西安交大机械设计基础四套试题

一、单项选择题（每小题2分，共10分）1、平面四杆机构中存在死点取决于 B 是否与连杆共线。

A 主动件B 从动件C 机架D 摇杆2、对于双摇杆机构，最短杆与最长构件的长度之和 B 大于其余两构件长度之和。

A 一定B 不一定C 一定不3、与连杆机构相比，凸轮机构的最大缺点是 B 。

A 惯性力难以平衡B 点、线接触易磨损C 设计较为复杂D 不能实现间歇运动4、用标准齿条形刀具加工ha*=1，α=20°的渐开线标准齿轮时，不发生根切的最少齿数是D 。

A 14B 15C 16D 175、一对标准渐开线齿轮啮合传动，若齿轮安装中心距稍大些，则两轮的角速比（w1/w2） C 。

A 变大B变小C不变二、填空题（每空格1分，共20分）1、决定渐开线齿廓形状的基本参数是m 、Z 、α 。

2、滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径是从凸轮旋转中心到滚子中心最短的距离。

3、试说出2种可作间歇运动的机构：槽轮机构、棘轮机构。

4、机构具有确定运动的条件是机构的自由度等于原动件数目。

5、假定凸轮机构从动件运动规律相同，则基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较高，传动性能较好，但结构尺寸较大。

6、若已知转角的比例尺为μδ=3°/mm，则图纸上量出20mm相当于凸轮转角为60°。

7、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是m1=m2=m 和α1=α2=α 。

其连续传动的条件是ε=B1B2/pb ≥1 。

8、凸轮机构是将凸轮的连续运动运动转换为从动件的直动或摆动运动的机构。

9、凸轮机构中，若从动件的运动规律是等加速等减速运动规律，则存在柔性冲击，因此，它适用于中速、中载的场合。

三、判断题（对的打“√”错的打“X”，每题1分，共5分）1、零件是机械中制造的基本单元体，而构件则是机械中运动的基本单元体。

（√）2、压力角就是主动件能受驱动力的方向线与该点速度的方向线之间的夹角。

（X）3、从动件的位移线图是凸轮轮廓设计的依据。

（√）4、渐开线齿轮啮合时，啮合角恒等于节圆的压力角。

（√）5、对运动机构来说死点位置一般是不利的，但工程中也可以利用机构的死点位置来满足某些工作要求。

（√）四、综合分析题（每格1.5分。

共12分）1、有一铰链四杆机构，已知AB=30mm，BC=70mm，CD=50mm，AD=60mm，其中AD为机架，试分析：1）、该机构是铰链四杆机构基本型式中的曲柄摇杆机构；2）、当各构件长度不变时，以AB 为机架时，可得到双曲柄机构；3）、若极位夹角θ=20º，机构具有急回特性，此时，行程速比系数K= 1.25 ；4)、该已知机构中，当以CD 构件为主动件时，会出现二个个死点位置；5）、若其余已知条件不变时，只是AB长度增加到35mm，则CD杆的摆角将增大；6）若其余已知条件不变时，只是BC 长度变为85mm ，则该机构为 双曲柄 机构。

五、作图题 （共13分）1、已知一对正确安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮传动 的齿顶圆、基圆及中心距和主动轮的转向，如图示。

(1) 画出理论啮合线N 1N 2； (2) 标出实际啮合线B 1B 2； (3) 标出啮合角α'；(4) 画出两轮的节圆、分度圆，用半径 符号标出，并说明它们之间的关系； (5)若m=2mm ， α=20 时，用量得的 B 1B 2 长度，计算重合度ε。

①②③④如图所示，其中r 1=r 1’, r 2= r 2’ ε=B 1B 2/pb ≥ 1 7/πmcosα =7/5.9 =1.2六、计算题（13分+12分+15分，共40分）1、已知一对标准安装的外啮合渐开线正常齿制的标准齿轮传动，压力角α=20°，模数m ＝2mm ，传动比i 12＝2.5，中心距a ＝70mm ，试求：1）两轮的齿数；2）小齿轮的分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径、基圆半径、节圆半径； 3）小齿轮齿廓曲线在齿顶圆上的曲率半径及齿顶圆压力角。

