机械设计基础问答题

机械设计基础问答题

1.试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。

①零件是制造的基本单元；②某些零件固联成没有相对运动的刚性组合称为构件，构件

是运动的基本单元；③构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持相对运动的可动联接，称为运动副；④当构件用运动副联接以后，它们之间的某些相对运动将不能实现，这种对相对运动的限制称为运动副的约束；⑤能完成有用的机械功或转换机械能的机构组合系统称为机器；⑥机器与机构总称为机械。

2.何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？

①三个或三个以上的构件在同一轴线上用回转副相联接构成复合铰链；②局部自由度是

指不影响机构中输入与输出关系的个别构件的独立运动（凸轮机构中的滚子——提高效率，减少磨损）；③运动副引入的约束中，对机构自由度的影响与其他机构重复，这些重复的约束称为虚约束（机械中常设计带有虚约束，对运动情况虽无影响，但往往能使受力情况得到改善）。

3.机构具有确定运动的条件是什么？若不满足条件，将会出现什么情况？

①运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：运动链的自由度必须大于零，主

动构件数必须等于运功链的自由度；②不满足条件时，当自由度为零时，运动链将成为各构件间没有相对运动的刚性构架，当主动构件数大于自由度时，可能会折断构件，当主动构件数小于自由度时，从动件的运动不确定。

4.试述机件损伤和失效的主要形式以及机件工作准则的涵义。

①机件的主要的损伤及失效形式有：机件产生整体的或工作表面的破裂或塑性变形，弹

性变形超过允许的限度，工作表面磨损、胶合和其他破环，靠摩擦力工作的机构产生打滑和松动，超过允许强度的强烈震动，等等；②主要准则：强度——机件抵抗断裂、过大的塑性变形或表面疲劳破坏的能力，刚度——机件受载时抵抗弹性变形的能力，常用产生单位变形所需的外力或外力矩来表示（提高刚度的办法：改进机件结构，增加辅助支撑或肋板以及减小支点的距离，适当增加断面尺寸）耐磨性——磨损过程中抵抗材料脱落的能力，振动稳定性——机器在工作时不能发生超过容许的振动，耐热性。

5.机械中常用哪些材料？选用材料的原则是什么？

1.机械制造中常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金以及非金属材料。

2.材料选用有3种原则：a：使用要求——考虑机件所受的则和的大小、性质和应力方向

（拉伸为主—钢件；受压机件—铸铁），机件的工作条件，机件的尺寸和重量的限制，机件的重要程度；b：工艺要求；c：经济要求。

6.滑动摩擦根据摩擦面间润滑剂的存在情况，滑动摩擦如何分类？

a：干摩擦：两摩擦表面间无任何润滑剂而直接接触的纯净表面间的摩擦状态；

b：边界摩擦：摩擦副表面各吸附一层极薄的边界膜，边界膜厚度通常在0.1um以下，尚不足以将微观不平的两接触表面分隔开，两表面间仍有凸峰接触；

c：流体摩擦：两摩擦表面完全被流体层分隔开，表面凸峰不直接接触的摩擦状态；

d：混合摩擦：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦处于混合共存状态下的摩擦状态。

7.试述螺纹牙型的主要种类及应用。

a：三角形螺纹：螺纹牙根厚、强度高、牙型角大，当量摩擦系数大、自锁性能好但传动效率低，适用于联接；

b：矩形螺纹：由于牙型角为0度，传动效率最高，但是精加工困难，磨损后间隙难以补偿，易松动，螺母与螺杆对中心的准确度较差，螺纹根部强度最弱，应用已经很少。

c：锯齿形螺纹：效率较矩形螺纹略低，牙根强度很高，适用于承受单向载荷的螺旋传动；

d：梯形螺纹：牙型角为30度，传动效率较矩形螺纹低，但牙根强度高，当采用剖分螺母时，螺纹磨损后的间隙可以补偿，广泛用于螺旋传动。

8.螺纹联接的基本类型有哪些？各适用于什么场合？

a：螺栓联接：不需加工螺纹孔，结构简单，装拆方便，多用于被联接件不太厚并需经常拆卸的场合；

b：螺纹联接：用于被联接之一较厚，不便加工通孔的场合，但不能经常拆卸，否则会因螺纹孔磨损而导致被联接件磨损；

c：双头螺柱联接：用于被联接件之一太厚不便于穿孔且需经常拆卸或结构上受限制不能采用普通螺栓联接的场合；

d：紧定螺钉：多用于轴上零件的固定，可以传递不大的力和转矩。、

9.螺纹联接防松的意义及基本意义是什么？

在静载荷和温度变化不大的情况下，联接所用的三角形螺纹都有自锁性，但在冲击、震动和变载荷的作用以及温度变化较大的情况下，联接有可能松动，甚至松脱，不仅影响机器正常工作，有时还会造成严重事故，所以在设计螺栓联接时必须考虑防松。螺纹联接防松的实质问题是在于防止螺纹副拧紧后的反向相对运动。防松的方法按工作原理不同有以下三大类：a：附加摩擦力防松，如使用弹簧垫圈；b：直接锁住防松，如开口销、串联金属丝的使用；c：破坏螺纹副关系防松，例如焊接或冲点。

10.试从传递转矩能力、制造成本、削弱轴强度几个方面比较平键、半圆键和花键联接。

a：传递扭矩的能力：平键和半圆键均是靠轮毂和键侧面的相互挤压来传递扭矩的，而花键是利用多齿传递载荷而且键和轴做成一体，故其承载能力较大，而半圆键用于轻载的场合。

b：制造成本：由于花键是在轴上周向均匀加工出多个键齿，且轮毂也要加工出相应的键齿槽，故其制造成本较高。

c：削弱轴的强度：平键和半圆键均需要在轴上开出键槽，故均会削弱轴的强度，而半圆键的键槽开的最深，故对轴的强度的削弱最大，而花键的键和轴为一体，对轴强度的削弱最小。

11.铆接，焊接，和粘接各有什么特点，分别适用于什么情况？

a：铆接：铆钉联接是利用顶杆和预制头的铆钉通过被联接件的预制孔，然后利用铆型施压再制造出另一端的铆头构成的不可拆分的联接。铆接具有工艺简单，耐冲击和牢固等优点，但结构笨重，并会削弱被联接件的强度。主要用于轻金属结构、非金属元件的联接以及受冲击或震动的金属结构而由于焊接技术限制的场合；

b：焊接：焊接是利用局部加热的方法是两个以上的金属元件在联接处形成分子间的结合而构成的不可拆卸的联接。与铆接相比，具有重量轻、强度高、工艺简单等优点，但是由于焊接后常有残余应力及变形，不宜承受严重的冲击和震动，而且由于某些材料的焊接技术还有待研究，应此还不能完全取代铆接，应用在单件生产时，用焊接代替铸造来生产结构形状复杂或尺寸较大的零件，大的锻件也可以分开制造后再焊接为整体；

c：粘接：粘接是由胶粘剂直接涂在被联接件的联接表面间，固着后粘合而形成的一种联接，粘接工艺较简单，具有重量轻，耐腐蚀，密封性能好等优点，但不宜在高温条件下工作。目前用于要避免铆接、焊接因钻孔、高温而引起的应力集中以及不同材料或极薄金属间的联接。

