第三章部分题解参考
3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆
杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有，应如何修改？
习题3-5图
习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c)
解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：
14233 2345=-?-?=--=P P n F 其中：滚子为局部自由度
计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。 解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。其自由度为：
1
15243 2345=-?-?=--=P P n F ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。其自由度为：
1
23233 2345=-?-?=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
习题3-6(a)图 习题3-6(d)图
解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
自由度计算：
1042332345=-?-?=--=P P n F
习题3-6(a)解图(a)
习题3-6(a)解图(b)
解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。
自由度计算：
1042332345=-?-?=--=P P n F
习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)
3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
解(a) 10102732345=-?-?=--=P P n F
A 、
B 、
C 、
D 为复合铰链 原动件数目应为1
说明：该机构为精确直线机构。当满足BE =BC =CD =DE ，AB =AD ，
AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF
解(b) 1072532345=-?-?=--=P P n F
B 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1
说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。剪
切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相等，以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸。
解(c) 方法一：将△FHI 看作一个构件
201420132345=-?-?=--=P P n F
B 、
C 为复合铰链 原动件数目应为2
方法二：将FI 、FH 、HI 看作为三个独立的构件
201722132345=-?-?=--=P P n F
B 、
C 、F 、H 、I 为复合铰链 原动件数目应为2
说明：该机构为剪板机机构，两个剪刀刀口安装在两个滑块上，主
动件分别为构件AB 和DE 。剪切时仅有一个主动件运动，用于控制两滑块的剪切运动。而另一个主动件则用于控制剪刀的开口度，以适应不同厚度的物体。
解(d) 15)12(31)-3()12()13(
5=?--?=---=P n F
原动件数目应为1
说明：该机构为全移动副机构（楔块机构），其
公共约束数为1，即所有构件均受到不能绕垂直于图面轴线转动的约束。
解(e) 3032332345=-?-?=--=P P n F
原动件数目应为3
说明：该机构为机械手机构，机械手头部装有弹簧夹手，以便夹取物体。三个构件分别由三个独立
的电动机驱动，以满足弹簧夹手的位姿要求。弹簧夹手与构件3在机构运动时无相对运动，故应为同一构件。
3-9 是比较图3-41（a ）、（b ）、（c ）、（d ）所示的4个机构是否相同，或那几个是相同的？为什么？ 解 （a ）、（b ）、（c ）、（d ）机构都完成转动副—转动副—移动副—转动副这种运动连接方式，机构中相邻
构件的运动副类型相同，且相对机架的位置也相同。因而这四个机构都是相同的。
3-10 找出图3-42所示机构在图示位置时的所有瞬心。若已知构件1的角速度1ω，试求图中机构所示位置
时构件3的速度或角速度（用表达式表示）。
解(a) 14131133P P P l v v ω==（←） 解(b) 14131133P P P l v v ω==（↓）
解(c) ∵ 341331413113P P P P P l l v ωω==（↑） 解(d) 14131133P P P l v v ω==（↑）
∴ 134
1314
133ωωP P P P l l =
（ ）
第六章部分题解参考
6-9 试根据图6-52中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。
习题6-9图
解 (a) ∵ 15040110min max =+=+l l ＜1607090=+=∑其余l
最短杆为机架
∴ 该机构为双曲柄机构
(b) ∵ 65145120min max =+=+l l ＜17070001=+=∑其余l 最短杆邻边为机架
∴ 该机构为曲柄摇杆机构
(c) ∵ 05150100min max =+=+l l ＞3010670=+=∑其余l ∴ 该机构为双摇杆机构
(d) ∵ 15050100min max =+=+l l ＜6017090=+=∑其余l
最短杆对边为机架 ∴ 该机构为双摇杆机构
6-10 在图6-53所示的四杆机构中，若17=a ，8=c ，21=d 。则b 在什么范围内
时机构有曲柄存在？它是哪个构件？
解 分析：⑴根据曲柄存在条件②，若存在曲柄，则b 不能小于c ；若b =c ，则不满足曲柄存在条件①。所
以b 一定大于c 。
⑵若b ＞c ，则四杆中c 为最短杆，若有曲柄，则一定是D C 杆。 b ＞d ： c b l l +=+m i n m a x ≤d a l +=∑其余
∴ b ≤3082117=-+=-+c d a b ＜d ： c d l l +=+m i n m a x ≤b a l +=∑其余 ∴ b ≥1217821=-+=-+a c d
结论：12≤b ≤30时机构有曲柄存在，D C 杆为曲柄 6-12 证明图6-55所示曲柄滑块机构的最小传动角位置
(a) (b) 图6-55 习题6-12图
证：（a ）如图设曲柄AB 与水平线所成角为?， 则有三角函数关系得：
sin cos cos |
sin |AB BC AB
BC
?γ
γ??=?∴=? 当2π?=
或2π
-
时，cos AB
BC
γ=
，此时角γ最小。
即图（a ）所示当曲柄位于AB '及AB '' 两位置时，传动角最小。
（b ）如图设曲柄AB 与水平线所成角为?， 则有三角函数关系得：
sin cos cos |sin |
AB e BC AB e BC BC
?γ
γ??-=?∴=?-
当2π
?=-
时，cos ||AB e
BC
γ+=-
，此时角γ最小。
即图（b ）所示当机构位于AB C ''''位置时，传动角最小。
