非机械专业《机械设计基础》试题及答案.docx
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非机械专业《机械设计基础》试题及答案
一、填空题
1两构件通过—点或—线接触组成的运动副称为髙副。
机
构要能够动,其自由度必须大于零。
2满足曲柄存在条件的狡链四杆机构,取与最短杆相邻的杆为机架时,为一曲柄摇杆机构—机构,取最短杆为机架时,为_双曲柄机构。
3在凸轮机构中,当从动件的运动规律为速(简谐)(正弦加速度运动)运
动时,将出现刚性(柔性)(无)冲击。
4V带传动的主要失效形式是_打滑和—发生疲劳损坏。
5直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取点处的接触应力为计算依据,H
载荷由一对齿轮承担。
6斜齿圆柱齿轮的法而模数与端而模数的关系为—mn=mt*cos“(写出关系
式)。
7工作时既受弯矩又传递转矩的轴称为转轴。
传动轴只传递转矩而不承受
弯矩,心轴只承受弯矩而不传递转矩,转轴既传递转矩又承受弯矩
对于闭式软齿而齿轮传动,主要按_齿而接触强度进行设计,而按—齿根弯曲
强度进行校核,这时影响齿轮强度的最主要几何参数是—齿轮直径d。
8—对标准渐开线斜齿圆柱齿轮要正确啮合,它们必须满足—模数相等、压力角相
等和_螺旋角相等方向相反。
9.凸轮机构中,从动件的运动规律取决于_凸轮轮酬的形状。
10带轮的基准直径越小,带所产生的弯曲应力越—大o
11•两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为—运动副。
12.斜齿圆柱齿轮以_法向模数为标准模数。
法向模数=端而模数*螺旋角的余弦
13.根据工作原理分类,螺栓联接采用对顶螺母防松是属于—摩擦防松。
14.盘形凸轮的基圆半径越—大,则该凸轮机构的传动角越大,机械效率
越高o
15.普通螺栓联接在工作时主要承受拉力,它的主要失效形式是螺纹部分的—爪溃
或-剪断。
16.带传动中,小带轮直径越小,弯曲应力越大,弯曲应力是引起带—
_疲劳破坏的主要因素。
17.磨粒磨损和弯曲疲劳折断是一开式齿轮传动的主要失效形式。
18.在钱链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度和—小于或等于其
它两杆长度之和,则最短杆相邻杆为机架时,可得曲柄摇杆机构。
19.型号为6307的滚动轴承,其内径d=_35mm,公差等级为零级—二、选择题
1.在曲柄摇杆机构中,为提高机构的传力性能,应该。
极位角表示极位特性.
压力角,其余角为传动角,传动角越大,传力特性越强
A.增大传动角B.减少传动角C.增大压力角。
D.减少极位夹角
2•在狡链四杆机构中,机构的传动角丫和压力角a的关系是。
3.链条的节数宜采用。
A.奇数。
B.偶数5的倍数。
D.3的倍数
4.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于。
A.包角6太小・B.初拉力凡太小。
C.紧边与松边拉力不等D.传动过载
5.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是。
A.压力B.扭矩C.拉力。
D.拉力和扭矩
6.渐开线标准齿轮的根切现象发生在。
4齿数较少时,B.模数较小时。
C.模数较大时D.齿数较多时
7.当一对渐开线齿轮制成后,即使两轮的中心距稍有改变,其角速度比仍保持原值不变的原因
是O
A.压力角不变B.啮合角不变。
C.节圆半径不变D.基圆半径不变
8.在下列四种型号的滚动轴承中,必须成对使用。
4深沟球轴承。
B.圆柱滚子轴承。
C.推力球轴承D.圖锥滚子轴承
9.在计算轴的弯矩时,常用当量弯矩存匚&,式中a在不变的转矩作用下可近
似取为。
对不变的转矩,a=0.3;当转矩脉动变化时,a=0.6;对频繁
正反转的轴a=l;
A.OoB.0.3oC.0.6.D・1
10•下列四种联轴器.能补偿两轴相对位移,且可缓和冲击、吸收振动的是。
A.凸缘联轴器。
B.齿式联轴器万向联轴器D.弹性套柱销联轴器
11•题1图为卷扬机传动示意图,图中序号3所示部分属于()
A.动力部分B.传动部分
C.控制部分D•工作部分
1…电动机2…麻轴器3—偽轮传动4―联轴器
5-卷俯6—钢丝绳7—制炭I益
12.由m个构件所组成的复合钱链所包含的转动副个数为()
A.1B.nvl
C.moD.ni+1
13.无急回特性的平而四杆机构,英极位夹角为(极位角越大极位特性越强
A.6<0°B0=0°
14•凸轮机构的主要优点是(
15・在设计直动平底从动件盘形凸轮机构时,若出现运动失真现象,则应(
16•棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了(
C.保证棘轮每次转过相同的角度。
D.驱动棘轮转动
17.与相同公称尺寸的三角形粗牙螺纹相比,细牙螺纹(
A•自锁性好,螺杆强度低。
B•自锁性好,螺杆强度高
C.自锁性差,螺杆强度髙。
D.自锁性差,螺杆强度低
18.普通V带传动中,若主动轮圆周速度为从动轮圆周速度为v2,带的线速度为V,
C.V1>V=v2.D.V]=V>V2
19.常用来传递空间两交错轴运动的齿轮机构是(
A.直齿圆柱齿轮。
B.直齿圆锥齿轮
20•选择齿轮精度的主要依据是齿轮的(
A.圆周速度居•转速
21•对齿轮轮齿材料性能的基本要求是(
C.齿而要软,齿芯要脆小•齿而要硬,齿芯要韧
22.开式蜗杆传动的主要失效形式是(
C.齿而点蚀和齿而磨损。
1)•齿而胶合和齿而点蚀23•在传动中,各齿轮轴线位置固左不动的轮系称为(
A.周转轮系,B.定轴轮系
C.行星轮系
承7角接触球轴承+宽度系列代号(可省略)+直径系列代号+内径写列代号(5的倍数)+内部结构代号
A.15mnpB.60mm
C.75mmD.90mm
25.当机构中主动件数目()机构自由度数目时,该机构具有确定的相对运动。
A.小于z°B.等于
C.大于。
。
。
4).大于或等于
26.—对标准齿轮啮合传动时,其啮合角()苴分度圆压力角。
A.大于。
-B.等于
C.小于可能等于也可能大于
27.带传动中紧边拉力为Fi,松边拉力为F?
