机械系统设计试题及答案

《机械系统设计》习题选集机械设计教研室第一章1．系统的概念。

2．系统的特点。

3．机械系统的特性。

4．从流的观点出发，机械系统的组成。

5．机械系统设计的特点。

6．机械系统设计的基本思想。

7．机械系统设计的一般过程。

第二章1．总体设计过程中应形成的基本技术文件。

2．设计任务的类型。

3．设计任务的来源。

4．试拟定播种、施肥机的设计任务书。

5．画出播种、施肥机的功能构成图。

6．试建立播种、施肥机的功能树。

7．形态学矩阵的概念。

8．试建立挖掘机的形态学矩阵，并根据总体方案确定的基本原则，确定几种合理的方案，并作简要说明。

9．机械系统方案评价的基本原则。

常用的评价方法。

10．在某机器设计中，有两种备选方案，为了确定选择哪个方案，组织了一个由20位专家组成的评价小组用模糊综合评价法对两个方案进行评价。

已知：1)评价指标：产品性能（B1）、可靠性（B2）、使用方便性（B3）、制造成本（B4）、使用成本（B5）；每个评价指标划分为优、良、中等、较差、很差5个等级：0.9，0.7，0.5，0.3，0.1；2)评价指标B1、B2、B3、B4、B5的权分别为：0.25、0.2、0.2、0.2、0.15；3)投票结果如下表所示：11．总体布置的基本原则。

12．总体布置的基本形式。

13．试分析手扶拖拉机的总体布置方案。

14．机械系统常用技术参数及指标的类型。

第三章1．物料流系统的基本概念。

2．物料流设计在机械系统设计中的重要地位。

3．物料流系统的组成。

4．简述常用存储子系统。

5．简述常用输送、搬运子系统。

6．简述六点定位规则。

7．夹紧装置的组成。

8．试结合生产实习中所见的一种物料系统，分析制造系统物料流系统的组成。

9．如图所示，某物料流系统设计时，要把工件从A工位送至B工位，请提出你自己的设计方案。

注意：1)工件输送过程中姿态要求保持不变；2)需要给出方案简图。

第四章1．简介机械系统能量流理论。

试结合机械工作过程的能量损失论谈一谈曲柄压力机设计中的动力机容量选择问题。

机械设计题库及参考答案一、单选题（共67题，每题1分，共67分）1.工作时承受弯矩并传递扭矩的轴，称为(A、转轴B、传动轴C、心轴正确答案：A2.蜗杆传动的中间平面是指( ) 的面。

A、同时垂直蜗杆和蜗轮轴线B、同时通过蜗杆和蜗轮轴线C、通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线D、通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线正确答案：C3.滚动轴承的密封装置按密封的结构形式- -般分为接触式密封、()和组合式密封。

A、固定密封B、转运密封C、非接触式密封D、间院密封正确答案：C4.链传动的张紧轮应装在(A、靠近小轮的松边上B、靠近大轮的松边上C、靠近小轮的紧边上D、靠近大轮的紧边上正确答案：A5.在平面机构中若引入一个高副将引入()个约束。

A、4B、3C、1D、2正确答案：C6.自行车轮的轴是().A、转轴B、传动轴C、心轴D、阶梯轴正确答案：C7.角接触球轴承承受轴向载荷的能力，主要取决于( )A、轴承精度B、轴承宽度C、滚动体数目D、接触角大小正确答案：D8.斜齿轮有规定以()为标准值。

A、法面模数B、端面模数C、法面模数或端面模数D、以上都不是正确答案：A9.带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于( )。

A、带轮的线速度B、带轮的直径C、传递的功率D、带的横截面尺寸正确答案：B10.渐开线上任意一点的法线必( ) 基圆.A、交于B、没关系 .C、切于正确答案：C11.在蜗杆传动中，通常( ) 为主动件。

A、蜗轮B、齿轮C、蜗杆或蜗轮都可以D、蜗杆正确答案：D12.普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间().A、沿轴向固定并传递轴向力B、沿周向固定并传递转矩C、安装与拆卸方便D、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用正确答案：B13.在蜗杆传动中，应用比较广泛的是(A、锥蜗杆B、环面蜗杆C、因柱蜗杆D、方形杆.正确答案：C14.同一螺栓组中螺栓的( ) 均应相同。