6-13 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。AD 在铅垂线上，要求踏板CD 在水平位置上下各摆动10°，且
CD l =500mm ，AD l =1000mm 。试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度。
解 mm 78m 078.08.701.0==?==AB l l AB μ
mm 1115m 115.15.11101.0==?==BC l l BC μ
6-14 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度mm 1004=l ，摆角045=ψ，
行程速比系数25.1=K 。试根据min γ≥o 40的条件确定其余三杆的尺寸。 解 ?=+-??=+-?
=201
25.11
25.118011180K K θ
mm 28m 028.05.14002.0==?==AB l l AB μ
mm 146.6m 1466.03.73002.0==?==BC l l BC μ
?=42.32min γ
不满足min γ≥o 40传力条件，重新设计
mm 8.33m 0338.09.16002.0==?==AB l l AB μ mm 6.081m 1086.03.54002.0==?==BC l l BC μ ?=16.40min γ
满足min γ≥o 40传力条件
6-15 设计一导杆机构。已知机架长度mm 1001=l ，行程速比系数4.1=K ，试用图解法求曲柄的长度。 解 ?=+-??=+-?
=301
4.11
4.118011180K K θ
mm 8825m 02588.094.12002.01.AB l l AB ==?==μ
6-16 设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程mm 50=s ，偏距mm 10=e 。行程速比系数4.1=K 。试用作图法求出曲柄和连杆的长度。
解 ?=+-??=+-?
=301
4.11
4.118011180K K θ
mm 62.23m 02362.062.23001.02==?==AB l l AB μ
mm 47.39m 03947.047.39001.022==?==C B l l BC μ
6-17 设计加热炉炉门的启闭机构。如图6-58所示，已知炉门上梁活动铰链B 、C 的中心距为50mm.要求炉门打开后成水平位置，且热面朝下（图中虚线所示）。如果规定铰链A 、D 安装在炉体的y-y 竖直线上，其相关尺寸如图所示。用图解法求此铰链四杆机构其余三杆的尺寸。 解 取长度比例尺0.003/l m mm μ=。
连接12B B 和12C C ，作12B B 和12C C 的垂直平分线交yy 轴于A 、D 点，则169AB l l AB mm μ=?=，
1118CD l l C D mm μ=?=，98AD l l AD mm μ=?=。
第七章部分题解参考
7-10 在图7-31所示运动规律线图中，各段运动规律未表示完全，请根据给定部
分补足其余部分（位移线图要求准确画出，速度和加速度线图可用示意图表示）。 解
7-11 一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心轮，其半径mm R 30=，偏心距mm e 15=，滚子
半径mm r k 10=，凸轮顺时针转动，角速度ω为常数。试求：⑴画出凸轮机构的运动简图。⑵作出凸轮的理论廓线、基圆以及从动件位移曲线?~s 图。 解
7-12 按图7-32所示位移曲线，设计尖端移动从动件盘形凸轮的廓线。并分析最大压力角发生在何处（提
示：从压力角公式来分析）。
解 由压力角计算公式：ω
α)(tan 2
s r v b +=
∵ 2v 、b r 、ω均为常数
∴ 0=s → max αα=
即 ?=0?、?=300?，此两位置压力角α最大
7-13 设计一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮基圆半径mm r b 40=，滚子半径mm r k 10=；凸
轮逆时针等速回转，从动件在推程中按余弦加速度规律运动，回程中按等加-等减速规律运动，从动
件行程mm h 32=；凸轮在一个循环中的转角为：?='?=?=?=6012030150s h s t ????，，，，试绘制从动件位移线图和凸轮的廓线。 解
7-14 将7-13题改为滚子偏置移动从动件。偏距mm e 20=,试绘制其凸轮的廓线。 解
7-15 如图7-33所示凸轮机构。试用作图法在图上标出凸轮与滚子从动件从C 点接触到D 点接触时凸轮的
转角CD ?，并标出在D 点接触时从动件的压力角D α和位移D s 。 解
第八章部分题解参考
8-5 一对标准渐开线直齿圆柱齿轮在安装时的中心矩大于标准中心距，此时下列参数中哪些变化？哪些
不变？
（1）传动比；（2）啮合角；（3）分度圆直径；（4）基圆直径；（5）实际啮合线长度；（6）齿顶高；（7）齿顶隙 解 （1）、（3）、（4）、（6）不变；
（2）、（7）变大；（5）变小
8-23 有一对齿轮传动，m =6 mm ，z 1=20，z 2=80，b =40 mm 。为了缩小中心距，要改用m =4 mm 的一对齿
轮来代替它。设载荷系数K 、齿数z 1、z 2及材料均不变。试问为了保持原有接触疲劳强度，应取多大的齿宽b ？
解 由接触疲劳强度： bu
u KT a
Z
Z Z H E H 3
1)1(500+=ε
σ≤][H σ
∵ 载荷系数K 、齿数z 1、z 2及材料均不变 ∴ b a b a ''=
即 9046402
2
22=?='='m bm b mm
8-25 一标准渐开线直齿圆柱齿轮，测得齿轮顶圆直径d a =208mm ，齿根圆直径d f =172mm ，齿数z =24，试
求该齿轮的模数m 和齿顶高系数*
a h 。
解 ∵ m h z d a a )2(*
+=
∴ *2a a h z d m +=
若取 0.1*
=a h 则 812242082*
=?+=+=a
a h z d m mm 若取 8.0*
=a h 则 125.88
.0224208
2*
=?+=+=
a a h z d m mm （非标，舍） 答：该齿轮的模数m =8 mm ，齿顶高系数0.1*
=a h 。
8-26 一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮（正常齿制）。已知模数m =4 mm ，齿数z 1=25，z 2=125。求传动比i ，中心距a 。并用作图法求实际啮合线长和重合度ε。 解 525/125/12===z z i
mm
5084)0.12125()2( mm 1084)0.1225()2(mm 5001254 mm 100254mm 300)12525(2
4
)(2*22*11221121=??+=+==??+=+==?===?===+=+=
m h z d m h z d mz d mz d z z m a a a a a
745.120cos 414.36
.20cos mm
20.6m 0206.03.10002.0212121=?
?===
==?=απεm B B p B B B B b
8-30 一闭式单级直齿圆柱齿轮减速器。小齿轮1的材料为Cr 40，调质处理，齿面硬度HBS 250；大齿轮
2的材料为45钢，调质处理，齿面硬度HBS 220。电机驱动，传递功率kW 10=P ，min /r 9601=n ，单向转动，载荷平稳，工作寿命为5年（每年工作300天，单班制工作）。齿轮的基本参数为：mm 60,mm 65,75,25,mm 32121=====b b Z Z m 。试验算齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。 解 ①几何参数计算：
