《机械设计基础学习知识》试资料汇总题库及其规范标准答案.doc

一、填空（每空1分） 1、构件是机器的 运动 单元体；零件是机器的 制造 单元体；部件是机器的 装配 单元体。 2、平面运动副可分为 低副 和 高副 ，低副又可分为 转动副 和 移动副 。 3、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为 低副和 高副 。 4、平面运动副的最大约束数为 2 。 5、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目 等于 主动件数目。 6、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的 工作情况和 受力情况 。 7、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 高副 。 8、机构处于压力角α=90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 无 死点位置，而当摇杆为原动件时，机构 有 死点位置。 9、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆 共线 位置。 10、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为： 急回特性 。 11、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为 相等 。 12、凸轮机构是由 机架、凸轮、从动件 三个基本构件组成的。 13、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为 直线 运动。 14为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120。 15、链传动是由 主动链轮 、从动链轮 、绕链轮上链条 所组成。 16、链传动和带传动都属于 挠性件 传动。 17、齿轮啮合时，当主动齿轮的 齿根_推动从动齿轮的 齿顶 ，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮 齿顶圆 与啮合线的交点；当主动齿轮的 齿顶 推动从动齿轮的 齿根 ，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮 齿顶圆 与啮合线的交点。 18、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为 模数 和 压力角 分别相等。 19、_齿面磨损__和_因磨损导致的轮齿折断__是开式齿轮传动的主要失效形式。 20、渐开线齿形常用的加工方法有 仿形法 和 范成法 两类。 21、在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是σH1 = σH2。 22、斜齿圆柱齿轮的重合度 大于 直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动平稳，承载能力 高 ，可用于高速重载的场合。 23、在蜗轮齿数不变的情况下，蜗杆的头数 越少 ，则传动比就越大。 24、蜗杆传动的中间平面是指：通过_蜗杆_轴线并垂直于__蜗轮__轴线的平面。 25、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是_ ma1=mt2、αa1=αt2、λ=β_。 26、若键的标记为键C2070GB1096-79,则该键为C型平键，b=20，L=70。 27、轮系运动时，所有齿轮几何轴线都固定不动的，称定轴轮系轮系，至少有一个齿轮几何轴线不固定的，称 周转星轮 系。 28、轴的作用是支承轴上的旋转零件，传递运动和转矩，按轴的承载情况不同，可以分为 转轴、心轴、传动轴 。 29、机械静联接又可以分为 可拆 联接和 不可拆 联接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于 可拆 连接。 30、.螺纹联接防松的目的是防止螺纹副的相对运动，按工作原理的不同有三种防松方式： 摩擦力 防松、 机械 防松、 其它方法 防松。 31、平键的工作面是键的 两侧面 。 32、楔键的工作面是键的 上下两面 。 33、滑动轴承中所选用的润滑油，其粘度越大，则其承载能力越 大 。 34、普通平键的剖面尺寸(bh)，一般应根据 轴的直径 按标准选择。 35、滚动轴承内圈与轴颈的配合采用 基孔 制，外圈与轴承孔的配合采用 基轴 制。 二、判断题(正确的打√，错误的打)（每题2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、极位夹角是曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角。 () 4、机构处于死点位置时，其传动角等于90。 () 5、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。() 6、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（√） 7、带传动的弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。 (√ ) 8、V带型号中，截面尺寸最小的是Z型。（） 9、基圆以内无渐开线。(√) 10、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。（） 11、蜗杆传动一般用于大速比的场合。(√) 12、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。（） 13、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（） 14、楔键的顶底面是工作面。(√) 15、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。 （） 16、在螺纹联接的结构设计中，通常要采用凸台或凹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。（√） 17、螺纹联接是可拆联接。 (√) 18、滚动轴承的基本额定动载荷C值越大，则轴承的承载能力越高。(√ ) 19、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 (将正确答案的序号填在括号中)（每题2分） 1、在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为(A) A.零件 B.机构 C.构件 D.部件 2、平面运动副所提供的约束为（C） A.1 B.2 C.1或2 D.3 3、若两构件组成低副，则其接触形式为（A） A.面接触 B.点或线接触 C.点或面接触 D.