《机械设计基础》 一、简答题 1. 机构与机器的特征有何不同？ 机器的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动；（3）能够进行能量转换或 代替人的劳动。 机构的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动。 机构不具备机器的能量转换和代替人的劳动的功能。 2.转子静平衡条件是什么？转子动平衡条件是什么？两者的关系是什么？ 转子静平衡条件：∑=0F 转子动平衡条件: ∑=0F ,∑=0M 转子动平衡了，肯定静平衡；但转子静平衡了，但不一定动平衡。 3.请说明铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。 铰链四杆机构最短杆的对边做机架，就成为双摇杆机构。 4.请给出齿轮传动失效的主要形式，并说明闭式软齿面齿轮传动应该按何种强度准则 进行设计，何种强度准则校核，为什么？ 齿轮传动失效：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、塑性流动、磨粒磨损 闭式软齿面齿轮传动：按][H H σσ≤设计，按][F F σσ≤胶合 因为闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式为齿面点蚀。 5.说明为什么带传动需要张紧而链传动一般不需要张紧，哪种传动一般紧边在上，哪种 传动一般紧边在下，为什么？ 因为带传动是摩擦传动，而链传动是啮合传动 链传动的紧边在上，而带传动的紧边在下。 6．请给出三种以上螺栓联接防松的方法，并简要分析其特点。 止动垫片防松，是机械防松；开槽螺母与开口销防松是机械防松 双螺母防松，是摩擦防松。 7．以下材料适合制造何种机械零件？并各举一例。 45 20 ZG270-500 ZPbSb16Cu2 45：优质碳素结构钢，制造轴类零件 20：优质碳素结构钢，制造硬齿面齿轮零件
ZG270-500：铸钢，制造大齿轮 ZPbSb16Cu2：铸造青铜，滑动轴承的轴瓦 8.请说明离合器和联轴器作用的差异，并各给出一个应用的例子。 离合器和联轴器共同点：联接两轴，传递运动和动力； 不同点：离合器可在运动中接合或脱开，而联轴器只能在停车时才能接 合或脱开。 9．给出铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。 （1）最短杆+最长杆≤其余两杆长度之和 最短杆的对边为机架； （2）最短杆+最长杆＞其余两杆长度之和 10. 凸轮机构中从动件的运动规律为匀速运动时，有何缺点，应用在什么场合？ 有刚性冲击，用在低速轻载的场合。 11. 回转类零件动平衡与静平衡有何不同？ 转子静平衡条件：∑=0F 转子动平衡条件: ∑=0F ,∑=0M 转子动平衡了，肯定静平衡；但转子静平衡了，但不一定动平衡。 12. 简述平面四杆机构的急回特性。 平面四杆机构中摇杆从最左边摇到最右边和从最右边摇到最左边的速度不一样，工 作行程是慢、回程快的这种现象称为平面四杆机构的急回特性。 画图示例。 13. 将连续的旋转运动变为间歇运动的机构有哪些（至少回答三种）？ （1）槽轮机构 （2）棘轮机构 （3）不完全齿轮机构 （4）凸轮机构 14. 螺纹联接已经自锁了，为什么还要防松？有几类防松的方法？ ∵螺纹联接的‘当量摩擦角螺旋升角ρ ψ< ∴螺纹联接已经自锁。 但因受到变载荷的作用，所以要防松。
二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是 和 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行 平衡，平衡时要选择 个回转平面。 19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和 。 20．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。 21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力。 22．若带传动的初拉力一定，增大 和 都可提高带传动的极限摩擦力。 23．滚子链传动中，链的 链速是常数，而其 链速是变化的。 24．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。 25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使 ； 而为了防止过热必须使 。 16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 19. 分度圆直径d 1（或中心距a ） 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22．包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24．弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26． 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 图1 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的 必要条件，且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27． 图2所示展开式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n 1和齿
机械设计基础大作业计算说明书 题目：朱自发 学院：航天学院 班号：1418201班 姓名：朱自发 日期：2016.12.05 哈尔滨工业大学
机械设计基础 大作业任务书题目：轴系部件设计 设计原始数据及要求：
目录 1.设计题目 (4) 2.设计原始数据 (4) 3.设计计算说明书 (5) 3.1 轴的结构设计 (5) 3.1.1 轴材料的选取 (5) 3.1.2初步计算轴径 (5) 3.1.3结构设计 (6) 3.2 校核计算 (8) 3.2.1轴的受力分析 (8) 3.2.2校核轴的强度 (10) 3.2.3校核键的强度 (11) 3.2.4校核轴承的寿命 (11) 4. 参考文献 (12)
