24. 标准直齿圆柱齿轮的重要参数有哪些? 25. 能实现将转动变为直动的有哪几种机构? 26. 何谓定轴轮系,何谓周转轮系? 27. 齿轮系分为哪两种基本类型?它们的重要区别是什么? 28. 齿轮系的功用有哪些? 29. 花键联接与平键联接相比有哪些优缺陷? 30. 销的基本类型及其功用如何? 31. 为什么大多数螺纹联接必须防松?防松措施有哪些? 32. 联轴器与离合器的重要功能是什么?两者功能的重要区别是什么? 33. 自行车的中轴和后轴是什么类型的轴,为什么? 34. 在多级齿轮减速器中,高速轴的直径总比低速轴的直径小,为什么? 35. 轴上传动零件常见的轴系支承方式有哪些? 36. 选择轴承类型时要考虑哪些因素? 37. 齿轮传动设计准则是什么?(试述齿轮传动的计算程序) 38. 蜗杆传动有哪些特点? 39. 选择轴承时应考虑哪些因素? 40. 齿轮传动有何特点? 41. (摩擦)带传动有何特点? 42. 机器有哪些类型? 43. 机器有哪些特性?机构与机器的区别何在? 44. 轴有哪几种类型(按载荷情况分)?举例说明各有何特点? 五、单项选择题: 1. (B)是构成机械的最小单元,也是制造机械时的最小单元。 A. 机器;B.零件;C.构件;D.机构。 2. 两个构件之间以线或点接触形成的运动副,称为(B)。 A. 低副;B.高副;C. 移动副;D. 转动副。 3. 一端为固定铰支座,另一端为活动铰支座的梁,称为(B)。 A. 双支梁;B.外伸梁;C. 悬臂梁。 4. 一端为固定端,另一端为自由的梁,称为(C)。 A. 双支梁;B.外伸梁;C. 悬臂梁。 5. 一般飞轮应布置在转速(B)的轴上。 A. 较低;B. 较高;C. 适中。 6. 在下列平面四杆机构中,有急回性质的机构是(C)。 A. 双曲柄机构;B. 对心曲柄滑块机构;C. 摆动导杆机构;D. 转动导杆机构。 7. 在下列平面四杆机构中,(C)存在死点位置。 A. 双曲柄机构;B. 对心曲柄滑块机构;C. 曲柄摇杆机构;D. 转动导杆机构。 8. 曲柄摇杆机构的压力角是(A)。 A.连杆推力与运动方向之间所夹的锐角;B.连杆与从动摇杆之间所夹锐角; C.机构极位夹角的余角;D.曲柄与机架共线时,连杆与从动摇杆之间所夹锐角。 9. 带传动是借助带和带轮间的(B)来传递动力和运动的。 A. 啮合;B.磨擦;C. 粘接。 10. 图示铰链四杆机构是(B)。 A. 曲柄摇杆机构;B.双曲柄机构;C. 双摇杆机构。 11. 能实现间歇运动的机构是(C)。 A. 曲柄摇杆机构;B. 双摇杆机构;C. 槽轮机构;D. 齿轮机构。 12. 曲柄摇杆机构的死点发生在(C)位置。 A. 积极杆与摇杆共线;B. 积极杆与机架共线;C.从动杆与连杆共线;D. 从动杆与机架共线。 13. 在带传动中(减速传动) ,带的应力最大值发生在带(C)。 A. 进入大带轮处;B. 离开大带轮处;C. 进入小带轮处;D. 离开小带轮处。 14. 为了使带与轮槽更好的接触,轮槽楔角应(A)V带截面的楔角。 A. 小于;B. 大于;C. 等于。 15. 一对渐开线直齿圆柱齿轮对的啮合的条件是(D)。 A. 两齿轮的模数和齿距分别相等; B. 两齿轮的齿侧间隙为零; C. 两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等;D. 两齿轮的模数和压力角分别相等。 16. 在普通圆柱蜗杆传动中,若其他条件不变而增长蜗杆头数,将使(A)。 A. 传动效率提高;B. 蜗杆强度提高;C. 传动中心距增大;D. 蜗杆圆周速度提高。 17. 自行车车轮的前轴属于(C)轴。 A. 传动轴;B. 转轴;C. 固定心轴;D. 