专升本《机械设计基础》专升本习题及答案

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机械设计基础专升本复习题（一）

一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号×

1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( )

2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。 ( )

3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。 ( )

4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( )

5．带传动中，打滑现象是不可避免的。 ( )

6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。

( )

7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( )

8．平键的工作面是两个侧面。 ( )

9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。 ( )

10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（ ）

11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( )

12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。 ( )

13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。 ( )

14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( )

15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( )

16．周转轮系的自由度一定为1。 ( )

17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。 ( )

18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。 ( )

19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。 ( )

20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( )

二、填空题

1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是

2．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称为

。

3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的

加以限制。

4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要

5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用

6．轴上零件的轴向固定方法有

7．常用的滑动轴承材料分为

8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为

9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构

和 凸轮机构。

10．带传动的主要失效形式是

11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋

向 。闭式蜗杆传动必须进行 以控制油温。

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12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，

而小齿轮采用 处理。

13．若要将主动件的往复摆动转换为从动件的间歇转动，可用

14．只传递扭矩而不受弯矩的轴称为，同时承受扭矩和弯矩的轴称

为 。

15．滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分称为

三、单项选择题

1．作用在刚体上的二力平衡条件是( )。

A．大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上

B．大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上

C．大小相等、方向相同、作用钱相同、作用在同一刚体上

D．大小相等、方向相反、作用点相同

2．下列机构中，不属于间歇机构的是 ( )。

A．棘轮机构 B．槽轮机构

C．齿轮机构 D．不完全齿轮机构

3． A，B、C点分别作用 10kN、40kN，30 kN的力，方向如图1所示，则 1-1截

面和 2-2截面的轴力为( )。

A．10KN，-30KN B．-10KN，30KN

C．-10KN，40KN D．10KN，

-40KN

图1

4．在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，为

了获得双曲柄机构，其机架应取( )。

A．最短杆 B．最短杆的相邻杆

C．最短杆的相对杆 D．任何一杆

5．在轮系中加入惰轮可改变轮系的（ ）。

A．传动比 B．转向

C．转向和传动比

6．两轴在空间交错90º的传动，如已知传动比较大，则宜选用( )。

A．直齿圆柱齿轮传动 B．斜齿圆柱齿轮传动

C．圆锥齿轮传动 D．蜗轮蜗杆传动

7．同一轴段上若采用两个平键时，一般设在( )的位置。

A．同一母线 B．相隔90º

C．相隔120º D．相隔180º

8．带传动设计时，若传动中心距取值过大，则使( )。

A．传动结构不紧凑 B．带传动的传递功率降低

C．带传动易发生打滑 D．带传动的疲劳强度降低

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9．力F使物体绕点O转动的效果，取决于下列因素( )。

A．力F的大小和力F使物体绕O点转动的方向

B．力臂d的长短和力F使物体绕O点转动的方向

C．力与力臂的乘积Fd的大小和力F使物体绕O点转动的方向

D．仅取决于力与力臂的乘积Fd的大小，与转动方向无关

10．机器与机构的区别在于 ( )。

A．是否由各种零件经装配而成的组合体

B．它们各部分之间是否有确定的相对运动

C．在工作时是否能完成有效的机械功或能量转换

11．平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数( )。

A．大于1 B．小于1

C．等于1

12．一对齿轮啮合时，两轮的( )始终相切。

A．节圆 B．分度圆

C．基圆 D．齿根圆

13．带传动的弹性滑动现象是由于（ ）而引起的。

A．带的弹性变形 B．带与带轮的摩擦系数过小

C．初拉力达不到规定值 D．带型选择不当

14．键的截面尺寸b×h主要是根据( )来选择。

A．传递转矩的大小 B．传递功率的大小

C．轮毂的长度 D．轴的直径

15．采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，在需要经常装拆的情况下宜采用

( )。

A．螺栓联接 B．紧定螺钉联接

C．螺钉联接 D．双头螺柱联接

16．当两轴距离较远时，且要求传动比准确，宜采用( )。

A．带传动 B．一对齿轮传动

C．轮系传动 D．槽轮传动

四、指出图2中轴结构不合理之处，并作简要说明

图2

五、计算题

1．计算图3所示机构的自由度

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图3

2．计算图4所示机构的自由度，并判断机构是否具有确定的运动

图4

3．一渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知齿数Z=25，模数m=4mm，压力角α=20º，