12.带传动的工作能力取决于哪些方面？请分析预拉力、小轮包角、小轮直径、传动比和中

心距数值的大小对带传动的影响。

带传动是依靠带与带轮接触面之间的摩擦力来传递运动和动力的，故摩擦力增大其所能传递的功率也越大。增大小轮包角和预拉力均能增大摩擦力，其他条件不变时，增大小轮直径，减小传动比和增大中心距均可以使得包角增大，但是小轮直径越小其所受的弯曲应力会增大。

13.试述带传动的弹性滑动与打滑的现象、后果及原理。

弹性滑动是由于带工作时紧边和松边存在压力差，使带的两边的弹性变形量不相等，从而引起带与带轮之间局部而微小的相对滑动，这是带传动正常工作时的固有特性，因而是不可避免的。弹性滑动会使带传动不能保持准确的传动比，降低传动效率。而打滑则是由于过载而引起的带在带轮上的全面滑动，打滑时带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低甚至停止运动，致使传动失效。

14.试从工作原理、结构、特点和应用将带传动和链传动作比较。

带传动是依靠带与带轮接触面之间的摩擦力来传递运动和动力的，带传动由两个带轮和压紧其上的传动带组成。带传动能缓和冲击，吸收震动，传动较平稳，噪声小，过载时可以通过打滑起到过载保护的作用，结构简单，能用于中心距较大的传动，但是传动效率较低，不能保证转速比，承载能力小，尺寸大。由于需要预紧，轴上受力较大，而且带传动可能会摩擦起电、产生火花，不能用于易燃易爆的场所；

链传动是由主、从动链轮和绕在其上的链条组成，靠中间挠性链条与链轮轮齿的啮合传动，与带传动相比，链传动张紧力小或无需张紧，传动效率较高，平均转速能保持为定值，但是由于多边形效应，其瞬时角速度比不恒定，传动不够平稳。链传动可在中心距大，中、低速重载、运动平稳性不高以及温度较高、多尘、油污等恶劣条件下工作。15.滚子链传动的主要失效形式有哪些？计算承载能力的基本公式依据是什么？

滚子链传动的主要失效形式有：在变应力作用下链板疲劳破坏；链条铰链销轴磨损导致链节距过度伸长引起脱链；速度过高或润滑不良使销轴与套筒之间发生胶合；套筒或滚子由于过载冲击疲劳破断；低速重载或严重过载是链条静力拉断。

对于每一种失效形式，均可以得出相应的极限功率表达式，或绘成极限功率曲线，修正后可以得到许用功率，计算承载能力的工作功率必须小于许用功率。

16.滚子链传动的主要参数有哪些？应如何合理选择？

a：链的节距和排数：节距越大，能传递的功率也越大，但运动的不均匀性、动载荷、噪声也相应的增大。应此，在满足承载能力的条件下，应尽可能选用小节距的链，高速重载时可选用小节距的多排链；

b：链轮齿数：齿数不应过少或过多，过少会使运动不均匀性加剧，过多因磨损而引起的节距增长导致滚子与链轮齿的接触点向链轮齿顶移动，进而导致传动容易发生跳齿和脱链现象，缩短链的使用寿命，而且为了磨损均匀齿数最好是与链节数互为质数的奇数。

c：中心距和链节数：中心距过小时链与小轮啮合的齿数少，若中心距大则松边垂度过大，传动中容易引起链条颤动，一般链条节数应为偶数。

17.齿轮传动中瞬时传动比保持恒定不变的条件是什么？

齿廓的形状必须符合下述条件：两齿廓不论在哪个位置接触，过接触点所作齿廓的公法线必须通过连心线上的一个定点。

18.一对相啮合的齿数不等的标准渐开线外啮合直齿圆柱齿轮，两轮的分度圆齿厚，齿根圆

齿厚和齿顶圆上的压力角是否相等？那个较大？哪个齿轮齿廓较为平坦？

由于齿轮齿廓的形状取决于基圆的大小，故齿数多的齿轮基圆较大，因而齿廓较为平坦，两轮分度圆齿厚相等，均为πm/2，齿数多的齿轮的齿根圆较大。齿数小齿轮的齿顶圆

的压力角较大。

19.齿轮失效有哪些形式？产生这些失效的原因是什么？在设计和维护中应如何避免失效？

a：轮齿折断：在载荷多次重复作用下，在齿根产生循环变化的弯曲应力，再由于齿轮齿根过渡圆角较小；齿根表面粗糙度较高；滚切是可能留下的刀痕或拉伤；热处理产生的微裂痕和传动系统中的动载荷以及接触不良等因素的影响，会引起较大的齿根应力，当最大应力超过材料的弯曲疲劳强度是，就会最终导致轮齿疲劳断裂，还有用淬火钢、铸铁等材料制造的齿轮受短时严重过载也会造成突然折断；设计时应提高齿根弯曲强度，改进热处理方式。

b：齿面磨粒磨损：金属与非金属杂物进入轮齿工作表面，齿面间有相对滑动存在，在载荷的作用下，这些外来颗粒起着磨损作用，会引起齿面产生磨粒磨损，主要发生在开始齿轮传动中；闭式齿轮传动为了避免磨粒磨损应注意减小齿面粗糙度，改善润滑条件。

c：齿面点蚀：由于轮齿工作时，在齿面接触处产生过高的接触应力，如超过材料的接触疲劳极限时，在载荷多次作用下，齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹，随着应力循环次数的增多，裂纹扩张和蔓延，使裂纹之间的金属微粒剥落下来而形成凹坑。提高齿面硬度可以提高齿面抗点蚀能力，此外由于润滑油渗入微观裂纹，有可能促使裂缝扩展，故采用粘度大的润滑油有利于减缓点蚀；

d：齿面胶合：高速重载、低速重载的情况下均有可能发生胶合现象，采用良好的润滑方式、限制油温、增加润滑油粘度、采用抗胶合添加剂的合成润滑油，减小齿面粗糙度可防止或减轻轮齿产生胶合破坏；

e：齿面塑性变形：在过大应力作用下，轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成塑性变形。

常发生在大的过载、频繁启动或硬度低的齿轮上。提高齿面硬度及采用高黏度润滑油都有助于防止轮齿产生塑性变形。

20.试述齿形系数Y F的物理意义及其影响因素。

Y F是一单位为1的量纲，且其值只与齿形的尺寸比例有关而与模数无关，标准齿形仅与齿数有关。

21.与直齿圆柱齿轮相比，试述斜齿圆柱齿轮传动的特点和应用。

相对于直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮工作时同时啮合的轮齿数多，重合度较大，轮齿误差对传动的影响较小，而且每个轮齿上所受载荷也是由大逐渐减小到零，所以其传动平稳性较好，承载能力较大，故在高速大功率的齿轮传动中应用十分广泛。但是其传动时会产生轴向力，轴和轴承将都会受到轴向力的影响，于传动不利。

