1、机械设计基础自考题-2 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.机器中各制造单元称为( )A零件 B构件C机件 D部件（分数：2.00）A.B.C.D.2.平面机构中若引入一个高副将引入( )个约束。A1 B2C3 D0（分数：2.00）A.B.C.D.3.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和，以最短杆的相邻杆为机架时，可得( )A双曲柄机构 B曲柄摇杆机构C双摇杆机构 D不确定（分数：2.00）A.B.C.D.4.一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则其将演化为( )A曲柄摇杆机构 B双曲柄机构C
2、双摇杆机构 D导杆机构（分数：2.00）A.B.C.D.5.在铰链四杆机构 ABCD中，AD 为机架，l AB=40mm，l BC=60mm，l CD=110mm，l AD=120mm,那么( )AAB 杆为曲柄，CD 杆为摇杆 BAB 杆与 CD杆均为曲柄CAB 杆与 CD杆均为摇杆 DAB 杆为摇杆，CD 杆为曲柄（分数：2.00）A.B.C.D.6.设计凸轮时，若工作行程中 max，可采取的措施是( )A减小基圆半径 B增大基圆半径C增大滚子半径 D以上答案均不对（分数：2.00）A.B.C.D.7.电影院放电影时，实现胶片画面的依次停留，从而使人们通过视觉暂留获得连续场景的机构是( )
3、A凸轮机构 B连杆机构C棘轮机构 D槽轮机构（分数：2.00）A.B.C.D.8.当被连接件之一太厚，且需经常拆装时，宜采用( )A双头螺柱连接 B螺栓连接C螺钉连接 D紧钉螺钉连接（分数：2.00）A.B.C.D.9.( )适用于定心精度要求高、载荷大的轴毂连接。A平键 B矩形花键C切向键 D半圆键（分数：2.00）A.B.C.D.10.在 V带传动设计中，包角一般应大于等于( )A90 B100C120 D150（分数：2.00）A.B.C.D.11.V带传动采用张紧装置的目的是( )A减轻带的弹性滑 B提高带的寿命C改变带的运动方向 D调节带的张紧力（分数：2.00）A.B.C.D.12
4、.渐开线齿轮齿顶圆的压力角( )A小于分度圆压力角 B大于分度圆压力角C等于分度圆的压力角 D不确定（分数：2.00）A.B.C.D.13.设计圆柱齿轮传动时，小齿轮的齿面硬度与大齿轮的齿面硬度的关系是( )A大于 B等于C小于 D大于等于（分数：2.00）A.B.C.D.14.为提高蜗杆传动效率，在保证润滑的情况下，最有效的措施是( )A采用单头蜗杆 B采用多头蜗杆C采用大直径系数蜗杆 D提高蜗杆转速（分数：2.00）A.B.C.D.15.机械传动中，理论上能保证传动比为常数的是( )A带传动 B链传动C齿轮传动 D蜗杆传动（分数：2.00）A.B.C.D.16.若行星轮系转化轮系传动比 （
5、分数：2.00）A.B.C.D.17.刚性联轴器和挠性联轴器的主要区别是( )A挠性联轴器内有弹性元件，而刚性联轴器内没有B挠性联轴器能补偿两轴间的相对位移，而刚性联轴器不能补偿C挠性联轴器过载时打滑，而刚性联轴器不能D刚性联轴器内有弹性元件，而挠性联轴器内没有（分数：2.00）A.B.C.D.18.不完全液体润滑径向滑动轴承的发热量与单位面积上的摩擦功耗成正比，限制( )就是限制轴承的温升。A平均压强 p Bpv 值C相对滑动速度 D平均压强 p和相对滑动速度（分数：2.00）A.B.C.D.19.滚动轴承的后置代号表示( )A轴承的类型、结构和尺寸 B轴承分部件C轴承内部结构和轴承公差等级
6、 D轴承类型（分数：2.00）A.B.C.D.20.对于转轴的强度计算，应按( )计算。A弯矩 B扭矩C弯扭合成 D弯矩或扭矩（分数：2.00）A.B.C.D.二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.机构中某些运动副所引入的约束可能与其他运动副所起到的限制作用是一致的，这种对机构运动不起真正约束作用的约束称为 1。（分数：1.00）填空项 1:_22.在铰链四杆机构中，能作整周转动的连架杆称为 1。（分数：1.00）填空项 1:_23.凸轮机构是由凸轮、从动件和 1 三个基本构件所组成的一种高副机构。（分数：1.00）填空项 1:_24.所谓 1 是指从动件在推程前半个行程作等加速运
