074#——机械设计基础解析.doc

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1、年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 机械设计基础模拟题 1 一、 单向选择题 1. 机构具有确定运动的条件是原动构件数（ B ）机构的自由度数。 A. 多于 B. 等于 C. 少于 2. 曲柄摇杆机构的急回特性可以用（ A ）表示，其值越大，急回性能越 （C ）。 A.行程速比系数 K B. 摇杆的摆角 C. 显著 D.不显著 3. 在 h*a和a相同时，斜齿轮不根切的最少齿数 （B ）直齿轮不根切的最少 齿数。 A、等于 B、小于 C、大于 4. 混合轮系中，太阳轮（中心轮）指的是 （C ）。 A.轴线不固定的齿轮 B. 轴线固定的齿轮 C.轴线固定且与

2、行星轮啮合的齿轮。 5. 机械结构中，常用（B ）螺纹作为联接螺纹。 A.梯形 B.三角形 C.矩形 6. 在平键联接中，键的剖面尺寸 b、h 是按（A ）选取的。 A.轴的直径 B.键的强度 C.轮毂尺寸 7. 一对齿轮啮合传动时，大、小齿轮上齿面的接触应力（ C ）。 A. （T H1= c H2 B. CH1 c H2 C. （T H1 H2 二、 填空题 1 两个构件直接接触而又能产生一定 相对运动的联接称为运动副。 2. 斜齿轮的 端面参数为标准参数，而几何尺寸计算中，套用直齿轮公式 时，应代入端面参数 3. 铰链四杆机构 ABCD 中，已知 A 吐 25mm BO 70mm CD=

3、 65mm AD= 95mrp 当 AD 为机架时，是 曲柄摇杆 机构，当 AB 为机架时，是 双曲柄 机构。 4. 周转轮系按太阳轮是否运动分为 行星轮系 和差动轮系 两类 5. 直齿锥齿轮的强度计算是按 齿宽中点处 的当量直齿圆柱齿轮进行的。 6. 经过动平衡的回转构件 能 达到静平衡。 三、作图题 1.在图示尖底从动件盘状凸轮机构中, 凸轮作逆时针转动，绘出图中凸轮 机构的压力角。年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 表达式 解：发生在带的紧边开始绕上小带轮处 二m ax、G 匚2 6 四、自由度计算题 计算图示机构自由度， 如有局部自由度、 合铰链应

4、指出，并判定机构运动是否确定 头的构件为原动件）。 解：D 为局部自由度 B 为复合铰链 F 为虚约束 F=3*6-2*8-1=1=原动件数 运动确定 五、齿轮机构计算题 已知齿轮 1、2 是一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮， m =2mm a = 20 , z 20，Z2= 48;齿轮 3、4 是一对外啮合标准斜齿圆柱齿轮 ，z 3= 16, Z4= 37, 2、图示减速带传动，要求在图上标出： 1） n1 的转向 2） 画出带在传动过程中应力分布图，并指出最大应力发生在何处，写出 C max的 虚约束、 复 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 mn=

5、2.5mm , a n= 20 ,试完成：年级 ;层次 ;专业 ;姓名 计算直齿轮 1 的分度圆半径 ri,齿顶圆半径 rai,基圆半径 rbi,及齿距（周 节）pi ； 若斜齿轮 3、4 的中心距与直齿轮 1、2 的标准中心距相等，试求斜齿轮 的螺旋角；并判断齿轮 3 是否根切。 七、联接计算题 图示汽缸内的工作压力 p= 1.4 MPa,内径 D = 220mm,缸盖与缸体间由沿圆周均布的 10 个普通螺栓相联接，螺栓的许用应力6 =120MPa,取残余预紧力 F为工作载荷 F 的 1.5 倍。试求： 每个螺栓所受的工作载荷F; 每个螺栓所受的总拉力F0 ; 计算所用螺栓公称直径 d。 大

6、径 d( mm) 12 16 18 20 小径 d1 (mm) 10.106 13.835 15.294 17.294 八、齿轮强度计算题 已知外啮合标准直齿圆柱齿轮减速器输出轴的转速 n 2 = 400 r/min ，输入 轴功率 P1 = 4kW,K=1.4,Z E = 189.8 MPa , Z H = 2.5，其余参数如下表所示。验 算齿轮传动的接触疲劳强度（忽略摩擦损失） 数 m Z b C H 轮号 (mm) (mm) MPa 六、轮系计算题 图示周转轮系中，已知各轮齿数分别为: Z4= 60, n1= 200rpm ,n 4= 50rpm , 试求：转臂 乙=15 ， Z2 =

