华南理工大学机械设计基础

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1、机械设计基础试题一. 填空题（每空格1分，共30分）1. 在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和 小于或等于 其余两杆长度之和。2. 确定凸轮基圆半径的原则是在保证max条件下， 考虑缩小凸轮尺寸 。3. 一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是 不相 等的。4. 在设计V带传动时，V带的型号是根据 计算功率 和 小轮转速 选取的。5. 对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向 相同 。6. 滚动轴承主要失效形式是 塑性变形 和 疲劳点蚀 。7. 在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取Z1= 1、2、4 ，蜗杆头数越少，自锁性越 强 。8. 普通螺纹联接承受横向外

2、载荷时，依靠 接触面摩擦 承载，螺栓本身受 _拉伸_作用，可能的失效形式为 螺纹部分的塑性变形或断裂 。9. 平键联接中， 两侧 面是工作面，楔形键联接中， 上下表 面是工作面。10. 对于闭式软齿面齿轮传动，主要按 接触疲劳 强度进行设计，而按 弯曲疲劳 强度进行校核。11. 蜗杆传动发热计算的目的是防止 过热 而产生齿面 胶合 失效。12. 带传动中，带上受的三种应力是 拉里产生的拉 应力， 弯曲 应力和 离心拉 应力。最大应力发生在 紧边与小轮接触处 。13. 链轮的转速 越快 ，节距 越大 ，齿数 越少 ，则链传动的动载荷就越大。14. 轴上的键槽通常采用 铣 加工方法获得。15. 联

3、轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是 联轴器只能在机器停机的状态下才能分离，而离合器能在机器运转情况下接合或分离 。16. 验算非液体摩擦滑动轴承的pv值是为了防止 过热而产生胶合 ；验算轴承速度v是为了防止 p较小的情况下，由于v过大而使轴瓦磨损加速 。二. 判断题（正确的在题后括号内划“”，错误的划“”，每小题1分，共15分）1. 一个平键联接能传递的最大扭矩为T，则安装一对平键能传递的最大扭矩为2T。 （ ）2. 在铰链四杆机构中，如果以最短构件为机架，则可能存在一个曲柄。 （ ）3. 硬齿面齿轮只可能产生轮齿折断，不会产生齿面点蚀。 （ ）4. 矩形螺纹用于传动，而普通三角

4、螺纹用于联接。 （ ）5. 对于只有一个圆销的外槽轮机构，槽轮的运动时间一定小于静止的时间。（ ）6. 滚动轴承内座圈与轴颈的配合，通常采用基轴制。 （ ）7. 适用于高速运动的凸轮机构从动件运动规律为余弦加速度运动。 （ ）8. 在螺纹联接中，采用加高螺母以增加旋合圈数的办法对提高螺栓的强度并没有多少作用。 （ ）9. 在多根三角带传动中，当一根带失效时，应将所有带更换。 （ ）10. 减速器输入轴的直径应小于输出轴的直径。 （ ）11. 维持边界油膜不遭破坏是非液体摩擦滑动轴承的设计依据。 （ ）12. 一对齿轮圆柱若接触强度不够时，应增大模数；而齿根弯曲强度不够时，则要加大分度圆直径。

5、（ ）13. 实际的轴多做成阶梯形，主要是为了减轻轴的重量，降低政治制造费用。（ ）14. 蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使传动效率降低，蜗杆刚度提高。 （ ）15. 链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的，但链传动的平均传动比恒定不变。 （ ）三. 问答题（共40分）1. 带传动为什么要限制小带轮的最小直径、最大传动比和带的根数？（10分）2. 轴按受载情况分类有哪些形式？自行车的前轮轴、中轴和后轮轴各属于什么轴？（10分）3. 导向平键和普通平键各适用于什么场合，可能出现的失效形式是什么？其尺寸宽度b、高度h、长度l如何确定？（10分）4. 什么叫硬齿面齿

