机械设计基础复习题.docx
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机械设计基础复习题
习题一
一、填空题
1、两构件通过____或_____接触组成的运动副称为高副。
机构要能够动,其自由度必须_______。
2、V带传动的主要失效形式是___________和___________。
3、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取___________处的接触应力为计算依据,其载荷由__________对齿轮承担。
4、工作时既受弯矩又传递转矩的轴称为_______轴。
传动轴只传递而不承受,心轴只承受.而不传递。
5、对于闭式软齿面齿轮传动,主要按强度进行设计,而按强度进行校核,这时影响齿轮强度的最主要几何参数是。
6、一对标准渐开线斜齿圆柱齿轮要正确啮合,它们必须满足、和。
7、凸轮机构中,从动件的运动规律取决于__________的形状。
8、带轮的基准直径越小,带所产生的弯曲应力越___________。
9、根据工作原理分类,螺栓联接采用对顶螺母防松是属于________防松。
10、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______________或_________________。
11、磨粒磨损和弯曲疲劳折断是_________________齿轮传动的主要失效形式。
12、型号为6307的滚动轴承,其内径____________mm,公差等级为____________。
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_________。
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.链条的节数宜采用____________。
A.奇数B.偶数C.5的倍数D.3的倍数
3.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于__________。
A.包角a1太小B.初拉力F0太小C.紧边与松边拉力不等D.传动过载
4.对于普通螺栓联接,在拧紧的螺栓杆截面所受载荷是___________。
A.压力B.扭矩C.拉力D.拉力和扭矩
5.渐开线标准齿轮的根切现象发生在__________。
A.齿数较少时B.模数较小时C.模数较大时D.齿数较多时
6.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__________。
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
7.在下列四种型号的滚动轴承中,___________必须成对使用。
A.深沟球轴承B.圆柱滚子轴承C.推力球轴承D.圆锥滚子轴承
8.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C.万向联轴器D.弹性套柱销联轴器
9.由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为()
A.1B.m-1C.mD.m+l
10.凸轮机构的主要优点是()
A.实现任意预期的从动件运动规律B.承载能力大C.适合于高速场合D.凸轮轮廓加工简单
11.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,螺杆强度高D.自锁性差,螺杆强度低
12.普通V带传动中,若主动轮圆周速度为v1,从动轮圆周速度为v2,带的线速度为v,则()
A.v1=v=v2B.v1>v>v2C.v1>v=v2D.v1=v>v2
13.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C.斜齿圆锥齿轮D.蜗轮蜗杆
14.对齿轮轮齿材料性能的基本要求是()
A.齿面要软,齿芯要韧B.齿面要硬,齿芯要脆
C.齿面要软,齿芯要脆D.齿面要硬,齿芯要韧
15.开式蜗杆传动的主要失效形式是()
A.轮齿折断和齿面胶合B.齿面磨损和轮齿折断C.齿面点蚀和齿面磨损D.齿面胶合和齿面点蚀
16.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B.等于
C.大于D.大于或等于
17.带传动中紧边拉力为F1,松边拉力为F2,则即将打滑时F1和F2的关系为( )。
A.F1/F2=efvαB.F2/F1>efvα
C.F2/F1=efvαD.F2/F1 三、分析计算题 1.在铰链四杆机构中,已知lAB=30mm,lBC=70mm,lCD=67mm,lAD=80mm,试判断该机构的类型,并说明理由。 2.计算图示机构的自由度,如有复合铰链、局部自由度和虚约束,必须编号明确指出。 3.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 4.图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓,其许用拉应力[σ]=l60N/mm2,联接件接合面间摩擦系数f=0.20,防滑系数Ks=1.2,计算该联接件允许传递的静载荷F=? (M20的螺栓d1=17.294mm)(本题9分) 7.指出轴系中的错误结构,编号说明其错误原因。 习题二 一填空题 1.两构件通过.或接触组成的运动副称为高副。 2.满足曲柄存在条件的铰链四杆机构,取与最短杆相邻的杆为机架时,为机构,取最短杆为机架时,为机构。 3.在凸轮机构中,常见的从动件运动规律为时,将出现刚性冲击。 4.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取处的接触应力为计算依据,其载荷由齿轮承担。 5.为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合,它们的和必须分别相等。 6.两齿数不等的一对齿轮传动,其弯曲应力;两轮硬度不等,其许用弯曲 .。 7.V带传动的主要失效形式是和。 8.在设计V带传动时,V带的型号是根据计算功率和小轮转速选取的。 9.链传动中的节距越大,链条中各零件尺寸,链传动的运动不均匀性。 10.工作时只受不承受的轴称为心轴。 二、选择题 1. 渐开线标准齿轮的根切现象发生在。 A.模数较大时B.模数较小时C.齿数较少时D.齿数较多时 2.在下列四种型号的滚动轴承中,必须成对使用。 A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承C.推力球轴承D.圆柱滚子轴承 3.在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动的是。 A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性套柱销联轴器 4.在铰链四杆机构中,机构的传动角和压力角的关系是。 A.传动角大于压力角B.传动角小于压力角 C.传动角与压力角之和为90度D.传动角与压力角之和为180度 5.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是。 