《机械设计基础》分章复习试题及答案
《机械设计基础》分章复习题及答案
第1章绪论
1．（机械）是机器与机构的总称。
2. ( D )是专用零件。
A）螺栓B）齿轮 C）滚动轴承 D）曲轴
3．构件是机器的（运动）单元体，零件是机器的（制造）单元体。
4．机构由（构件）组合而成，它们之间具有确定的 (相对运动）。
5. 机构与机器相比，不具备下面（ C ）特征。
A. 人为的各个实物组合
B. 各实物之间有确定的相对运动
C. 做有用功或转换机械能
D. 价格较高
6. 在机械中属于制造单元的是 ( C ) 。
A）. 机构 B）. 构件 C）. 零件 D）. 部件
7．把各部分之间具有确定相对运动构件的组合称为（ C ）。
A. 机器
B. 机械
C. 机构
D. 机床
8. 构件是加工制造的单元，零件是运动的单元。（×）
9. 同一构件中的零件相互之间没有相对运动。（√）
10. 机构与机器的区别是：机构的主要功用在于传递运动或转换运动形式，而机器的主要功用在于为了生产目的而利用或转换机械能。（√）
11. 两个构件之间的连接称为运动副。（×）
12. 指出并说明机械的各组成部分。
答：机械的各组成部分包括：
原动机：提供动力；
传动装置：传递运动和动力；
工作机：执行部分；
控制系统：根据机械系统的不同工况对原动机、传动装置和工作机实施控制的装置。
13.机构的主要特征是什么？
答：机构由构件组成，且各构件之间具有确定的相对运动。
第2章平面机构的运动简图及自由度
1．运动副是使两构件直接接触而又能产生相对运动的连接，机构中各构件间运动和动力的传递都是由运动副来实现的。
2．按接触形式不同，运动副可分为高副和低副。两构件之间以面接触所组成的运动副称为低副，两构件之间通过点或线接触所组成的运动副称为高副。
3. 对组成运动副两构件之间的相对运动所加的限制称为约束。
4. 当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为 2 个，至少为 1 个。
5．构件的自由度是指构件相对于参考系所具有的独立运动的数目；机构的自由度是指该机构具有独立运动的数目。
6．若机构的自由度为2，则机构需 2 个原动件。
7．因其可以改善机构的受力情况，故在机构中常采用虚约束。
8．机构中存在着与整个机构运动无关的自由度称为局部自由度。
9．机构中设置虚约束的目的是（ D ）。
A．传递运动 B. 改变运动方向 C. 改变运动速度 D. 改善机构受力情况
10. 两构件通过 ( 面 ) 接触组成的运动副称为低副，低副又分为( 转动副 ) 副和( 移动副) 两种。
11. 计算( 自由度 ) 的目的是确定机构原动件的( 数目) 及判定该机构是否具有确定的运动。
12．平面机构中，若引入一个低副，将带入（ 2 ) 个约束，保留（ 1 ) 个自由度。
13.平面机构中，若引入一个高副，将带入（ 1 ) 个约束，保留（ 2 ) 个自由度。
14.机构具有确定运动的条件是原动件的数目 ( 等于 ) 机构的自由度。
计算平面机构自由度的公式为F＝( 3n－2P L—P H )，应用该公式时应该注意三个方面的问题是：
（1）（复合铰链）；（2）（局部自由度）；（3）（虚约束）。
15.两构件通过点或线接触的运动副叫作 (高副 )。
16．按接触形式不同，运动副可分为高副和低副。两构件之间以面接触所组成的运动副称为（低副）；两构件之间通过点或线接触所组成的运动副称为（高副）。
17.一个作平面运动的自由构件具有 ( C ) 自由度。
A．一个 B．二个 C．三个 D．四个
18. 当m个构件在一处组成转动副时，计算时其转动副数目为（ B ）。
A．m B．m－1 C．m＋1 D.m+2
19 当机构的原动件数 ( B )机构的自由度数时，该机构具有确定的相对运动。
A．大于 B．等于 C．小于
20．当平面机构的原动件的数目小于机构的自由度数时，机构（ C ）。
A. 具有确定的相对运动
B. 只能做有限的相对运动
C. 运动不能确定
D. 不能运动
21. 当平面机构的原动件的数目小于机构的自由度数时，机构 ( C ) 。
A. 具有确定的相对运动
B. 只能做有限的相对运动
C. 运动不能确定
D. 不能运动
22. 火车车轮在轨道上转动，车轮与轨道间构成（ C ）。
A. 转动副
B. 移动副
C. 高副
D.不确定
23 当m个构件在一处组成转动副时，计算时其转动副数目为 ( B ) 。
A．m B．m－1 C．m＋1
24．当平面机构的原动件的数目小于机构的自由度数时，机构（ C ）。
A. 具有确定的相对运动
B. 只能做有限的相对运动
C. 运动不能确定
D. 不能运动
25. 燃机活塞与缸体组成移动副。（√）
26. 采用复合铰链可以使机构工作起来省力。（×）
27. 机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度等于原动件的数目。（√）
28. 齿轮传动中啮合的齿轮组成高副。（√）
29. 机构中采用虚约束的目的是改善机构的受力情况。（√）
30若三个构件在一处铰接，则构成三个转动副。（×）
31、机构具有确定运动的条件是什么？
答：原动件的数目等于机构的自由度数，且机构的自由度数目大于0；
32. 计算曲柄滑块机构和凸轮机构的自由度
F-3n-2P L-P h=3×3－2×4－0=1 F-3n-2P L-P h=3×2－2×2－1=1
33. 计算如图机构的自由度,判断该机构是否具有确定的运动。
解：n=6，P L= 8，P H=1。
F=3n-2P L-P H=3?6-2?8-1=1
即该机构只有一个自由度，与原动件数相同（齿轮3为原动件）。所以,满足机构具有确定运动的条件。
34. 计算如图机构的自由度,判断该机构是否具有确定的运动。
解：n =5, P l = 7, P h = 0
F = 3n– 2P l–P h= 3×5 – 2×7 – 0=1
满足机构具有确定运动的条件。
35. 计算如图机构的自由度,判断该机构是否具有确定的运动。
解：N=5 P L =7 P H =0
自由度数等于原动件数，所以机构具有确定的相对运动。
36. 计算如图机构的自由度,判断该机构是否具有确定的运动。
解：
自由度数等于原动件数，所以机构具有确定的相对运动。
第3章 平面连杆机构
1．曲柄摇杆机构只有当 （ 摇杆 ）为主动件时，才会出现死点位置。
2. 铰链四杆机构的基本形式是（ 曲柄摇杆机构 、 双曲柄机构 、 双摇杆机构 ） 。
3. 平面连杆机构行程速比系数是指从动杆往返行程（ C ）。
A ．瞬时速度的比值 B. 最大速度的比值
C. 平均速度的比值
D. 最小速度的比值
4. 铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和，则机构中 （ B ）。
A ． 一定有曲柄存在 B. 一定无曲柄存在
5 压力角是指在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的（ B ）方向所夹的锐角。
A. 法线
B. 速度
C. 加速度
D. 切线
6. 在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件且（ B ）处于共线位置时，机构处于死点位置。
A ．曲柄与机架 B. 曲柄与连杆 C. 连杆与摇杆
7. 已知一铰链四杆机构ABCD ，L AB ＝25 mm ，L BC ＝50 mm ， L CD ＝40 mm ，L AD ＝30 mm ，且AD
为1
0725323=-?-?=--=h l P P n F 10725323H L =-?-?=--=P P n F
机架，BC为AD之对边，那么，该机构为（ C）。
A. 双曲柄机构
B. 曲柄摇杆机构
C. 双摇杆机构
D. 固定桁架