r/min
32075/96025/325/75/71
.1)]20tan 75.23(tan 75)20tan 53.29(tan 25[21 )]
tan (tan )tan (tan [21mm 150)7525(23
)(275.23)231/20cos 225(cos )/cos (cos mm
2313)0.1275()2(mm
22575353.29)81/20cos 75(cos )/cos (cos mm
813)0.1225()2(mm
7525321121222112112212*222211111*
1111=?======?-??+?-??='-+'-==+?=+=
?=?===??+=+==?==?=?===??+=+==?==----z n z n z z u z z z z m a d d αm h z d m z d d d αm h z d m z d a a a a a a a a a a π
ααααπεαα
②载荷计算：
P152 表8-5： 0.1=A K
m/s 77.360000
960
7560000
1
1=??=
=
ππn d v
P153 表8-6： 齿轮传动精度为9级，但常用为6～8级，故取齿轮传动精度为8级 P152 图8-21：18.1=v K
8.075
6012===
d b d φ P154 图8-24：07.1=βK （软齿面，对称布置） P154 图8-25：25.1=αK
Nm 48.99960
1095509550
58
.125.107.118.10.111=?===???==n P T K K K K K v A αβ
③许用应力计算：
8
22811103.2)83005(132********.6)83005(19606060?=?????==?=?????==h h L n N L n N γγ
P164 图8-34：88.01=N Y ，92.02=N Y
P165 图8-35：98.01=N Z ，94.02=N Z
P164 表8-8： 25.1min =F S ，0.1min =H S （失效概率≤1/100） P162 图8-32(c)：MPa 2201lim =F σ，MPa 2702lim =F σ P163 图8-33(c)：MPa 5501lim =H σ，MPa 6202lim =H σ
0.2=ST Y
P162 式8-27：MPa 76.30988.025
.12
220][1min
1lim 1=??==N F ST F F Y S Y σσ
MPa 44.39792.025
.12
270][2min
2lim 2=??=
=
N F ST
F F Y S Y σσ P162 式8-28：MPa 53998.01
550
][1min
1
lim 1=?==
N H H H Z S σσ MPa 8.58294.01
620
][2min
2
lim 2=?=
=
N H H H Z S σσ ]{[][1H H σσ=，MPa 8.582]}[min 2=H σ
④验算齿轮的接触疲劳强度：
P160 表8-7： MPa 8.189=E Z P161 图8-31：5.2=H Z P160 式8-26：87.0371
.143
4=-=-=ε
εZ P160 式8-25：u
b u KT a
Z Z Z H E H
23
1)1(500+=ε
σ
MPa 4603
60)13(48.9958.150015087.05.28.189 3=?+?????=
H σ＜][H σ 齿面接触疲劳强度足够
⑤验算齿轮的弯曲疲劳强度：
P157 图8-28：64.21=Fa Y ，26.22=Fa Y P158 图8-29：6.11=Sa Y ，78.12=Sa Y
P158 式8-23：69.071
.175
.025.075.025.0=+=+=εεY
P158 式8-22：MPa 65.6269.06.164.23657548.9958.120002*********=???????==
εσY Y Y m b d KT Sa Fa F MPa 63.6469.078.126.23
607548
.9958.120002*********=???????==
εσY Y Y m b d KT Sa Fa F 1F σ＜][1F σ 齿轮1齿根弯曲疲劳强度足够
2F σ＜][2F σ 齿轮2齿根弯曲疲劳强度足够
第九章 蜗杆传动
9-7 指出下式中的错误
2
1
1
212
2
1
200020002000t t T iT T F F d d d =
=
=
=
211
2221
200020002000t T iT T F d d d =
=≠
解： 9-20、手动绞车的简图如图9-19所示。手柄与蜗杆1固接，蜗轮2与卷筒3固接。已知
1128,1,63,50m mm z d mm z ====，蜗杆蜗轮齿面间的当量摩擦因数0.2v f =，手柄的臂长
320L mm =，卷筒3直径mm d 2003=，重物1000W N =。求：
（1）在图上画出重物上升时蜗杆的转向及蜗杆、蜗轮齿上所受各分力的方向；
（2）蜗杆传动的啮合效率；
（3）若不考虑轴承的效率，欲使重物匀速上升，手柄上应施加多大的力； （4）说明该传动是否具有自锁性。 解|
（1）受力方向：
（2）啮合效率：
（3）手柄上的力：
由 ，得 1r F
1t F 1a F
2n
1n
2t F 2a F
2r F
ν
W
W
o 111237.763
8
1arctan
arctan =?==d m z γ127.0tan 1
1
1==d m z γo
31.112.0arctan arctan ===v v f ?3785.03355.0127
.0)tan(tan ==+=v ?γγη2
2322d
W d F t =N d d W F t 50050
8200100032=??=
=
由 ，得
由 ，有
（4）自锁性：
机构具有自锁性。
)tan(2
1v t t F F
?γ+=N
F F v t t 75.167)tan(21=+?=?γFL
d
F t =211N L d F F t 51.16211==∴<== 31.11237.7o
o v v ?γ?γ，
第十章部分题解参考
10-4 在图10-23所示的轮系中，已知各轮齿数，3'为单头右旋蜗杆，求传动比15i 。 解 9030
120306030431543432154325115-=????-=-=-==
''''z z z z z z z z z z z z z z n n i
10-6 图10-25所示轮系中，所有齿轮的模数相等，且均为标准齿轮，若n 1=200r/min ，n 3=50r/min 。求齿
数2'z 及杆4的转速n 4。当1）n 1、n 3同向时；2）n 1、n 3反向时。 解 ∵
)(2
)(22321'-=+z z m
z z m ∴ 202515602132=--=--='z z z z
∵ 520
1560
25213243414
13-=??-=-=--=
'z z z z n n n n i ∴ 6/)5(314n n n +=
设 1n 为“＋”
则 1）n 1、n 3同向时：756/)505200(6/)5(314+=?+=+=n n n r /min （n 4与n 1同向）
2）n 1、n 3反向时：33.86/)505200(6/)5(314-=?-=+=n n n r /min （n 4与n 1反向）
