机械设计基础 大题答案 2012

第一篇：机械设计基础 大题答案 2012

第四章平面连杆机构

五、已知一平面四杆机构ABCD其四边长度分别为a、b、c、d试分析： 1）简述该机构曲柄存在条件；

2）当AB为主动件时，请标出压力角a与传动角γ及在何时会出现最小传动角γ min？ 3）AB为主动件时，该机构是否存在极位夹角θ及急回特性？ 4）该机构在何种情况下具有死点？

答案：1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和（杆长条件）；最短杆必定为机架或连架杆（最短杆条件）。

2)AB为主动件时，机构的压力角а与传动角γ见下图，当AB杆与CD杆在重叠共线时即AB杆在AB1、AB1两位置时最小传动角γmin为γ

1、γ2之中的一个；

3)因为滑块处于极限位置时，AB杆两位置的夹角θ≠0，故存在急回特性。

4)当γ=0时才存在死点，只有当CD杆为主动件时才会有γ=0，故当CD杆为主动件时从动件AB处于AB’及AB”两位置时为机构的死点位置。

C1C'γ1CγC2γ2BB"θB1AB2D

七、如图设已知四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。试问：

1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在? 2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？

3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为何值？

答案：a=240㎜，b=600㎜，c=400㎜，d=500㎜，a+ b < d +c 满足杆长条件。1)当杆4为机架，最段杆1为连架杆，机构有曲柄存在；

2）要使此机构成为双曲柄机构，则应取杆1为机架；要使此机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架。

3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为440＜d＜760。第六章 齿轮传动

5、图示定轴轮系钟，已知各齿轮数为z1=z2’=z3’=20，z2=z5=40，z3=80，z4=17，n1表示齿轮1的转动方向，试求轮系的传动比i15，并用箭头标出其它齿轮的转动方向。

答案：该轮系为定轴轮系, 定轴轮系传动比为： B'i15z2z3z4z54080174016, 用箭头表示轮系各轮的转向，如图示。

z1z2'z3'z420202017

5题

9、图示传动装置，蜗杆为主动，通过蜗轮再传动一对直齿轮圆锥齿轮传动，从动锥齿轮转向如图所示。试求：

（1）为使II轴上所受轴向力较小，请确定蜗杆、蜗轮螺旋线的方向，并画在图上。（2）在图上画出蜗杆、蜗轮及锥齿轮3的转向。

（3）在图上画出蜗杆传动及锥齿轮传动啮合点处的各作用力方向（用三个分力表示）。

10、如图a）所示为两级蜗杆传动组成的减速传动装置，已知蜗杆1为主动件，逆时针转动，且为右旋，要求：

（1）为使II轴上所受轴向力较小，确定蜗杆3和蜗轮4的旋向，并在图a）中画出。（2）在图a）上画出各轴的回转方向。

（3）在图b）上画出各蜗杆、蜗轮再啮合点处的各作用力方向（用三个分力表示）。

12、图示为一蜗杆——斜齿圆柱齿轮——直齿圆锥齿轮三级传动，已知蜗杆为主动，且按图示方向转动，试在图中画出：（1）各轮转向；

（2）使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向；（3）各啮合点处所受诸分力Ft，Fr及Fa的方向。

第七章 带传动

1、普通B型V带传动，传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，工作情况系数KA=1.2，单根V带在该工况下的许用功率，[P]=2.5kW，紧边拉力F1 是松边拉力F2 的4倍，即F1 =4F2。求：

（1）带的根数Z；

（2）在该工况下的有效圆周力Fe，紧边拉力F1，松边拉力F2及初拉力F0。答案：(1)Z=KA*P / [P]=（1.2*7.5）/ 2.5=3.6≈4根

(2)Fe=1000*P/v=(1000*7.5/10)=750N

Fe =F1F2

2F0=F1 +F2

F1 =1133N；F2=467N

（3）

Fec2F0(eeff1f1e)2F0()111fe1

＝919N

Fec ＞Fe，所以该带传动不会打滑。第十章 轴承

1、图示轴上安装一对30311轴承，轴承1、2所受径向载荷Fr1=1800N，Fr2=2000N，外加轴向力Fae=2000N（向右），载荷系数ƒp=1.2，工作轴转速n=1000r/min。1）说明轴承30311代号的意义；

2）在图上标出派生轴向力Fd1，Fd2的方向，并计算出大小； 3）计算该对轴承的寿命Lh。

1．解：

① 内径为55cm，中系列，圆锥滚子轴承，正常宽度，0级公差，0组游隙 ② 附加轴向力方向如图所示，大小

Fd1Fr1F500N，Fd2r2556N 2Y2Y③ ∵Fd2FaeFd1，故左边轴承被压紧，右边轴承被放松。

∴Fa1Fd2Fae2556N，Fa2Fd2556N。

∵Fa20.278e，∴X21，Y20 Fr2F∵a11.42e，∴X10.4，Y11.8 Fr1∴P1fPX1Fr1Y1Fa16385N，P2fPX2Fr2Y2Fa22400N 106C10688000∴Lh60nP6010006385103104614h

2、图示轴上选用一对正装的圆锥滚子轴承作支承，两支承上的径向载荷Fr1=4000N，Fr2=2000N，轴向外载荷Fae1=400N，Fae2=300N，方向如图示。已知：该轴承的基本额定动载荷C=59.8kN，轴承的判断系数e=0.375，载荷系数ƒp=1.2，轴承的派生轴向力Fd=Fr/(2Y)（Y是Fa/Fr>e的轴向载荷系数），该轴的转速n=1000r/min，试计算该对轴承的寿命Lh?

Fae1Fae2Fd2Fr22、解：

Fd1Fr1

FeaFae1Fae2400300100N（方向为水平向右）

Fr11F1250N，Fd2r2625N Fd12Y2Y ∵Fd2FaeFd1，故左边轴承被压紧，右边轴承被放松。

∴Fa1Fd11250N，Fd2Fd1Fae1150N。

F ∵a10.312e，∴X11，Y10

Fr1F∵a20.575e，∴X20.4，Y21.6 Fr2∴P1fPX1Fr1Y1Fa14800N，P2fPX2Fr2Y2Fa23168N 106C10659800∴Lh60nP601000480010374710.5h

3、图示轴上选用一对反装的角接触球轴承（7207AC）作支承，两支承上的径向载荷Fr1=1000N，Fr2=1500N，轴向外载荷Fae=600N，指向如图所示。已知：该轴承的基本额定动载荷C=22.5kN，轴承的判断系数e=0.68，载荷系数ƒp=1.2，轴承的派生轴向力Fd=0.68Fr，轴的转速n=500r/min，试计算该对轴承的寿命Lh为多少小时？

3.解：Fd1=0.68Fr1=680N Fd2=0.68Fr2=1020N

Fd1+Fae=1280N>Fd2

所以轴承左端被压紧，右边轴承被放松。

Fa1=Fd1=680N

Fa2=Fd1+Fae=1280N

Fa1/Fr1=0.68=e X1=1，Y1=0

Fa2/Fr2=0.85>e X2=0.41，Y2=0.87

P1=ƒp(X1Fr1+Y1Fa1)=1200N

P2=ƒp(X2Fr2+Y2Fa2)=2074N

P1

？

4、如图所示，某转轴由一对7208AC轴承支承，轴上的外加轴向载荷Fae=600N，径向载荷Fre=2000N，载荷系数ƒp=1.2，基本额定动载荷C=59.8kN。试计算：（1）I、II轴承的当量动载荷；

（2）I、II轴承中哪一个寿命较短？为多少小时？

4、解：

Fd1Fae3aFreFd2Fr1Fr22a

①求Ⅰ、Ⅱ支承的支反力

Fr123Fre800N，Fr2Fre1200N 55 派生轴向力：Fd1eFr1544N，Fd2eFr2816N ∵FaeFd11144NFd2816N

∴Ⅰ支承为“放松”端，Ⅱ支承为“压紧”端

Fa1Fd1544N，Fa21144N

∵Fa1F0.68e，a20.95e Fr1Fr2 ∴P1fPX1Fr1Y1Fa1960N，P2fPX2Fr2Y2Fa21785N ②∵P2P1，∴Ⅱ轴承的寿命短。