7、25 ，Za = 20 ， (1) n 1 n 1 H 的转速 nH的大小和方向 n4转向相同时； n4转向相反时。 TTT 1） 2） 3） 彭年级 ;层次 ;专业 ;姓名 Z3 Zmin Fr (Fa/Fr) e e FS X Y X Y 1 0 0.41 0.87 0.68 0.68Fr 参考答案： 四、F=1 机构运动确定 ri G 亍 m =22 rbr,cos20 =18.79 a68 _ mn(Z3 Z4)_ 2.5(16 37) = 68 a34 2cos ： cos ：二 0.9743 ：=13.02 Z=17COS3 2cos : = 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后

8、上交 九、轴承计算题 图示为受轴向载荷 FA作用的轴，两端用相同的 70000AC 型轴承支承, 已知：Fri=2100N, Fr2=4200N, FA=1000N ;有关参数见表，试求: 1） 内部轴向力 Fsi，FS2,并在图上标出方向； 2） 轴承所受的轴向负荷 Fai，Faz； 3） 当量动负荷 Pri，Pr2,并指出哪个轴承先失效。 注：齿面接触强度条件式: ZEZq 智凹兰比MPa bdi u 小齿轮 2. 5 20 55 600 大齿轮 2. 5 50 50 540 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 不根切。 ni - _ Z2Z4 n4

9、- nH Z1Z3 1 )n1 、n4转向相同时 nH =75 与 n1、n4同向 2 )n1 、n4转向相反时 25 nH = - 3 与 n4同向 七、 外载 Q=5.322X 104 (N) 每个螺栓 F= 5.322 X 103 ( N) Fo= F +F 已知 F 二 1.5F Fo=1.33X 104 (N) di 13.544(mm) 查表取 M16 螺栓 d1=13.835(mm) 13.544(mm) 八、 i=Z2/z1=50/20=2.5 T1=38200Nmm b=b2=50mm (T H= (T H】1, (T H2) min=540MPa 二 H =519.34MP

10、a T He Fa2/ Fr2=2856/4200=e X2=1,Y2=0 , X1=0.41,Y1=0.87 Pr1= 2475N Pr2=4200N Pr2 Pr1, 2 轴承先失效。 机械设计基础模拟题 2 一、单向选择题 1. 如果原动件的数目大于机构自由度的数目，那么（ b ）。 A.具有确定性运动 B 可以运动，但运动不确定 C无法运动，机构可能损坏 2. 在曲柄摇杆机构中，常以特性参数（ c ）作为判断其传力性能的标志。 A.摆角书 B.极位夹角9 C.传动角丫 D.行程速比系数 3. 凸轮机构在从动杆运动规律不变情况下，若缩小凸轮基园半径，则压力角 （c ）。 A.减小 B.

11、不变 C .增大 4. 一直齿圆锥齿轮， 齿数 Z = 15,分度圆锥角亠30，用齿条插刀进行展成 法加工时，（a ） 根切。 A. 不会 B. 一定 C. 不一定 5. 在定轴轮系中，惰轮（介轮）的使用，（b ） 传动比的大小，（a ）年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 传动比的符号。 A.改变 B.不改变 C.不一定改变 6. 刚性转子动平衡的条件是（c ）0 A.总惯性力之和为零 B. 总惯性力矩之和为零 二、填空题 1. 两构件在速度瞬心点的瞬时相对速度为 _o _ ，瞬时绝对速度 _ 不为 0 _ 0 2. 铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长

12、条件必须满足： 最短杆与最长 杆的长度之和小于或等于其余两构件的长度之和 _ 且必须 最短杆_作机 架。 3. 凸轮机构中，从动件的运动规律为等速运动时，将出现 刚性 冲击；而 从动件的运动规律为简谐运动时，将出现 柔性 冲击。 4. 平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 端面模数和端面压力角分别相 5. 齿轮机构的可分性是指 传动比不受中心距变化的影响 6. 齿轮传动的主要失效形式有 轮齿折断、齿面磨损、齿面污浊、齿面胶合、 塑性变形 。 7. 平键是靠键的 侧 面来传递载荷：而楔键是靠 上下 面来传递 载荷。 8. 带传动的弹性滑动是由 带的弹性变形 引起的，它是 不可 避免的。 三、作图题

13、 1.如图所示为一偏置曲柄滑块机构，用作图法画出: 1） 滑块的行程 H 2）曲柄为原动件时的最大压力角:-max C.总惯性力和总惯性力矩之和都为零 7. 螺纹联接防松的根本问题在于（d ） A.增加螺纹联接的轴向力 C.防止螺纹副的相对转动 8. 在蜗杆传动中，其传动比 A. 匕良 B. S di B. D. i =( 土 =仝 d Z 0 增加螺纹联接的横向力 增加螺纹联接的刚度 ） n：=i： z Z C. 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 四、机构自由度计算题 计算下面机构的自由度，并指出其中的局部自由度、虚 约束、复合铰链等，并判定机构运动是