22.试述直齿锥齿轮大端背锥、大端当量齿轮和当量齿数的涵义。

a：大端背椎：过分度圆锥母线的端点C作大端球面的切线交轴线于O‘点，CO’绕轴线一圈所形成的与锥齿轮大端球面相切的锥面称为大端背椎。

b：大端当量齿轮：用背椎面的齿形来代替球面上的理论齿形，背椎面上的齿形展开成两个平面扇形齿轮，若将扇形齿轮补全为完整的假想齿轮，则该假想齿轮成为大端当量齿轮。

c：当量齿数：即为大端当量齿轮的齿数，Z r=Z a/cosδ。

23.什么叫变位齿轮？在模数m，分度圆压力角以及齿数不变的情况下比较正变位齿轮、负

变位齿轮和标准齿轮。试述标准齿轮传动、等移距变位齿轮传动、正传动和负传动的特点和应用。

a：将刀具从轮坯中心向外或向内移动一段距离，这样切出来的齿轮称为变位齿轮。

b：正变位后，分度圆齿厚增大，齿槽宽减小，齿顶高增大，齿根高减小；而负变位与此相反。正变位可以提高轮齿的弯曲强度，并在齿数Z≤Z MIN时避免根切；负变位后齿轮弯曲强度变低，可以用以配凑中心距。

c：①等变位齿轮可以用正变位切制出齿数小于Z MIN而无根切的小齿轮；用负变位可以切制修复已经磨损严重的巨型大齿轮；等变位传动可以合理地调整两轮齿根厚度，使其弯曲强度和齿根部磨损大致相等，以提高传动的承载能力或耐磨性相等，可以用来取代标准齿轮传动；②Z1+Z2≤2Z min时必须使用正传动才能使两轮都避免根切，而且可以满足中心距大于标准中心距的传动，并可以提高轮齿的弯曲强度，减轻轮齿磨损，但是重合度减小较多；③负传动虽然会略增加重合度，但会降低轮齿的弯曲强度且两轮齿根滑动系数较大，使磨损加剧，只有在配凑中心距时才使用；④与标准齿轮传动相比，变位齿轮没有互换性，必须成对设计、制造和使用。

24.普通圆柱蜗杆传动的组成及工作原理是什么？它有哪些特点？宜用于什么情况？

蜗杆传动由蜗杆及涡轮组成，一般蜗杆为主动件。在主平面上，蜗杆传动相当于齿条齿轮的传动，当蜗杆绕轴旋转时，蜗杆轮齿相当于齿条作轴向移动而驱动涡轮轮齿，使涡轮旋转。

涡轮传动具有以下特点：传动比大，结构紧凑；传动平稳，噪声小；可以实现自锁；但是蜗杆传动由于齿间存在较大的相对滑动，传动中摩擦较大，发热大，效率低，自锁时啮合效率低于0.5，因而需要良好的润滑和散热条件，不适用于大功率传动；同时为了减小磨损和防止胶合，便于跑合，涡轮齿圈常用比较贵重的有色金属。

25.蜗杆传动的失效形式和强度计算与齿轮传动相比，主要的异同点是哪些？

齿轮传动中所能发生的点蚀、弯曲折断、胶合和磨损等失效形式，在蜗杆传动中也都有可能出现，但是蜗杆传动在齿面间有较大的相对滑动，磨损、胶合为最常见的失效形式，而且蜗轮轮齿弯曲强度所限定的承载能力大都超过齿面点蚀和热平衡计算所限定的承载能力，蜗轮断齿情况很少发生。

胶合和磨损目前无成熟的计算方法，但是它们均随齿面接触应力的增加而加剧，因此可统一作为齿面接触强度进行条件性计算，根据不同材料的失效形式以相应的许用接触应力加以补偿，这样蜗杆齿面的接触强度计算便成为蜗杆传动最基本的轮齿强度计算。26.试述蜗杆传动中滑动速度的涵义。弧面蜗杆传动与普通蜗杆传动相比有哪些特点？

蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮在啮合节点处的圆周速度相互垂直，其相对速度称为滑动速度。

弧面蜗杆传动由于滑动速度方向与接触线间的夹角较大，故其形成动压油膜的条件比较好，因而抗胶合能力以及传动效率都比普通圆柱蜗杆传动有显著提高。

27.试比较螺旋传动与齿轮齿条传动的特点和应用。试比较普通滑动螺旋传动、滚动螺旋传

动的特点与应用，

a：螺旋传动和齿轮齿条传动均可将螺旋运动变成直线运动，但是螺旋传动一般不可逆向转变。螺旋传动与齿条传动相比有如下特点：1.降速传动比大，故对高速转换成低速直线可以简化系统，使结构紧凑，并提高传动精度；2.可获得大的轴向力；3.能实现自锁；4.工作平稳无噪声；5.其效率较低、磨损快，因而不适用于高速和大功率传动。

b：滚珠螺旋与滑动螺旋相比，具有以下特点：1.传动效率高，一般可达95%以上；2.

启动力矩小，传动灵敏；3.磨损小，寿命长，维护简单；4.经调整预紧后，可消除滚珠螺旋中的间隙，因而具有较高的传动精度和轴向刚度；5.但是不能自锁，传动具有可逆性，需要采用防止逆转的措施；6.结构、工艺比较复杂，成本较高。

28.试比较凸轮传动与连杆传动的特点与应用。

1.连杆传动由于运动副内有间隙，当构件数目较多或精度较低时，运动积累误差较大，

而且要设计精确实现任意运动规律较困难。凸轮传动与连杆传动相比，凸轮传动结构简单、紧凑，能方便地设计凸轮轮廓以实现从动件预期的运动规律。

2.连杆传动构件相联处都是面接触，压强较小，磨损也小，因而能够用于重载，使用寿

命较长，而且其接触表面是平面或圆柱面，加工简单，可以获得较高的精度。而凸轮传

动中齿廓与从动件之间为点接触或线接触，易磨损，不宜承受重载荷或冲击载荷。29.试比较棘轮传动和槽轮传动的特点及应用。

1.棘轮传动结构比较简单，而且棘轮每完成一次间歇运动转过的角度可在大范围内改变

或调节，而且棘轮每次运动和停止的时间比可以选择适当的驱动机构来改变，比较灵活。

但棘轮传动工作时有较大的冲击和噪声，传动精度较低，故一般只适用于低速轻载的间歇传动。

2.槽轮传动有结构简单，传动效率高，与棘轮传动相比运转平稳和冲击较小等特点；但

是槽轮的间歇传动角度一经设计制成，就不能再改变。一般用于自动机床转位机构，电影放映卷片机构等自动或半自动机械中。

30.轴常用的材料有哪些？应如何选择？

轴常采用碳素钢和合金钢制造。碳素钢比合金钢价廉，且对应力集中敏感性较低，应用更为广泛；合金钢具有较高的机械强度、可淬性较好，但对应力集中较为敏感，价格也较贵，故重载或重要的轴、要求尺寸小、重量轻的轴、要求高耐磨性以及在在高温等特殊环境下工作的轴，常采用合金钢。而尺寸偏大形状复杂（如曲轴）也可采用铸钢或球墨铸铁，但铸钢的品质不易保证、容易出现缩孔等缺陷。球墨铸铁具有成本低、吸振性和耐磨性较好以及对应力集中敏感性较低等优点，但是球墨铸铁的质量需要靠良好的铸造工艺予以保证。

