机械设计基础试题一及答案Word下载.docx
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二、选择题:
(每题1分,共12分)
1、关于平面力系的主矢和主矩,以下表述中正确的是()
A.主矢的大小、方向与简化中心无关;
B.主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关;
C.当平面力系对某点的主矩为零时,该力系向任何一点简化结果为一合力;
D.当平面力系对某点的主矩不为零时,该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力。
2、下列表述中正确的是()
A.任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式;
B.任何平面力系只能列出三个平衡方程式;
C.在平面力系的平衡方程式的基本形式中,两个投影轴必须相互垂直;
D.平面力系如果平衡,该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零
3、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ,则450斜截面上的正应力和剪应力()。
A.分别为σ/2和σ;
B.均为σ;
C.分别为σ和σ/2;
D均为σ/2。
4、一圆轴用碳钢制作,校核其扭转角时,发现单位长度扭转角超过了许用值。
为保证此轴的扭转刚度,采用哪种措施最有效()。
A.改用合金钢材料;
B.增加表面光洁度;
C.增加轴的直径;
D.减小轴的长度。
5.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;
D.任意长度。
6、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。
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、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。
9、棘轮机构的主动件,是作()的。
A.往复摆动运动;
B.直线往复运动;
C.等速旋转运动。
10、一对圆柱齿轮,常把小齿轮的宽度做得比大齿轮宽些,是为了()。
A.使传动平稳;
B.提高传动效率;
C.提高小轮的接触强度和弯曲强度;
D.便于安装,保证接触线长。
11、带传动在工作时产生弹性滑动,是因为()。
A.带的初拉力不够;
B.带的紧边和松边拉力不等;
C.带绕过带轮时有离心力;
D.带和带轮间摩擦力不够。
12、带传动发生打滑总是()。
A.在小轮上先开始;
B.在大轮上先开始;
C.在两轮上同时开始;
D不定在哪轮先开始。
三、判断(每题1分,共10分)
1、机器是由机构组合而成的,机构的组合一定就是机器。
()
2、按其接触形式,运动副分为点线接触的高副和面接触的低副。
()
3、移动副的导路必须与相对移动方向一致。
4、机构能具有相对运动的条件是其自由度F>0。
5、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。
6、根据曲柄存在的条件已判定铰接四杆机构中存在曲柄,则此机构是不会成为双摇杆机构的。
7、摩擦式棘轮机构可以做双向运动。
(
)
8、间歇运动机构的主动件和从动件,都是可以互相调换的。
9、间歇运动机构的主动件,在何时也不能变成从动件。
10、棘轮机构,必须具有止回棘爪。
四、计算题:
(共50分)
1、支架如图所示,由杆AB与AC组成,A、B、C处均为铰链,在圆柱销A上悬挂重量为G的重物,试求杆AB与杆AC所受的力。
(10分)
图1
2、梯子AB靠在墙上,重200N,如图所示。
梯子长为l,并与水平面交角θ=60°
。
已知接触面间的摩擦系数均为0.25。
今有一重650N的人沿梯子上爬,问人所能达到的最高点C到A点的距离s应为多少?
(12分)
图2
3、如图所示,等直杆AD,左端固定,F1=100KN,F2=80KN,F3=60KN,求各段杆的轴力,做出轴力图。
图3
4、计算如图所示圆盘锯主体机构的自由度。
(8分)
图4
5、分析轴系结构的错误,简单说明错误原因,画出正确结构。
图5
试题一答案
1、大小、方向、作用点。
2、轴力指向截面外部为正。
3、简支梁、外伸梁、悬臂梁。
4、点、线、面。
5、0、1。
6、越多、平稳。
7、基圆。
8、大、小。
9、棘轮、槽轮机构。
10、齿面磨损、轮齿折断。
11、较小、初拉力。
12、2、1。
13、减震。
14、跑合、稳定磨损。
1、A;
2、D;
3、D;
4、C;
5、B;
6、B;
7、A;
8、C;
9、A;
10、C;
11、B;
12、A。
1、×
;
2、√;
3、√;
4、√;
5、×
6、×
7、
√
8×
9、×
;
10、
×
1、(10分)
解:
(1)取圆柱销为研究对象,画受力图;
作用于圆柱销上有重力G,杆AB和AC的反力FAB和FAC;
因杆AB和AC均为二力杆,指向暂假设如图示。
圆柱销受力如图所示,显然这是一个平面汇交的平衡力系。
(2)列平衡方程
2、(12分)
解当人沿梯子向上,达到最高点C时,梯子处于临界状态,梯子即将滑动,A点和B点同时达到最大静摩擦力,所以受力分析时以梯子AB为研究对象,加上A、B处的摩擦力,大小为Fmax,方向与A、B点运动趋势方向相反,再按平面任意力系的平衡方程求解。
(1)以梯子为研究对象画受力图,如图所示
(2)列平衡方程
∑Fx=0,FNB-FsA=0①
∑Fy=0,FNA+FsB-P-P1=0②
∑MA(F)=0,-FNBlsinθ-FsBlcosθ+P·
(l/2)cosθ+P1scosθ=0③
其中:
FsA=fsFNA④
FsB=fsFNB⑤
把数据fs=0.25,P=200N,P1=650N代入,解得
s=0.456l
3、(10分)
解:
(1)求支座反力。
即FN+F1-F2+F3=0得FN=-F1+F2-F3=-100+80-60=-80kN
结果为负号,说明支座反力水平向左。
(2)分段计算轴力。
AB段,取左段为隔离体:
即N1-FN=0N1=FN=80kN(内力为拉力)
BC段,取左段为隔离体:
即N2+F1-FN=0N2=FN-F1=-20kN(内力为拉力)
CD段,取右段为隔离体:
即-N3+F3=0N3=F3=60kN
(3)做轴力图。
4、(8分)
解机构中有七个活动构件,n=7,A、B、C、D四处都是三个构件汇交的复合铰链,各有两个转动副,E、F处各有一个转动副,故PL=10,该机构没有高副。
计算得
F=3×
7-2×
10=1
F与机构原动件数相等。
当原动件6转动时,圆盘中心E将确定地沿EE′移动。
5、(10分)
主要结构错误分析如下:
1)轴左端的轮毂轴向定位不可靠,采用圆锥面轴向定位就不能再采用轴肩定位;
2)左侧轴承端盖与轴之间没有间隙,严重磨损;
3)左侧轴承端盖与轴之间应有密封措施;
4)左侧轴承端盖处箱体没有凸台,加工面与非加工面没有分开;
5)两个轴承反装不能将轴上的轴向力传到机座,且支承刚度低,应该为正装;
6)左侧轴承装配路线过长,装配困难;
7)左侧轴承处轴肩过高,拆卸困难;
8)右侧轴承处套筒外径过大,轴承拆卸困难;
9)右侧轴承端盖处也应加调整垫片,只一侧有调整垫片不能调整轴系的轴向位置。
改正后的结构如图题11-65图解所示。
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