1997清华大学机械设计基础考研真题

A卷一、简答与名词解释（每题 5 分，共70分）1. 简述机构与机器的异同及其相互关系答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。

相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。

2. 简述“机械运动”的基本含义答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。

3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。

4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。

平面自由构件的自由度为3。

5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。

原动件数目＜自由度，构件运动不确定；原动件数目＞自由度，机构无法运动甚至构件破坏。

6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角。

α＋γ≡ 90 。

压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。

偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin 发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？答. 对于盘形凸轮，当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径r T相等时：ρ=r T，凸轮实际轮廓变尖（实际轮廓曲率半径ρ' =0）。

在机构运动过程中，该处轮廓易磨损变形，导致从动件运动规律失真。

清华大学机械原理A 卷1. 凡是驱动机械产生运动的力统称为 力，其特征是该力与其作用点的速度方向 或成 ，其所作的功为 。

A ．驱动；B ．平衡；C ．阻抗；D ．消耗功；E ．正功；F ．相同；G ．相反；H ．锐角；I ．钝角；J ．负功 答：AFHE2. 简述进行质量代换需要满足的三个条件？动代换和静代换各应满足什么条件？ 答：质量代换法需满足三个条件：1、 代换前后构件的质量不变；2、 代换前后构件的质心位置不变；3、 代换前后构件对质心轴的转动惯量不变；其中：动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。

3. 什么是当量摩擦系数？分述几种情况下的当量摩擦系数数值。

答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状（接触面形状）对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。

对单一平面 f f V =；槽角为θ2时θsin ff v =；半圆柱面接触时kf f V =，2/~1π=k4．移动副中总反力的方位如何确定？答：1）总反力与法向反力偏斜一摩擦角2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反。

5. 移动副的自锁条件是 驱动力作用在移动副的摩擦角内 。

6. 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。

7. 判定机械自锁的条件有哪些？答：1)驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内； 2）机械效率小于或等于03）能克服的工作阻力小于或等于08.判断对错，在括号中打上 √ 或 ×：在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。

（√ ）分析与计算：1.图示为一曲柄滑块机构的a)、b)、c)三个位置，F为作用在活塞上的力，转动副A及B上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时作用在连杆AB 上的作用力的真实方向（构件重量及惯性力略去不计）。

2. 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，F为作用在推杆2上的外载荷，试确定各运动副中总反力（F R31、F R12及F R32）的方位（不考虑构件的重量及惯性力，图中虚线小圆为摩擦圆，运动副B处摩擦角φ如图所示）。

大学考试试卷《机械设计基础》及答案3套2011年12月考试机械设计基础第一次作业一、单项选择题(本大题共100分，共 50 小题，每小题 2 分)1. 形成渐开线的圆称为( )。