6、轮？什么叫软齿面齿轮？各适用于什么场合？（10分）四. 选择题（每小题1分，共15分）1. 下面那种情况下，存在死点 。A、双曲柄机构； B、对心曲柄滑块机构，曲柄主动；C、曲柄摇杆机构，曲柄主动； D、曲柄摇杆机构，摇杆主动。2. 最适合凸轮高速运转的从动件运动规律是 。A、等速运动； B、等加速运动与等减速运动；C、简谐运动； D、摆线运动。3. 蜗杆传动中，作用在蜗轮上的三个啮合力，通常以 为最大。A、圆周力Ft2； B、径向力F r2； C、轴向力Fa2。4. 带传动采用张紧轮的目的是 。A、减轻带的弹性滑动； B、提高带的寿命；C、改变带的运动方向； D、调节带的初拉力。5. 下列零

7、件的失效形式中， 不属于强度问题。A、滑动轴承的轴瓦发生胶合； B、齿轮的齿面发生疲劳点蚀；C、平键联接中的侧面挤压； D、滚动轴承滚道的塑性变形。6. 齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在 。A、靠近齿顶处； B、靠近齿根处；C、靠近节线的齿顶处； D、靠近节线的齿根部分。7. 一对相啮合的圆柱齿轮，其接触应力的大小是 。A、； B、； C、； D、可能相等，也可能不相等。8. 在良好的润滑和密封情况下，滚动轴承的主要失效形式是 。A、塑性变形； B、胶合； C、磨损； D、疲劳点蚀。9. 当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用 来轴向定位，所受的轴向力较大。A圆螺母； B紧定螺钉；

8、 C弹性挡圈； D楔形键。10. 在圆柱螺旋弹簧中，弹簧旋绕比是 之比。 A、弹簧线径d与中径D； B、自由长度H0与弹簧线径d；C、弹簧中径D与弹簧线径d； D、弹簧外径D2与弹簧线径d。11. 在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴相对位移以及可缓和冲击、吸收振动的是 。 A、凸缘联轴器； B、齿式联轴器； C、万向联轴器；D、弹性柱销联轴器。12. 用于薄壁零件联接的螺纹，应采用 。A、三角形细牙螺纹； B、梯形螺纹；C、锯齿型螺纹； D、多线三角形粗牙螺纹。13. 闭式软齿面齿轮传动设计中，小齿轮齿数的选择应 。A、以不根切为原则，选少些； B、选多少都可以；C、在保证齿根弯曲强度前提下

9、，选多些。14. 受不变载荷作用的心轴，轴表面某固定点的弯曲应力是 。 A、静应力； B、 脉动循环变应力；C、对称脉动循环变应力； D、非对称脉动循环变应力。15. 链传动中，链节数取偶数， 链轮齿数取奇数，最好互为质数，其原因是 。 A 、链条与链轮轮齿磨损均匀； B、工作平稳；C、避免采用过渡链节； D、具有抗冲击力。五. 分析及计算题（共40分）1.（10分）图中所示轴承中，采用一对角接触球轴承（轴承的附加轴向力的计算式为S=0.7R），轴承的径向载荷分别为R1=15000N，R2=7000N，作用在轴上的轴向外加载荷Fa=5600N，46312型轴承的e=0.68，当轴承的轴向载荷与

10、径向载荷之比A/Re时，X= 0.41，Y= 0.87， fp=1，试计算：（1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；（2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。FaS1R2R1S2第1题图2.（10分）如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。1）小圆柱齿轮主动时，画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。2）从轴承和轴受力情况分析，这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理？为什么？3）按图示方案设计完成后，如果误将蜗杆减速器放在高速级，而负载功率及转速均不变，分析可能会出现什么问题？1电动机 2、4联轴器 3斜齿圆柱齿轮减速器 5蜗杆减速器第2题图3.（10分）受轴向力紧螺栓联接的螺栓刚度为C

