1、机械设计基础真题 2012 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.若两构件组成高副，则其接触形式为( )A面接触 B点或面接触C线或面接触 D点或线接触（分数：2.00）A.B.C.D.2.在对心曲柄滑块机构中，若取连杆为机架时，则可获得( )A转动导杆机构 B摇块机构C曲柄滑块机构 D移动导杆机构（分数：2.00）A.B.C.D.3.在曲柄摇杆机构中，若运动过程中会出现死点位置，则其主动件是( )A曲柄 B连杆C摇杆 D机架（分数：2.00）A.B.C.D.4.自行车后链轮和后轮的超越离合器是( )A棘轮机构 B
2、槽轮机构C齿轮机构 D凸轮机构（分数：2.00）A.B.C.D.5.当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且不需要经常拆卸时，往往采用( )A螺栓连接 B双头螺柱连接C螺钉连接 D紧定螺钉连接（分数：2.00）A.B.C.D.6.在螺纹连接的防松装置中，属于机械防松的是( )A弹簧垫圈 B对顶螺母C自锁螺母 D止动垫圈（分数：2.00）A.B.C.D.7.带传动中采用张紧轮的目的是( )A调节带的初拉力 B提高带的寿命C改变带的运动方 D减轻带的弹性滑动（分数：2.00）A.B.C.D.8.当摩擦系数与初拉力一定时，影响带传动能力的主要因素是( )A带轮的宽度 B小带轮上的包角C大带轮上的包角
3、 D带的线速度（分数：2.00）A.B.C.D.9.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于( )A基圆 B分度圆C齿顶圆 D齿根圆（分数：2.00）A.B.C.D.10.高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是( )A齿面点蚀 B齿面磨损C齿面胶合 D轮齿疲劳折断（分数：2.00）A.B.C.D.11.齿轮设计时，对齿面硬度350HBS 的齿轮传动，选择两齿轮的齿面硬度 HBS1和 HBS2时，应使( )AHBS 1HBS 2 BHBS 1HBS 2CHBS 1=HBS2 DHBS 1=HBS2+(3050)HBS（分数：2.00）A.B.C.D.12.计算蜗杆传动的传动比时，公式
4、错误的是( )（分数：2.00）A.B.C.D.13.蜗杆传动用于传递两轴之间的运动和动力，其两轴线的位置关系是( )A平行 B相交C重合 D交错（分数：2.00）A.B.C.D.14.具有良好的吸振缓冲作用和补偿两轴综合偏移能力的联轴器是( )A套筒联轴器 B齿式联轴器C弹性柱销联轴器 D十字滑块联轴器（分数：2.00）A.B.C.D.15.含油轴承采用的材料是( )A粉末冶金 B铸铁C橡胶 D塑料（分数：2.00）A.B.C.D.16.一角接触球轴承，内径 85mm，宽度系列为 0，直径系列为 3，公称接触角为 25，公差等级为 6，游隙代号为 0，其代号为( )A70317C/P6/C0
5、 B7317C/P6C7317AC/P6 D7317B/P6/C2（分数：2.00）A.B.C.D.17.在正常工作条件下，滚动轴承最易发生的失效形式是滚动体或内外圈滚道上出现( )A疲劳点蚀 B断裂C磨损 D塑性变形（分数：2.00）A.B.C.D.18.自行车的前轴、中轴和后轴( )A都是心轴 B都是转轴C分别是心轴、转轴和心轴 D分别是心轴、转轴和传动轴（分数：2.00）A.B.C.D.19.转动心轴表面上一固定点的弯曲应力是( )A静应力 B脉动循环变应力C非对称循环变应力 D对称循环变应力（分数：2.00）A.B.C.D.20.为了减小机械运转中周期性速度波动的程度，应在机械中安装(
6、 )A调速器 B差速器C滑轮 D飞轮（分数：2.00）A.B.C.D.二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.一个作平面运动的自由构件具有 1 个自由度。（分数：1.00）填空项 1:_22.连杆机构中，极位夹角 越大，行程速度变化系数 K 值越大，急回特性越 1。（分数：1.00）填空项 1:_23.凸轮按形状可分为盘形凸轮、移动凸轮和 1 凸轮。（分数：1.00）填空项 1:_24.普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，通常只按工作面上的 1 进行强度校核计算。（分数：1.00）填空项 1:_25.与平带传动相比，V 带传动的特点之一是承载能力 1。（分数：1.00）填空项
7、1:_26.一个直齿圆锥齿轮的齿数为 z，分度圆锥角为 ，则其当量齿轮的齿数 zv= 1。（分数：1.00）填空项 1:_27.在非液体摩擦滑动轴承设计中，为了防止轴承过度磨损及胶合损坏，必须验算 p 值、v 值和 1 值。（分数：1.00）填空项 1:_28.滚动轴承中，滚子轴承的承载能力比球轴承的承载能力 1。（分数：1.00）填空项 1:_29.在轴的初步计算中，轴的直径是按 1 初步确定的。（分数：1.00）填空项 1:_30.由齿轮传动、带传动、链传动组成的传动系统，其传动链由高级到低级的传递顺序是 1。（分数：1.00）填空项 1:_三、分析题(总题数：2，分数：12.00)31.