8. 平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，且最短杆为机架，则称其为（ C ）。
A. 曲柄摇杆机构
B. 双摇杆机构
C. 双曲柄机构
9. 平面四杆机构中，如存在急回运动特性，则其行程速比系数（ A ）。
A．Κ＞l B．Κ＝1 C．Κ＜1 D．Κ＝0
10．（ B ）能把转动转换成往复直线运动，也可以把往复直线运动转换成转动。
A. 曲柄摇杆机构
B. 曲柄滑块机构
C. 双摇杆机构
D. 导杆机构
11.判断图示各铰链四杆机构的类型：
图（a）（双曲柄机构）、图（b）（曲柄摇杆机构）；
图（c）（双摇杆机构）、图（d）（双摇杆机构）。
12．在铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长关系必须满足：最短杆与最长杆杆长之和大于其他两杆杆长之和。（×）
13. 在平面四杆机构中，只要以最短杆为机架，就能得到双曲柄机构。（×）
14．极位夹角θ越大，机构的急回特性越明显。（√）
15．在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线时的位置就是死点位置。（×）
16．铰链四杆机构如果存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。（×）
17．对心曲柄滑块机构有急回特性。（×）
18．在实际生产中，机构的死点位置对工作都是不利的，因此应设法避免。（×）
19、简述四杆机构中曲柄存在的两个条件。
答：连架杆和机架中必有一杆为最短杆，且最短杆和最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和。
第4章凸轮机构
1. 凸轮机构中按凸轮的形状不同可分为（盘形凸轮、移动凸轮和空间凸轮）。
2. 与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是( A )。
A.可实现各种预期的运动规律
B.便于润滑
C.制造方便，易获得较高的精度
D.从
动件的行程较大
3. 在设计凸轮机构时，要求承载能力大，耐磨损，应采用 ( B ) 从动件。
a．尖顶 b．滚子 c．平底
4．凸轮机构中从动件做等速运动时将产生（ A ）冲击。
A．刚性 B．柔性 C．无刚性也无柔性 D．中速
5. 以下选项中，( B ) 决定从动件预定的运动规律。
A．凸轮转速 B．凸轮轮廓曲线 C．凸轮形状
6．凸轮与从动件接触处的运动副属于（ B ）。
A．移动副 B．高副 C．转动副 D．螺旋副
7. 以下选项中，( B )从动件与凸轮轮廓接触面大，易于润滑，常用于高速凸轮机构。
A．尖顶 B．平底 C．滚子
8．凸轮机构中从动件做等加速等减速运动时将产生（ B ）冲击。
A．刚性 B．柔性 C．无刚性也无柔性 D．中速
9. 与平面连杆机构相比，凸轮机构的突出优点是( A )。
A．可实现各种预期的运动规律 B．传力性能好，便于润滑
10．以下选项中，（ B ）决定从动件预定的运动规律。
A．凸轮转速 B．凸轮轮廓曲线 C．凸轮形状 D.凸轮大小
11 凸轮在转动时，从动件的最大移动量称为( C ) 。
A．推程运动角 B．回程运动角 C．行程
12．凸轮的基圆半径通常是指凸轮实际廓线的最小向径。（√）
13．凸轮的理论廓线与实际廓线大小不同，但其形状总是相似的。（√）
第5章其他常用机构
1. 能实现间歇运动的机构有 ( 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构 ) 。
2. 棘轮机构安装止回棘爪能防止 ( 棘轮 )逆转。
3. 常用的棘轮机构按其工作原理不同可分为 ( 齿式 )和 ( 摩擦式 )两类。
4. 螺旋机构将旋转运动转化为 ( 直线 )运动，同时传递运动和动力。
5. 在棘轮机构中，设置止回棘爪的目的是（ B ）。
A．分度 B. 定位 C. 换向
第6章带传动和链传动
1．设普通V带传动的初拉力为F.、紧边拉力为F1、松边拉力为F2，则带传动工作时的有效拉力F等于（ F1－ F2）。
2. 带传动的传动比就是 ( 主动轮 ) 转速与 ( 从动轮 ) 转速的比值。
3. V带传动的弹性滑动是（不可以）避免的，打滑是（可以）避免的。
4. 平带、V带传动主要依靠（ B ）传递运动和动力。
a．带的紧边拉力b．带和带轮接触面间的摩擦力 c．带的预紧力
5. 带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，其传递的有效圆周力为（ C ）.
A. F1＋F2
B.（F1—F2）／2
C. F1—F2
D.（F1＋F2）／2
6. 带传动工作时产生弹性滑动是因为（ B ）。
a．带的预紧力不够 b．带的紧边和松边拉力不等
7. 带传动工作时产生弹性滑动是因为（ A ）
A. 带的紧边和松边拉力不等
B. 带绕过带轮时有离心力
C. 带和带轮间摩擦力不够
D. 带的预紧力不够
8. 自行车链属于( A ) 。
A）传动链 B）起重链 C）曳引链
9. 摩擦型带传动是依靠 ( C ) 来传递运动和动力的。
A.带与带轮接触面之间的正压力
B.带的松边拉力
C.带与带轮接触面之间的摩擦力
D.带的紧边拉力
10. 为了保证V带传动，一般要求小带轮包角 ( A ) 。.
A. 大于120° B．小于120° C．大于90° D．小于90°
11. 在带传动中，带的运动速度直接影响其传动能力，因此带速度通常限制在( C ) m／s 的围。
A．＞25 B.＜5 C．5～25
12. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。（√）
13. V带和平带一样，都是利用底面与带轮之间的摩擦力来传递动力的。（×）
14. V带传动的主要失效形式为弹性滑动。（×）
15. 带传动的从动带轮圆周速度低于主动带轮圆周速度的原因是带的弹性滑动（√）。
16. 弹性滑动是可以避免的。（×）
17. V带安装时越紧越好。（×）
18. 说明带传动的弹性滑动和打滑区别。
答：弹性滑动是指由带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量滑动，而打滑则是指由于过载带与带轮间发生显著的弹性滑动。弹性滑动不能避免，而打滑可以避免也应当避免。
19. 带传动工作时最大应力在何处？带传动的主要失效形式是什么？
答：带由紧边绕入小带轮处，带传动的主要失效形式是打滑和带动疲劳损坏。
20. 图所示为带传动简图。轮1为主动轮。试问：
（1）带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？能否避免弹性滑动？
（2）带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力σmax＝？
答：
(1) 主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。带传动工作时，紧边与松边有拉力差，带绕在带轮上从紧边到松边其弹性变形逐渐减少，带也随之收缩，与带轮之间产生相对滑动。这种滑动是不可避免的。
(2）紧边开始绕上小带轮处应力最大。最大应力σmax=σ1+σb1+σc。
21．带传动工作时，带上所受应力有哪几种？
答：带传动工作时，带上所受应力有由紧边拉力和松边拉力产生的拉应力、由离心力产生的拉应力和由带弯曲变形产生的应力。
第7章齿轮机构
1．一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：（模数）和（压力角）分别相等。
2. 按凸轮形状来分，凸轮机构可分为( 盘形凸轮、移动凸轮及圆柱凸轮) 三类。
3. 标准直齿圆柱齿轮尺寸计算的“三高”是：( 齿顶高、齿根高和齿全高 )。.