11、1=400000N/mm，被联接件刚度为C2=1600000N/mm，螺栓所受预紧力F=8000N，螺栓所受工作载荷F=4000N。要求： 1）按比例画出螺栓与被联接件变形关系图（比例尺自定）；2）用计算法求出螺栓所受的总拉力F0和剩余预紧力F。4.（10分）某单根V带传动，已知小轮包角1=150，若带与带轮间的当量摩擦因素=0.5，张紧力F0=280N，带速=7m/s，若不计离心力影响，试求该传动所能传递的最大功率P。六. 结构设计题（10分）指出图上的错误并改正。（用图表示或用文字解释均可）机械设计基础试题七. 填空题（每空格1分，共30分）1、一对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化

12、成 机构。2、机构处于死点位置时，其传动角为 ，压力角为 。3、在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中， 运动规律有刚性冲击， 运动规律有柔性冲击。4、有一外槽轮机构，已知槽轮的槽数z=4，转盘上安有一个圆销，则该槽轮机构的运动系数k= ，其静止系数k= 。5、正变位齿轮与标准齿轮比较其分度圆齿厚 ，齿槽宽 。6、对于闭式软齿面齿轮传动，主要按 强度进行设计，按 强度进行校核，此时，影响齿轮强度的最主要的几何参数是 。7、为了尽量获得比较紧凑的结构，在满足轮齿弯曲强度条件下，允许轮齿根部有轻微根切时，其最少齿数可为 。8、蜗杆传动中，蜗杆的头数根据 和 选定；蜗轮的齿数主要是根据 确定。9、限制带

13、在小轮上的包角1120o的目的是 。10、链传动中，如果链齿数采用 数，则链节数应取 数。11、在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 。12、平键联接的主要失效形式为工作面的压溃，因此，通常只按 进行强度校核计算。13、圆柱拉、压螺旋弹簧设计，若增大弹簧指数C，则弹簧的刚度 ；若增加弹簧的工作圈数n，则弹簧的刚度 。14、轴上零件的轴向定位和固定，常用的方法有 、 和 等。15、滑动轴承的失效形式有 、 、 和 等。八. 判断题（正确的在题后括号内划“”，错误的划“”，每小题1.5分，共15分）1、在铰链四杆机构中，通过取不同构件作为机架，则可以分别得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机

14、构。（ ）2、凸轮机构中，基圆半径主要是根据凸轮结构尺寸及强度确定。（ ）3、槽轮机构的运动系数不会等于零或1。 （ ）4、一只直齿轮和一只斜齿轮，只要满足两者的模数和压力角相等就可以正确啮合。（ ）5、采用变位齿轮可以制成齿数少于17而不发生根切的齿轮，可以实现非标准中心距的无侧隙传动，可以使大小齿轮的抗弯能力接近相等。 （ ）6、带速越高，产生的离心应力越大，因此应将带传动布置在多级传动的低速级。（ ）7、平键连接结构简单、装拆容易、对中性好，但不能够同时承受径向力和轴向力。（ ）8、合金钢的力学性能比碳素钢高，故轴常用合金钢制造。（ ）9、滚动轴承内座圈与轴颈的配合，通常采用基孔制。（

15、）10、滑块联轴器用于低速场合，而齿轮联轴器则可用于较高转速。（ ）九. 问答题（共40分）1、（1）带传动通常在什么情况下发生打滑现象？（2）带传动中的小带轮包角不能过小，给出几种增大带轮包角的措施。（10分）2、（1）当传递功率较大时，可用单排大节距链条，也可用多排小节距链条，两者各有何特点？（2）在什么情况下，需要加张紧装置？（10分）3、螺纹联接为什么要拧紧？在什么情况下螺纹联接需要防松，防松方法有哪些？（10分）4、现有一对啮合的大、小齿轮，问：（1）哪个齿轮的弯曲应力大？ （2）若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，那么哪一个齿轮齿根弯曲疲劳强度高？（10分）十.