31.良好的滑动轴承的轴瓦材料应具有哪些性能？

轴瓦的主要失效形式是磨损和胶合，此外还有疲劳破坏、腐蚀等，为保证轴承正常工作，要求轴承材料具有足够的强度和塑性、减摩性和耐磨性好、耐腐蚀和抗胶合能力强、导热性好、热膨胀系数小，容易跑合且易于加工制造。

32.非液体滑动摩擦滑动轴承的计算应限制什么？为什么？

应限制平均压强——以保证润滑油不被过大的压力挤出，边界油膜不易破裂，使轴瓦不致产生过度磨损；

限制pv值——为了不产生过高的温升，避免胶合失效；

限制滑动速度v——避免由于滑动速度过高而加速磨损。

33.滑动轴承中，形成液体动压油膜的条件的有哪些？

形成液体动压润滑的条件是：1.被润滑的两表面必须有楔形间隙；2.被润滑的两表面必须连续充满着具有一定粘度的润滑油；3.被润滑的两表面必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油从大口进、小口出。

34.联轴器和离合器的功用有何相同点和不同点？

联轴器和离合器都是联接两轴，使之一起回转并传递转矩。用联轴器联接的两轴只有在机器停车后，通过拆卸才能分离，而离合器则可以在机器运转过程中方便的使两轴分离或结合。

35.联轴器联接两轴的偏移形式有哪些？综合位移指的是何种偏移形式？

两轴的偏移形式有：两轴的轴向位移、径向位移、角位移。综合位移指这些位移之和。

36.制动器的作用是什么？何谓常开式和常闭式制动器？制动器设置应注意哪些问题？

制动器是用来降低机械运动速度或迫使其停止运动的装置。常闭式制动器经常处于抱闸制动状态，只有施加外力才能使其松闸解除制动；常开式制动器经常处于松闸状态，需要施加外力才能使其抱闸制动。制动器设置时一般应设在高速轴上，而且机械传动系统中位于制动装置的后面不应该出现带传动、摩擦传动和摩擦离合器等重载时可能出现摩擦打滑的装置。

37.单万向联轴器和双万向连轴器在工作性能上有何差别？双万向连轴器在安装上有何特

殊要求？

万向联轴器均可允许被联接的两轴在较大的偏转较（<45度）下工作。不过单万向联轴器的主动轴以等角速度回转一圈时，从动件虽然也回转一圈，但角速度在w/Cosa—w cosa内周期变化，在传动中会引起附加动载荷，偏转角越大，从动轴的角速度波动以及由此引起的动载荷也越大。而双万向联轴器可以避免此缺点。双万向联轴器在联接是应使中间轴上两端的叉形接头位于同一平面内，而且应使中间轴与主动轴、从动轴的夹角相等，这样才能保证主动轴和从动轴的瞬时角速度相等。

38.试比较牙嵌式离合器和摩擦式离合器的特点和应用。

牙嵌式离合器结构简单，传递扭矩大，尺寸小，工作时无滑动、安装好后不需要经常调整，适用于要求精确传动的场合，其最大的缺点是结合时有冲击和噪声，所以只适用于速度较低，嵌合前牙齿上圆周速度不超过0.7～0.8m/s和不需要在运动过程中结合的场合。

相较于牙嵌式离合器，摩擦式离合器联接的两轴的两轴可以在任何不同的转速下进行结合，通过控制摩擦面之间的压力的大小，可以调节从动轴的加速启动时间，使结合时的冲击和振动减小；过载时离合器打滑，避免其他零件损坏，可以起到保安作用，因而应用比较广泛，其缺点是结构比较复杂；两轴转速不能绝对相等；由于发热和磨损，常需要检修，有时还会出现难于脱开的弊端，从而造成事故。

39.

《机械设计基础》习题及答案

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。

机械设计基础试题及答案解析

A卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之 锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900 。压力角（传动角）越小（越大）， 机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？

机械设计基础课后习题答案

精品 机械设计基础课后习题解答参考 1-2题 ,7,5===h l P P n 107253=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 1-3题 1,11, 8===h l P P n 1111283=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 1-4题 0,11, 8===h l P P n 2011283=-?-?=F 机构有2个主动构件，所以机构有确定运动。 1-5题 1,8, 6===h l P P n 118263=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 2-1题 （a ）双曲柄机构； （b ）曲柄摇杆机构； （c ）双摇杆机构； （d ）双摇杆机构。 2-2题 0≠e 时，曲柄条件：e l l BC AB -<； 0=e 时， 曲柄条件：BC AB l l <。 2-4题

精品 极位夹角 ?=+-??=+-?=3636.161 2.11 2.118011180K K θ

精品 2-7题 极位夹角?=+-??=+-? =361 5.11 5.118011180K K θ 3-2题

精品 4-1题 m z m h z d a a )2()2(* +=+= 所以 25.2100 225 2== +=z d m a mm 主要几何尺寸计算（略）。 4-2题略 4-3题 分锥角 "43'25684287.6817 43arctan arctan 122?=?===z z δ "17'34215713.2190221?=?=-?=-∑=δδδ 分度圆 5117311=?==mz d mm ； 12943322=?==mz d mm 齿顶圆 580.565713.21cos 3251cos 2111=???+=+=δm d d a mm 206.1314287.68cos 32129cos 2222=???+=+=δm d d a mm 齿根圆 304 .445713.21cos 34.251cos 4.2111=???-=-=δm d d f mm 353.1264287.68cos 34.2129cos 4.2222=???-=-=δm d d f mm 锥距 358.6943172 32222 221=+?=+= z z m R mm 齿顶角 "44'4237122.3358.693 arctan arctan ?=?===R h a a θ 齿根角 " 7'2744519.4358 .696 .3arctan arctan ?=?===R h f f θ

机械设计基础练习题A

机械设计基础练习题A 一、选择题 1. 非周期性速度波动。 A. 用飞轮调节 B. 用调速器调节 C. 不需要调节 D. 用飞轮和调速器双重调节 2. 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 3. 标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数Y F数值时，应按。 A. 法面模数m n B. 齿宽b C. 实际齿数Z D. 当量齿数Z v 4.带传动的打滑现象首先发生在。 A．大带轮上 B．小带轮上 C．主动轮上 D．从动轮上 5. 带传动在工作时产生弹性滑动，是由于。 A. 包角α1太小 B. 初拉力F0太小 C. 紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 6. 在一定转速下、要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷，应该。 A. 增大节距P和增加齿数Z1 B. 增大节距P和减小齿数Z1 C. 减小节距P和减小齿数Z1 D. 减小节距P和增加齿数Z1 7. 转轴弯曲应力σb的应力循环特性为。 A. r=－1 B. r=0 C. r= +1 D. －1

