1、机械设计基础真题 2010 年 04 月及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.在下图所示的齿轮凸轮轴系中，键 2 称为( )（分数：2.00）A.B.C.D.2.下列关于虚约束说法正确的是( )A虚约束不是实实在在的约束，是没有用的，所以等于不存在B虚约束是不存在的约束C计算机构自由度时可以去掉虚约束，所以虚约束的存在没有任何意义D虚约束的存在要满足特定的几何条件，若这些条件不满足时它将会变成实际约束（分数：2.00）A.B.C.D.3.当机构具有急回特性时，行程速比系数 K 应满足的条件是( )AK=0 BK1CK=1 DK
2、1（分数：2.00）A.B.C.D.4.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（分数：2.00）A.B.C.D.5.自行车后轴上的超越离合器是( )A凸轮机构 B棘轮机构C槽轮机构 D齿轮机构（分数：2.00）A.B.C.D.6.楔键连接的主要缺点是( )A轴与轴上零件对中性差 B键安装时易损坏C键装入键槽后，在轮毂中产生初应力 D键的斜面加工困难（分数：2.00）A.B.C.D.7.在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是( )A锯齿形螺纹 B梯形螺纹C三角形螺纹 D矩形螺纹（分数：2.00）A
3、.B.C.D.8.带传动中，v 1为主动轮圆周速度，v 2为从动轮圆周速度，v 为带速，这些速度之间存在的关系是( )Av 1=v2=v Bv 1vv 2Cv 1vv 2 Dv 1=vv 2（分数：2.00）A.B.C.D.9.带传动的主要失效形式是带的( )A胶合和打滑 B磨损和胶合C疲劳拉断和打滑 D磨损和疲劳点蚀（分数：2.00）A.B.C.D.10.链传动设计中，当载荷大、传动比大、中心距小时，宜选用( )A大节距单排链 B小节距多排链C小节距单排链 D大节距多排链（分数：2.00）A.B.C.D.11.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知 m=2mm，z 1=18，z 2=43，实际中心
4、距 a=62mm，下面说法正确的是( )A节圆小于分度圆 B节圆与分度圆重合C节圆大于分度圆 D分度圆的大小取决于中心距（分数：2.00）A.B.C.D.12.对渐开线齿轮的齿廓曲线形状没有影响的参数是( )A模数 B齿轮齿数C压力角 D齿顶高系数（分数：2.00）A.B.C.D.13.高速、重载且散热条件不良的闭式齿轮传动，其最可能出现的失效形式是( )A轮齿折断 B齿面胶合C齿面磨粒磨损 D齿面塑性变形（分数：2.00）A.B.C.D.14.起吊重物用的手动蜗杆传动装置，采用的蜗杆应满足的条件是( )A单头，小导程角 B单头，大导程角C多头，小导程角 D多头，大导程角（分数：2.00）A.
5、B.C.D.15.下列联轴器中，能补偿较大角位移(可达 4045)的是( )A凸缘联轴器 B齿式联轴器C万向联轴器 D弹性柱销联轴器（分数：2.00）A.B.C.D.16.在计算轴的当量弯矩 （分数：2.00）A.B.C.D.17.在不完全液体润滑径向滑动轴承的设计中，限制 p 值的主要目的是( )A防止轴承衬材料过度磨损 B防止轴承衬材料发生塑性变形C防止轴承衬材料过度发热 D防止轴承温升过高（分数：2.00）A.B.C.D.18.一角接触球轴承，内径 85mm，正常宽度，直径系列为 3，公称接触角 =15，公差等级为 0 级，游隙组别为 0，其代号为( )A7317AC B7317D/C0
6、C7317B/P0 D7317C（分数：2.00）A.B.C.D.19.滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是( )A过量的塑性变形 B过度磨损C疲劳点蚀 D胶合（分数：2.00）A.B.C.D.20.在机械系统中安装飞轮后，其周期性速度波动会( )A消除 B增大C减小 D不变（分数：2.00）A.B.C.D.二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.两个构件直接接触并能产生相对运动的活动连接，称为 1。（分数：1.00）填空项 1:_22.在曲柄摇杆机构中，若以 1 为主动件时，会出现死点位置。（分数：1.00）填空项 1:_23.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆
7、长度之和时，该机构成为 1 机构。（分数：1.00）填空项 1:_24.槽轮机构的运动变换形式是将主动拨盘的连续回转运动变为从动槽轮的 1。（分数：1.00）填空项 1:_25.按照螺纹连接的防松方法，采用串联钢丝防松属于 1 防松。（分数：1.00）填空项 1:_26.根据齿轮的工作特点，轮齿芯部应有足够的抗弯曲强度和冲击韧度，齿面应有足够的 1。（分数：1.00）填空项 1:_27.用齿条型刀具范成法加工渐开线标准齿轮时，若刀具的齿顶线超过啮合极限点 N1，就会产生 1。（分数：1.00）填空项 1:_28.斜齿轮和锥齿轮强度计算公式中的齿形系数 YF应按 1 查图表而得。（分数：1.00
