机械设计基础题库答案

机械设计基础题库答案（共7篇）

机械设计基础题库答案 篇1

机械设计基础题库及答案

一、判断题

1、零件是机械的最小单元。答案（√）

2、机械是机器和机构的总称。答案（√）

3、机械设计的强度准则就是保证刚度。答案(×)

4、机器与机构它们都是人为的产物，有确定的运动，并有能量的转化。答案(×)

5、构件系统的自由度为F（>0），若给定的原动件数目等于F，该传动系统能成为机构。答案(√)

6、一切自由度不为1的机构，其各构件之间都不可能具有确定的相对运动。答案(×)

7、机构主要是由主动件、从动件和机架组成。答案(×)

8、两构件通过点或线接触组成的运动副是高副。答案(√)

9、两构件通过面接触组成的运动副是低副。答案(√)

10、平面低副引入的约束数为1。答案(×)

11、每个运动副都是一个构件。答案(×)

12、凡是有滚子的地方都存在局部自由度。答案(×)

13、机构的自由度就是构件的自由度。答案(×)

14、复合铰链与转动副和移动副都有关。答案(×)

15、转动副和移动副都是平面低副。答案(√)

16、平面机构和自由度为2，说明需要2 个原动件才能有确定运动。答案(√)

17、机构中每个主动件相对机架可以有几个独立运动。答案(×)

18、在绘制机构运动简图时，不仅要考虑构件的数目，而且要考虑构件的构造。

答案(×)

19、在平面机构中，自由度的减少数就等于约束数。答案(√)20、机构可能会有自由度F=0的情况。答案(×)

21、当ｍ个构件用复合铰链相联接时，组成的转动副数目也应为ｍ个。答案(×)

22、局部自由度与机构的运动是有关的。答案(×)

23、在机构运动简图中运动副和构件都应用规定的符号和线条表示。

答案(√)

24、在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为主动件时，最小传动角出现在曲柄与机架两个共线位置处。答案(√)

25、曲柄摇杆机构的行程速比系数K不可能等于1。答案(×)

26、压力角愈大，传动角愈小，机构的传动性能愈好。答案(×)

27、铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。答案(×)

28、曲柄滑块机构一定具有急回运动性质。答案(×)

29、平面连杆机构的传动角愈大，则机构的传力性能愈好。答案（√）30、若要使机构受力良好，运转灵活，希望其传动角大一些好。答案（√）

31、平面连杆机构的优点为容易实现较复杂的运动。答案（×）

32、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，该机构出现死点位置。答案（×）

33、扩大转动副可将铰链四杆机构演化成偏心轮机构。答案（√）

34、铰链四杆机构中传动角为0时，传动数率最大。答案（×）

35、机构的死点位置就是传动角为0的位置。答案（×）

36、对心式曲柄滑块机构有曲柄的条件为a

37、偏置式曲柄滑块机构有曲柄的条件为a+e< b。答案（×）

38、若要使机构有急回特性，a <0。答案（×）

39、在四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。答案（×）40、将曲柄滑块机构中的曲柄作为机架，则机构成为摇块机构。答案（×）

41、行程速比系数K >1，说明机构有急回特性。答案（√）

42、在设计凸轮机构时，滚子半径必须大于凸轮理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。答案（×）

43、凸轮机构中，凸轮的基圆半径越小，则压力角越大，机构的效率就越低。

答案（√）

44、为了保证凸轮机构的从动件不出现运动失真现象，设计时应使从动件的滚子半径小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。答案（√）

45、凸轮机构为高副机构。答案（√）

46、凸轮机构中当从动件位移规律为等加等减速运动时，易出现刚性冲击。答案（×）

47、在凸轮机构中，当从动件位移规律为等速运动时易出现柔性冲击。答案（×）

48、凸轮机构中，基圆半径越大，压力角越大，则传动效率越高。答案（×）

49、当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现自锁现象。答案（√）

50、凸轮机构中，基圆半径越小，则压力角越大，机构的效率越低。答案(×)

51、平底直动从动件凸轮机构，其压力角为90°。答案(×)

52、平底从动件凸轮机构的缺点就是平底不能与凹陷凸轮轮廓接触。答案(√)

53、凸轮从动件回程的许用压力角可以小于工作行程的许用压力角。答案(×)

54、凸轮机构的图解法设计原理是采用反转法原理。答案(√)

55、滚子从动件盘形凸轮的压力角必须在实际轮廓曲线上度量。答案(×)

56、尖底从动件的优点是无论凸轮为何种曲线都是与凸轮轮廓上所有点接触。答案(√)

57、滚子从动件盘形凸轮的优点是耐磨损，承受载荷大。答案(√)

58、圆柱凸轮与从动件之间的相对运动为平面运动。答案(×)

59、盘形凸轮和移动凸轮与从动件之间的相对运动为平面运动。答案(√)60、凸轮机构中，从动件的运动可以是等速、变速、连速、间歇地运动。答案（√）61、带传动的弹性滑动现象只有在外载荷大于带与带轮间最大摩擦力的情况下才产生，故限制外载荷就可以避免弹性滑动。答案（×）62、V带传动时，最大应力出现在松边上。答案（×）63、V带带轮的最小直径取决于带的型号。答案（√）

64、单根V带能够传递的功率是随着的剖面型号的增大而增大。答案（√）65、在带传动中应力是由拉应力、离心力和弯曲应力组成。答案（√）66、带传动的有效圆周力就是紧边拉力加上松边拉力。答案（×）

67、带传动中，在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带的尺寸小，强度高。答案（×）

68、带传动工作时产生弹性滑动是因为带的初拉力不够。答案（×）69、带传动采用张紧装置的目的是调节带的初拉力。答案（√）70、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了限制小带轮上的包角。答案（×）

71、带传动中的打滑总是在小轮上先开始。答案（√）72、对于带速较低的带传动，其带轮材料多为灰铸铁。答案（√）73、带传动传递载荷时，带的弹性滑动发生在全部接触弧上。答案（×）74、在多根V带传动中，当一根带失效时，只需换上一根新带即可。答案（×）75、一对互相啮合的渐开线直齿圆柱齿轮，其分度圆总是相切的。答案（×）76、在齿轮弯曲强度计算中要用到齿形系数Y，Y 是反映轮齿抗弯曲能力的影响因素，它与模数ｍ无关，而与齿数Z有关。答案（√）77、齿形系数Y 只与模数有关，因为模数愈大，齿厚愈大。答案(×)78、互相啮合的一对齿轮，若 z1

答案(×)79、有了参数m，z，便可计算出直齿圆柱齿轮传动的几何尺寸。答案(√)80、在开式齿轮传动中，一般是不会产生点蚀失效的。答案(√)

二、选择题

1、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是(A)。

A．避免螺栓受附加弯曲应力作用 B．便于安装 C．为安置防松装置

2、选取V带型号，主要取决于（D）。

A．带的线速度 B．带的紧边拉力

C．带的有效拉力 D．带传递的功率和小带轮转速

3、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y的主要几何参数是（C）。A．齿轮的模数 B．齿轮的压力角 C．齿轮的齿数 D．齿轮的顶隙系数

4、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数Mn＝4mm，齿数Z1=20，螺旋角β＝14032’2”，齿宽b1＝80，b2＝75mm，则该传动的齿宽系数φd等于（D）。

A．0.852 B．O.88 C．0.8 D．0.907

5、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用（B）。

A．深沟球轴承 B．圆锥滚子轴承 C．角接触球轴承

6、滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的（B）。

A．磨损 B．发热 C．胶合 D．塑性变形

7、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为 C。

A.Ф30H7/k6 B.Ф30H7 C.Ф30k6

8、在B

情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。Ａ.重载 Ｂ.高速 Ｃ.工作温度 Ｄ.高承受变载或冲击振动载荷