14、否确定。 （绘有 箭头的构件为原动件）。 解：F=3*4-2*5-1=1=原动件数，运动是确定的。 2. v 带传动的工作原理是什么？在图上画出作 用在与主动轮 1 接触胶带上的摩擦力方向和作 用在与从动轮 2 接触胶带上的摩擦力方向 工作原理：利用带与带轮之间的摩擦传动 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 五、齿轮机构计算题年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 在一对标准安装的外啮合渐开线正常齿制标准直齿圆柱齿轮传动中， 已知:m = 2 mm、:- = 20 、z 1 = 20、z = 60。试求两轮下列尺寸 中心距

15、 a、分度圆半径 ri、r2 ；基圆半径 w、rb2 ; 若改为两标准外啮合斜齿轮传动 ,参数不变（即n=20 , mn=2mm, z i =20、Z2 = 60）,安装中心距为 82mm 求其螺旋角的大小 六、 轮系计算题 T / “ i 图示轮系，已知： 乙=20,乙=40, Z2 = 50,Z3=30, Z3=20,乙=30, ni=1000r/min。求：（1）i IH ； 2 厂 n H的大小，并指出转向与 ni是否相同。 一 七、螺纹联接题 1.在图示的单个普通螺栓紧联接中，被联接件承 受横向载荷 Fp、摩擦系数为 f、可靠性系数为 C。 写出螺栓预紧力 F的表达式。 试 2.如图

16、 1 所示，方形盖板用四只 M16 螺钉与箱体联接，盖板中心 O 点装有吊环。已知 Fz=20kN 残余预 紧力 F” =06F （F 为单个螺钉的工作 载） ,螺钉许用应力（7 =120MPa, M16 螺纹小径 d1=13.835mm 试校核 螺钉的强度。 0 + + + 八、轴承计算题 Fa/Fre Fa/Fr15000h 此轴承合适。 ；姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 mz “ r1 = 20 2 m r2 _ = 60 2 rb1 = A cos20 =18.79 rb2 = r2 cos20 a =82 1： -12.68 = 六、 定轴轮系 1-2 : i 12

17、 n n2 Z2 Zi 周转轮系 2 -3-3 -4-H: Z3Z4 二-0.9 F F Z2Z3 七、 1. 2. (1) (2) 1H _ -3.8 nH 二-263.16 与 n1反向 CF p _ CF p 其中 m =1 , z=1 p fmz F=Fz/z=5000 (N) 年级 ;层次 ;专业 L10h15000h 此轴承合适。 Fa/Fr=740/1810=0.4088e / X=0.56, Y=1.81 P 仁 Fr=1810 N P2=XFr+YFa=2353N L10h=16146.8hFo= F +F =8000(N) (T = 69.18 Mpa (T =120 螺栓

18、强度合格 八、 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 机械设计基础模拟题 3 一、单向选择题 1. 如果机构自由度的数目大于零，那么机构（ C ）具有确定性运 动。 A. 一定 B .一定不 C .不一定 2. 右图所示的铰链四杆机构中，L 仁 40mmL2=100mmL3=90mmL4=60mm 当以（C ）为机架时，此机构为双摇杆机构。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 3. 设计凸轮机构，当凸轮角速度co 1、从动件运动规律已知时，则（ B A. 基圆半径 r越大，压力角a就越大 B. 基圆半径 r越小，压力角a就越大 C. 滚子半径 rb越小，

19、压力角a就越小九、 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 4. 斜齿圆柱齿轮的齿数为 z，分度圆处螺旋角为B ,其当量齿数 Zv 为 （B ）。 z z z A、 sin 3 ： B cos 3 ： C、 cos - 5. 标准直齿圆柱齿轮的齿形系数 YF只与（A ）有关。 A.齿宽 b B.齿数 z C.模数 m D. 分度圆直径 d 6. 要传递转矩大、导向精度要求高的动联接，轴与毂间宜采用（ C ）联接 A. 普通平键 B. 导向平键 C. 花键 7. 带传动中，打滑首先发生在（ B ）。 A.大轮上 B.小轮上 C.两轮同时打滑 公式中，当量弯距 M

20、e = （ B C. M TC. 2 的运动副称为 咼副 。 2. 家用缝纫机在使用时，有时会出现踏不动或倒车现象，这是由于 处于死点 位置 而引起的。正常运转时，借助于 皮带轮的惯性 消除这种不良影响。 3. 一对齿轮传动中，纯滚动的两个圆是 节 圆，啮合角与两齿轮 _ 节 圆上的压力角相等。 4. 差动轮系是指 自由度为 2 的周转轮系。 5. 常用联接螺纹用 圆锥牙型，传动螺纹用 圆柱牙型。 6. 齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在 靠近节线的齿根面上（接触疲劳强度最 低） _ 。 7. 设计 V 带传动时，应根据 V 带的带型 来确定小带轮的直径。 8. 刚性回转体的静平衡条件： 分布于转子