ha*=1，c*=0.25。试求该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直

径和分度圆齿厚

4．如图5所示轮系中各齿轮齿数：Z1= Z2= 20，Z3= 60，Z3’= Z4’= 20，Z4= Z5= 40

试求传动比i14和i15，并判断n5相对n1的转向

图5

5．圆截面简支梁如图6所示，已知F=1KN，试求：

（1）梁A、B端的约束反力

（2）计算弯矩，并画出弯矩图

（3）若梁直径d=40mm，求梁的最大应力

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图6

6．求图7所示梁支座的约束反力。已知F=2KN

图7

机械设计基础专升本复习题（1）答案

一、 判断题：

1、√ 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、×

7、√ 8、√ 9、√ 10、×

11、√ 12、× 13、× 14、√ 15、× 16、×

17、√ 18、√ 19、√ 20、√

二、选择题：

1、B 2、C 3、A 4、A 5、B 6、D

7、D 8、A

9、C 10、C 11、C 12、A 13、A 14、D

15、D 16、C

三、填空题

1、模数 压力角

2、导程

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3、最小直径

4、低碳合金钢 磨齿

5、槽轮

6、轴肩 轴环 套筒 圆螺母 弹性挡圈 轴端挡圈 紧定螺钉 圆锥面

（答中其中4个即可）

7、金属材料 多孔质金属材料 非金属材料

8、仿形法 范成法

9、摆动从动件

10、打滑 疲劳破坏

11、相等 相同 热平衡计算

12、正火 调质

13、棘轮

14、传动轴 转轴

15、轴瓦

四、指出图中轴结构不合理之处，并作简要说明

解答：图中有6个错误。

1、左侧轴承拆卸困难，轴颈靠轴肩处应有砂轮越程槽

2、轴头太长，轮毂无法轴向固定

3、套筒左端面应与轮毂右端面接触，套筒右端面太高，右侧轴承拆卸困

难

4、应有退刀槽

5、螺纹无法加工

6、两键槽应布置在同一母线上

五、计算题

1、解

活动构件数 n=5

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低副数 PL=6

高副数 PH=2

机构自由度数 F=3n-2 PL-PH =3×5-2×6-2=1

2、解

活动构件数 n=7

低副数 PL=10

高副数 PH=0

机构自由度数 F=3n-2 PL-PH=3×7-2×10-0=1

机构自由度数与原动件数目相同，故机构有确定的运动。

3、解

分度圆直径d=mz=4x25=100mm

齿顶圆直径da=m(z+2 ha*)=4x(25+2x1)=108mm

齿根圆直径df=m(z-2 ha*-2 c*)=4x(25-2x1-2x0.25)=90mm

基圆直径db=dcosα=100xcos20º=93.97mm

分度圆齿厚s=3.14xm/2=6.28mm

4、

轮系传动比计算：

解：i14= Z3 Z4/ Z1 Z3’=60X40/20X20=6

i15= Z3 Z4 Z5/ Z1 Z3’ Z4’= i14 i15=6X40/20=12

n5转向与n1的相反。

5、解

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弯矩图

(1) 约束力计算

（2）计算弯矩

（3）最大应力

3、

解：（1）画出约束反力

2）求FB （

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（3）求FAX

（4）求FAY

机械设计基础专升本复习题(2)

一、填空题

1. 两构件通过或

2. 满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为机构，取最短杆为机架时，为 机构。

3. 在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为击。

4. 直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取载荷由 对齿轮承担。

5. 为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合，它们的别相等。

6. 两齿数不等的一对齿轮传动，其弯曲应力许用弯曲应力 等。

7. V带传动的主要失效形式是和。

8. 在设计V带传动时，V带的型号是根据和选取的。

9. 链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸，链传动的运动不均匀

性 。

10. 工作时只受不承受

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二、选择题

1. 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

2. 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

3. 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

4. 在铰链四杆机构中，机构的传动角 和压力角 的关系是( )。

A. B. 900 C. 900 D. 1800

5. 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

三、判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）

1. 在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，

为双曲柄机构。 ( )