4. 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算的“三高”中，( 齿顶高 )等于标准模数值。
5. 一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：模数和 ( 压力角 )分别相等。
6. 齿轮的主要失效形式有：轮齿折断、( 齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损) 和齿面塑性变形五种。
7. 凸轮轮廓曲线是由 ( 从动件运动规律 )所决定的。
8. 普通螺栓的公称直径为 ( 大 )径，与螺栓抗拉强度关系最大的是 ( 小 )径。
9. 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 (工作载荷 )与 ( 残余预紧力 )之和。
10. 在标准渐开线齿轮上，齿厚与齿槽宽相等所在的圆是 ( 分度圆 ) 。 11 渐开线的形状取决于 ( C ) 的大小。
A ．展角
B ．压力角
C ．基圆 D. 运动角
12. 已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数z ＝25，齿顶高系数h a *＝1，齿顶圆直径d a ＝135 mm ，则其模数大小应为 ( C ) mm 。
A. 2
B. 4
C. 5
D. 6
13． 一对渐开线齿轮的连续传动条件是（D ）。
A ．模数要大 B. 齿数要多
C. 实际啮合线与齿距之比大于等于1
D. 实际啮合线与基圆齿距之比大于等于1
14. 通常闭式软齿面齿轮传动最有可能出现的失效形式是( B ) ；开式传动最有可能出现的失效形式是 ( A )。
a ．轮齿折断
b ．齿面疲劳点蚀
c ．齿面胶合
d ．齿面磨损
15. 闭式齿轮传动软齿面的设计计算准则是 ( B ) 。
A. 按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度
B. 按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度
C. 按齿面磨损进行设计
D. 按齿面胶合进行设计
16. 闭式齿轮传动硬齿面的设计计算准则是 ( A ) 。
A. 按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度
B. 按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度
C. 按齿面磨损进行设计
D. 按齿面胶合进行设计
17. 模数m 是( p ／π) （取有理数）。模数越大，齿轮和轮齿几何尺寸越大。
18. 点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式。 （ √ ）
19. 一对直齿圆柱齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ × ）
20. 两个标准直齿圆柱齿轮，已测得齿数Z 1＝22，Z 2＝98，小齿轮齿顶圆直径d a1＝240 mm ，大齿轮齿全高h ＝22.5 mm ，这两个齿轮不能正确啮合传动。 （ × ）
21. 齿条的直线齿廓是基圆半径无穷大时的渐开线。 （ √ ）
22. 为什么要限制齿轮的最少齿数？对于α＝20o
正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，其最少齿数z min 是多少？
答：防止根切现象发生。α＝20o 正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，其最少齿数z min 是17个齿。
23. 一对直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什么？
答：一对直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是互相啮合的两齿轮的模数与压力角分别相等。
24. 齿轮传动的最基本的要什么？齿廓的形状应符合什么条件才能满足上述要求？
答：齿轮传动的最基本的要在啮合过程中传动比不变。齿廓的形状采用渐开线齿廓可以满足这个要求。
25、齿轮的主要失效形式有哪几种？
答：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和齿面塑性变形。
26. 两个标准直齿圆柱齿轮，已测得齿数Z 1＝22，Z 2＝98，小齿轮齿顶圆直径d a1＝240 mm ，大齿轮齿全高h ＝22.5 mm ，这两个齿轮能不能正确啮合传动？
解： 可以正确啮合。
因为标准齿轮， 25.01**==C h a
27. 渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，其参数为：z 1＝20、Z 2＝52，α＝20°，h a *＝1，c*＝0. 25，d a1＝110 mm 。试求模数m ，中心距a ，两轮的分度圆直径d 1、d 2，齿根圆直径d f1、d f2。 解：mm Z d m a 5220110211=+=+=
28. 某工人搞技术革新，找到两个标准直齿圆柱齿轮，测得小齿轮齿顶圆直径d a1＝115 mm ，大齿轮太大，只测出全齿高h ≈11.3 mm ，数得齿数Z 1=21、Z 2＝98。两齿轮可以正确啮合吗？
解： 两齿轮若要正确啮合，必须满足m 1＝m 2＝m 。
由d a1＝115 mm ，解得：m 2＝115／（21＋2）＝5 mm ，
由h ≈11.3 mm ， 解得：m 2≈11.3／2. 25≈5. 02 mm 。
由于m 1=m 2，所以两齿轮能够正确啮合。
29. 已知一对正常齿制的外啮合标准直齿齿轮的标准中心距a=60mm ，齿数Z 1=20，Z 2=60,求
模数、分度圆直径、全齿高。
解： 1.模数
因为 2)(21Z Z m a += 所以
2. 分度圆直径
3. 全齿高 mm m C h h h h a f a 375.35.1)25.012()2(**=?+?=+=+=
30. 已知一对α＝20°的正常齿标准直齿圆柱齿轮传动，齿数z 1＝20，z 2＝80，测量得齿顶圆直径d a1=66mm ，d a2＝246mm ，两轮的中心距a ＝150mm 。由于该对齿轮磨损严重，需重新配制一对，试确定该对齿轮的模数。并验算中心距。 解： 两齿顶圆直径与模数的关系是：
查表取为标准模数，m ＝3mm 。
验算中心距：a ＝m (z 1+z 2)/2＝3×(20+80)/2 mm ＝150mm 102)2()(**2*****=+=∴+=++=+=c
h h m m c h m c h m h h h h a a a a f a m m Z Z a m 5.160
20602221=+?=+=
mm
mm mZ d 30205.111=?==mm mm mZ d 90605.122=?==mm Z Z m a 180)5220(25)(2121=+=+=mm mZ d mm mZ d 2605251002052211=?===?==mm C h Z m d a f 5.87)5.0220(5*)2*2(11=--?=--=mm
C h Z m d a f 5.247)5.0252(5*)2*2(22=--?=--=
计算结果表明，该对齿轮为m ＝3mm ，α＝20°的标准齿轮。
31. 一齿轮减速器，有一对啮合传动的标准直齿圆柱齿轮。已知m=8mm ，i =3.7, a=452mm,试计算两齿轮的齿数、两齿轮分度圆直径、齿厚、齿距。
解： 计算z 1和z 2：
2
)(221121iz m mz d d a +=+= 因此有： 04.24)
7.31(84522)1(21=+??=+=i m a z 取：z 1=24 8.88247.312=?==iz z 取：z 2=89
分度圆mm mz d 19224811=?== mm mz d 71289822=?==
齿厚 mm m
s 566.12822=?==π
π
齿距 mm m p 133.258=?==ππ
32. 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，参数为：z 1＝22、Z 2＝110、m ＝2 mm 、α＝20°，h a *＝1，c*＝0. 25。试求其传动比i 12，两轮的分度圆直径d 1、d 2、齿全高h ，标准中心距a 。
第8章 蜗杆传动
1. 蜗杆传动是由 （ 蜗杆 ）和 （ 蜗轮 ）组成的，常用于（垂直交错）两轴间传递运动和动力。一般蜗杆为主动件，进行（ 减速 ）传动。
2. 蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮的旋向是 （ 相同 ）的。
3. 在蜗杆传动中，通常以 （ A ） 为主动件。
A ．蜗杆
B 。蜗轮
C 。 蜗杆蜗轮都可以
4. 由于蜗杆的径向尺寸较小，所以蜗杆与轴往往做成一体。（ √ ）
第9 轮系
1. 由一系列齿轮或蜗杆蜗轮组成的传动系统称为 （ 轮系 ）。
2. 按各轮轴线在空间的相对位置是否固定，轮系可分为（ 定轴 ） 轮系和 （ 周转 ） 轮系。
3. 传递平行轴运动的定轴轮系，若外啮合齿轮对数为偶数，则首、末两轮转向 （ 相同 ）。 惰轮对 （ 转速 ） 无影响，但却能改变从动件的（ 转向 ）。
4．周转轮系由 （ 中心轮 、 行星轮 、 行星架 ）组成。
5．惰轮对 （ 转速大小 ） 无影响，但却能改变从动件的 （ 转向 ） 。
6. （ C ）轮系中的两个中心轮都是运动的。
A ．行星
B ．周转
C ．差动
mm Z Z m a mm C h m h a
132)11022(2
2)(215.4)25.02(2*)*2(21=+=+==+?=+=mm mZ d mm mZ d Z Z i 220110244222522
11022111212=?===?=====
7．轮系传动比的大小等于组成该轮系的各对啮合齿轮中（ C ）之比。
A ．主动轮齿数的连乘积与从动轮齿数的连乘积
B ．主动轮齿数的连加和与从动轮齿数的连加和