A. 齿顶圆B. 基圆C. 分度圆D. 齿根圆2. 螺纹的标准是以( )为准。

A. 大径B. 中径C. 小径直径 D.3. 简单行星齿轮系的自由度数为( )。

A. 二个一个 B.C. 不变D. 零4. 被连接件受横向外力时，如采用普通螺纹连接，则螺栓可能失效的形式为( )。

A. 剪切破坏B. 拉断C. 拉扭断裂D. 挤压破坏5. 在设计凸轮机构时，要求承载能力大，耐磨损，应采用( )从动件。

A. 尖顶B. 滚子C. 平底D. 都不可以6. 蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限度内可采用( )。

A. 较小的蜗杆直径系数B. 较大的蜗杆分度圆上螺旋升角C. 较小的模数D. 较少的蜗杆头数7. 按基本额定动载荷选定的滚动轴承，在预定使用期限内其破坏概率最大为( )。

A. 1 ,B. 5 ,C. 10 ,D. 50 ,8. 齿面点蚀多半发生在( )。

A. 齿顶附近B. 齿根附近C. 节线附近D. 基圆附近9. 凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角( )。

A. 增大B. 减小C. 不变D. 增大或减小10. 在螺纹连接中，同时拧上两个螺母是为了( )。

A. 提高强度B. 增大预紧力C. 防松D. 提高备用螺母11. 单级圆柱齿轮减速器，若主动轮1和从动轮2的材料和热处理均相同，则工作时，两轮齿根弯曲应力的关系是( )。

A. σ,σ F1F2B. σ,σ F1F2C. σ,σ F1F2D. σ?σ F1F212. 当齿轮中心距稍有改变时，( )保持原值不变的性质称为可分性。

A. 压力角B. 啮合角C. 传动比D. 分度圆直径13. 从经济观点考虑，只要能满足使用要求，应尽量选用( )轴承。

A. 球B. 圆柱C. 圆锥滚子D. 角接触14. 为保证四杆机构良好的机械性能，( )不应小于最小许用值。

清华905机械设计基础考研真题（一）
清华905机械设计基础考研填空题：（12分）
清华905机械设计基础考研简答题：（53分）
（1）最大盈亏功，合适有最大最小角速度，是机械原理周期性非周期性波动那一章的。

（2）组合机构，给你一个机构简图让你指出基础机构和附加机构，画出组合机构图。

（3）告诉你一个机构的运动流程，让你画出构件1和2的构件循环图。

（4）简答增加齿轮接触疲劳强度的办法
（5）简答若齿轮轴同材料同调质，计算二者弯曲疲劳强度是曲阜极限应力是否相同。

（6）简答导键，滑键的特点和应用场合
（7）简答如何平衡螺纹牙间的载荷不平衡。

（8）简答若流体动压摩擦的滑动轴承的润滑油由32号机械油换成46号时，其油膜厚度，摩擦力矩，润滑油温升会如何变化。

清华905机械设计基础考研计算题：（50分）
（1）挺简单的一个轮系
（2）轴承寿命，这个题没有转速n没有Fs
（3）螺栓组还是一个力对其进行转换为一个同方向同大小的力加一个力矩，采用第一和第二个公式解答。

今年是胶纸空用螺栓，另外没有给k而是给了一个许用切应力和许用正应力应该是用二者的比值。

计算完之后要画一个螺栓的图。

清华905机械设计基础考研设计题（35分）。

（1）有些类似于去年的四杆机构设计，大家注意看申永胜老师的那本辅导书上面连杆机构设计又一个表格总结。

（2）画图题，画出一端固定一段游动的轴承支撑蜗杆，轴与联轴器连接的图。

平时要动手练练，否则可能会出一些小问题而不自知。

我估计我肯定会有问题，但是考场上面感觉不出来。

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P8 考研试题[1.1] 简答题（5）（吉林工业大学1999年）图示一拐形零件，当A 点受一垂直向下的力F 时，试分析其与板联接处B 截面的应力种类，并判断B 截面有可能产生的失效形式。

（3.5分）图1（6）（中南大学2001年）在图示零件的极限应力线图中，零件的工作应力位于M 点，在零件的加载过程中，可能发生哪种失效？若应力循环特性r 等于常数，应按什么方式进行强度计算？（10分）（7）（北京理工大学1997年）判断下列工况零件的主要失效形式。

（4分）A. 开式传动的齿轮B. 润滑不良的高速滑动轴承C. 低速重载的滚动轴承D. 初拉力F 。

过大的传动Ⅴ带（13）（国防科学技术大学1998年）试比较以下三种情况，哪一种的润滑条件最好，并简述其理由。

( 注：题中有F l ＞F 2＞F 3 ，v l ＜v 2＜v 3 )（5分）图2（15）（华中理工大学1995年）何谓产品的可靠度R t ？若有一批零件的件数为N ，在预定的时间t 内，有N t 个零件随机失效，剩下N t ’个零件仍能继续工作，则此种零件的可靠度R t ＝？（6分）图3σσm（20）（模拟）机械零件设计计算准则与失效形式有什么关系？有哪些常用的计算准则？它们是针对什么失效形式建立的？（22）（模拟）什么是静载荷、变载荷，静应力和变应力？试举出两个机械零、部件在工作时受静载荷作用而产生变应力的例子。