9、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称 D

。Ａ.液体摩擦 Ｂ.半液体摩擦 Ｃ.混合摩擦 Ｄ.边界摩擦

10、半圆键联接当采用双键时两键应

D

布置。

Ａ.在周向相隔９０o

Ｂ.在周向相隔１２０o Ｃ.在周向相隔１８０o

Ｄ.在轴向沿同一直线

11、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应

B。

Ａ.增加螺栓刚度。Ｂ.降低螺栓刚度。Ｃ.降低被联接件刚度。

12、弹簧Ａ的刚度为Ｋ１，弹簧Ｂ的刚度为Ｋ２，两弹簧并联的刚度为

C。

Ａ.Ｋ１

Ｂ.Ｋ２

Ｃ.Ｋ１＋Ｋ２ Ｄ.Ｋ１Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）

13、带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮曹楔角较大

B

？

Ａ.大轮 Ｂ.小轮 Ｃ.主动论

Ｄ.从动轮

14、采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B。

A螺栓联接； B双头螺柱联接； C螺钉联接。

15、螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则 D。

A.当量摩擦系数越小，自锁性能越好；B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差；C.当量摩擦系数越大，自锁性能越差；D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好；

16、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。

A 在同—直线上;B相隔900;C．相隔1200； D相隔1800

17、普通平键联接强度校核的内容主要是 A。

A.校核键侧面的挤压强度;B.校核键的剪切强度；C.AB两者均需校核；D．校核磨损。

18、选取V带型号，主要取决于 D。

A．带的线速度 B．带的紧边拉力 C．带的有效拉力 D．带传递的功率和小带轮转速

19、为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z1一定时,．应该限制 A。

A．小链轮的转速n1； B.传动的功率P； C.传递的圆周力。20、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以 D。A．提高轮齿的弯曲强度； B.提高轮齿的接触强度；C.提高轮齿的静强度； D．改善传动的平稳性。

21、温度升高时，润滑油的粘度 C。

A.随之升高； B.保持不变；C．随之降低； D.可能升高也可能降低。

22、渐开线标准齿轮的根切现象发生在 C。

A.模数较大时

B.模数较小时 C.齿数较少时

D.齿数较多时

23、在下列四种型号的滚动轴承中，必须成对使用B。

A.深沟球轴承

B.圆锥滚子轴承 C.推力球轴承

D.圆柱滚子轴承

24、在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动的是。D

A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器

C.万向联轴器 D.弹性套柱销联轴器

25、对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是。D A.拉力 B.扭矩 C.压力 D.拉力和扭矩

26、若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副（B)A.转动副

B.移动副

C.球面副

D.螺旋副

27、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于（D)A.分度圆

B.齿顶圆

C.齿根圆

D.基圆

28、一般转速的滚动轴承计算准则为（C)A.进行静强度计算

B.进行极限转速计算

C.进行疲劳寿命计算

D.进行热平衡计算

29、螺纹联接的自锁条件为(A)A.螺纹升角≤当量摩擦角 B.螺纹升角>摩擦角 C.螺纹升角≥摩擦角 D.螺纹升

30、铰链四杆机构的死点位置发生在（A)A.从动件与连杆共线位置

B.从动件与机架共线位置 C.主动件与连杆共线位置

D.主动件与机架共线位置

31、当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用（C)A.深沟球轴承

B.推力球轴承

C.圆柱滚子轴承

D.圆锥滚子轴承

32、在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用（C)A.圆型带传动

B.同步带传动

C.V型带传动

D.平型带传动

33、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取（B)A.最短杆

B.最短杆的相邻杆

C.最短杆的相对杆

D.任何一杆

34、若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用（B)A.螺栓联接

B.双头螺柱联接

C.螺钉联接

D.紧定螺钉联接

35、在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（A)A.将产生刚性冲击

B.将产生柔性冲击

C.没有冲击

D.既有刚性冲击又有柔性冲击

36、与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数YFS值有关的参数是（C)A.工作齿宽b

B.模数m

C.齿数z

D.压力角α

37、齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在（B)A.齿根部分

B.靠近节线处的齿根部分

C.齿顶部分

D.靠近节线处的齿顶部分

38、普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是（B)（注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）

A.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=β

B.ma1=mt2, αa1=αt2,γ=β

C.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=-β

D.ma1=ma2, αa1=αt2,γ=-β

39、下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是（D)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

40、带传动的主要失效形式是带的（A)A.疲劳拉断和打滑

B.磨损和胶合 C.胶合和打滑

D.磨损和疲劳点蚀

机械设计基础题库答案 篇2

关键词：试题库,试题难度,模糊综合评价法,专家调查法

近年来随着高职院校课程改革的深入推进, 许多高职院校的部分课程相继建立了试题库系统, 作为改善教学质量, 提高教学效率的重要突破口[1]。高质量的试题库不仅能够促进教师严格按照专业人才培养目标和课程标准的要求全面讲授课程内容, 还能促使教师不断完善教学方法, 提高教学手段, 改善教学质量, 同时也能激发学生学习的自主性和积极性, 为学生的可持续发展奠定良好的基础。

高质量试题库的一个关键问题就是科学的确定试题的难度等级, 只有试题的难度等级确定的合理、准确, 才能使组出的试卷难度合适, 不出现试卷难度偏高或偏低的情况[2]。本文以《机械基础》课程试题库建设为例, 研究探讨确定试题难度的各种方法。

1 确定试题库试题的难度等级

《机械基础》是高职院校机械类专业的一门重要的专业基础课程, 涵盖了机械工程材料, 构件的静力学基础, 构件的基本变形, 常用机构及传动装置, 公差、配合与测量技术, 液压传动等多方面的理论基础知识和实践知识, 知识覆盖面广而杂, 要全面并深入的了解所有的知识点有一定的难度, 同时相对本科院校的学生, 高职院校的学生知识基础较为薄弱, 综合考虑以上原因将《机械基础》课程试题库中的试题难度划分为很容易、容易、中等和困难四个等级。

2 试题难度确定的方法

2.1 根据试题考核知识点的能力层次要求确定

根据专业人才培养目标和课程标准的要求, 《机械基础》课程中各知识点的能力层次要求不完全相同, 分别可以划分为“识记”, “理解”, “简单应用”和“综合应用”四种。针对能力层次要求为“识记”的知识点所出的试题, 多数难度等级确定为“很容易”;针对能力层次要求为“理解”的知识点所出的试题, 多数难度等级确定为“容易”;针对能力层次要求为“简单应用”的知识点所出的试题, 多数难度等级确定为“中等”;针对能力层次要求为“综合应用”的知识点所出的试题, 多数难度等级确定为“困难”。

2.2 根据专家调查法确定

当试题所包含的知识点单一, 试题的考核角度或问法简单, 则根据试题考核知识点的能力层次要求确定试题难度等级较为准确。但有些试题可能同时包含两个或多个能力层次的知识点, 有些试题的问法或考核角度与常见试题不同时, 就要求学生在掌握各知识点的同时还能进行一定的理解和分析, 针对这类试题显然不宜再用上面的方法来确定试题的难度, 而可以采用专家调查法来确定。

专家调查法是选定若干具有相关知识和经验的专家, 采用背靠背的方式, 使每位专家独立自由地作出自己的判断, 经过几轮反馈, 使专家的意见逐渐趋同, 得出最终结论。这种方法的优点是简单易行, 具有一定的科学性和实用性, 保证每个专家能独立的做出自己的判断不受其它因素的影响, 同时也可以使大家发表的意见较快收集, 参加者也已接受结论, 具有一定的综合意见的客观性。

在使用专家调查法时除了要保证挑选的专家有一定的代表性、权威性, 还要进行问题表的设计, 在《机械基础》课程试题库建设中试题难度确定问题表和统计表的设计如下:

从统计表中可以得出试题1的难度为“很容易”, 试题2的难度为“容易”, 试题3的难度为“中等”, 试题5的难度为“困难”, 而确定试题4的难度时专家意见分散, 不能一次确定, 可以经过多次反馈调查使意见趋于一致。

2.3 通过试题测试确定试题难度

说明:专家意见单元格中填写试题难度等级:1.很容易2.容易3.中等4.困难

采用专家调查法确定试题难度时主要是根据有经验的专家的主观意见来确定试题的难度值, 难以准确把握学生的实际情况和教学的客观现实, 专家们的意见难免出现偏差或意见严重相左的情况, 针对调查中专家意见比较分散的试题可以通过测试计算出试题难度等级。综合考虑我院学生的实际情况及高职院校《机械基础》课程的培养目标, 确定难度系数p≤0.2的试题难度等级为“很容易”, 确定0.2<p≤0.4的试题难度等级为“容易”, 确定0.4<P≤为0.6的试题难度等级为“中等”, 确定0.6<P≤0.8的试题难度等级为“困难”。比如通过对试题:拉伸试验时, 材料在拉伸力不增加而变形增加的阶段称为 () 的历次考试分析发现150名学生有135人答对该题, 根据难度系数计算公式:

R表示答对的人数

N表示应试的人数

得P=0.1, 所以该试题的难度等级为很容易。

2.4 采用模糊综合评价法确定

模糊综合评价法是一种运用模糊数学原理分析和评价具有“模糊性”的事物的系统分析方法, 是以模糊推理为主的定性与定量相结合、精确与非精确相统一的分析评价方法[3], 是借助模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价, 即对受到多种因素制约的事物或对象做出一个整体的评价。确定试题难度值的因素不仅多而且难以定量分析, 因此采用模糊综合评价法来确定试题的难度值具有独特的优越性。

采用模糊综合评价法的整体思路是:确定评价对象→确定指标体系→确定指标权重→确定评价等级→建立数学模型→估价结果分析

在《机械基础》课程试题库建设时为了确定试题难度等级首先确定试题难度的评价指标体系见表3。

由表3可知, 第一级评价要素集合为:U={U1, U2}, 第二级评价要素集合分别为:U1={U11, U12, U13}, U2={U21, U22, U23}。

第二, 根据试题难度等级:困难、中等、容易和很容易, 即得评语集合为:V={v1, v2, v3, v4}={困难, 中等, 容易, 很容易}, 并规定v1=0.8, v2=0.6, v3=0.4, v4=0.2, 所以V={v1, v2, v3, v4}={0.8, 0.6, 0.4, 0.2}。

第三, 采用专家调查法确定指标权重为:

考虑在确定试题难度时, 抽查的学生数量有限, 不能完全代表所有学生的情况, 主要还是依据专家教师的评价来确定, 所以教师评价因素的权重指标取0.6大于学生评价因素的指标权重0.4, 故A= (0.6, 0.4)

A1= (0.2, 0.4, 0.4) , A2= (0.4, 0.1, 0.5) , A1, A2表示各元素相对于其上一层次元素的相对重要性权重值。

第四, 选取30名有关专家教师和100名学生, 对评价指标体系中的第二层各元素进行单因素评价, 通过统计和整理, 见表4:

由表4可以构造出专家教师和学生对试题难度值的评价矩阵:

由A1= (0.2, 0.4, 0.4) , 可得教师对该题难度的评价向量为:

由A2= (0.4, 0.1, 0.5) , 可得学生对该题难度的评价向量为:

由B1, B2可以构造模糊评判矩阵:

再由A= (0.6, 0.4) , 便得到了该试题的难度值综合评价向量:

根据最大隶属度原则得该试题的难度值为0.5120。

根据V={v1v2v3v4}={0.8 0.6 0.4 0.2}, 判断该试题的难度等级为中等。

3 结语

确定试题库中的试题难度等级时, 模糊综合评价法能够综合考虑到判断试题难度的各种因素, 能对蕴藏信息呈现模糊性的这些因素做出比较科学、合理、贴近实际的量化评价, 因而确定的试题难度值较为可靠, 可以使组出的试卷难度合理分布。但在使用模糊综合评价法时要求测试的样本必须足够大, 才能使评判的准确度更高。此外模糊综合评价法的计算也比较复杂, 不可能对试题库中的所有试题都采用该方法, 因此在试题库建设中应该把以上四种方法结合起来, 共同确定试题的难度。

参考文献

[1]任占营, 牛金成.试题库质量控制和评价技术研究。中国市场, 2008, 03, 05.

[2]靳荣, 刘树淑, 赵宇宏.模糊综合评价在确定试题难度值中的应用.信息技术, 2004, 07, 30.

谈机械基础试题库软件系统的开发 篇3

关键词：机械基础；试题库；功能模块

以前，机械基础课的考核都是由任课教师进行命题，由于出卷入的差异，使试卷存在诸多问题：随意性较大，题目内容的广度和难易程度等不够稳定；题型较单一，题量较少，难以实施教考分离。这样的试卷不利于教师改进教学工作，提高教学质量，并在一定程度上影响了考试的效果和信度。鉴于此，开发机械基础试题库，出卷人可根据教学大纲利用计算机自动选题组卷，实现命题过程随机化、自动化，为考试的规范化、科学化和教考分离创造条件。

一、试题库解决的问题

本题库主要由命题、试卷设计和程序系统三大部分组成。一套优秀的题库软件应当解决以下问题：一是控制题量。即一份试卷究竟出多少题。二是控制侧重点。每门课程都有重点章节和非重点章节。显然对于重点章节应该多出题，反之就少出题，即试卷是否有侧重点的问题。三是控制难度。一份试卷使学生得分都很高，或普遍成绩都差，这样的试卷都是失败的。试题库软件要控制试卷难度，使其达到或基本达到出卷人的要求。四是控制内容。避免两道或两道以上同一内容或知识点的试题重复出现。

二、试题库模块

1.试题库建立的方法

为保证试题库的质量且达到学校试卷重复率的要求，应结合课程标准、课时分配、教学经验等方面内容，针对教学要求建立题库。另外，为保证考试的效果，不同难度的试题要有数量保证。

2.题型分布及分值

本题库包括四类题型：填空题、选择题、简答题和综合题。确定每类题型的分值很重要，这是掌握难度的重要指标。

（1）填空题。这类题是对教材中的基本理论和基本知识的考核，空白处填写的是要求学生应熟练记住的核心词、关键词或数据。每套试卷10道填空题，每空2分，共20分。

（2）选择题。这类题有一定难度，靠死记硬背很难做对。要求学生熟练掌握知识点，以保证得分率。每套试卷10道选择题，每题2分，共20分。

（3）简答题。这类题是对教材中的综合知识点的考核，有时也包括实验和实训知识。每套试卷4道题，每题5分，共20分。

（4）综合题。这类题包括作图和计算两部分题目，作图题主要集中在力学部分，计算题主要集中在力学和机械传动部分，要求学生熟练掌握基本计算方法和步骤。每套试卷4或5道题，其中2道5分题，3道或4道（视具体情况而定）10分题，共40分。

3.试题难度及比例分配

为保证试题质量和考生的得分率，对试题难易程度做了4级标定并给出分值比例。1级：表示题目很容易，分值比例约占25%；2级：表示题目容易，分值比例约占30%；3级：表示题目中等难度，分值比例约占30%；4级：表示题目难，分值比例约占15%。

三、试题答案

1.试题答案的科学性

为实现教考分离，必须有科学缜密的答案，答案必须无懈可击。还要求答案分段、分项计分，减小评分的随意性。

2.试题答案的多样性

有些题型特别是简答和计算题，可以用多种方法求解，只要方法正确，都应该给分。

四、组题规则

1.环境要求

本试题库适用操作系统为Windows XP/Windows7/Win-dows10，适用的Office版本为Word97或者更高，存储要求为内存1G，磁盘2G。

2.试题录入

试题支持Word文件导入。需要按照格式准备试题，每道题一个表格，包括试题类型、知识点、难度、分数四个部分。

本试题库经过笔者执教的4个班的学生试用，学生的成绩呈正常的正态分布， 考试合格率均在85% 以上， 基本上客观反映了各班学生对本课程的学习情况和掌握程度。教师和学生反映较好， 认为试题库的使用体现了考试的科学性、规范性、合理性和评分的公正性，达到预期的目的。

参考文献：

[1]何高法，陆笑容.《机械设计基础》试题库系统软件设计[J].重庆工业高等专科学校学报，2001，16（2）.

[2]汪浩.谈我校机械制造基础课程试题库建设[J].苏州职业大学学报，2003，14（2）.