2、在图示轮系中，已知各轮的齿数z 1=z 3'=20，z 2=z 3=40，z 2'=30，z 4=90，n A =1400r/min ，转向如图。

试求轴B 转速n B 的大小和方向。

3、计算下列各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度及虚约束需逐一指出。

图1 图2 图3一、填空题（每空格1分，共30分）1、零件是机械中 制造 的基本单元体，而构件则是机械中 运动 的基本运动单元体。

2、我们把四杆机构中 回程 的平均速度大于 工作行程 的平均速度的性质，称为急回特性。

实际生产中常利用这一特性来缩短 回程 时间，以提高 生产效率 。

3、机构具有确定运动的条件是 自度度数等于原动件数目，即w=F >0 。

4、齿轮传动时，两齿轮的瞬时传动比（变、不变） 不变 。

5、对正常齿制的标准直齿圆柱齿轮而言，避免根切的最小齿数是 17 。

6、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是 m 1=m 2=m 和 α1 =α2=α ； 其连续传动的条件是 ε=B 1B 2/pb ≥ 1 。

7、决定渐开线齿廓形状的基本参数是 m 、 Z 、 α 。

8、凸轮机构中，若从动件的运动规律是等速运动规律，则存在 刚性 冲击，因此， 它只适用于 低速 、 轻载 的场合。

9、当机构处于死点位置时，机构的压力角为 α= 90° 、传动角为 γ=0°， 此时 从动件 与连杆共线。

10、凸轮机构由 凸轮 、 从动件 、 机架 三个基本构件组成。

11、根据组成运动副的两构件间的接触方式不同，运动副可分为 高 副和 低 副两种。

12、当机构的极位夹角θ>0（k >1）时，机构 具有 急回特性，k 越 大 急回特性越明显。

13、齿轮的齿廓加工方法最常用的是切削加工法，根据切齿原理的不同，可分为 成形法和 范成法 二种。

二、判断题（对的打“√”错的打“X ”，每题1分，共6分） 1、点或线接触的运动副称为低副。

（ X ） 2、任何构件的组合均可构成机构。

（ X ） 3、压力角越大，则机构传力性能越差。

（ √ ） 4、从动件的位移线图是凸轮轮廓设计的依据。

（ √ ）5、对于双摇杆机构，最短杆与最长构件的长度之和一定大于其余两构件长度之和。

（ X ）6、节圆是一对齿轮在啮合时才存在的量。

（ √ ） 三、作图题 （共15分）1、一对按标准中心距安装的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，正常齿制，其模数m=2mm ，齿数Z 1=20，Z 2=35，压力角α=20°，试按1：1比例，绘制该对啮合齿轮的分度圆、节圆、基圆；标出啮合线和啮合角；用量得的B 1B 2长度，计算重合度。

四、综合分析题（每格1.5分。

共12分）1、 现有四个标准齿轮，A 齿轮：m 1=4mm ，Z 1 =25；B 齿轮：m 2=4mm ，Z 2 =50；C 齿轮：m 3=3mm ，Z 3 =60，D 齿轮：m 4=2.5mm ，Z 4 =40。

试分析：1）、A 、B 、C 、D 四个齿轮中， B 齿轮的齿廓最平直，因为 基圆半径最大 。

2）、A 、B 、C 、D 四个齿轮中， D 齿轮的全齿高最短，因为 m 最小 。

3） A.D 两个齿轮的淅开线形状相同，因为 基圆半径相等 。

4） A.B 两个齿轮用同一把滚刀制造，因为 m 相同 。

五、计算题（12分+10分+15分、共37分）1、在图示轮系中，已知各轮的齿数z 1=17，z 2=23，z 3=60，z 2'=z 3'=20，z 4=40，n B =200rmin ，转向如图示。