8、如图所示的蜗杆斜齿圆柱齿轮传动系统中，已知蜗杆主动，4 轮的转向及螺旋线方向如图所示。为了使轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试在图中作出：轴与轴的转向；2 轮、3 轮的螺旋线方向和轴向力 Fa2、F a3的方向。（分数：6.00）_32.下图所示钢板用两个普通螺栓连接(取其安全系数 S=2)，允许传递的横向载荷为 R，被连接件接合面的摩擦系数为 f，可靠性系数为 K，螺栓材料的屈服强度为 S，试推断出螺栓小径 d1的表达式。（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。（分数：6.00）_34.已知
9、一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数 z1=20，z 2=60，m=10mm， （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=30，z 2=40，z 2=60，z 3=90，齿轮 1 和齿轮 3 的转速分别为 n1=200r/min，n 3=-100r/min，转向如图所示。试求系杆 nH的大小和转向。（分数：6.00）_36.锥齿轮轴中轴承配置形式如图所示，轴承型号为 30207E，内部轴向力为 S=Fr/2Y，Y=1.6，两轴承的径向载荷 Fr1=1600N，F r2=2400N，外加轴向载荷 FA=400N，试画出内部轴向力 S1、S 2的方向，并计算两轴承
10、所受的总轴向力。（分数：6.00）_五、设计题(总题数：2，分数：14.00)37.下图所示一偏心直动尖端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，试求：(1)在图中作出凸轮基圆和偏距圆；(2)利用反转法原理，求凸轮从图示位置 A 点接触到 B 点接触时，凸轮的转角 ；(3)B 点接触时从动件的位移 s、机构的压力角 ，在图上标注出来。(不必作文字说明，但必须保留作图线。)（分数：7.00）_38.下图所示轴系结构，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）_机械设计基础真题 2012 年 0
11、4 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.若两构件组成高副，则其接触形式为( )A面接触 B点或面接触C线或面接触 D点或线接触（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 两构件通过点或线接触而形成的运动副称为高副。组成高副的两构件之间的相对运动是转动兼移动。2.在对心曲柄滑块机构中，若取连杆为机架时，则可获得( )A转动导杆机构 B摇块机构C曲柄滑块机构 D移动导杆机构（分数：2.00）A.B. C.D.解析：3.在曲柄摇杆机构中，若运动过程中会出现死点位置，则其主动件是( )A曲柄 B连杆C摇杆 D机架（分数：2.00
12、）A.B.C. D.解析：解析 在曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，当从动件(曲柄)和连杆成一直线(摇杆处于两极限位置)时，传动角 =0(即 =90)。此时，若忽略构件所受的重力、惯性力和运动副中的摩擦力，则通过连杆作用于曲柄的力对曲柄转动点力矩为零，因此不能使曲柄转动。机构的这种位置称为死点位置。死点位置会使从动件出现卡死或正反转运动不确定的现象。4.自行车后链轮和后轮的超越离合器是( )A棘轮机构 B槽轮机构C齿轮机构 D凸轮机构（分数：2.00）A. B.C.D.解析：5.当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且不需要经常拆卸时，往往采用( )A螺栓连接 B双头螺柱连接C螺钉连接 D紧定
13、螺钉连接（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 螺钉连接主要用于被连接件之一较厚，又不宜经常拆装的场合，以免被连接件的螺纹孔磨损而修复困难。6.在螺纹连接的防松装置中，属于机械防松的是( )A弹簧垫圈 B对顶螺母C自锁螺母 D止动垫圈（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：7.带传动中采用张紧轮的目的是( )A调节带的初拉力 B提高带的寿命C改变带的运动方 D减轻带的弹性滑动（分数：2.00）A. B.C.D.解析：8.当摩擦系数与初拉力一定时，影响带传动能力的主要因素是( )A带轮的宽度 B小带轮上的包角C大带轮上的包角 D带的线速度（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析
