机械设计基础试题库及答案详解

《机械设计基础》试题库

一、填空题

（机械原理部分）

1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。

2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。

3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。

4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。

5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。

7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。

8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ= 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。

10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。

11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。

12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。

13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。

14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。

15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。

16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。

17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。

18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。

19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是

相等、相等、且相反。

20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。

21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。

22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。

23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。

24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。

26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。

28．齿轮切削加工方法可分为仿形法和范成法，用成形铣刀加工齿形的方法属法，用滚刀

加工齿形的方法属法。

29．渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为圆。

30．在普通铣床上用铣刀加工斜齿圆柱齿轮时，刀号据选取。

31．渐开线齿轮的特性称为中心距可分性。

32．齿轮传动最基本的要求是其瞬时传动比必须。

33．用齿条型刀具按范成法加工齿轮，如果切齿结束时，刀具的中线与轮坯分度圆相切，则加工

出来的齿轮是齿轮，刀具的中线与轮坯分度圆不相切，则加工出来的齿轮称为

齿轮。

34．规定渐开线标准斜齿圆柱齿轮____ 面上的参数为标准值。

35．直齿圆锥齿轮的标准模数规定在____端的圆上。

36．对于正确安装的一对渐开线圆柱齿轮，其啮合角等于圆上的角。

37．在课本上所介绍的间歇运动机构中，其中两种机构的名称是：机构、

机构。

38．外槽轮机构由、和机架组成，其中拨盘作转动。

（机械零件部分）

1.联轴器主要用于以实现之间运动与动力的传递。

2.弹性联轴器因装有元件，不仅可以补偿两轴间的偏移，而且具有的能力。

3.操纵式离合器主要有和两类。

4.在设计一对闭式传动钢制软齿面齿轮的计算中,先按疲劳强度计算齿轮的主要

尺寸,再按疲劳强度进行校核。

5.在圆柱齿轮减速器中,为了一般将小齿轮做得比大齿轮宽一些,强度

计算时,按齿轮的宽度进行计算。

6.对一般工作条件下的闭式齿轮传动，如果是硬齿面齿轮，应按疲劳强度

进行设计计算，按校核。

7．阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是：蜗杆的轴向模数应等于蜗轮的,

蜗杆应等于蜗轮的端面压力角，蜗杆分度圆导程角应等于蜗轮分度圆角，且两者方向相同。

8．蜗杆传动的主要失效形式是、和磨损。

9．通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为，在此平面，渐开线蜗杆与蜗轮的啮合可视为与的啮合。

10．一对蜗杆蜗轮传动,在其啮合处，蜗杆所受圆周力与蜗轮所受力大小相等，方向

相反。

11．蜗轮材料常用。蜗杆材料常用。

12．对闭式蜗杆传动除了要进行强度计算外，还需进行计算。

13．只承受的轴称为传动轴。

14．既承受又承受的轴称为转轴。

15．的轴称为心轴。

16．轴的常用材料是和。

17．当轴上需要切制螺纹时，应设有。

18．足够的、合理的和良好的是设计轴必须满足的基本要求。19．按用途不同，平键可分为平键、平键、和滑键

三种。其中键用于静联接，键用于动联接。

20．楔键的工作面是，而半圆键的工作面是。平键的工作面是。21．标准平键静联接的主要失效形式是。22．花键联接由和组成。矩形花键的定心方式有定心、定心、定心。

23．花键联接的主要失效形式是。

24．花键联接的主要失效形式，对于静联接为，对于动联接为。25．花键联接按齿形的不同分为花键、花键和三角形花键三类。26．花键联接的工作面是，工作时靠传递转矩。

27．联接可分为动联接和静联接两类，的联接称为静联接。28．圆柱普通螺纹的牙型角是指在截面内，的夹角。

29．圆柱普通螺纹的导程是指同一螺纹线上的在中径线上

的轴向距离。

30．圆柱普通螺纹的螺距是指相邻螺牙在中径线上间的距离。

导程L与螺距P的关系式为。

31．螺纹联接的防松，其根本问题在于防止螺纹副。

32．根据采用的标准制度不同，螺纹分为制和制，我国除管螺纹外，一般都采

用制螺纹。

33．圆柱普通螺纹的公称直径是指径。

34．圆柱普通螺纹的牙型角为________度。

35．摩擦带传动的设计准则为和。

36．按带的截面形状，摩擦带可分为带、带、多楔带和带等。

37．在相同张紧力条件下，V带传动的承载能力比平带传动的承载能力。

38．摩擦带传动中的弹性滑动会导致从动轮的产生损失。

39．国家标准中，V带以为基准长度，V带轮以处的直径为基准直径。40．根据工作原理不同，带传动可分为带传动和带传动两类。

41. 普通V带传动的主要失效形式有：带在上打滑和带发生破坏。

42．带传动常用的张紧方法有两种：张紧轮法和调整法。

43．V带传动工作时，传动带受有应力、离心应力和应力、三种应力叠加后，最大应力发生在紧边绕入处。

44．按照用途不同，链可分为链、牵引链和链三大类。

45．滚子链条上的距离称为节距。

46．链传动常用的张紧方法有调整法或设置轮。.