则即将打滑时R和F2的关系为()。
AF/F2=c「B.Fz/FAe"41
C.Fz/FW。
皿D.F2/FV
28既能承受径向力又能承受较大轴向力的滚动轴承结构代号为()<>
A.51000a^B.NOOOO
C.30000-°。
D.60000
三、判断题
1.在较链四杆机构中,当最短杆与最长杆长度之和大于英余两杆长度之和时,为双曲柄机构。
X
2•在凸轮机构中,基圆半径取得较大时,其压力角也较大。
X
3.—对齿轮啮合时,其齿相互作用的轮齿上受的接触应力大小相等。
V
5.在蜗杆传动中,由于蜗轮的工作次数较少,因此采用强度较低的有色金属材料
7.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。
X
8.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。
V
9.推力调心球轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。
X(单列球轴承仅承受单向轴向荷载,双列球轴承可承受双向轴向荷载)
10.四杆机构的传动角是指从动揺杆的受力方向与受力点的速度方向之间所夹的锐角。
(X)
11•带传动的最大应力点发生在紧边绕上小带轮处,其值近似地表示为:
OnuX=O>+Ob2+«co(V)
12.螺纹的公称直径为:
与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。
(V)
13.—标准直齿圆柱齿轮传动,主动轮1和从动轮2的材料和热处理硬度不相同,齿数Z!
VZ2,它们的齿而接触应力OH>=OH2o(V)
四、问答题
五、分析计算题
1.在较链四杆机构中,已知Iab=30mm,/c/^=67mm,1..v?
=80mnL试判断该机
构的类型,并说明理由。
(本题6分)
曲柄摇杆机构因为30+80^70+67但最短边的邻边作机架
l/e
2•汁算题33图所示机构的自由度,若含有复合较链、局部自由度和虚约束,请明确指出。
活动构件5个,平而高副0个,低副7个,所以自由度=3*5-2*7=1,其中■f处为虚约束,d处仅仅是滑动副。
3•汁算图示机构的自由度,如有复合绞链、局部自由度和虚约束,必须编号明确指岀。
有虚约束,两处都有复合钱链.活动构件=7,低副=10,高副=0,
自由度=3*7-2*10=1,由一个自由度有一个主动力,所以机构有确宦的运动*
4•如题37图所示,设汁一摆动导杆机构。
已知机架/AC-50mni行程速比系数K=2,用图解法求
曲柄的长度/ABo
(注:
写出简单的作图步骤,并保留作图线。
)
题37图
5•已知图示机构中,LAB=72mm.LBc=50mm,Lci)=96mm,L,B=120mm问:
(1)此机构中,当取构件AD为机架时,是否存在曲柄?
如果存在,指岀是哪一构件?
(必须根据计算结果说明理由)
(2)当分别取构件AB、BC、CD为机架时,各将得到什么机构?
