《機械設計基礎》模擬試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.計算平面機構自由度時，若存在復合鉸鏈，應（）。A.視為一個轉動副B.按（n-1）個轉動副計算（n為重合構件數(shù)）C.按n個轉動副計算D.忽略不計2.平面四桿機構中，若最短桿與最長桿長度之和小于等于其余兩桿長度之和，且以最短桿的鄰邊為機架，則機構為（）。A.曲柄搖桿機構B.雙曲柄機構C.雙搖桿機構D.導桿機構3.普通螺栓連接中，螺栓所受的載荷是（）。A.工作拉力B.剪切力C.預緊力D.預緊力與工作拉力的合力4.帶傳動中，彈性滑動的主要原因是（）。A.帶的緊邊與松邊拉力差B.帶的疲勞磨損C.帶與帶輪間的摩擦力不足D.帶的彈性變形5.一對標準直齒圓柱齒輪傳動，若模數(shù)m=2mm，齒數(shù)z1=20、z2=40，則傳動比i為（）。A.0.5B.2C.4D.86.滾動軸承6208的內徑尺寸為（）。A.8mmB.40mmC.20mmD.80mm7.平鍵連接的主要失效形式是（）。A.鍵的剪切破壞B.鍵的擠壓破壞C.輪轂的擠壓破壞D.軸的剪切破壞8.凸輪機構中，從動件的運動規(guī)律為等速運動時，會產生（）。A.剛性沖擊B.柔性沖擊C.無沖擊D.周期性沖擊9.轉軸的主要功能是（）。A.只傳遞扭矩B.只承受彎矩C.同時承受彎矩和扭矩D.承受軸向載荷10.機械效率η的取值范圍是（）。A.η＞1B.η=1C.η＜1D.任意值二、填空題（每題2分，共20分）1.平面機構自由度計算公式為F=______（其中n為活動構件數(shù)，PL為低副數(shù)，PH為高副數(shù)）。2.平面四桿機構中，若最短桿為機架，則機構為______。3.螺紋連接防松的根本目的是防止螺紋副的______。4.帶傳動中，小帶輪包角α越小，傳動能力越______（填“強”或“弱”）。5.齒輪傳動的主要失效形式包括齒面磨損、齒面膠合、齒面接觸疲勞破壞和______。6.平鍵連接按構造分為普通平鍵、導向平鍵和______。7.滾動軸承代號“7210C”中，“7”表示______類型。8.凸輪機構中，從動件的運動規(guī)律由______的輪廓曲線決定。9.軸按受載情況可分為心軸、轉軸和______。10.機械自鎖的條件是______（用效率η表示）。三、判斷題（每題2分，共20分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.機構具有確定運動的條件是自由度F≥1。（）2.鉸鏈四桿機構中，若最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則無論選哪一構件為機架，均為雙搖桿機構。（）3.螺紋連接必須預緊，否則無法保證連接的可靠性。（）4.帶傳動的打滑現(xiàn)象是不可避免的，而彈性滑動是可以消除的。（）5.齒輪模數(shù)m越大，輪齒的承載能力越強。（）6.滾動軸承的游隙越大，運轉精度越高，但壽命越低。（）7.平鍵連接中，鍵的截面尺寸（b×h）通常根據(jù)軸的直徑選取。（）8.凸輪機構中，壓力角越大，機構傳力性能越好。（）9.轉軸的強度計算需同時考慮彎矩和扭矩的影響。（）10.平帶傳動與V帶傳動相比，V帶傳動的摩擦力更大，傳動能力更強。（）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述帶傳動中彈性滑動與打滑的區(qū)別。2.軸的結構設計需要滿足哪些主要原則？3.滾動軸承組合設計時，通常需要考慮哪些基本要求？4.螺紋連接預緊的主要目的是什么？列舉兩種常用的防松方法。