天津大学《机械设计基础（主干课程）》期末考试必备题集

奥鹏期末考核

148862–天津大学《机械设计基础（主干课程）》奥鹏期末考试题库合集

单选题：
（1）机构具有确定相对运动的条件是（ ）。
A.机构的自由度数目等于主动件数目
B.机构的自由度数目大于主动件数目
C.机构的自由度数目小于主动件数目
D.机构的自由度数目大于等于主动件数目
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（2）在下列平面四杆机构中，无急回性质的机构是（ ）。
A.曲柄摇杆机构
B.摆动导杆机构
C.对心曲柄滑块机构
D.偏心曲柄滑块机构
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（3）滚子推杆盘形凸轮机构设计中，为避免凸轮实际轮廓曲线失真，正确的方法是（ ）。
A.增大滚子半径
B.增加从动件长度
C.减小基圆半径
D.增大基圆半径
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（4）一般中速中载条件，蜗轮齿圈常用什么材料制造（ ）。
A.碳刚
B.合金刚
C.青铜
D.铸铁
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（5）对于一对齿轮传动，若保持其传动比，齿轮分度圆直径和齿宽不变，改变其模数，则（ ）。
A.齿轮的弯曲强度不变，接触强度不变
B.齿轮的弯曲强度改变，接触强度不变
C.齿轮的弯曲强度不变，接触强度改变
D.齿轮的弯曲强度改变，接触强度改变
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（6）在承受横向载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓杆所受应力为（ ）。
A.扭切应力
B.拉应力
C.扭切应力和拉应力
D.扭切应力或拉应力
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（7）普通平键传递扭矩是靠键的（ ）。
A..顶面
B.底面
C.侧面
D.端面
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（8）带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为（ ）。
A.带存在弹性滑动
B.带容易变形和磨损
C.带在带轮上打滑
D.带的材料不符合虎克定律
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（9）转动心轴是（ ）。
A.只受扭矩，不受弯矩
B.只受弯矩，不受扭矩
C.既不受扭矩，又不受弯矩
D.既受扭矩，又受弯矩
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（10）在安装标准直齿圆柱齿轮时，若实际中心距大于标准中心距，则将使（ ）。
A..重合度变大
B.定角速比无法保证
C.啮合角变大
D.分度圆压力角变小
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（11）齿轮传动中的齿面接触应力变化特征可简化为（ ）。
A.脉动循环变应力
B.对称循环变应力
C.不变化的静应力
D.无规律变应力
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（12）齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在（ ）。
A..齿根部分
B.靠近节线处的齿根部分
C.齿顶部分
D.靠近节线处的齿顶部分
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（13）
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（14）
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（15）转轴工作时承受（ ）。
A.转矩和弯矩
B.弯矩
C.转矩
D.摩擦力矩
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（16）
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（17）一般转速的滚动轴承计算准则是（ ）。
A.进行静强度计算
B.进行极限转速计算
C.进行疲劳寿命计算
D.进行热平衡计算
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（18）滚动轴承的基本额定动载荷是指（ ）。
A.滚动轴承能承受的最大载荷
B.滚动轴承能承受的最小载荷
C.滚动轴承在基本额定寿命L10＝106转时所能承受的载荷
D.一批滚动轴承能承受的平均载荷。
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（19）在机械中安装飞轮，可以（ ）。
A.减小周期性速度波动
B.消除周期性速度波动
C.减小非周期性速度波动
D.消除非周期性速度波
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（20）下列对“机械”一词正确定义的是：（ ）。
A.机器的组合体
B.机器和机构的总称
C.机件的组合体
D.机构的组合体
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（21）平面四杆机构中存在急回特性的必要条件是：（ ）。
A.传动角大于零
B.压力角等于零
C.极位夹角大于零
D.摆角大于零
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（22）下列凸轮运动规律中从动件加速度和速度都没有冲击的是（ ）。
A.匀速运动
B.余弦加速度运动
C.正弦加速度运动
D.匀加匀减速运动
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（23）、棘轮机构中的主动件一般是：（ ）。
A.棘轮
B.棘爪
C.止动棘爪
D.以上都不是
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（24）在机械系统中安装飞轮后，下列对系统功率和运动波动评价正确的是：（ ）。
A.功率不变，波动变小
B.功率增大，波动变小
C.功率变小，波动变大
D.功率变小，波动变大
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（25）渐开线标准齿轮的根切现象发生在（ ）。
A.模数较大时
B.模数较小时
C.齿数较少时
D.齿数较多时
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（26）在下列四种型号的滚动轴承中， 必须成对使用（ ）。
A.深沟球轴承
B.圆锥滚子轴承
C.推力球轴承
D.圆柱滚子轴承
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（27）在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、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.弹性套柱销联轴器
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（28）凸轮与从动件在接触处组成（ ）。
A.高副
B.低副
C.回转副
D.移动副
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（29）对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是（ ）。
A..拉力
B.扭矩
C.压力
D.拉力和扭矩
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（30）平键的横截面是矩形，其（ ）是工作表面，并与键槽有配合关系。
A.上、下表面
B.两个侧面
C.上、下表面和两个侧面
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（31）V带传动中，带的楔角为400，而轮槽的楔角小于400，其原因是（ ）。
A.带会磨损
B.增加摩擦力
C.轮槽会磨损
D.带弯曲变形后楔角会减小
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（32）当轴毂连接因承载能力不足而采用两个平键时，一般应使两个平键（ ）。
A.相隔450
B.相隔900～1200
C.相隔1800
D.设置在同一母线上
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（33）蜗杆传动中，（ ）关系不成立。
A.i=n1/n2
B.i=1/2
C.i=z2/z1
D.i=d2/d1
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（34）在螺栓联接中，采用双螺母，其目的是（ ）。
A.提高强度
B.提高刚度
C.降低螺栓所受的拉力
D.放松
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（35）
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（36）
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（37）润滑油的工作温度必须比（ ）低20-30 0C才能确保安全。
A.燃点
B.倾点
C.闪点
D.滴点
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（38）减小链传动中的动载荷，最有效的措施是（ ）。
A.减小节距
B.降低链轮转速
C.增加链轮齿数
D.增大中心距
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（39）减速蜗杆传动中,用( )来计算传动比i是错误的。
A.
B.
C.
D.
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简答题：
（1）提高螺栓联接强度的措施有哪些？
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（2）闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分？
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（3）带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？
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弹性滑动是由带材料的弹性和紧边、松边的拉力差引起的。只要带传动具有承载能力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。