线或面接触 4、机构具有确定相对运动的条件是(A) A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目 C.机构的自由度数目小于主动件数目 D.机构的自由度数目大于等于主动件数目 5、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取(B) A.最短杆 B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆 6、在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动(A) A.将产生刚性冲击 B.将产生柔性冲击 C.没有冲击 D.既有刚性冲击又有柔性冲击 7、带传动的主要失效形式是带的(A) A.疲劳拉断和打滑 B.磨损和胶合 C.胶合和打滑 D.磨损和疲劳点蚀 8、带传动中弹性滑动现象的产生是由于（C） A.带的初拉力达不到规定值 B.带与带轮的摩擦系数过小 C.带的弹性变形 D.带型选择不当 9、 (A )是带传动中所固有的物理现象，是不可避免的。 A.弹性滑动 B.打滑 C.松驰 D.疲劳破坏 10、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于(D) A.分度圆 B.齿顶圆 C.齿根圆 D.基圆 11、闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是（B） A.齿面胶合 B.轮齿疲劳折断 C.齿面磨粒磨损 D.轮齿过载折断 12、齿面接触疲劳强度设计准则针对的齿轮失效形式是（A） A.齿面点蚀 B.齿面胶合 C.齿面磨损 D.轮齿折断 13、为了实现两根相交轴之间的传动，可以采用（C） A.蜗杆传动 B.斜齿圆柱齿轮传动 C.直齿锥齿轮传动 D.直齿圆柱齿轮传动 14、齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在(B) A.齿根部分 B.靠近节线处的齿根部分 C.齿顶部分 D.靠近节线处的齿顶部分 15、一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的(A)均为标准值。 A.法面模数、分度圆上的法面压力角 B.端面模数、分度圆上的端面压力角 C.端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角 D.法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角 16、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是(B) A.mt1=ma2, αt1=αa2,λ=β B.ma1=mt2, αa1=αt2,λ=β C.mt1=ma2, αt1=αa2,λ= -β D.ma1=ma2, αa1=αt2,λ= -β （注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮） 17、蜗杆传动的传动比i等于（D） A. B. C. D. 18、普通平键的长度应（B） A .稍长于轮毂的长度 B .略短于轮毂的长度 C.是轮毂长度的三倍 D.是轮毂长度的二倍 19、键的截面尺寸bh主要是根据( D )来选择。 A.传递扭矩的大小 B.传递功率的大小 C.轮毂的长度 D.轴的直径 20、当两个被联接件之一太厚不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用（C） A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接 21、滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是（C） A.过大的塑性变形 B.过度磨损 C.疲劳点蚀 D.胶合 22、联轴器和离合器均具有的主要作用是（B） A.补偿两轴的综合位移 B.联接两轴，使其旋转并传递转矩 C.防止机器过载 D.缓和冲击和振动 23、下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是(D ) A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器 C.万向联轴器 D.弹性柱销联轴器 四、问答题(每题5分) 1、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。 答：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律（余弦加速度运动规律）；等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合。 2、说明带的弹性滑动与打滑的区别。 弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就可以避免打滑，所以，打滑是可以避免的。 3、简述齿廓啮合基本定律。 不论齿廓在任何位置接触，过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点，才能保证传动比恒定不变。 4、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？ 蜗杆传动存在着相对滑动，摩擦力大，又因为闭式蜗杆传动散热性差，容易产生胶合，所以要进行热平衡计算。 5、说明螺纹连接的基本类型及应用。 螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。螺栓连接用于被连接件不厚、通孔且经常拆卸的场合；双头螺柱连接用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合；螺钉连接用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合。 6、轴上零件的周向固定各有哪些方法？（指出四种以上方法） 周向固定：键连接、花键连接、过盈配合连接 7、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?（指出四种以上） 轴向固定：轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈 轴肩、轴环、轴套固定可靠，可以承受较大的轴向力；弹性档圈固定可以承受较小的轴向力；轴端挡板用于轴端零件的固定。 五、计算题 1、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，PL=3，PH＝2 机构自由度 F＝3n－2PL－PH＝1 ， 因为W＝1＝F，所以机构的运动确定。 