21、上的各个偏心惯性力的合力为零 或质径积的向量和为零 ，而动平衡条件为: 当转子转动时，转子上分布 在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩均为 _ 零 。 三、作图题 1. 试画出机构在图示位置的压力角 a和传动角丫，并标出其极位夹角 08、按弯扭合成计算轴径 A. . M2 + T2 B. d 乏 3；0T b JM 2 二、填空题 1.两构件通过面接触组成的运动副称为 低副；两构件通过点或线接触组成 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 2. 在图中 O A 分别为盘状凸轮的回转中心和形心，试在图中画出凸轮的偏距 圆、基圆、B 点的压

22、力角:， B 点从动件的位移 s，行程 h 四、机构自由度计算 计算图示机构的自由度，若存在局部自由度、虚约束、复合铰 链，请指出，并判定机构运动是否确定。（绘有箭头的构件为原 动件）。 答：F=3*3-2*3-2=仁 原动件数、运动是是确定的。T1 I 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 五、齿轮机构计算题 一对标准安装的外啮合渐开线正常齿制标准直齿圆柱齿轮传动 中，已知安装中心距为 112mm 其中，小齿轮的各有关参数为： m =4 mm, a 1=20，齿数 乙=16。试确定： 1） 大齿轮 2 的模数 m、压力角a 2和齿数乙； 2） 计算小齿轮的尺寸：分度圆半径 r1，基圆半径 rb1，分

23、度圆齿距 p1 六、联接计算题 图示凸缘联轴器，其左右两联轴节用 4 只普通螺 栓联接， 传递的转矩 T = 200 Nm 两联轴节间的摩擦 系数 f = 0 . 15,螺栓的许用应力为-=77MPa， 若取可靠性系数C=1.2，试确定螺栓小径 d1 ? 七、齿轮传动计算题 试应用公式 J = 2KTlYFaYsa二F丨 MPa，分析： bd1m 1） 哪个齿轮弯曲强度弱；2）验算最弱齿轮的弯曲疲劳强度 已知：R = 10 kW、n1 = 955 r/min 、m = 3 mm、K = 1.6 小轮 大轮 Z1 b1 mm Y Fa1 Y Sa1 c F1 MPa Z2 b2 mm Y Fa2

24、 YSa2 c F2 MPa 20 65 2.8 1.55 460 60 60 2.27 1.73 400 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 八、轴承计算题 某深沟球轴承，基本额定动负荷 C=54200N，轴承 I 受径向力 Fri=1000N, 轴向力 Fai=1425N 轴承 II 受径向力 Fr2=2000N 轴向力 FQ =625N,转速 n = 1440r/min，工作中受等冲击 fp =1.5，工作温度低于 120 度匸=1，问此轴承的 工作寿命可达多少小时? L0： fTC fpP e Fa/Frve Fa/Fre 0.37 X Y X Y

25、 1 0 0.4 1.6 九、综合分析题 电动机经带传动二级齿轮减速器的减速传动系统，要求在图上标出: 1） 带传动符合紧边在下时，各轴转向； 2） 减速器中间轴 （川 轴）上齿轮 2、3 轴向力方 向相反时，大小圆柱齿轮 的齿斜方向及中间轴上齿 轮 2、3 的受力方向（用 Ft、Fr、Fa分力表示）。 参考答案： 四、 F=1 机构运动确定 五、 1 ） 年级 ；层次 ；专业 ；姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 -大齿轮弯曲强度弱 6 5 2) T1=9.55X 106P1/n1 = 105Nmm -F 2 =116 .4 MPa (T F2(T F2=400MPa,.弯曲疲

26、劳强度足够。 八、 Fa1/Fr1=1.425e Fa2/Fr2=0.3125 e X1= 0.4, Y1=1.6 X2=1 Y2=0 .P2=Fr2=2000 N P1=X1Fr1+Y1Fa1=2680N m2 = m = 4 cc 1 二 20 mzi “ A - = 32 2 hi = r cos20 = 30.07 pi = m = 4 六、写出公式或平衡条件式 3 F = 4.44X 103N di _9.77mm 七、1) .丫Fa1 -Pi 1 = 0.0094 二 YFa2YSa2 年级 ;层次 ;专业 ;姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 L10h=1667O(fTC16670( 54200 丫 = n ( fpP) - 1440 11.5江 2680- 此轴承的工作寿命可达 28372.2 小时年级 ；层次 ；专业 ；姓名 复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 九、