A、长度和材料B、直径和材料C、直径和长度D、直径、长度和材料正确答案：D15.凸轮机构中，主动件通常作()。

第一章绪论1、系统：具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。

2、机械系统的组成：1、动力系统。

2、执行系统。

3、传动系统。

4、操纵、控制系统。

5、支承系统。

6、润滑、冷却与密封系统。

3、产品设计类型：完全创新设计、适应性设计、变异性设计。

4、机械系统的设计要求：功能、适应性、可靠性、生产能力、使用经济性、成本六方面的要求。

5、产品的产生过程分哪几个阶段？产品策划---产品设计---产品生产---产品运转---产品报废或回收。

6、产品的设计过程分哪几个阶段？功能原理方案设计阶段---结构总体设计阶段---技术设计阶段第二章机械系统总体设计1、功能原理方案设计步骤设计任务-求总功能-总共能分解-寻求子功能解-原理解功能-评价与决策-最佳原理方案2、什么是“黑箱法”：根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。

3、功能元、功能结构功能元：在一个系统中，总功能可以分解为一些分功能，其中可以分解到最低层次的分功能，并且分解到最后不能再分解的基本功能单位叫做功能元。

功能结构：将总功能分解为分功能，并相应找出实现各分功能的原理方案，从而简化了实现总功能的原理构思。

反之，同一层次的功能单位组合起来，应能满足上一层次功能的要求，最后组合成的整体应能满足总功能的要求。

这种功能的分解和组合关系称为功能结构。

4、机械系统总体参数包括哪些性能参数、结构参数、尺寸参数、运动参数、动力参数。

5、七个标准公比为：1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78和2。

6、公比φ、变速范围R n与级数Z间的关系。

Z=lgRn/lgφ+1第三章执行系统设计1、执行系统的组成：由执行末端和与之相连的执行机构。

机械设计考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机械设计中，通常所说的“三视图”是指：A. 正视图、侧视图、俯视图B. 正视图、侧视图、仰视图C. 正视图、侧视图、斜视图D. 正视图、侧视图、局部视图答案：A2. 在机械设计中，以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案：C3. 以下关于齿轮传动的说法，正确的是：A. 齿轮传动比可以任意设定B. 齿轮传动比是固定的C. 齿轮传动比是可变的D. 齿轮传动比与齿轮的齿数无关答案：B4. 机械设计中，轴承的寿命通常与以下哪个因素无关？A. 轴承的类型B. 轴承的载荷C. 轴承的转速D. 轴承的颜色答案：D5. 在机械设计中，以下哪种情况不会导致材料的疲劳破坏？A. 重复加载B. 过载C. 腐蚀D. 冲击载荷答案：C6. 以下关于材料硬度的描述，错误的是：A. 硬度是材料抵抗塑性变形的能力B. 硬度是材料抵抗弹性变形的能力C. 硬度可以通过硬度计进行测量D. 硬度是材料抵抗磨损的能力答案：B7. 机械设计中，以下哪种连接方式不属于固定连接？A. 螺纹连接B. 焊接C. 铆接D. 销连接答案：A8. 以下哪种润滑方式属于动态润滑？A. 干摩擦润滑B. 边界润滑C. 液体润滑D. 固体润滑答案：C9. 在机械设计中，以下哪种材料通常用于制造轴承？A. 木材B. 塑料C. 陶瓷D. 铸铁答案：C10. 以下关于机械加工的描述，错误的是：A. 机械加工可以提高零件的尺寸精度B. 机械加工可以提高零件的表面粗糙度C. 机械加工可以提高零件的强度D. 机械加工可以提高零件的硬度答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 机械设计中，________是用来表示零件在空间中位置的图示方法。

答案：三视图2. 金属材料的强度通常与其________有关。

答案：晶粒大小3. 齿轮传动的效率与________有关。

答案：齿面硬度4. 轴承的寿命可以通过________来计算。

《机械设计》课程试题（一）一、选择题：本题共10个小题，每小题2分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

把所选项前的字母填在题后的括号内。

1．一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【B 】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【C 】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载3．下列四种型号的滚动轴承，只能承受径向载荷的是【B 】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 52084．下列四种螺纹，自锁性能最好的是【D】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【C】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【D 】A．弹簧外径与簧丝直径之比值B．弹簧内径与簧丝直径之比值C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值D．弹簧中径与簧丝直径之比值7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【B 】A．90° B. 120° C.135° D.180°8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【D 】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处9．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10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【D 】A．制造困难 B.要使用较长的销轴C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力二、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。

把答案填在题中横线上。

1．轴如按受载性质区分，主要受弯矩的轴为心轴，主要受转矩的轴为传动轴。

1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载3．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 52084．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【】A．弹簧外径与簧丝直径之比值B．弹簧内径与簧丝直径之比值C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值D．弹簧中径与簧丝直径之比值7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【】A．90° B. 120° C.135° D.180°8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【】A．拉力 B.扭矩C．压力 D.拉力和扭矩10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【】A．制造困难 B.要使用较长的销轴C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力二、1．轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。