5.與帶傳動相比，齒輪傳動的主要優(yōu)缺點有哪些？五、計算題（共30分）1.（10分）計算圖1所示平面機構的自由度（需標注復合鉸鏈、虛約束或局部自由度）。（注：圖中構件2與構件3在E點重合，構件5為滾子）2.（10分）某受軸向工作載荷的普通螺栓連接，已知螺栓所受總拉力F0=2000N，預緊力F'=1500N，螺栓小徑d1=8.376mm，許用拉應力[σ]=120MPa。試校核該螺栓的強度是否滿足要求（螺栓強度條件：σ=4F0/(πd12)≤[σ]）。3.（10分）一對標準直齒圓柱齒輪外嚙合傳動，模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z1=20、z2=60，壓力角α=20°。試計算：（1）分度圓直徑d1、d2；（2）齒頂圓直徑da1、da2；（3）齒根圓直徑df1、df2；（4）中心距a。答案一、單項選擇題1.B2.A3.C4.D5.B6.B7.C8.A9.C10.C二、填空題1.3n-2PL-PH2.雙曲柄機構3.相對轉動4.弱5.輪齒折斷6.滑鍵7.角接觸球軸承8.凸輪9.傳動軸10.η≤0三、判斷題1.×（需F=原動件數(shù)）2.√3.×（受橫向載荷的鉸制孔螺栓連接可不預緊）4.×（彈性滑動不可避免，打滑可避免）5.√6.×（游隙越大，精度越低）7.√8.×（壓力角越小，傳力性能越好）9.√10.√四、簡答題1.區(qū)別：（1）彈性滑動是由于帶的彈性變形和緊松邊拉力差引起的局部滑動，不可避免；打滑是由于過載導致的全面滑動，可避免。（2）彈性滑動會降低傳動效率、引起帶的磨損；打滑會導致傳動失效。（3）彈性滑動發(fā)生在帶的全長，打滑集中在小帶輪接觸弧。2.原則：（1）滿足軸上零件的定位與固定（軸向、周向）；（2）便于零件的裝拆與調整；（3）減小應力集中（如圓角過渡、避免直徑突變）；（4）考慮加工工藝性（如退刀槽、砂輪越程槽）；（5）滿足強度、剛度和振動穩(wěn)定性要求。3.要求：（1）軸承的軸向固定（兩端固定、一端固定一端游動）；（2）軸承的間隙調整（通過墊片、螺釘?shù)龋唬?）軸承的潤滑與密封（防止異物進入、減少磨損）；（4）考慮熱膨脹的影響（游動端軸承允許軸向移動）；（5）軸承的配合選擇（內圈與軸、外圈與殼體的配合）。4.預緊目的：（1）增強連接的可靠性和緊密性；（2）防止受載后連接件間出現(xiàn)縫隙或相對滑動。防松方法：（1）摩擦防松（如彈簧墊圈、雙螺母）；（2）機械防松（如開口銷與槽形螺母、止動墊片）；（3）永久防松（如膠接、焊接）。5.優(yōu)點：（1）傳動比準確；（2）效率高（可達98%~99%）；（3）結構緊湊；（4）承載能力大；（5）壽命長。缺點：（1）制造和安裝精度要求高；（2）成本較高；（3）不適用于大中心距傳動；（4）無過載保護作用。五、計算題1.解：-活動構件數(shù)n=6（構件1~6）；-低副PL：轉動副A、B、C、D、F（5個），移動副G（1個），共6個；-高副PH：滾子與凸輪接觸（1個）；-局部自由度：滾子5（1個，需扣除）；-復合鉸鏈：E點構件2、3重合，視為2個轉動副（原計數(shù)為1，需補1個）；-自由度F=3n-2PL-PH-局部自由度=3×6-2×(6+1)-1-1=18-14-1-1=2。2.解：螺栓拉應力σ=4F0/(πd12)=4×2000/(3.14×8.3762)≈4×2000/(3.14×70.16)≈8000/220.3≈36.3MPa；因σ=36.3MPa＜[σ]=120MPa，故強度滿足要求。3.解：（1）分度圓直徑：d1=mz1=3×20=60mm；d2=mz2=3×