专接本机械设计题有答案全.docx
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专接本机械设计题有答案全
《机械设计基础》课程教学大纲
一、课程性质和目标
本课程是一门介绍常用机构和通用零件的基本知识和基本方法的技术基础课。
本课程适于压力加工、钢铁冶金、金属材料、采矿工程、暖通、土建等各种非机类专业学生的学习,其目标是培养学生:
1、掌握常用机构的结构、特性等基本知识,并初步具有选用和分析基本结构的能力
2、掌握通用零部件的工作原理、特点、应用和简单的设计计算方法,并初步具有选用和分析简单机械和传动装置的能力
3、具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力
二、先修课程或知识
主要先修课程有:
画法几何及机械制图、材料力学、理论力学、工程材料、金工实习和机械制造基础等。
三、教学内容基本要求
机械原理部分:
1、绪论(1学时)
①目的和要求
明确本课程的研究对象、内容、性质、任务及其在教学计划中的地位;
联系实际弄清机器、机构、构件和零件;常用机构和通用零件的基本概念及它们之间的联系;
了解机械设计的基本要求、设计程序、及本课程的特点和学习方法
②课程内容
本课程的内容、性质和任务;※机器、机构、构件和零件;常用机构、通用零件;
机械设计的一般过程;
2、平面机构的运动简图和自由度(4+2学时)
①目的和要求
了解机构的运动可能性和确定性,熟悉构件及其自由度、运动副及其约束以及运动副的分类和代表符号;
明确平面机构具有确定运动的条件和计算机构自由度的意义;
基本掌握简单机构运动简图的绘制方法,熟练掌握平面机构自由度的计算方法;
②课程内容
平面运动副;平面机构运动简图;※平面机构自由度的计算
3、平面连杆机构(5学时)
①目的和要求
熟悉铰链四杆机构的三种基本形式的特点,明确曲柄存在的条件,了解机构形式与尺寸之间的关系;
掌握用图解法设计平面四杆机构的方法;
了解铰链四杆机构的主要演化形式及其特点;
②课程内容
铰链四杆机构的基本形式和特性;曲柄存在条件;铰链四杆机构的演化;四杆机构的设计;
4、齿轮机构(9+2学时)
①目的和要求
了解齿轮机构的特点、类型、齿轮各部分的名称,渐开线标准齿轮的切齿原理、根切现象及变位齿轮的概念;
明确齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质、齿轮传动正确啮合条件、可分性、重合度;
掌握渐开线圆柱齿轮的啮合原理及几何尺寸的计算;
了解平行轴斜齿轮机构齿廓曲面的形成、当量齿数的概念、螺旋角的选取范围;
明确直齿圆锥齿轮传动的特点、背锥及当量齿数的概念;
②课程内容
齿轮机构的特点和类型;※齿廓啮合基本定律;渐开线齿廓;※齿轮各部分的名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸;※渐开线标准齿轮的啮合;渐开线齿轮的切齿原理;根切现象、最少齿数及变位齿轮;平行轴斜齿轮机构;圆锥齿轮机构
5、轮系(4学时)
①目的和要求
明确轮系的分类和应用;
掌握轮系传动比的计算方法
②课程内容
轮系的类型和应用;※定轴轮系及其传动比的计算;※周转轮系及其传动比的计算;
混合轮系及其传动比的计算
机械设计部分:
1、联接(7学时)
①目的和要求
了解机械零件联接的一般形式和应用;
熟悉键联接的用途、平键尺寸的选择及强度校核,螺纹牙型标准、主要几何参数、防松装置;
能进行螺栓联接的受力分析、强度计算,按国标正确选择螺纹标准;
②课程内容
螺纹参数;螺旋副的受力分析、效率及自锁;机械制造常用的螺纹;螺纹联接的基本类型和螺纹紧固件;螺纹连接的预紧和防松;螺纹连接的强度计算;螺栓联接的材料和许用应力;提高螺纹联接强度的措施;键联接和花键联接
2、齿轮传动(8学时)
①目的和要求
了解齿轮传动的常用精度等级,明确轮齿的失效形式及设计准则、齿轮材料及热处理工艺;