2．代号62203的滚动轴承，为轴承，其内径为mm。

3．在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取。

4．普通平键联接的工作面是键的；楔键联接的工作面是键的。

机械设计自测试题Ⅰ一、是非题和选择题[是非题在括号内填√(正确)或填×(不正确)，选择题在空格处填相应的答案号]I-1 选用普通平键时，键的截面尺寸b×h和键长L都是根据强度计算确定的。

( )I-2 圆柱齿轮结构形式和毛坯获取方法的选择都与齿轮的外径大小有关( )I-3 圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm，旋绕比C=5，则它的内径D1=30mm。

( )I-4 V带横截面中两工作面之间的夹角为40°，所以带轮槽角也是40°。

( )I-5 变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。

( )I-6 在承受横向载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓杆__________作用。

(1)受切应力(2)受拉应力(3)受扭转切应力和拉应力(4)既可能只受切应力又可能只受拉应力I-7 在下列四种向心滚动轴承中，_____________型除可以承受径向载荷外，还能承受不大的双向轴向载荷。

(1)60000 (2)N0000 (3)NA0000 (4)500001-8 在载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线具有一定程度的相对偏移的情况下，两轴间通常宜选____________联轴器。

(1)刚性(2)无弹性元件的挠性(3)有弹性元件的挠性(4)安全I-9 采取___________的措施不能有效地改善轴的刚度。

(1)改用其它高强度钢材(2)改变轴的直径(3)改变轴的支承位置(4)改变轴的结构I-10 在滑动轴承材料中，__________通常只用于作为双金属或三金属轴瓦的表层材料。

(1)铸铁(2)轴承合金(3)铸造锡磷青铜(4)铸造黄铜二、填空题I-11 在承受轴向载荷的紧螺栓联接中，当预紧力F0和轴向工作载荷F一定时，若降低螺栓的刚度C b，则螺栓中的总拉力将______________。

I-12 在转轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按____________________初步确定的。

机械设计习题库（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、机构具有相对运动的条件是（）A、机构的自由度数目小于主动件数目B、机构的自由度数目大于主动件数目C、机构的自由度数目大于等于主动件数目D、机构的自由度数目等于主动件数目正确答案：D2、杆长不等的铰链四杆机构，若以最短杆为机架，则是（）机构A、双曲柄B、双曲柄或双摇杆C、双摇杆D、曲柄摇杆正确答案：B3、驱动力与运动方向的夹角为压力角，驱动力与径向方向的夹角为传动角，二者之和是( ).A、90°B、60°C、30°D、60°正确答案：A4、在高速运转的情况下，下列哪种轴承可以代替推力轴承？（）A、润心球轴承B、滚针轴承C、圆锥滚子轴承D、向心球轴承正确答案：D5、对于i12=n1/n2说法最正确的是( )A、表示圆柱齿轮传动比B、1为主动轮，2为从动轮C、表示蜗杆蜗轮传动比D、表示圆锥齿轮传动比正确答案：B6、浇铸巴氏合金轴瓦首先清理轴瓦基体然后对轴瓦基体浇铸表面（）A、镀铬B、镀铜C、镀锡D、镀锌正确答案：C7、以下哪个不是滚动轴承的结构特征（）？A、接触角B、偏转角C、游隙D、偏移角正确答案：B8、基本周转轮系是由（）构成。

A、行星轮、惰轮和中心轮B、行星轮和中心轮C、行星轮、行星架和中心轮D、行星轮、惰轮和行星架正确答案：C9、蜗杆传动的精度有（）个等级A、12B、7C、8D、9正确答案：A10、轴的结构形状和尺寸应尽量满足加工、装配和维修的要求。

为此常采用的措施（）①当某一轴段需车制或磨销加工时，应留有退刀槽或砂轮越程槽；②轴上所有鏪槽应沿轴的同一母线布置；③为了便于所有轴上零件的装配和去除毛刺，轴端及轴肩一般均应制45度的倒角。

过盈配合轴段的装入端加工出半锥圆角为30度的导向锥面；④为便于加工，应使轴上直径相近的圆角、倒角、键槽和越程槽等尺寸一致A、①②③B、①③C、①②③④D、②④正确答案：C11、我国国家标准规定的标准压力角为( )A、60°B、90°C、20°D、30°正确答案：C12、根据轴的载荷性质分：（）①心轴②传动轴③转轴A、①②③B、①③C、②③D、①②正确答案：A13、铰链四杆机构中，与机架相连，并能实现360°旋转的构件是（）A、摇杆B、机架C、曲柄D、连杆正确答案：C14、常见的推力滑动轴承有实心、空心、（）、多环。

