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机械设计基础
《机械设计基础》复习题
选择题:
(每题2分,总24分)
1、对于平面连杆机构,当(A)时,机构处于死点位置。
A.传动角=0'B.传动角=90'C.压力角-=0,D.
B)为机架,将得到
2、对于铰链四杆机构,当满足杆长之和的条件时,若取(
双摇杆机构。
A.最短杆B.与最短杆相对的构件
C.最长杆D.与最短杆相邻的构件
D.不加符号,从动轮4的转向不必考虑
6为了减小机械运转中周期性速度波动的程度,应在机械中安装(B)
A调速器B.飞轮C.变速装置D减速器
7、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆卸时,往往采用
(C)。
A螺钉联接;B螺栓联接;
C双头螺柱联接;D紧定螺钉联接
8、楔键联接的主要缺点是(C)。
A键的斜面加工困难;B轴与轴上的零件对中性不好;
C键不易安装;D联接不可靠,易松脱
9、带传动工作中产生弹性滑动的原因是(B)
A带的预紧力不够B带的松边和紧边拉力不等
C带绕过带轮时有离心力D带和带轮间摩擦力不够
10、材料为45钢的软齿面齿轮的加工过程一般为(B)。
A切齿、调质;B调质、切齿;
C切齿、表面淬火、磨齿;D切齿、渗碳、磨齿;
11、计算蜗杆传动的传动比时,公式(C)是错误的。
Ai=•i.「2Bi=ni..n2Ci=d2;d!
di=z?
.乙
12、在轴的初步计算中,轴的直径是按照(B)初步确定的。
A弯曲强度B扭转强度C复合强度D轴段上零件的孔径
13、对于铰链四杆机构,当满足杆长之和的条件时,若取(A)为机架,将得到双曲柄机构。
A.最短杆B.与最短杆相对的构件C.最长杆D.与最短杆相邻的构件
14、对于铰链四杆机构,当从动件的行程速比系数(B)时,机构必有急回特性。
A.K>0B.K>1C.K<1D.K=1
15、当从动件的运动规律已定时,凸轮的基圆半径ro与压力角a的关系为:
(C)
Aro越大,a越大Bro越大,a越小
Cro与a无关Dro与a有关,但还要考虑其他参数
16、直齿圆锥齿轮的当量齿数(A)其实际齿数。
A大于;E等于;C小于D无法确定
17、如图1所示的轮系属于(D)。
A.定轴轮系B.行星轮系C.差动轮系D.混合轮系
18、若不考虑其它因素,单从减轻飞轮的重量上看,飞轮应安装在(A)o
A高速轴B.低速轴C.中间轴D.任意轴上
19、采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支撑面,是为了(C)o
A减少预紧力;B减少挤压力;C避免螺栓受弯曲应力;D便于放置
垫圈
20、能够构成紧键联接的两种键是_匚o
A楔键和半圆键;E平键和切向键;
C半圆键和切向键;D楔键和切向键;
21、能缓冲吸振,并能起到过载安全保护作用的传动是(A)
A带传动B链传动C齿轮传动D蜗杆传动
22、材料为45钢的硬齿面齿轮的加工过程一般为(C)o
A切齿、调质;B调质、切齿;
C切齿、表面淬火、磨齿;D切齿、调质、磨齿;
23、蜗杆传动的强度计算(A)进行。
A主要针对蜗杆;B主要针对蜗轮;
C有时针对蜗杆;D有时针对蜗杆
24、转轴上的载荷和支点位置都已经确定后,轴的直径可以根据(D)来进行计算或校核。
复合强度
A弯曲强度B扭转强度
C扭转刚度
判断题:
(判断下列各论断是否正确,正确者写",错误者写X)(每
小题1分,共10分)
1、曲柄摇杆机构的摇杆两极限位置间的夹角称为极位夹角。
(V)
2、凸轮机构的压力角越小,贝U其动力特性越差,自锁可能性越大。
(X)
3、自由度为1的周转轮系称为行星轮系。
(X)
4、由于蜗杆的导程角较大,所以有自锁性能。
(X)
5、键的剖面尺寸通常是依据功率的大小,按标准选择。
(X)
6轴做成阶梯形主要是容易加工。
(X)
7、角接触轴承之所以成对使用,是因为安装、调整要方便些。
(X)
8、螺纹联接已符合自锁条件就不需要加防松装置了。
(V)
9、齿轮传动强度计算时,许用接触应力与零件表面硬度无关。
(X)
10、带传动工作时产生打滑动是因为带承受的载荷过大。
(V)
11、机构的死点位置就是二=0的位置。
(X)
12、直动滚子从动件凸轮机构的凸轮基圆半径越大,越不容易出现运动失真。
(V)
13、不影响传动比大小,只起着传动的中间过渡和改变从动轮转向作用的齿轮,称为惰轮。
(X)
14、蜗杆机构中,蜗轮的转向取决于蜗杆的旋向和蜗杆的转向15、轴承内圈与轴的配合通常采用基孔制配合。
17、三角形螺纹多用于传动,矩形螺纹、梯形螺纹多用于联接。
(X)
18、由于蜗杆的头数多,效率高,所以蜗杆的头数越多越好。
(V)