C ．从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积
D ．从动轮齿数的连加和与主动轮齿数的连加和
8. 轮系 ( B )。
A ．不能获得很大的传动比
B ．可以实现变向和变速
要求
C ．不适于进行较远距离的传动
D ．可以实现运动的合成
但不能分解运动
9. 轮系运动时，各轮轴线位置固定不变的称为 ( B )。
A ．差动轮系
B ．定轴轮系
C ．行星轮系
10. ( A )轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。
A ．行星
B ．周转
C ．差动
11. 在平面定轴轮系中，传动比的符号可由 ( B )决定。
A ．啮合齿轮对数
B ．外啮合齿轮对数
C ．相啮合齿轮的对数
12. 周转轮系传动比的计算是采用( B ) 将周转轮系转化为 ( C ) 。
a ．正转法
b ．反转法
c ．定轴轮系
d ．行星轮系
13. 定轴轮系中所有齿轮的轴线位置均固定不变。 （）
14．定轴轮系中所有齿轮的轴线位置均固定不变。（ √ ）
15. 周转轮系中所有齿轮的轴线位置均固定不变。 （ × ）
16．定轴轮系中所有齿轮的轴线位置均固定不变。（√）
17.定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（ √ ）
18. 定轴轮系传动比的大小等于所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。（ √ ）
19. 平面定轴轮系与空间定轴轮系的传动比如何确定？
答：定轴轮系的传动比为所有从动轮的齿数积除以所有主动轮的齿数积。
20、什么是周转轮系？差动轮系与简单行星轮系有何区别？
至少有一个齿轮的几何轴线是绕其他齿轮固定几何轴线转动的轮系。差动轮系的自由度数是2，而简单行星轮系的自由度数是1。
21. 如图的轮系中若 ：
求蜗轮的转速和转向。并在图中标出各轮的转向。
22. 在图示轮系中，已知Z 1＝18、Z 2＝32、Z 3＝72。试求i 1H 。
8022016404032''1)1(3243224114=????=-==Z Z Z Z Z Z n n i min /10808004114r i n n ====40
,2',40.20',32,16433221======Z Z Z Z Z Z min /8001r n =7232321??-Z Z n n H H
23. 在图示的定轴轮系中，已知Z 1＝18，Z 2＝54， Z 2’＝16， Z 3＝32， Z 3’＝2（右旋）， Z 4＝40，转向如图所示。齿轮1为主动轮，其转速n 1＝3000r/min ，求蜗轮的转速n4并判断Z1的转动方向。
答：
标出n 1转向
24．在图示齿轮系中，已知Z l ＝Z 2＝20，Z 3’＝30，Z 4＝30，Z 4’＝20，Z 5＝80，齿轮1与齿轮3同轴线，求齿轮3的齿数及传动比i 15。 2312a a =
)(2
1)(212321Z Z m Z Z m -=+ 60202202213=?+=+=Z Z Z
1220
30202080306020'4'321543215=??????=??????=Z Z Z Z Z Z Z Z i
25. 在图示定轴轮系中，I 轴的转速n 1＝1800r ／min ， Z 1＝20，Z 2＝40，Z 2＇＝22，Z 3＝44， Z 3＇＝25，Z 4＝22，Z 5＝50，求 i 12、i 35、i 15，求V 轴的转速n 5，并在图中标出I 轴的转向。
解：
26. 如图所示电动提升机的传动系统，已知Z l ＝
18，Z 2=39，Z 2’＝20， Z 3=41, Z 3’=2,（右旋），Z 4
＝50，n 1=1460r/min ，求蜗轮转速与转向。
12021618403254''3214324114=????===
Z Z Z Z Z Z n n i min /25min /120
30001414r r i n n ===220
401212-=-=-=Z Z i 22550)1('354'354235=-==??-=Z Z Z Z Z Z i 825
2220504440)1('3'21532315-=????-=????-=Z Z Z Z Z Z i min /2258
18001515r i n n -=-==541111==-=+-H H H n n i n n
解：
蜗轮的转向为逆时针方向。
第10章 连接 1. 键连接主要用于连接轴与轴上的零件，实现 （ 周向 ） 固定传递转矩。
2. 平键连接属于松键连接.键的 （ 两侧面 ） 是工作面，工作时依靠键与键槽的挤压传递转矩
3 按用途不同，销可分为 （ 连接销 ）、（ 定位销 ）和安全销。
4. （ 弹簧 ）是机械设备中应用广泛的弹性零件。
5. 弹簧的类型很多，按受载状况不同可分为（ 拉伸弹簧、压缩弹簧_、扭转弹簧 ）。
6. 联轴器与离合器的主要作用是 （ C ）。
A ．缓和冲击和振动
B ．补偿两轴间的偏移
C ．联接两轴并传递运动和转矩
D ．防止机器发生过载
7. 使用 （ C ）能将机器上的两轴可靠地固连传动。
A ．离合器 B.制动器 C.联轴器
8. 电动机的转轴和变速箱的输入轴连接时，应当使用（ A ）。
A.联轴器
B. 离合器
C. 制动器
9. 主要考虑保证安全，制动器一般安装在 （ A ）上。
A.高速
B.低速
C.中速 D ．任意
10. 汽车、拖拉机、火车等悬挂装置上使用的板弹簧和螺旋弹簧的作用是（ C ）。
A ．存储能量
B ． 控制运动
C ．缓冲吸振
D ． 测量载荷
11. 在螺栓的直径参数中，( B ) 与螺栓的抗拉强度关系最大。
A ．中径
B ．小径
C ．大径
12. 当螺栓连接的被连接件是锻件或铸件时，应将安装螺栓处加工出凸台或沉头座，其目的是 ( C )。
A ．易拧紧
B ．避免偏心载荷
C ．增大接触面，提高承载能力
D ．外观好
13. 螺纹按用途不同可分为 ( C ) 螺纹两大类。
A. 左旋和右旋
B. 外和
C. 连接和传动
D. 普通螺纹和差动螺纹
14. 键、销连接均属于 ( B )连接。
A. 不可拆
B. 可拆静
C. 可拆动
15. 联轴器和离合器主要用来联接两轴。用离合器时要经常拆卸才能把两轴分开，用联轴器时则无需拆卸就能使两轴分离或接合。（ × ）
16. 摩擦离合器对两轴之间的分离或接合，都是在停止转动的条件下进行。（ × ）
17. 离心离合器的工作原理是利用离心力的作用，当主轴达到一定转速时，能自动与从动轴04.11122018504139'3'214324114=????===Z Z Z Z Z Z n n i min /15.1304
.11114601414r i n n ===
接合或分离。（√ ）
18. 松螺栓纹连接中没有预紧力。（ √ ）
19 .平键、半圆键、花键、均以键的两侧面工作。（ √ ）
20. 一般连接多用细牙螺纹。 （ × ）
21. 圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的最大直径。（ √ ）
22 .键连接主要用于对轴上零件实现周向固定而传递运动或传递转矩。（√）
23. 圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的计算直径。（ × ）
24. 键连接主要用于对轴上零件实现周向固定而传递运动或传递转矩。 （ √ ）
25. 联轴器和离合器主要用来连接两轴。离合器要经拆卸后才能把两轴分开，联轴器则无须拆卸就能使两轴分离。 （ × ）
26. 已知某吊钩为松螺纹联接，M36的螺纹小径d 1=31.67mm 。螺栓等级为5.8。安全系数取
2，求吊钩的最大起重力。
解：确定螺栓的需用应力 性能等级为5.8的螺栓，σs =400MPa 松螺栓联接的S=2：
第11章 轴 1. 轴按承载不同可分为 ( 心轴 )、( 传动轴 ) 和 ( 转轴 )。
2. 传动轴所受的载荷是 ( B ) ，心轴所受的载荷是 ( A )，转轴所受的载荷是 ( C )。
A ．只受弯矩不受转矩
B ．只受转矩不受弯矩
C ．既受转矩又受弯矩
D ．主要受转矩
3. 在轴的结构设计中， ( B )用于轴端零件的轴向固定； ( C ) 用于轴上零件的定位；( A ) 用于轴向载荷不大时的轴向固定；
A ．轴肩
B ．轴端挡圈
C ．圆螺母 4. 既承受弯矩又传递转矩的轴称为 ( B ) 。
A ）心轴
B ）转轴
C ）传动轴
D ）软轴
5. 若轴的强度不足或刚度不足时，可分别采取哪些措施？
答：若轴的强度不足，可以将轴的材料由碳钢改为合金钢；若轴的刚度不足，应增大轴的截面积。
6、轴的功用是什么？说明心轴、传动轴和转轴的受载特点。
答：轴的功用是支承零件并传递运动和力。心轴只承受弯矩，传动轴只承受转矩，而转轴同时承受弯矩和转矩。
7. 轴按受载情况可以分为哪三类？试分析自行车前轴、中轴的受力情况，它是什么轴？
答：分为转轴、心轴和传动轴。自行车前轴是心轴，只承受弯矩，自行车中轴主要承受链条传动的转矩，所以是传动轴。
第12章 轴承
1. 按摩擦类型不同，轴承可分为 ( 滑动轴承 ) 和 ( 滚动轴承 ) 两类。
MPa 2002400][===S S σσKN N d F 1581575494
20067.3114.34][2
21==??=??=σπ
2. 滚动轴承按承受载荷的方向不同可分为：向心轴承，主要承受 ( 径向 ) 载荷；推力轴承，主要承受 ( 轴向 ) 载荷。
3 滑动轴承的材料通常是指 ( 轴瓦 )和 ( 轴承衬 )所采用的材料。
4. 为了使润滑油能够流到轴瓦的整个工作面，轴瓦面上应开有 ( 油沟 )和 ( 油孔 )。
5. 滑动轴承轴瓦面上的油孔一般开在 ( 非承载区 )。
6. 对于载荷小、速度高的轴承应选用黏度 ( 小 )的润滑油。
7. 对于载荷大、冲击大的轴承可选用黏度 ( 大 )的润滑油。
8. 6204型号滚动轴承的径d应该是 ( A ) mm。 A. 20 B. 12 C. 10 D. 2
9. 7210型号滚动轴承的径d应该是 ( B ) mm。
A. 20
B. 50