10-8 图10-27所示为卷扬机的减速器，各轮齿数在图中示出。求传动比17i 。 解 1-2-3-4-7周转轮系，5-6-7定轴轮系
∵ 21169
21247852314274717
14-
=??-=-=--=
z z z z n n n n i 3
131878577557-=-=-==
z z n n i 54n n =
∴ 92.436327677117===
n n i （n 1与n 7同向） 10-9 图10-28所示轮系，各轮齿数如图所示。求传动比14i 。
解 ∵ 51890
133113-=-=-=--=
z z n n n n i H H H
58
55
3687903324323443=
??==--=
'z z z z n n n n i H H H
03=n
∴ 61
1==
H
H n n i 58
3
44=
=H H n n i 1163
586414114=?===
H H i i n n i （n 1与n 4同向）
10-11 图10-30示减速器中，已知蜗杆1和5的头数均为1（右旋），1z '=101，2z =99，42z z ='，4z '=100，
5
z '=100，求传动比H i 1。 解 1-2定轴轮系，1'-5'-5-4定轴轮系，2'-3-4-H 周转轮系
∵ 99199122112====
z z n n i →99
12n
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H
H n n i
第十一章 带传动
11-11、 设V 带传动中心矩2000a mm =，小带轮基准直径1125d d mm =，1960/min n r =，大带轮基准
直径2500d d mm =，滑动率0.02ε=。求（1）V 带基准长度；（2）、小带轮包角1α；（3）大带轮实际转速。 解：
212122
21
121
21122
()()4(500125)22000(125500)242000
4998.8285001252000
2.95169.25(1)1(1)
960125(10.02)
500
235.2/min
d d d d d d d d d d d d d d a
mm d d a rad d n i n d n d n d r αεε+∏
++
∏-=?+++
?≈-=∏-
-=∏-
==?
=
=
--∴=
??-=
=d (1)、L =2a+2（2）、（3）、
11-12、初选V 带传动中心距时，推荐12122()0.7()d d d d d d a d d +≥≥+，若传动比7i =时，按推荐的中
心矩的最小值、最大值设计带传动，其1α各为多少？若传动比10i =，当满足最小包角1120α≥?的要求，其中心矩应取多大？ 解：
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》习题与答案 目录 第1章绪论 第2章平面机构的结构分析 第3章平面连杆机构 第4章凸轮机构 第5章间歇运动机构 第6章螺纹联接和螺旋传动 第7章带传动 第8章链传动 第9章齿轮传动 第10章蜗杆传动 第11章齿轮系 第12章轴与轮毂连接 第13章轴承 第14章联轴器、离合器和制动器 第15章回转体的平衡和机器的调速
第1章绪论 思考题 1．机器、机构与机械有什么区别？各举出两个实例。 2．机器具有哪些共同的特征？如何理解这些特征？ 3．零件与构件有什么区别？并用实例说明。举出多个常用的通用机械零件。 答：1、机器：①人为的实物组合体； ②每个运动单元（构件）间具有确定的相对运动； ③能实现能量、信息等的传递或转换，代替或减轻人类的劳动； 实例：汽车、机床。 机构：①人为的实物组合体； ②每个运动单元（构件）间具有确定的相对运动； 实例：齿轮机构、曲柄滑块机构。 机械是机器和机构的总称。 机构与机器的区别在于：机构只用于传递运动和力，机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能或完成有用的机械功； 2、同上。 3、零件是机械制造的的最小单元体，是不可拆分的，构件是机械运动的最小单元体它有可能是单一的一个零件，也有可能是若干个零件组合而成，内燃机中的连杆，就是由连杆体1、连杆盖2、轴套3、轴瓦 4、螺杆5和螺母6等零件联接而成的，在制造中几个零件分别加工，装配成连杆后整体运动。通用零件，如齿轮、轴、螺母、销、键等。 第2章平面机构的结构分析 一、填空题 1、两构件通过面接触所构成的运动副称为低副，其具有2约束。 2、机构具有确定相对运动的条件是主动件数目=自由度。 3、4个构件在同一处以转动副相联，则此处有3个转动副。 4、机构中不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。 答：1.低副、2. 2. 主动件数目=自由度 3. 3 4．虚约束 二、综合题 1、计算下图所示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由 度、虚约束请明确指出。
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》试题库 一、填空题 （机械原理部分） 1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。 2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。 3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。 4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。 5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。 7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。 8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ= 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。 10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。 11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。 12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。 13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。 14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。 15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。 16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。 17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。 18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。 19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等、相等、且相反。20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、 。 21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。 22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。