106C10659800Lh1 h 601000960402845660nP1Lh2

310C60nP2610659800 h 60100017856266683

第二篇：机械设计大题

1.键和花键的应用和特点

平键：特点：结构简单，对中性好，装拆，维护方便。

应用：用于轴径大于100mm，对中性要求不高且载荷较大的重机械中

花键：承载能力强，导向性好，对中性好，互换性好，加工复杂，成本高。应用：主要用于定心精度高、载荷大或经常滑移的连接（飞机，汽车，拖拉机，机床制造）。

2．摩擦型带的弹性滑动

1）由于拉力差引起的带的弹性变形而产生的滑动现象——弹性滑动 2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。

（∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）3）速度间关系：v轮1>v带>v轮2。

量关系→滑动率ε表示：v1v2100%1~2%

v传动比iv1D1n1601000

v2D2n2601000n1D2Dn或n2(1)11 n2D1(1)D24）后果：a)v轮2

3．齿轮传动的主要失效形式

轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合，塑性变形 4.滚动轴承的基本概念

滚动轴承室是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一中机械元件

5.轴系的轴向固定

常用的轴向固定有两种，一是双支撑单向固定（两端固定式），二是单支撑双向固定（一端固定，一端游动）

1滚动轴承的寿命计算

某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN。轴承受 径向力R1= 6000N，R2 =16500N。轴的转速 n =500 r/min，轴上有轴向力FA = 3000 N，方向如图。轴承的其它参数见附表。冲击载荷系数fd = 1。求轴承的基本额定寿命。

一传动装置的锥齿轮轴用一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，布置如图。已知轴的转速为1200r/min，两轴承所受的径向载荷R1= 8500N，R2 =3400N。fd = 1，常温下工作。轴承的预期寿命为15000小时。试求：1．允许作用在轴上的最大轴向力 FA 2．滚动轴承所受的轴向载荷 A1、A2

图示为二级圆柱齿轮减速器的低速轴，用一对型号为6308 轴承支承，已知：齿轮分度

圆直径d = 400 mm，齿轮上的圆周力Ft = 8000 N，径向力Fr = 3000 N，轴向力Fa = 2000 N，载荷平

稳。试求：

1）

1、2 两轴承的当量动载荷P1、P2； 2）两轴承的寿命之比 Lh1/Lh2。

解：支反力：R1H = 250 N，R1V = 2000 N，R1 = 2016 N R2H = 3250 N，R2V = 6000 N，R2 = 6824 N 轴承1：R1 = 2016 N，A1 = 0 N，P1 = R1 = 2016 N 轴承2：R2 = 6824 N，A2 = Fa = 2000 N，P2 = fd（X2 R2+ Y2 A2）=（0.56×6824 + 1.53×2000）= 6881 N 载荷比：P2/ P1 = 6881/2016 = 3.41 寿命比：Lh1/Lh2 =(P2/ P1)3 = 39.65 1，某轴用一对30310 轴承支承，轴承径向载荷R1 = 8000 N，R2 = 2000 N，轴上有轴向载荷 Fa1 = 2000 N，Fa2 = 1000 N，工作转速n = 350 r/min，常温下工作，有中等冲击，试计算轴承的寿命。

解：查表得到30310 轴承：C = 122 kN，Y = 1.7，e = 0.35，S = R/(2Y)。

S1 = 8000/3.4 = 2353 N，S2 = 2000/3.4 = 588 N，FA = Fa1 －Fa2 =1000 N（方向同Fa1）A1 = S1 = 2353 N，A2 = S1 + FA = 2353 + 1000 = 3353 N 取：fd = 1.5 A1 / R1＜e，P1 = 1.5R1 = 12000 N，A2 / R2＜e，P2 = 1.5（0.4×R1 +1.7×3353）= 9750 N L10h = 108403 h

2.图示为深沟球轴承的载荷P 与 寿命L 的关系曲线，试求： 1）轴承的基本额定动载荷C 2）若：P = 0.1C，n = 1000 r/min，L10h = ？、因为轴承寿命L = 1（106 转）时承受的载荷为基本额定动载荷C，由图查得：C = 4500 N，∵ P = 0.1C，n =1000 r/min，3.一齿轮减速器的中间轴由代号为6212 的滚动轴承

支承，已知其径向载荷R = 6000 N，轴的转速为n = 400 r/min，载荷平稳，常温下工作，已工作过5000 h，问： 1）该轴承还能继续使用多长时间？

2）若从此后将载荷改为原载荷的50%，轴承还能继续使用多长时间？ 解：依题意：P = fd R = 6000 N 查得：C = 36800 N，1）可以继续工作时间：9613-5000 = 4613 h 2）改为半载可以继续工作时间：4613×23 = 36904 h

例3-1 如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许 用应力[σ ] =80 MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP′ =1.6F，试

求油缸内许用的的最大压强Pmax。

依题意： Q = QP′ + F =1.6F + F = 2.6F 由： 2.6F = 20814，解得：F = 8005 N 汽缸许用载荷： FΣ = z F = 8F = 64043 N

例3-6 图示的夹紧联接中，柄部承受载荷P = 600N，柄长L=350mm，轴直径db =60mm，螺栓 个数z =2，接合面摩擦系数f = 0.15，螺栓机械性能等级为8.8，取安全系数S=1.5，可靠性系数Kf = 1.2，试确定螺栓直径。

例3-5 如例3-5 图1 所示螺栓联接，4 个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数Kf = 1.2，螺栓的许用应力为[σ ] =240MPa，试求：所需螺栓的直径（d1）。、求得螺栓小径d1：

例 3-7 图示为一圆盘锯，锯片直径D =500 mm，用螺母将其压紧在压板中间。如锯片外圆的工 作阻力F t= 400N，压板和锯片间的摩擦系数f = 0.15，压板的平均直径D1=150mm，取可靠性系数Kf =1.2，轴的材料为 45钢，屈服极限σ S =360MPa，安全系数 S=1.5，确定轴端的螺纹直径。

3-52．在图示的汽缸联接中，汽缸内径D = 400mm，螺栓个数z =16，缸内压力p 在0~2 N/mm 之间变化，采用铜皮石棉垫片，试确定螺栓直径。

3-51．如题3-51 图所示，用6 个M16 的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓性能为8.8 级，安全系数 S = 3，缸内油压p =2.5N/mm2，为保证紧密性要求，剩余预紧力QP′ ≥1.5F，求预紧力QP 的取值范围。（端盖与油缸结合面处采用金属垫片）

3-53．图示为某减速装置的组装齿轮，齿圈为 45 钢，σ S = 355MPa，齿芯为铸铁 HT250，用 6个8.8 级M6 的铰制孔用螺栓均布在D0=110mm 的圆周上进行联接，有关尺寸如图所示。试确定该联接传递最大转矩Tmax。

3-54．如题3-54 图所示支架，用4 个普通螺栓联接。已知：R = 4000N，L = 400mm，b = 200mm，每个螺栓所加的预紧力QP = 3000 N，设螺栓和被联接件的刚度相等，求螺栓所受的总拉力Q 和剩余预紧力QP′。

例7-6 一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：z1= 25，z2 = 75，m = 3 mm，φ d = 1，小齿轮的转速 n=970r/min。主从动轮的[σ H ] 1 = 690 MPa，[σ H ] 2 = 600 MPa，载荷系数K = 1.6，节点区域系数ZH = 2.5，2材料弹性系数ZE = 189.8 MPa，重合度系数Zε =0.9，是按接触疲劳强度求该齿轮传动传递的功率。