机械设计基础A学习指南工业1212

《机械设计基础A》课程学习指南 2013—2014学年第二学期工业工程专业12级本科学生使用 任课教师：李乃根 说明：为配合学生《机械设计基础A》课程的学习，使学生积极主动、有的放矢 地进行学习，在学习指南中对本课程基本情况、性质、任务、教材和多媒体课件 的处理、学习参考书、考核要求及各章基本要求、重点、难点等均做了较详细地 说明。同时，对每一章节还配备了若干有代表性的自测练习题，便于学生自己检 查对其基本内容的掌握程度，及时发现学习中存在的问题。 一、课程基本情况、性质、研究对象和任务 总学时：64学时，课堂教学60学时，实验4学时。 先修课：高等数学、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、机械制图等。 《机械设计基础A》是机类、近机类专业必修的一门重要的专业技术基础课，作为一门主干基础课程，它在整个教学流程中起着承上启下、举足轻重的作用。本课程主要研究组成机械的一些常用机构、机械传动装置、通用零、部件等的工作原理，结构特点及基本的设计理论和方法。 主要任务： 1)通过本课程的学习，使学生能够认识机械、了解机械，并掌握分析机械、设计机械的基本方法。 2)通过本课程的学习，使学生掌握机构分析与设计的基本理论和基本方法、并初步具有分析和设计零、部件的能力；强调能比较、能选择、能设计的基本能力的培养；为学习后续的专业课程和新的技术学科建立基础。 二、教材处理及多媒体课件说明 教材处理： 选用机械工业出版社出版的普通高等教育“十一五”国家级规划教材、新世纪高校机械工程规划教材、朱东华等主编的《机械设计基础》。本教材系统、完整、新颖和适用。但由于教材内容多，而计划学时有限，所以教学任务非常繁重。对此，应该在满足教学基本要求的基础上，做到抓住重点、难点，放手简单、次要的内容（在老师指导下让学生自学），淡化理论演绎、简化公式推导，使学生掌握其共性规律和基本方法。真正做到将问题由“繁”变“简”，将课本由“厚”变“薄”。 多媒体课件： 根据本课程的特点，机械设计基础适合用多媒体教学。该课件综合了图、文、声、像、二维图形、三维动画等多种媒体手段，经科学、合理的重组、整合、加工，构筑了一种虚拟实际场景的教学氛围。对学生开阔视野、扩展思路、增强工程实践意识以及提高分析问题、解决问题的能力和创造能力都具有非常重要的作用。但是，应该提醒的是，学生在利用多媒体课件进行学习时，不能将注意力只集中在丰富多彩的课件画面上，而忽视对课程内容的关注和理解；课堂学习中，由于信息量较大，课堂进度较快，应注意对重要内容作记录，并在课下及时复习和总结。 三、学习参考用书 可选用高等学校机械设计系列教材： 《机械设计基础》（杨可桢程光蕴主编）； 《机械原理》（孙桓主编）， 《机械设计》（濮良贵主编）， 《机械设计基础学习指导书》（程光蕴主编） 四、关于考试的说明 《机械设计基础》课程的考核成绩由以下几部分构成： ●课外作业(未完成作业者不得参加期末考试) 20 % ●实验(未完成规定实验者不得参加期末考试) 10 % ●期末考试70 %

机械设计基础复习思考题

第0章 1．机器的组成 2．机械设计的要求 3．机械设计的过程 第1章 1-1解释下列概念 1）机构、机器、机械。 2）零件、构件、原动件、从动件、机架。 3）运动副、高副、低副、转动副、移动副。 4）运动链、平面机构、空间机构。 5）复合铰链、局部自由度、虚约束。 6）瞬心、绝对瞬心、相对瞬心、三心定理； 1-2 推演平面机构自由度计算公式。 1-3 计算平面机构自由度时应注意哪些事项？ 1-4 机构具有确定运动的条件。 1-5 如何绘制机构运动简图？ 1-6 如何用瞬心法分析机构运动？ 第2章连杆机构 2-1 解释下列概念 1）整转副、摆转副、曲柄、摇杆； 2）机构倒置； 3）极位、极位夹角、行程速比系数、急回运动，压力角、传动角、死点。 2-2 铰链四杆机构的基本形式有哪几种？各有什么特点？ 2-3 平面四杆机构的演化方式有哪几种？举例说明。 2-4 什么是杆长条件？平面四杆机构满足杆长条件时，那些转动副是整转副？存在曲柄的条件是什么？ 2-5 哪些平面四杆机构存在急回特性？这些机构在什么条件下没有急回特性？ 2-6 画出曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构和摆动导杆机构的极限位置示意图（曲柄为原动件），标出极位夹角。 2-7 曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构处于什么位置时传动角最小（曲柄为原动件）？ 2-8 总结作图法设计平面四杆机构的方法，有哪几类问题，已知条件是什么，需要求出哪些参数，作图要点有那些（可画示意图说明）？ 第3章凸轮机构 3-1 解释下列概念 1）基圆、行程、推程（运动角）、回程（运动角）、近休止程（角）、远休止程（角）；2）理论廓线、偏距（圆）； 3）刚性冲击、柔性冲击； 4）压力角。 3-2 凸轮机构的类型有那些（按不同分类方法分别说明）？ 3-3 凸轮机构从动件的常用运动规律有那些？冲击特性如何？ 3-4 简要说明反转法设计凸轮轮廓曲线的方法。 3-5 若凸轮机构推程最大压力角太大，应如何改进？ 3-6 什么是轮廓变尖、失真？如何避免？ 第4章齿轮机构

机械设计基础试题及答案 (2)

A 卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角min γ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900。压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin 发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 答. 对于盘形凸轮，当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径r T 相等时：ρ=r T ，凸轮实际轮廓变尖（实际轮廓曲率半径ρ’=0）。在机构运动过程中，该处轮廓易磨损变形，导致从动件运动规律失真。增大凸轮轮廓半径或限制滚子半径均有利于避免实际轮廓变尖现象的发生。 9. 渐开线齿廓啮合有哪些主要特点？ 答. ①传动比恒定；②实际中心距略有改变时，传动比仍保持不变（中心距可分性）；③啮合过程中，相啮合齿廓间正压力方向始终不变（有利于传动平稳性）。 10. 试说明齿轮的分度圆与节圆、压力角与啮合角之间的区别，什么情况下会相等（重合）？ 答. 分度圆：模数和压力角均取标准值得圆定义为齿轮分度圆；每个齿轮均有一个分度圆；节圆：一对齿轮啮合时、两个相切并相对作纯滚动的圆定义为节圆。只有当一对齿轮啮合时节圆才存在。 压力角：指分度圆上的标准压力角（常取200 ）；啮合角：一对齿轮啮合时，节圆上