C. 10
D. 21
10. 6210轴承的径为50mm。（√）
11. 向心滚动轴承只能承受径向载荷。（√）
12. 推力轴承只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷。（√）
第13章机械的调速与平衡
1. 机器产生速度波动的主要原因是( 驱动功与阻力功不相等 )；速度波动的类型有 (周期性)和( 非周期性 )速度波动两类。
2. ( 飞轮 )在机械中的作用，实质上相当于一个储能器。
3. 飞轮通常安装在 ( 低速轴 )上。
4. 机械速度波动将引起机械( 振动和噪声 ) ，影响零件的强度和寿命，降低 ( 机械的效率和工作精度 )。
5. 刚性回转件的不平衡可以分为 ( 静不平衡 )和 ( 动不平衡 )两种类型。
6. 静不平衡的质量分布特点是：质量分布在( 同－ )回转平面。
7. 动不平衡的质量分布特点是：质量分布在 ( 多个 )回转平面。
8. 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
9. 刚性回转件的静平衡力学条件是 ( ∑F＝0 )，动平衡力学条件是 ( ∑F＝0、∑M＝0 )。
机械设计基础试题及答案(免费下载)
《机械设计基础》试题七答案 一、填空（每空1分，共20分） 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分） （）1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 c 始终相切 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 （）2、一般来说， a 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 （）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A 。 （A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90° （）4、一个齿轮上的圆有 b 。 （A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 （C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根
（）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。 （A）oab （B）bc （C）cd （D）de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 d 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 a 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系 (C)定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为 D 。 (A) 齿轮线 (B) 齿廓线 (C)渐开线（D）共轭齿廓 （ B ）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化（D）带的磨损 （ D）12、金属抵抗变形的能力，称为。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度（D）刚度 （ B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B。 （A）转动副(B) 高副 (C) 移动副（D）可能是高副也可能是低副 （ B）14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 （A）普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是 c 。 （A）作用力(B) 力矩 (C) 力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的 c 不同。 （A）轴向正应力σ(B) 轴向线应变ε(C) 轴向伸长△l（D）横向线应变
机械设计基础(第三版)课后答案(1-18节全)
机械设计概述 1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段： 1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。 3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。 4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。 1.2常见的失效形式有哪几种？ 答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。 1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？ 答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。 根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。 1.4标准化的重要意义是什么？ 答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
摩擦、磨损及润滑概述 2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？ 答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。 干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触，被液体油膜完全隔开，摩擦系数极小，摩擦是在液体的分子间进行的，称为液体润滑。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，但由于边界膜较薄，不能完全避免金属的直接接触，摩擦系数较大，仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑，摩擦系数比边界润滑小，但会有磨损发生。 2.2磨损过程分几个阶段？各阶段的特点是什么？ 答：磨损过程分三个阶段，即跑合摩合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。各阶段的特点是:跑合磨损阶段磨损速度由快变慢；稳定磨损阶段磨损缓慢，磨损率稳定；剧烈磨损阶段，磨损速度及磨损率都急剧增大。 2.3 按磨损机理的不同，磨损有哪几种类型？ 答：磨损的分类有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损点蚀、腐蚀磨损。 2.4 哪种磨损对传动件来说是有益的？为什么？ 答：跑合磨损是有益的磨损，因为经跑合磨损后，磨损速度减慢，可改善工作表面的性质，提高摩擦副的使用寿命。 2.5如何选择适当的润滑剂？ 答：选润滑剂时应根据工作载荷、运动速度、工作温度及其它工作条件选择。 当载荷大时，选粘度大的润滑油，如有较大的冲击时选润滑脂或固体润滑剂。高速时选粘度小的润滑油，高速高温时可选气体润滑剂；低速时选粘度小的润滑油，低速重载时可选润滑脂；多尘条件选润滑脂，多水时选耐水润滑脂。 2.6润滑油的润滑方法有哪些？ 答：油润滑的润滑方法有分散润滑法和集中润滑法。集中润滑法是连续润滑，可实现压力润滑。分散润滑法可以是间断的或连续的。间断润滑有人工定时润滑、手动油杯润滑、油芯油杯润滑、针阀油杯润滑、带油润滑、油浴及飞溅润滑、喷油润滑、油零润滑等几种。 2.7接触式密封中常用的密封件有哪些？ 答：接触式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以 2.8非接触式密封是如何实现密封的？ 答:非接触式密封有曲路密封和隙缝密封，它是靠隙缝中的润滑脂实现密封的。
机械设计基础课后习题答案全
7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。 （2 ）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-” 号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做 ，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为： （3 ）求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度：； 系统的运转不均匀系数：； 则飞轮的转动惯量：
图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环中，驱
动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即： 因此求得： （2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈功； 其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中， 相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，因此有： ，则
根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则 。 （3）求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮 安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为： 7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此： 则飞轮的转动惯量： （2）求飞轮的最大转速和最小转速。
