1、机械设计基础真题 2011 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.机器中的加工制造单元称为( )A构件 B零件C部件 D组件（分数：2.00）A.B.C.D.2.两个构件组成运动副的必备条件是两构件( )A直接接触但无相对运动 B直接接触且具有相对运动C虽然不直接接触但具有相对运动 D既不接触也无相对运动（分数：2.00）A.B.C.D.3.当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角 min总是出现在( )A连杆与曲柄共线时 B连杆与机架共线时C曲柄与机架共线时 D摇杆与机架共线时（分数：2.00）A.B.C.D.
2、4.在凸轮机构常用推杆运动规律中，存在速度突变的是( )A等速运动规律 B等加速等减速运动规律C余弦加速度运动规律 D正弦加速度运动规律（分数：2.00）A.B.C.D.5.要将连续的单向转动变换成具有停歇功能的单向转动，可以采用的机构是( )A曲柄摇杆机构 B曲柄滑块机构C棘轮机构 D槽轮机构（分数：2.00）A.B.C.D.6.工程实际中应用较广的花键齿形是( )A矩形与三角形 B渐开线与三角形C梯形与矩形 D矩形与渐开线（分数：2.00）A.B.C.D.7.为了避免螺栓产生附加的弯曲应力，可以采用的措施是( )A将螺母与被连接件接触的表面进行精加工 B加弹簧垫片C采用自锁螺母 D保证螺栓
3、的数目为偶数（分数：2.00）A.B.C.D.8.V 带传动中，带截面楔角为 40，带轮的轮槽角应该( )A大于 40 B等于 40C小于 40 D不受限制（分数：2.00）A.B.C.D.9.带传动中，带每转一周，其拉应力是( )A不变化的 B有规律变化的C无规律变化的 D恒等于零的（分数：2.00）A.B.C.D.10.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )A分度圆 B齿顶圆C齿根圆 D基圆（分数：2.00）A.B.C.D.11.一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是( )A齿面磨粒磨损 B齿面点蚀C齿面胶合 D齿面塑性变形（分数：2.00）A.B.C.D.12.斜齿圆柱齿轮的当量齿数
4、用于( )A计算传动比 B计算重合度C选择盘形铣刀 D配凑中心距（分数：2.00）A.B.C.D.13.为了减少蜗轮刀具数量，有利于工具标准化，规定为标准值的是( )A蜗轮齿数 B蜗轮分度圆直径C蜗杆头数 D蜗杆分度圆直径（分数：2.00）A.B.C.D.14.蜗杆传动热平衡计算的目的是控制温升，防止( )A蜗杆力学性能下降 B润滑油变性或齿面胶合C传动效率下降 D蜗杆材料退火（分数：2.00）A.B.C.D.15.减速器的主要功用是( )A增速、增大转矩 B增速、减小转矩C减速、增大转矩 D减速、减小转矩（分数：2.00）A.B.C.D.16.在下列联轴器中，属于刚性联轴器的是( )A齿式联
5、轴器 B弹性套柱销联轴器C弹性柱销联轴器 D凸缘联轴器（分数：2.00）A.B.C.D.17.在滑动轴承材料中，最适合做轴承衬的是( )A铅青铜 B巴氏合金C黄铜 D灰铸铁（分数：2.00）A.B.C.D.18.深沟球轴承，内径为 100mm，宽度系列为 0，直径系列为 2，公差等级为 6，游隙 0 组，其代号为( )A6220/P6 B60220/C0C60220/P6 D6220/P6/C0（分数：2.00）A.B.C.D.19.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( )A对称循 B脉动循环C恒定不变 D非对称循环（分数：2.00）A.B.C.D.20.机器中安装飞轮后，可以( )A使
6、驱动功与阻力功保持平衡 B增大机器的转速C调节周期性速度波动 D调节非周期性速度波动（分数：2.00）A.B.C.D.二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.在平面机构中，一个运动副引入的约束数目可能是 1。（分数：1.00）填空项 1:_22.对心曲柄滑块机构中，若改为以曲柄为机架，则将演化为 1 机构。（分数：1.00）填空项 1:_23.盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径越大，则压力角越 1。（分数：1.00）填空项 1:_24.按照工作原理不同，采用自锁螺母防松属于 1 防松。（分数：1.00）填空项 1:_25.带传动正常工作时，其传动比不恒定的原因是由于存在 1 现象。（分数：
7、1.00）填空项 1:_26.一对直齿圆柱齿轮传动中，z 1z 2，主、从动轮齿根弯曲应力值分别为 F1和 F2，其大小关系为 1。（分数：1.00）填空项 1:_27.开式蜗杆传动的主要失效形式是轮齿折断和 1。（分数：1.00）填空项 1:_28.非液体润滑滑动轴承的设计准则是维持 1 不破裂。（分数：1.00）填空项 1:_29.滚动轴承工作时所受到的接触应力的变化特征是 1。（分数：1.00）填空项 1:_30.作刚性转子动平衡实验时，平衡面最少应选 1 个。（分数：1.00）填空项 1:_三、分析题(总题数：2，分数：12.00)31.已知在某二级直齿圆锥齿轮一斜齿圆柱齿轮传动中，1