掌握齿轮传动的受力分析及强度计算;
②课程内容
轮齿的失效形式及设计准则;齿轮材料及热处理;齿轮传动的精度;齿轮传动的计算载荷;※直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动的受力分析;※直齿圆柱齿轮传动齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算;斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动的强度计算;齿轮的构造、齿轮传动的润滑和效率
3、蜗杆传动(2学时)
①目的和要求
了解蜗杆传动的工作原理、结构特点及应用;
掌握蜗杆传动主要参数的选用原则、几何尺寸计算和受力分析;
明确特性系数的意义、滑动速度对蜗杆传动的影响,失效形式和选材原则;
②课程内容
蜗杆传动的特点和类型;※蜗杆传动的主要参数和几何尺寸;蜗杆传动的失效形式、材料与结构;※蜗杆传动的受力分析
4、带传动(3+2学时)
①目的和要求
了解带传动的工作原理,V带的型号、规格及失效形式,打滑及弹性滑动的概念;
明确带传动的工作情况及应力状态;
熟悉V带型号的选择原则,带传动的特点和应用范围,带轮的结构,掌握带传动的设计计算;
②课程内容
带传动的类型和应用;带传动的受力分析及应力分析;带传动的弹性滑动和传动比;※普通V带传动的设计计算;V带轮的结构
5、轴(4学时)
①目的和要求
了解轴的类型及其应用;
掌握转轴的结构设计和强度计算的一般方法和步骤,并能解决一级圆柱齿轮减速器中轴的设计问题;
②课程内容
轴的功用和类型;轴的材料;※轴的结构设计;※轴的强度计算
6、轴承(6学时)
①目的和要求
了解轴承的类型及用途,了解滚动轴承的基本构造、性能、代号及类型选用原则;
掌握滚动轴承的当量负荷的计算、寿命计算及尺寸选择方法,滚动轴承的组合设计;
②课程内容
滑动轴承简介;滚动轴承的基本类型和特点;※滚动轴承的代号;※滚动轴承的失效形式及选择计算;滚动轴承的润滑和密封;※滚动轴承的组合设
7、联轴器和离合器(2学时)
①目的和要求
了解联轴器和离合器的用途;
熟悉联轴器和离合器的工作原理和选型方法
②课程内容
联轴器和离合器的类型和应用;刚性和弹性联轴器的主要类型、结构、标准和选用;离合器的主要类型与结构
四、实践性环节基本要求
实验教学:
(共8学时)
①目的和要求
验证、巩固课堂教学中所学的有关内容的理论知识;熟悉各类仪器设备的用途,掌握一定的实验手段、方法和技能。
要求每个学生按《机械设计基础实验指导书》中各个实验的要求,完成相应的实验报告1份
②实验内容
机构运动简图测绘实验(2学时)
渐开线齿廓范成原理实验(2学时)
带传动实验(2学时)
齿轮传动效率实验(2学时)
课程设计(2周)
①目的和要求
是使学生综合运用本课程以及有关先修课程的知识,进行一次较为全面的设计训练
课程设计单独考核、单独计分。
设计工作量要求:
每个学生完成部件装配图1张(0#)、零件工作图2张(1#或2#),完成设计说明书约8000~10000字
②设计内容
以单级圆柱齿轮减速器为主体的机械传动装置或其它简单机械
五、课程考核要求
机械设计基础课程:
本课程的考核实行教考分离,采用百分制。
考核内容
1、大纲要求的重点(核心)内容占(60~65)%
2、大纲要求的一般内容占(25~30)%
3、大纲要求的难点内容占(10~15)%
课程设计:
成绩采用优、良、中、及格和不及格五级制进行评定,具体评定方法参照机械设计教研室关于《课程设计成绩评定的办法》进行考核
六、建议教材及主要参考书
教材:
《机械设计基础》(第六版)杨可桢程光蕴主编
主要参考书:
杨可桢,程光蕴,机械设计基础学习指导书(第三版),北京:
高等教育出版社,1999
机械设计习题及答案
一.填空
1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700;
(1)当取c杆为机架时,它为何种具体类型?