机械系统设计练习题一、基础知识部分1. 列举机械系统设计的基本原则。

2. 简述机械系统设计的基本步骤。

3. 说明机械系统中常用的传动方式及其特点。

4. 描述机械系统中常用的连接方式及其应用场景。

5. 分析机械系统设计中常用的材料选择方法。

二、机构分析与设计1. 绘制四杆机构的简图，并分析其运动特性。

2. 设计一个平面连杆机构，实现给定的工作要求。

3. 分析斜面机构的工作原理，并计算其传动效率。

4. 设计一个螺旋传动机构，满足指定的运动和受力要求。

5. 分析凸轮机构的基本参数，并绘制凸轮轮廓曲线。

三、机械动力学分析1. 计算某机械系统中各零件的受力情况。

2. 分析机械系统中的摩擦损失，并提出降低摩擦的措施。

3. 估算机械系统的动态响应，判断其稳定性。

4. 针对某一机械系统，进行运动学和动力学仿真分析。

5. 设计一款减震装置，降低机械系统运行过程中的振动。

四、机械结构设计1. 设计一款轴类零件，满足强度、刚度及加工要求。

2. 绘制齿轮传动系统的装配图，并标注主要尺寸。

3. 设计一款联轴器，实现两轴的连接与对中。

4. 分析某机械结构在受力过程中的变形情况，并提出改进措施。

5. 设计一款机架，满足强度、刚度和稳定性要求。

五、创新设计与实践1. 提出一种新型传动机构，并阐述其优点和应用场景。

2. 设计一款具有自适应功能的机械系统，实现特定功能。

3. 利用现代设计方法（如有限元分析、优化设计等）进行机械系统设计。

4. 结合绿色设计理念，对某一机械系统进行改进。

5. 分析智能制造技术在机械系统设计中的应用前景。

六、机械控制系统设计1. 设计一个简单的闭环控制系统，实现机械系统的位置控制。

2. 列出机械系统中常用的传感器类型及其应用。

3. 编写一个PLC程序，用于控制机械手的运动。

4. 分析机械系统中执行元件的选型依据。

5. 设计一个液压或气动控制系统，满足指定的动作要求。

七、机械加工与制造1. 选择合适的加工方法，制定一个机械零件的加工工艺路线。

机械设计一、选择题（共25道）1、循环特性r=－1的变应力是( )应力。

A．对称循环变B、脉动循环变C．非对称循环变D．静2、选取V带型号，主要取决于( )。

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、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( )。

A. 液体摩擦B.半液体摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦4、普通平键联接强度校核的内容主要是( )。

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5、温度升高时，润滑油的粘度( )。

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。

6、为了实现两根相交轴之间的传动,可以采用( )A.人字齿圆柱齿轮传动B.斜齿圆柱齿轮传动C.直齿锥齿轮传动D.直齿圆柱齿轮传动7、齿轮传动中,轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( )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8、普通平键的长度应( )A .稍长于轮毂的长度B.略短于轮毂的长度C.是轮毂长度的三倍D.是轮毂长度的二倍9、键的截面尺寸b×h主要是根据( )来选择。

A.传递扭矩的大小B.传递功率的大小C.轮毂的长度D.轴的直径10、当两个被联接件之一太厚不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,宜采用( )A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺柱联接D.紧定螺钉联接11、滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是( )A.过大的塑性变形B.过度磨损C.疲劳点蚀D.胶合12、联轴器和离合器均具有的主要作用是( )A.补偿两轴的综合位移B.联接两轴，使其旋转并传递转矩C.防止机器过载D.缓和冲击和振动13、下列联轴器中,能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( )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14、机构具有确定相对运动的条件是( )A.机构的自由度数目等于主动件数目B.机构的自由度数目大于主动件数目C.机构的自由度数目小于主动件数目D.机构的自由度数目大于等于主动件数目15、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( )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16、闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( )A.齿面胶合B.轮齿疲劳折断C.齿面磨粒磨损D.轮齿过载折断17、若两构件组成低副,则其接触形式为( )A.面接触B.点或线接触C.点或面接触D.线或面接触18、齿面接触疲劳强度设计准则针对的齿轮失效形式是( )A.齿面点蚀B.齿面胶合C.齿面磨损D.轮齿折断19、在下列四种型号的滚动轴承中，( )必须成对使用。