16、 选择题（每小题1分，共15分）1、当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角总是出现在 。A、连杆与曲柄成一条线时； B、连杆与机架成一条线时；C、曲柄与机架成一条线时； D、曲柄、连杆与机架成一条线时。2、在尖端推杆盘型凸轮机构中，若将原来的推杆分别换成：a）滚子推杆；b）平底推杆。则推杆的运动规律： 。A、a）与原推杆的运动规律相同； B、b）与原推杆的运动规律相同；C、a）b）与原推杆运动规律均相同； D、a）b）与原推杆运动规律均不相同。3、在间隙机构中，棘轮机构的传动平稳性比槽轮机构的 。A、传动平稳性好； B、传动平稳性差；C、传动平稳性相同；4、斜齿圆柱齿轮传动比直齿圆柱齿轮传

17、动重合度 。A、小； B、相等； C、大5、与齿轮传动和链传动相比，带传动的主要优点是 。 A、工作平稳，无噪音； B、传动的重量轻；C、摩擦损失小，效率高； D、寿命较长。6、为提高链传动使用寿命，防止过早脱链，当节距p一定时，链轮齿数应 。A、增大； B、减少； C、不变7、闭式蜗杆传动失效的主要形式是 。A、齿面塑性变形； B、磨损；C、胶合； D、点蚀。8、齿轮传动中，若中心距及其他条件不变，当 ，则齿根弯曲强度增大。A、减小模数，增多齿数时； B、增大模数，减少齿数时；C、增多齿数，两齿轮均负变位时； D、增大传动比。9、为提高螺栓联接的疲劳强度，应 。A、减小螺栓刚度，增大被联接件

18、刚度；B、同时减小螺栓与被联接件刚度；C、增大螺栓刚度，减小被联接件刚度； D、同时增大螺栓与被联接件刚度。10、普通平键联接的承载能力，通常取决于 。A、键、轮毂、轴三者中最弱者的挤压强度； B、键的抗剪强度； C、轮毂的挤压强度； D、键工作表面的挤压强度。11、_轴承必须成对使用。A、N类； B、5类； C、6类； D、7类。12、非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是 。A、点蚀； B、胶合；C、磨损； D、塑性变形。13、联轴器和离合器的主要作用是 。A缓冲、减振； B传递运动和转矩；C防止机器发生过载； D补偿两轴的不同心或热膨胀。14、工作时只承受转矩，不传递弯矩的轴，称为 。 1-

19、279A、心轴； B、转轴； C、传动轴； D、曲轴15、设计时若将圆柱螺旋弹簧的工作圈数n减少数圈，而其他参数不变，则此时弹簧的刚度K 。A、减小； B、增大 C、 不变 D、不确定。十一. 分析及计算题（共40分）1.（10分）如图所示的蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的圆锥齿轮z4的转向心n4。（1）为使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向；（2）在图上标出各轮轴向力的方向。z4z3z1z2n4第1题图2.（10分）图示为某转轴由一对30307E型号的圆锥滚子轴承支承。轴承所受的径向负荷：R1=8000N， R2=5000N，轴上作用的轴向负荷F

20、a= l000N，载荷系数fp=1.2，轴承内部轴向力计算公式为S=R/2Y；e = 0.3；当A/Re时，X= 1，Y= 0，当A/Re时，X=0.4，Y= 1.9，试求：（1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；（2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。FaR1R2第2题图3.（10分）已知普通螺栓联接的相对刚度C1/(C1+C2)=0.7，作用一工作载荷F=2000N，试求当剩余预紧力F=0、F=0.5F和F=F时，螺栓所受预紧力F和总拉力F0。4.（10分）一V带传动传递的最大功率P=5kw，主动带轮的基准直径d1=180mm，转速n1=1000r/min，初拉力F0=1100N，试计算传动带的紧边拉力F1和松边拉力F2。十二. 结构设计题（10分）指出图上的错误并改正。（用图表示或用文字解释均可）第 12 页