8、）填空项 1:_29.滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度越 1。（分数：1.00）填空项 1:_30.回转件动平衡的条件是分布在回转件不同平面内的各个偏心质量所产生的离心惯性力系的 1 均为零。（分数：1.00）填空项 1:_三、分析题(总题数：2，分数：12.00)31.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。试将蜗杆和蜗轮的轴向力 Fa1、F a2，圆周力 Ft1、F t2，蜗杆的螺旋线方向和转动方向 n1标在图中。（分数：6.00）_32.如图所示已知某气缸用 z 个小径为 d1的普通螺栓连接，作用在汽缸盖上的总轴向载荷为 F ，单个螺栓受力后剩余预紧
9、力为 F“，螺栓的许用应力为。分析单个螺栓所受总拉力 F0的大小，并写出其强度条件公式。（分数：6.00）_四、计算题(总题数：4，分数：24.00)33.计算下图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束，请明确指出，图中CDEFGH，CD=EF=GH。（分数：6.00）_34.一对标准安装的渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知中心距 a=100mm，z 1=20，z 2=30，=20，（分数：6.00）_35.在下图所示轮系中，已知各轮齿数为 z1=20，z 2=40，z 2=50，z 3=30，z 3=20，z 4=30,nA=1000r/min。试求：该轮系的传动比 iAB，轴
10、 B 的转速 nB的大小，并说明其转向与 A 轴是否相同?（分数：6.00）_36.减速器的一根轴用一对 7307AC 轴承安装(如图所示)。已知两轴承的径向载荷Fr =1320N，F r =3010N，外加轴向载荷 FA=500N，方向如图。判别系数 e=0.68，当 Fa/FrP 时，X=1，Y=0；F a/Fre 时，X=0.41，Y=0.87，内部轴向力 Fs=0.68Fr，试画出两轴承内部轴向力 FS 、F S 的方向，并计算轴承的当量动载荷 P 、P 。（分数：6.00）_五、设计题(总题数：2，分数：14.00)37.下图为一尖端偏置直动推杆盘形凸轮机构，凸轮绕轴心 O 逆时针转
11、动，凸轮廓线的 AB 段和 CD 段为两段圆弧，圆心均为凸轮回转轴心。求：(1)在图中作出凸轮机构的基圆、偏距圆；(2)在图上标出推程运动角 ，远休止角 S，回程运动角 和近休止角 S；(3)在图中作出凸轮在 E 点接触时推杆的位移 s 和压力角 ；(不必作文字说明，但必须保留作图线)（分数：7.00）_38.下图为一轴系结构，按示例所示，编号并指出其他错误(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)（分数：7.00）_机械设计基础真题 2010 年 04 月答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：20，分数：40.00)1.在下图所
12、示的齿轮凸轮轴系中，键 2 称为( )（分数：2.00）A. B.C.D.解析：2.下列关于虚约束说法正确的是( )A虚约束不是实实在在的约束，是没有用的，所以等于不存在B虚约束是不存在的约束C计算机构自由度时可以去掉虚约束，所以虚约束的存在没有任何意义D虚约束的存在要满足特定的几何条件，若这些条件不满足时它将会变成实际约束（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：3.当机构具有急回特性时，行程速比系数 K 应满足的条件是( )AK=0 BK1CK=1 DK1（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 由式4.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
13、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（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：5.自行车后轴上的超越离合器是( )A凸轮机构 B棘轮机构C槽轮机构 D齿轮机构（分数：2.00）A.B. C.D.解析：6.楔键连接的主要缺点是( )A轴与轴上零件对中性差 B键安装时易损坏C键装入键槽后，在轮毂中产生初应力 D键的斜面加工困难（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 由于楔键上表面和轮毂上键槽底面均有 1:100 的斜度，使轴与轮毂产生偏心，在高速、振动下容易松动，所以楔键连接适用于对中性要求不高、载荷平稳和低速的场合。7.在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是( )A
14、锯齿形螺纹 B梯形螺纹C三角形螺纹 D矩形螺纹（分数：2.00）A.B.C. D.解析：8.带传动中，v 1为主动轮圆周速度，v 2为从动轮圆周速度，v 为带速，这些速度之间存在的关系是( )Av 1=v2=v Bv 1vv 2Cv 1vv 2 Dv 1=vv 2（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 带传动工作时，由于传动带具有弹性，受力后要产生弹性变形，导致带的线速度 v 小于主动轮的圆周速度 v1，同时也导致带的线速度 v 大于从动轮的圆周速度 v2。9.带传动的主要失效形式是带的( )A胶合和打滑 B磨损和胶合C疲劳拉断和打滑 D磨损和疲劳点蚀（分数：2.00）A.B.C. D