机械设计试题及答案机械设计是工程领域中的一个重要分支，它涉及到机械设备的设计、分析、制造和维护等多个方面。

在机械设计的学习过程中，解决各种设计问题和练习题是提高理论知识和实际操作能力的重要手段。

以下是一些典型的机械设计试题及其答案，旨在帮助学习者巩固和深化对机械设计原理的理解。

试题一：齿轮传动设计设计一个齿轮传动系统，输入轴的转速为1500转/分钟，输出轴需要达到的转速为300转/分钟。

已知齿轮材料的许用应力为600MPa，试设计出满足要求的齿轮传动系统。

答案解析：首先，我们需要确定齿轮的传动比，即输入轴转速与输出轴转速的比值。

根据题目，传动比i = 1500 / 300 = 5。

接下来，我们需要选择合适的齿轮类型和尺寸。

常见的齿轮类型有直齿轮、斜齿轮、伞齿轮等。

为了简化设计，我们选择直齿轮。

根据齿轮的基本公式，我们可以得到齿轮的齿数计算公式：Z = i * M / π，其中Z为齿数，M为模数。

为了确保齿轮的强度和耐用性，我们还需要考虑到齿轮的许用应力。

通过计算，我们可以确定合适的模数和齿数。

最后，我们需要对齿轮进行强度校核，确保在实际工作条件下齿轮不会发生破坏。

这包括对齿轮的弯曲强度和接触强度进行计算，并与材料的许用应力进行比较。

试题二：轴的设计设计一根轴，该轴需要传递的扭矩为500N·m，轴的材料为45#钢，其许用剪应力为60MPa，许用弯曲应力为80MPa。

轴上装有三个轴承，且两端固定。

答案解析：首先，我们需要确定轴上的剪力和弯矩分布。

由于轴两端固定，我们可以将其视为简支梁，根据轴承的布置和扭矩传递的特点，计算出轴上的弯矩图。

接着，我们可以根据弯矩图，使用弯曲应力公式进行轴的尺寸计算。

公式为σ = M * y / I，其中σ为弯曲应力，M为弯矩，y为距中性轴最远的一点的距离，I为截面的惯性矩。

在确定了轴的尺寸后，我们需要进行剪应力的校核。

根据剪应力公式τ = Q / A，其中τ为剪应力，Q为剪力，A为轴的横截面积，确保剪应力不超过材料的许用剪应力。

机械设计的试题及答案一、简答题1.什么是机械设计？机械设计是指以机械系统为研究对象，通过对机械工程原理、材料力学、机械制造工艺等方面知识的综合运用，设计、分析和优化机械产品或系统的过程。

机械设计旨在实现机械产品或系统的功能要求，并在制造成本、运行效率、可靠性和安全等方面进行综合考虑。

2.简述机械设计的主要步骤。

机械设计的主要步骤包括需求分析、概念设计、详细设计、制造和测试等阶段：–需求分析：明确机械产品或系统的功能要求，了解客户需求和行业标准，并进行初步的经济性和可行性分析。

–概念设计：根据需求分析的结果，生成不同的设计方案，并进行评估和对比。

选择最优方案后，进行模型制作和初步性能分析。

–详细设计：确定机械产品或系统的详细参数，进行零部件的设计和装配。

在设计过程中考虑材料选用、力学分析、运动学和动力学分析等方面。

–制造和测试：根据详细设计结果，进行材料采购、加工和装配。

制作完成后，对机械产品或系统进行测试和调试，验证其功能和性能。

3.机械设计中常用的制图软件有哪些？机械设计中常用的制图软件包括AutoCAD、SolidWorks、CATIA、Pro/ENGINEER、NX等。

这些软件具备强大的建模、装配、分析和绘图功能，能够帮助工程师进行机械产品的设计和分析。

二、计算题1.一个弹簧质量为0.2kg，刚度系数为1000N/m，当加力为50N时，弹簧加速度为多少？根据牛顿第二定律，可以得到力与加速度的关系：F = m*a，或者 a = F/m。

将给定的数值代入计算：a = 50N / 0.2kg = 250 m/s²所以弹簧的加速度为250 m/s²。

2.一个螺旋副传动的螺旋角为30°，螺距为10mm，旋转速度为1000rpm，计算传动比。

螺旋副的传动比可以通过螺距与螺旋角的关系计算得到：传动比= 2π(螺距/螺旋角)。

将给定的数值代入计算：传动比= 2π(10mm / 30°) ≈ 2.094所以传动比为2.094。

《机械设计》课程试题（一）一、填空题(每空1分共31分)1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的（ ）。

2、三角形螺纹的牙型角α＝（ ），适用于（ ），而梯形螺纹的牙型角α＝（ ），适用于（ ）。

3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（ ）防松、（ ）防松和（ ）防松。

4、带传动在工作过程中，带内所受的应力有（ ）、（ ）和（ ），最大应力发生在（ ）。

5、链传动设计时，链条节数应选（ ）数(奇数、偶数)。

链轮齿数应选（ ）数；速度较高时，链节距应选（ ）些。

6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按（ ）设计，按（ ）校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按（ ）设计，按（ ）校核。