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。
一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 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. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 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）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 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）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 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）。 14. 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 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 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）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 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）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 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。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 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。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 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）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 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. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 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。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。×
《机械设计基础》试题及答案 绪论 一、填空（每空1分） T-1-1-01-2-3、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。 T-2-2-02-2-4、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。 T-2-2-03-2-2、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。 T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2 。 T-2-2-05-2-1、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。 T-2-2-06-2-1、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。 T-2-2-07-2-1、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。 T-3-2-08-2-2、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。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线
位置。 T-3-2-10-2-1、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。 T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。 T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。 T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。 T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。 T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。 T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于挠性件传动。 T-7-2-17-3-6、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。 T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数
机械设计基础习题参考答案 机械设计基础课程组编 科技大学机械自动化学院
第2章 平面机构的自由度和速度分析 2-1画运动简图。 2-2 图2-38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。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3′3- 2 ′4-1 = 0，不合理 ， 2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 b) a)A E M D F E L K J I F B C C D B A 解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3′7-2 ′9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束 b) n=5; P l =6; P h =2，F=3′5-2 ′6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束 2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
B D C A (a) C D B A (b) 解答： a) n=4; P l =5; P h =1，F=3′4-2 ′5-1=1 A 处存在复合铰链 b) n=6; P l =7; P h =3，F=3′6-2 ′7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链 2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。 A B C D E 解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3′7-2 ′10 = 1 C 处存在复合铰链。 b) n=7; P l =10; P h =0，F=3′7-2 ′10 = 1 B D E C A c) n=3; P l =3; P h =2，F=3′ 3 -2 ′3-2 = 1 D 处存在局部自由度。 d) n=4; P l =5; P h =1，F=3′ 4 -2 ′5-1 = 1 A B C D E F G G' H A B D C E F G H I J e) n=6; P l =8; P h =1，F=3′ 6 -2 ′8-1 = 1 B 处存在局部自由度，G 、G'处存在虚约束。 f) n=9; P l =12; P h =2，F=3′9 -2 ′12-2 = 1 C 处存在局部自由度，I 处存在复合铰链。
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l 绘制其机构运动简图（图b）。 图 b） 2）分析其是否能实现设计意图。 由图 b 可知，n 3，p l 4 ， p h 1， p 0，F 0 故： F 3n ( 2p l p h p ) F 3 3 (2 4 1 0) 0 0 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）。 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： n 3 ，p l 4 ，p h0， F 3n 2 p l p h 1 解： n 4 ，p l 5 ， p h1， F 3n 2 p l p h 1 3、计算图示平面机构的自由度。
解：解：n 7 ，p l10 ， p h0 ， F 3n 2 p l p h 1 n 8 ，p l11 ， p h1， F 3n 2 p l p h 1 ，局部自由度 解： n 9 ，p l12 ， p h 2 ， F 3n 2 p l p h 1 解： D,E,FG 与 D，H，J，I 为对称结构，去除左边或者右边部分，可得，活动构件总数为 7，其中转动副总数为 8，移动副总数为 2，高副数为 0，机构自由度为 1。 （其中 E、D 及 H 均为复合铰链） 4、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号P ij直接标注在图上）。
《机械设计基础》课程试题库 一、填空题 1.在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。 2.确定凸轮基圆半径的原则是在保证αmax≤ [ α ]条件下，选择尽可能小的基圆半径。 3.一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是不等的。 4.在设计 V 带传动时， V 带的型号是根据计算功率和小带轮转速选取的。 5.对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向相同。 6.滚动轴承主要失效形式是疲劳点蚀和塑性变形。 7.在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取Z1= 1、 2、4，蜗杆头数越少，自锁性越好。 8.普通螺纹联接承受横向外载荷时，依靠接合面间的摩擦承载，螺栓本身受预紧力 ___作用，可能的失效形式为断裂。 9.平键联接中，两侧面是工作面，楔形键联接中，上下面是工作面。 10.对于闭式软齿面齿轮传动，主要按接触强度进行设计，而按弯曲强度进行校核。 11.蜗杆传动发热计算的目的是防止温升过高而产生齿面胶合失效。 12.带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心拉应力。最大应力发生 在带的紧边开始绕上小带轮处。 13.链轮的转速高，节距大，齿数少，则链传动的动载荷就越大。 14.轴上的键槽通常采用铣削加工方法获得。 15.联轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是前者在运动中不能分离，后者可以 随时分离。 16.验算非液体摩擦滑动轴承的pv 值是为了防止轴承过热而发生胶合；验算轴承速度v 是为了 防止轴承加速磨损或产生巨大热量。普通三角形螺纹的牙型角为___60__度。17.紧螺栓联接按拉伸强度计算时，考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用，应将拉抻 载荷增大至 ___1.3____ 倍。 18.受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设螺栓刚度 C1 远远小于被联接件的刚度 C2，则不论 工作载荷 F 是否变化，螺栓中的总拉力F2接近 ___预紧力 _____。 19.带传动中，带的弹性滑动是带传动的 _____固有 ______特性，是_不可 ______避免的。 20.带传动的最大有效圆周力随着初拉力、包角、摩擦系数的增大而增大。 21.若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度____减 小_____，接触强度 ______不变 _________。 22. 齿轮传动(大、小齿轮分度圆直径分别为d2、d1 ) 传动比表达式为 __i= d2/ d1____。蜗 杆传动（蜗杆分度圆直径d1，蜗杆分度圆柱导程角，蜗轮分度圆直径 d2）传动比表达式为 _______d2/ d1tg___________。
机械设计基础试题库及答案 1 2 一、判断(每题一分) 3 1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。……（√ 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。4 5 （×）4、机构是具有确定相对运动的构件组 6 合。………………………………（√）5、构件可以由一个零件组成，也7 可以由几个零件组成。………………（√）6、整体式连杆是最小的制造8 单元，所以它是零件而不是构件。……（×）7、连杆是一个构件，也是9 一个零件。………………………（√） 8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。…………………………… 10 11 （×） 12 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体是什么？（ B ） 13 14 A．机构 B．构件 C．部件 D．零件 15 2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ） 16 A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合17 而成 18 C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区 3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ） 19 20 A．构件是机器零件组合而成的。 B．构件是机器21 的装配单元 C．构件是机器的制造单元 D．构件 22 23 是机器的运动单元