47．按照用途不同，链可分为链、牵引链和链三大类。

48．按滚动体的形状，滚动轴承可分为轴承和轴承两大类。

49．国家标准规定滚动轴承内孔与轴的配合采用制，轴承外径与座孔的配合采用

制。

50．轴的刚度分为刚度和刚度两种。

二、是非题

（机械原理部分）

1．构件是组成机构的各相对运动的单元。（）

2．在设计平面四杆机构时，一定要避免死点位置。（）

3．在铰链四杆机构中，曲柄一定是最短杆。（）

4．对心曲柄滑块机构具有急回特性。（）

5．平面四杆机构中的极位夹角就是从动件在两个极限位置的夹角。（）

6．平面四杆机构中的死点位置，就是采用任何方法都不能使机构运动的位置。（）

7．平面四杆机构中至少存在一个曲柄。（）

8．在曲柄摇杆机构中，若改变主动件曲柄转速值，将会使表示急回运动特性的行程速度变化系数值得到改变。（）

9．在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子的半径可以任意选取。（）

10．在设计平底直动从动件盘形凸轮机构时，从动件平底的长度可以任意选取。（）

11．凸轮机构压力角的大小对机构运动无影响。（）

12．凸轮机构常用于传力较大的场合。（）

13．绘制滚子从动件盘形凸轮工作轮廓时，可由其理论轮廓上各点的向径减去滚子半径求得。（）14．设计盘形凸轮时，取基圆越小越好。（）

15．同一条渐开线上各点的压力角不相等。（）

16．变位齿轮的模数、压力角仍和标准齿轮一样。（）

17．正传动齿轮也就是正变位齿轮。（）

18．用仿形法加工标准直齿圆柱齿轮（正常齿）时，当齿数少于１７时产生根切。（）

19．一对外啮合渐开线斜齿圆柱齿轮，轮齿的螺旋角相等，旋向相同。（）

20．轮系的传动比，是指轮系中首末两齿轮的齿数比。（）

21．渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆。（）

22．相啮合的一对齿数不相等的齿轮，因为两轮压力角相等，模数相等，所以齿形相同。（）

23．仿形法加工的齿轮比范成法加工的齿轮精度高。（）

24．负传动齿轮也就是负变位齿轮。（）

25．刚性转子若达到了静平衡，也就是满足了动平衡。（）

（机械零件部分）

1．一般联接多用细牙螺纹。（）

2．圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的最大直径。（）

3．管螺纹是用于管件联接的一种螺纹。（）

4．三角形螺纹主要用于传动。（）

5．梯形螺纹主要用于联接。（）

6．金属切削机床上丝杠的螺纹通常都是采用三角螺纹。（）

7．双头螺柱联接适用于被联接件厚度不大的联接。（）

8．圆柱销和圆锥销都是靠过盈配合固定在销孔中。（）

9．销和圆锥销的销孔一般均需铰制。（）

10．在曲柄摇杆机构中，若改变主动件曲柄转速值，将会使表示急回运动特性的行程速度变化系数值得到改变。（）

11．.圆柱销是靠微量过盈固定在销孔中的，经常拆装也不会降低定位的精度和联接的可靠性。（）12．带传动和链传动都是属于摩擦传动。（）

13．摩擦带传动的包角是指传动带与带轮接触弧所对应的中心角。（）