解：由已知条件：u = z2 / z1 = 75/25 = 3

d1 = m z1 = 3×25 = 75 mm

b =φd d1 = 1×75 = 75 mm 因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力：

齿轮传动所能传递的功率为：

7-62．题7-62 图所示为二级直齿圆柱齿轮减速器，高速级与低速级的传动比相等 u1 = u2 = 3，低速级的齿宽系数为高速级的1.3倍，齿轮材料均为45 钢，小轮均调质处理，大轮均正火处理，其许用应力为：1 轮：[σ H ]1 = 590 N/mm2；2 轮：[σ H ] 2 = 490 N/mm2；3 轮：[ H ] σ 3= 580 N/mm2；4 轮：[σ H ] 4 = 480 N/mm2；两级齿轮的载荷系数K、ZE、ZH、Zε 均相同，其中高速级已根据接触强度算得d1 = 75mm，若使两对齿轮等接触疲劳强度，问低速级小齿轮直径d3 应为多少？

解：两对齿轮接触疲劳强度相等的条件为：接触强度的安全系数相等。可以写为

7-65．有两对标准直齿圆柱齿轮，其材料、热处理方式都相同，第A 对：mA = 2mm，zA1 = 50，zA2 = 150；第B 对：mB = 4mm，zB1 = 25，zB2 = 75；其齿宽b、小轮转速n1、传递功率P 也相等。按无限寿命考虑，试分析那对齿轮的接触强度高，那对齿轮的弯曲强度高。

解：依题意：两组齿轮中，每个齿轮的许用应力都相等，只需比较其接触应力和弯曲应力的大小来分析强度的高低。1）比较接触强度

因两对齿轮的传动比以及齿宽相等，可以通过中心距（或齿轮直径）的大小比较两对齿轮的接 触应力。

两对齿轮的中心距相等，说明在相同的载荷下，接触应力一样。又因为两者许用接触应力一样，所以接触强度相等。2）比较弯曲强度

在中心距和齿宽以及所受载荷相同的条件下，可以通过模数的大小比较两对齿轮的弯曲应力，A 对齿轮模数较小，弯曲应力较大，B 对齿轮模数较大，弯曲应力较小。所以，A 对齿轮弯曲强度较低，B 对齿轮弯曲强度较高。、例7-8 一对直齿圆锥齿轮传动如图所示，齿轮1主动，n1=960 r/min，转向如图，传递功率P = 3 kW，已知：m = 4mm，z1=28，z2 = 48，b =30mm，φ R =0.3，α = 20°，试求两轮所受三个分力的大小并在图中标出方向。

例7-9 图示圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器。齿轮1主动，转向如图，锥齿轮的参数为：模数m=2.5mm，z1=23，z2 = 69，α = 20°，齿宽系数φ R =0.3；斜齿轮的参数为：模数mn=3mm，z3=25，z4=99，α n = 20°。试：(1)标出各轴的转向；

(2)为使Ⅱ轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向；(3)画出齿轮2、3 所受的各个分力。

(4)为使Ⅱ轴上两轮的轴向力完全抵消，确定斜齿轮3的螺旋角β3（忽略摩擦损失）。

7-61．图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级: mn1 =2 mm，z1= 20，z2= 80，β1 =13°，α = 20°，低速级：mn3 = 3 mm，z3= 25，z4= 75，β 3 =12°，α = 20°，齿轮 1 为右旋，n1 = 960 r/min，转向如图，传递功率P1= 5 kW，忽略摩擦损失。试：

1）在图上标出Ⅱ、Ⅲ轴的转向；2）合理确定（在图上标出）各轮的旋向；

3）确定2、3 轮所受各个分力的大小和方向。4）计算β3 取值多大才能使Ⅱ轴不受轴向力。解:1）各轴的转向如题7-61 解图所示。

2）

2、3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。

Fa3 = Ft3 tanβ = 4022× tan12° = 855 N Fr3 = Ft3 tanα n / cosβ 3 = 4022× tan 20° / cos12° =1496 N 4）为使Ⅱ轴不受轴向力，必须：|Fa2|=|Fa3|根据： Fa2 = Ft 2 tan β1Fa3 = Ft3 tan β 3 得到： 2 tan 1 = Ft β Ft3 tanβ 3 即：

忽略摩擦损失：T2 = T3，Ft2 = 2T2/d2，Ft3 = 2T3/d3则：

将上式整理得到：

第三篇：机械设计基础10.39答案

10.39 如题10.39图所示为二级斜圆柱齿轮减速器。

（1）已知主动轮1的螺旋角及转向，为了使装有齿轮2和齿轮3的中间轴的轴向力较小，试确定齿轮2、3、4的轮齿螺旋角旋向和各齿轮产生的轴向力方向。

（2）已知mn23mm,z251,215,mn34mm,z326，试求3为多少时，才能使中间轴上两齿轮产生的轴向力互相抵消？ 答：（1）确定各轮旋向，轴向力方向。

①由n1及旋向（左旋）确定Fa1向上； ②2轮必为右旋，n2与n1相反，Fa2与Fa1相反；

③为使中间轴轴向力较小，Fa3应向上，与Fa2相反。根据Fa3向上与转向判定齿轮3数为右旋；

④齿轮4必为左旋，Fa4与Fa3相反，即向下。具体参见题10.39答案图。

（2）Fa2Fa3时互相抵消。

Fa2Ft2tan22T2tan2 d22T3tan3 d3Fa3Ft3tan22T2T2tan23tan3d2d3

因3轮和2轮在同一轴上，则T2T3。

tan3tan2d3mzcos2tan2n33d2cos3mn2z2

sin3sin2mn3z3cos2 cos3cos2mn2z2cos3mn3z3sin2 mn2z2sin3sin3426sin15 351310.132710758

当3为10758时，才能使中间轴上两齿轮产生的轴向力互相抵消。

第四篇：机械设计基础_试题及答案

《机械设计基础》期末考试试题一

一、填空题(每空1分，共30分)

1、构件是机器的__运动____单元体；零件是机器的___制造___单元体，分为___通用___零件和___专用____零件；部件是机器的____装配___单元体。

2、运动副是使两构件___接触_____，同时又具有____确定的相对运动_____的一种联接。平面运动副可分为____高副____和___低副____。

3、机构处于压力角α=____90_____时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构___无___死点位置，而当摇杆为原动件时，机构__有____死点位置。

4、绘制凸轮轮廓曲线，需已知____基圆半径______、_____从动件运动规律______和凸轮的转向。

6、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为___模数___和___压力角___分别相等。

7．斜齿圆柱齿轮的重合度___大于___直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动___平稳___，承载能力___高___，可用于______高速载重______的场合。

二、判断题(每题1分，共10分)

1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（X）

2、铰链四杆机构中，传动角γ越大，机构传力性能越高。（O）

3、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（O）

5、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（X）

三、选择题(每空2分，共20分)

1、若机构由n个活动构件组成，则机构自由度为（C）

A、>3n

B、=3n

C、<3n

2、为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装什么轮增大惯性？（B）

A、齿轮 B、飞轮 C、凸轮

3、当曲柄为原动件时，下述哪种机构具有急回特性？（C）

A、平行双曲柄机构 B、对心曲柄滑块机构 C、摆动导杆机构

4、凸轮机构中，从动件在推程按等速运动规律上升时，在何处发生刚性冲击？（C)A、推程开始点 B、推程结束点 C、推程开始点和结束点

6、渐开线在基圆上的压力角为多大？（A）

A、0° B、20° C、90°

四、简答题(每题3分，共12分)

1、说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合。

等速运动规律，有刚性冲击，用于低速场合。简谐运动规律，有柔性冲击，用于中低速场合。正弦加速运动(摆线运动规律)，无冲击，用于高速场合。

1、试述构件和零件的区别与联系？

构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；一个构件可以是单一的零件，也可以是多个零件的刚性组合

2、何为连杆机构中的急回特性？如何判断机构有无急回特性？

连杆机构中，从动件回程时的速度大于工作行程时的速度，称为急回特性。判断机构有无急回特性，可根据机构有无极位夹角。

1、简述齿廓啮合的基本定律。

不论齿廓在任何位置接触，过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点，才能保证传动比恒定不变。

1、机构： 具有确定相对运动的各实物（构件）的组合。

2、压力角：原动件作用于从动件上的力，与该力作用点处的绝对速度所夹的锐角。

3、运动副：使两个构件直接接触，同时又具有确定相对运动的一种连接.五、计算题(每题7分，共28分)