7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力（ ），材料的许用接触应力（ ），工作中产生的齿根弯曲应力（ ），材料的许用弯曲应力（ ）。

8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率η、（ ）效率和（ ）效率。

其中啮合效率η=（ ），影响蜗杆传动总效率的主要因素是（ ）效率。

9、轴按受载荷的性质不同，分为（ ）、（ ）、（）。

10、滚动轴承接触角越大，承受（ ）载荷的能力也越大。

得分二、单项选择题(每选项1分,共11分)1、循环特性r=－1的变应力是（ ）应力。

A．对称循环变 B、脉动循环变 C．非对称循环变 D．静2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是( )。

A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm B．减小Cb．增大Cm C．增大Cb和Cm D．减小Cb和Cm3、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．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4、选取V带型号，主要取决于（ ）。

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5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y的主要几何参数是（ ）。

机械设计题库含答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、以下哪个是与回转零件配合的部分（ )A、轴头B、轴键C、轴D、轴颈正确答案：A2、（）的主要用途是固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。

A、齿轮B、V带C、销D、轴正确答案：C3、用范成法加工齿轮时，不发生根切的最小齿数为（）。

A、17B、16C、18D、15正确答案：A4、整体式滑动轴承装配的第二步是( )。

A、轴套定位B、压入轴套C、修整轴套D、轴套的检验正确答案：A5、蜗杆传动中作用在蜗杆上的三个分力中最大的是（）A、圆周力B、径向力C、无法判断D、轴向力正确答案：D6、在曲柄摇杆机构中，当取曲柄为原动件时，( )死点位置。

A、有三个C、有两个D、有一个正确答案：B7、蜗杆直径系数q＝( )A、q=dl/mB、q=a/mC、q=dl* mD、q=a/dl正确答案：A8、直齿轮传动设计中，齿轮的主要参数不包含（ )。

A、中心距B、齿高C、模数D、齿数正确答案：B9、对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取( )为机架，将得到曲柄摇杆机构。

A、最长杆B、与最短杆相对的构件C、最短杆D、与最短杆相邻的构件正确答案：D10、V带传动，最后算出的实际中心距与初定的中心距不一致，这是由于( )A、选用标准长度的带B、带轮加工有尺寸误差C、带工作一段时间后会松弛，需预先张紧D、传动安装时有误差正确答案：A11、齿轮精度等级最低的是（）A、12级B、6级C、9级正确答案：A12、当两轴线（）时，可采用蜗杆传动。

A、垂直交错B、不相交C、相交D、平行正确答案：C13、小齿轮的宽度应（）大齿轮的宽度。

A、等于B、没关系C、稍大于D、稍小于正确答案：C14、对于普通圆柱蜗杆传动，下列说法错误的是（）A、蜗杆头数多时，传动效率提高。

B、蜗杆直径系数q越小，则蜗杆刚度越大C、在蜗轮端面内模数和压力角为标准值D、传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径比正确答案：B15、机器的零、部件在装拆时，不得损坏任何部分。

机械设计试卷及答案解析一、选择题（共30分、每小题2分）1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（ C ）。

A、链传动只用来传递较小功率B、链速较高，在传递相同功率时圆周力小C、链传动是啮合传动，无需大的张紧力D、链的质量大，离心力大2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（ C）。

A、提高了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度C、降低了轮齿的弯曲强度D、降低了齿面的接触强度3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（ A ）。

A．弹性柱销联轴器 B．凸缘联轴器C. 十字滑块联轴器 D．万向联轴器4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（ C ）。

A．进入大带轮处 B．离开大带轮处C. 进入小带轮处 D．离开小带轮处5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案（ A ）为好。

A．带传动齿轮传动链传动B．链传动齿轮传动带传动C．带传动链传动齿轮传动D．链传动带传动齿轮传动6．螺纹联接防松的根本问题在于（ C ）。

A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度7．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（ A ）。

A．螺栓联接 B. 双头螺柱联接C．螺钉联接 D. 紧定螺钉联接8．齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（B ）。

A．齿面磨损 B．齿面点蚀C．齿面胶合 D. 轮齿折断9.不完全液体润滑滑动轴承，验算][pvpv 是为了防止轴承（ B ）。

A. 过度磨损B. 过热产生胶合C. 产生塑性变形D. 发生疲劳点蚀10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（ A ）。

A．两端固定 B．两端游动C．一端固定一端游动 D．A，B，C均可以11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d1取标准，其目的是（ B ）。