7、动，后半个行程作等减速运动，且通常等加速度与等减速度的绝对值相等。（分数：1.00）填空项 1:_25.常用的棘轮机构可分为 1 和摩擦式棘轮机构两大类。（分数：1.00）填空项 1:_26.键、花键连接主要用于连接轴和轴上的零件，实现周向固定，以传递 1。（分数：1.00）填空项 1:_27.按照齿轮传动的工作条件不同，齿轮传动可分为闭式齿轮传动和 1。（分数：1.00）填空项 1:_28.当载荷平稳，被连接的两轴安装时能严格对中并在工作中没有相对位移发生时，可选用 1 联轴器。（分数：1.00）填空项 1:_29.对于机器中的一般转轴，工作中在转矩作用下，产生脉动循环或对称循环的 1。（分
8、数：1.00）填空项 1:_30.机械的平衡目的是合理分配机构中各构件的质量，使 1 得到平衡。（分数：1.00）填空项 1:_三、分析题(总题数：2，分数：12.00)31.下图所示四杆机构中，各杆长度为 a=25mm，b=90mm，c=75mm，d=100mm，试分析：(1)若杆 AB是机构的主动件，AD 为机架，机构是什么类型的机构?(2)若杆 BC是机构的主动件，AB 为机架，机构是什么类型的机构?(3)若杆 BC是机构的主动件，CD 为机架，机构是什么类型的机构?（分数：6.00）_32.某二级直锥齿斜齿圆柱齿轮传动如图所示。已知轮 1主动，其转动方向如图所示。若使轴上的轴向力抵消一
9、部分，试确定轮 3螺旋线的方向。（分数：6.00）_四、计算题(总题数：4，分数：24.00)33.计算下图所示的自由度，若有复合铰链、局部自由度和虚约束应具体指出。（分数：6.00）_34.在下图所示轮系中，已知各齿轮的齿数分别为 z1=18，z 2=20，z 2=25，z 2=30，z 3=2，z 4=40，且已知n1=100r/min，求轮 4的转速及其转向。（分数：6.00）_35.已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a=150mm，齿数 z1=20，z 2=80，齿顶高系数（分数：6.00）_36.如图所示两个同型号的单列圆锥滚子轴承支撑的轴，根据外载荷情况，已算出轴承
10、、的径向支反力为 Fr =5000N，F r =4000N，轴上零件所受的轴向力 FA=600N如图所示。试画出两轴承内部轴向力 FS的方向，并计算轴承的当量动载荷 P 、P 。(注：已从手册查出该轴承的 e=0.29，F S=Fr/2Y，其中 Y=2.1。当 Fa/Fre 时，X=1，Y=0；当 Fa/FrP 时，X=0.4，Y=2.1)（分数：6.00）_五、设计题(总题数：2，分数：14.00)37.由双速电机与 V带传动组成传动装置，改变电机转速输出轴可以得到两种转速 300r/min和600r/min。若输出轴功率不变，带传动应按哪种转速设计?为什么?（分数：7.00）_38.分析下
11、图所示齿轮轴轴系的错误结构。（分数：7.00）_机械设计基础自考题-2 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.机器中各制造单元称为( )A零件 B构件C机件 D部件（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 本题在 2008年 4月真题第一大题第 1小题考查过，主要考查的知识点为零件的定义。要点透析 机器零件是指制造的单元。2.平面机构中若引入一个高副将引入( )个约束。A1 B2C3 D0（分数：2.00）A. B.C.D.解析：3.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和，以最短杆的相邻杆为机架