1、说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？

该机构中E与E‘ 有一个虚约束； F为局部自由度；c为复合铰链 则 n=7 pl=9 ph=1 有F=21-18-1=2 该机构自由度为2 需两个原动件，所以运动确定

2、已知四杆机构中各构件长度LAB=55mm, LBC=40mm, LCD=50mm, LAD=25mm。要求：（1）指出连架杆存在曲柄的条件

答：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆之和；整转副由最短杆与临边构成（2）哪个构件固定可以获得曲柄摇杆机构？哪个构件固定可以获得双摇杆机构？哪个构件固定可以获得双曲柄机构？ 以25为机架得双曲柄机构

以最短杆对边为机架得双摇杆机构 以最短杆临边为机架的去柄摇杆机构

3、已知图示的轮系中各齿轮的齿数为Z1=15，Z2=20，Z2′=65，Z3=20，Z3′=15，Z4=65，试求轮系的传动比i1H。

4、某标准直齿圆柱齿轮，已知齿距p=12.566mm，齿数z=25，正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、、齿根圆直径df、基圆直径db、、齿高h及齿厚s。

《机械设计基础》期末考试试题一答案

一、填空题（每空1分，共30分）

1、运动、制造、通用、专用、装配

2、接触、确定相对运动、低副、高副 3、90°、无、有

4、基圆半径、从动件运动规律 5、120°

6、模数、压力角

7、大于、平稳、高、高速重载

8、可拆、不可拆、可拆连接

9、螺纹副的相对运动、摩擦力防松、机械防松、其它方法防松

10、心轴、传动轴

二、判断题（每题1分，共10分）

1、×

2、√

3、√

4、×

5、×

6、×

7、×

8、×

9、√

10、√

三、单项选择题（每题2分，共20分）

1、C

2、B

3、C

4、C

5、A

6、A

7、A

8、C

9、A

10、A

四、简答题（每题3分，共12分）

1、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。

答：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律（余弦加速度运动规律）、摆线运动规律（正弦加速度运动规律）；

等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；

简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合；

摆线运动规律（正弦加速度运动规律）无冲击，用于高速场合。

2、说明带的弹性滑动与打滑的区别

答：弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就不产生打滑，所以，打滑是可以避免的。

3、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？

蜗杆传动存在着相对滑动，摩擦力大，又因为闭式蜗杆传动散热性差，容易产生胶合，所以要进行热平衡计算。

4、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?（指出四种以上）轴向固定：轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈

轴肩、轴环、轴套固定可靠，可以承受较大的轴向力；弹性档圈固定可以承受较小的轴向力；轴端挡板用于轴端零件的固定。

五、计算题（每题7分，共28分）

1、解：机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数等于机构中接受外界给定运动规律的原动件的个数。

机构中，n=9，Pl=12，PH=1 F＝3n－2Pl－PH=2＝W>0，所以机构运动确定。C处复合铰链，E处虚约束，F处局部自由度

2、连架杆是曲柄的条件：（1）构件的长度和条件：最短构件与最长构件长度之和小于等于另外两构件的长度之和；（2）最短构件条件：连架杆和机架之一为最短构件

取AD为机架，得双曲柄机构；取AB或CD为机架，得曲柄摇杆机构；取BC为机架，得双摇杆机构。

3、定轴轮系传动比i12=n1/n2=z2/z1=4/3，n2=0.75n1

行星轮系传动比i2′4=(n2′-nH)/(n4-nH)= z3.z4/z2’.z3’=4/3 将n2’＝n2=0.75n1，n4=0代入上式，得i1H＝n1/nH＝-4/9

4、P＝12.566mm，m=4mm;分度圆直径d=mz=4╳25=100mm;基圆直径db=dcos20º=94mm;齿顶圆直径da=m(Z+2ha﹡)=108mm;齿根圆直径df= m(Z－2ha﹡－2c﹡)=90mm;齿高h=(2ha﹡ +c﹡)=9mm;齿厚s=0.5p=6.283mm H

第五篇：机械设计基础试题及答案

试题一 一.填空

1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700；(1)当取c 杆为机架时，它为何种具体类型？____双曲柄机构_______；（2）当取d杆为机架时，则为_____曲柄摇杆机构______。2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，____曲柄与连杆共线时为_____死点位置。（A）不存在（B）曲柄与连杆共线时为（C）摇杆与连杆共线时为 3.为保证四杆机构良好的机械性能，______传动角_____不应小于最小许用值。

（A）压力角（B）传动角（C）极位夹角

4.____ 凸轮轮廓曲线_______决定了从动杆的运动规律（A）凸轮转速（B）凸轮轮廓曲线（C）凸轮形状 5.凸轮机构中，凸轮基圆半径愈_____大______，压力角愈_____小___，机构传动性能愈好。6.紧键联接与松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有____摩擦力_______。

(A)压紧力(B)轴向力(C)摩擦力

7.链“B18X80”的含义是___B型键宽度b=18mm，长度L=80mm _______。8.螺纹联接是指 利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来___。

螺旋传动是指__利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动________。

9.螺纹的公称直径是指它的____外径___，螺纹“M12X1.5”的含义为_细牙螺纹外径12mm，螺距1.5____。10.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采用_________双头螺栓联接______________。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用_________三角形细牙螺纹______________。

(A)螺栓联接(B)双头螺栓联接(C)螺钉联接(D)三角形细牙螺纹(E)三角形粗牙螺纹(F)矩形螺纹 11.某调整螺纹，采用双头粗牙螺纹，螺距为3mm，为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm，则螺杆应转____2_____圈。12.国标规定，三角带有_ Y Z A B C D E 七种类型，代号‘B2240’表示_B型基准长度2240mm _____。

13.带传动的主动轮直径d1 =180mm，转速 n1 =940r/min，从动轮的直径为 d2 =710 转速 n2=233r/min,则其弹性滑动系数ε为_____0.022__________。

14.为使三角带传动中各根带受载均匀，带的根数不宜超过___10____根。(A)4(B)6(C)2(D)10 15.一对齿轮啮合时,两齿轮的_____节圆___始终相切。(A)分度圆(B)基圆(C)节圆(D)齿根圆 16.一标准直齿圆柱的齿距为15.7mm，齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为_____78___。17.齿轮传动的标准安装是指______分度圆与节圆重合____________。

18.齿轮传动的重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿对数___越多 ____，齿轮传动也越_____平稳_____。19.仿形法加工齿轮，根据被加工齿轮的____模数____，___齿数_____选择刀具刀号。20.一主动直齿轮的转矩为100Nm,其分度圆直径为50mm，则其传递的圆周力为____4000N _______，径向力为____1455.9N ___。

21.滚动轴承代号“6215”的含义是____深沟球轴承 直径系列2 内径75mm ___。

22.一般来说，__滚子轴承_____更能承受冲击，__球轴承___-更适合于较高的转速下工作。(A)滚子轴承(B)球轴承 23.额定动载荷是指_额定寿命10寿转，L=1(10转)时轴承所能承受的最大载荷__________ 24.转轴是指_既承受弯矩也承受扭矩 _传动轴是指____只承受扭矩___ 25.一个阶梯轴由__轴头____，_____轴颈____，_____轴身_______三部分组成。二，简要回答：

1.计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动。6

6具有确定运动

2.作下列机构图示位置的压力角。

3.图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构。

（1）作出图示位置压力角；（2）求该凸轮基圆半径rb=?(3)求从动杆升程 h=? 4,简述带传动为什么限制带速V在5——25米/秒范围内？速度大离心力过大 绕转的圈数多寿命低 三，计算题：

1，一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分别为Z1=20，Z2=44，求两齿轮的主要几何尺寸。答：m=5 d1=100 d2=220 da1=100+10=110 da2=220+10=230 df1=100-12.5=87.5 df2=220-12.5=207.5 p=3.14*5=15.7 s=e=7.85 2．图示轮系，已知：Z1=20，Z2=40，Z3=80，Z4=Z5=30，Z6=90。求i16=?