机械设计考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 机械设计中，以下哪个因素是影响齿轮传动效率的主要因素？A. 齿轮材料B. 齿轮精度C. 齿轮润滑D. 齿轮形状答案：C2. 以下哪个不是滚动轴承的基本元件？A. 内圈B. 外圈C. 滚动体D. 轴套答案：D3. 在机械设计中，以下哪个不是轴的设计要求？A. 强度B. 刚度C. 重量D. 颜色答案：D4. 以下哪种材料不适合用于制造齿轮？A. 钢B. 铸铁C. 塑料D. 铝答案：C5. 以下哪个不是联轴器的主要功能？A. 传递扭矩B. 补偿轴向、径向和角向偏差C. 承受压力D. 减少振动和冲击答案：C6. 以下哪个不是机械密封的主要组成部分？A. 静环B. 动环C. 弹簧D. 轴承答案：D7. 在机械设计中，以下哪个不是轴承寿命的计算参数？A. 轴承类型C. 轴承安装误差D. 轴承价格答案：D8. 以下哪个不是齿轮传动的优点？A. 结构紧凑B. 传动比稳定C. 噪音大D. 效率高答案：C9. 以下哪个不是滑动轴承的润滑方式？A. 油润滑B. 脂润滑C. 干摩擦答案：C10. 在机械设计中，以下哪个不是齿轮失效的主要形式？A. 齿面磨损B. 齿面点蚀C. 齿面塑性变形D. 齿轮断裂答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 以下哪些因素会影响齿轮的寿命？A. 齿轮材料B. 齿轮精度C. 齿轮润滑D. 齿轮形状E. 齿轮安装误差答案：A, B, C, E12. 以下哪些是滚动轴承的特点？A. 摩擦系数小B. 启动力矩小C. 可承受高转速D. 可承受高压力E. 维护简单答案：A, B, C, E13. 以下哪些是轴的设计要求？A. 强度B. 刚度C. 重量E. 材料答案：A, B, D, E14. 以下哪些是联轴器的主要功能？A. 传递扭矩B. 补偿轴向、径向和角向偏差C. 承受压力D. 减少振动和冲击E. 传递转速答案：A, B, D, E15. 以下哪些是机械密封的主要组成部分？A. 静环B. 动环C. 弹簧E. 密封圈答案：A, B, C, E三、填空题（每题2分，共20分）16. 机械设计中，齿轮的________是影响其承载能力的关键因素之一。

《机械系统考试》A卷参考答案一、填空125678910三个基本原则。

1112131、现代机械系统的概念：由计算机信息网络协调与控制的、用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统。

2、简述传动系统的主要功能：（1）减速和增速；（2）变速；（3）改变运动规律或形式；（4）传递动力。

3、机械系统设计的任务是什么？机械系统设计的任务是开发新的机械产品和改造老的机械产品。

4、从有无样机可供参考的角度，机械设计可分为几类？从有无样机可供参考的角度，机械设计可分为三类：（1）开发性设计；（2）适应性设计；（3）变型设计。

5、如图所示的结构，该设计是否合理？说明原因。

如果设计不合理，画出合理的机构图。

设计不合理，因为该设计违反了结构设计基本原则中安全可靠原则的直接安全技术法中的有限损坏原理。

6、如图所示的偏心夹紧机构。

请说明该机构设计遵循了机构设计基本原理的何种原理中的何种形式。

遵循结构设计基本原理中的自补偿原理中的自增强形式。

7、根据机构在运动转换中的功能，可把各种机构分成几种类型？可把各种机构分成如下五类：（l）实现运动形式变换的机构；（2）实现运动合成与分解的机构；（3）实现运动轴线位置变换的机构；（4）实现转速变换的机构；（5）实现运动分支、连接、离合、过载保护等其它功能的机构或装置。

8、机械系统总体布局的基本要求是什么？（1）保证工艺过程的连续和流畅；（2）降低质心高度、减小偏置；（3）保证精度、刚度及抗振性等要求；（4）充分考虑产品系列化的发展要求；（5）结构紧凑，层次分明；（6）操作、维修、调整简便；（7）造型合理，实用美观；（8）提高人机系统整体的效能。

9、机械系统的载荷如何划分？按载荷的作用方式分：直接作用载荷，间接作用载荷；按零件发生变形的不同分：拉伸（压缩）载荷、弯曲载荷和扭转载荷；按载荷是否随时间变化分：静载荷，动载荷。