15、.解析：10.链传动设计中，当载荷大、传动比大、中心距小时，宜选用( )A大节距单排链 B小节距多排链C小节距单排链 D大节距多排链（分数：2.00）A.B. C.D.解析：11.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知 m=2mm，z 1=18，z 2=43，实际中心距 a=62mm，下面说法正确的是( )A节圆小于分度圆 B节圆与分度圆重合C节圆大于分度圆 D分度圆的大小取决于中心距（分数：2.00）A.B.C. D.解析：12.对渐开线齿轮的齿廓曲线形状没有影响的参数是( )A模数 B齿轮齿数C压力角 D齿顶高系数（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 因渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于基
16、圆半径13.高速、重载且散热条件不良的闭式齿轮传动，其最可能出现的失效形式是( )A轮齿折断 B齿面胶合C齿面磨粒磨损 D齿面塑性变形（分数：2.00）A.B. C.D.解析：14.起吊重物用的手动蜗杆传动装置，采用的蜗杆应满足的条件是( )A单头，小导程角 B单头，大导程角C多头，小导程角 D多头，大导程角（分数：2.00）A. B.C.D.解析：15.下列联轴器中，能补偿较大角位移(可达 4045)的是( )A凸缘联轴器 B齿式联轴器C万向联轴器 D弹性柱销联轴器（分数：2.00）A.B.C. D.解析：16.在计算轴的当量弯矩 （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 在轴的当量弯
17、矩公式17.在不完全液体润滑径向滑动轴承的设计中，限制 p 值的主要目的是( )A防止轴承衬材料过度磨损 B防止轴承衬材料发生塑性变形C防止轴承衬材料过度发热 D防止轴承温升过高（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 轴承的平均压力 p 值过大，会使轴瓦产生塑性变形，润滑油被从工作表面挤出。为保证轴承良好润滑，且不产生过度的磨损，应保证平均压力 p 不超过许用值p。18.一角接触球轴承，内径 85mm，正常宽度，直径系列为 3，公称接触角 =15，公差等级为 0 级，游隙组别为 0，其代号为( )A7317AC B7317D/C0C7317B/P0 D7317C（分数：2.00）A.B
18、.C.D. 解析：19.滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是( )A过量的塑性变形 B过度磨损C疲劳点蚀 D胶合（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 滚动轴承在正常工作条件下，最易发生的失效形式是滚动体或内、外圈滚道上的点因承受脉动循环变化的接触应力作用而出现的疲劳点蚀。20.在机械系统中安装飞轮后，其周期性速度波动会( )A消除 B增大C减小 D不变（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 调节周期性速度波动的方法是增加构件的质量或转动惯量，通常是在机械系统中安装飞轮。一般飞轮安装在主轴上(也有装在高速轴上，以减轻飞轮的重量)。系统装上飞轮后，当驱动功大于阻力功时，飞轮就把多
19、余的能量积蓄起来而只使主轴的角速度略增，反之当阻力功大于驱动功时，飞轮就放出能量而使主轴速度略降，从而使速度波动减小。恰当地确定飞轮转动惯量，就能把机械系统的周期性速度波动限制在所允许的范围内。但飞轮不可能使机械的周期性速度波动完全消除。二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.两个构件直接接触并能产生相对运动的活动连接，称为 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：运动副）解析：22.在曲柄摇杆机构中，若以 1 为主动件时，会出现死点位置。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：摇杆）解析：23.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，该机构
20、成为 1 机构。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：双摇杆）解析：24.槽轮机构的运动变换形式是将主动拨盘的连续回转运动变为从动槽轮的 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：间歇回转运动）解析：25.按照螺纹连接的防松方法，采用串联钢丝防松属于 1 防松。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：机械）解析：26.根据齿轮的工作特点，轮齿芯部应有足够的抗弯曲强度和冲击韧度，齿面应有足够的 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：硬度和耐磨性）解析：27.用齿条型刀具范成法加工渐开线标准齿轮时，若刀具的齿顶线超过啮合极限点 N1，就会产生 1。（分数：1.00