2、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，PL=9，PH=1 F＝3n－2PL－PH=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 3、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, PL=7, PH=0 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1 4、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, PL=8, PH=1 F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1 5、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； 6、已知图示机构中，LAB=82mm，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？（10分） 解答：因为LBC+ LAD=50+120=170 mm LBC +LCD=82+96=178 mm 所以LBC+ LAD< LBC +LCD符合曲柄存在的杆长之和条件. 1) 当取AD为机架时, 不存在曲柄, 得到双摇杆机构; 2) 当分别取AB或CD为机架时,均得到曲柄摇杆机构; 当取BC为机架时, 得到双曲柄杆机构. 7、如图所示铰链四杆机构，已知各构件的长度LAB=50mm, LBC=110mm, LCD=80mm, LAD=100mm。 （1）该机构是否有曲柄？如有，请指出是哪个构件（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？（10分） 解答：因为LAB+LBC=50+110=160mm LAB+LBC=80+100=180mm 所以LAB+LBC< LAB+LBC符合曲柄存在的杆长之和条件. 1)当取AD为机架时, 得到曲柄摇杆机构; 2)当取AB为机架时,得到双曲柄杆机构; 当取BC为机架时;得到曲柄摇杆机构; 当取CD为机架时;得到双摇杆机构. 8、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Z1=20，Z2=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i12，节圆直径及啮合角。 解： 节圆直径=分度圆直径 d 1=mz1=420=80mm d 2=mz2=480=320mm mm 9、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da、、齿根圆直径df、基圆直径db、、齿高h及齿厚s。(cos20≈0.94) 解答： p＝12.56　mm，m=4　mm; 分度圆直径d=mz=420=80　mm; 基圆直径db=d cos20=75.2　mm; 齿顶圆直径da=m(Z+2ha*)=88　mm; 齿根圆直径df= m(Z－2ha*－2c*)=70　mm; 齿高h= m (2ha*+c*) =9　mm; 齿厚s=6.28mm 10、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i12=3,小齿轮齿数Z1=18。试确定大齿轮的齿数Z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径。 解:由 i12==3 ,得Z2=3*18=54, 又由 mm, 分度圆直径: mm, mm。 11、如下图所示轮系中，已知Z1=16，Z2=36，Z3=25，Z4=50，Z5=2，Z6=20，若n1=600r/min，求蜗轮的转速n6及各轮的转向。（10分） 解: 12、在图示传动装置中，已知各轮齿数为：Z1=20, Z2=40, Z3=20, Z4=30, Z5=80，运动从Ⅰ轴输入，Ⅱ轴输出，nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。（20分） 解:由Z3、Z4、Z5、H系杆组成星行轮轮系，可得： 其中：n5=0，所以： 即：或：； 又：i12 又因为：iⅠⅡ 所以：， 解得:nⅡ=n3=－2500 r/min， 负号表示nⅡ与nⅠ方向相反，如图所示。 13、某轴用一对圆锥滚子轴承支承，外圈窄边相对安装，已知两轴承所承受的径向载荷分别为FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N，其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时，X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时，X=0.4，Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。 解： 轴向力：FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ 轴承Ⅰ被放松 FaⅠ=FSⅠ=2430N 轴承Ⅱ被压紧 FaⅡ=FSⅡ=3430N 当量动载荷 FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27e XⅡ=0.4 YⅡ=1.88 PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.45000+1.883430=12672.6N 六、设计题(每小题20分) 1、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出： (1)当凸轮从初始位置转过=90时，从动件走过的位移S1； (2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度。 说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线； (2)S1和只需在图上标出，不必度量出数值。 解答： 如图所示，正确作出偏距圆 按-ω方向转90，在图上正确标出S1 过B2点作偏距圆切线，正确标出2角 七、分析题(本题20分) 1、.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。 解：蜗轩转动方向如图所示 蜗杆为右旋 Ft2与蜗轮分度圆相切，指向左端Ft1与蜗杆分度圆相切，指向右端 Fa1与蜗杆轴线平行，指向右 Fa2与蜗轮轴线平行，指向左 2、图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例①所示，指出图中的其它结构错误(不少于7处)。 (注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。) 解答： (1)缺少调整垫片；(2)轮毂键槽结构不对；(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上； (4)键槽处没有局部剖；(5)端盖孔与轴径间无间隙； (6)多一个键； (7)齿轮左侧轴向定位不可靠； (8)齿轮右侧无轴向定位；(9)轴承安装方向不对； (10)轴承外圈定位超高；(11)轴与轴承端盖相碰。