___________;
(2)当取d杆为机架时,则为___________。
2.曲柄摇杆机构中,摇杆为主动件时,___________死点位置。
(A)不存在(B)曲柄与连杆共线时为(C)摇杆与连杆共线时为
3.为保证四杆机构良好的机械性能,___________不应小于最小许用值。
(A) 压力角(B)传动角(C)极位夹角
4.___________决定了从动杆的运动规律。
(A)凸轮转速(B)凸轮轮廓曲线(C)凸轮形状
5.凸轮机构中,凸轮基圆半径愈___________,压力角愈___________,机构传动性能愈好。
6.紧键联接与松键连联接的主要区别在于:
前者安装后,键与键槽之间就存在有___________。
(A)压紧力(B)轴向力(C)摩擦力
7.链“B18X80”的含义是_______________________。
8.螺纹联接是指___________________________。
螺旋传动是指___________________________。
9.螺纹的公称直径是指它的_______,螺纹“M12X1.5”的含义为_______________________。
10.采用螺纹联接时,若被联接件总厚度较大,切材料较软,在需要经常装卸的情况下,宜采用_______________________。
用于薄壁零件联接的螺纹,宜采用_______________________。
(A)螺栓联接(B)双头螺栓联接(C)螺钉联接(D)三角形细牙螺纹
(E)三角形粗牙螺纹(F)矩形螺纹
11.某调整螺纹,采用双头粗牙螺纹,螺距为3mm,为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm,
则螺杆应转_________圈。
12.国标规定,三角带有___________七种类型,代号‘B2240’表示_______________________。
13.带传动的主动轮直径d1=180mm,转速n1=940r/min,从动轮的直径为d2=710转速n2=233r/min,则其弹性滑动系数ε为_______________________。
14.为使三角带传动中各根带受载均匀,带的根数不宜超过_______根。
(A)4(B)6(C)2(D)10
15.一对齿轮啮合时,两齿轮的________始终相切。
(A)分度圆(B)基圆(C)节圆(D)齿根圆
16.一标准直齿圆柱的齿距为15.7mm,齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为________。
17.齿轮传动的标准安装是指__________________________。
18.齿轮传动的重合度越大,表示同时参与啮合的轮齿对数___________-,齿轮传动也越__________。
19.仿形法加工齿轮,根据被加工齿轮的________,________选择刀具刀号。
20.一主动直齿轮的转矩为100Nm,其分度圆直径为50mm,则其传递的圆周力为___________,径向力为_______。
21.滚动轴承代号“6215”的含义是__________________________________。
22.一般来说,_______更能承受冲击,_____-更适合于较高的转速下工作。
(A)滚子轴承(B)球轴承
23.额定动载荷是指__________________________
24.转轴是指______________________
传动轴是指___________________
25.一个阶梯轴由______,_________,______________三部分组成。
1、双曲柄机构曲柄摇杆机构2曲柄与连杆共线时为3传动角4凸轮轮廓曲线5大 小
6摩擦力7B型键宽度b=18mm,长度L=80mm8利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来 利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动9外径 细牙螺纹外径12mm,螺距1.510 双头螺栓联接 三角形细牙螺纹11212YZABCDE B型基准长度2240mm130.022141015节圆16 78
17 分度圆与节圆重合18 越多 平稳19 模数 齿数20 4000N 1455.9N21 深沟球轴承直径系列2内径75mm22 滚子轴承球轴承23 额定寿命106寿转,L=1(106转)时轴承所能承受的最大载荷
24 既承受弯矩也承受扭矩 只承受扭矩25 轴头轴颈轴身
一、填空(60分)
1.图示机构中有_______虚约束。
(A)1个(B)2个(C)3个(D)没有
2.图示机构要有确定运动,需要有_______原动件。
(A)1个(B)2个(C)3个(D)没有
3.平面四杆机构无急回特性时_______,行程速比系数_______
(A)压力角α=0 (B)传动角β=0 (C)极位夹角θ=0 (D) k>1
(E)k<1 (F)k=1
4.在双曲柄机构中,已知三杆长度为a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d杆长度为_______。