基金项目：西安铁路职业技术学院教育教学管理类项目（编号：XTZY15J07）。

机械设计基础习题答案. 篇4

-1。-1 ：对称循环变应力下，疲劳极限为 2 ：脉动循环变应力下，疲劳极限为 ：静应力下的疲劳极限。

chapter7 7-1 常见的螺栓中的螺纹式右旋还是左旋、是单线还是多线？怎样判别?多线螺纹与单线螺 纹的特点如何

？ 答：常见的螺栓中的螺纹是右旋、单线。根据螺旋线绕行方向科判别右旋与左旋；根据螺旋 线的数目可判别单线还是多线。特点：单线螺纹的螺距等于导程，多线螺纹的导程等于螺距与线数的乘积；单线螺纹由于其 螺旋升角较小，用在螺纹的锁紧，多线螺纹由于其螺纹升角较大，用于传递动力和运动。7-2 螺纹主要类型有哪几种？说明他们的特点及用途。答：机械制造中主要螺纹类型：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、半圆形螺 纹。三角形螺纹：a.普通螺纹：特点为抗拉强度较高，连接自锁作用也较可靠，一般适用于 薄壁零件及受冲击零件的连接。b.管螺纹（半圆形螺纹）：特点为螺纹深度较浅，是专门用来连接管子的。矩形螺纹： 特点为刨面呈矩形、螺母与螺杆对中的精度较差以及螺纹根部强度较弱等缺 点；没有自锁。梯形螺纹：特点为刨面为梯形，效率较矩形螺纹低，没有自锁。多用于车床丝杆等传动 螺旋及起重螺旋中。锯齿形螺纹：效率较矩形螺纹略低，强度较大，没有自锁。在受载很大的起重螺旋及螺 旋压力机中常采用。（三角形螺纹用于连接；锯齿、梯形、矩形用于传动。）7-3 螺旋副的效率与哪些参数有关？各参数变化大小对效率有何影响？螺纹牙型角大小对 效率有何影响？ 答：

为升角，ρ为摩擦角

当摩擦角不变时，螺旋副的效率是升角的函数。牙型角变小，效率变大；牙型角变大，效率变小。（举例矩形螺纹变为三角形螺纹）7-4 螺旋副自锁条件和意义是什么？常用链接螺纹是否自锁？ 答：自锁条件：（一般情况：越小，自锁性能愈好）：螺纹升角 ρ：当量摩擦 角。意义 ：不加支持力 F，重物不会自动下滑。即螺旋副不会自动松脱，当拧紧螺母时，螺旋副的效率总是小于 50%。常用链接螺纹自锁。7-5 在螺纹连接中，为什么采用防松装置？例举几种最典型的防松装置，会出其结构件图，说明其工作原理和机构简图。答：螺纹连接的自锁作用只有在静载荷下才是可靠的，在振动和变载荷下，螺纹副之间会产 3 生相对转动，从而出现自动松脱的现象，故需采用防松装置。举例:

（一）利用摩擦力的防松装置： 原理： 在螺纹间经常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小尽可能不随载荷大小变化。（1）弹簧垫圈: 工作原理：弹簧垫圈被压平后，利用其反弹力使螺纹间保持压 紧力和摩擦力（2）双螺母：工作原理：梁螺母对顶，螺栓始终收到附加压力和附加摩擦力的 作用。结构简单，用于低速重载。

（二）利用机械方法防松装置： 原理：利用机械装置将螺母和螺栓连成一体，消除了它们之间相对转动的可能性。（1）开口销：开口销从螺母的槽口和螺栓尾部的孔中穿过，起防松作用。效果 良好。（2）止动垫圈：垫片内翅嵌入螺栓的槽内，待螺母拧紧后，再将垫片的外翅之 一折嵌于螺母的一个槽内。将止动片的折边，分别弯靠在螺 母和被联接件的侧边起防松作用 7-6 将松螺栓连接合金螺栓连接（受横向外力和轴向歪理）的强度计算公示一起列出，是比 较其异同，并作出必要的结论。7-10平键链接可能有哪些失效形式？平键的尺寸如何确定？ 答：失效形式：挤压破坏和剪切 确定尺寸：按挤压和剪切的强度计算，再根据工作要求，确定键的种类；再按照轴的直 径 d 查标准的键的尺寸，键的长度取 且要比轴上的轮毂短。chapter8 8-2 带传动中的弹性滑动和打滑时怎样产生的？它们对带传动有何影响？ 答：弹性滑动：由于带的紧边与松边拉力不等，使带两边的弹性变形不等，所引起的带与轮 面的微量相对滑动为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的，对带传动影响不大 打滑：机器出现过载，摩擦力不能克服从动轮上的阻力矩，带沿轮面全面滑动，从动轮 转速急剧降低甚至不动，此现象即为打滑，是带传动的主要失效形式之一，可避免。8-3 带传动中主要失效形式是什么？设计中怎么样考虑？ 答： 主要失效形式： 1.张紧力不足导致的打滑； 2.张紧力过大导致的疲劳损坏； 3.疲劳寿命。设计是必须要考虑：在保证不打滑的情况下（确保工况系数），带应有一定的疲劳强度 或寿命。chapter9 9-1 齿轮传动的最基本要求是什么？齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求？ 答：基本要求是：传动比恒定。齿廓的形状是：渐开线形、摆线形、圆弧齿时满足上述要求。（齿廓的形状必须满足不 论轮齿齿廓在任何位置接触，过触点所做齿廓的公法线均须通过节点。）4 9-2 分度圆和节圆，压力角和啮合角有何区别？ 答：分度圆：为了便于齿廓各部分尺寸的计算,在齿轮上选择一个圆作为计算的基准,该 圆称为齿轮的分度圆.(标准齿轮分度圆与节圆重合且 s=e)标准化的齿轮上压力角和模数均为标准值的圆称为分度圆.节圆：通过节点的两圆具有相同的圆周速度，他们之间作纯滚动，这两圆称为齿轮 的节圆。分度圆、节圆区别：分度圆是齿轮铸造成立后本身具有的，而节圆是在两齿轮运动 啮合时根据其速度而确定出来的。压力角：渐开线上任一点法向压力的方向线（即渐开线在该点的法线）和该点速度 方向之间的夹角称为该点的压力角。啮合角：过节点的两节圆的公切线，与两齿廓公法线间的夹角。压力角、啮合角区别：选取点的不同，压力角的大小也就不同；而只要两齿轮的大 小确定，则其啮合角也就随确定。9-3 一对渐开线标准齿轮正确啮合的条件什么？ 答：1.两齿轮的模数必须相等

m2 ；

2.两齿轮分度圆上的压力角必须相等

9-4 为什么要限制齿轮的最少齿数？对于α=20、正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，最少齿数 是多少？ 答：限制最少齿数是为了保证不发生根切，要使所设计齿数大于不产生根切的最少齿数，当 α=20 的标准直齿圆柱齿轮，则 h a =1，则 z min =17。9-12 齿轮轮齿有哪几种失效形式？开式传动和闭式传动的失效形式是否相同？在设计及使 用中应该怎样防止这些失效？ 答：失效形式有：（1）轮齿折断（2）齿面胶合（3）齿面磨粒磨损（4）齿面点蚀（5）塑性变形 开式传动和闭式传动的失效形式不完全相同： 其中磨损和疲劳破坏主要为开式齿轮传动 的失效形式；而齿面点蚀和折断主要为闭式齿轮传动的失效形式。为了防止轮齿折断：在设计时应使用抵抗冲击和过载能力较强的材料。为了避免齿面磨粒磨损：可采用闭式传动或加防护罩等； 为了避免轮齿齿面点蚀：应使用接触应力较大的材料； 为了防止齿面胶合：必须采用粘度大的润滑油（低速传动）或抗胶合能力强的润滑油（高速 传动）。9-13 选择齿轮材料时，为什么软齿面齿轮的小齿轮比大齿轮的材料要好些或热处理硬度要 5 o

高些？ 答：主要由于小齿轮转速高，应力循环次数多，则寿命较短，为了使大小齿轮的寿命接近，则在材料的选取方面要好些或热处理要更高些。9-16 在轮齿的弯曲强度计算中，齿形系数 YF 与什么因素有关？ 答：齿形系数 YF 只与齿形有关，即与压力角α，齿顶高系数 ha 以及齿数 Z 有关。chapter10 10-2 蜗杆传动的啮合效率受哪些因素的影响？ 答：蜗杆传动的啮合效率为：