8、 轮为驱动轮，4 轮的转向如图所示。为了使轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试确定 3 轮、4 轮的螺旋线方向。并将各轮轴向力 Fa1、F a2、F a3、F a4的方向以及 3 轮、4 轮的螺旋线方向标在图中。（分数：6.00）_32.如图所示用两个 M10 的螺钉固定一牵曳环，其小径为 d1，螺钉材料的许用应力为，装配时控制预紧力，接合面的摩擦系数为 f，可靠性系数为 K。试分析所允许的最大牵曳力 Rmax。（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。（分数：6.00）_34.一对标准安装的渐开
9、线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知模数 m=10mm，z 1=30，=20，中心距a=600mm， （分数：6.00）_35.在下图所示的轮系中，已知各轮的齿数分别为 z1=z2=z4=24，z 2=z3=72，z 5=48，试求该轮系的传动比i15,并说明其转向与轮 1 转向的关系。（分数：6.00）_36.某工程机械传动中轴承配置形式如图所示。已知：轴承型号为 30311，判别系数 e=0.35，内部轴向力为 FS=FS/2Y，且 Y=1.7。当 Fa/Fre 时，X=1，Y=0；当 Fa/Fre 时，X=0.4，Y=1.7，两轴承的径向载荷Fr1=4000N，F r2=5000N，外加轴
10、向载荷 FA=2000N，试画出内部轴向力 FS1、F S2的方向，并计算轴承的当量动载荷 P1、P 2。（分数：6.00）_五、设计题(总题数：2，分数：14.00)37.如图所示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮廓线为一个圆，圆心为 O，凸轮的转动中心为 O。(1)在图上作出凸轮基圆和理论轮廓线；(2)利用反转法原理，求凸轮从 A 点接触到 B 点接触时，凸轮的转角 ；(3)在图上标注出 B 点接触时从动件的位移 s、机构的压力角 。(不必作文字说明，但必须保留作图线)（分数：7.00）_38.如图所示轴系结构，按示例所示，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
11、及图中的倒角和圆角)（分数：7.00）_机械设计基础真题 2011 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.机器中的加工制造单元称为( )A构件 B零件C部件 D组件（分数：2.00）A.B. C.D.解析：2.两个构件组成运动副的必备条件是两构件( )A直接接触但无相对运动 B直接接触且具有相对运动C虽然不直接接触但具有相对运动 D既不接触也无相对运动（分数：2.00）A.B. C.D.解析：3.当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角 min总是出现在( )A连杆与曲柄共线时 B连杆与机架共线时C曲柄与机架共线时
12、 D摇杆与机架共线时（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 因以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构，其最小传动角 min必在曲柄转至与机架共线位置时出现，故选 C。4.在凸轮机构常用推杆运动规律中，存在速度突变的是( )A等速运动规律 B等加速等减速运动规律C余弦加速度运动规律 D正弦加速度运动规律（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 常用的从动件运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律和正弦加速度运动规律，其中只有等速运动规律中存在速度突变，而其他运动规律存在加速度突变。故选A。5.要将连续的单向转动变换成具有停歇功能的单向转动，可以采用的机构是( )A曲柄
13、摇杆机构 B曲柄滑块机构C棘轮机构 D槽轮机构（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：6.工程实际中应用较广的花键齿形是( )A矩形与三角形 B渐开线与三角形C梯形与矩形 D矩形与渐开线（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：7.为了避免螺栓产生附加的弯曲应力，可以采用的措施是( )A将螺母与被连接件接触的表面进行精加工 B加弹簧垫片C采用自锁螺母 D保证螺栓的数目为偶数（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 为了避免螺栓产生附加的弯曲应力，可以采用的措施是使与螺栓头部或螺母接触的被连接件表面进行平整(即进行精加工)。8.V 带传动中，带截面楔角为 40，带轮的轮槽角应该( )A大