14．V带轮的计算直径是指带轮的外径。（）

15．弹性滑动是摩擦带传动的主要失效形式之一。（）

16．打滑是摩擦带传动的主要失效形式之一。（）

17．摩擦带传动中带的弹性滑动是由于带的弹性变形而引起的，可以避免。（）

18．摩擦带传动工作时，带中存在拉应力、弯曲应力和离心应力。（）

19．在摩擦带传动中，普通V带的传动能力比平带的传动能力强。（）

20．在中心距不变情况下，两带轮的基准直径之差越大，则小带轮包角也越大。（）

21．带传动可适用于油污、高温、易燃和易爆的场合。（）

22．摩擦带传动具有过载保护作用，可避免其他零件的损坏。（）

23．由于摩擦带传动具有弹性且依靠摩擦力来传动，所以工作时存在弹性滑动，不能适用于要求

传动比恒定的场合。（）

24．链传动是依靠啮合力传动，所以它的瞬时传动比很准确。（）

25．滚子链的节距越大，链能够传递的功率也越大。（）

26．链传动具有过载保护作用。（）

27．链传动水平布置时，最好将链条的松边置于上方，紧边置于下方。（）

28．在单排滚子链承载能力不够或选用的节距不能太大时，可采用小节距的双排滚子链。（）29．滚子链传动中链轮的齿数越少，传动越不平稳，冲击、振动加剧。（）

30．节距是滚子链条的主要参数。（）

31．滚子链传动中链条的节数采用奇数最好。（）

32．滚子链传动一般不宜用于两轴心连线为铅垂的场合。（）

33．在满足传动功率的情况下，应优先选用较大节距的链条。（）

34．滚子链传动瞬时传动比恒定，传动平稳。（）

35．通常蜗杆传动的效率高于带传动的效率。（）

36．一般蜗轮的材料常选用45钢。（）

37．蜗杆传动的传动比也等于蜗轮、蜗杆的直径比。（）

38．开式蜗杆传动只按齿根弯曲疲劳强度设计。（）

39．设计闭式蜗杆传动时，应作热平衡核算。（）

40．受力较小且不重要的轴，材料应选用40Cr。（）

41．周向固定的目的是防止轴与轴上零件产生相对转动。（）

42．轴上截面尺寸变化处，应加工为圆角过渡，目的是比较美观。（）

43．轴肩和轴环能对轴上零件起准确轴向定位作用。（）

44．试图通过采用合金钢来提高轴的刚度是不恰当的。（）

45．平键联接可承受单方向轴向力。（）

46．普通平键联接能够使轴上零件周向固定和轴向固定。（）

47．键联接主要用来联接轴和轴上的传动零件，实现周向固定并传递转矩。（）

48．紧键联接中键的两侧面是工作面。（）

49．紧键联接定心较差。（）

50．单圆头普通平键多用于轴的端部。（）

51．半圆键联接，由于轴上的键槽较深，故对轴的强度削弱较大。（）

52．键联接和花键联接是最常用的轴向固定方法。（）

53．.深沟球轴承主要承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷。（）

54．推力球轴承只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷。（）

55．滚动轴承的外圈与轴承座孔的配合采用基孔制。（）

56．在滚动轴承的尺寸系列代号中，直径系列代号表示具有同一内径而外径不同的轴承系列。（）57．在相同直径系列、相同内径的情况下，球轴承的极限转速比滚子轴承高。（）