tan r，则效率受导程角和当量摩擦角的影响。

10-3 蜗杆传动的传动比等于什么？为什么蜗杆传动可得到大的传动比？ 答：蜗杆传动传动比：i=n1/n2 = z2/z1(传动比与齿数成反比)因为蜗杆的齿数可以非常小，小到 z=1，因而可以得到很大的传动比。10-4 蜗杆传动中，为什么要规定 d1 与 m 对应的标准值？ 答：当用滚刀加工蜗轮时，为了保证蜗杆与该蜗轮的正确啮合，所用蜗轮滚刀的齿形及直径 必须与相啮合的蜗杆相同，这样，每一种尺寸的蜗杆，就对应有一把蜗轮刀滚，因此规 定蜗杆分度圆直径 d 为标准值，且与模数 m 相搭配；其次，蜗轮加工的刀具昂贵，规定 蜗杆分度直径 d 为标准值且与模数相搭配可以减少加工刀具的数量。10-7 为什么蜗杆传动常用青铜涡轮而不采用钢制涡轮？ 答：因为青铜的耐磨性，抗胶合性能及切削加工性能均好，而啮合处有较大的滑动速度，会 产生严重的摩擦磨损引起热，使润滑情况恶化，青铜的熔点较高，所以用青铜涡轮而不 用钢制涡轮。10-9 为什么对连续工作的蜗杆传动不仅要进行强度计算，而且还要进行热平衡计算？ 答：蜗杆传动由于摩擦损失大，效率较低，因而发热量就很大、若热量不能散逸将使润滑油 的粘度降低，润滑油从啮合齿间被挤出进而导致胶合。chapter11 11-1 定轴轮系中，输入轴与输出轴之间的传动比如何确定？与主动齿轮的齿数有何关系？ 如何判定输出轴的转向？ 答： 轮系的总传动比等于组成该轮系的各对齿轮的传动比的连成积，其值等于所有从动轮齿 数的连成积与所有主动轮齿连成积之比。传动比 判定方向： a.通常规定若最末从动轮与第一个主动轮的回转方向相同时，传动比为正号，若两轮回转方向相反时，则取为负号 b.若传动比的计算结果为正，则表示输入轴与输出轴的转向相同，为负则表 示转向相反。c.还可以用画箭头标志的方法表示转向: 外啮合的齿轮转向相反,内啮合的 6 齿轮转向相同.chapter12 12-1 心轴与转轴有何区别？试列举应用的实例。答：心轴只承受弯矩，不承受转矩，如：装带轮和凸轮的轴； 转轴既承受弯矩，又承受转矩。如：齿轮减速器中的轴，是机器中最常见的轴。12-4 轴的结构和尺寸与哪些因素有关？ 答：轴的结构决定因素：载荷及载荷分布、轴上标准件、轴上已确定的零件、轴上零件的装 配位置及固定方法、轴的加工工艺性、轴上零件的装配工艺性等。轴尺寸决定因素 ： 轴沿轴向尺寸及形状是由轴上各零件的相互举例，尺寸和安装情况，与轴的制造情况及轴上载荷(弯矩、转矩、轴向力)分布情况等决定的。计算题： 1.已知一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮的齿数分别为 z1=20 z2=80，模数 m=2，计算两个齿 轮的齿顶圆，齿根圆和分度圆的直径，以及齿轮传动的中心距。解：由公式及系数得： 齿顶圆直径： d a1

d 齿根圆直径：

机械设计基础试卷及答案 篇5

一、填空题（30分）

1.两构件通过____________或____________接触组成的运动副称为高副； 2.曲柄摇杆机构的__________不等于00，机构就具有急回特性；

3.机构从动件所受力方向与该力作用点速度方向所夹的锐角，称为_________角，用它来衡量机构的__________性能；

4.重合度的大小表明同时参与啮合的_________的对数的多少，重合度越大，传动越 _________，承载能力越_________； 5.从切制原理上讲，加工齿轮的方法有__________、_________两种； 6.V带传动的主要失效形式是__________和__________；

7.凸轮机构从动件的形式有________从动件，________从动件和________从动件； 8.设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据__________由标准中选择；

9.在链传动中，当两链轮的轴线在同一平面时，应将_______边布置在上面，_______边布置在下面；

10.牙嵌离合器只能在___________或___________时进行接合；

11.对齿轮材料性能的要求是齿面要__________，齿芯要__________；

12.按防松原理，螺纹联接常用的防松方法有__________、_________、__________三种； 13.在平键联接工作时，是靠__________和__________侧面的挤压传递转矩的； 14.按齿轮的啮合方式不同，圆柱齿轮可以分为________齿轮传动、________齿轮传动和________传动。

二、判断题（对的打“√”，错的打“×”，10分）1.四杆机构中的最短杆是曲柄。（）

2.在摆动导杆机构中，当导杆为主动件时，机构有死点位置。（）3.斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。（）4.当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持不变。（）5.螺纹联接件具有自锁性，不需要防松。（）

6.间歇运动机构的主动件，在何时也不能变成从动件。（）7.球轴承的旋转精度比滚子轴承的大。（）

8.联轴器在机器运转中可将传动系统随时分离或接合。（）9.与齿轮传动相比较，链传动的优点是工作平稳，无噪声。（）10.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。（）

三、综合题（第1题6分，第2题8分，共14分）

1.图示的四杆机构，已知：lAB=72mm，lBC=40mm，lCD=100mm，lAD=120mm请问：当分别取AB、BC、CD、AD杆为固定件时，各 将得到哪种机构?

2.说明下列型号轴承代号的意义。1 0 8 3 2 2 0 0

三、计算题（每题12分，共36分）

1.计算图示组合体的自由度，并指出该组合体具有确定相对运动的条件。

1.一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动，已知齿轮的齿数Z1=30，Z2=40，分度圆压力角°，标准中心距a=140mm。试求出：齿轮的模数m；两个齿轮的分度圆半径r1、r2；基圆半径rb1、rb2；齿顶圆半径ra1、ra2；齿距P。

=20, Z3=80。试说明轮系类型并2.已知图示轮系中各齿轮的齿数为：Z1=20，Z2=40，z2求轮系的传动比i1H。

五、问答题（每题5分，共10分）

1.弹簧有哪些功用？至少各举出一例。

2.节圆和分度圆有何区别？在什么条件下节圆与分度圆重合。

答案：

一、填空题

1.点 线 2.极位夹角 3.压力 传力 4.轮齿平稳 大 5.仿形法、范成法 6.打滑 疲劳破坏 7.尖顶 滚子平底 8.轴的直径

9.紧 松

10.两轴不回转 两轴的转速差很小 11.硬 韧 12.键、键槽

13.外啮合 内啮合 齿轮齿条

二、判断题

1.× 2.√

3.×

4.√

5.×

6.√

7.√

8.×

9.×

三、综合题

1.分别以AB、BC、CD、AD杆为固定件时，各得到

曲柄摇杆机构、双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构。2.6——深沟球轴承

3——圆锥滚子轴承

0（省略）——宽度系列代号

2——宽度系列代号

1——直径系列代号

2——直径系列代号

08——轴承内径d＝40mm

00——轴承内径d＝10mm

四、计算题（每题12分，共36分）

1.n7,pL9,pH

2F3n2pLpH

372921

该组合体具有确定相对运动的条件是原动件数为1

2.am2(z1z2), ×

10.模数 m2a21404mm

z1z23040分度圆半径 r1mz143060mm 22mz2440r280mm

22基圆半径 rb1r1cos60cos2056.382mm

rb2r2cos80cos2075.175mm

*齿顶圆半径 ra1r1ham601464mm

*ra2r2ham801484mm

齿距P＝mπ＝4π＝12.56mm

3.此为周转轮系

1Hz2z3

3Hz1z12H1H40808

18 i1H=9 H2020H

五、问答题

1.弹簧是一种弹性元件，在外力作用下能产生较大的弹性变形，在机械设备中应用十分广泛。

1）控制机构运动或零件的位置，如凸轮机构、离合器、阀门等； 2）缓冲吸振，如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧； 3）存储能量；如钟表仪器中的弹簧； 4）测量力的大小，如弹簧秤中的弹簧。

3《机械设计基础》试题和答案 篇6

一、填空题(每空1分，共30分)

1、构件是机器的____单元体；零件是机器的_____单元体；部件是机器的_____单元体。

2、平面运动副可分为________和_______，低副又可分为_______和_______。

3、轮系运动时，所有齿轮几何轴线都固定不动的，称_______轮系，至少有一个齿轮几何轴线不固定的，称_________轮系。

4、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥__________。

5、若键的标记为键B20×70GB1096-79,则该键为______平键，b=______，L=________。

6、轴的作用是_____________________________。按轴的承载情况不同，可以分为_______、________、_________。

7、凸轮机构是由____________、____________、____________三个基本构件组成的。

8、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，____________。

9、在蜗轮齿数不变的情况下，蜗杆的头数越少，则传动比就越

10、齿轮啮合时，当主动齿轮的______推动从动齿轮的合点应为____________与啮合线的交点；当主动齿轮的合，所以终止啮合点为____________与啮合线的交点。