14、于 40 B等于 40C小于 40 D不受限制（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 当普通 V 带剖面夹角为 40时，因带绕过带轮时夹角变小，故带轮槽角 有 32、34、36、38。9.带传动中，带每转一周，其拉应力是( )A不变化的 B有规律变化的C无规律变化的 D恒等于零的（分数：2.00）A.B. C.D.解析：10.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )A分度圆 B齿顶圆C齿根圆 D基圆（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：11.一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是( )A齿面磨粒磨损 B齿面点蚀C齿面胶合 D齿面塑性变形（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解
15、析 生产实践表明，闭式软齿面齿轮(齿面硬度350HBS)传动常因齿面点蚀而失效。12.斜齿圆柱齿轮的当量齿数用于( )A计算传动比 B计算重合度C选择盘形铣刀 D配凑中心距（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 由于斜齿圆柱齿轮传动时的轮齿受载方向与螺旋线方向垂直，其传动强度须按法向齿形计算，而采用仿形法加工斜齿轮时，也须按法向齿形选择刀具。要精确地求出法向齿形比较困难，故通常采用近似的方法，即当量齿轮法。这个假想的直齿圆柱齿轮称为斜齿圆柱齿轮的当量齿轮，其齿数称为当量齿数。13.为了减少蜗轮刀具数量，有利于工具标准化，规定为标准值的是( )A蜗轮齿数 B蜗轮分度圆直径C蜗杆头数 D蜗
16、杆分度圆直径（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 为了减少刀具数目，便于刀具标准化，标准规定，对应不同的模数 m 蜗杆分度圆直径 d1必须采用标准系列值。14.蜗杆传动热平衡计算的目的是控制温升，防止( )A蜗杆力学性能下降 B润滑油变性或齿面胶合C传动效率下降 D蜗杆材料退火（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 由于蜗杆传动效率低，工作时发热量大，则在闭式蜗杆传动中，如果产生的热量不能及时散逸，会因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生齿面胶合。因此必须对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，使其单位时间内的发热量与同时间内的散热量相等，以保证油温能稳定在规定的范围
17、内。15.减速器的主要功用是( )A增速、增大转矩 B增速、减小转矩C减速、增大转矩 D减速、减小转矩（分数：2.00）A.B.C. D.解析：16.在下列联轴器中，属于刚性联轴器的是( )A齿式联轴器 B弹性套柱销联轴器C弹性柱销联轴器 D凸缘联轴器（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：17.在滑动轴承材料中，最适合做轴承衬的是( )A铅青铜 B巴氏合金C黄铜 D灰铸铁（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 轴承合金又称巴氏合金、白合金，其中锡基轴承合金对润滑油的吸附能力强，摩擦系数小，抗胶合能力好，耐蚀性好，易跑合，是优良的轴承材料。常用于高速、重载的轴承，如汽轮机、内燃机中的
18、滑动轴承，但其机械强度较低且价格高，因此只用做轴承衬，将它浇注在铜、铸铁、青铜轴瓦内表面上。18.深沟球轴承，内径为 100mm，宽度系列为 0，直径系列为 2，公差等级为 6，游隙 0 组，其代号为( )A6220/P6 B60220/C0C60220/P6 D6220/P6/C0（分数：2.00）A. B.C.D.解析：19.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( )A对称循 B脉动循环C恒定不变 D非对称循环（分数：2.00）A. B.C.D.解析：20.机器中安装飞轮后，可以( )A使驱动功与阻力功保持平衡 B增大机器的转速C调节周期性速度波动 D调节非周期性速度波动（分数：2.0
19、0）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。二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.在平面机构中，一个运动副引入的约束数目可能是 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：1 或 2）解析：22.对心曲柄滑块机构中，若改为以曲柄为机架，则将演化为 1 机构。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：转动导杆）解析：23.盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径越大，则压力角越 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：小）解析：24.按照工作原理不同，采用自锁螺母防松属于 1 防松。（分数：1.00）填空项