机械设计基础试题(含答案)
二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是 和 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行 平衡，平衡时要选择 个回转平面。 19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和 。 20．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 对轮齿承担。 21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力。 22．若带传动的初拉力一定，增大 和 都可提高带传动的极限摩擦力。 23．滚子链传动中，链的 链速是常数，而其 链速是变化的。 24．轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。 25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使 ； 而为了防止过热必须使 。 16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 19. 分度圆直径d 1（或中心距a ） 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22．包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24．弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26． 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 图1 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的 必要条件，且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27． 图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I 轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n 1和齿
机械设计基础
一·观察外形及外部结构 1.减速器起吊装置,定位销,起盖螺钉,油标,油塞各起什么作用？布置在什么位置？ 答：起吊装置为了便于吊运。在箱体上设置有起吊装置箱盖上的起吊孔用于提升箱盖箱座上的吊钩用于提升整个减速器。 定位销为安装方便。箱座和箱盖用圆锥定位销定位并用螺栓连接固紧起。 盖螺钉为了便于揭开箱盖。常在箱盖凸缘上装有起盖螺钉。 油标为了便于检查箱内油面高低。箱座上设有油标。 油塞是用来放油的，把旧的油放出来。所以油塞的位置都是靠在最下方的。2.箱体,箱盖上为什么要设计筋板?筋板的作用是什么,如何布置？ 答：为保证壳体的强度、刚度，减小壳体的厚度。一般是在两轴安装轴承的上下对称位置分别布置。 3.轴承座两侧连接螺栓如何布置,支撑螺栓的凸台高度及空间尺寸如何确定？答：轴承旁边地突台要考虑凸台半径和凸台高度两个参数。 凸台半径和安装轴承旁螺栓的箱体凸缘半径相等； 凸台高度要根据低速轴轴承座外径和螺栓扳手空间的要求来确定，大小等于沉头座直径加上2.5倍的轴承盖螺栓直径 5.箱盖上为什么要设计铭牌？其目的是什么？铭牌中有什么内容？ 主要记载有产家名号、产品的额定技术数据等，中文铭牌上所采用的文字符号应一律使用中国法定的标准，进口产品投放市场需要备中文名牌的也应照此办理 二·拆卸观察孔盖 1.观察孔起什么作用?应布置在什么位置及设计多大才适宜的? 答：通过观察孔可以观察齿轮的啮合情况，并可以向箱体内加润滑油。 应设置在箱盖顶部适当位置；尺寸以便于观察传动件啮合区位置为宜，并允许手进入箱体检查磨损情况。 2.观察孔盖上为什么要设计通气孔？孔的位置为何确定？ 答：通气孔可以调节由于高速运转生热膨胀造成的内外压强差。设置在观察盖上或箱体顶部。 三·拆卸箱盖 1.再用扳手拧紧或松开螺栓螺母时扳手至少要旋转多少度才能松紧螺母，这与 螺栓到外箱壁间的距离有何关系？设计时距离应如何确定？ 答：60度
《机械设计基础》模块一
模块一 一、填空 1、外力指作用在构件上的各种形式的载荷，包括重力、推力、拉力、转动力矩等。 2、平衡指构件处于静止或匀速直线运动状态。 3、力的三要素是指力的大小、方向和作用点。 4、力偶矩的大小、转向和作用平面称为力偶的三要素。 5、两构件相互作用时，它们之间的作用与反作用力必然等值、反向、共线，但分别作用于两个构件上。 6、参照平面力系分类定义，可将各力作用线汇交于一点的空间力系称为空间汇交力系；将各力作用线相互平行的空间力系称为空间平行力系；将作用线在空间任意分布的一群力称为空间任意力系。 二、选择 1、如果力R是F1、F2二力的合力,用矢量方程表示为R=F1+F2,则三力大小之间的关系为( D )。 A.必有R=F1+F2; B.不可能有R=F1+F2; C.必有R>F1,R>F2; D可能有R 机械设计基础复习题（一） 一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号× 1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。( ) 4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。( ) 5．带传动中，打滑现象是不可避免的。( ) 6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。( ) 8．平键的工作面是两个侧面。( ) 9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（） 11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。( ) 13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。( ) 15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。( ) 16．周转轮系的自由度一定为1。( ) 17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。( ) 19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。( ) 20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( ) 二、填空题 1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。 2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为 。 3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的 加以限制。 4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。 10．带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，而小齿轮采用处理。 《机械设计基础》作业答案 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1－1 1－2 1－3 1－4 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双 曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-7 设计一曲柄滑块机构，如题2-7图所示。已知滑块的行程mm s 50=，偏距 mm e 16=，行程速度变化系数2.1=K ，求曲柄和连杆的长度。 解：由K=1.2可得极位夹角 第三章 凸轮机构 3-1 题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知AB 段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角Φ。 3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以C 点为圆心的圆盘，试求轮廓上D 点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。 一、填空题 1 作平面运动的三个构件共有___3__个瞬心，它们位于_ 一条直线__ 上。 2带传动工作时，带中的应力由以下三部分组成（1）紧边和松边拉力产生的拉应力、（2）离心力产生的拉应力、（3）弯曲应力。最大应力发生在紧边进入小带轮处。 3 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏 ___ 。 4 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件是：模数相等__ 和分度圆压力角相等。 5 在矩形螺纹、锯齿形螺纹和三角形螺纹三种螺纹中，传动效率最高的是矩形 螺纹，自锁性最好的是三角形螺纹，只能用于单向传动的是锯齿形螺纹。 6螺纹的公称直径是大径，确定螺纹几何参数关系和配合性质的直径是中径。 7普通平键的工作面为键的__侧__面，楔键的工作面为键的_上下表___面，普 通平键的截面尺寸h b 是根据___轴径_ 确定的。 8代号为62308的滚动轴承，其类型名称为深沟球轴承，内径为 40 mm， 2 为宽度系列代号， 3 为直径系列代号。 