A.拉力B.扭矩C.压力D.拉力和扭矩 三、判断题(正确的打“V”,错误的打“X”) 1.在铰链四杆机构中,当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,为双曲柄机构。 () 2.在凸轮机构中,基圆半径取得较大时,其压力角也较大。 ( 3.在平键联接中,平键的两侧面是工作面。 () 4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。 () 5.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。 () 6.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。 () 7.向心推力轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。 () 8.圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。 ( 四、问答题 1.试述齿廓啮合基本定律。 2.试述螺纹联接防松的方法。 3.试分析影响带传动承载能力的因素? 五、分析计算题 1.计算此机构的自由度。 2、一对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(d1d2m)。 3、.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=? 当a有如图转向时,标注蜗轮4轮的转向。 4题38图所示轴系结构,按示例①,编号指出其他错误(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)。 习题三 一.填空: (31分) 1.机构具有确定运动的条件是: ___________________。 2.在轴的初步计算中,轴的直径是按____来初步确定的。 3.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_________为死点位置。 (A)曲柄与连杆共线(B)摇杆与连杆共线(C)不存在 4.凸轮机构基圆半径越_________,压力角越_________,机构传动性能越好。 5.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该点的线速度方向。 (B)凸轮上的接触点的法线与从动件的运动方向。 (C)凸轮上的接触点的切线与从动件的运动方向。 6.键B18*50的含义是_____________________。 7.普通平键的三种形式为_____,_____,_____。 8.设计键联接的几项内容是: A: 按轮毂宽度选择键长,B: 按要求选择键的类型, C: 按轴的直径选择键的剖面尺寸,D: 对联接进行必要的强度校核。 在具体设计时,一般顺序是_____________________。 9.螺纹的公称直径是指它的_____。 M16*2的含义是_____________________。 10.用于薄壁零件联接的螺纹,宜采用_________。 (A)梯形螺纹(B)三角形细牙螺纹(C)三角形粗牙螺纹 11.某调整螺旋,采用双线粗牙螺纹,螺距为3mm,为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm,螺杆应转_____圈。 (A)3(B)2(C)4(D)2.5 12.国标规定,V角带有___________七种类型,代号B2280表示_____________。 13.带传动主要依靠___________来传递运动和动力的。 (A)带和两轮接触面之间的正压力(B)带的紧边拉力(C)带和两轮之间接触面之间的摩擦力(D)带的松边力 14.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)增大(B)减小(C)无影响 15.V角带横截面为等腰梯形,夹角为40度,则设计三角轮带时,轮槽夹角为__。 (A)40度(B)>40度(C)<40度 16.带传动的主动轮直径d1=180mm,转速n1=940rpm,从动轮直径d2=710mm,转速n2=233rpm,则弹性滑动系数为ε__。 17.为使三角带传动种各根带受载均匀,带的根数不宜超过__根。 (A)4(B)6(C)2(D)10 18.渐开线齿廓形状取决于_________大小。 19.渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件为: ____________。 20.齿轮传动的标准安装是指_______________。 21.齿轮传动的重合度越大,表示同时参加啮合的轮齿数目_______,齿轮传动越____________。 22.仿形法加工齿轮,根据被加工齿轮的____________选择刀号。 23.滚动轴承“6312”的含义是____________。 24.滚动轴承的额定动载荷是指____________。 25.在正常条件下,滚动轴承的主要失效形式是____________。 (a)滚动体碎裂 (b)滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀。 (c)保持架破坏。 (d)滚道磨损。 二判断正误(16分) 1.凸轮机构中,凸轮最大压力角出现于凸轮轮廓坡度较陡的地方。 () 2.普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。 ()3.带传动中弹性滑动现象是不可避免的。 () 4.m,α,ħa*,c*都是标准的齿轮是标准齿轮。 () 5.工作中转动的轴称为转轴。 () 6.在铰链四杆机构中,当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,为双曲柄机构。 () 7.在凸轮机构中,基圆半径取得较大时,其压力角也较大。 () 8.一对齿轮啮合时,其齿相互作用的轮齿上受的接触应力大小相等。 () 9.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() 10.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。 () 11.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。 () 12.推力调心球轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。 () 13.四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。 () 14.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: σmax=σ1+σb2+σc。 ( ) 15.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。 () 16.一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Z1 ( ) 三简要回答: 1.