《机械设计基础》试题库及答案推荐文档.docx
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一、填空(每空1分)
1、构件是机器的运动单元体;零件是机器的制造单元体;部件是机器的装配单元体。
2、平面运动副可分为低副和高副,低副又可分为转动副和移动副。
3、运动副是使两构件接触,同时又具有确定相对运动的一种联接。
平面运动副可分为低副和高副。
4、平面运动副的最大约束数为2。
5、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于主动件数目。
6、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。
7、平面机构中,两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。
8机构处于压力角a=90°时的位置,称机构的死点位置。
曲柄摇杆机构,当曲柄为原动件时,机构无死点位置,而当摇杆为原动件时,机构有死点位置。
9、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置。
10、在曲柄摇杆机构中,当曲柄等速转动时,摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为:
急回特性。
11、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。
12、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。
13、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。
14为保证带传动的工作能力,一般规定小带轮的包角a>120°。
15、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。
16、链传动和带传动都属于挠性件传动。
17、齿轮啮合时,当主动齿轮的齿根—推动从动齿轮的齿顶,一对轮齿开始进入啮合,所以开始啮合
点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点;当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根,两轮齿即将
脱离啮合,所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。
18、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数和压力角分别相等。
19、_齿面磨损_和—因磨损导致的轮齿折断_是开式齿轮传动的主要失效形式。
20、渐开线齿形常用的加工方法有仿形法和范成法两类。
21、在一对齿轮啮合时,其大小齿轮接触应力值的关系是bH1=aH2。
22、斜齿圆柱齿轮的重合度大于直齿圆柱齿轮的重合度,所以斜齿轮传动平稳,承载能力高,可
用于高速重载的场合。
23、在蜗轮齿数不变的情况下,蜗杆的头数越少,则传动比就越大。
24、蜗杆传动的中间平面是指:
通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮__轴线的平面。
25、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是ma仁mt2、aa仁at2、入=[3。
26、若键的标记为键C20X70GB1096-79,则该键为C型平键,b=20,L=70。
27、轮系运动时,所有齿轮几何轴线都固定不动的,称定轴轮系轮系,至少有一个齿轮几何轴线不固定的,称周转星轮系。
28、轴的作用是支承轴上的旋转零件,传递运动和转矩,按轴的承载情况不同,可以分为转轴、心轴、传动轴。
29、机械静联接又可以分为可拆联接和不可拆联接,其中键联接、螺纹联接、销联接属于可拆连
接。
30、.螺纹联接防松的目的是防止螺纹副的相对运动,按工作原理的不同有三种防松方式:
摩擦力防松、
机械防松、其它方法防松。
31、平键的工作面是键的两侧面。
32、楔键的工作面是键的上下两面。
33、滑动轴承中所选用的润滑油,其粘度越大,则其承载能力越大。
34、普通平键的剖面尺寸(bXh),—般应根据轴的直径按标准选择。
35、滚动轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制,外圈与轴承孔的配合采用基轴制。
二、判断题(正确的打",错误的打X)(每题2分)
1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。
(X)
2、铰链四杆机构中,传动角y越大,机构传力性能越高。
(“)
3、极位夹角是曲柄摇杆机构中,摇杆两极限位置的夹角。
(X)
4、机构处于死点位置时,其传动角等于90°。
(X)
5、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。
(X)
6、凸轮机构中,从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。
(V)
7、带传动的弹性滑动是不可避免的,打滑是可以避免的。
(V)
8V带型号中,截面尺寸最小的是Z型。
(X)
9、基圆以内无渐开线。
(V)
(X)
10、在直齿圆柱齿轮传动中,忽略齿面的摩擦力,则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用
11、蜗杆传动一般用于大速比的场合。
(V)
12、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。
(X)
13、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。
(X)
14、楔键的顶底面是工作面。
(V)
15、设计键联接时,键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。
(X)
16、在螺纹联接的结构设计中,通常要采用凸台或凹坑作为螺栓头和螺母的支承面,其目的是使螺栓免受弯曲和减小加工面。
(V)
17、螺纹联接是可拆联接。
(V)
18、滚动轴承的基本额定动载荷C值越大,则轴承的承载能力越高。
(V)
19、在相同工作条件的同类型滚动轴承,通常尺寸越大,其寿命越长。
(V)
三、选择题(将正确答案的序号填在括号中)(每题2分)
1、在如图所示的齿轮一凸轮轴系中,轴4称为(A)
A.零件B.机构C.构件D.部件
H—齿號』一帖3—色特4■—笹野株8—歸■!
