湖北2022年专升本《机械设计基础》模拟题（2）

《机械设计基础》试题三

一、选择填空题(有8小题，每题2分,共16。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上)

1.用于制造滚动轴承套圈及滚动体的常用材料是__;

A)45， B)GCr15， C)HT200， D)Q235

2.__决定了从动件的运动规律;

A)凸轮转速，B)凸轮轮廓曲线，C)凸轮的形状

3.一对标准齿轮传动，大小齿轮齿面接触应力分别为H1 ，H2，则存在__;

A)H1H2，B)H1 H2，C)H1 =H2

4.两个被联接件之一较厚，材料较软，强度较低，且需要经常装拆时，所用的螺纹联接应为__联接;

A)螺栓，B)双头螺柱，C)螺钉，D)紧定螺钉

5.带传动与齿轮传动相比的一个优点是__;

A)可缓和冲击、吸收振动，B)传动比稳定，C)寿命长，D)效率高

6.按弯扭合成计算轴的强度时，计算当量弯矩公式

中的系数α是考虑__;

A)材料抗弯与抗扭的性能不同，B)弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同，

C)强度理论的要求

7.齿轮根切的现象发生在__的场合;

A)齿数较少， B)齿数较多， C)模数较小 ，D)模数较大

8.不能保证固定不变的传动比的传动是__;

A)齿轮传动， B)带传动， C)蜗杆传动

二、填空题(有6小题，16个空，每空1分,共16分。把答案填在题中横线上)

9.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为________;

10.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是________、________;

11.对钢制闭式齿轮传动，当HB350时，主要失效形式为__________和__________，应按_______________强度设计，并按_________________强度进行校核计算;

12.直齿标准齿轮的基本参数(用符号表示)是______、______、______、______、c*;

13.凸轮机构主要由___________、___________和固定机架三个基本构件组成;

14.在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为___________，只能往复摇摆某一角度的构件称为___________，直接与两连架杆相连接，借以传递运动和动力的构件称为___________;

三、问答题(有4小题，每题5分,共20分)

15.螺纹联接的防松方法，按工作原理来分可分为哪几种?要求每一种举一例。

16.什么是滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷?

17.试解释带传动中弹性滑动和打滑现象。弹性滑动和打滑会引起什么后果?二者都可以避免吗?

18.铰链四杆机构的基本形式有几种?

四、改错题(有1小题，每题2分，共2分，圈出题中文字错误处，并用线引在题外的空白处改正)

19.仅承受扭矩的轴叫转轴。

五、计算题(有4小题，分别为5分，8分，9分，8分，共30分)

20.下图为某深沟球轴承的载荷P与寿命L的关系曲线，试求：

1)此轴承的基本额定动载荷C;

2)若轴承当量动载荷P=0.1C，轴承转速n=1000r/min，轴承寿命Lh为多少?

21.有一滑动轴承，其轴颈直径d=100mm，B/d=1.4，[p]=8MPa，[V]=3 m/s，[pV]=15MPa.m/s，转速n=500r/min，问此轴承允许最大工作载荷为多少?

22.如图所示用两个M10(小径，中径，)的螺钉固定一牵引钩。若螺钉材料为Q235钢，屈服极限，装配时控制预紧力(安全系数取),考虑摩擦传力的可靠性系数(防滑系数),接合面摩擦因数=0.2，求其允许的牵引力FR(取计算直径dc=d1)。

23.一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，已知模数m=2mm，齿数z1=25，z2=75。求齿距p，全齿高h，分度圆直径d1，d2，齿顶圆直径da1，齿根圆直径df2，标准中心距a和传动比i。

六、分析题(有1小题，每题6分，共6分)

24.按图所示铰链四杆机构中的尺寸，分别确定各机构的名称。

七、作图题(有2小题，每题5分,共10分)

25.请画出螺栓联接式蜗轮结构图(剖面图)。

26.试分析图中受单向轴向力Fa的角接触球轴承结构中的不合理结构处，并画出正确结构。

参考答案

一、选择填空题(有8小题，每题2分,共16分)

1.B 2.B 3.C 4.B 5.A 6.B 7.A 8.B

二、填空题(有12小题，16个空，每空1分,共16分)

9.基圆

10.m1=m2，α1=α2;

11.点蚀，轮齿折断，接触，弯曲;

12.z，m，α，ha*;

13.凸轮，从动件;

14.曲柄，摇杆，连杆;

三、问答题(有5小题，每题4分,共20分)

15.答：摩擦防松，如用对顶螺母，弹簧垫圈，自琐螺母等。

机械防松，如开口销与六角开槽螺母，止动垫圈，串联钢丝等。

其它防松，如铆冲，胶粘等

16.答：按一组轴承中10%的轴承发生点蚀失效，而90%的轴承不发生点蚀失效前轴承内外圈的相对转数(以106为单位)或工作小时数作为轴承的寿命，并把这个寿命叫做基本额定寿命。滚动轴承基本额定动载荷，就是使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷。