11、滚动轴承内圈与轴颈的配合采用______制，外圈与轴承孔的配合采用制。

二、判断题(每题1分，共10分)

1、基圆以内有渐开线。()

2、极位夹角是曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角。

3、螺纹联接是不可拆联接。()

4、机构处于死点位置时，其传动角等于90°。（5、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。（6、蜗杆传动一般用于大速比的场合。()

7、楔键的两侧面是工作面。（）

8、普通车床变速箱内齿轮的润滑方式时油雾润滑。

9、滚动轴承的基本额定动载荷C值越大，则轴承的承载能力越高。

10、带传动的弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。

三、选择题(每题2分，共20分)

1、为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装什么轮增大惯性？A、齿轮

B、飞轮

C、凸轮

2、为了使相啮合的一对齿轮其强度和寿命接近，通常A、齿轮的硬度大于小齿轮的硬度

B、小齿轮的硬度大于大齿轮的硬度 C、大、小齿轮的硬度相同

3、下列哪一种普通平键用于轴端。（）。

A、A型

B、B型

C、C型

4、渐开线在基圆上的压力角为多大？（）

A、0° B、20° C、90°

5、下列螺纹用于传动的是（）。

A、梯形螺纹

B、管螺纹

C、普通螺纹

6、在下列平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置A、曲柄摇杆机构

B、双摇杆机构

C、双曲柄机构

7、在螺栓联接中，当有一个被联接件较厚，而且需要经常拆卸时，宜选用的联接类型是杆往复摆______，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮推动从动齿轮的())（）

(（）。的平均速度不______ _______)（）)

()

(同的运动特性称为，两轮齿即将脱离啮)。

摇动____________。______

（）联接。

A、双头螺柱

B、紧定螺栓

C、普通螺栓

8、用来传递双向转矩的一对切向键，在轴上相隔多少度为宜?

（）A、90°～120° B、135°～150°

C、120°～135°

9、带传动的主要失效形式是带的（）。

A、疲劳断裂和打滑

B、磨损和打滑

C、磨损和疲劳断裂

10、当凸轮机构的从动件选用摆线运动规律时，其从动件的运动（）。

A、将产生刚性冲击

B、将产生柔性冲击

C、没有冲击

四、简答题（每题3分，共

1、简述齿廓啮合基本定律。

2、说明螺纹连接的基本类型及应用。

3、轴上零件的周向及轴向固定各有哪些方法？分别适用于什么场合？（各举出两种及四种以上方法）

4、说明带的弹性滑动与打滑的区别。

五、计算题（共20分）

1、说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？（2.3 计算图示平面机构自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。

12分）

6分）

2、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，Z2=80，齿顶高系数ha* =1，压力角=20°。试求这对齿轮的模数m，传动比i12，节圆直径及啮合角。(8分)

3、如下图所示轮系中，已知Z1=16，Z2=32，Z3=20，Z4=40，Z5=4，Z6=40，若转速n6及各轮的转向。（6分）

六、分析齿轮轴系上的错误结构，并改正。轴承采用油润滑。（8分）

《机械设计基础》试题二答案

一、填空题（每空1分，共30分）

1、运动、制造、装配

n1=800r/min，求蜗轮的2、低副、高副、转动副、移动副

3、定轴轮系、行星轮系 4、120°

5、B、20、70

6、支承轴上的旋转零件，传递运动和转矩，心轴、转轴、传动轴

7、机架、凸轮、从动件

8、急回特性

9、大

10、齿根、齿顶、从动轮齿顶圆、齿顶、齿根、主动轮齿顶圆

11、基孔制、基轴制

二、判断题（每小题1分，共10分）

1、×

2、×

3、×

4、×

5、×

6、√

7、×

8、×

9、√

10、√

三、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、B

2、B

3、C

4、A

5、A

6、C

7、A

8、C

9、A

10、C

四、简答题（每题3分，共12分）

1、简述齿廓啮合的基本定律。

不论齿廓在任何位置接触，过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点，才能保证传动比恒定不变。

2、螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。螺栓连接用于被连接件不厚、通孔且经常拆卸的场合；双头螺柱连接用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合；螺钉连接用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合。

3、周向固定：键连接、花键连接、过盈配合连接 轴向固定：轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈

4、说明带的弹性滑动与打滑的区别

弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就可以避免打滑，所以，打滑是可以避免的。

五、计算题（第一题6分，第二题8分，第三题6分，共20分）

1、解：机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数等于机构中接受外界给定运动规律的原动件的个数。

n=3，PL=3，PH＝2 机构自由度 F＝3n－2PL－PH＝1，因为W＝1＝F，所以机构的运动确定。

2、解：

节圆直径=分度圆直径

3、解：

六、分析

机械设计基础题库答案 篇7

当 时，螺纹副的效率

所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时，其效率必小于 50%。10-2解 由教材表10-

1、表10-2查得

，粗牙，螺距，中径

螺纹升角，细牙，螺距，中径

螺纹升角

对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。

10-3解 查教材表10-1得

粗牙 螺距 中径 小径

螺纹升角

普通螺纹的牙侧角，螺纹间的摩擦系数

当量摩擦角

拧紧力矩

由公式

可得预紧力

拉应力

查教材表 9-1得 35钢的屈服极限

拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限，螺栓将损坏。

10-4解（1）升角

当量摩擦角

工作台稳定上升时的效率：

（2）稳定上升时加于螺杆上的力矩

（3）螺杆的转速

螺杆的功率

（4）因 速下降，该梯形螺旋副不具有自锁性，欲使工作台在载荷 作用下等需制动装置。其制动力矩为

10-5解 查教材表9-1得 Q235的屈服极限，查教材表 10-6得，当控制预紧力时，取安全系数

由许用应力

查教材表 10-1得 的小径

由公式

得

预紧力

由题图可知，螺钉个数，取可靠性系数 牵曳力

10-6解 此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸 ,故螺杆受到拉扭组合变形。

查教材表 9-1得，拉杆材料Q275的屈服极限，取安全系数，拉杆材料的许用应力

所需拉杆最小直径

查教材表 10-1，选用螺纹（）。

10-7解 查教材表 9-1得，螺栓35钢的屈服极限，查教材表 10-

6、10-7得螺栓的许用应力

查教材表 10-1得，的小径

螺栓所能承受的最大预紧力

所需的螺栓预紧拉力

则施加于杠杆端部作用力 的最大值

10-8解 在横向工作载荷 作用下，螺栓杆与孔壁之间无间隙，螺栓杆和被联接件接触表面受到

挤压；在联接接合面处螺栓杆则受剪切。

假设螺栓杆与孔壁表面上的压力分布是均匀的，且这种联接的预紧力很小，可不考虑预

紧力和螺纹摩擦力矩的影响。

挤压强度验算公式为：

其中 ； 为螺栓杆直径。

螺栓杆的剪切强度验算公式

其中 表示接合面数，本图中接合面数。

10-9解（1）确定螺栓的长度

由教材图 10-9 a）得：螺栓螺纹伸出长度

螺栓螺纹预留长度

查手册选取六角薄螺母 GB6172-86，厚度为

垫圈 GB93-87 16，厚度为

则所需螺栓长度

查手册中螺栓系列长度，可取螺栓长度

螺栓所需螺纹长度，取螺栓螺纹长度

（2）单个螺栓所受横向载荷

（3）螺栓材料的许用应力

由表 9-1查得 被联接件HT250的强度极限

查表 10-6取安全系数

被联接件许用挤压应力

查教材表 9-1得 螺栓35钢的屈服极限，查表 10-6得螺栓的许用剪切应力

螺栓的许用挤压应力

（4）校核强度

查手册，六角头铰制孔用螺栓 GB28-88，其光杆直径

螺栓的剪切强度

最小接触长度：

挤压强度

所用螺栓合适。

10-10解（1）每个螺栓所允许的预紧力

查教材表 9-1得 45钢的屈服极限，查教材表 10-

6、10-7得，当不能严格控制预紧力时，碳素钢取安全系数

由许用应力

查教材表 10-1得 的小径

由公式

得

预紧力

（2）每个螺栓所能承担的横向力

由题图可知，取可靠性系数

横向力

（4）螺栓所需承担的横向力

（5）螺栓的个数

取偶数。

在直径为 155的圆周上布局14个 的普通螺栓，结构位置不允许。

10-11解（1）初选螺柱个数

（2）每个螺柱的工作载荷

（3）螺柱联接有紧密性要求，取残余预紧力

（4）螺柱总拉力

（5）确定螺柱直径

选取螺柱材料为 45钢，查表9-1得 屈服极限，查教材表 10-6得，当不能严格控制预紧力时，暂时取安全系数

许用应力

螺栓小径

查教材表 10-1，取 是合

螺栓（），由教材表10-7可知取安全系数

适的。

（6）确定螺柱分布圆直径

由题 10-11图可得

取。

（7）验证螺柱间距

所选螺柱的个数和螺柱的直径均合适。

10-12解（1）在力时每个

作用下，托架不应滑移，设可靠性系数，接合面数，此螺栓所需的预紧力

（2）在翻转力矩 势，上

作用下，此时结合面不应出现缝隙。托架有绕螺栓组形心轴线O-O翻转的趋边两个螺栓被拉伸，每个螺栓的轴向拉力增大了 小了，下边两个螺栓被放松，每个螺栓的轴向力减，则有力的平衡关系，故可得