50+120=170大于72+96=16&所以机构没有整转副,所以无论那个机构作为机架都只能得到双摇杆机构。
6.下图蜗杆传动中,标出未注明的蜗轮的螺旋线旋向、蜗轮转向,并绘出蜗杆传动中蜗杆的三个分力方向(本题12分)
7.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中,1轮为主动轮,其螺旋线方向为左旋,圆周力i方向如题31图所示。
在图上标出从动轮2的螺旋线方向,轴向力F小%及圆周力已2的方向,
两轮转向。
轮1逆时针旋转,轮2顺时针旋转•轮2右弦,轮2岡周力向右(2图中),轮I轴向力水平向右,轮2轴向力水平向左(1图中)
&图示一斜齿轮一蜗杆传动装置(转向如图)。
(1)分析蜗杆3受力,用分力表示于啮合点A;
(2)判断蜗轮4转动方向(标明在图上)。
逆时针
9如下图示,一钢制液压汕缸,已知油压P=1.6N/mm»p=i60mm採用8个螺栓进行联接。
根据密封性要求,对于压力容器可取残余预紧力=1.80(工作载荷)。
另外,螺栓材料的屈服强度为6=306,安全系数可取3。
试汁算貝缸盖联接螺栓的直径〃。
(本题15分)
1.轴向工作荷载fe=p*a/z=1.6*160*160/8=512On;
2.残余预紧力:
fr=l.8检=1.8*5120=9216,则总的轴向荷载7j:
fa=fe+fr=51204-9216=14336n;
3.螺栓材料的屈服强度为5=306.安全系数取3,则【5】=5除以s=306/3=102mpa:
4.故螺栓小径为:
dNJ4*l・3fa/3」4/【6】=15.25;
5.査表,取m20,则螺栓分布圆直径为DO=D+2E+2B=160+2*(20+(3-6))+2B=?
10•如题35图所示轮系中,已知各轮的齿数为:
Z1=2O,Z2=40,Zj=50,z3=30,z4=30,
z;=20,试求此轮系的传动比im。
11•在图示轮系中,已知Zi=40.z2=20xni=120r/min,求使系杆转速nB=0时齿轮3的转速m的大小和方向。
12•图示单个饺制孔螺栓联接,两被联接件的材料及厚度相同,已知该联接承受横向载荷为Ft=5000N,光杆部分直径为do=9mimhi=8mmvh2,螺杆的许用切应力]丫]=100MPa,较弱受压面的许用挤压应力[0p]=15OMPa,试校核该螺栓联接的强度。
13.—对角接触球轴承反安装(宽边相对安装)。
已知:
径向力FrI=6750N,Frn=5700N,外部轴向力忌=3000N,方向如图所示,试求两轴承的当量动载荷Pi、Pi,并判断哪个轴承寿命短些。
注:
内部轴向力Fs=0JFne=0・6&AM141、Y=0・87°(本题15分)
li
I
题五.5图
14•一工程机械的传动装置中,根据工作条件拟在某传动轴上安装一对型号为7307AC的角接触球轴承,如题36图所示。
已知两轴承的径向载荷Frl=1000N,Fr2=2060N,外加轴向载
荷Fa=880N,内部轴向力为Fs=0.68Fr,判别系数e=0.68,当Fa/Fr^e时,X=1,Y=0;当Fa/Fr>e时,X=0.41,¥=0.87o试画出内部轴向力Fs】、Fs2的方向,并计算轴承的当量动载荷Pl、P20
题36图
15•某轴系部件用一对角接触球轴承支承。
已知斜齿圆柱齿轮上的轴向力Fa=1200N,方向
如图所示,轴承内部轴向力Fsi=28OON.Fs2=2400N.
(1)试画出Fs.>Fs2的方向,并
确左轴承1的轴向载荷Fai;
(2)若轴向力Fa方向向左,试确定轴承1的轴向载荷F.】。
16。
下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。
齿轮用汕润滑,轴承用脂润滑,指岀该设计的错误。
要求:
1.在图中用序号标注设计错误处;
2.在图下方的空白处标注序号,按序号列出错误,并提岀修改建议;
3.不必在图中直接改正。
看收藏的幻灯片“轴的作业”
1.端盖与轴接触且无密封,应有一定的空隙且装有密封;
2.套简与轴承接触时超过轴承内圈高度,使轴承装卸不方便,应低于轴承内圈高度;
3.套简顶不住齿轮,应使轴肩适当向齿轮内部,使套简只是顶在齿轮上:
4.精加工而过长,且装卸轴承不方便,应该给轴分级;
5.联轴器的键和齿轮的键位置不对,两者的键应该在同一条直线上:
6.轴肩过髙超过轴承内圈高度,无法拆卸轴承,应适当降低髙度,使其在轴承内圈内;
题六图
17.题38图所示轴系结构,按示例①,编号指岀其他错误(不少于7处)。
(注:
不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)。
示例:
①一缺少调整垫片
1.端盖直接与轴接触,且无密封;
2.
套筒太高,超过轴承内圈高度;
3.键过长,套筒无法装入;
4.精加工而过长,且装卸轴承不方便
5.轴无分级.致使轴套无法紧固齿轮:
6.轴肩过高,超过了轴承的内圈高度二
7.轴承不用用键周向固定;
8.缺少调整塑片,无法调整轴承间隙。
指岀轴系中的错误结构,编号说明其错误原因。
1.此处不用键,无周向旋转构件可固怎;
2.精加工而过长,使轴承装卸不方便;
3.端盖直接与轴接触且无密封;
4.无调整垫片,无法调整轴承间隙;
5.套筒太高,超过了轴承内圈,无法装卸轴承;
6.套筒无法固定住齿轮;
7.轴承左侧无轴向固左件;
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