17.答：带传动的弹性滑动与打滑的主要区别是弹性滑动是局部滑动，会引起传动比不准,是不可避免的;打滑是全面滑动，将是带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。

18.答: 铰链四杆机构的基本型式有三种:曲柄摇杆机构;双曲柄机构; 双摇杆机构

四、改错题(有1小题，每题2分，共2分)

19.答：转轴→传动轴

五、计算题(有4小题，分别为5分，8分，9分，8分，共30分)

20.(本小题5分)

21.(本小题8分)

22.(本小题9分)

23.解：由已知条件

齿距 p=πm=3.14×2=6.28mm

全齿高 h=2.25m=2.25×2=4.5mm

分度圆直径 d1=m z1=2×25=50mm

d2=m z2=2×75=150mm

齿顶圆直径 da1= d1+2m=50+2×2=54mm

齿根圆直径 df2= d2-2.5m=150-2.5×2=145mm

标准中心距 a=( d1+ d2)/2=(50+150)/2=100mm

传动比 i= z2/ z1=75/25=3

(每个答案1分,共8分)

六、分析题(有1小题，每题6分，共6分)

24.答：a)双曲柄机构;b)曲柄摇杆机构;c)双摇杆机构;d)双摇杆机构(答对一个得1分,共4分)

七、作图题(有2小题，每题2分,共12分)

25.(本小题5分)

26.(本小题5分)不合理结构：

1)受轴向力方向应为轴承“大口”指向“小口”，图中轴承装反;2)沿轴向力传递路线，角接触轴承外圈左侧的弹性挡圈无必要。

正确结构如图。

《机械设计基础》试题四

一、填空题(每空1分，共20分)

1.一个没有任何约束的物体，它有 个自由度。

2.带传动的主要失效形式是 、 及带与带轮的磨损。

3.平键联接靠键和键槽的 传力，高度方向有 ，不会影响轴与轴

上零件的对中。

4.常用的滑动轴承材料分为金属材料、 和______________ 三类。

5.受轴向外载荷的螺栓联接，其螺栓的轴向总载荷等于工作载荷与 之和。

6.行程速比系数K是表示铰链四杆机构 性质的参数。

7.既受到扭矩又受到弯距的轴称为 。

8.在用范成法加工齿轮时，若被加工齿轮的齿数小于 ，则可能出现根切现象。

9.零件受载时在传力的接触表面上会产生应力，其中面接触传力为 应力，点、线接触传力为 应力。

10.在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的 是避免机构发生运动失真的有效措施。

11.螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离是螺旋的 。

12.在V带传动设计中，限制带轮最小直径主要是为了限制带传动中的 。

13.开式齿轮传动的主要失效形式是 和 。

14.滚动轴承的配合制度是轴承与轴的配合为 ，轴承与轴承座孔的配合为 。

二、计算题(每小题20分，共60分)

1.计算下列结构的自由度，并指出机构中的复合铰链、虚约束。

2.在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数，Z2=27，Z2’=45，，已知齿轮1的转速=330r/min，试求转臂H的转速nH(大小与方向)。

3.有一轴用一对46309轴承支承，轴承的基本额定动负载=48.1kN，内部轴向力S=0.7Fr，已知轴上承力=2500N， =1600N，轴的转速n=960r/min，尺寸如图所示。若取载荷系数=1.2，试计算轴承的使用寿命。

参考答案

一、填空题(每空1分，共20分)

1.6 2.打滑 疲劳破坏 3.侧面 间隙 4.非金属材料 粉末冶金材料

5.剩余预紧力 6.急回运动 7.转轴 8.17 9.挤压 接触 10.基圆半径

11.导程 12.弯曲应力 13.磨损 轮齿折断 14.基孔制 基轴制

二、计算题(每小题20分，共60分)

1.解(共20分)

(1)活动构件数n=5，低副数 PL =7，高副数PH =0 (3分)

因此自由度数 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1 (5分)

C为复合铰链 (2分)

(2)活动构件数n=5，低副数 PL =7，高副数PH =0 (3分)

因此自由度数 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1 (5分)

F、G为同一个移动副，存在一个虚约束。 (2分)

2.解(共20分)：

(1)判断转化轮系齿轮的转动方向

由画箭头法可知，齿轮1与齿轮3的转动方向相反。 (2分)

(2)转化轮系传动比关系式

3.解(共20分)

《机械设计基础》试题五

一.选择题(每题2分，共20分)