带传动中,打滑和弹性滑动有何不同? 2.在螺旋升角,摩擦系数相同的情况下,试比较三角形,梯形,矩形螺纹的自锁性和效率(简述理由)。 3.为什么要限制标准齿轮的最少齿数? 4.在选择大小齿轮材料及热处理方法时,应考虑一个什么问题,为什么? 四计算题: 1.计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定的运动。 (7分) 2.已知图示机构中,LAB=72mm,LBC=50mm,LCD=96mm,LAD=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,指出是哪一构件? (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? 3.下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。 齿轮用油润滑,轴承用脂润滑,指出该设计的错误。 要求: ●在图中用序号标注设计错误处; ●在图下方的空白处标注序号,按序号列出错误,并提出修改建议; ●不必在图中直接改正。 习题一参考答案 一、填空题 1点线大于零2打滑发生疲劳损坏3节点 4_转转矩弯矩,弯矩转矩5齿面接触齿根弯曲齿轮分度圆直径d 6模数相等、压力角相等螺旋角相等方向相反。 7_凸轮轮廓__ 8___大_10._摩擦_____11.___压溃_____剪断_____。 12._开式________。 13.d=_35_________零级_____。 二、选择题 1A2A3C4D5A6C7D8D9B10.A11B12B13D14D15B16B17A 五、分析计算题 1. 曲柄摇杆机构因为30+80≦70+67,且最短边的邻边作机架 2. 有虚约束,两处都有复合铰链,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,所以机构有确定的运动。 Ft Fa 3.顺时针左旋 Fr 4.螺栓预紧后,接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷,假设各螺栓所需预紧力均为F0 则由平衡条件 可得 螺栓危险截面的强度条件为 于是得 5i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5'6轮转向: 箭头由左向右 6. (1)FS1+FA=4000>FS2,1压紧,2放松,所以,Fa1=FS2-FA=1200。 (2)轴向力FA方向向左,FS2+FA=3600>FS1,2压紧,1放松,Fa1=FS1-FA=1600。 FS2 FS1 7 6 5 4 3 2 7、 1 1.此处不用键,无周向旋转构件可固定; 2.精加工面过长,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.轴承左侧无轴向固定件; 习题二参考答案 一填空题(每小题2分,共20分) 1..点线。 2.曲柄摇杆双曲柄。 3.匀速。 4.节线一对。 5.模数m压力角。 6.不.相等不相等。 7..打滑和疲劳断裂。 8.计算功率Pc和小轮转速n1。 9.越大,增大。 10.弯矩转矩。 二、选择题(每小题1分,共5分) 1C2B3D4c5D6 三、判断题(正确的打“V”,错误的打“X”。 每小题1分,共8分) 1X2X3V4X5X6X7X8V 四、问答题(每小题3分,共9分) 1.所谓齿廓啮合基本定律是指: 作平面啮合的一对齿廓,它们的瞬时接触点的公法线,必于两齿轮的连心线交于相应的节点C,该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。 2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有: 弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母 机械防松有: 开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝 破坏螺纹副防松有: 冲点法、端焊法、黏结法。 3.初拉力Fo? 包角a? 摩擦系数f? 带的单位长度质量q? 速度v 五、分析计算题: 1、可动构件数n=5Pl=7PH=0 有一处复合铰链, 则: F=3*5-2*7=1,机构具有确定的运动 2、 Z1m+Z2m=160 d1=Z1md2=Z2m 带入已知条件可解得: m=2.5,d2=110d1=50 3、 解: 根据题意: i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/4.5 可得: z4=40 涡轮顺时针转 4、解: 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.精加工面过长,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,无法装卸轴承; 7.轴承不用用键周向固定; 8.缺少调整垫片,无法调整轴承间隙 习题三参考答案 一、填空: 1原动件数等于自由度数2扭转强度3 不存在4 大、小5 凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向6 B型长度50mm7 A B C8 BCAD 9 外径 细牙螺纹外径 16螺距210 三角形细牙螺纹11 212 YZABCDE B型长度2280mm 13 带和两轮之间接触面之间的摩擦力14 增大15 <40度16 0.02217 10 18 基圆19 模数压力角相等20 节圆分度圆重合21 多 平稳22 Z m 23 深沟球轴承直径系列3内径6024 L=1(106转)时承受的载荷25 滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀。 二、判断正误 1 √ 2 ×3 √4 ×5 ×6×7×8√9×10√11×12× 13×14√15√16√ 三、简要回答 1 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。 2 由于牙型角三角螺纹自锁最好,梯形次之,矩形最差。 效率矩形自锁最好,梯形次之,三角螺纹最差。 3 范成法加工齿轮齿数少于17发生根切 4 配对材料大齿轮硬度大小齿轮硬度50左右 因为小齿轮受载次数多,齿根薄 四计算题 12具有确定的运动 2 50+120=170大于72+96=168,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。 3 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.套筒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.套筒顶不住齿轮,应使轴肩适当向齿轮内部,使套筒只是顶在齿轮上; 4.精加工面过长,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.轴肩过高超过轴承内圈高度,无法拆卸轴承,应适当降低高度,使其在轴承内圈内;
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