14、一般增大小带轮包角、摩擦系数及预紧力(即初拉力)，都可提高带传动所能传递的圆周力。9.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于( )A基圆 B分度圆C齿顶圆 D齿根圆（分数：2.00）A. B.C.D.解析：10.高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是( )A齿面点蚀 B齿面磨损C齿面胶合 D轮齿疲劳折断（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 在高速、重载的齿轮转动中，因为压力大、齿面间相对滑动速度大及瞬时温度高，而使相啮合的齿面闻的油膜发生破坏，导致两齿面在高压下直接接触发生粘着，同时随着两齿面的相对滑动，使金属从齿面上撕落而引起严重的粘着磨损，称为齿面胶合。在低速、重栽
15、的齿轮-转动中，因润滑效果差、压力大而使相啮合的齿面间的油膜发生破坏，也会产生胶合现象。11.齿轮设计时，对齿面硬度350HBS 的齿轮传动，选择两齿轮的齿面硬度 HBS1和 HBS2时，应使( )AHBS 1HBS 2 BHBS 1HBS 2CHBS 1=HBS2 DHBS 1=HBS2+(3050)HBS（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：12.计算蜗杆传动的传动比时，公式错误的是( )（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 蜗杆传动的传动比为13.蜗杆传动用于传递两轴之间的运动和动力，其两轴线的位置关系是( )A平行 B相交C重合 D交错（分数：2.00）A.B.C.D.
16、解析：14.具有良好的吸振缓冲作用和补偿两轴综合偏移能力的联轴器是( )A套筒联轴器 B齿式联轴器C弹性柱销联轴器 D十字滑块联轴器（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 一般弹性套柱销联轴器的结构和凸缘联轴器相似，只是用装有弹性套的柱销代替了螺栓。传递转矩时弹性套将发生弹性变形，故具有良好的吸振缓冲作用和补偿两轴综合偏移的能力，但弹性套易损坏，寿命较短。而弹性柱销联轴器的结构、性能及应用和弹性套柱销联轴器相似，只是靠尼龙柱销传递转矩。与弹性套柱销联轴器相比，它结构简单，加工维修方便，传递转矩大，寿命长，补偿轴向偏移能力较大，补偿径向和角度偏移能力小，吸振缓冲能力差。15.含油轴承采用
17、的材料是( )A粉末冶金 B铸铁C橡胶 D塑料（分数：2.00）A. B.C.D.解析：16.一角接触球轴承，内径 85mm，宽度系列为 0，直径系列为 3，公称接触角为 25，公差等级为 6，游隙代号为 0，其代号为( )A70317C/P6/C0 B7317C/P6C7317AC/P6 D7317B/P6/C2（分数：2.00）A.B.C. D.解析：17.在正常工作条件下，滚动轴承最易发生的失效形式是滚动体或内外圈滚道上出现( )A疲劳点蚀 B断裂C磨损 D塑性变形（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
18、受脉动循环变化的接触应力作用而出现疲劳点蚀。18.自行车的前轴、中轴和后轴( )A都是心轴 B都是转轴C分别是心轴、转轴和心轴 D分别是心轴、转轴和传动轴（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 根据轴工作时承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三种。工作中既传递转矩又承受弯矩的轴称为转轴；工作中只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴，称为传动轴；工作中只承受弯矩而不传逆转矩的轴称为心轴。心轴又有转动心轴和固定心轴之分。19.转动心轴表面上一固定点的弯曲应力是( )A静应力 B脉动循环变应力C非对称循环变应力 D对称循环变应力（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：20.为了减小机械
19、运转中周期性速度波动的程度，应在机械中安装( )A调速器 B差速器C滑轮 D飞轮（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。二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.一个作平面运动的自由构件具有 1 个自由度。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：3）解析：22.连杆机构中，极位夹角 越大，行程速度变化系数 K 值越大，急回特性越 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：明显）解析：23.凸轮按形状可分为盘形凸轮、移动凸轮和 1 凸轮。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：圆柱