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。

机械设计基础公式计算例题

一、计算图所示振动式输送机的自由度。 解：原动构件1绕A 轴转动、通过相互铰接的运动构件2、3、4带动滑块5作往复直线移动。构件2、3和4在C 处构成复合铰链。此机构共有5个运动构件、6个转动副、1个移动副，即n ＝5，l p ＝7，h p ＝0。则该机构的自由度为 F =h l p p n --23=07253-?-?=1 二、在图所示的铰链四杆机构中，设分别以a 、b 、c 、d 表示机构中各构件的长度，且设a ＜d 。如 果构件AB 为曲柄，则AB 能绕轴A 相对机架作整周转动。为此构件AB 能占据与构件AD 拉直共线 和重叠共线的两个位置B A '及B A ''。由图可见，为了使构件AB 能够转至位置B A '，显然各构件的长 度关系应满足 c b d a +≤+ （3-1） 为了使构件 AB 能够转至位置B A ''，各构件的长度关系应满足 c a d b +-≤)(或b a d c +-≤)( 即c d b a +≤+ （3-2） 或b d c a +≤+ （3-3） 将式(3-1)、(3-2)、(3-3)分别两两相加，则得 c a ≤ b a ≤ d a ≤ 同理，当设a ＞d 时，亦可得出 c b a d +≤+ b a b d +≤+ b a c d +≤+ 得c d ≤b d ≤a d ≤ 分析以上诸式，即可得出铰链四杆机构有曲柄的条件为： （1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 （2）最短杆与最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。 上述两个条件必须同时满足，否则机构中便不可能存在曲柄，因而只能是双摇杆机构。 通常可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型： （1）若机构满足杆长之和条件，则： ① 以最短杆为机架时，可得双曲柄机构。

机械设计基础练习题库

机械设计基础练习题库 1、用范成法加工标准齿轮不根切的最小齿数是17。（） A. 正确 B. 正确 正确:【A】 2、平键联接键的宽度应根据扭矩来选择。（） A. 正确 B. 正确 正确:【B】 3、若渐开线齿轮传动的中心距增大，则传动比随之改变。( ) A. 正确 B. 正确 正确:【B】 4、凸轮的基圆半径就是凸轮理论轮廓线上的最小曲率半径。（） A. 正确 B. 正确 正确:【A】 5、铰链四杆机构如有曲柄存在，则曲柄必为最短构件。( ) A. 正确 B. 正确 正确:【B】 6、变应力只能由变载荷产生。（） A. 正确 B. 正确 正确:【B】 7、因为基圆内没有渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计得比基圆大。（）

正确:【B】 8、松螺栓联结时，螺栓只受拉应力作用。( ) A. 正确 B. 正确 正确:【A】 9、机构运动确定的条件是自由度大于等于1。（） A. 正确 B. 正确 正确:【B】 10、零件是制造单元体，构件是运动单元体。() A. 正确 B. 正确 正确:【A】 11、齿轮重合度与模数和齿数有关。( ) A. 正确 B. 正确 正确:【B】 12、滚动轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制，外圈与座孔的配合采用基轴制。( ) A. 正确 B. 正确 正确:【A】 13、在曲柄摇杆机构中,当连杆与曲柄共线时,机构处于死点位置。( ) A. 正确 B. 正确 正确:【B】 14、重合度与模数和齿数有关。( )

正确:【B】 15、对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为齿面点蚀。（） A. 正确 B. 正确 正确:【A】 16、机构处于死点位置时，其传动角等于900，压力角等于00。( ) A. 正确 B. 正确 正确:【A】 17、周转轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。（） A. 正确 B. 正确 正确:【B】 18、斜齿轮不根切的最小齿数比直齿轮的大。 () A. 正确 B. 正确 正确:【B】 19、凸轮机构是一种低副机构。 A. 正确 B. 正确 正确:【B】 20、齿轮齿形系数与模数和齿数有关。（） A. 正确 B. 正确 正确:【B】

机械设计基础计算题及答案

1.一队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Z 1=20，Z 2 =44，求两齿轮的主要几何尺寸。 2.设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm，行程速比系数K=1.3。 3.有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200，Z=25，Z 2=50，求（1）如果n 1 =960r/min， n 2 =？（2）中心距a=？（3）齿距p=？ 4.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。 5.某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿 轮的齿数zz 1=24，齿顶圆直径d a1 =78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺 寸及这对齿轮的传动比。 6.图示轮系中，已知1轮转向n1如图示。各轮齿数为：Z1=20，Z2=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，Z7=1（左旋蜗杆），Z8 =40，Z9 =20 。若n1 =1000 r/min ，齿轮9的模数m =3 mm，试求齿条10的速度v10 及其移动方向（可在图中用箭头标出）。 7.已知轮1转速n1 =140 r/min，Z1=40， Z 2 =20。求： （1）轮3齿数 Z3； （2）当n3 = -40 r/min时，系杆H的转速 n H 的大小及方向；

（3）当n H= 0 时齿轮3的转速n3。 8.一轴由一对7211AC的轴承支承，F r1=3300N, F r2 =1000N, F x =900N, 如图。试求两轴 承的当量动载荷P。(S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87) 9．已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200，m=4mm，传动比i 12 =3，中心距 a=144mm。试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。 10.设计一铰链四杆机构。已知摇杆CD的长度为75mm,行程速比系数K=1.5,机架长度为100mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角为450。 11.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径r b =40mm,滚子半径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件以等速运动规律上升，升程为32mm，对应凸轮推程角为120°；凸轮继续转过60°，从动件不动，凸轮转过剩余角度时，从动件等速返回。 12.已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z 1=20、Z 2 =18、 Z 3 =56。求传动比i 1H 。 13.图示轮系，已知Z 1=30，Z 2 =20，Z 2 `=30，`Z 3 =74，且已知n 1 =100转/分。试求n H 。

机械设计基础练习题

机械设计基础练习题 第1章 1-1，什么是机械？从结构和运动学角度来分析机器和机构有何共同特征？ 1-2，机械零件材料的选择要从几个方面综合考虑？ 1-3，机械零件的结构工艺性包括那几个方面？ 1-4，机械零件设计的一般步骤有哪些？ 第2章 2-1机构由哪三类构件构成？ 2-2什么是运动副？何谓高副、低副？各举两例说明。 2-3什么是机构的运动简图？简述绘制机构的运动简图的步骤。 2-4绘制下图所示机构的运动简图： 图1 图2 2-5 计算2-4中图2所示机构的自由度，并判断此机构是否有确定的运动？

2-6，计算下图所示机构的自由度，并判断此机构是否有确定的运动？ 2-7计算下图所示机构的自由度，并判断此机构是否有确定的运动？ 2-8计算下图所示机构的自由度，并判断此机构是否有确定的运动？ 第3章 3-1．指出下图所示的四杆机构中钩件（1、2、3、4）的名称（如机架、连架杆…）

3-2.平面四杆机构有哪三种基本形式？若3-1题图中 （1）AB=50，BC=80，CD=60, AD=75，此机构属于哪一种？ （2）各杆长度不变改CD为机架，那么此机构又属于哪一种？（3）各杆长度不变将AB改为机架呢？ 3-3.什么是四杆机构的极位夹角？什么是急回特性？平面四杆机构存在急回特性条件是什么？对心滑块机构和偏置滑块机构哪一种具有急回特性，为什么？ 3-4.传动角和压力角是什么关系？机构在工作时传动角和压力角是否保持不变？ 3-5，一般机构工作行程中的最小传动角应为多少？ 3-6，平面四杆机构的死点出现在什么情况下？如何克服死点和利用死点，各举一例说明之。 3-7.已知铰链四杆机构中连杆BC=60mm,工作时所处三个位置如下图 所示，试设计此四杆机构（求作此四杆机构）。 3