19、一对直齿锥齿轮传动中,两轮轴线夹角;必等于90。
(X)
20、构件系统的自由度为F(>0),若给定的原动件数目等于F,该传动系统能成为机构。
(V)
填空题:
(每空1分,共16分)
1、两个做平面平行运动的构件之间为面接触的运动副称为低副:
而为点或线接触的运动副称为高副。
2、铰链四杆机构中,a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mri图所示)。
(1)以a杆为机架得双曲柄机构;
(2)以b杆为机架得曲柄摇杆机构;
3、凸轮机构在从动件运动规律不变的情况下,如果
基圆半径增大,则最大压力角将减小。
4、斜齿轮法面上的模数、压力角是标准值,圆锥齿轮大端的模数、压力角是标准值
5、一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是模数与压力角分别相等
&在螺纹中,单线螺纹主要用于联接,其原因是自销性能好,
多线螺纹用于传动,其原因是传动效率高。
7、闭式硬齿面齿轮传动一般按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算,确定的参数是模数。
8、滚动轴承一般由内圈、外圈、保持架、滚动体四部分组成。
9、蜗杆传动的主平面内,蜗轮和蜗杆截面的运动可以看作为齿轮和齿条的啮合传动。
10、平面机构中若引入一个低副将带入2_个约束,约束数与自由度减少数目的关系是相等。
11、在曲柄摇杆机构中,若摇杆为主动件,当曲柄与摇杆两次共线时,则机构出现死点位置。
12、为改善凸轮机构的传力性能,应减小凸轮轮廓的压力角,为此设计凸轮时
应增大基圆半径。
13、带传动的型号是根据功率P与转速n选定的。
14、闭式软齿面齿轮传动一般按吃面接触疲劳强度进行设计计算,确定的参数是直径;
15、在其它条件不变时,蜗杆的头数越多,导程角越大,传动的效率越
16、滚动轴承按主要承受载荷的方向的不同又可分为向心轴承和推力轴承。
17、工作时以传递弯矩为主,不承受转矩或转矩很小的轴称为心轴。
18、能在工作时随便使两轴接合或分离的是离合器。
必须通过拆卸才能使两轴分离的是联轴器。
问答题(每小题5分,共20分)
1、带传动的打滑经常在什么情况下发生?
带传动为什么要限制带速,限制范围
是多少?
答:
带传动中,存在弹性打滑,当工作载荷进一步加大时,弹性滑动的发生区域(即弹性弧)将扩大到整个接触弧,此时就会发生打滑。
在带传动中,应该尽量避免打滑的出现。
角小了带轮和皮带接触面太小,摩擦力小,容易打滑。
带速过高,带速过高使得对带面的摩擦系数要求增高很难满足静摩擦的要求而且皮带跳动
太厉害,滑移明显,影响效率
2、螺纹联接靠摩擦力防松的措施有哪些?
螺纹联接用机械元件防松的措施有哪些?
第一种是摩擦防松,主要依靠增加摩擦力;第二种是机械防松,主要是用
销、垫片、钢丝将螺母卡死;第三种是铆冲防松,主要是将螺纹副铆死和焊死。
第四种是结构防松,即唐氏螺纹防松。
3、用齿条刀切制标准齿轮时,为什么会有根切?
齿轮传动中,节圆与分度圆有何
不同?
在齿条齿顶线不超过啮合极限点的时候不根切!
有个简易的公式Zmin=2ha*/sinaA2当
a=20°ha*=1时Zmin=17
两齿轮的啮合接触点所作的两齿廓的公法线与两齿轮旋转中心连线的交点称为节点。
4、如何提高轴的疲劳强度?
滚动轴承安装的两个轴颈与机座的两个轴承孔有什么要求?
为提高轴的疲劳强度,可采用表面强化处理。
如碾压、喷丸、氮化、渗碳、淬火等方法,可显著提高轴的承载能力。
一个支承限制轴的双向轴向位移(称固定支承),另一个支承可沿轴向移动(称游动支承),不能承受轴向负荷。
适合于工作温度较高和支点跨距较大的场合。
3、双支点游动支承
两个支承均无轴向约束,又称两端游动支承。
常用于人字齿轮场合,以防齿轮卡死和人字
齿两侧受力不均匀。
带传动的打滑经常在什么情况下发生?
在带传动设计时,当包角过小应采取什么措施?
带传动中,由于皮带的弹性引起的带与带轮之间的相对滑动,叫做弹性滑动。
弹性滑动是皮带的固有性质,不可避免。
弹性滑动的负面影响,包括造成传动比不准确、传动效率较低、使带温升高、加速带的磨损等。
带传动中,存在弹性打滑,当工作载荷进一步加大时,弹性滑动的发生区域(即弹性弧)将扩大到整个接触弧,此时就会发生打滑。
在带传动中,应该尽量避免打滑的出现。
打滑现象的负面影响:
导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失效。
打滑现象的好处在于:
过载保护,即当高速端出现异常(比如异常增速),可以使低速
端停止工作,保护相应的传动件及设备。
5、
6链传动中,为什么链节数常取偶数?