20、）解析：24.普通平键连接的主要失效形式是工作面被压溃，通常只按工作面上的 1 进行强度校核计算。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：挤压应力）解析：25.与平带传动相比，V 带传动的特点之一是承载能力 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：大(或强)）解析：26.一个直齿圆锥齿轮的齿数为 z，分度圆锥角为 ，则其当量齿轮的齿数 zv= 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：*）解析：27.在非液体摩擦滑动轴承设计中，为了防止轴承过度磨损及胶合损坏，必须验算 p 值、v 值和 1 值。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：pv）解析：28.滚动轴承中，
21、滚子轴承的承载能力比球轴承的承载能力 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：大(或强或高)）解析：29.在轴的初步计算中，轴的直径是按 1 初步确定的。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：扭转强度）解析：30.由齿轮传动、带传动、链传动组成的传动系统，其传动链由高级到低级的传递顺序是 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：带传动齿轮传动链传动）解析：三、分析题(总题数：2，分数：12.00)31.如图所示的蜗杆斜齿圆柱齿轮传动系统中，已知蜗杆主动，4 轮的转向及螺旋线方向如图所示。为了使轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试在图中作出：轴与轴的转向；2 轮、3 轮
22、的螺旋线方向和轴向力 Fa2、F a3的方向。（分数：6.00）_正确答案：(解：轴与轴的转向；2 轮、3 轮的螺旋线方向和轴向力 Fa2、F a3的方向如图所示。)解析：32.下图所示钢板用两个普通螺栓连接(取其安全系数 S=2)，允许传递的横向载荷为 R，被连接件接合面的摩擦系数为 f，可靠性系数为 K，螺栓材料的屈服强度为 S，试推断出螺栓小径 d1的表达式。（分数：6.00）_正确答案：(解：由接合面不产生相对滑移的条件得 fzmFKR，其中 z=2，m=2得 。由强度条件代入以上各式得 )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、
23、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 B 点为局部自由废，无虚约束和复合铰链，去掉局部自由度，活动构件的数目为4，低副数目为 5，高副数目为 1，故自由度为 F=3n-2PL-PH=34-25-1=1。)解析：34.已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数 z1=20，z 2=60，m=10mm， （分数：6.00）_正确答案：(解：(1)d2=mz2=1060=600(mm)db2=d2cos=600cos20563.816(mm)(2) )解析：35.在下图所示的轮系中，已知各轮的齿数分别为 z1=30，z 2=40，z 2=60，z 3=90，齿轮
24、1 和齿轮 3 的转速分别为 n1=200r/min，n 3=-100r/min，转向如图所示。试求系杆 nH的大小和转向。（分数：6.00）_正确答案：(解：这是一个差动轮系，则将已知数据代入上式，得：)解析：36.锥齿轮轴中轴承配置形式如图所示，轴承型号为 30207E，内部轴向力为 S=Fr/2Y，Y=1.6，两轴承的径向载荷 Fr1=1600N，F r2=2400N，外加轴向载荷 FA=400N，试画出内部轴向力 S1、S 2的方向，并计算两轴承所受的总轴向力。（分数：6.00）_正确答案：(解：内部派生轴向力的方向如图所示。S1+FA=500+400=900(N)S 2=750N故轴
25、承 1 放松，轴承 2 压紧Fa1=S1=500(N)Fa2=S1+FA=900(N)解析：五、设计题(总题数：2，分数：14.00)37.下图所示一偏心直动尖端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，试求：(1)在图中作出凸轮基圆和偏距圆；(2)利用反转法原理，求凸轮从图示位置 A 点接触到 B 点接触时，凸轮的转角 ；(3)B 点接触时从动件的位移 s、机构的压力角 ，在图上标注出来。(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：(1)凸轮机构的基圆、偏距圆；(2)凸轮的转角 ；(3)在 B 点接触时推杆的位移 s 和压力角 。)解析：38.下图所示轴系结构，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：精加工面与非精加工面没分开；轴肩过高，左端轴承没法拆卸；套筒顶不住齿轮，轴段的长度应该比轮毂宽度略短；套筒厚度太厚，右端轴承没法拆卸；轴段精加工面过长，右端轴承安装困难；应为梯形密封，不是矩形；转动件与静止件直接接触，应改为轴肩对右端轮毂进行轴向固定；此处的键槽应与齿轮处的键槽同一母线；右端轮毂没有轴向固定。)解析：