1.设计题目 斜齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计2.设计原始数据
3.设计计算说明书 3.1 轴的结构设计 3.1.1 轴材料的选取 大、小齿轮均选用45号钢，调制处理，采用软齿面，大小齿面硬度为241~286HBW ，平均硬度264HBW ；齿轮为8级精度。 因轴传递功率不大，对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45钢，调质处理。 3.1.2初步计算轴径 按照扭矩初算轴径： 6 3 39.55100.2[]P P n d n τ?≥ =式中： d ——轴的直径，mm ；
τ——轴剖面中最大扭转剪应力,MPa ； P ——轴传递的功率，kW ； n ——轴的转速，r /min ； []τ——许用扭转剪应力，MPa ； C ——由许用扭转剪应力确定的系数； 根据参考文献查得106~97C =，取106C = 故 10635.0mm d ≥== 本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即 35(15%)36.75mm d ≥?+= 取圆整，38d mm =。 3.1.3结构设计 （1）轴承部件的支承结构形式 减速器的机体采用剖分式结构。轴承部件采用两端固定方式。 （2）轴承润滑方式 螺旋角: 12() arccos =162n m z z a β+= 齿轮线速度： -338310175 2.37/6060cos 60cos16n m zn dn v m s πππ β???==== 因3/v m s <, 故轴承用油润滑。
《机械设计基础》考试题库 一、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 6. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 7. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 8. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 9. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 10. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 11. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 12. 渐开线的形状取决于（基）圆。 13. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 14. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 15. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、 （塑性变形）和（轮齿折断）。 16. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 17. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 18. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 19. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 20. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 21. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 22. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 23. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固 游式）三种。 24. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构） 与（双摇杆机构）三种。 25. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 26. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分 称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 27. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 28. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 29. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单 元。 二、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除 去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 减速传动的传动比i ＜1。× 12. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越 大。× 13. 带传动一般用于传动的高速级。× 14. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 15. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 16. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 17. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 18. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 19. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 20. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 21. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 22. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 23. 用联轴器时无需拆卸就能使两轴分离。× 24. 用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。 √ 三、 简答题： 1. 机器与机构的主要区别是什么？ 2. 构件与零件的主要区别是什么？ 3. 蜗杆传动的正确啮合条件是什么？ 4. 如何判断四杆机构是否有急回性质？极位夹角θ与急回性质有何关系？ 5. 何谓带传动的弹性滑动和打滑？能否避免？ 6. 一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么？ 7. 一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么？ 8. 齿轮为什么会发生根切现象？ 9. 何谓定轴轮系，何谓周转轮系？ 10. 为什么大多数螺纹联接必须防松？防松措施有哪些？ 11. 机器有哪些特征?机构与机器的区别何在? 五、单项选择题： 1. （B ）是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。 Ａ. 机器；Ｂ.零件；Ｃ.构件；Ｄ.机构。 2. 两个构件之间以线或点接触形成的运动副，称为（B ）。 Ａ. 低副；Ｂ.高副；Ｃ. 移动副；Ｄ. 转动副。 3. 一端为固定铰支座，另一端为活动铰支座的梁，称为（B ）。 Ａ. 双支梁；Ｂ.外伸梁；Ｃ. 悬臂梁。 4. 一端为固定端，另一端为自由的梁，称为（C ）。 Ａ. 双支梁；Ｂ.外伸梁；Ｃ. 悬臂梁。 5. 一般飞轮应布置在转速（B ）的轴上。 Ａ. 较低；Ｂ. 较高；Ｃ. 适中。 6. 在下列平面四杆机构中，有急回性质的机构是（C ）。 Ａ. 双曲柄机构；Ｂ. 对心曲柄滑块机构；Ｃ. 摆动导杆机构； Ｄ. 转动导杆机构。 7. 带传动是借助带和带轮间的（B ）来传递动力和运动的。 Ａ. 啮合；Ｂ.磨擦；Ｃ. 粘接。 8. 曲柄摇杆机构的死点发生在（C ）位置。 Ａ. 主动杆与摇杆共线；Ｂ. 主动杆与机架共线；Ｃ.从动杆与连杆共线；Ｄ. 从动杆与机架共线。 9. 在带传动中(减速传动) ，带的应力最大值发生在带（C ）。 Ａ. 进入大带轮处；Ｂ. 离开大带轮处；Ｃ. 进入小带轮处；Ｄ. 离开小带轮处。 10. 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（D ）。 Ａ. 两齿轮的模数和齿距分别相等； Ｂ. 两齿轮的齿侧间隙为零； Ｃ. 两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等；Ｄ. 两齿轮的模数和压力角分别相等。 Ｄ. 蜗杆圆周速度提高。
****学院 -- 学年第学期期考试试卷 课程：机械设计基础出卷人：考试类型：闭卷【√】 开卷【】适用班级： 班级学号姓名@ 得分 一、填空题（25分，1分/空） 1．两构件之间为接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入个约束。 2．如图所示铰链四杆机构中，若机构 , 以AB杆为机架时，为机构； 以CD杆为机架时，为机构； 以AD杆为机架时，为机构。 3．在凸轮机构从动件的常用运动规律中，、运动规律有柔性冲击。 4．采用标准齿条刀具加工标准齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动。一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是，其接触强度的关系是。 5．普通平键的工作面是，工作时靠传递转矩；其剖面尺寸按选取，其长度根据决定。6．螺纹常用于联接，螺纹联接常用的防松方法有，和改变联接性质三类。 7．轴按照承载情况可分为、和。自行车的前轴是，自行车的中轴是。 二、问答题（16分，4分/题） 1．加大四杆机构原动件上的驱动力，能否是该机构越过死点位置为什么 2．一对标准直齿轮，安装中心距比标准值略大，试定性说明以下参数变化情况：（1）齿侧间隙；（2）节圆直径；（3）啮合角；（4）顶隙 3．在机械传动系统中，为什么经常将带传动布置在高速级带传动正常运行的条件是什么 4．移动滚子从动件盘形凸轮机构若出现运动失真，可采取什么改进措施 三、# 四、计算题（49分） 1．某变速箱中，原设计一对直齿轮，其参数为m=2.5mm，z1=15，z2=38；由于两轮轴孔中心距为70mm，试改变设计采用斜齿轮传动，以适应轴孔中心距。试确定一对斜齿轮的主要参数（模数、齿数、压力角、螺旋角），并判断小齿轮是否根切。（15分） 2．图示轮系中，已知各轮齿数为：z1= z2′= z3′=15，z2=25，z3= z4=30，z4′=2（左旋），z5=60，z5′=20（m=4mm）。 若n1=500r/min，转向如图所示，求齿条6的线速度v的大小和方向。（16分）
1 (1) 闷盖上没有毡圈；(2) 二轴承端盖与箱体间有调整垫片；(3) 轴的两端应有倒角； (4) 二轴承滚动体应画十字中心线； (5) 左轴承套筒改为带甩油环式； (6) 与齿轮配合的轴颈长度应比轮毂长短l～2mm； (7) 平键槽不应开到轴环上，应短一点； (8) 右轴承左边加一甩油环，轴环缩短； (9) 右轴承右边轴径应小于轴承内径，相应的锥端轴径也要减小； (10)透盖与轴间应有间隙，且应有密封毡圈； (11) 锥形轴端与联轴器应有半圆键联接，半圆键槽应与蜗轮处平键槽在同一条线上； (12) 锥形轴端长度应比联轴器锥孔长短一点，还应有轴端挡圈固定； (13) 闷盖、联轴器内凹过渡处及蜗轮辐板与轮毂过渡处均应画出圆角； (14) 蜗轮轮毂外圆应是锥面，端部倒角； (15) 闷盖、透盖外圆外侧应倒角，联轴器端部外圆、内孔均应倒角，联轴器外圆应倒角。 (1) 轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙； (2) 联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移； (3) 联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位； (4) 联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上，键与毂孔键槽底面间应有间隙；