旧抵
2、平面运动副所提供的约束为(C)ai[H
A.1B.2C.1或2D.3
3、若两构件组成低副,则其接触形式为(A)
A.面接触B.点或线接触C.点或面接触D.线或面接触
4、机构具有确定相对运动的条件是(A)
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
5、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(B)
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
6、在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时,其从动件的运动(A)
A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击
7、带传动的主要失效形式是带的(A)
A.疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲劳点蚀
8带传动中弹性滑动现象的产生是由于(C)
C.端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角
D.法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角
16、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是(B)
17、蜗杆传动的传动比i等于(D)
D.缓和冲击和振动
;等速运动规律有刚性
18、普通平键的长度应(B)
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19、键的截面尺寸bXh主要是根据(D)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
20、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(C)
A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺柱联接D.紧定螺钉联接
21、滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是(C)
A.过大的塑性变形B.过度磨损C.疲劳点蚀D.胶合
22、联轴器和离合器均具有的主要作用是(B)
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
23、下列联轴器中,能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是(D)
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
四、问答题(每题5分)
1、说岀凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合。
答:
等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律(余弦加速度运动规律)冲击,用于低速轻载的场合;等加速等减速运动规律有柔性冲击,用于中低速的场合;简谐运动规律(余
弦加速度运动规律)当有停歇区间时有柔性冲击,用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击,用于高速场合。
2、说明带的弹性滑动与打滑的区别。
弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的,只要传递圆周力,就存在着拉力差,所以弹性滑动是不可避免的;而打滑是由于过载引起的,只要不过载,就可以避免打滑,所以,打滑是可以避免的。
3、简述齿廓啮合基本定律。
不论齿廓在任何位置接触,过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点,才能保证传动比恒定不变。
4、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算?
蜗杆传动存在着相对滑动,摩擦力大,又因为闭式蜗杆传动散热性差,容易产生胶合,所以要进行热平衡计算。
5、说明螺纹连接的基本类型及应用。
螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。
螺栓连接用于被连接件不厚、通孔且经常拆卸的场合;双头螺柱连接用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合;螺钉连接用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合。
6、轴上零件的周向固定各有哪些方法?
(指岀四种以上方法)
周向固定:
键连接、花键连接、过盈配合连接
7、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?
各有什么特点?
(指岀四种以上)
轴向固定:
轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈轴肩、轴环、轴套固定可靠,可以承受较大的轴向力;弹性档圈固定可以承受较小的轴向力;轴端挡板用于轴端零件的固定。
五、计算题
1、说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?
(10分)
解:
机构具有确定相对运动的条件是:
机构的自由度数等于机构中(接受外界给定运动规律的)原动件的个数。
n=3,Pl=3,Ph=2
机构自由度F=3n—2Pl-Ph=1,
因为w=1=F,所以机构的运动确定。
2、说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?