9在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中，等速运动规律有刚性冲 击；等加速等减速运动规律和余弦加速度运动规律有柔性 冲击；正弦加速度运动规律无冲击。 10自由度数目为 1 的周转轮系称为行星轮系。 11在齿轮传动设计时，软齿面闭式传动常因_____齿面点蚀_ 而失效，故通常先按__齿面接触疲劳__ 强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算齿轮的____齿根弯曲疲劳____ 强度。 二、问答题 1．按轴工作时所承受的载荷不同，可把轴分成几类如何分类 答：根据轴工作时承受的载荷情况，可以将轴分成三类： 一、转轴：既承受转矩也承受弯矩； 二、心轴：只承受弯矩不承受转矩； 三、传动轴：只承受转矩不承受弯矩 2 螺纹连接为什么要防松有哪几类防松方法 答：在冲击振动或者温度变化等情况下，螺纹副间摩擦力可能减小或消失，导致螺纹连接失效，因此需要防松处理。 防松的方法主要有：摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副关系防松等。 3 简述形成流体动压油膜的必要条件。 答：形成动压油膜的必要条件是： 一、相对运动表面之间必须形成收敛形间隙； 二、要有一定的相对运动速度，并使润滑油从大口流入，从小 口流出； 三、间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。 4简述齿轮传动的主要失效形式 答：轮齿折断； 齿面点蚀； 齿面胶合； 齿面磨损； 齿面塑性变形。 三、分析计算题： 1．（8分）试述铰链四杆机构中相邻两构件形成整转副的条件。并就图中各杆的长度回答： （1）固定哪一个杆时可得曲柄摇杆机构 （2）固定哪一个杆时可得双曲柄机构 第一章 平面机构的自由度和速度分析 题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。 题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A 转动时，构件2绕活动中心C 摆动，同时带动刀架3上下移动。B 点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。 题1—3 计算题1－3图a ）与 图b ）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。 A B C 1 2 3 4 a) 曲柄摇块机构 A B C 1 2 3 4 b) 摆动导杆机构 题解1－1 图 题1－3图a）题1－3图b） 题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。 题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。 题1—5图题解1—5图 题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。 第二章 连杆机构 题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l AD =60mm ，AD 为机架。试问： （1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄， 求l AB 的最大值； （2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。 题2-2 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作 行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由； （2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g min ； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。 题2-3 图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置， 并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。 A C D 题2-1图 《机械设计基础》考试题库 一、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 6. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 7. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 8. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 9. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 10. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 11. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 12. 渐开线的形状取决于（基）圆。 13. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 14. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 15. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、 （塑性变形）和（轮齿折断）。 16. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 17. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 18. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 19. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 20. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 21. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 22. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 23. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固 游式）三种。 24. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构） 与（双摇杆机构）三种。 25. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 26. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分 称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 27. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 28. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 29. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单 元。 二、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除 去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 减速传动的传动比i ＜1。× 12. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越 大。× 13. 带传动一般用于传动的高速级。× 14. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 15. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 16. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 17. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 18. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 19. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 20. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 21. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 22. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 23. 用联轴器时无需拆卸就能使两轴分离。× 24. 用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。 √ 三、 简答题： 1. 机器与机构的主要区别是什么？ 2. 构件与零件的主要区别是什么？ 3. 蜗杆传动的正确啮合条件是什么？ 4. 如何判断四杆机构是否有急回性质？极位夹角θ与急回性质有何关系？ 5. 何谓带传动的弹性滑动和打滑？能否避免？ 6. 