1.齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是(…)。

A.45号钢 B.ZG340~640 C.20Cr D.38CrMnAlA

2.一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的(…)必须相等。

A.直径d B.模数m C.齿宽b D.齿数z

3.蜗杆传动是(…)

A.啮合传动 B.在中间平面内，蜗轮蜗杆啮合相当于斜齿轮直齿轮啮合

C.传动效率高 D.传动比不大

4.带传动是依靠(…)来传递运动和功率的。

A.带与带轮接触面之间的正压力 B.带与带轮接触面之间的摩擦力

C.带的紧边拉力 D.带的松边拉力

5.带张紧的目的是(…)

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.使带具有一定的初拉力

6.型号为7210AC轴承的轴承套圈内径为(…)

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

7.键的剖面尺寸bXh通常是根据(…)从标准中选取。

A.传递的转矩 B.传递的功率 C.轮毂的长度 D.轴的直径

8.联轴器与离合器的主要作用是( )。

A.缓冲、减振 B.传递运动与转矩

C.防止机器发生过载 D.补偿两轴的不同心或热膨胀

9.的孔与轴可以是(…)。

A.过盈配合 B.间隙配合 C.过渡配合 D.非配合连接

10.当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能(…)。

A.好 B.差 C.相同 D.不一定

二.填空题(每空1.5分，共30分)

1.采用凸台或沉头座孔做为螺栓头或螺母的支承面是为了( )

2.自行车的中轴是( )轴，而前轮轴是( )轴。

3.平键B20X80 GB1096-79中，20X80是表示 ( )。

4.滚子链16A—1X88 GB/T 1243-97的节距为( )。

5.平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于( )。

6.一台机器空运转。对外不做功，这时机器的效率等于( )。

7.对于四杆曲柄摇杆机构，如果以曲柄作为机架，则该机构为( )。

8.当平面连杆机构在死点位置时，此时的传动角为( )。

9.平面机构具有确定运动的条件是( )。

10.机械效率等于( )功与( )功之比，它反映了( )功在机械中的有效利用程度。

11.外力撤消后构件上能完全消失的变形称为( )，不能完全消失而残留的永久变形称为( )。

12.在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是( )和( ) 。

13.在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越( )，所设计的机构越紧凑，但是压力角( )，使机构的工作情况变坏。

14.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮( )和( )必须分别相等。

15.斜齿圆柱齿轮的标准模数是( )。直齿圆锥齿轮的标准模数是( )。

16.渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮( )、( )和( )必须分别相等。

17.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取( )处的接触应力为计算依据，其载荷由( )对轮齿承担。

18.平键的截面尺寸应按( )从键的标准中查取，键的长度L可参照( )从标准中选取。必要时应进行强度校核。

19.轴如按受载性质区分，主要受( )的轴为心轴，主要受( )的轴为传动轴。

20.机械速度的波动可分为( )和( )两类。

三、试分析齿轮、轴、轴承部件组合设计的错误结构(如下图)，至少找出五处或五处以上的错误;用序号指明错误的位置并用文字说明。(15分)

四、计算题(1题，共15分)

如图所示的轮系中，已知z1 =z2 =z4 =z5 =20，z3 =z6 =60，齿轮1的转速n1 =1440(r/min),求齿轮6的转速(大小及方向)(方向用箭头表示)。

五、已知一正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，齿数z1=20，模数m = 2mm，拟将该齿轮作某外啮合传动的主动齿轮，现须配一从动齿轮，要求传动比i=3.5，试计算从动齿轮的几何尺寸及两轮的中心距。(20分)

参考答案

一.选择题

1.C 2.B 3.A 4.B 5.D 6.C 7.D 8.B 9.D 10.A

二.填空题

1.防止螺栓承受弯矩。2.阶梯轴，固定心轴。3.键宽X键高。4.25.4。

5.0度。6.0。7.双曲柄机构。8.0。9.自由度=原动件数。10.有用功，总功，总。

11.弹性变形，塑性变形。 12.有一最短杆，最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。13.小，增大。14.模数，压力角15.法面模数mn 大端模数m

16.模数，压力角和螺旋角17.节点，一。18.轴径d，轮毂长度。19.弯矩，扭矩。

20.周期性 非周期性。

三.结构改错题

1.解题要点

此轴承组合设计有以下四个方面的错误：

(1)转动件与静止件接触：轴与轴盖;套筒与轴承外圈

(2)轴上零件未定位、未固定：筒顶不住齿轮(过定位);卡圈不需要

(3)工艺不合理：

加工：精加工面过长且加工不方便;联轴器孔未打通;箱体加工面与非加工面没有分开

安装：轴肩过高，无法拆卸轴承;键过长，套筒无法装入

调整：无垫片，无法调整轴承游隙

(4)润滑与密封：齿轮用油润滑，轴承用脂润滑而挡油盘;缺缺密封件

四.计算题

解题要点：

(1)本题所示为一个定轴轮系。

(2)其转动比为

五、计算题

《机械设计基础》试题六及答案

一、填空题 (每空1分，共30分)