答：n3=n4

(n4/n6)=(z6/z4)=3 nH=n6(n1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=-4 i16=-7

一、填空（60分）1.图示机构中有____1___虚约束。

2.图示机构要有确定运动，需要有__1__原动件。

3.平面四杆机构无急回特性时_极位夹角θ=0_，行程速比 系数 K=1（A）压力角α=0（B）传动角β=0（C）极位夹角θ=0（D）k＞1（E）k＜1（F）k=1 在双曲柄机构中，已知三杆长度为 a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d 杆长度为___110mm≤d≤190mm ____。＜110mm(B)110mm≤d≤190mm(C)≥190mm 5.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，___不存在____死点位置；

（A）曲柄与连杆共线时为（B）摇杆与连杆共线时（C）不存在 6.凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到_实际轮廓线上的最小__半径。

（A）理论轮廓线上的最大（B）实际轮廓线上的最大（C）实际轮廓线上的最小（D）理论轮廓线上的最小

7.凸轮机构中的压力角是指__凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向__间的夹角。

（A）凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向（B）凸轮上接触点的法线与该点线速度（C）轮上接触点的切线与从动件的运动方向

8.紧键联接主要是使轴与轮毂之间__沿周向固定并传递扭矩_____。

（A）沿轴向固定并传递轴向力（B）沿轴向可作相对滑动并具有作用（C）沿周向固定并传递扭矩安装及拆卸方便 9.普通平键联接传递动力是靠______两侧面的挤压力_。

（A）两侧面的摩擦力（B）两侧面的挤压力（C）上下面的挤压力（D）上下面的摩擦力

D）4.(A)（10.设计键联接的几项主要内容是：a按轮毂长度选择键的长度 b按要求选择键类型 c按内径选择键的剖面尺寸 d进行必要强度校核 具体设计时一般顺序为___ b-c-a-d ____。(A)b-a-c-d(B)b-c-a-d(C)a-c-b-d(D)c-d-b-a 11.平键联接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应_安装一对平键___。

（A）把键长增大到1.5倍（B）把键宽增大到1.5倍（C）把键高增大到1.5倍

（D）安装一对平键

12.拧紧螺母时的功率主要与螺纹的___升角和牙型角____有关。

（A）升角（B）线数（C）螺距和牙型角（D）升角和牙型角 13.螺纹联接是一种____可拆联接___。

（A）可拆联接（B）不可拆联接（C）具有防松装置的为不可拆联接，否则为可拆联接（D）具有自锁性能的为不可拆联接，否则可拆 14.普通螺纹联接中的松螺纹和紧螺纹联接的主要区别是：松螺纹联接的螺纹部分不承受_____扭转 __的作用。

（A）拉伸（B）扭转（C）剪切（D）弯曲

15.被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为____拉断 ___。

（A）剪切与挤压破坏（B）拉断（C）拉扭断裂

16.刚性凸缘联轴器用四只铰制孔螺栓联接，螺栓中心的圆直径D=200mm ,轴传递扭矩T=180N.m,则作用在每个螺栓上的力为___450____。

(A)1800(B)240(C)450(D)540 17.三角带传动和平型带传动相比较，其主要优点是___传动效率高____。

A)在传递相同功率时，尺寸较小 B)传动效率高 C)带的寿命长 D)带的价格便宜

18.标准三角带型号的选定，取决于___传递的功率____。

（A）传递的功率（B）带的线速度（C）带的圆周力（D）高速轴上的扭矩

19.工作条件与型号一定的三角带，其寿命随小带轮直径的增大而_增大_。

（A）降低（B）增大（C）不变

20.带传动的中心距与小带轮的直径一致时，若增大传动比，则小带轮上的包角__减小____。（A）减小（B）增大（C）不变

21.一定型号的三角带传动，若小带轮直径一定，增大其传动比，则带饶过大带轮上的弯曲应力___减小____。

（A）减小（B）增大（C）不变 22.带在工作时产生弹性滑动，是由于___带的紧边与松边拉力不等 ____。

（A）带不是绝对挠性件（B）带与带轮间的摩擦系数偏低（B）带的紧边与松边拉力不等（D）带绕过带轮产生离心力

23.带传动的主动轮直径D1=180mm,转速n1=940r/min,从动轮直径D2=710，转速n2=233r/min,则滑动系数 ε为____2.2﹪___。

（A）1.2﹪（B）1.5﹪（C）1.8﹪（D）2.2﹪

24.在具体设计三角带传动时，a：确定带轮直径D1，D2，b：选用带的型号，c：确定带的长度L，d：确定带的根数Z，e：选定初步中心距a0，f：计算实际中心距a，g： 计算作用在轴上的压力F。以上各项目进行的顺序为__b-a-e-c-f-d-g。

（A）a-b-c-e-f-d-g(B)a-b-d-e-c-f-g(C)b-a-e-c-f-d-g(D)b-a-e-f-c-d-g 25.一对齿轮要正确啮合，它们的____模数___必须相等（A）直径（B）宽度（C）模数（D）齿数 26.一个齿轮上的圆有___齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆____。（A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆（C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆

27.一标准直准圆柱齿轮的周节（齿距）P=15.7mm,齿顶圆的直径为d=400mm,则该齿轮的齿数为__78 _____。

（A）82（B）78（C）80（D）76

二、计算及绘图

1.计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定运动，（绘有箭头的构件为原动件）。具有确定运动

2.设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm，行程速比系数K=1.3。

3.图示的轮系中，各齿轮均为标准齿轮，且其模数均相等，若已知各齿轮的齿数分别为：Z1=20、Z2=

48、Z2'=20。试求齿数Z3及传动比i1H。

z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2 n3=0 i1H=1-48*48/20*20=-4.76 4.图示轮系，已知Z1=

18、Z2=20、Z2'=

25、Z3=

25、Z3'=2（右），当a轴旋转100圈时，b轴转4.5圈，求Z4=？ i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/4.5 z4=40

试题三 一.填空

1.机器或机构 构件 之间，具有确定的相对运动。

2.在曲柄摇杆机构中，如果将 最短杆 作为机架，则与机架相连的两杆都可以作 整周回转 运动，即得到双曲柄机构。

3.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是，摇杆为 主动件，曲柄为 从动件。4.凸轮机构能使从动杆按照 凸轮轮廓曲线，实现各种复杂的运动。

5.双圆销外啮合槽轮机构，槽轮有6条槽，要使槽轮转两圈，曲柄盘应转12圈。6.三角带表面上印有B2240，它表示该三角带是 B，基准长度（公称）长度为2240mm。7.模数是齿轮的 主要 参数，是齿轮各部分几何尺寸计算的 依据，齿形的大小和强度与它成 正比。

8.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的 法面 模数和 螺旋角都相等，齿轮的角相等而旋向 相反。9.规定蜗杆 头数 与螺旋升角的之比，称为蜗杆特性系数 正切。

10.在工作中同时承受 弯矩 和 扭矩 两种作用，本身又转动的轴，叫转轴。二.判断

1，运动副是联接，联接也是运动副。（错）

2，曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性也越显著。（对）

3，在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。（错）4，分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影响。（对）

5，速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。（错）三.简答

1.什么叫标准齿轮？ 压力角200

模数为标准值，分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮 2.为什么要限制齿轮的最少齿数？ 范成法加工齿轮齿数低于17发生根切 3.两轴相互平行的情况下采用什么类型的齿轮传动，并叙述其优点。直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮（传动平稳、承载大）

5.举例说明急回特性在生产中有什么意义？例 牛头刨床空程速度快提高生产率

四.计算

1.有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200，Z=25，Z2=50，求（1）如果n1=960r/min，n2=？（2）中心距a=？ 齿距p=？

答：n2=480 a=75 p=6.28 2.Z1=15，Z2=25，Z3=20，Z4=60。n1 =200r/min（顺时针）n4=50r/min（顺时针）试求H的转速。答：(200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20 nH=75