（4）根据渐开线的形成过程，简述渐开线的主要特性？
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2）渐开线上任一点的法线必与基圆相切；
3）渐开线的形状决定于基圆的大小；
4）渐开线上各点的压力角不相等；
5）基圆以内无渐开线。

（5）螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？
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摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系。

（6）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）
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（7）计算图4所示惯机构的自由度,如有复合铰链、局部自由度和虚约束请指出(直接标在图上),并说明该机构是否具有确定的运动?为什么?
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(2)n=5,PL=7,Ph=0
(3)F=3n-2 PL- Ph
=1
机构具有确定运动。
因为机构自由度数目等于原动件数。

（8）计算图5所示机构的自由度,如有复合铰链、局部自由度和虚约束请指出,并说明该机构是否具有确定的运动?
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“E′”点为虚约束,“F”点为局部自由度。
(2)n=7,PL =9,Ph=1 F=3n-2 PL- Ph
=37-29-1=2
∴机构自由度数目=机构原动件数目。
∴该机构具有确定运动。

图5

（9）试说明蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件。
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且旋向相同。

（10）根据图6所示尺寸,判断下列机构分别属于铰链四杆机构的何种类型,并说明理由。图6
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图6

(1)双曲柄机构;(2)曲柄摇杆机构;(3)双摇杆机构;(4)双摇杆机构。

（11）图7所示螺栓联接中,已知螺栓小径,螺栓材料的许用应力为。被联接件接合面的摩擦因数为,可靠系数为。试计算该联接许可传递的最大静载荷。
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（12）图8在图7所示轮系中,已知 。且、。试求:当和转动方向相反时,求行星架H的转速及转动方向。图8
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nH=-10r/min,nH与n1转向相反。

（13）如图9所示,一工程机械中的传动装置,根据工作条件决定采用一对角接触球轴承,并暂定轴承型号7308AC。已知轴承载荷作用中心作用的径向载荷Fr1=2060N,Fr2=1000N,外加作用在轴心线上的轴向载荷FX=680N,方向如图所示。转速n=3000r/min,运转中受中等冲击(fp=1.2),工作温度t1000C(ft=1.0),基本额定动载荷Cr=35500N,预期使用寿命L‘h=2300h。试校核所选轴承型号是否恰当。附参数:(1)Fs=0.68Fr;(2)(Fa/Fr)≤0.68时,X=1.0,Y=0;(Fa/Fr)0.68时,X=0.41,Y=0.87; 图9
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（14）图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出:(1)当凸轮从初始位置转过=90时,从动件走过的位移S1;(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时,凸轮转过的相应角度。说明:(1)不必作文字说明,但必须保留作图线;(2)S1和只需在图上标出,不必度量出数值。
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按-方向转90,在图上正确标出S1
过B2点作偏距圆切线,正确标出2角