(A)<110mm(B)110mm≤d≤190mm(C)≥190mm
5.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_______死点位置;
(A) 曲柄与连杆共线时为(B)摇杆与连杆共线时(C)不存在
6.凸轮机构中,基圆半径是指凸轮转动中心到_______半径。
(A) 理论轮廓线上的最大(B)实际轮廓线上的最大(C)实际轮廓线上的最小
(D)理论轮廓线上的最小
7.凸轮机构中的压力角是指_______间的夹角。
(A)凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向(B)凸轮上接触点的法线与该点线速度
(C)轮上接触点的切线与从动件的运动方向
8.紧键联接主要是使轴与轮毂之间_______。
(A) 沿轴向固定并传递轴向力(B)沿轴向可作相对滑动并具有作用(C)沿周向固定并传递扭矩(D)安装及拆卸方便
9.普通平键联接传递动力是靠_______。
(A)两侧面的摩擦力(B)两侧面的挤压力(C)上下面的挤压力(D)上下面的摩擦力
10.设计键联接的几项主要内容是:
a按轮毂长度选择键的长度b按要求选择键类型c按内径选择键的剖面尺寸d进行必要强度校核具体设计时一般顺序为_______。
(A)b-a-c-d(B)b-c-a-d(C)a-c-b-d(D)c-d-b-a
11.平键联接能传递的最大扭矩为T,现要传递的扭矩为1.5T,则应_______。
(A) 把键长增大到1.5倍(B)把键宽增大到1.5倍(C)把键高增大到1.5倍
(D)安装一对平键
12.拧紧螺母时的功率主要与螺纹的_______有关。
(A) 升角(B)线数(C)螺距和牙型角(D)升角和牙型角
13.螺纹联接是一种_______。
(A)可拆联接(B)不可拆联接(C)具有防松装置的为不可拆联接,否则为可拆联接(D)具有自锁性能的为不可拆联接,否则可拆
14.普通螺纹联接中的松螺纹和紧螺纹联接的主要区别是:
松螺纹联接的螺纹部分不承受_______的作用。
(A) 拉伸(B)扭转(C)剪切(D)弯曲
15.被联接件受横向外力时,如采用普通螺纹联接,则螺栓可能失效的形式为_______。
(A) 剪切与挤压破坏(B)拉断(C)拉扭断裂
16.刚性凸缘联轴器用四只铰制孔螺栓联接,螺栓中心的圆直径D=200mm,轴传递扭矩T=180N.m,则作用在每个螺栓上的力为_______。
(A)1800 (B)240 (C)450 (D)540
17.三角带传动和平型带传动相比较,其主要优点是_______。
A) 在传递相同功率时,尺寸较小B) 传动效率高
C) 带的寿命长 D) 带的价格便宜
18.标准三角带型号的选定,取决于_______。
(A) 传递的功率(B)带的线速度(C)带的圆周力(D)高速轴上的扭矩
19.工作条件与型号一定的三角带,其寿命随小带轮直径的增大而_______。
(A)降低(B)增大(C)不变
20.带传动的中心距与小带轮的直径一致时,若增大传动比,则小带轮上的包角_______。
(A) 减小(B)增大(C)不变
21.一定型号的三角带传动,若小带轮直径一定,增大其传动比,则带饶过大带轮上的弯曲应力_______。
(A)减小(B)增大(C)不变
22.带在工作时产生弹性滑动,是由于_______。
(A) 带不是绝对挠性件(B)带与带轮间的摩擦系数偏低
(C) 带的紧边与松边拉力不等(D)带绕过带轮产生离心力
23.带传动的主动轮直径D1=180mm,转速n1=940r/min,从动轮直径D2=710,转速n2=233r/min,则滑动系数ε为_______。
(A)1.2﹪(B)1.5﹪(C)1.8﹪(D)2.2﹪
24.在具体设计三角带传动时,a:
确定带轮直径D1,D2,b:
选用带的型号,c:
确定带的长度L,d:
确定带的根数Z,e:
选定初步中心距a0,f:
计算实际中心距a,g:
计算作用在轴上的压力F。
以上各项目进行的顺序为_______。
(A)a-b-c-e-f-d-g(B)a-b-d-e-c-f-g(C)b-a-e-c-f-d-g(D)b-a-e-f-c-d-g
25.一对齿轮要正确啮合,它们的_______必须相等,
(A)直径(B)宽度(C)模数(D)齿数
26.一个齿轮上的圆有_______。
(A) 齿顶圆和齿根圆,(B)齿顶圆,分度圆,基圆和齿根圆
(C) 齿顶圆,分度圆,基圆,节圆,齿根圆
27.一标准直准圆柱齿轮的周节(齿距)P=15.7mm,齿顶圆的直径为d=400mm,则该齿轮的齿数为_______。
(A)82(B)78(C)80(D)76
二、计算及绘图
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.图示的轮系中,各齿轮均为标准齿轮,且其模数均相等,若已知各齿轮的齿数分别为:
Z1=20、Z2=48、
Z2'=20。
试求齿数Z3及传动比i1H。
4.图示轮系,已知Z1=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2(右),当a轴旋转100圈时,b轴转4.5圈,求Z4=?