2. 在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。 （ ）

3. 在平键联接中，平键的两侧面是工作面。 （ ）

4. 斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。 （ ）

5. 带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。 （ ）

6. 转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。 （ ）

7. 向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。 （ ）

8. 圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转

矩。 （ ）

四、问答题

1. 试述齿廓啮合基本定律。

2. 试述螺纹联接防松的方法。

3. 试分析影响带传动承载能力的因素。

五、分析判断题

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1. 在铰链四杆机构中，已知lAB 150mm，lBC 350mm，lCD 320mm，lAD 400

mm，试判断该机构的类型，并给出判断依据。

题五、1图

2. 如图所示为二级斜齿圆柱齿轮传动，Ⅰ轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n1和

齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分，试

确定斜齿轮3的轮齿旋向，并在图中标出齿轮2、3所受的圆周力Ft2、Ft3和轴

向力Fa2、Fa3的方向。

题五、2图

六、计算题

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1. 计算下列机构的自由度，并指出存在的复合铰链、虚约束或局部自由度

题六、1图

2. 已知轮系如2图所示中，Z1 25、Z2 50、Z5 Z6 20、Z3 40，Z4 80，

n1 900r/min，且顺时针转动。求杆系H的转速和回转方向。

题六、2图

3. 如图所示的压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强

p 2N/mm2，缸径D 150mm，根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧

力F″=1.6F,F为单个螺栓的工作拉力。若选用螺栓材料的屈服极限

s 300N/mm2，试按安全系数S=2时计算所需螺栓的小径d1。

题六、3图

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七、结构题

下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，编写

序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。（注：不必改正）

题七图

机械设计基础专升本复习题（2）答案

一、填空题

1.点 线 2.曲柄摇杆，双曲柄 3.匀速 刚性 4.节线 一对 5.模数m 压力

角 6.相等 不相等 7.打滑 疲劳断裂 8.计算功率Pc 小轮转速n1 9.

越大? 增大 10.弯矩 转矩

二、选择题

C B D B D

三、判断题

× × √ × × × × √

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四、问答题

1.所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公

法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两

个线段的与齿轮的角速成反比。

2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防

松。

摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母

机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝

破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。

3.初拉力F0、包角a 、摩擦系数f 、带的单位长度质量q 、速度v 。

五、分析判断题

1.解：此四杆机构的四杆满足杆长和条件

Lab＋Lad≤ Lbc＋Lcd

且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构

2.解：

1）3齿轮为右旋

2）受力方向如图

六、计算题

1. a）解：F＝3n－2PL－Ph＝3×5－2×7－0＝1

此题中存在复合铰链，5个构件组成复合铰链，共有4个低副

b）解：F＝3n－2PL－Ph＝3×4－2×5－1＝1

此题中滚子为局部自由度

2. 解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系

i54H＝n5-nH/n4－nH ＝－Z3×Z4/Z5×Z6

因为1－2－5组成定轴轮系

i12＝n1/n2＝n1/n5＝Z2/Z1

所以n5＝450r/min

把n4＝0及n5＝450r/min代入上式

nH＝5.55r/min

这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致

3.解：

、单个螺栓的Q＝Q＋F＝2.6F

QZ＝SPA

2.6F×6＝2×3.14×D2/4

得F＝2264.4N

[σ]=300/2=150N/mm

所以d1由公式得，d1＝15.81mm

取螺栓的直径为16mm

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七．结构题

1.无垫片，无法调整轴承的游系

2.轴肩过高，无法拆卸轴承

3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘

4.轴套长度应小于轮毂的长度

5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。

6.套筒顶不住齿轮（过定位）

7.套筒应低于轴承外圈

8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。

9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触

10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。

机械设计基础专升本复习题（3）及答案

一 、填空

1

2凸轮。

3、 V

4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为

5、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。

6

7、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 。

二、单项选择题

1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的

A 分度圆 B 基圆 C 节圆 D 齿根圆

2、一般来说，

A 滚子轴承 B 球轴承 C 向心轴承 D 推力轴承

3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为

A 0° B 90° C γ>90° D 0°<γ<90°

4、一个齿轮上的圆有。

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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 D 分度圆，基圆