3）（3.计算此机构的自由度。答：3*5-2*7=1

4.齿轮轴由一对7206轴承支承，Fr1=5200N，Fr2=3800N，Fx=2200N，方向如图所示，试求两轴承的当量动载荷。答：S1=Fr1/2Y=5200/2*0.4ctg14=1620 S2=Fr2/2Y=3800/2*0.4ctg14=1184 S1+Fx>S2 1620+2200>1184 Fa2=S2=1184 Fa1= S1+Fx=3820 Fa1/Fr1=3800/5200=0.73>e=0.37 Fa2/Fr2=1184/3800=0.31

一、填空

1.机构具有确定运动的条件是：___原动件数等于机构的自由度数____。2.图示机构要有确定运动需要有_________1________个原动件。

3.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为______双曲柄机构__________。4.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，_________不存在______________死点位置。

（A）曲柄与连杆共线时，（B）摇杆与连杆共线时，（C）不存在，5.凸轮机构基圆半径越__大_，压力角越__小_，机构传动性能越好。

6.键联接的主要用途是：_________周向固定_________，键“12X50”的含义是________传递运动和转矩__________。7.普通平键联接所能传递的最大转矩为T，现要传递的转矩为1.5T，则应__________安装一对平键______________。

（A）把键长增大到1.5倍，（B）把键高增大到1.5倍（C）把键宽增大到1.5倍（D）安装一对平键

8.螺纹的公称直径是指它的______外径_____，螺纹“M12X1.5左”的含义是_______左旋细牙螺纹公称直径12 _____________。9.普通螺栓联接中的松螺纹联接与紧螺纹联接之间的主要区别是：松螺纹联接中的螺纹部分不存在________扭转________作用。

（A）拉伸（B）扭转（C）剪切（D）弯曲

10.一调整螺旋，采用双线粗牙螺纹，螺距为3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动2毫米，则螺杆应转____1/3 _____圈，11.国标规定，三角带有__________ Y Z A B C D E _________共七种类型，代号“B2240”表示的含义是：______基准长度2240mm _____________。12.带传动主要是依靠____带和两轮接触面之间的摩擦力_________来传递与动和动力，（A）带和两轮接触面之间的正压力（B）带的紧边拉力（B）带和两轮接触面之间的摩擦力（D）带松边拉力

13.三角带横截面为等腰梯形，夹角为40度，在设计三角带轮时，轮槽夹角一般确定为 _________小于40度_____________（A）大于40度（B）等于40度（C）小于40度

14.带传动的中心距与小带轮的直径一定时，若增大传动比，则小带轮包角_______变小________，15.渐开线齿廓形状取决于_____________基圆________直径大小，16.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是__模数相等，压力角相等_______，17.齿轮传动的重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿数目______多_______，齿轮传动越______平稳_________，18.一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿距为15.7毫米，齿根圆直径为367.5mm，则该齿轮的齿数为______76________，19.闭式软齿面齿轮传动的强度设计，首先按_____齿面接触疲劳_____强度条件计算，校核_____齿根弯曲疲劳强度____________。20.轮系通常分为___________定轴轮系_________________和______________行星轮系_____________两种。

二、简要回答

1.作出下列机构图示位置压力角。

2.图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构

（1）作出图示位置压力角；（2）求该凸轮基圆半径rb；（3）求从动杆升程h。

3.螺纹联接的自锁条件是什么？在公称直径，螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较三角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹的自锁性（简述理由）。

螺旋升角小于当量摩擦角 由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差 4简述带传动中，为何限制带速在5——25m/s范围内？ 离心力大 转数多

5.在选择大小齿轮材料及热处理方法时，所要考虑的“配对”问题指的是什么？为什么要这样考虑？ 大小齿轮材料及热处理硬度差50左右，由于小齿轮转数多，更快失效

三、计算题

1，一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。答：m=420/(40+2)=10 d1=400 d2= 800 da2=800+20=820 df1=400-2*1.25m=375 df2=800-2*1.25m=775 a=10/2(40+80)=600 p=3.14*m=31.4

2，图示轮系，已知各轮齿数Z1=Z2'=41，Z2=Z3=39,求手柄H与轮1的传动比i1H。

答：(n1-nH)/(0-nH)=z2 z3/z1 z2'(-n1/nH)+1=z2 z3/z1 z2' i1H=1-(39*39/41*41)=0.095 一、填空 1.运动副是指能使两构件之间既能保持_____直接接触 ___接触，而又能产生一定的形式相对运动的___联接____。2.在____最短杆___机构中，如果将____对面___杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。3.平面连杆机构当行程速比K____ K>1____时，机构就具有急回特性。

4.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为___主动_______，曲柄为_____从动_____。5.凸轮机构能使从动杆按照___凸轮廓线__________实现各种复杂的运动。

6.键20X70GB1095—79的含义是___ A型平键 宽度b=20mm，长度L=70mm __________。7.三角带C2800的含义是____ C型 公称长度2800__________。8.牛头刨床的工作台进给机构用的是_____棘轮机构____________机构。

9.由于渐开线齿轮的传动比等于___基圆半径的反比______，所以即使两轮的安装中心距略有偏差，也不影响两轮的传动比。10.分度圆上的压力角等于_____20____，摸数取的是___标准值 ___值，齿厚和齿槽宽____相等 ________的齿轮，称为标准齿轮。

二、判断

1． 机构都是可动的。对

2． 通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。对

3． 在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就有曲柄。错 4． 凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。错

5． 外啮合槽轮机构，槽轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。错 6． 在任意圆周上，相邻两轮齿同侧渐开线间的距离，称为该圆上的齿距。对

7． 同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进行加工。对 8． 只有轴头上才有键槽。对

三．回答

1． 摆动导杆机构有无急回特性？有急回特性 极位夹角不等于零

2． 机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？运动时克服，固定夹紧时利用 3． 分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有无影响？有影响

4． 在什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇？向径、高度无变化

05． 怎样计算直齿圆柱齿传动的圆周力、径向力？Ft1=2T1/d1 Fr1=Ft1tg20 四．计算

1． 计算自由度

0

2． 某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿轮的齿数zz1=24，齿顶圆直径da1=78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。答：78=m(24+2)m=3 a=m/2(z1+z2)135=3/2(24+z2)z2 =66 da2=3*66+2*3=204 df2=3*66-2*1.25*3=190.5 i=66/24=2.75 3.在图示轮系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。求传动比i16。

i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5'

4在图示轮系中，各齿轮均为标准齿轮，已知z1=20，z2=48, z2=20。试求z3及传动比i1H。

'

z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2 n3=0 i1H=1-48*48/20*20=-4.76 5.一轴由一对7211AC的轴承支承，Fr1=3300N, Fr2=1000N, Fx=900N, 如图。试求两轴承的当量动载荷P。(S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87)

S=0.68Fr S1=0.68Fr1=0.68*3300N=2244N S2=0.68Fr2=0.68*1000N=680N S2+Fx=680+900=1580N

a1F=S1=2244N Fa2=S1-Fx=2244-900=1344N Fa1/Fr1=2244/3300=0.68=e Fa2/Fr2=1340/1000=1.344>e P1=3300N P2= 0.41*1000+0.87*1344=1579N

一、填空

1.图示机构中有___1__个虚约束。（A）0(B)1(C)2(D)3

2.图示机构要有确定运动，需要有___1__个原动件。（A）0(B)1(C)2(D)3

3.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40、b=60、c=60、d=70。当以a为机架，则此四杆机构为_____双曲柄机构____。

4.在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80，b=150，c=120，则d杆长度为_____110≤d≤190 ___。(A)d<110(B)110≤d≤190(c)d<190 5.凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮___凸轮廓线__ 所决定的。(A)转速(B)轮廓曲线(C)形状

6．凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心至__实际轮廓线上的最小____向径。（A）理论轮廓线上的最大(B)实际轮廓线上的最大(C)理论轮廓线上的最小(D)实际轮廓线上的最小