1. 机构具有确定运动的条件是 自由度F>0 且 原动件数等于自由度F 。

2. 在曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线位置时称为 死点 ，此时机构的传动角为 0°，压力角为 90°。

3. 在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中， 等速 运动规律有刚性冲击; 正弦加速度 运动规律无冲击。

4. 带传动工作时，最大应力发生在 紧边进入小带轮处 ，最大值为

5. 带传动的设计准则为：在保证带传动不发生 打滑 的前提下，带具有一定的 疲劳 强度和使用寿命。

6. 一对渐开线齿轮正确啮合条件为： 模数相等 、 压力角相等及 ，齿轮连续啮合条件为：重合度大于1 。

7. 图示减速器中，1为蜗杆，2为蜗轮，3、4均为斜齿轮，主动轴蜗杆为顺时针旋转，蜗轮为右旋，则蜗杆螺旋线方向为 右旋 ，若希望蜗轮2和小齿轮3的轴向力能抵消一部分，则齿轮3的螺旋线方向为右旋 ，齿轮4的轴向力方向为 向上 。

8. 按轴工作时所承受的载荷不同，可把轴分成 心轴 ， 转轴 ， 传动轴 。

9. 代号为7312C的滚动轴承，其类型名称为 角接触球轴承 ，内径为

60 mm，宽度系列代号为 0 ，直径系列代号为 3 。

10. 螺纹连接中，按其工作原理不同，螺纹防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 和 破坏螺纹副关系防松 等。

11. 轴承的基本额定动载荷是指轴承的 基本额定寿命 恰好为时，轴承所能承受的载荷值。

二、问答题(每题6分，共24分)

1.请说明平面机构速度瞬心的概念，并简述三心定理。

答：瞬心是指互相作平面相对运动的两构件在任一瞬时，其相对速度为0的重合点，或者是绝对速度相等的重合点。(3分)三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心(1.5分)，它们位于同一直线上(1.5分)。

2.简述闭式齿轮传动的设计准则

答：1)对于软齿面闭式齿轮传动，通常先按齿面接触疲劳强度进行设计(2分)，然后校核齿根弯曲疲劳强度(1分)。2)对于硬齿面闭式齿轮传动，通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计(2分)，然后校核齿面接触疲劳强度(1分)。

3.平键连接的工作原理是什么?主要失效形式有哪些?平键的截面尺寸bxh是如何确定的?

答：平键的工作面为两侧面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。(2分)

主要失效形式是工作面的压溃和键的剪断。(2分)截面尺寸根据轴径d由标准查出。(2分)

4.简述形成流体动压油膜的必要条件。

答：形成动压油膜的必要条件是：1)相对运动表面之间必须形成收敛形间隙;(2分)2)要有一定的相对运动速度，并使润滑油从大口流入，从小口流出;(2分)3)间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。(2分)

三、分析计算题：(共34分)

1.(8分) 如图示螺栓联接的受力-变形图。若保证残余预紧力的大小等于其预紧力F’的一半。求该联接所能承受的最大工作载荷和螺栓所受的总拉力。

解：在受力-变形图中标出残余预紧力、预紧力及工作载荷，(4分)

由图中几何关系可知螺栓连接最大工作载荷为:

2.(8分) 计算图中所示机构的自由度数，若该机构存在局部自由度、复合铰链、虚约束等请在图中指明。

答： 活动构件数：n=7低副数：PL=9

高副数：PH=1 F=3n-2PL-PH=2(5分)

F处存在局部自由度(1分)，E处或E’处存在虚约束(1分)，C处存在复合铰链(1分)。

4.(10分) 如图所示轮系中，若已知各轮齿数，求 的大小, 并说明轮1与转臂H的转向相同还是相反。

四、结构题(12分)

试分析图示齿轮轴轴系结构上的结构错误，在图中编号并指出错误原因。轴承采用脂润滑。

位置1、两轴承类型一致，角接触轴承应成对使用;

位置2、旋转件和静止件接触;

位置3、齿轮安装轴段的长度应小于齿轮宽度;

位置4、无键槽;

位置5、联轴器轴段无轴向定位，应设计成阶梯轴;

位置6、与轴承内圈配合轴段太长，应设计成阶梯轴;

位置7、机箱体应加凸台以减小加工面积;

位置8、应加调整垫片;

位置9、键槽孔太长;

位置10、缺甩油环;

位置11、轴肩太高，轴承内圈无法拆卸;

位置12、无密封。

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