20、 1:_ （正确答案：摩擦）解析：25.带传动正常工作时，其传动比不恒定的原因是由于存在 1 现象。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：弹性滑动）解析：26.一对直齿圆柱齿轮传动中，z 1z 2，主、从动轮齿根弯曲应力值分别为 F1和 F2，其大小关系为 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案： F1 F2）解析：27.开式蜗杆传动的主要失效形式是轮齿折断和 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：齿面磨损）解析：28.非液体润滑滑动轴承的设计准则是维持 1 不破裂。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：边界膜）解析：29.滚动轴承工作时所受到的接触应力的
21、变化特征是 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：脉动循环）解析：30.作刚性转子动平衡实验时，平衡面最少应选 1 个。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：2）解析：三、分析题(总题数：2，分数：12.00)31.已知在某二级直齿圆锥齿轮一斜齿圆柱齿轮传动中，1 轮为驱动轮，4 轮的转向如图所示。为了使轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试确定 3 轮、4 轮的螺旋线方向。并将各轮轴向力 Fa1、F a2、F a3、F a4的方向以及 3 轮、4 轮的螺旋线方向标在图中。（分数：6.00）_正确答案：(解：齿轮 3、4 的螺旋线方向、各轮轴向力方向如图所示。)解析：32.如图
22、所示用两个 M10 的螺钉固定一牵曳环，其小径为 d1，螺钉材料的许用应力为，装配时控制预紧力，接合面的摩擦系数为 f，可靠性系数为 K。试分析所允许的最大牵曳力 Rmax。（分数：6.00）_正确答案：(解：由强度条件 得：由接合面不产生相对滑移条件得 fzmFKR又因 z=2，m=1，代入以上各式得：)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、局部自由度和虚约束，请明确指出。（分数：6.00）_正确答案：(解：图中 C、E 点有一处为虚约束，B 点为局部自由度，G 点为复合铰链。去掉局部自由度和虚约束，故活动构件 n 为 7，低副数目
23、PL为 9，高副数目 PH为 2，则自由度为：F=3n-2PL-PH=37-29-2=1)解析：34.一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知模数 m=10mm，z 1=30，=20，中心距a=600mm， （分数：6.00）_正确答案：(解：(1)因为所以(2)d1=mz1=1030=300(mm)解析：35.在下图所示的轮系中，已知各轮的齿数分别为 z1=z2=z4=24，z 2=z3=72，z 5=48，试求该轮系的传动比i15,并说明其转向与轮 1 转向的关系。（分数：6.00）_正确答案：(解：这是一个复合轮系，4、5 组成定轴轮系，1、2、2、3、4 组成周转轮系且是一
24、个行星轮系。)解析：36.某工程机械传动中轴承配置形式如图所示。已知：轴承型号为 30311，判别系数 e=0.35，内部轴向力为 FS=FS/2Y，且 Y=1.7。当 Fa/Fre 时，X=1，Y=0；当 Fa/Fre 时，X=0.4，Y=1.7，两轴承的径向载荷Fr1=4000N，F r2=5000N，外加轴向载荷 FA=2000N，试画出内部轴向力 FS1、F S2的方向，并计算轴承的当量动载荷 P1、P 2。（分数：6.00）_正确答案：(解：内部派生轴向力的方向如图所示由 FS2+FA=1470.6+2000=3470.6(N)F S1，故轴承 1 压紧”，轴承 2“放松”。Fa1=
25、FS2+FA=3470.6(N) Fa2=FS2=1470.6(N)解析：五、设计题(总题数：2，分数：14.00)37.如图所示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮廓线为一个圆，圆心为 O，凸轮的转动中心为 O。(1)在图上作出凸轮基圆和理论轮廓线；(2)利用反转法原理，求凸轮从 A 点接触到 B 点接触时，凸轮的转角 ；(3)在图上标注出 B 点接触时从动件的位移 s、机构的压力角 。(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.如图所示轴系结构，按示例所示，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)（分数：7.00）_正确答案：(解：此处不应有键槽。右端轴承左侧没有轴向固定。轮毂键槽底部与键之间没有间隙，键装不进去。轴段的长度应该比轮毂宽度略小。此处不应该有轴环，齿轮装不进去，可改为套筒固定。套筒厚度太厚，不应比左端轴承内圈高，轴承不便于拆卸。轴段精加工面过长。转动件与静止件直接接触，轴承盖的孔与轴之间应该有间隙。此处无密封，应加密封圈。)解析：