为使上边两个螺栓处结合面间不出现缝隙，也即残余预紧力刚为零，则所需预紧力

（3）每个螺栓所需总的预紧力

（4）确定螺栓直径

选取螺栓材料为 35钢，查教材表9-1屈服极限，查教材表 10-6得，当不能严格控制预紧力时，暂时取安全系数

许用应力

螺栓小径

查教材表 10-1，取 也是合适

螺栓（），由教材表10-7可知取安全系数 的。

10-13解(1)计算手柄长度

查手册 ,梯形螺纹GB5796-86，公称直径，初选螺距 ,则中径，小径

螺纹升角

当量摩擦角

所需的转矩

则 ,手柄的长度

(2)确定螺母的高度

初取螺纹圈数 ,则

螺母的高度

这时 处于1.2～2.5的许可范围内。

10-14解 选用梯形螺纹。

（1）根据耐磨性初选参数

初选

查表 10-8 螺旋副的许用压强，取

查手册，选取梯形螺纹 GB5796-86，选取公称直径，中径，小径，螺距。

（2）初选螺母

初步计算螺母的高度

则螺栓与螺母接触的螺纹圈数，取

螺母的高度

系数

（3）校核耐磨性

螺纹的工作高度

则螺纹接触处的压强

合适。

（4）校核螺杆的稳定性

起重器的螺母端为固定端，另一端为自由端，故取，螺杆危险截面的惯性半径，螺杆的最大工作长度，则 螺杆的长细比

临界载荷

取 安全系数，不会失稳

（5）校核螺纹牙强度

对于梯形螺纹

对于青铜螺母

10-15解（1）初选螺纹直径，合适。

查手册，选取梯形螺纹 GB5796-86，选取公称直径，中径，小径，螺距。

（2）验证其自锁性 螺纹升角

当量摩擦角，所以满足自锁条件。

（3）校核其耐磨性

设 螺栓与螺母参加接触的螺纹圈数，则 螺母的高度 内。，处于1.2～2.5的许可范围螺纹的工作高度

则螺纹接触处的压强

查教材表 10-8，钢对青铜许用压强，合适。

（4）校核螺杆强度

取，则所需扭矩

则危险截面处的强度

对于 45 钢正火，其许用应力，故合适。

（5）校核螺杆的稳定性

压力机的螺母端为固定端，另一端为铰支端，故取，螺杆危险截面的惯性半径，螺杆的最大工作长度，则螺杆的长细比，不会失稳。

（6）校核螺纹牙强度

对于梯形螺纹

对于青铜螺母，合适。

（7）确定手轮的直径

由 得

10-16解（1）选用A型平键，查教材表10-9，由轴的直径 可得平键的截面尺寸，；由联轴器及平键长度系列，取键的长度。其标记为：键

GB1096-79（2）验算平键的挤压强度

由材料表 10-10查得，铸铁联轴器的许用挤压应力

A型键的工作长度，使用平键挤压强度不够，铸铁轴壳键槽将被压溃。这时可使轴与联轴器孔之间采用过盈配

合，以便承担一部分转矩，但其缺点是装拆不便。也可改用花键联接。

10-17解（1）选择花键

根据联轴器孔径 花键，查手册可知花键小径 最接近，故选择矩形花键的规格为

GB1144-87 花键的齿数、小径，大径，键宽，键长取，倒角

.（2）验算挤压强度

取载荷不均匀系数

齿面工作高度 平均半径

查教材表 10-11，在中等工作条件Ⅱ、键的齿面未经热处理时，其许用挤压应力，故合适。

解 1）由公式可知：

轮齿的工作应力不变，则

则，若，该齿轮传动能传递的功率

11-2解 由公式

可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系：

设提高后的转矩和许用应力分别为、当转速不变时，转矩和功率可提高 69%。

11-3解 软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。

（1）许用应力

查教材表 11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬

度：140～170HBS，取155HBS。

查教材图 11-7，查教材图 11-10 ，查教材表 11-4取，故：

（2）验算接触强度，验算公式为：

其中：小齿轮转矩 载荷系数 查教材表11-3得

齿宽

中心距

齿数比

则：、，能满足接触强度。

（3）验算弯曲强度，验算公式：

其中：齿形系数：查教材图 11-9得、则 ：

满足弯曲强度。

11-4解 开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，目前的设计方法是按弯曲强度设计，并将许用应力

降低以弥补磨损对齿轮的影响。

（1）许用弯曲应力 查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮 45钢正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材图11-10得 ，查教材表 11-4，并将许用应用降低30%

故

（2）其弯曲强度设计公式：

其中：小齿轮转矩

载荷系数 查教材表11-3得

取齿宽系数

齿数

，取

齿数比

齿形系数 查教材图 11-9得、因

故将

代入设计公式

因此

取模数

中心距

齿宽

11-5解 硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断，设计方法是按弯曲强度设计，并验算其齿面接触

强度。

（1）许用弯曲应力

查教材表 11-1，大小齿轮材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。查教材图11-10得，查材料图11-7得。查教材表11-4，因齿轮传动是双向工作，弯曲应力为对称循环，应将极限值乘 70%。

故

（2）按弯曲强度设计，设计公式：

其中：小齿轮转矩

载荷系数 查教材表11-3得

取齿宽系数

齿数

，取

齿数比

齿形系数 应将齿形系数较大值代入公式，而齿形系数值与齿数成反比，将小齿轮的齿形系数代入设计公

式，查教材图 11-9得

因此

取模数

（3）验算接触强度，验算公式：

其中：中心距

齿宽

，取

满足接触强度。

11-6解 斜齿圆柱齿轮的齿数与其当量齿数 之间的关系：

（1）计算传动的角速比用齿数。

（2）用成型法切制斜齿轮时用当量齿数 选盘形铣刀刀号。

（3）计算斜齿轮分度圆直径用齿数。

（4）计算弯曲强度时用当量齿数 查取齿形系数。

11-7解 见题11-7解图。从题图中可看出，齿轮1为左旋，齿轮2为右旋。当齿轮1为主动时按左手定

则判断其轴向力 ；当齿轮2为主动时按右手定则判断其轴向力。

轮1为主动

轮2为主动时

图 11.2 题11-7解图

11-8解 见题11-8解图。齿轮2为右旋，当其为主动时，按右手定则判断其轴向力方向 向力

；径总是指向其转动中心；圆向力 的方向与其运动方向相反。

图 11.3 题11-8解图

11-9解（1）要使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反，则低速级斜齿轮3的螺旋经方向应与齿轮2的