转动心轴。 18. 自行车的中轴属于(A)轴。 A. 传动轴;B. 转轴;C. 固定心轴;D. 转动心轴。 19. 自行车的后轴属于(A)轴。 A. 传动轴;B. 转轴;C. 固定心轴;D. 转动心轴。 20. 渐开线的形状取决于(B)直径。 A. 节圆;B. 基圆;C. 分度圆;D. 齿顶圆。 21. (A)是齿轮最重要的参数 。 A. 模数; B. 压力角;C. 分度圆;D. 齿数。 22. 国家标准规定,标准渐开线齿轮的分度圆压力角α=(D)。 A. 35°; B. 30°;C. 25°;D. 20°。 23. 圆锥齿轮传动合用于(A)传动。 A. 相交轴; B. 平行轴;C. 交错轴。 24. 蜗杆传动合用于(C)传动。 A. 相交轴; B. 平行轴;C. 交错轴。 25. 传动比大并且准确的传动是(D)。 A. 带传动; B. 链传动;C. 齿轮传动; D. 蜗杆传动。 26. 不能用于传动的螺纹为(A)螺纹。 A. 三角形; B. 矩形 ;C. 梯形;D. 锯齿形。 27. 定轴轮系的总传动比等于各级传动比(B)。 A. 之和; B. 连乘积 ;C. 之差;D. 平方和。 32. (D)的周转轮系,称为行星轮系。 A. 单自由度; B. 无自由度 ;C. 双自由度;D. 三自由度。 28. 减速器的传动比i=(A)。 A. >1; B. <1;C. =1。 29. 普通螺纹的公称直径是(C)。 A. 螺纹的中径; B. 螺纹的小径;C. 螺纹的大径。 30. 30000型轴承是代表(D)。 A. 调心球轴承;B. 深沟球轴承;C. 圆柱滚子轴承;D. 圆锥滚子轴承。 31. 推力球轴承的类型代号为(C)。 A. 10000;B. 30000;C. 50000;D. 60000。 32. 在各种类型轴承中,(D)不能承受轴向载荷。 A. 调心球轴承;B. 深沟球轴承;C. 圆锥滚子轴承;D. 圆柱滚子轴承。 33. 凸缘联轴器是一种(A)联轴器。 A. 固定式刚性联轴器;B. 可移式刚性联轴器;C. 弹性 联轴器;D. 金属弹簧式弹性联轴器。 34. 自行车飞轮的内部结构是属于(B)。 A. 链传动;B. 超越离合器;C. 安全 离合器;D.弹性联轴器。 35. 转轴承受(A)。 A. 扭矩; B. 弯矩;C. 扭矩和弯矩。 36. 对于高负荷、重要的转轴,应选用(D)材料。 A. Q235;B.45钢;C. 20钢;D.40Cr。 37. 在铸锻件毛坯上支承螺母的端面加工成凸台和沉头座,其目的是(B)。 A.易拧紧;B.避免偏心载荷;C. 增大接触面;D.外观好。 38. 圆锥销的锥度是(B)。 A.1:60;B.1:50;C. 1:40;D.60:1。 五、计算题 1、计算下图机构的自由度,并判断机构的运动是否拟定。 (1) 解: F=3n-2PL-PH = 3×4-2×4-2 =2 (运动拟定) ( 2) 解: F=3n-2PL-PH = 3×6-2×8-1 =1 (运动拟定) (3) 解: F=3n-2PL-PH = 3×5-2×7-0 =1 (运动拟定) (4) 解: F=3n-2PL-PH = 3×6-2×8-1 =1 (运动拟定) 解: F=3n-2PL-PH = 3×7-2×10-0 =1 (运动拟定) (5) (6) 解: F=3n-2PL-PH = 3×9-2×12-2 =1 (运动拟定) 解: F=3n-2PL-PH = 3×10-2×14-0 =2 (运动拟定) (7) 解: F=3n-2PL-PH = 3×3-2×3-2 =1 (运动拟定) (8) 解: F=3n-2PL-PH = 3×5-2×7-0 =1 (运动拟定) (9) (10) 解: F=3n-2PL-PH = 3×7-2×9-1 =1 (运动拟定) 解: F=3n-2PL-PH = 3×3-2×3-2 =1 (运动拟定) (11) 解: F=3n-2PL-PH = 3×4-2×5-1 =1 (运动拟定) (12) 解: F=3n-2PL-PH = 3×3-2×3-2 =1 (运动拟定) (13) (14) 解: F=3n-2PL-PH = 3×7-2×10-0 =1 (运动拟定) 解: F=3n-2PL-PH = 3×3-2×4-0 =1 (运动拟定) (15) (16) 解: F=3n-2PL-PH = 3×4-2×4-2 =2 (运动拟定) 解: F=3n-2PL-PH = 3×7-2×10-0 =1 (运动拟定) (17) (18) 解: F=3n-2PL-PH = 3×5-2×7-0 =1 (运动拟定) 解: F=3n-2PL-PH = 3×9-2×12-0 =3 (运动拟定) 液压缸为动力源 (19) (20) 解: F=3n-2PL-PH = 3×9-2×12-2 =1 (运动拟定) 2.齿轮几何尺寸计算 (1)已知一对传动标准正常直齿圆柱齿轮(=20º,ha* =1)的中心距为240mm,传动比为3,模数为2mm,求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿顶高与齿根高。 参考试题:已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,中心距a=200mm,传动比i=3,压力角=20°,h=1,c* =0.25,m =5mm。试求两轮的齿数、分度圆、齿顶圆和基圆的直径,齿厚和齿槽宽。(已知cos≈0.94) (14分) 解: 1 由i=Z2/Z1 可知Z2=iZ1 (1分) 由中心距 a=m(Z1+Z2)/2=2mZ1 (1分) 则 齿轮1齿数 Z1=20 (1分) 齿轮2齿数 Z2=60 (1分) 2 齿轮1分度圆直径 d1=mz1=100 (1分) 齿轮2分度圆直径 d2=mz2=300 (1分) 3 齿轮1齿顶圆直径 da1=m(z1+2h)=110 (2分) 齿轮2齿顶圆直径 da2= m(z1+2h)=310 (2分) 4 齿轮1基圆直径 db1= d1 cos20°=94.0 (1分) 齿轮2基圆直径 db2= d2 cos20°=281.9 (1分) 5 齿厚和齿槽 s=e=πm/2=7.9 (2分) (2)一对啮合的标准直齿圆柱齿轮(=20º,ha* =1)。已知Z1 =30, Z2=90,m=5mm.试求这对齿轮的分度圆直径, 齿顶圆直径, 齿根圆直径, 传动比和中心距。 解: 1 齿轮1分度圆直径 d1=mz1=5×30=150 (1分) 齿轮2分度圆直径 d2=mz2=5×90=450 (1分) 2 齿轮1齿顶圆直径 da1=m(z1+2h) =5×(30+2×1)=160 (2分) 齿轮2齿顶圆直径 da2= m(z1+2h) =5×(90+2×1)=460 (2分) 3 齿轮1齿根圆直径 df= m(z1-2h-2c*) =5×(30-2×1-2×0.25) =137.5 (2分) 齿轮2齿根圆直径 df= m(z2-2h-2c*) =5×(90-2×1-2×0.25) =437.5 (2分) 4 传动比 i=Z2/Z1=90/30 =3 (1分) 5 中心距 a=m(Z1+Z2)/2=5×(30+90/2)=300 (1分) 3、轮系传动比计算 (1)如图所示轮系中,已知z1=20、,z2=36、z2’=18、z3=68、z3’=17、z5=40。试求传动比i15,并标示各齿轮运转方向。