(6) 右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移l～2mm； (7) 与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2m；轴颈右端面缩进去； (8) 左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2/3左右； (9) 透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。 (10) 联轴器外圆及左端外圆、内孔两头应倒角，有些类型联轴器应画出联接孔轴心线； (11) 轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。 (1) 平键与透盖于涉了，应左移；(2) 轴伸出端应有台阶，用于输入联釉器轴向定位； (3) 透盖与轴间应有间隙，应有毡圈密封； (4) 透盖与套杯间，套杯与箱体间应有调整垫片： (5) 箱体端面非接合面应低一些，不加工，圆角过渡； (6) 箱体孔的中间一段直径加大些，减少精加工面； (7) 套杯内孔中间一段直径加大些，减少精加工面； (8) 右轴承右边应有甩油环，不使润滑油进入轴承； (9) 右轴承右边轴径应小于轴承内径，以使轴承能装到轴上，为此，齿轮应与轴作成两体，轴成台阶轴，用平键联接； (10) 轴承滚子中心应有中心线。 另外，此图两轴承为正装(面对面)，齿轮悬臂较长，若改为反装(背对背)，将使齿轮悬臂长减小。
A卷 2015—2016学年第一学期 《机械设计基础》试卷 （闭卷，考试时间120分钟） 专业班级 姓名 学号 开课系室机械设计与车辆工程系 考试日期 题号一二三四五总分得分 阅卷人
一、理论简答题（共35分） 1.缝纫机的踏板机构是哪种饺链四杆机构？在实际使用中，缝纫机有时会出现踏不动或倒车现象，是什么原因引起的？有什么办法克服？(6分) 是曲柄摇杆机构。（2分）在实际使用中，缝纫机有时会出现踏不动或倒车现象，是由于机构处于死点位置引起的。（2分）在正常运转时，，借助安装在机头主轴上的飞轮（即上带轮）的惯性作用，可以使缝纫机的踏板机构得曲柄冲过死点位置。（2分） 2. ①螺纹连接的基本类型有哪几种？它们各自的特点和应用如何？ ②常用螺纹中，效率最低、自锁性最好的是？效率较高，牙根强度较大、制造方便的是？ (10分) ①.螺栓连接（1分） 2.螺钉连接（1分）3.双头螺柱连接（1分） 4.紧定螺钉连接。（1分） 应用场合：螺栓联接无需在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料的限制。构造简单，装拆方便，应用广泛。用于可制通孔的场合；（1分）双头螺柱的一端旋入并紧定在被联接件之一的螺纹孔中。用于结构受限制而不能用螺栓或要求联接较紧凑的场合；（1分）螺钉
联接不用螺母，应用与双头螺柱相似，但不宜用于经常装拆的联接，以免损坏被联接件的螺纹孔；（1分）紧定螺钉联接旋入被联接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的坑中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩（1分） 三角螺纹（1分），梯形螺纹，（1分） 3.根据课本所学请举例说明机械中经常使用的机构（至少写出4种）？欲要实现把回转运动改变为直线运动，可以采用哪些机构（至少写出2种）?（6分） 1）机械中经常使用的机构有连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、带传动机构、链传动机构、间歇运动机构等；（每个1分）（2）要把回转运动改变为直线运动，可采用曲柄滑块机构和导杆机构。（每个1分）4.简述齿轮传动的失效形式和开式齿轮传动的设计准则（5分） 失效形式包括：轮齿折断、齿面接触疲劳磨损（点蚀）、齿面磨粒磨损、齿面胶合、轮齿塑性变形。（4分，少一个扣一分） 开式齿轮传动的设计准则：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响将模数适当加大。（1分） 5.如图所示，①图示属于什么传动②常用的类型有哪些③带传动的设计准则是什么，主要失效形式是什么？④为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理？）（8分）
二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是和。 17．机械速度的波动可分为和两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平面。19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和。 20．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 21 22 23 24 25 16 18 20. 24 26度为a 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27．图2所示展开式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，并在图上标出齿轮2、3 F t2、F t3和轴向力F a2、F a3的方向。（垂直纸面的力，向纸内画稍，向纸外画⊙）