机械设计基础 练习题

练习题 绪论，机械零件强度 1．机械设计课程研究的对象只限于____________。 （1）专用零件和部件 （2）在高速、高压、环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件 （3）在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件 （4）标准化的零件和部件 2．根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计，称为 设计 （1）经验 （2）理论 （3）模型实验 3．下列四种叙述中__________是正确的。 （1）变应力只能由变载荷产生 （2）静载荷不能产生变应力 （3）变应力是由静载荷产生的 （4）变应力可能由变载荷产生的，也可能由静载荷产生 4．进行材料的疲劳强度计算时，极限应力应为取其_____。 （1）屈服极限 （2）疲劳极限 （3）强度极限 （4）弹性极限 5．零件的计算安全系数为___________之比。 （1）零件的极限应力与许用应力 （2）零件的极限应力与零件的工作应力（3）零件的工作应力与许用应力（4）零件的工作应力与零件的极限应力 6．机械零件的强度条件可以写成___________。 （1）σ≤[σ]，或Sca ≤S （2） σ≥[σ]，或Sca ≥S ， （3） σ≤[σ]，]或Sca ≥S , （4） σ≥[σ]，或Sca ≤S 7． ________＝0的应力为对称循环变应力。 （1） a σ （2） m σ （3） m ax σ （4） min σ 8. 影响零件疲劳强度的主要因素k σ、εσ、βσ分别表示与______等因素有关。 （1）零件加工方法、应力集中、过载状态（2） 零件应力循环特性、应力集中、加载状态 （3） 零件应力集中、绝对尺寸、表面状态 （4） 零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。 连接 1.在常用的螺纹中，传动效率最高的螺纹是________。 （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹 2. 在常用的连接螺纹中，自锁性能最好的螺纹是__________。 （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹 3.___________螺纹最适合联接螺纹。 (1）矩形 （2）锯齿形 （3）.梯形 （4）普通 4 当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。 （1）螺栓连接 （2）螺钉连接 （3）双头螺柱连接 （4）紧定螺钉连接 5.紧连接中，被连接件结合面间不用垫片或采用硬垫片的目的是为了增大 。 （1）螺栓的刚度 （2） 被连接件刚度 （3）螺栓的相对刚度 6. 有一气缸盖螺栓连接，若气缸内气体压力在0～2MPa 之间循环变化，则螺栓受__________作用。 （1）对称循环变应力 （2）脉动循环变应力 （3）非对称循环变应力 7.被联接件受横向载荷作用时，若采用一组普通螺栓联接，则载荷靠__________来传递。

机械设计基础计算题

1．有一标准渐开线直齿圆柱齿轮，已知：m=4，齿顶圆直径da=88， 试求：(1)齿数Z=？（2）分度圆直径d=？（3）齿全高h=？（4）基圆直径db=？ 解：(1)由(2)a d m z =+得88=4（z+2）；z=20 (2)d=mz=4×20=80 (3)h=2.25m=2.25×4=9 （4）d b =mzcos α=4×20cos20=75.2 2.已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=200mm ，齿数Z 1=20，Z 2=80，齿顶高系数ha* =1，压力角=20° 。试求这对齿轮的模数m ，传动比i 12，节圆直径及啮合角。 解： 1222*200 4()2080 a m z z = ==++ 节圆直径=分度圆直径 d 1=mz 1=4×20=80mm d 2=mz 2=4×80=320mm mm 3.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d a 、、齿根圆直径d f 、基圆直径d b 、、齿高h 及齿厚s 。(cos20o≈0.94) 解答： p ＝12.56 mm ，m =4 mm; 分度圆直径d =m ·z =4×20=80 mm; 基圆直径d b =d ·cos20o=75.2 mm; 齿顶圆直径d a =m ·(Z +2h a *)=88 mm; 齿根圆直径d f = m ·(Z －2h a *－2c*)=70 mm; 齿高h= m ·(2h a *+c*) =9 mm; 齿厚s=6.28mm 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i 12=3,小齿轮齿数Z 1=18。试确定大齿轮的齿数Z 2、齿轮的模数m 和两轮的分度圆直径。 ()212z z m a +=420801212=== z z i 20==压力角啮合角

机械设计基础练习题+答案解析

机械设计基础练习题+答案解析

机械设计基础试题库 第一章绪论 机械设计概述 一、判断（每题一分） 1、 一部机器可以只含有一个 机构，也可以由数个机构组成。 ……（V ） 2、 机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。（X ） 4、 机构是具有确定相对运动的构件组合 5、 构件可以由一个零件组成 6、 整体式连杆是最小的制造单元 7、 连杆是一个构件，也是一个零件 8 减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件 二、选择（每题一分） 1、 组成机器的运动单元体是什么？（ A.机构 B .构件 C .部件 2、 机器与机构的本质区别是什么？（ A. 是否能完成有用的机械功或转换机械能 C.各构件间能否产生相对运动 3、 下列哪一点是构件概念的正确表述？（ A.构件是机器零件组合而成的。 C ?构件是机器的制造单元 动单元 也可以由几个零件组成。 所以它是零件而不是构件 （V ） -（V ） （X ） （V ） ............ （X ............. ） ） D .零件 B .是否由许多构件组合而成 D .两者没有区别 D ） B .构件是机器的装配单元 B ） A.钉 B .起重吊钩 C .螺母 D .键 5、 以下不属于机器的工作部分的是（ D ） A.数控机床的刀架 B .工业机器人的手臂 C.汽车的轮子 D .空气压缩机 三、填空（每空一分）

1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、 （操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（执行）部分 2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为 （机构）。 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。 5、机器或机构各部分之间应具有一相对_运动。机器工作时，都能完成有用的_机械功 __ 或实现转换能量_ 。 第二章平面机构的结构分析 一、填空题（每空一分） 2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副,它产生—个约束, 而保留_2 ___ 个自由度。 3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。 4.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入_2_个 约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3 n-2PI-Ph。 5.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_，至少为1。 6.在平面机构中，具有两个约束的运动副是_____ 副，具有一个约束的运动副是 咼副。 7.计算平面机构自由度的公式为F= F=3n-2PI-Ph ，应用此公式时应注意判断：A._ 复合铰链，B. 局部自由度,C. 虚约束。 二、选择题（每空一分） 1.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个 平面机构，则其自由度等于 B 。 A.0 B. 1 C. 2 2.在机构中原动件数目B机构自由度时，该机构具有确定的运动。

机械设计基础习题

《机械设计基础》习题 机械设计部分 目录 8 机械零件设计概论 9 联接 10 齿轮传动 11 蜗杆传动 12 带传动 13 链传动 14 轴 15滑动轴承 16 滚动轴承 17 联轴器、离合器及制动器 18 弹簧 19机械传动系统设计 8机械零件设计概论 思考题 8-1 机械零件设计的基本要求是什么？ 8-2 什么叫失效？机械零件的主要失效形式有几种？各举一例说明。 8-3 什么是设计准则？设计准则的通式是什么？ 8-4 复习材料及热处理问题。复习公差与配合问题。 8-5 什么是零件的工艺性问题？主要包含哪几方面的问题？ 8-6 什么是变应力的循环特性？对称循环应力和脉动循环应力的循环特性为多少？8-7 什么是疲劳强度问题？如何确定疲劳极限和安全系数？ 8-8 主要的摩擦状态有哪四种？ 8-9 磨损过程分几个阶段？常见的磨损有哪几种？ 8-10 常见的润滑油加入方法有哪种？