10、写出传动链各传动件误差反映到末端件的总转角误差公式及符号所代表的含义，并根据该公式推导出传动链误差传递的规律及设计传动链时应采取的措施。

燕山大学试卷密封线共6 页第1 页燕山大学试卷密封线共9 页第 2 页燕山大学试卷密封线共6 页第 2 页燕山大学试卷密封线共6 页第 3 页燕山大学试卷密封线共6页第 4 页6、人-机工程学定义是什么？（5分）三、叙述题（15分）1、参考下图，请叙述该齿轮换向装置原理。

燕山大学试卷密封线共6页第5 页2设计带式制动器时，以下两种方案哪个更为合理，为什么?燕山大学试卷密封线共6页第 6 页燕山大学试题标准答案院(系): 机械工程学院教研室: 机械设计考核课程：机械系统08 学年季学期开卷涂卡考核专业年级：05机设命题教师：曹秒艳答题教师：曹秒艳燕山大学试题标准答案共页第页2、不完全定位:工件被限制的自由度少于六个，但能满足加工要求的定仿称为不完全定位。

如图在长方体上加工一条通槽，要求保比上序尺寸A和B。

定位方案中y可以不限制．因为一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件沿y 轴的位置即使不同也不会影响加工要求。

此例中，工件需要限制X、及、、五个自由度。

在满足加工要求的前提下，采用不完全定Z X Y Z位是允许的。

欠定位:按照加工要求必须限制的自由度没有被限制的定位，称为欠定位。

欠定位是不允许的，因为欠定位保证不了工件的加工要求。

如图所示，要求在一长方体工件上刨一条通槽，必须限制五个自由度，从而将工件定位在图中假想线的位置。

但是若夹具只限制了三个白由度，在定位过程中工件的位置就可能处于实线所示的情况，并且在一批工件中是不确定的，显然无法保证工序加工精度要求。

3、进行能量流系统设计应解决如下四个方面的问题①机械系统中能量流动状况和特征分析；②工作机械的载荷计算；③驱动装置的选择；④系统能量匹配与设计。

燕山大学试题标准答案共页第页燕山大学试题标准答案共页第页250／45=5.6，相应的公比为ϕ6-1＝5.6，即ϕ=1.41。

设系统的最大变速级数为z ，则小n min ϕ6-1＝n max 得：max lg n lg 140011111.41Z ϕ=+=+≈min （/n ）（/45）lg lg 画12条等距水平线表示转速线。

机械设计测试卷(考试时间90分钟,总分100分)题号一总分得分考生必须用现行规范的语言文字答题。

答题须在专用的“答题卡”上进行，在试题卷和草稿纸上答题无效。

考试中途不能无端离场，否则视为放弃。

得分评卷人一、单项选择题（共50题，每题2分，共计100分）（）1、深沟球轴承，内径为 100mm，宽度系列为 0，直径系列为 2，公差等级为 6，游隙 0 组， 其代号为( )A、6220／P6B、60220／C0C、60220／P6D、6220／P6／C0（）2、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?A、大轮B、小轮C、主动论D、从动轮（）3、能实现很大传动比，结构紧凑的齿轮机构是A、直齿圆柱齿轮B、斜齿圆柱齿轮C、圆锥齿轮D、蜗轮蜗杆（）4、平面四杆机构中，是否存在死点，取决于（ ）是否与连杆共线。

A、主动件B、从动件C、机架D、摇杆（）5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为，a=40、b=60、c=60、d=70。

当以a的相邻杆为机架，则此四杆机构为（ ）。

A、曲柄滑块机构B、双曲柄机构C、曲柄摇杆机构D、双摇杆机构。

（）6、在普通圆柱蜗杆传动中，若其他条件不变而增加蜗杆头数，将使( )。

A、蜗杆圆周速度提高，B、传动效率提高，C、传动中心距增大，D、蜗杆强度提高。

（）7、渐开线齿轮的齿根圆（ ）A、总是小于基圆B、总是等于基圆C、总是大于基圆D、有时小于基圆，有时大于基圆（）8、下列8种机械零件：①汽车发动机的阀门弹簧；②起重机抓斗；③汽轮机的轮叶；④车床变速箱中齿轮；⑤纺织机的织梭；⑥飞机螺旋桨；⑦柴油机曲轴；⑧自行车的链条。

其中有（ ）是专用零件而不是通用零件。

A、3种B、4种C、5种D、6种（）9、若被连接的两轴有较大径向位移，此时最好选用A、套筒联轴器B、凸缘联轴器C、十字滑块(径向)D、单万向联轴器(角向)（）10、.通常用来制造键的材料是( )A、低碳钢B、中碳钢C、高碳钢D、合金钢（）11、渐开线的形状取决于（）。