27．答案参见第27题答案图斜齿轮3、4的轮齿旋向 Ft2、Fa2、Ft3、Fa3的方向 四、计算题 28．计算图 3所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）。 图3 解E 、F 处之一为虚约束 29． ，，分（1S 。 （2r 1 解（（2（或30.已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z 1=20，Z 2=30，Z 3=80，Z 4=25，Z 5=50。求轮系的传动比i 15。 解该轮系为混合轮系。由齿轮1、2、3和转臂H 组成行星轮系，齿轮3固定，03=ω。 则420 80133113-=-=-=--=z z i H H H ωωωω
机械设计基础试卷 一、选择题：本题共16个小题，每小题3分，共48分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。 1．在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该 A ．增大传动角γ B. 减小传动角γ C ．增大压力角α D. 减小极位夹角θ 【 】 2．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 ．齿轮较少时 D. 齿数较多时 【 】 3．斜齿圆柱齿轮的法面模数m n 与端面模数m t 的关系式，应该是 A ．m n =m t sin β B. m n =m t /cos β C ． m n =m t cos β D. m n =m t cos α 【 】 4．调节周期性速度波动的方法是在机械中加一个飞轮，其作用是使 A ．机械运转速度的波动可以消除 B ．机械运转速度的波动可以减小 C ．机械运转的平均角速度ωm 可以减小 D ． 机 械 运 转 的 平 均 角 速 度 ω m 可以增大 【 】 5．动平衡的条件是，回转件中各个质量产生的 A ．离心力的合力等于零 B ．离心力的合力和合力偶矩均等于零 C ．离心力的合力偶矩等于零 D. 离 心 力 的 合 力 和 合 力 偶 矩 均 不 等 于 零 【 】 6．仅受预紧力F ˊ作用的紧螺栓联接，其螺栓的计算应力σca =1.3F ˊ/2 1 4d ,将拉应力增 大30%的原因是考虑 A ．安装时可能产生的偏心载荷 B ．载荷可能有波动 C ．拉伸和扭转的复合作用 D ． 螺 栓 材 料 的 机 械 性 能 不 稳 定
【】 7．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式钢制齿轮传动，通常的主要失效形式为A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形【】 8．齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀，通常首先发生在 A．齿顶部分 B. 靠近节线的齿顶部分 C．齿根部分 D. 靠近节线的齿根部分【】 9．标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数Y F数值时，应按 A．法面模数m n B. 齿宽b C. 实际齿数Z D. 当量齿数x U 【】 10. 普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是 A．d1=m a1q B. d1=m n q C. d1=m a1z1 D. d1=m n z1【】 11. 带传动在工作时产生弹性滑动，是由于 A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载【】 12．在一定转速下，要减轻滚子链传动的运动不均匀性和动载荷，应该 A．增大节距p和增加齿数Z1 B．增大节距p和减少齿数Z1 C．减小节距p和减少齿数Z1 D．减小节距p和增加齿数Z1【】 13．转轴弯曲应力σb的应力循环特征为 A．r=－1 B. r=0 C．r=＋1 C. －1＜r＜+1 【】 14．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是 A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 【】
一、结构改错题：请用圆圈标出错误的位置，满分16分 二、指出下图所示轴系结构设计中的错误，依次标出序号并简要说明错误的原因。（八）
1 五、图示为一用对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。按示例①所示，指出图中的其他结构错误（不少于7处）（7分）（注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。） 例①——缺少调整垫片 [解]
⑴——缺少调整垫片 ⑵——轮毂键槽不对 ⑶——与齿轮处键槽的位置不在同一角度上 ⑷——键槽处表达不正确（应该局部剖视） ⑸——端盖孔与轴径间无间隙 ⑹——多一个键 ⑺——齿轮左侧轴向定位不可靠 ⑻——齿轮右侧无轴向定位 ⑼——轴承安装方向不对 ⑽——轴承外圈定位超高 ⑾——轴与轴承端盖相碰 六、请说明图示轴系结构中用数字标出位置的错误（不合理）的原因。（5分） 2
⑴——轴肩的高度超出了轴承内圈的外径；⑵——轴段的长度应该小于轮毂的宽度；⑶——螺纹轴段缺少螺纹退刀槽；⑷——键槽应该与中间部位的键槽在 同一母线上布置；⑸——键的长度应该小于轴段的长度。七、试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。
8 1 10 5 11 6 2 7 4 9 3 1、此处应有垫片； 2、轴肩太高；3 3、键太长； 4、安装齿轮处的轴的直径应小于齿轮宽度； 5、套筒直径太大，超过轴承内圈高度； 6、轴承端盖此处的直径太大；、此处应有密封圈；7 、轴承左端没有定位8 2-3mm9、此处轴太长，轴的端面与轴端挡圈应相隔； 10、联轴器结构不合理，； 11、两个键的位置应布置在同一方向，而且轴的画法有误 八、试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。