旋向同为左旋，斜齿轮4的旋向应与齿轮3的旋向相反，为右旋。

（2）由题图可知：、、、、分度圆直径

轴向力

要使轴向力互相抵消，则：

即

11-10解 软齿面闭式齿轮传动应分别校核其接触强度和弯曲强度。（1）许用应力

查教材表 11-1小齿轮40MnB调质硬度：240～280HBS取260HBS；大齿轮35SiMn调质硬度：200～

260HBS，取230HBS。

查教材图 11-7： ；

查教材图 11-10： ；

查教材表 11-4 取，故：

（2）验算接触强度，其校核公式：

其中：小齿轮转矩

载荷系数 查教材表11-3得 齿宽

中心距

齿数比

则：

满足接触强度。

（3）验算弯曲强度，校核公式：

小齿轮当量齿数

大齿轮当量齿数

齿形系数 查教材图 11-9得、满足弯曲强度。

11-11解 软齿面闭式齿轮传动应按接触强度设计，然后验算其弯曲强度：（1）许用应力

查教材表 11-1小齿轮40MnB调质硬度：240～280HBS取260HBS；大齿轮45钢调质硬度：210～

230HBS，取220HBS。

查教材图 11-7： ；

查教材图 11-10： ；

查教材表 11-4 取，故：

（2）按接触强度设计，其设计公式：

其中：小齿轮转矩

载荷系数 查教材表11-3得 齿宽系数 取

中心距

齿数比

将许用应力较小者 代入设计公式

则：

取中心距

初选螺旋角

大齿轮齿数

，取

齿数比：

模数

，取

螺旋角

（3）验算其弯曲强度，校核公式：

小齿轮当量齿数

大齿轮当量齿数

齿形系数 查教材图 11-9得、满足弯曲强度。

11-12解 由题图可知：，高速级传动比

低速级传动比

输入轴的转矩

中间轴转矩

输出轴转矩

11-13解 硬齿面闭式齿轮传动应按弯曲强度设计，然后验算其接触强度。

（1）许用应力

查教材表 11-1齿轮40Cr表面淬火硬度：52～56HRC取54HRC。

查教材图 11-7：

查教材图 11-10：

查教材表 11-4 取，故：

（2）按弯曲强度设计，其设计公式：

其中：小齿轮转矩

载荷系数 查教材表11-3得

齿宽系数 取

大齿轮齿数

，取

齿数比：

分度圆锥角

小齿轮当量齿数

大齿轮当量齿数

齿形系数 查教材图 11-9得、则平均模数：

大端模数

取

（3）校核其接触强度，验算公式：

其中：分度圆直径

锥距

齿宽

取

则：

满足接触强度。

11-14解 开式齿轮传动只需验算其弯曲强度

（1）许用弯曲应力

查教材表 11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG310-570正火硬度：160～

200HBS取190HBS。

查教材图 11-10： ；

查教材表 11-4 取，故：

（2）校核弯曲强度，验算公式：

其中：小齿轮转矩

载荷系数 查教材表11-3得

分度圆锥角

小齿轮当量齿数

大齿轮当量齿数

齿形系数 查教材图 11-9得、分度圆直径

锥距

齿宽系数

平均模数

则：

满足弯曲强度。

11-15解（1）圆锥齿轮2的相关参数

分度圆直径

分度圆锥角

平均直径

轴向力

（2）斜齿轮3相关参数

分度圆直径

轴向力

（3）相互关系

因 得：

（4）由题图可知，圆锥齿轮2的轴向力 向上，转

指向大端，方向向下；斜齿轮3的轴向力 方向指动方向与锥齿轮2同向，箭头指向右。齿轮3又是主动齿轮，根据左右手定则判断，其符合右手定则，故

斜齿轮3为右旋。

图11.6 题11-16 解图

11-16解 见题 11-16解图。径向力总是指向其转动中心；对于锥齿轮2圆周力与其转动方向相同，对于斜齿轮3与其圆周力方向相反。

解 ：从例 12-1已知的数据有：，，，中心距，因此可以求得有关的几何尺寸如下：

蜗轮的分度圆直径：

蜗轮和蜗杆的齿顶高：

蜗轮和蜗杆的齿根高：

蜗杆齿顶圆直径：

蜗轮喉圆直径：

蜗杆齿根圆直径：

蜗轮齿根圆直径：

蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距：

径向间隙：

12-2

图12.3

解 ：（1）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指，大拇指，可以

得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。（见图12.3）

（2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为

蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：

蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：

蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即：

各力的方向如图 12-3所示。

12-3

图 12.4

解 ：（1）先用箭头法标志出各轮的转向，如图12.5所示。由于锥齿轮轴向力指向大端，因此可以判

断出蜗轮轴向力水平向右，从而判断出蜗杆的转向为顺时针，如图12.5所示。因此根据蜗轮和蜗杆的转

向，用手握法可以判定蜗杆螺旋线为右旋。

（2）各轮轴轴向力方向如图12.5所示。

12-4解 ：（1）根据材料确定许用应力。

由于蜗杆选用，表面淬火，可估计蜗杆表面硬度。根据表12-4，（2）选择蜗杆头数。

传动比，查表12-2，选取，则

（3）确定蜗轮轴的转矩

取，传动效率

（4）确定模数和蜗杆分度圆直径

按齿面接触强度计算

由表 12-1 查得，。

（5）确定中心距

（6）确定几何尺寸

蜗轮的分度圆直径：

蜗轮和蜗杆的齿顶高：

蜗轮和蜗杆的齿根高：

蜗杆齿顶圆直径：

蜗轮喉圆直径：

蜗杆齿根圆直径：

蜗轮齿根圆直径：

蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距：

径向间隙：

（7）计算滑动速度。

符合表 12-4给出的使用滑动速度

（说明：此题答案不唯一，只要是按基本设计步骤，满足设计条件的答案，均算正确。）

12-5解 ：一年按照 300天计算，设每千瓦小时电价为 因此

元。依题意损耗效率为，用于损耗的费用为：

12-6解（1）重物上升，卷筒转的圈数为： 转；

由于卷筒和蜗轮相联，也即蜗轮转的圈数为 圈；因此蜗杆转的转数为：

转。（2）该蜗杆传动的蜗杆的导程角为：

而当量摩擦角为

比较可见，因此该机构能自锁。

（3）手摇转臂做了输入功，等于输出功和摩擦损耗功二者之和。

输出功

焦耳；

依题意本题摩擦损耗就是蜗轮蜗杆啮合损耗，因此啮合时的传动效率

则输入功应为

焦耳。

由于蜗杆转了 转，因此应有：

即：

可得：

图 12.6 12-7解 蜗轮的分度圆直径：

蜗轮和蜗杆的齿顶高：

蜗轮和蜗杆的齿根高：

蜗杆齿顶圆直径：

蜗轮喉圆直径：

蜗杆齿根圆直径：

蜗轮齿根圆直径：

蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距：

径向间隙：

图 12.7 12-8解，取，则

则油温，小于，满足使用要求。

解（1）

（2）

=

=2879.13mm

（3）不考虑带的弹性滑动时，（4）滑动率 时，13-2解（1）

（2）

=

（3）

= =

13-3解 由图 可知

=

图 13.6 题 13-3 解图 13-4解（1）

=

（2）由教材表 13-2 得

=1400mm

（3）

13-5解

由教材表 13-6 得

由教材表 13-4 得： △ =0.17kW, 由教材表 13-3 得： =1.92 kW, 由教材表 13-2 得： ,由教材表 13-5 得：

取 z=3 13-6解 由教材表 13-6 得

由图 13-15 得选用 A 型带

由教材表 13-3 得

选

初选

取

=

=1979.03mm

由教材表 13-2 得 =2000mm

由教材表 13-3 得： =1.92 kW，由教材表 13-4 得： △ =0.17kW 由教材表 13-2 得：，由教材表 13-5 得：

取 z=4

13-7解 选用 A 型带时，由教材表 13-7 得，依据例 13-2 可知：，=2240mm，a =757mm，i =2.3。

由教材表 13-3 得 =2.28 kW，由教材表 13-4 得： △ =0.17kW，由教材表 13-2 得：

取 z =5 由此可见，选用截面小的 A 型带较截面大的 B 型带，单根带的承载能力减小，所需带的根数增多。

13-8 解略。

13-9解 由教材表 13-9 得 p =15.875mm，滚子外径

15.875(0.54+cot =113.90mm

15.875(0.54+cot =276.08mm

=493.43mm

13-10解（1）由图 13-33得

查教材表 13-11，得

取

由式（13-18）得

P ≤

（2）由图 13-33 得可能出现链板疲劳破坏

（3）

由图 13-34 查得可用滴油润滑。

13-11解

（1）链轮齿数

假定，由教材表 13-10，取，选

实际传动比

链轮节数

初选中心距

=

取

由教材表 13-13查得 取

估计此链传动工作位于图 13-33所示曲线的左侧，由教材表13-11得

采用单排链，≤

由教材图 13-33得当 =960r/min时，08A链条能传递的功率 满足要求，节距 p =12.7mm。

（4）实际中心距

（5）验算链速