12、时，可得( )A双曲柄机构 B曲柄摇杆机构C双摇杆机构 D不确定（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为铰链四杆机构的基本类型判定。要点透析 在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和，以最短杆的相邻杆为机架时，可得曲柄摇杆机构；而以最短杆为机架时，得双曲柄机构；以最短杆的相对杆为机架时，得双摇杆机构。4.一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则其将演化为( )A曲柄摇杆机构 B双曲柄机构C双摇杆机构 D导杆机构（分数：2.00）A.B. C.D.解析：5.在铰链四杆机构 ABCD中，AD 为机架，l AB=40mm，l BC=60mm，l
13、CD=110mm，l AD=120mm,那么( )AAB 杆为曲柄，CD 杆为摇杆 BAB 杆与 CD杆均为曲柄CAB 杆与 CD杆均为摇杆 DAB 杆为摇杆，CD 杆为曲柄（分数：2.00）A. B.C.D.解析：6.设计凸轮时，若工作行程中 max，可采取的措施是( )A减小基圆半径 B增大基圆半径C增大滚子半径 D以上答案均不对（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为设计凸轮机构时压力角的校核。要点透析 在设计凸轮机构时，若压力角最大值超过压力角许用值，则可将基因半径增大后重新设计和绘制凸轮轮廓曲线。7.电影院放电影时，实现胶片画面的依次停留，从而使人们通过
14、视觉暂留获得连续场景的机构是( )A凸轮机构 B连杆机构C棘轮机构 D槽轮机构（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 本题在 2009年 4月真题第一大题第 4小题考查过，主要考查的知识点为槽轮机构的应用。要点透析 槽轮机构应用比较广泛，电影放映机为了适应人眼的视觉暂留现象，要求电影胶片作间歇移动，并配合灯光闪亮的控制，避免半幅画面的显示。槽轮上有四个径向槽，当拨盘每转一周，拔销将拨动槽轮转动 1/4周，从而使影片移过一幅画面并作一定时间的停留。8.当被连接件之一太厚，且需经常拆装时，宜采用( )A双头螺柱连接 B螺栓连接C螺钉连接 D紧钉螺钉连接（分数：2.00）A. B.C.D.解
15、析：解析 本题主要考查的知识点为双头螺栓连接的应用。要点透析 双头螺柱连接通常用于被连接件之一太厚且不便穿孔，结构要求紧凑和经常拆装的场合。9.( )适用于定心精度要求高、载荷大的轴毂连接。A平键 B矩形花键C切向键 D半圆键（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为矩形花键连接的优点。要点透析 矩形花键连接具有定心精度高、应力集中小和承载能力大等优点。10.在 V带传动设计中，包角一般应大于等于( )A90 B100C120 D150（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题主要考查的知识点为 V带传动设计中包角的验算。要点透析 当带的包角 1过小时，其
16、接触弧长减小，摩擦力也减小，进而使传动能力下降。一般为保证带的传动能力，要求包角 1120。11.V带传动采用张紧装置的目的是( )A减轻带的弹性滑 B提高带的寿命C改变带的运动方向 D调节带的张紧力（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 本题主要考查的知识点为 V带传动采用张紧装置的目的。要点透析 V 带都不是完全的弹性体，在张紧力的作用下，经过一定时间的运转后，就会由于永久变形而松弛，使张紧力降低。为此需采用张紧装置，定期检查张紧力的大小，保证带传动的能力。12.渐开线齿轮齿顶圆的压力角( )A小于分度圆压力角 B大于分度圆压力角C等于分度圆的压力角 D不确定（分数：2.00）A.