结构改错题 1．图示为轴承面对面安装的轴系结构，指出轴系结构中不少于10处的错误。 注：润滑方式、倒角和圆角不考虑。 解： １、缺少调整垫片 ２、４箱体上非加工面应低于加工面； ３、右轴承装反了； ５、缺少调整垫片； ６、缺轴端挡板； ７、缺键联接； ８、透盖与轴之间应有间隙； ９、缺毡圈油封； １０、轴承左边轴径应小于轴承内经； １１、装齿轮轴段长应小于轮毂宽。 2 图示为小锥齿轮轴系部件结构图，齿轮采用油润滑，轴承为脂润滑。指出途中不合理或错误的结构，在图中用序号标出，并按序号简要说明错误原因。
解： 说明： ①没有必要设圆螺母及轴上螺纹轴头，因齿轮上F a向右； ②锥齿轮孔键槽是通的，以便于加工，且槽底与键顶面间有间隙； ③轴环外径太大，应低于轴承内圈1/3厚，以方便内圈拆卸； ④两轴承内圈之间的轴外径小于轴承内径，以使左轴承能装人； ⑤两轴承外圈之间的套杯内径应小于轴承外径，以便于轴承定位； ⑥透盖左端面与轴承外圈端面问应留间隙，以避免干涉； ⑦套杯应加端环，端环左端面应加调整垫片，以调整轴系位置； ⑧套杯右端面与端盖间应加密封垫，起密封作用； ⑨轴用弹性挡圈改为圆螺母及防松垫片（轴上制螺纹及槽），用以调整轴承的游隙；⑩端盖内孔应加毡圈油封，起密封作用，端盖与轴间应有间隙； 11 轴上螺纹右边轴径应小于螺纹外径，以方便装配； 12 此处应设轴肩，对轴上零件起轴向定位作用； 13 轴上两个键槽应处同一母线上，以方便加工。
3．指出轴系零部件结构中的错误，并说明错误原因。 解： 1 轴上两个平键应在同一母线上； 2 齿轮的联接平键长度不能超出联接轴段长； 3 轴右端的轴用弹性挡圈没必要，轴可缩短； 4 轴环将右轴承左端内圈全挡住了、无法拆卸，轴肩要降低到内圈外径下1/3召处； 5 两个轴承端盖与箱体间应有调整垫片； 6 箱体上不加工的毛坯面应比加工面低（2 处）； 7 螺钉联接多处错误：①箱体上是盲螺孔，不是光孔；②螺孔有效深度应大于螺钉拧入深度；③底孔深度应大于螺纹孔深度；④弹簧垫圈开口方向画反了。 8 轴上左边轴承以左轴段外径应比轴承内径稍小； 9 透盖与轴之间应有间隙； 10 透盖内应加毡圈油封。
《机械设计基础》综合复习资料 一、简答题 1.闭式软齿面的齿轮传动齿轮主要失效形式是什么，其设计准则又是什么? 2. 试说明链传动的瞬时传动比为什么不恒定？ 3.滑动轴承限制p和pv的意义分别是什么? 4. 设计蜗轮蜗杆减速器时，为什么要进行散热计算？ 5. 试说明曲柄摇杆机构与双曲柄机构、曲柄滑块机构之间的演化关系。 6. 凸轮从动件的匀速直线运动规律为什么常应用在低速、轻载的场合？ 7. 联轴器与离合器有何异同点。 8. 给出链传动的失效形式，并解释题一— 4图曲线中，三条曲线的意义？ 题一—4图 在什么位置？由哪些应力组成？ 9．带传动工作时，带应力变化情况如何？ max 10. 请给出机构压力角的定义，并绘出一个曲柄摇杆机构压力角的大小。 11.带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？ 12.试说明为什么标准渐开线直齿圆柱齿轮传动具有可分性。 13. 刚性凸缘联轴器有几种对中方法，各种对中方法的特点是什么？ 14.简述机器与机构的定义，在生产中举出一机器应用的事例，并说明其有哪些机构组成。 15.说明为什么带传动需要的张紧力大而链传动需要的张紧力小，哪种传动一般紧 边在上，哪种传动一般紧边在下，为什么？ 16.说明回转类零件动平衡与静平衡的区别。 17.给出2种螺栓联接防松的方法，并说明其依据的原理。 二、分析题
1.如题二—1图所示，已知：蜗杆轴Ⅰ为输入，大锥齿轮轴Ⅲ为输出轴，轴Ⅲ转向n4如图。试：确定各轮转动方向、各轮螺旋线方向及所受各分力的方向。 题二—1图 2.如题二—2图所示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿圆锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的旋转方向如图所示，试确定： （1）Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向； （2）若要使Ⅱ、Ⅲ轴所受轴向力相互抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3、4的螺旋线方向；（3）Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处所受各分力的方向。 题二—2图 3.请分析为什么闭式软齿面齿轮传动应该按接触强度进行设计，按弯曲强度进 行校核，而闭式硬齿面齿轮传动则按照弯曲强度设计，按接触强度校核。
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\ 解：1，2联轴器左端未轴向定位；左轴端应短于联轴 器左端面，便于有效定位。 6，9轴承内圈没有定位。 7齿轮没有周向定位。
密 五、结构改错题：共八处错误 五、结构改错题：本大题只有一个小题，满分12分 五、结构改错题：共八处错误
密 五、结构改错题：本大题只有一个小题，满分12分 五、结构改错题：共八处错误 16 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，指出该设计的错误。要求： 1．在图中用序号标注设计错误处； 2．在图下方的空白处标注序号，按序号列出错误，并提出修改建议； 3．不必在图中直接改正。 看收藏的幻灯片“轴的作业” 1.端盖与轴接触且无密封，应有一定的空隙且装有密封； 2.套筒与轴承接触时超过轴承内圈高度，使轴承装卸不方便，应低于轴承内圈高度； 3.套筒顶不住齿轮，应使轴肩适当向齿轮内部，使套筒只是顶在齿轮上； 4.精加工面过长，且装卸轴承不方便，应该给轴分级； 5.联轴器的键和齿轮的键位置不对，两者的键应该在同一条直线上； 6.轴肩过高超过轴承内圈高度，无法拆卸轴承，应适当降低高度，使其在轴承内圈内； 题六图 17.题38图所示轴系结构，按示例①，编号指出其他错误(不少于7处)。(注：不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)。示例：①—缺少调整垫片 1.端盖直接与轴接 触，且无密封； 2.套筒太高，超过轴承内圈高度； 3.键过长，套筒无法装入； 4.精加工面过长，且装卸轴承不方便；