（23）（模拟）作用在机械零件上的变应力有哪几种类型？如何区分它们？（25）（模拟）怎样区分表面挤压应力和表面接触应力？试说明两圆柱体接触应力计算公式2111ρρπσ±⋅=L F Z n E H 中各符号的意义。

（27）（模拟）试根据材料的疲劳曲线（σ-N 曲线），说明什么叫循环基数N 0、条件疲劳极限σrN 和疲劳极限σr ，并根据疲劳曲线方程导出σrN 的计算式。

（28）（模拟）试述金属材料的疲劳断裂过程。

*（29）（摸拟）影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？原因是什么？为什么影响因素中的K σ、εσ、β只对变应力的应力幅部分有影响？*（30）（模拟）零件设计中常见的有哪些应力集中源？若零件危险剖面上有几个应力集中源，在疲劳强度计算中应如何考虑K σ（K τ）对零件疲劳强度的影响？试比较形状、尺寸一致，工作条件相同，分别用铸铁、低碳钢、高强度钢制造的三个零件，哪一个的K σ（K τ）数值最大？哪一个的K σ（K τ）数值最小？在设计零件选用材料时如何考虑这些问题？（31）（模拟）如何绘制考虑K σ、εσ、和β影响的极限应力图？它有何用途？（34）（模拟）何谓摩擦？常见的摩擦（润滑）状态有哪几种？各有何特点？试画出各种摩擦（润滑）状态的几何形貌图。

1.一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分别为Z1=20，Z2=44，求两齿轮的主要几何尺寸。

2.设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm，行程速比系数K=1.3。

3.有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200，Z=25，Z2=50，求（1）如果n1=960r/min，n2=？（2）中心距a=？（3）齿距p=？4.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。

5.某传动装置中有一对渐开线。

标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿轮的齿数zz1=24，齿顶圆直径da1=78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。

6.图示轮系中，已知1轮转向n1如图示。

各轮齿数为：Z1=20，Z2=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，Z7=1（左旋蜗杆），Z8 =40，Z9 =20 。

若n1 =1000 r/min ，齿轮9的模数m =3 mm，试求齿条10的速度v10 及其移动方向（可在图中用箭头标出）。

7.已知轮1转速n1 =140 r/min，Z1=40，Z2=20。

求：（1）轮3齿数 Z3；（2）当n3 = -40 r/min时，系杆H的转速n H 的大小及方向；（3）当n H= 0 时齿轮3的转速n3。

8.一轴由一对7211AC的轴承支承，Fr1=3300N, Fr2=1000N, Fx=900N, 如图。

试求两轴承的当量动载荷P。

(S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87)9．已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200，m=4mm，传动比i12=3，中心距a=144mm。

试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。

10.设计一铰链四杆机构。

已知摇杆CD的长度为75mm,行程速比系数K=1.5,机架长度为100mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角为450。

目录绪论 (1)平面机构的自由度 (3)平面连杆机构 (8)凸轮机构 (14)齿轮机构 (18)轮系 (23)机械零件设计概论 (28)联接 (30)齿轮传动 (41)蜗杆传动 (51)带、链传动 (60)轴 (69)滑动轴承 (75)滚动轴承 (78)联轴器和离合器 (91)绪论1. 简述机构与机器的异同及其相互关系。

2. 简述机械的基本含义。

3. 简述构件和零件的区别与联系。

4. 简述“机械运动”的基本含义。

5. 简述“机械设计基础”课程的主要研究对象和内容。

6. 简述“机械设计基础”课程在专业学习中的性质。

【参考答案】1. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。

相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。

2. 从结构和运动的角度看，机构和机器是相同的，一般统称为机械。

3. 构件是机械中的运动单元，零件是机械中的制造单元；构件是由一个或若干个零件刚性组合而成。

4. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。

5. 研究对象：常用机构（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和通用零（部）件（螺栓、键、齿轮、带、链、轴、轴承、联轴器、离合器等）。