58．用轴承盖上的凸缘可以实现滚动轴承外圈的轴向固定。（）

59．毛毡圈密封属于非接触式密封。（）

60．可以通过增减轴承盖处的垫片厚度来实现轴的轴向位置调整。（）

61．一对直齿锥齿轮传动，在其啮合处，主动轮和从动轮所受圆周力大小相等，方向相反。（）62．闭式传动中的软齿面齿轮的主要失效形式是磨损。（）

63．开式传动中的齿轮，疲劳点蚀是常见的失效形式。（）

64．齿轮传动中，一对齿轮的许用接触应力相等。（）

65．联轴器和离合器是用来联接两轴，使其一同转动并传递转矩的装置。（）

66．联轴器和离合器在联接和传动作用上是相同的。（）

67．用联轴器联接的两根轴，可以在机器运转的过程中随时进行分离或接合。（）

68．挠性联轴器可以补偿两轴之间的偏移。（）

69．十字轴万向联轴器允许被联接两轴间有较大的角位移。（）

70．在牙嵌式安全离合器中，选用矩形齿比选用梯形齿更好。（）

三、简答题

（机械原理部分）

1．某凸轮机构的滚子损坏后，是否可任意选取另一滚子来代替为什么

2．为什么要校核凸轮机构的压力角校核时应满足什么条件

3．一对渐开线直齿圆柱齿轮，分度圆与节圆有什么不同在什么条件下重合

4．什么是变位齿轮什么情况需要采用变位齿轮

5．正变位齿轮与正传动齿轮有什么区别

6．设计平面四杆机构一般有哪几种方法各有何特点

7．什么是机构运动简图它和机构示意图有什么区别

8．机构的急回特性有什么作用急回程度的标志是什么

9．阿基米德蜗杆蜗轮的正确啮合条件是什么

10．在《机械设计课程设计》中，你设计的一对软齿面齿轮其大小齿轮的热处理方法取得不一样，

为什么

（机械零件部分）

1．对连续工作的闭式蜗杆传动，为什么要进行热平衡计算

2．阿基米德蜗杆传动的正确啮合的条件是什么

3．三角带轮的槽角φ为什么要比传动带两侧的夹角θ小

4．什么叫滚动轴承的基本额定寿命

5．.典型的滚动轴承由哪些元件组成，各元件的作用是什么

6．摩擦带传动中弹性滑动和打滑对传动有什么影响两者是否能避免为什么

7．某车间现有三个A型三角带轮，其直径分别为90mm、112mm、和200mm,今欲用作转速为3000r/min 的主动轮，请分析说明是否适用

8．在V带传动设计中，为什么要限制带轮的最小直径（10分）

9．在设计齿轮传动、带传动时，哪些参数要取标准值

10．在设计软齿面齿轮传动时，为什么常使小齿轮的齿面硬度高于大齿轮齿面硬度30~50HBS 11．滚子传动链传动具有运动不均匀性，试分析其原因。

12．对摩擦带传动，为什么要限制其最小中心距

13．为什么普通V带梯形剖面夹角为40°，而其带轮轮槽的楔角却为34°、36°、或38°

（即<40°）

14．阿基米德蜗杆传动的模数和压力角是在哪个平面上定义的该传动的正确啮合条件是什么15．为什么滚子链传动不适合高速传动

四、解释标记、代号的含义

1、说明图（a）滚动轴承代号、图（b）滚子解释链标记中划线部分的含义(16分)

6 2 0 8 12A --- 1--- 124 GB / 1243-- 97

（a）( b )

2、说明图（a）滚动轴承代号、图（b）平键标记中划线部分的含义(12分)

6 0 2 0

7 键1

8 ×80 GB1096-79

（a）( b )

3、据下列滚动轴承代号填空(12分)

6 2 0

7 7 3 1 0 C / P 5

轴承内径d = ㎜轴承内径d = ㎜

公差等级为级公差等级为级

轴承类型为轴承类型为

4、说明图（a）滚动轴承代号、图（b）平键标记、图（c）滚子链标记中划线部分的含义(15分)

3 0 2 0 9 键18 ×70 GB1096-79

(a) ( b )

16A—1—82 GB /T 1243—97

(c)

5、说明下列滚动轴承代号的含义(14分)

6 2 / 2 2

五、计算题、图解题

1．计算下列运动链的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，须明确指出）。

2、如图示，已知两对标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a1= a2 =160 mm, 轮1与轮3的模数相同，

齿数Z2 = 20，Z3 = 30，Z4 = 50，求这四个齿轮的模数及轮1的齿数Z1。（16分）

3、如图示，已知两对标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a1=a2, 轮1与轮3的模数m1= m3 = 4,

齿数Z1=60，Z3=30，Z4=50，求(1) 轮2的模数m2 ；(1) 轮2的齿数Z2 ；

（3）当轮2的转速n2=1440 r / min时，轮4的转速n4。（16分）

4、图示为一标准直齿圆柱齿轮机构传动简图。已知轮1、轮2的中心距与轮3、轮4的中心距相

等，Z3的模数为5 mm , 轮1的转速n1=1440r / min , 轮2的转速n2 = 480 r/min , 求（1）Z2的齿数；（2）Z1和Z2的模数；（3）Z4的转速。（16分）

5、两个标准直齿圆柱齿轮，已测得齿数Z1 = 22，Z2 = 98，小齿轮齿顶圆直径d a1 = 240㎜，大

齿轮全齿高h = ㎜, 试判断这两个齿轮能否正确啮合传动（15分）

6、有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动如图示，请在图上作出：

（1）理论啮合线；

（2）节圆；

(3) 啮合角。(10分)

7、有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动如图示。

请在图上作出：

（1）理论啮合线；（2）节圆；

(3) 啮合角。(10分)

8、如图所示凸轮机构，已知凸轮为一偏心圆盘，其半径

R = 30 mm , 凸轮回转中心O1到圆盘中心O2的距离

为O1O2 = 15 mm 。

（1）求基圆半径r b值；（4分）

（2）求行程h 值；(4分)