7．键联接的主要用途是使轮与轮毂之间___沿周向固定并传递扭距_____(A)沿轴向固定并传递轴向力(B)沿轴向可作相对滑动并具由导向性（C）沿周向固定并传递扭距(D)安装拆卸方便

8．A、B、C 三种类型的普通平键b、h、h相同，则工作中受挤压面积最大的应属__ B __型。9.平键联接所能传递的最大扭距为T，现要传递的扭距为1.5T，则应____安装一对平键___。（A）把键长增大到1.5倍(B)把键宽增加到1.5倍(C)把键高增加到1.5倍(D)安装一对平键

10．拧紧螺母的效率，主要与螺母的____导程角和牙型角__有关(A)导程角(B)线数(C)螺距和牙型角(D)导程角和牙型角

11．采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，且材料较软，在需要经常装拆的情况下宜采用____双头螺柱联接____。

(A)螺栓联接(B)双头螺柱联接(C)螺钉联接

12．普通螺栓联接中的松螺纹和紧螺纹之间的主要区别是：松螺纹联接中的螺纹部分不存在__拉伸 ___作用。(A)拉伸

(B)扭转(C)剪切

(D)弯曲

13．被联接件受横向外力作用时，如采用普通螺栓联接则螺栓可能的失效形式为___拉断______。(A)剪切与剂压破坏(B)拉断(C)拉扭断裂

14．三角带传动和平皮带传动相比较。其主要优点是___传动效率高_(A)在传递相同功率时尺寸较小(B)传动效率高(C)带的寿命长(D)带的价格便宜

15．国标规定：三角带有______ Y Z A B C D E _______七种类型传递能力最大的为__ Y __型。最小的为_e__型。代号A1000表示_ A型标准长度1000mm ___________。16.带的传动中的有效圆周Ft ___与负载无关______。

(A)随负载的增加而增加(B)随负载的增加而减少(C)与负载无关

17．带传动的中心距与小带轮的直径一定时，若增大传动比。则小带轮包角____减小___。(A)增大(B)减小(C)不变

18．汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是__传动轴____。(A)心轴(B)转轴(C)传动轴

19．渐开线齿廓形状取决于____基圆____直径大小。

20．一个齿轮上的圆有___齿顶圆，齿根圆，分度圆，基圆_____。(A)齿顶圆，齿根圆(B)齿顶圆，齿根圆，分度圆，基圆

(C)齿顶圆，节圆，基圆。齿根圆(D)齿顶圆，分度圆，节圆，齿根圆，基圆，21．渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其正确啮合条件为____模数和压力角相等______。

22.两轴在空间交错90的传动，如已知传递载荷及传动比都较大，则宜选用__蜗轮蜗杆传动_____。(A)螺旋齿轮传动(B)斜齿圆锥齿轮传动(C)蜗轮蜗杆传动

23．当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用_____轮系传动 __。(A)带传动(B)一对齿轮传动(C)轮系传动

24．一渐开线标准直齿圆柱齿轮，跨6个齿与跨7个齿所测的公法线长度分别为42.14mmy与49.52mm，则该齿轮模数为___ m=5_____。

25.闭式硬齿面齿轮传动的强度设计，首先按_____齿根弯曲疲劳强度_____强度条件计算出_____模数____。二，判断

1．（错）根据曲柄存在的条件已判定铰接四杆机构中存在曲柄，则此机构是不会成为双摇杆机构的。2．（错）普通平键联接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭距的。

3．（错）三角形螺纹具有较好的自锁性能。螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺母的松脱。所以就是在振动及交变载荷作用下，也不需要防松。

4．（错）m，d，ha c都是标准值的齿轮是标准齿轮。

5．（对）渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不变。

三．简答问题

1． 下列凸轮机构中，图___ b ____所画的压力角是正确的。＊＊0

2． 图示为尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构

（1）绘出压力角（2）绘出凸轮基圆半径（3）绘出从动杆升程h

3． 计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动。不具有确定的运动

4． 螺纹联接的自锁条件是什么？在螺纹导程角，摩擦系数相同情况下，试比较三角形、梯形、矩形螺纹的自锁性与效率。升角小于等于当量摩擦角 三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。5． 轴的结构设计主要考虑的因素有哪些？ 轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺

四．计算题。

1．已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=20，m=4mm，传动比i12=3，中心距a=144mm。试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。答：1.144=4/2(Z1+iZ1)Z1=18 Z2=3*18=54 d1=4*18 =72 d2=4*54 =216 da1=72+2*4=80 ra1=(72+2*4)/2=40 da2=216+2*4=224 ra2=(216+2*4)/2=112 df1=72-2*1,25*4=62 rf1=(72-2*1,25*4)/2=31 df2=216-2*1,25*4=206 rf2=(216-2*1,25*4)/2=103 2．图示轮系，已知Z1=20、Z1'=

24、Z2=30、Z2'=Z3 = Z4=

25、Z5=74，且已知nH1=100转/分。求nH2。

0

答：(n2-nH1)/(n5-nH1)=-Z1Z5/Z2Z1' n5=0 n2/nH1=1+Z1Z5/Z2Z1' nH1=100 求出n2=305.6(n2-nH2)/(n4-nH2)=-Z4/Z2' n2/nH2=1+Z4/Z2' 305.6/nH2=1+25/25 nH2=152.8 144=4/2(Z1+iZ1)Z1=18 Z2=3*18=54 d1=4*18 =72 d2=4*54 =216 da1=72+2*4=80 ra1=(72+2*4)/2=40 da2=216+2*4=224 ra2=(216+2*4)/2=112 df1=72-2*1,25*4=62 rf1=(72-2*1,25*4)/2=31 df2=216-2*1,25*4=206 rf2=(216-2*1,25*4)/2=103

一、填空

1.机器或机构各部分之间应具有____确定运动____运动。机器工作时，都能完成有用的_____机械功___或实现转换__能量______。

2.根据图中注明的尺寸，判断各铰链四杆机构的类型。

曲柄摇杆机构 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构

3.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的___基圆____。4.常用的间歇运动机构有_____棘轮___和____槽轮机构____。

5.在国家标准中，规定普通螺纹的牙型角为_600 _度，公称直径指的是螺纹的___外径_____。

6.我国三角带已经标准化，共分为____ Y Z A B C D E ____七种型号，三角带的锲角是_____ 400___度。

7.带传动中，当中心距a过大，常会引起带的__抖动______，而中心距a过小，又会加速带的____老化（失效）____。8.由渐开线的形成可知，离基圆越远的点，相应的压力角_____大 ___，我国规定标准压力角为____ 200____。9.斜齿圆柱齿轮的配对条件是____法面模数和压力角相等____，___螺旋角大小相等_____，____方向相反____。10.国家标准中，普通平键的主要尺寸6Xh按____轴径_选取。

11.对于安装有斜齿圆柱齿轮的传动轴，最好选用____角接触3、7（6）____滚动轴承支承此轴；对于安装直齿圆柱齿轮的传动轴，最好选用____向心

6、N ____滚动轴承支承此轴。

12.轴上安装零件有确定的位置，所以要对轴上的零件进行_____周向___固定和_____轴向___固定。

二、判断

1.机器是由机构组合而成的，机构的组合一定就是机器。（错）2.曲柄滑块机构滑块为主动时，有死点位置。（对）3.运动副是联接，联接也是运动副。（错）4.摆动导杆机构有急回特性。（对）5.m，d，ha c都是标准值的齿轮是标准齿轮。(错)

三、计算及绘图

1.计算图示机构的自由度。＊＊2.设计一铰链四杆机构。已知摇杆CD的长度为75mm,行程速比系数K=1.5,机架长度为100mm,摇杆的一个极限位置与机0架的夹角为45。

3.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径rb=40mm,滚子半径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件以等速运动规律上升，升程为32mm，对应凸轮推程角为120°；凸轮继续转过60°，从动件不动，凸轮转过剩余角度时，从动件等速返回。