(15分)
解答:
机构具有确定相对运动的条件是:
机构的自由度数
等于机构中(接受外界给定运动规律的)原动件的个数。
机构中,n=7,Pl=9,Ph=1F=3n—2Pl—Ph=2=W>0
所以机构运动确定。
CG处复合铰链,E处虚约束,F处局部自由度
3、计算图示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束请明确指
出。
(15分)
解答:
C处为复合铰链,则
n=5,Pl=7,Ph=O
F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1
4、计算图示机构的自由度,若含有复合铰链,局部自由度和虚约束请明确指岀。
(15分)
节圆直径=分度圆直径
d1=mz-i=4x20=80mmd2=mz2=4x80=320mmmm
啮合角压力角20
9、某标准直齿圆柱齿轮,已知齿距p=12.56mm,齿数z=20,正常齿制。
求该齿轮的分度圆直径d、齿顶圆
直径da、、齿根圆直径f基圆直径db、齿高h及齿厚s。
(cos20o~0.94)
解答:
p=12.56mm,m=4mm;分度圆直径d=m•z=4x20=80mm;
基圆直径db=d•cos20o=75.2mm;齿顶圆直径da=m•(Z+2ha*)=88mm;
齿根圆直径df=m•(Z—2ha*—2c*)=70mm;齿高h=m•(2ha*+c*)=9mm;
齿厚s=6.28mm
10、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮齿数Z1=18。
试确定大齿轮的齿数Z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径。
Z2
i12=-=3,得Z2=3*18=54,
乙
又由m
2a
乙Z2
2*108
1854
3mm,
分度圆直径:
d1mz13*1854mm,
d2mzi3*54
162mm。
的转速n6及各轮的转向。
(10分)
11、如下图所示轮系中,已知Z仁16,Z2=36,Z3=25,Z4=50,Z5=2,Z6=20,若m=600r/min,求蜗轮
z2.z4.z6n〔600
i16
乙耳乙兔%
36*50*20600
i16
18*25*2n6
60015
40
O1
12、在图示传动装置中,已知各轮齿数为:
Z1=20,Z2=40,Za=20,Z4=30,Zs=80,运动从I轴输入,H轴
输出,ni=1000r/min,转动方向如图所示。
试求输出轴H的转速m及转动方向。
(20分)
・H
n3nH
乙*Zs
Z5
80
i35
n5nH
Z3
*Z4
Z3
20
其中
:
n5=0,所以:
n3
“h
4
0
“h
“3“h
n3
即:
4或:
5;
nH
“h
又:
ini
il2
ni
Z2
40
2
“h
Z
20
又因为:
i:
n
ni
/“h
2
n3
n3/“h
5
1000
2
所以
5
解:
由Z3、Z4、Z5、H系杆组成星行轮轮系,可得:
解得:
nn=n3=—2500r/min,
负号表示nn与方向相反,如图所示
13、某轴用一对圆锥滚子轴承支承,外圈窄边相对安装,已知两轴承所承受的径向载荷分别为Fr「=9000N,Fr
n=5000N,其内部轴向力分别为Fs:
=2430N,Fsn=1350N,传动件作用于轴上的轴向力Fa=1000N,判断系数
e=0.32,当Fa/Fr
试分别计算出轴承的当量动载荷。
轴向力:
Fs:
+Fa=2430+1000=3430N>Sn
轴承I被放松Fa:
=Fs:
=2430N
轴承n被压紧Fan=FSn=3430N
当量动载荷
Fa:
/Fri=2430/9000=0.27 Xi=1Yi=0 p: =XiFr: =9000N Fan/Frn=3430/5000=0.686>e Xn=0.4Yn=1.88 Pn=XnFyn+YnFan=0.4X5000+1.88X3430=12672.6N 六、设计题(每小题20分) 1、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。 已知从动件尖底与凸轮廓线在Bo点接触时为初始位置。 试用作图法在图上标出: (1)当凸轮从初始位置转过[=90°时,从动件走过的位移S1; (2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时,凸轮转过的相应角度2。 说明: (1)不必作文字说明,但必须保留作图线; 解答: 如图所示,正确作出偏距圆 按-3方向转90°,在图上正确标出S1 过B2点作偏距圆切线,正确标出2角 七、分析题(本题20分) 1、•已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。 试将蜗杆、蜗轮的 轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中 解: 蜗轩转动方向如图所示 蜗杆为右旋 Ft2与蜗轮分度圆相切,指向左端Ft1与蜗杆分度圆相切,指向右端Fa1与蜗杆轴线平行,指向右 Fa2与蜗轮轴线平行,指向左 2、图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。 试按例①所示,指出图中的其它结构 错误(不少于7处)。 (注: 润滑方式、倒角和圆角忽略不计。 ) 解答: (1)缺少调整垫片; (2)轮毂键槽结构不对;(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上; ⑷键槽处没有局部剖;(5)端盖孔与轴径间无间隙;(6)多一个键;(7)齿轮左侧轴向定位不可靠;(8) 齿轮右侧无轴向定位;(9)轴承安装方向不对;(10)轴承外圈定位超高;(11)轴与轴承端盖相碰。
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