链传动的瞬时传动比是否恒定,为什么?
链传动速度不均匀原因是链条分为很节,在传动的时候就不能像皮带传动那么平稳了。
链传动的瞬时传动比恒定程度是大于皮带传动的,不过也会因为链条的细微变形(拉长)、链轮和链条的相对磨损而导致瞬时传动比不同。
7、为什么蜗杆传动要进行热平衡计算?
蜗杆传动时,若油温过高,常用散热措施有哪些?
由于蜗杆传动效率低,发热量大,若不及时散热,会引起箱体内油温升高,润滑失效,导致齿轮磨损加剧,甚至出现胶合,因此对
连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平
衡计算。
措施一一1),增加散热面积,
合理设计箱体结构,铸出或焊上散热片,2)提高表面传热系数,在蜗杆轴上装置风扇,
或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。
8、直齿圆柱齿轮的基本参数有哪些?
齿轮传动中,节圆与分度圆有何不同?
直齿圆柱齿轮的基本参数:
1,模数,2齿数,3,精度等级,4,齿形,5,压力角。
有了以上的基本参数就可以确定齿轮的外圆,分度圆,齿根圆的直径。
一般齿轮的压力角是20
度,齿轮有最少齿数限制,超过了就要变位。
圆,是只有齿轮装配后,才存在”的,是假想按照传动比做纯滚动的两个圆(当然也是相切的)。
分度圆是齿轮几何结构、计算的基准圆”,是单个齿轮就存在的圆。
当一对齿轮按照标准中心距装配后,总变位系数等于0时,节圆与分度圆重合,否则就不
重合。
计算分析题(每小题10分,共30分)
1、计算图示机构的自由度,如有复合铰链、虚约束、局部自由度应指出
答:
B为局部自由度,杆FG为虚约束,
DE点为复合铰链
n=8Pl=11Ph=1(各1分,共3分)
F=3*n-2*Pl-Ph(2分)=3*8-2*11-1=1
如图上,指出复合铰链、局部自由度及虚约束
n=9Pl=12Ph=2
F=3*n-2*Pl-Ph=3*9-2*12-2=1
2、在图示轮系中,已知蜗杆3•为双头右旋蜗杆,蜗轮4的齿数为乙=60;其余各齿轮的齿数为:
Zi=20,Z2=30,乙上30,z3=16,Z4=20,Z5=60。
若齿轮1的转向如图所示,ni=1440rpm。
试求齿轮5的转速压的大小及其转动方向。
i15=ni/n6=(Z2*Z3*Z4*Z5)/(Z1*Z2,*Z3,*Z4,)
=(30*16*60*60)/(20*30*2*20)=72
2=ni/i15=1440/72=20r/min
转向如图箭头
3、某机床中采用了如下的周转轮系,在机床维护过程中,将齿轮2丢失,齿轮要重新加工装配上。
现测得齿轮1的齿数为30,齿顶圆直径为96mm齿轮3的齿轮为70。
问:
(1)齿轮1的模数
(2)齿轮2的齿数
(3)齿轮2的分度圆、齿顶圆及齿根圆直径
解:
(1)dai=di+2mh*=m*(zi+2ha*)=m*(30+2)=96mm
m=3mm
(2)如图:
r3=r1+d2,齿轮1、2、3相互啮合则其模数应相等
所以m*z3/2=m*z1/2+m*z2,
z3=z1/+2*z2
70=30+2*z2则z2=20
(3)、d2=mz=3X20=60mm
da2=d2+2ha=60+2*1*3=66mm
df2=d2-2hf=60-2*3.75=52.5mm
4、在题图所示的手摇提升装置中,已知各轮齿数为乙=20,Z2=50,Z3=
15,Z4=30,Z6=40,Z7=18,Z8=51,蜗杆Z5=1为右旋,试问:
提升装置为何种类型的轮系,并求传动比心并确定提升重物时的转向.
解:
此轮系为定轴轮系.
1偲=n/n8=Z4XZ5XZ6X互/乙乂Z3XZ5XZ7
=50x30X40x51/20X15X1X18〜722.22
转向如图所示
5、一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动,已知齿轮的齿数乙=30,乙=40,分
度圆压力角a=20o,齿顶高系数ha*=1,径向间隙系数C*=0.25,标准中心距
a=140mm试求出:
齿轮2的模数m分度圆半径「2、齿顶圆半径ra2、齿根圆半径rf2、齿距p、齿厚e。
解:
a=m(zi+z2)/2=m*(30+40)/2=140
m=4mm
r2=mz2/2=4*40/2=80mm
ra2=r2+mha*=80+1*4=84mm
rf2=r2-m(ha*+c*)=80-4*(1+0.25)=75mm
p=3.14*m=3.14*4=12.56mm
e=p/2=6.28mm
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