一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么？ 7. 一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么？ 8. 齿轮为什么会发生根切现象？ 9. 何谓定轴轮系，何谓周转轮系？ 10. 为什么大多数螺纹联接必须防松？防松措施有哪些？ 11. 机器有哪些特征?机构与机器的区别何在? 五、单项选择题： 1. （B ）是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。 Ａ. 机器；Ｂ.零件；Ｃ.构件；Ｄ.机构。 2. 两个构件之间以线或点接触形成的运动副，称为（B ）。 Ａ. 低副；Ｂ.高副；Ｃ. 移动副；Ｄ. 转动副。 3. 一端为固定铰支座，另一端为活动铰支座的梁，称为（B ）。 Ａ. 双支梁；Ｂ.外伸梁；Ｃ. 悬臂梁。 4. 一端为固定端，另一端为自由的梁，称为（C ）。 Ａ. 双支梁；Ｂ.外伸梁；Ｃ. 悬臂梁。 5. 一般飞轮应布置在转速（B ）的轴上。 Ａ. 较低；Ｂ. 较高；Ｃ. 适中。 6. 在下列平面四杆机构中，有急回性质的机构是（C ）。 Ａ. 双曲柄机构；Ｂ. 对心曲柄滑块机构；Ｃ. 摆动导杆机构； Ｄ. 转动导杆机构。 7. 带传动是借助带和带轮间的（B ）来传递动力和运动的。 Ａ. 啮合；Ｂ.磨擦；Ｃ. 粘接。 8. 曲柄摇杆机构的死点发生在（C ）位置。 Ａ. 主动杆与摇杆共线；Ｂ. 主动杆与机架共线；Ｃ.从动杆与连杆共线；Ｄ. 从动杆与机架共线。 9. 在带传动中(减速传动) ，带的应力最大值发生在带（C ）。 Ａ. 进入大带轮处；Ｂ. 离开大带轮处；Ｃ. 进入小带轮处；Ｄ. 离开小带轮处。 10. 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（D ）。 Ａ. 两齿轮的模数和齿距分别相等； Ｂ. 两齿轮的齿侧间隙为零； Ｃ. 两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等；Ｄ. 两齿轮的模数和压力角分别相等。 Ｄ. 蜗杆圆周速度提高。 ****学院 -- 学年第学期期考试试卷 课程：机械设计基础出卷人：考试类型：闭卷【√】 开卷【】适用班级： 班级学号姓名@ 得分 一、填空题（25分，1分/空） 1．两构件之间为接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入个约束。 2．如图所示铰链四杆机构中，若机构 , 以AB杆为机架时，为机构； 以CD杆为机架时，为机构； 以AD杆为机架时，为机构。 3．在凸轮机构从动件的常用运动规律中，、运动规律有柔性冲击。 4．采用标准齿条刀具加工标准齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动。一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是，其接触强度的关系是。 5．普通平键的工作面是，工作时靠传递转矩；其剖面尺寸按选取，其长度根据决定。6．螺纹常用于联接，螺纹联接常用的防松方法有，和改变联接性质三类。 7．轴按照承载情况可分为、和。自行车的前轴是，自行车的中轴是。 二、问答题（16分，4分/题） 1．加大四杆机构原动件上的驱动力，能否是该机构越过死点位置为什么 2．一对标准直齿轮，安装中心距比标准值略大，试定性说明以下参数变化情况：（1）齿侧间隙；（2）节圆直径；（3）啮合角；（4）顶隙 3．在机械传动系统中，为什么经常将带传动布置在高速级带传动正常运行的条件是什么 4．移动滚子从动件盘形凸轮机构若出现运动失真，可采取什么改进措施 三、# 四、计算题（49分） 1．某变速箱中，原设计一对直齿轮，其参数为m=2.5mm，z1=15，z2=38；由于两轮轴孔中心距为70mm，试改变设计采用斜齿轮传动，以适应轴孔中心距。试确定一对斜齿轮的主要参数（模数、齿数、压力角、螺旋角），并判断小齿轮是否根切。（15分） 2．图示轮系中，已知各轮齿数为：z1= z2′= z3′=15，z2=25，z3= z4=30，z4′=2（左旋），z5=60，z5′=20（m=4mm）。 若n1=500r/min，转向如图所示，求齿条6的线速度v的大小和方向。（16分） 第一章机械零件常用材料与结构工艺性 Q235:Q:“屈”,235:屈服点值 50号钢:平均碳得质量分数为万分之50得钢 第二章:机械零件工作能力计算得理论基础 (必考或者二选一)+计算 1，在零件得强度计算中,为什么要提出内力与应力得概念？ 因为要确定零件得强度条件 内力:外力引起得零件内部相互作用力得改变量。 应力为截面上单位面积得内力。 2，零件得受力与变形得基本形式有哪几种？试各列出1~2个实例加以说明。轴向拉伸与压缩;剪切与挤压;扭矩;弯曲 △ 第四章螺旋机构P68四选一 1、试比较普通螺纹与梯形螺纹有哪些主要区别？为什么普通螺纹用于连接而梯形螺纹用于传动？ 普通螺纹得牙型斜角β较大,β越大,越容易发生自锁,所以普通螺纹用于连接。β越小,传动效率越高,固梯形螺纹用于传动。 2、在螺旋机构中,将转动转变为移动及把移动转变为转动有什么条件限制？请用实例来说明螺母与螺杆得相对运动关系。 转动变移动升角要小,保证可以自锁;而升角大得情况下,移动可转为转动 3、具有自锁性得机构与不能动得机构有何本质区别？ 自锁行得机构自由度不为0,而不能动得机构自由度为0 4、若要提高螺旋得机械效率,有哪些途径可以考虑？ 降低摩擦,一定范围内加大升角,降低牙型斜角;采用多线螺旋结构 第五章平面连杆 1、为什么连杆机构又称为低副机构？它有那些特点？ 因为连杆机构就是由若干构件通过低副连接而成得 特点就是能实现多种运动形式得转换 2、铰链四连杆机构有哪几种重要形式？它们之间只要区别在哪里？ 1，曲柄摇杆机构 2，双曲柄机构 3，双摇杆机构 区别:就是否存在曲柄,曲柄得数目,以及最短杆得位置不同。 3、何谓“整转副”、“摆转副”？铰链四杆机构中整转副存在得条件就是什么？ 整转副:如果组成转动副得两构件能作整周相对转动,则该转动副称为整转副 摆转副:如果组成转动副得两构件不能作整周相对转动…… 条件:1,最长杆长度+最短杆长度≤其她两杆长度之与(杆长条件) 2,组成整转副得两杆中必有一个杆为四杆中得最短杆。 4、何谓“曲柄”？铰链四杆机构中曲柄存在条件就是什么？ 曲柄就是相对机架能作360°整周回转得连架杆 平面机构及其自由度 1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。 解 1）取比例尺 绘制其机构运动简图（图b）。 l 图 b） 2）分析其是否能实现设计意图。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF GAGGAGAGGAFFFFAFAF 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 3）提出修改方案（图c ）。 为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 图 c 1） 图 c 2） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F 解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F 3、计算图示平面机构的自由度。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 解：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F 2007～2008下学期《机械设计基础》期考试题(B) 一、填空题（30分） 1、根据轮系中各轮轴线在空间的相对位置是否固定，轮系分（）和（）两类。 2、按轴的承载情况不同,可分为（），（），（）。 3、当两个构件通过运动副联接，任一个构件的运动受到限制，从而使自由度减少，这种限制就称为（）。 4、一对直齿圆柱齿轮要正确啮合，其（）和（）必须相等。 5、铰链四杆机构的基本类型有（）、（）、（）三种。 6、加惰轮的轮系只改变（），不改变（）。 7、直齿圆柱齿轮的基本参数有（）、（）、（）、齿顶高系数和顶隙系数。 8、凸轮机构按从动件形式的不同可分为（）从动杆、（）从动杆和（）从动杆。 9、键联接主要用于联接（）和（）用来确定转动零件的（）和（）。 10、螺纹联接的防松方法常用（）、（）、（）。 11、根据摩擦性质的不同,轴承可以分为（）( ）两大类。 12、根据工作原理的不同,离合器主要分为 ( )( ）两大类 三、选择题：（15分） 1、机械中常利用（）的惯性力来越过机构的死点位置。 A、主动构件 B、联接构件 C、从动构件 2、普通螺纹的牙型角是（）。 A、30° B、55° C、60° 3、（）个构件直接接触产生某种相对运动的联接称为运动副。 A、1 B、2 C、3 4、标准齿轮的压力角为20°，在（）上。 A、基圆 B、分度圆 C、节圆 5、复合铰链的转动副数为（）。 A、活动构件数－1 B、构件数－1 C、等于构件数 6、一对渐开线齿轮传动（）。 A、保持传动比恒定不变； B、传动比与中心距有关 C、在标准中心距的条件下，分度圆与节圆不重合。 7、螺纹的公称直径是指（）。 A、螺纹小径 B、螺纹中径 C、螺纹大径 8、双线螺纹的螺距P=导程L的（）倍。 A、1/2 B、2 C、3/2 9、一个作平面运动的构件具有（）个自由度。 A、1 B、2 C、3 10、在不能开通孔或拆卸困难的场合宜采用（）。 A、圆柱销 B、圆锥销55° C、内螺纹圆柱销(圆锥销) 四、指出下面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算机构的自由度，并判断机构是否具有确定的相对运动。（15分） n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =机械设计基础习题及答案
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