（3）求图示位置压力角值；（2分）

（4）在图上画出基圆。（2分）

9、如图所示凸轮机构，已知凸轮为一偏心圆盘，其半径R = 40 mm , 凸轮回转中心O1到圆盘中心O2的距离为O1O2 = 20 mm ，滚子半径r =10mm ，（1）求基圆半径r b值；

（2）求行程h 值；（3）求图示位置压力角值；（4）在图上画出基圆。（12分）

10、某机加工车间只能加工m=3、4、5mm三种模数的齿轮。现打算在齿轮机构中心距为

180mm不变的条件下，选配一对i=3 的标准直齿圆柱齿轮机构。试确定在此车间能加工的

齿轮模数和齿数。（14分）

11、已知一对直齿圆锥齿轮传动，其主动轮所受三个分力的大小为圆周力Ｆt = 2220N ,

径向力Ｆr = 640N , 轴向力Fa = 320 N , 求从动轮三个分力的大小。（5分）

12、图(a)所示为直齿圆锥—斜齿圆柱齿轮两级减速器。

在图（ｂ）中（1）分别标出这三个齿轮受力的作用点和三个分力（圆周力Ｆt、径向力Ｆr、轴向力Fa）的方向。（18分）

(若某力作用线垂直纸面，则说明垂直纸面箭头朝里或朝外)。

（2）用文字说明斜齿圆柱齿轮是左旋齿轮还是右旋齿轮。（2分）

（a）(b)

13、有一铰链四杆机构，尺寸如图示，AB为主动件且顺时针转动，CD为从动件；

（1）写出该机构具体名称及判断依据；

（2）用图解法求机构极位夹角和从动件摆角；

（取作图比例为0.001 m/mm）（18分）

14、图示为一个大传动比的减速器，已知各轮的齿数为Z1=100，Z2=101，Z3=100，Z4=99，求原

动件H对从动件1的传动比i H1，并说明两者的转向是相同还是相反。（16分）

15、图示轮系，已知n1 = 50 r / min, n 3 = 200 r / min, 两者转向相反，Z1 = 80，Z2 = 25，

Z2 = 35，Z3 = 20，求行星架H的转速nH和转向。（16分）

16、图示轮系，已知n1= 500 r / min, Z1=25，Z2 = 40，Z3 = 100，求行星架H的转速n H和转向。（12分）

17、如图所示的铰链四杆机构ABCD, 已知杆长LAB = 100 mm，LBC = 250 mm, LAD = 300 mm，试求此机构为双摇杆机构时，摇杆CD的长度变化范围。（20分）

18、图示某圆锥齿轮减速器的主动轴，由一对圆锥滚子轴承支承，已知轴承承受的径向载荷

分别为Ｆr1 = 2500N , Ｆr2 =700N , 圆锥齿轮受轴向力Fx = 250N , 求轴承Ⅰ和Ⅱ所受轴

向力Fa1和Fa2。并在图上标出轴承内部轴向力的方向。

（轴承内部轴向力S=Ｆr/2Y, 轴承系数Y=）（14分）.

19、图示某齿轮减速器的主动轴，其转速n = 3000 r / min , 由一对角接触球轴承支承，已知轴

承承受的径向载荷分别为Ｆr1 = 1000N , Ｆr2 = 2100N ,外加轴向载荷Fx = 900N , 求轴承1

和2所受轴向力Fa1和Fa2。并在图上标出轴承内部轴向力Fs的方向。（14分）

（轴承内部轴向力Fs= Ｆr）

（分）.

20、根据给出的已知条件，（1）在图a）中标出蜗轮的转向并用文字说明旋向；

（2）在图b）中标出蜗杆的转向；

（3）在图c）中标出斜齿轮2轮齿的螺旋线方向，

并用文字分别说明这两个齿轮是左旋齿轮还是右旋齿轮。

（16分）

21、两块钢板由4个M8螺栓以普通螺栓联接形式联接以传递横向载荷，螺栓材料为Q235 (相当旧牌号A3)，其抗拉强度为410~ 470MPa，屈服极限为240MPa，设联接安全系数S =, 联接支承面间的摩擦系数f=, 联接的可靠性系数C=, 求该联接能传递的横向载荷R 。（10分）

(M8的小径为6.647mm)。

22、两块钢板由4个螺栓以普通螺栓联接形式联接，传递的横向载荷R的最大值为2270N ，螺栓材料为Q235(相当旧牌号A3)，其抗拉强度为410~470MPa，屈服极限为240MPa，设联接安全

系数S =, 联接支承面间的摩擦系数f=, 联接的可靠性系数C=, 求满足该螺栓联接的

螺栓小径值。（10分）