9 联 接 思 考 题 9-1 螺纹的主要参数有哪些？螺距与导程有何不同？螺纹升角与哪些参数有关？ 9-2 为什么三角形螺纹多用于联接，而矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹多用于传动？为 什么多线螺纹主要用于传动？ 9-3 螺纹副的自锁条件是什么？理由是什么？ 9-4 试说明螺纹联接的主要类型和特点。 9-5 螺纹联接为什么要预紧？预紧力如何控制？ 9-6 螺纹联接为什么要防松？常见的防松方法有哪些？ 9-7 在紧螺栓联接强度计算中，为何要把螺栓所受的载荷增加30%？ 9-8 试分析比较普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接的特点、失效形式和设计准则。 9-9 简述受轴向工作载荷紧螺栓联接的预紧力和残余预紧力的区别，并说明螺栓工作时所 受的总拉力为什么不等于预紧力和工作载荷之和。 9-10 简述滑动螺旋传动的主要特点及其应用。 9-11 平键联接有哪些失效形式？普通平键的截面尺寸和长度如何确定？ 9-12 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用两个楔键时，相 隔90°～120°，而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？ 9-13 试比较平键和花键的相同点和不同点。 9-14 简述销联接、焊接、粘接、过盈联接、弹性环联接和成形联接的主要特点和应用场合。 习 题 9-1 试证明具有自锁性螺旋传动的效率恒小于50%。 9-2 试计算M24、M24×1.5螺纹的升角，并指出哪种螺纹的自锁性好。 9-3 图示为一升降机构，承受载荷F =150 kN ，采用梯形螺纹，d = 60 mm ，d 2 = 56 mm ，P = 8 mm ，线数n = 3。支撑面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用导向滚轮，它们的摩擦阻力近似为零。试计算： (1)工作台稳定上升时的效率（螺纹副当量摩擦系数为0.10）。 (2)稳定上升时加于螺杆上的力矩。 (3)若工作台以720 mm/min 的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。 (4)欲使工作台在载荷F 作用下等速下降，是否需要制动装置？加于螺杆上的制动力矩是多少？ 题9-3图 题9-4图 题9-5图 9-4 图示起重吊 钩最大起重 量F = 50 kN ，吊钩材 料为35钢。牵曳力F R F F 导向滚轮 齿轮 制动轮 推力球轴承

《机械设计基础》试题库及答案

五、计算题 J-2-5-01-4-10、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，P L=3，P H＝2 机构自由度 F＝3n－2P L－P H＝1 ， 因为W＝1＝F，所以机构的运动确定。 J-2-5-02-4-15、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，P L=9，P H=1 F＝3n－2P L－P H=2＝W>0， 所以机构运动确定。 C、G处复合铰链，E处虚约束，F处局部自由度 J-2-5-03-4-15、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, P L=7, P H=0 F=3n-2P L-P H=3*5-2*7=1 J-2-5-04-4-15、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: F处为复合铰链,H(或I ) 处为虚约束,则 n=6, P L=8, P H=1 F=3n-2P L-P H=3*6-2*8-1=1 J-3-2-05-3-10、图示四杆机构中，已知a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm。取不同构件为机架，可得到什么类型的铰链四杆机构？（15分） 解：因为最短构件与最长构件长度之和小于 等于另外两构件的长度之和，满足构件的长度 和条件，所以取AB为机架，得双曲柄机构； 取BC或AD为机架，得曲柄摇杆机构； 取CD为机架，得双摇杆机构； J-3-2-06-3-10、已知图示机构中，L AB=82mm，L BC=50mm，L CD=96mm， L AD=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）

机械设计基础_试题及答案(一)

《机械设计基础》期末考试试题一 一、填空题(每空1分，共30分) 1、构件是机器的______单元体；零件是机器的______单元体，分为______零件和_______零件；部件是机器的_______单元体。 2、运动副是使两构件________，同时又具有_________的一种联接。平面运动副可分为________和_______。 3、机构处于压力角α=_________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______死点位置，而当摇杆为原动件时，机构______死点位置。 4、绘制凸轮轮廓曲线，需已知__________、___________和凸轮的转向。 5、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥__________。 6、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为______和______分别相等。 7．斜齿圆柱齿轮的重合度______直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动______，承载能力______，可用于____________的场合。 8.机械静联接又可以分为______联接和______联接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于_________。 9.螺纹联接防松的目的是防止___________________________，按工作原理的不同有三种防松方式：_________、_________、_________。 10.按轴的承载情况不同，可以分为转轴、________、_________。 二、判断题(每题1分，共10分) 1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（ ） 2、铰链四杆机构中，传动角γ越大，机构传力性能越高。（ ） 3、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（ ） 4、V 带型号中，截面尺寸最小的是Z 型。（ ） 5、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（ ） 6、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。（ ） 7、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。（ ） 8、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。 （ ） 9、在螺纹联接的结构设计中，通常要采用凸台或鱼眼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。（ ） 10、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。（ ） 三、选择题(每空2分，共20分) 1、若机构由n 个活动构件组成，则机构自由度为 （ ） A 、>3n B 、=3n C 、<3n 2、为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装什么轮增大惯性？ （ ） A 、齿轮 B 、飞轮 C 、凸轮 3、当曲柄为原动件时，下述哪种机构具有急回特性？ （ ） A 、平行双曲柄机构 B 、对心曲柄滑块机构 C 、摆动导杆机构 4、凸轮机构中，从动件在推程按等速运动规律上升时，在何处发生刚性冲击？( ) A 、推程开始点 B 、推程结束点 C 、推程开始点和结束点 5、带传动的中心距过大将会引起什么不良后果？ （ ） A 、带产生抖动 B 、带易磨损 C 、带易疲劳断裂 6、渐开线在基圆上的压力角α为多大？（ ） A 、0° B 、20° C 、90° 7、蜗杆传动传动比的正确计算公式为（ ） A 、 1212z z i = B 、 1212d d i = C 、2112d d i = 8、经校核，平键联接强度不够时，可采用下列措施中的几种?①适当地增加轮毂及键的长度；②改变键的材料；③增大轴的直径，重新选键；④配置双键或选用花键。（ ） A 、①、②、③、④均可采用 B 、采用②、③、④之一 C 、采用①、③、④之一 D 、采用①、②、④之一 9、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处的厚度不太大，且需经常拆装，一般宜选用什么联接? （ ） A 、螺栓联接 B 、螺钉联接 C 、双头螺柱联接 10、刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是什么? （ ） A 、性联轴器内有弹性元件，而刚性联轴器内则没有 B 、性联轴器能补偿两轴较大的偏移，而刚性联轴器不能补偿 C 、性联轴器过载时打滑，而刚性联轴器不能 四、简答题(每题3分，共12分)