21、）填空项 1:_ （正确答案：根切）解析：28.斜齿轮和锥齿轮强度计算公式中的齿形系数 YF应按 1 查图表而得。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：当量齿数）解析：29.滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度越 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：低）解析：30.回转件动平衡的条件是分布在回转件不同平面内的各个偏心质量所产生的离心惯性力系的 1 均为零。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：合力及合力矩）解析：三、分析题(总题数：2，分数：12.00)31.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。试将蜗杆和蜗轮的轴向力 Fa1、
22、F a2，圆周力 Ft1、F t2，蜗杆的螺旋线方向和转动方向 n1标在图中。（分数：6.00）_正确答案：(解：蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向如图所示。)解析：32.如图所示已知某气缸用 z 个小径为 d1的普通螺栓连接，作用在汽缸盖上的总轴向载荷为 F ，单个螺栓受力后剩余预紧力为 F“，螺栓的许用应力为。分析单个螺栓所受总拉力 F0的大小，并写出其强度条件公式。（分数：6.00）_正确答案：(解：单个螺栓所受工作载荷单个螺栓所受总拉力其强度条件公式为 )解析：四、计算题(总题数：4，分数：24.00)33.计算下图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约
23、束，请明确指出，图中CDEFGH，CD=EF=GH。（分数：6.00）_正确答案：(解：因图中 CDEFGH，CD=EF=OH，故杆 EF 为虚约束，C 点和 G 点均为复合铰链。自由度为：F=3n-2P L-PH=37-210-0=1)解析：34.一对标准安装的渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知中心距 a=100mm，z 1=20，z 2=30，=20，（分数：6.00）_正确答案：(解：d2=mz2=430=120(mm)解析：35.在下图所示轮系中，已知各轮齿数为 z1=20，z 2=40，z 2=50，z 3=30，z 3=20，z 4=30,nA=1000r/min。试求：该轮系的传
24、动比 iAB，轴 B 的转速 nB的大小，并说明其转向与 A 轴是否相同?（分数：6.00）_正确答案：(解：这是一个复合轮系，1、2 组成定轴轮系，2、3、3、4、H 组成周转轮系且是一个行星轮系。n2=n2联立以上各式，得：iAB=i1H=i12i2H=-21.9=-3.8)解析：36.减速器的一根轴用一对 7307AC 轴承安装(如图所示)。已知两轴承的径向载荷Fr =1320N，F r =3010N，外加轴向载荷 FA=500N，方向如图。判别系数 e=0.68，当 Fa/FrP 时，X=1，Y=0；F a/Fre 时，X=0.41，Y=0.87，内部轴向力 Fs=0.68Fr，试画出
25、两轴承内部轴向力 FS 、F S 的方向，并计算轴承的当量动载荷 P 、P 。（分数：6.00）_正确答案：(解：内部派生轴向力的方向如图所示。FS =0.68Fr =0.681320=897.6(N)FS =0.68Fr =0.683010=2046.8(N)由 FS +FAF S ，故轴承“压紧”，轴承“放松”。Fa =FS +FA=2046.8+500=2546.8(N) Fa =FS =2046.8(N)解析：五、设计题(总题数：2，分数：14.00)37.下图为一尖端偏置直动推杆盘形凸轮机构，凸轮绕轴心 O 逆时针转动，凸轮廓线的 AB 段和 CD 段为两段圆弧，圆心均为凸轮回转轴心
26、。求：(1)在图中作出凸轮机构的基圆、偏距圆；(2)在图上标出推程运动角 ，远休止角 S，回程运动角 和近休止角 S；(3)在图中作出凸轮在 E 点接触时推杆的位移 s 和压力角 ；(不必作文字说明，但必须保留作图线)（分数：7.00）_正确答案：(解：如图所示：)解析：38.下图为一轴系结构，按示例所示，编号并指出其他错误(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)（分数：7.00）_正确答案：(解：右端轴承的左侧没有轴向固定。键与轮毂键槽底部之间没有间隙，键装不进去。键的位置应该与处的键处于同一母线上。三面接触，套筒顶不住齿轮，轴段的长度应该比轮毂宽度略小。套筒太厚，不应比左端轴承内圈高，轴承拆不下来。轴段精加工面过长。此处应该有密封圈。转动件与静止件直接接触，此处应该有间隙。此处键过长。)解析：