试求轴A 转速n A 的大小和方向。

2、已知铰链四杆机构各构件的尺寸，l AB =80mm 、l BC =130mm 、l CD =100mm 、l AD =120mm.。

若分别以构件AB 、BC 、CD 、DA 为机架，各应得到何种机构。

3、计算下列各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度及虚约束需逐一指出。

图1 图2 图3一、单项选择题（每小题2分，共20分）1、闭式软齿面齿轮传动中，齿轮最可能出现的破坏形式为 b 。

a 齿面胶合b 齿面疲劳点蚀 C 齿面磨料磨损 d 轮齿折断 2、三角传动工作时，与带轮轮槽接触c 。

a. 带的底面b. 带的顶面c. 带的两侧面3、蜗杆传动比的表达式为 c 。

a. 1221d d n n i ==b.2121d d n n i ==c.1221z z n n i ==4、只承受弯矩的轴，称为 b 。

a. 转轴b. 心轴c. 传动轴 5、柱销式联轴器是属于 c 联轴器。

a.固定式 b 可移式 c 弹性d 安全6、采用合金钢和热处理的办法来提高轴的 d ，并无实效。

a 表面硬度b 强度c 工艺性d 刚度7、齿面接触疲劳强度设计准则是针对齿轮 c 建立的。

a.齿面点蚀b.齿面胶合c.齿面磨损8、普通平键是靠键的 c 来传递扭矩。

a.下表面b.两侧面c.上、下表面9、齿轮传动按接触疲劳强度设计1d 时（()[]321112μϕσεμd d ⎥⎦⎤⎢⎣⎡Z Z Z ±KT ≥H H E ），该式中的[]H σ应该取b 。

a.[]{[]}21max H H σσb.[]{[]}21min H H σσc. []1H σ d. []2H σ10、对于转轴的强度计算，应按 c 计算。

a.弯矩b.扭矩c.弯矩、扭矩合成的当量弯矩二、填空题（每空格2分，共20分） 1、 带传动最大的有效圆周力随着 预紧力0F 和 包角α 的增大而增大。

2、根据滚动轴承代号，分别写出相应的含义6216表示轴承类型 深沟球轴承 ，内径尺寸 80mm 。

30516表示轴承类型 圆锥滚子轴承 ，内径尺寸 40 mm 。

3、蜗杆传动的失效经常发生在 蜗轮上 。

4、当带在 紧边 进入小带轮应力达到最大值。

5、对轴上零件的周向固定，大多数是采用 键连接 、 过盈 配合的固定方式。

三、简答题（每题5分，共15分）1、何谓带传动的弹性滑动和打滑？二者的性质有何不同？带在紧边和松边时弹性伸长量不同,因此必然在包角范围内产生收缩或伸长,与带轮表面产生相对滑动, 打滑是一种全面的相对滑动. 弹性滑动是带传动固有特性. 打滑是一种失效形式.2、 6314轴承代号的含义（轴承类型、精度等级、内径尺寸、直径系列） 6314表示轴承类型代号为6，即深沟球轴承。

尺寸系列代号为03，即直径系列为3系列。

（中系列） 内径尺寸为14×5=70mm 。

精度等级为Ip0，即普通级。

（4分）3、三角带传动中，为什么要验算下列几项：（1）s m s m /25/5≤≤ν （2）o1201≥δ （3）min 1D D ≥1） 验算v 是为了控制离心力和带中的拉力，考虑带的承载能力和寿命2） ︒≥1201α是为了提高承载能力，防止小轮打滑3）min 11D D ≥是为了控制弯曲应力b σ 四、设计计算（共45分）1、如图所示，已知轴承1径向载荷N R 21001=，轴承2径向载荷N R 12002=，轴向外载荷NF a 900=，轴承转速min /1500r n =，运转中有中等冲击2.1=p f ，室温工作，预期寿命h L h 5000≥，选用轴承型号AC 7307，已查得N C 33400=，7.0=e ，R S 7.0=，e R A≤时，1=x ，0=y ，eR A>时，41.0=x ，85.0=y ，试计算轴承寿命是否满足要求。