（15）图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构,指出图中的其它结构错误(不少于7处)。(注:润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)
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(2)轮毂键槽结构不对;
(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上;
(4)键槽处没有局部剖;
(5)端盖孔与轴径间无间隙;
(6)多一个键;
(7)齿轮左侧轴向定位不可靠;
(8)齿轮右侧无轴向定位;
(9)轴承安装方向不对;
(10)轴承外圈定位超高;
(11)轴与轴承端盖相碰。

（16）一工程机械传动装置中的锥齿轮轴,采用一对30207圆锥滚子轴承(基本额定动载荷Cr=54.2kN,基本额静动载荷Cr0=63.5kN)支承,背靠背的反装(如图所示)。已知作用于锥齿轮上的径向力Fre=5000N,轴向力Fae=1000N,其方向和作用位置如图所示。轴的转速n1=1450r/min,运转中受轻微冲击(fP=1.2),常温下工作(ft=1),试求:(1)轴承所受的径向载荷Fr1,Fr2;(2)轴承1、2派生轴向力Fd1,Fd2,并在图中画出其方向;(3)轴承所受的轴向载荷Fa1,Fa2;(4)轴承所受的当量动载荷P1,P2。(5)轴承的额定寿命Lh1,Lh2;
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Fr1=[Fre(L1+L2)—0.5dmFae]/L2=[5000(100+400)-0.52001000]/400=6000(N)
Fr 2=[-FreL1+0.5dmFae]/L2=[-5000100+0.52001000]/400=-1000(N)
(2)Fd1=Fr1/(2Y)=6000/(21.6)=1875N,
Fd2=Fr2/(2Y)=1000/(21.6)=312.5N,其方向如图所示;
(3)Fae+Fd2=1000+312.5=1312.5d1=1875,轴有向左窜动趋势,
故:轴承1为放松端,Fa1=Fd1=1875N,
轴承2为压紧端,Fa2=Fd1-Fae=1875-1000=875N
(4)计算轴承1、2的当量动载荷:
轴承1:
Fa1/Fr1=1875/6000=0.31251=1、Y1=0;
P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.2(16000+02500)=7200N
轴承2:
Fa2/Fr2=875/1000=0.875>0.37=e,故:X2=0.4、Y2=1.6;
P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.2(0.41000+1.6875)=2160N
(5)轴承的寿命Lh1,Lh2:

（17）某锥齿轮减速器主动轴选用外圈窄边相对安装的30206轴承支承,已知轴上的轴向外载荷FA=560N,方向如图所示,两轴承的径向载荷分别为FrI=1500N,FrII=3500N,内部轴向力为Fs=Fr/2Y,Y=1.6,判别系数e=0.37(当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0;当Fa/Fre时,X=0.4,Y=1.6)。试画出内部轴向力FSI、FSII的方向,并计算轴承当量动载荷PI、PII。
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(2)轴向力
FSⅡ+FA=1094+560=1654NFSⅠ
轴承Ⅰ被压紧 FaⅠ=FSⅡ+FA=1654N
轴承Ⅱ被放松 FaⅡ=FSⅡ=1094N
(3)当量动载荷
FaⅠ/FrⅠ=1654/1500e
XⅠ=0.4 YⅠ=1.6
PⅠ=XⅠFrⅠ+YⅠFaⅠ=0.41500+1.61654=2646.4N
FaⅡ/FrⅡ=1094/3500e
XⅡ=1 YⅡ=0
PⅡ=XⅡFYⅡ=13500=3500N

（18）计算图示机构的自由度,若含有复合铰链,局部自由度和虚约束请明确指出。
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H处(或I处)为虚约束,应除去
(2)计算自由度
n=6, PL=8, PA=1
F=3n-2P1=PH
=36-28-1
=1

（19）已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮的齿数z1=18。试确定大齿轮的齿数z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径、齿顶圆直径。
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∴Z2=i12Z1=318=54
∵a=(z1+z2)
∴m= =3mm
d1=mz1=318=54mm
d2=mz2=354=162mm
da1=d1+2ha*m=54+6=60mm
da2=d2+2ha*m=162+6=168nn