密 5.轴无分级，致使轴套无法紧固齿轮； 6.轴肩过高，超过了轴承的内圈高度，无法装卸轴承； 7.轴承不用用键周向固定； 8.缺少调整垫片，无法调整轴承间隙。 18.指出轴系中的错误结构，编号说明其错误原因。 1.此处不用键，无周向旋转构件可固定； 2.精加工面过长，使轴承装卸不方便； 3.端盖直接与轴接触且无密封； 4.无调整垫片，无法调整轴承间隙； 5.套筒太高，超过了轴承内圈，无法装卸轴承； 6.套筒无法固定住齿轮； 7.轴承左侧无轴向固定件； 一、 1.无垫片，无法调整轴承的游隙； 2.轴肩过高，无法拆卸轴承； 3.轴套长度应小于轮毂的长度； 4.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上； 5.套筒应低于轴承内圈（应采用阶梯型套筒）； 6.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； 7.设轴肩对联轴器进行定位；8.轴承内外圈剖面线方向应一致； 9.轴端无倒角；10.应设轴肩便于装配。 二、
机械设计基础试卷1 一、选择题：本大题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个 选项中，只有一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。 1．下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是 A．双摇杆机构 B.曲柄摇杆机构 C．双曲柄机构 D.对心曲柄滑块机构 【】 2．平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则 A．机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差 C．可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低 3．当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍 保持原值不变，原因是： A. 压力角不变 B. 啮合角不变 C．节圆半径不变 D. 基圆半径不变 【】 4．渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为 A．ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥1 【】 5. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为 A．σB B. σs C. σ0 D. σ－1 【】 6. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是 A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 【】 7．普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其 A．挤压强度 B. 剪切强度 C．弯曲强度 D. 耐磨性 【】 8．一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2,其接触应力的大小是 A．σ H1<σ H2 B. σ H1 >σ H2 C. σ H1=σ H2 D. 可能相等，也可能不等 【】 9．实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿
形系数之间的关系为 A ．直齿圆柱齿轮的最大 B. 斜齿圆柱齿轮的最大 C ．直齿圆锥齿轮的最大 D. 三者数值相同 【 】 10．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为： A ．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z 1 C ．增加蜗杆头数Z 1 D. 增大蜗杆直径系数q 【 】 11. 带传动中，弹性滑动 A ．在张紧力足够时可以避免 B ．在传递功率较小时可以避免 C ．在小带轮包角足够大时可以避免 D ．是不可避免 【 】 12．带传动作减速传动时，带的最大应力σmax 等于 A.σ1+σb1+σc B. σ1+σb2+σc C. σ2+σb1+σ c D. σ2+σb2+σc 【 】 13. 转轴的变曲应力为 A ．对称循环变应力 B.脉动循环变应力 C ．非对称循环变应力 D.静应力 【 】 14．在基本额定动载荷C 作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为 A ．10% B. 80% C.90% D.99% 【 】 15．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C 是指 A ．弹簧外径与簧丝直径之比值 B ．弹簧内径与簧丝直径之比值 C ．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D ． 弹 簧 中 径 与 簧 丝 直 径 之 比 值 【 】 二、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中横线上。 16．槽轮机构的主要参数是 和 。
1. 图4所示一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为F r 1=2000N ，F r 2=4000N,轴上作用的轴向外载荷K A =1000N ，轴承内部派生轴向力S 的计算式为S =0.7F r ，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比F a /F r >e 时，X =0.41， Y =0.87；F a /F r ≤e 时，X =1，Y =0，e =0.68；载荷系数f p =1.0.试计算： （1）两个轴承的轴向载荷F a 1、F a 2; （2）两个轴承的当量动载荷P 1、P 2 1. 解 （1）S 1=0.7F r1=0.7×2000=1400N S 2=0.7F r2=0.7×4000=2800N S 1、S 2方向如第29题答案图。 Θ S 1+K A =1400+1000=2400N==9.02000 1800 11 ∴N F Y F X f P a r p 2386)180087.0200041.0(0.1)(11111=?+??=+=…（3分） Θ e F F r a >==7.04000 2800 22 ∴N F Y F X f P a r p 4076)280087.0400041.0(0.1)(22222=?+??=+= 2.下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为1R F =2000N ，2R F = 4000N ，轴上作用的轴向外加载荷X F =1000N,轴承内部附加轴向力S F 的计算为S F =0.7R F ，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比 A R F F ＞e 时，X=