17、B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为渐开线标准直齿圆柱齿轮的压力角。要点透析 由于同一渐开线上各点的压力角是不等的，离基圆越远的压力角越大。故选 B。13.设计圆柱齿轮传动时，小齿轮的齿面硬度与大齿轮的齿面硬度的关系是( )A大于 B等于C小于 D大于等于（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 本题主要考查的知识点为配对齿轮的材料选择原则。要点透析 对于一对软齿面齿轮传动，因小齿轮轮齿的工作次数比大齿轮多，故应使小齿轮的硬度比大齿轮硬度高，当齿数比大于 5时，可采用硬齿面小齿轮和软齿面犬齿轮相配。而对于大、小齿轮都采用硬齿面时，可不考虑硬度差。14.为提高蜗杆传动效率，在保
18、证润滑的情况下，最有效的措施是( )A采用单头蜗杆 B采用多头蜗杆C采用大直径系数蜗杆 D提高蜗杆转速（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为提高蜗杆传动效率的措施。要点透析 在设计开始时，为了近似地求出作用在蜗轮轴上的转矩，蜗杆传动的效率可近似按下列数值取用：当蜗杆头数 z1=1时，传动总效率 =0.70.75；z 1=2时，=0.750.82；z 1=4时，=0.850.92。所以应采用多头蜗杆来提高效率。15.机械传动中，理论上能保证传动比为常数的是( )A带传动 B链传动C齿轮传动 D蜗杆传动（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题主要考查的知
19、识点为发轮传动的优点。要点透析 齿轮传动与其他传动形式比较，其能保证传动比稳定。16.若行星轮系转化轮系传动比 （分数：2.00）A.B.C. D.解析：17.刚性联轴器和挠性联轴器的主要区别是( )A挠性联轴器内有弹性元件，而刚性联轴器内没有B挠性联轴器能补偿两轴间的相对位移，而刚性联轴器不能补偿C挠性联轴器过载时打滑，而刚性联轴器不能D刚性联轴器内有弹性元件，而挠性联轴器内没有（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题主要考查的知识点为刚性联轴器和挠性联轴器的主要区别。要点透析 联轴器所连接的两轴，由于制造误差、安装误差、承载后的变形、温度的变化、回转零件的不平衡和地基下沉等原因
20、，两轴之间会产生相对轴向位移、径向位移、角位移和综合位移。在这种情况下，如果仍采用刚性联轴器就会在轴与联轴器中引起附加载荷，使工作情况恶化。为补偿两轴之间产生的相对位移，应采用挠性联轴器。18.不完全液体润滑径向滑动轴承的发热量与单位面积上的摩擦功耗成正比，限制( )就是限制轴承的温升。A平均压强 p Bpv 值C相对滑动速度 D平均压强 p和相对滑动速度（分数：2.00）A.B. C.D.解析：19.滚动轴承的后置代号表示( )A轴承的类型、结构和尺寸 B轴承分部件C轴承内部结构和轴承公差等级 D轴承类型（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题主要考查的知识点为滚动轴承的后置代号
21、意义。要点透析 滚动轴承的代号由前置代号、基本代号及后置代号组成，其中后置代号表示轴承内部结构、公差等级及材料的特殊要求等。20.对于转轴的强度计算，应按( )计算。A弯矩 B扭矩C弯扭合成 D弯矩或扭矩（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题主要考查的知识点为转轴的强度计算。要点透析 只传递转矩的轴，按扭转强度计算；只承受弯矩的轴，按弯曲强度计算；既承受弯矩又传递转矩的轴，按弯扭合成强度计算。转轴既承受弯矩又传递转矩，于是转轴的强度计算应按弯扭合成计算。二、填空题(总题数：10，分数：10.00)21.机构中某些运动副所引入的约束可能与其他运动副所起到的限制作用是一致的，这种对机
22、构运动不起真正约束作用的约束称为 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：虚约束）解析：22.在铰链四杆机构中，能作整周转动的连架杆称为 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：曲柄）解析：23.凸轮机构是由凸轮、从动件和 1 三个基本构件所组成的一种高副机构。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：机架）解析：24.所谓 1 是指从动件在推程前半个行程作等加速运动，后半个行程作等减速运动，且通常等加速度与等减速度的绝对值相等。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：等加速等减速运动）解析：25.常用的棘轮机构可分为 1 和摩擦式棘轮机构两大类。（分数：1.00