4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ） 24 25 A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键 26 5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ） 27 A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂 28 C．汽车的轮子 D．空气压缩机 29 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 30 31 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32 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 33 34 体 35 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装36 配的单元称为（机构）。 37 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。 38 5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。机器工作时，都能完成有39 用的__机械功___或实现转换__能量___。 40 2 平面机构 41 一、填空题(每空一分) 42 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 1 个约束，而保留 2 个自由度。 43 44 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。
第三章部分题解参考 3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋 转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有，应如何修改？ 习题3-5图 习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为： 14233 2345=-?-?=--=P P n F 其中：滚子为局部自由度 计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。 解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。其自由度为： 1 15243 2345=-?-?=--=P P n F ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。其自由度为： 1 23233 2345=-?-?=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。 习题3-6(a)图 习题3-6(d)图 解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b) 的两种形式。 自由度计算： 1042332345=-?-?=--=P P n F
习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b) 解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b) 的两种形式。 自由度计算： 1042332345=-?-?=--=P P n F 习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b) 3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。 解(a) 10102732345=-?-?=--=P P n F A 、 B 、 C 、 D 为复合铰链 原动件数目应为1 说明：该机构为精确直线机构。当满足BE =BC =CD =DE ，
本文从网络收集而来，上传到平台为了帮 到更多的人，如果您需要使用本文档，请 点击下载，另外祝您生活愉快，工作顺利， 万事如意！ 最新机械设计基础考试题库及答案 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n1、 n2，直径为D1、D2，齿数为z1、z2，则其传 动比i= （n1/n2）= （D2/D1）= （z2/ z1）。 5.铰链四杆机构的杆长为a=60mm， b=200mm，c=100mm，d=90mm。若以杆Ｃ为 机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6.在传递相同功率下，轴的转速越高， 轴的转矩就（越小）。 7.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）。
8.平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9.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）。 10.平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。11.凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12.凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13.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）。 14.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。 15.普通Ｖ带的断面型号分为（Y、Z、A、 B、C、D、E）七种，其中断面尺寸最小的是（Y）型。 16.为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17.渐开线的形状取决于（基）圆。 18.一对齿轮的正确啮合条件为：（m1= m2）与（α 1 = α2）。 19.一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1 > ε）。 20.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）。 21.一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m1= m2）、（α 1 = α2）与（β1=-β2）。 22.蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23.通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。24.常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25.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）。 26.润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27.