机械设计基础 ——轴的结构设计改错一、指出图中结构不合理之处，并改正。 1、 答案： 1）左端轴承处的弹性挡圈去掉。 2）右端轴承处轴肩过高，应改为低于轴承圈。 3）齿轮右端用轴套固定，与齿轮配合的轴头长度应小短于齿轮轮毂宽度。 4）左端轴承处应有越程槽。 5）联轴器没固定，左端应改为轴肩固定。
6）右端轴承改为轴套定位。 7）与齿轮配合处的键槽过长，应短于其轮毂宽度。8）齿轮应改为腹板式结构。 9) 将联轴器的周向固定，改为键联接。 2、 答案：
主要结构错误： 1）与齿轮处键槽的位置不在同一母线上；2）端盖孔与轴径间无间隙； 3）左轴承端盖与箱体间无调整密封垫片；4）轴套超过轴承圈定位高度； 5）三面接触，齿轮左侧轴向定位不可靠；6）键顶部与齿轮接触； 7）无挡油盘； 8）两轴承端盖的端面处应减少加工面。3、
答案： 1）轴承外圈剖面线方向不一致，应改为方向一致； 2）左端轴承用轴肩定位，且轴肩不高于轴承圈； 3）齿轮没有轴向固定，改为左端用轴环，右端用轴套固定；4）与左端轴承配合的轴段上应有砂轮越程槽； 5）联轴器没有轴向定位，应必为用轴肩定位； 6）右端轴承改为加大定位和固定，且低于轴承圈； 7）与齿轮配合的轴段应有键槽； 8）齿轮改为腹板式结构性 9）轴的右端键槽过长，改为短于联轴器的孔的长度。 4、
答案： 1）左边轴肩高于轴承圈； 2）与齿轮配轴段太长，齿轮轴向未定位；3）齿轮与轴承间缺套筒； 4）右边轴肩过高超过轴承圈； 5）右端盖与轴接触； 6）右端盖处缺少密封圈； 7）皮带轮周向定位缺键槽；； 8）皮带轮孔未通。
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解:1,2联轴器左端未轴向定位;左轴端应短于联轴器左 端面，便于有效定位。 6，９轴承内圈没有定位。 7齿轮没有周向定位。
五、结构改错题：共八处错误 五、结构改错题：本大题只有一个小题，满分12分 五、结构改错题：共八处错误 ?五、结构改错题:本大题只有一个小题,满分１2分 五、结构改错题:共八处错误
16?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,指出该设计的错误。 要求： 1．在图中用序号标注设计错误处; 2．在图下方的空白处标注序号,按序号列出错误,并提出修改建议; 3．不必在图中直接改正。 看收藏的幻灯片“轴的作业” 1.端盖与轴接触且无密封,应有一定的空隙且装有密封; 2.套筒与轴承接触时超过轴承内圈高度，使轴承装卸不方便,应低于轴承内圈高度; 3.套筒顶不住齿轮，应使轴肩适当向齿轮内部，使套筒只是顶在齿轮上; 4.精加工面过长，且装卸轴承不方便，应该给轴分级; 5.联轴器的键和齿轮的键位置不对,两者的键应该在同一条直线上； 6.轴肩过高超过轴承内圈高度，无法拆卸轴承,应适当降低高度,使其在轴承内圈内; 题六图 17．题３８图所示轴系结构,按示例①,编号指出其他错误(不少于7处)。(注:不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)。示例:①—缺少调整垫片 1．端盖直接与轴接 触,且无密封; 2.套筒太高,超过轴承内圈高度; 3.键过长,套筒无法装入； 4.精加工面过长,且装卸轴承不方便; ５．轴无分级，致使轴套无法紧固齿轮； 6.轴肩过高，超过了轴承的内圈高度,无法装卸轴承； 7.轴承不用用键周向固定； 8.缺少调整垫片,无法调整轴承间隙。 18.指出轴系中的错误结构，编号说明其错误原因。
《机械设计》计算题改错题 一、 用文字指出下图中的错误，并在图上改正之。 二、 请用文字指出图示螺纹联接结构中的错误。 (a)①扳手空间不够 ②弹簧垫圈开口方向错 ③被连接件应与螺拉有间隙 ④螺杆螺纹太短 ⑤缺螺纹加工尾部 ⑥加工孔画大了 (b)①被联接件表面应加工 ②被联接件与螺钉应有间隙 ③螺纹拧入长度太短 ④螺纹加工尾部未画 ⑤螺纹加工先钻孔未画
三、试从结构、工艺、装拆等方面分析图示轴系中的不合理或错误之处。1．一对轴承宜正装 2．套杯左端应顶住轴承外圈 3．端盖凸缘并应顶住外圈 4．锥齿轮上键槽表达不对应开通 5．锥齿轮轴向固定不宜采用园螺母，最好用挡板以螺钉固定 为减少加工面套杯内腔非配合面直径可稍大些，不加工或粗加工 四、改正下列结构图中的错误，并用文字指出其错误的性质。
五、试从结构、工艺、装拆等方面分析，指出并说明图示轴系中的不合理或错误之处。 ①带轮用向未定位②带轮轴向未定位③轴承外圈未定位 ④轴承定位轴肩太高⑤齿轮轴向未定位⑥轴承安装不对，应正安装 ⑦盖不应顶住轴承内圈，轴承盖应 六、下图为一单级园柱齿轮减速器的低速级现采用6类轴承，毡圈密封，试在图中画出轴上零件的周向及轴向定位件，轴承，密封等零件部。并改正其结构上的不合理之处。 1．轴承设计画法 2．密封 轴套 3．平键 4．叁处改正①②③
七、改正下列螺钉及螺栓联接在结构及表达上的错误之处。 1）螺钉联接用沉孔不合适或把沉孔扩大 以供板手套入。 2）上联接板应有间隙，螺纹不应延伸至 头部、光杆部分在结合面上心。 3）弹簧垫圈方向相反（开口处） 4）螺栓只能倒过来装，画中表达装不进去。 5）螺纹缺画 6）螺栓孔径应大于螺栓直径留有间隙。 八、若图中所有圆角、倒角均符合要求，用文字指出下图的错误。1．键槽太长9．要有调整垫片 2．伸出端应安装油封10．端盖要内凹 3．盖与轴间有间隙11．轴段同一直径轴承不易压入4．轴承盖不能顶住轴承内圈 5，7．定位轴肩太高（轴承） 6．齿轮装不进去 8．轴承盖应顶住外圈 九、改正下图中结构及表达上错误之处，并加文字说明其性质。