（20）在图示传动装置中,已知各轮齿数为:z1=20, z2=40, z3=20, z4=30, z5=80,运动从Ⅰ轴输入,Ⅱ轴输出,nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。
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对于3、4、5、H组成的行星轮系,有
i
将n5=0代入上式得
即 =1+4=5 ……………(1)
对于1、2齿轮组成的定轴轮系,有
i
即=-2…………(2)
联立解(1)、(2)式,并考虑到nⅠ=n1, n2=nH,n3=nⅡ得
将nⅠ=1000r/min代入,得nⅡ=-2500r/min
负号说明nⅡ转向与nⅠ转向相反。

（21）某轴用一对圆锥滚子轴承支承,外圈窄边相对安装,已知两轴承所承受的径向载荷分别为FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N,其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0,当Fa/Fre时,X=0.4,Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。
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轴承Ⅰ被放松 FaⅠ=FSⅠ=2430N
轴承Ⅱ被压紧 FaⅡ=FSⅡ=3430N
当量动载荷
FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27e
XⅠ=1 YⅠ=0
PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N
FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686e
XⅡ=0.4 YⅡ=1.88
PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.45000+1.883430=12672.6N

（22）如图所示轮系中,已知,,,,,,,求传动比。又当n1=1450r/min时,nH =?
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3/、4、5为定轴轮系
得
联立以上二式得
所以

（23）已知在某二级直齿锥齿轮——斜齿圆柱齿轮传动中,1轮为驱动轮,3轮的螺旋线方向如题图所示。为了使II轴轴承上所受的轴向力抵消一部分,试确定1轮的转动方向。并将各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4轮的螺旋线方向和1轮的转动方向标在图中。
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（24）如图示刚性联轴器,螺栓孔分布圆直径为D,其传递的扭矩为T,若使用M16的普通螺栓(其螺纹小径为d1),联轴器接合面的摩擦系数为,可靠性系数为K,螺栓材料的许用应力为[],试分析需要螺栓的个数z的表达式。
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设每个螺栓受的工作载荷为F,所需螺栓个数为Z
则: …………
(2)应力分析
…………
故:

（25）已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。
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蜗杆为右旋
Ft2与蜗轮分度圆相切,指向左端
Ft1与蜗杆分度圆相切,指向右端
Fa1与蜗杆轴线平行,指向右
Fa2与蜗轮轴线平行,指向左

（26）试分析只受预紧力F′作用的单个螺栓联接的应力情况,写出其强度计算公式,并指出公式中每个参数的物理意义。
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= ≤[]
—拉应力,d1—螺栓最小直径,[]—许用拉应力。

其他题：
（1）图1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,画出两个齿轮和蜗轮的旋转方向;2)标出两个齿轮和蜗杆的轴向力方向;3)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?
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2)小齿轮轴向力向左,大齿轮轴向力向右,蜗杆轴向力向右。
3)不合理。蜗杆轴上受到所有轴向力互相抵消一部分或全部抵消为合理。

（2）图2所示的圆柱蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动中,已知蜗杆右旋,齿轮1为原动件,其转动方向如图所示。为使斜齿轮2与蜗杆3所受的轴向力可部分抵消,试在图上标明:(1)蜗轮4的转动方向和斜齿圆柱齿轮1、2的螺旋线方向。(2)斜齿轮2与蜗杆3所受各分力的方向。
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（3）结构分析如图3所示为减速器的部分机构,指出图中结构错误及不合理之处,并说明理由。
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(1)左端轴的过长不应与轴承端盖接触,会产生摩擦影响传动。
(2)左侧轴承安装反了,会导致左侧的轴向力无法传递。
(3)左侧轴承右侧轴向定位处的套筒直径过大,超出轴承内圈直径,会使轴承内圈无法拆卸。
(4)左侧齿轮左侧轴向定位有误,即与齿轮轮毂配合的轴段过长,其长度应比齿轮轮毂宽度短1-2mm。
(5)左侧齿轮周向定位有误,平键过长。
(6)两个传动齿轮之间的轴向定位不应是套筒,应该为轴环。
(7)右侧齿轮周向定位有误,平键过长。
(8)右侧齿轮右侧轴向定位有误,即与齿轮轮毂配合的轴段过长,其长度应比齿轮轮毂宽度短1-2mm。
(9)右侧轴承左侧轴向定位处的套筒直径过大,超出轴承内圈直径,会使轴承内圈无法拆卸。
(10)右侧轴承安装反了,会导致右侧的轴向力无法传递。
(11)右端轴的轴颈过长不应与轴承端盖接触,会产生摩擦影响传动。