列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴器）。 28.轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29.普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30.常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31.普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32.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。 33.减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速或增大转距。 34.两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35.轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36.轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37.轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38.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。 39.凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮）与（移动凸轮）三种。 40.凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41.变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42.按接触情况，运动副可分为（高副）
机械设计基础题库 填空题 1.在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是和。 2.在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越，所设计的机构越紧凑，但是压力 角，使机构的工作情况变坏。 3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮和必须分别相 等。 4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是。直齿圆锥齿轮的标准模数是。 5.平键的截面尺寸应按从键的标准中查取，键的长度L可参照 从标准中选取。必要时应进行强度校核。 6.对一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时，将轮齿看作，并假定全 部载荷作用于。 7.普通V带传动的设计准则是，保证带以及具有一定的。 8.按照滑动轴承工作时的摩擦状态，可分为滑动轴承和滑动轴 承两种主要类型。 9.槽轮机构的主要参数是和。 10.机械速度的波动可分为和两类。 11.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。 12.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。 13.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。 14.蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P1制作的蜗轮，承载能力取决于抗能力。 15.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。 16.滚子链传动中，链的链速是常数，而其链速是变化的。 17.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。 18.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。 19.平面机构具有确定运动的条件是：且。 20.两构件通过面接触组成的运动副称为；平面机构中又可将其分为
机械设计基础习题库 一、单项选择题（每小题2分） 1.机器中运动的最小单元称为（） A．零件B．部件 C．机件D．构件 2.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为( ) A.零件 B.机构 C.构件 D.部件 3.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( ) A.转动副 B.移动副 C.球面副 D.螺旋副 4.机构具有确定相对运动的条件是( ) 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.在平面机构中，每增加一个低副将引入（） A．0个约束B．1个约束 C．2个约束D．3个约束 6.若两构件组成低副，则其接触形式为（） A．面接触B．点或线接触C．点或面接触D．线或面接触7.平面运动副的最大约束数为（）
A．1 B．2 C．3 D．5 8.铰链四杆机构的死点位置发生在( ) A.从动件与连杆共线位置 B.从动件与机架共线位置 C.主动件与连杆共线位置 D.主动件与机架共线位置 9.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( ) 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 10.连杆机构处在死点位置时，传动角γ是（） A 等于90oB等于0o C 0o<γ< 90oD大于90o 11.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，则为了获得双 曲柄机构，其机架应取（） 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 12.为保证四杆机构良好的机械性能，___________不应小于最小许用值。 A压力角B传动角C极位夹角D摆角 13.连杆机构处在死点位置时，压力角α是______。 A 等于90oB等于0o C 0o<α< 90oD大于90o 14.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.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 15.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从动件的运动方向 B 凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向 C凸轮上接触点的切线与从动件的运动方向 D凸轮上接触点的切线与该点的线速度方向 16.凸轮机构的从动件选用等加速等减速运动规律时，其从动件的运动（） 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 17.下列凸轮机构中，图_______所画的压力角是正确的。BBCDD
《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。