11 213极位夹角θ=0 K=14110mm≤d≤190mm5不存在
6实际轮廓线上的最小7凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向
8 沿周向固定并传递扭矩9两侧面的挤压力
10 b-c-a-d 11 安装一对平键12 升角和牙型角13可拆联接
14 扭转15 拉断16 45017 传动效率高18 传递的功率
19 增大20 减小21 减小22 带的紧边与松边拉力不等
23 2.2﹪24 b-a-e-c-f-d-g25 模数26 齿顶圆,分度圆,基圆和齿根圆
27 78
计算
1 1 具有确定运动
2 图示
3 z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48
(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2
n3=0
i1H=1-48*48/20*20=-4.76
4 i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/4.5 z4=40
一.填空
1.机器或机构—————之间,具有确定的相对运动。
2.在曲柄摇杆机构中,如果将————杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作———运动,即得到双曲柄机构。
3.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是,摇杆为————件,曲柄为——件。
4.凸轮机构能使从动杆按照——————,实现各种复杂的运动。
5.双圆销外啮合槽轮机构,槽轮有6条槽,要使槽轮转两圈,曲柄盘应转————圈。
6.三角带表面上印有B2240,它表示该三角带是—————,—————长度为2240mm。
7.模数是齿轮的———参数,是齿轮各部分几何尺寸计算的————,齿形的大小和强度与它成————————。
8.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是:
两齿轮的————模数和————都相等,齿轮的———角相等而旋向———。
9.规定蜗杆—————与螺旋升角的——————之比,称为蜗杆特性系数。
10.在工作中同时承受—————和——————两种作用,本身又转动的轴,叫转轴。
二.判断
1,运动副是联接,联接也是运动副。
()
2,曲柄的极位夹角θ越大,机构的急回特性也越显著。
()
3,在实际生产中,机构的“死点”位置对工作都是不利的,处处都要考虑克服。
()
4,分度圆上压力角的变化,对齿廓的形状有影响。
()
5,速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。
()
三.简答
1. 什么叫标准齿轮?
2. 为什么要限制齿轮的最少齿数?
3. 两轴相互平行的情况下采用什么类型的齿轮传动,并叙述其优点。
4.带传动中,打滑和弹性滑动有何不同?
5.举例说明急回特性在生产中有什么意义?
一、填空:
1构件2最短杆 整周回转3主动件 从动件4凸轮轮廓曲线 512
6B 基准长度(公称)7主要 依据 正比8法面 法面 螺旋角 相反
9 头数 正切10 弯矩 扭矩
二、判断
1错2对3错4对5 错
三、简答
1压力角200模数为标准值,分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮
2范成法加工齿轮齿数低于17发生根切
3直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮(传动平稳、承载大)
4 传动带是弹性体,受到拉力后会产生弹性伸长,伸长量随拉力大小的变化而改变。
带由紧边绕过主动轮进入松边时,带的拉力由F1减小为F2,其弹性伸长量也由δ1减小为δ2。
这说明带在绕过带轮的过程中,相对于轮面向后收缩了(δ1-δ2),带与带轮轮面间出现局部相对滑动,导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度,这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。
打滑是指过载引起的全面滑动,是可以避免的。
而弹性滑动是由于拉力差引起的,只要传递圆周力,就必然会发生弹性滑动,所以弹性滑动是不可以避免的。
5例牛头刨床空程速度快提高生产率
一、填空
1.机构具有确定运动的条件是:
_____________________________________。
3.平面四杆机构中,若各杆长度分别为a=30,b=50,c=80,d=
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