研究内容：机构的组成及其工作原理、结构分析、运动分析等；零（部）件结构、设计计算、类型选择、使用维护等。

6. “机械设计基础”课程着重研究各类机械中的共性问题，为进一步深入研究各种专门机械奠定基础；同时，“机械设计基础”课程的学习又涉及到高等数学、机械制图、工程力学、工程材料以及机械制造基础等知识的综合运用。

因此，“机械设计基础”是课程体系中的一门专业技术基础课程。

平面机构的自由度1. 什么是机构中的原动件、从动件、输出构件和机架？2. 机构中的运动副具有哪些必要条件？3. 运动副是如何进行分类的？4. 平面低副有哪两种类型？5. 简述机构运动简图的主要作用，它能表示出原机构哪些方面的特征？6. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？7. 平面运动副中，低副和高副各引入几个约束？8. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？9. 运动链和机构关系如何？10. 画出下列机构的示意图，并计算其自由度。

《机械设计基础课程》习题第1章机械设计基础概论1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1-3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1-4 常见的零件失效形式有哪些？1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1-6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。

第2章现代设计方法简介2-1 简述三维CAD系统的特点。

2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。

2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。

2-4 优化设计的一般过程是什么？2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些？2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7 常用的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。

2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。

第3章平面机构的组成和运动简图3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。

3-2 平面机构具有确定运动的条件是什么?3-3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3-4 计算自由度时需注意那些事项？3-5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？3-6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-9 试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。

若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

3-10 计算图a、b、c、d、e、f所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。

并判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

971 机械工程专业综合1、«动力学» 高等教育出版社谢传锋2、«机械设计基础下册»（17-24章）北京航空航天大学出版社吴瑞祥等3、«机械设计基础下册»（25-34章）北京航空航天大学出版社吴瑞祥等4、«自动控制原理简明教程»1-6章科学出版社出版胡寿松（或«自动控制原理»1-6章）（中央广播电视大学出版社出版）（孙虎章）971机械工程专业综合考试大纲（2011版）一、考试组成971机械工程专业综合试卷共分四部分：1）理论力学（动力学）；2）机械原理；3）机械设计；4）自动控制原理，各部分满分均为50分。

1）、2）部分为必答部分，3）、4）部分为选答部分，考生二选一作答。

二、理论力学（动力学）部分的考试大纲（一）参考教材1．《动力学》（第2版）1-7章谢传锋主编，高等教育出版社（二）主要内容及基本要求1. 质点动力学⑴ 质点运动学（在直角坐标系和自然轴系下描述、点的复合运动）⑵ 质点动力学方程（在惯性系和非惯性系中表示）、⑶ 点的复合运动初步掌握上述内容的概念、分析的基本方法和思路。

2. 质点系动力学⑴ 动量定理⑵ 变质量质点动力学基本方程⑶ 对定点和动点的动量矩定理⑷ 动能定理掌握上述内容的定理、基本方程，特别是各种问题的分析方法。

3. 刚体动力学I、动静法⑴ 刚体平面运动的运动学和动力学⑵ 达朗贝尔原理（惯性力的简化、动静法、动平衡与静平衡）4. 刚体动力学II、拉格朗日方程⑴ 拉格朗日方程⑵ 动力学普遍方程⑶ 动力学II（刚体的定点运动与一般运动的运动学与动力学）5. 振动基础⑴ 单自由度系统的振动在掌握必要的基础知识外，重点是能够有建立力学、数学模型及提出问题和分析解决问题的能力，掌握定性分析和定量分析的方法。

三、机械原理部分的考试大纲（一）参考教材1．机械设计基础（下册）第17—24章吴瑞祥等主编，北京航空航天大学出版社2. «机械原理教程»，申永胜主编，清华大学出版社（二）考试内容及基本要求本考试内容的章节是依据参考教材[1]编制的，参考教材[2]的内容与此基本相同，只是章节编号有所差异。