4.已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z1=20、Z2=

18、Z3=56。求传动比i1H。

(n1-nH)/(n3-nH)=-Z3/Z1 n3=0

i1H=1+Z3/Z1=1+56/20=3.8 一．填空：

1． 机构具有确定运动的条件是：_____原动件数等于自由度数_________。2． 在轴的初步计算中，轴的直径是按__扭转强度__来初步确定的。3． 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，____不存在_____为死点位置。

（A）曲柄与连杆共线（B）摇杆与连杆共线（C）不存在

4． 凸轮机构基圆半径越_____大____，压力角越____小_____，机构传动性能越好。5． 凸轮机构中的压力角是指_____凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向____间的夹角。

（A）凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向。（B）凸轮上的接触点的法线与从动件的运动方向。（C）凸轮上的接触点的切线与从动件的运动方向。

6． 键B18*50的含义是__ B 型 长度50mm ___________________。7． 普通平键的三种形式为___ A __，___ B __，__ C ___。

8． 设计键联接的几项内容是：A：按轮毂宽度选择键长，B：按要求选择键的类型，C：按轴的直径选择键的剖面尺寸，D：对联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是_________ B C A D ____________。

9． 螺纹的公称直径是指它的___外径__。M16*2的含义是_________________细牙螺纹外径16螺距2____。10．用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用___三角形细牙螺纹______。（A）梯形螺纹（B）三角形细牙螺纹（C）三角形粗牙螺纹 11．某调整螺旋，采用双线粗牙螺纹，螺距为3mm，为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm，螺杆应转__2___圈。

（A）3（B）2（C）4（D）2.5 12 国标规定，三角带有_____ Y Z A B C D E ______七种类型，代号B2280表示_______ B 型 长度2280mm ______。13． 带传动主要依靠_____带和两轮之间接触面之间的摩擦力______来传递运动和动力的。

（A）带和两轮接触面之间的正压力（B）带的紧边拉力（C）带和两轮之间接触面之间的摩擦力（D）带的松边力 14．工作条件与型号一定的三角带，其寿命随小带轮直径的增大而_增大_。（A）增大（B）减小（C）无影响 15． 三角带横截面为等腰梯形，夹角为40度，则设计三角轮带时，轮槽夹角为_<40度_。（A）40度（B）>40度（C）<40度

16．带传动的主动轮直径d1=180mm,转速n1=940rpm,从动轮直径d2=710mm，转速n2=233rpm,则弹性滑动系数为ε_0.022_。17． 为使三角带传动种各根带受载均匀，带的根数不宜超过_10_根。（A）4（B）6（C）2（D）10 18． 渐开线齿廓形状取决于_____基圆____大小。

19． 渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件为：__模数压力角相等___。20． 齿轮传动的标准安装是指_______节圆分度圆重合________。

21． 齿轮传动的重合度越大，表示同时参加啮合的轮齿数目___多____，齿轮传动越_______平稳_____。22． 仿形法加工齿轮，根据被加工齿轮的 Z m __选择刀号。

23． 滚动轴承“6312”的含义是__深沟球轴承 直径系列3内径60____。24． 滚动轴承的额定动载荷是指__ L=1(10转)时承受的载荷____。

25． 在正常条件下，滚动轴承的主要失效形式是____滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀________。

（a）滚动体碎裂（b）滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀。（c）保持架破坏。（d）滚道磨损。

二 判断正误（10分）

1．凸轮机构中，凸轮最大压力角出现于凸轮轮廓坡度较陡的地方。（对）2．普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。（错）3．带传动中弹性滑动现象是不可避免的。（对）4.m,α,ħa*,c*都是标准的齿轮是标准齿轮。（错）5．工作中转动的轴称为转轴。（错）三 简要回答：（4X5分）

1． 绘制下列机构图示位置的压力角。2． 在螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较三角形，梯形，矩形螺纹的自锁性和效率（简述理由）。：由于牙型角三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。3． 为什么要限制标准齿轮的最少齿数？ ：范成法加工齿轮齿数少于17发生根切

4． 在选择大小齿轮材料及热处理方法时，应考虑一个什么问题，为什么？ ：配对材料大齿轮硬度大小齿轮硬度50左右 因为小齿轮受载次数多，齿根薄 四 计算题：（20分）

（7分）1．计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定的运动。

：2 具有确定的运动

（13分）2.图示轮系，已知Z1=30，Z2=20，Z2`=30，`Z3=74，且已知n1=100转/分。试求nH。

n3=0(n1-nH)/(-nH)=-Z2Z3/Z1Z2'

n1/nH=2.64 nH=37.88

一、选择题

1.在曲柄滑块机构中，当取滑块为原动件时，_______有两个______死点位置。A 有一个B 没有C 有两个D 有三个

2.对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_____最短杆____为机架，将得到双曲柄机构。A 最长杆 B 与最短杆相邻的构件 C 最短杆 D 与最短杆相对的构件

3.一个渐开线圆柱齿轮上有两个可见圆，___齿顶圆___、___齿根圆___和两个不可见圆：_分度圆__、__基圆__。A 分度圆、齿顶圆； 基圆、齿根圆 B 齿顶圆、基圆； 分度圆、齿根圆 C 分度圆、基圆； 齿顶圆、齿根圆 D 齿顶圆、齿根圆； 分度圆、基圆 4.渐开线齿廓基圆上的压力角 等于零 A 大于零 B 小于零 C 等于零 D 等于20°

5.用齿条型刀具范成加工渐开线直齿圆柱齿轮，当 Z<17_时，将发生根切现象。A Z=17 B Z<17 C Z>17 D Z=14 6.标准平键联接的承载能力，通常取决于____轮毂的挤压强度____。

A 轮毂的挤压强度 B 键的剪切强度 C 键的弯曲强度 D 键工作表面的挤压强度 7．对于齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，设计时一般_先按接触强度条件计算。

A 先按接触强度条件计算 B 先按弯曲强度条件计算 C 先按磨损条件计算 D 先按胶合条件计算 8.阿基米德圆柱蜗杆的____轴面___模数，应符合标准数值。A 端面 B 法面 C 轴面 D 无 9.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是__连杆与摇杆之间所夹锐角__。A 摇杆两个极限位置之间的夹角 B 连杆与摇杆之间所夹锐角 C连杆与曲柄之间所夹锐角 D 摇杆与机架之间所夹锐角

10.通常情况下，避免滚子从动件凸轮机构运动失真的合理措施是___减小滚子半径。A 增大滚子半径 B 减小滚子半径 C增大基圆半径 D 减小基圆半径

二、计算题

1.计算机构的自由度。=1 2.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a＝150mm，传动比i12=4, 小齿轮齿数Z1=20。试确定这对齿轮的模数m和大齿轮的齿数Z2、分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2。：Z2=iZ1=4*20=80 m=2a/(z1+z2)=2*150/120=2.5 da2=mZ2=200 da2=200+2*2.5=205 df2=200-2*1.25*2.5=193.5 3.图示轮系中蜗杆1为双头左旋蜗杆Z1=2，转向如图所示。蜗轮的齿数为Z2=50，蜗杆2为单头右旋蜗杆Z2’=1, 蜗轮3的齿数为Z3=40, 其余各轮齿数为Z3’=30, Z4=20, Z4’=26, Z5=18, Z5’=46, Z6=16, Z7=22。求i17。

：i17=Z2Z3Z4Z5Z6Z7/Z1Z2'Z3'Z4'Z5'Z6=50*40*20*18*22/2*1*30*26*46= 220.7

三、作图

设计一偏置尖顶移动从动件盘形凸轮机构。已知从动件的运动规律，曲线如图所示，凸轮的基圆、回转方向及从动件的初始位置如图所示，在图中的基圆圆周上已给出了十二个等分点。[说明] 作图过程可不作文字说明，但必须保留作图线。

四、简答题

1.滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是什么？：疲劳点蚀

2.常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合？： 三角螺纹用于联接，梯形、锯齿、矩形螺纹用于传动 3.一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上？：小带轮上 4.为什么常将轴设计为阶梯轴？：考虑轴上零件轴向定位、装拆

5.在进行滚动轴承的组合设计时应考虑哪些问题？：轴承轴向、周向定位，装拆，润滑密封等