(10分) 解: (方向标在图上) (4分) (2)如图所示轮系,已知Z1 =34、Z2 =17、Z2 ’=30、Z3 =Z4 =15、Z3 ’=45,试求i14,并拟定各轮的回转方向。 解: (方向标在图上) (2分) (3)下图为一卷扬机的传动系统,末端是蜗杆传动。其中Z1=18,Z2=36,Z3=20,Z4=40,,Z5=2,Z6=50,若n1=1000r/min,鼓轮直径D=200mm,试求蜗轮的转速及重物G的移动速度。重物提起时,试拟定n1的旋转方向。 参考试题:下图为一卷扬机的传动系统,末端是蜗杆传动。其中Z1=30,Z2=50,Z3=20,Z4=60,Z5=1,Z6=100,若n1=3000r/min,鼓轮直径D=100mm,试求蜗轮的转速及重物G的移动速度。重物提起时,试拟定n1的旋转方向。(15分) 解: =500 n6=6 r/min (方向标在图上) (4)如图所示轮系,已知Z1 =240. Z2 =20 .Z3 =25 .Z4 =40. Z5 =75 .Z6 =20. Z7=40 . Z8 =2 .Z9 =80 .n1=800r/min.试求n9,并拟定各轮的回转方向。 参考试题:如图所示轮系,已知Z1 =300. Z2 =30 .Z3 =25 .Z4 =40. Z5 =75 .Z6 =20. Z7=60 . Z8 =2 .Z9 =100 .n1=450r/min.试求n9,并拟定各轮的回转方向。(15分) 解: =45 n9=10 r/min (方向标在图上) (5)如图所示轮系,已知Z1 =120 Z2 =20 Z3 =25 Z4 =40 Z5 =75 Z6 = Z7= Z8=20 Z9 =1 Z10 =96 n1=960r/min.试求n10,并拟定各轮的回转方向. 解 方向如图 六、改错题 1、下图中的1、2、3、4、5处是否合理?为什么?应如何改善?(用图表达) 解:可以用以下图表达或后续文字描述 1处不合理(1分):轴肩直径大于轴承内圈外径,不利于拆卸(1分),在此设计阶梯(1分) 2处不合理(1分):与齿轮配合处轴头宽度超过轮毂宽度,不利于定位(1分),缩短(1分); 3处不合理(1分):轴套外径大于轴承内圈外径,不利于拆卸(1分),在此设计阶梯轴套(1分) 4处不合理(1分):轴承内圈配合处不能有螺纹,易损坏轴承(1分),在此设计退刀槽(1分) 5处不合理(1分):没有倒角,不利于螺母装配(1分),与螺母装配处要有倒角. (1分) 2、下图轴的结构设计是否合理?为什么?应如何改善?(用图表达) 解:可以用以下图表达或后续文字描述 1处不合理(1分):轴肩直径大于轴承内圈外径,不利于拆卸(1分),在此设计阶梯(1分) 2处不合理(1分):齿轮无法装配(1分),设计成阶梯(1分); 3处不合理(1分):轴套外径大于轴承内圈外径,不利于拆卸(1分),在此设计阶梯轴套(1分) 4处不合理(1分):联轴器没有轴向定位(1分),设计轴肩定位(1分) 5处不合理(1分):联轴器没有轴向固定(1分),设计轴端档圈1分) 七、实践题 举一平面连杆机构应用实例,并画出简图和计算自由度。 八、 分析与计算 1. 分析下列平面机构的自由度。(a. F=1,b. F=2,c. F=1,d. F=1,e. F=1,f. F=1。) 2. 试画出带传动的应力分布图,并标出最大应力的位置。(见附件) 3. 机械传动系统如图所示,根据图示参数和信息,求运动链末端构件的运动速度或行程并标明其运动方向。(a. n6=26.1r/min,b. n4=7r/min,c. 手柄每转行程:l=2.22mm)- 配套讲稿:
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