23、）填空项 1:_ （正确答案：齿式棘轮机构）解析：26.键、花键连接主要用于连接轴和轴上的零件，实现周向固定，以传递 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：扭矩）解析：27.按照齿轮传动的工作条件不同，齿轮传动可分为闭式齿轮传动和 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：开式齿轮传动）解析：28.当载荷平稳，被连接的两轴安装时能严格对中并在工作中没有相对位移发生时，可选用 1 联轴器。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：刚性）解析：29.对于机器中的一般转轴，工作中在转矩作用下，产生脉动循环或对称循环的 1。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：扭转切应
24、力）解析：30.机械的平衡目的是合理分配机构中各构件的质量，使 1 得到平衡。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：惯性力）解析：三、分析题(总题数：2，分数：12.00)31.下图所示四杆机构中，各杆长度为 a=25mm，b=90mm，c=75mm，d=100mm，试分析：(1)若杆 AB是机构的主动件，AD 为机架，机构是什么类型的机构?(2)若杆 BC是机构的主动件，AB 为机架，机构是什么类型的机构?(3)若杆 BC是机构的主动件，CD 为机架，机构是什么类型的机构?（分数：6.00）_正确答案：(解：(1)若杆 AB是机构的主动件，AD 为机架，因为 lAB+lAD=125m
25、ml BC+lCD=165mm，故此机构满足杆长之和条件，主动件 AB为最短杆，以 AD为机架，将得到曲柄摇杆机构。(2)若 AB为最短杆且为机架，与其相连的构件 BC为主动件，将得到双曲柄机构。(3)若杆 BC是机构的主动件，CD 为机架，将得到双摇杆机构。)解析：32.某二级直锥齿斜齿圆柱齿轮传动如图所示。已知轮 1主动，其转动方向如图所示。若使轴上的轴向力抵消一部分，试确定轮 3螺旋线的方向。（分数：6.00）_正确答案：(解：轮 3螺旋线的方向为左旋。)解析：解析 对于斜齿轮，其作用方向取决于齿轮的回转方向与螺旋线方向，可用“主动轮左右手定则”来判断。当主动轮为右旋时，用右手四指弯曲的
26、方向表示主动轮的回转方向，则拇指表示它所受轴向力的方向；当主动轮为左旋时，则用左手定则来判断，方法同上。四、计算题(总题数：4，分数：24.00)33.计算下图所示的自由度，若有复合铰链、局部自由度和虚约束应具体指出。（分数：6.00）_正确答案：(解：机构中，n=7，P L=9，P H=1F=3n-2PL-PH=2D处为复合铰链，J、K 之一为虚约束，A 处滚子为局部自由度。)解析：34.在下图所示轮系中，已知各齿轮的齿数分别为 z1=18，z 2=20，z 2=25，z 2=30，z 3=2，z 4=40，且已知n1=100r/min，求轮 4的转速及其转向。（分数：6.00）_正确答案：
27、(解：即 )解析：35.已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a=150mm，齿数 z1=20，z 2=80，齿顶高系数（分数：6.00）_正确答案：(解：由得)解析：36.如图所示两个同型号的单列圆锥滚子轴承支撑的轴，根据外载荷情况，已算出轴承、的径向支反力为 Fr =5000N，F r =4000N，轴上零件所受的轴向力 FA=600N如图所示。试画出两轴承内部轴向力 FS的方向，并计算轴承的当量动载荷 P 、P 。(注：已从手册查出该轴承的 e=0.29，F S=Fr/2Y，其中 Y=2.1。当 Fa/Fre 时，X=1，Y=0；当 Fa/FrP 时，X=0.4，Y=2.1)
28、（分数：6.00）_正确答案：(解：派生轴向力的方向如图所示。由 FS +FA=1552NF S ，则轴承 2“放松”，轴承 1“压紧”。故 Fa =FS +FA=1552N Fa =FS =952N)解析：五、设计题(总题数：2，分数：14.00)37.由双速电机与 V带传动组成传动装置，改变电机转速输出轴可以得到两种转速 300r/min和600r/min。若输出轴功率不变，带传动应按哪种转速设计?为什么?（分数：7.00）_正确答案：(解：带传动应按转速 300r/min设计，最好使带速在 10m/s左右。因为带速低时所需有效圆周力大，则所需带的根数也多。若带传动按高转速设计，则不一定能
29、满足低转速的工作要求，会引起失效。)解析：解析 在设计 V带时，应注意带中有效拉力的变化对打滑的影响，当有效拉力过大时，就容易打滑。38.分析下图所示齿轮轴轴系的错误结构。（分数：7.00）_正确答案：(解：分析此图，此轴系有以下 6个方面 14处错误。(1)轴承类型配用不合适：左轴承为角接触轴承，角接触轴承不能单个使用。(2)转动件与静止件直接接触：轴身与右端盖之间无间隙。(3)轴上零件未定位、未固定：套筒未可靠地固定住齿轮。联轴器周向未固定。联轴器轴向未固定。(4)工艺不合理：轴外伸端无轴肩，轴承不易装。装轴承盖箱体的加工面与非加工面没有分开。轴承与轴承座之间无调整垫片，轴承的轴向间隙无法调整。轴上的键槽过长。左轴承处轴肩过高，轴承无法拆卸。(5)润滑与密封问题：轴承脂润滑而无挡油环。端盖上无密封件。(6)制图投影错误：轴承内外圈为两个零件。剖面线方向不一致。)解析：
