《机械设计基础》
一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项
前的字母填在题后的括号内。
1.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
2.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
3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )
A.分度圆
B.齿顶圆
C.齿根圆
D.基圆
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
5.一般转速的滚动轴承计算准则为( )
A.进行静强度计算
B.进行极限转速计算
C.进行疲劳寿命计算
D.进行热平衡计算
6.柴油机曲轴中部的轴承应采用( )
A.整体式滑动轴承
B. 剖分式滑动轴承
C.深沟球轴承
D.圆锥滚子轴承
7.螺纹联接的自锁条件为( )
A.螺纹升角≤当量摩擦角
B.螺纹升角>摩擦角
C.螺纹升角≥摩擦角
D.螺纹升角≥当量摩擦角
8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为( )
A.σωω
=-
max min B.
σ
ωω
=
+
max min
2 C.
σ
ωω
ω
=
-
max min
m D.
σ
ωω
ωω
=
-
+
max min
max min
9.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
10.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用( )
A.深沟球轴承
B.推力球轴承
C.圆柱滚子轴承
D.圆锥滚子轴承
11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( )
A.对称循环
B.脉动循环
C.恒定不变
D.非对称循环
12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用( )
A.圆型带传动
B.同步带传动
C.V型带传动
D.平型带传动
13.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
14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( )
A.螺栓联接
B.双头螺柱联接
C.螺钉联接
D.紧定螺钉联接
15.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
16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数YFS值有关的参数是( )
A.工作齿宽b
B.模数m
C.齿数z
D.压力角α
17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( )
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
18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是( ) （注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）
A.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=β
B.ma1=mt2, αa1=αt2,γ=β
C.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=-β
D.ma1=ma2, αa1=αt2,γ=-β
19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( )
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
20.带传动的主要失效形式是带的( )
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
二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)
21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和________。
22.对于动不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数目为________。
23.摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为________。
24.在内啮合槽轮机构中，主动拨盘与从动槽轮的转向________。
25.普通平键的剖面尺寸(b×h)，一般应根据________按标准选择。
26.链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的，所以应属于________传动。
27.在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是σH1_____σH2。
28.蜗杆传动的效率包括三部分，其中起主要作用的是________的摩擦损耗效率。
29.滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度越________。
30.联轴器型号是根据计算转矩、转速和________从标准中选取的。
三、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
31.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。
32.试分析只受预紧力F′作用的单个螺栓联接的应力情况，写出其强度计算公式，并指出公式中每个参数的物理意义。
四、计算题(本大题共4小题，每小题6分，共24分)
33.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。
34.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,小齿轮的齿数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、齿顶圆直径。
35.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。
36.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Fr Ⅰ=9000N,Fr Ⅱ=5000N ，其内部轴向力
分别为FS Ⅰ=2430N,FS Ⅱ=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。
五、设计题(本大题共2小题，每小题7分，共14分)
37.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?1=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?2。
说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；
(2)S1和?2只需在图上标出，不必度量出数值。
38.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。)
《机械设计基础》试题一参考答案
一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)
1.A
2.B
3.D
4.A
5.C
6.B
7.A
8.C
9.A 10.C 11.A 12.C 13.B 14.B 15.A 16.C 17.B 18.B 19.D 20.A 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)
21.受力情况 22.2 23.两者相等 24.相同 25.轴径 26.啮合 27.等于 28.轮齿啮合时 29.大 30.轴径 三、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分) 31.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
32.螺栓受到拉应力σ和扭转剪应力τ的作用
σ= 13412.'F d π ≤［σ］ σ—拉应力，d1—螺栓最
小直径，［σ］—许用拉应力。
四、计算题(本大题共4小题，每小题6分，共24分) 33.(1)F 处为复合铰链，H 处(或I 处)为虚约束，应除去 (2)计算自由度： n=6, PL=8, PA=1 F=3n-2P1—PH=3×6-2×8-1 =1
34.∵i12=
z z 21
=3 ∴Z2=i12Z1=3×18=54
∵a=m 2(z1+z2) ∴m= 221081854
12a z z +=
?+ =3mm
d1=mz1=3×18=54mm d2=mz2=3×54=162mm
da1=d1+2ha*m=54+6=60mm da2=d2+2ha*m=162+6=168nn
35.这是一个混合轮系：齿轮3、4、5和系杆H 组成一个行星轮系；齿轮1、2组成一个定轴轮系。 对于3、4、5、H 组成的行星轮系，有
i
4
20
80
355335
-=-=-=--=
z z n n n n H H H
将n5=0代入上式得 n n n H
H
34
--=- 即
n n H
3=1+4=5 (1)
对于1、2齿轮组成的定轴轮系，有 i
1212214020
2=
-=-=-n n z z 即
n n 1
2
=-2 (2)
联立解(1)、(2)式，并考虑到n Ⅰ=n1, n2=nH,n3=n Ⅱ得 n n II I =-5
2
将n Ⅰ=1000r/min 代入，得n Ⅱ=-2500r/min 负号说明n Ⅱ转向与n Ⅰ转向相反。 36.轴向力：FS Ⅰ+FA=2430+1000=3430N>S Ⅱ 轴承Ⅰ被放松 Fa Ⅰ=FS Ⅰ=2430N
轴承Ⅱ被压紧FaⅡ=FSⅡ=3430N
当量动载荷
FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27 XⅠ=1 YⅠ=0 PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e XⅡ=0.4 YⅡ=1.88 PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N 五、设计题(本大题共2小题，每小题7分，共14分) 37.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 38. (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。 13.1 试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。 1、此处应有垫片； 2、轴肩太高； 3、键太长； 4、安装齿轮处的轴的直径应小于齿轮宽度； 5、套筒直径太大，超过轴承内圈高度； 6、轴承端盖此处的直径太大； 7、此处应有密封圈； 8、轴承左端没有定位 9、此处轴太长，轴的端面与轴端挡圈应相隔2-3mm ； 10、联轴器结构不合理，； 11、两个键的位置应布置在同一方向，而且轴的画法有误 题16-81图 1、键的位置和尺寸不合适； 2、轴承端盖此处的直径太大； 3、此处应有密封圈； 4、此处应有螺钉联接（把轴承端盖和机架联接起来）； 5、此处应有垫片； 6、套筒直径太大，超过轴承内圈高度； 7、安装齿轮处的轴的直径应小于齿轮宽度； 8、轴承左端没有定位 9、此处应有垫片；10、此处应有螺钉联接（把轴承端盖和机架联接起来）； 答：1、轴直径应是中间最大，向两头递减（拆装要求） 2、左轴承的右边定位太高，不利于拆卸。把右边轴台阶改为套筒定位。 3、轴上键槽应布置在同一直线上。 4、套筒太高，减小套筒直径 5、端盖上应安装密封圈。 6、此处轴长度应小于链轮轴线长度。 7、链轮右端应采用轴端档圈固定。 8、键太长,减小键长度。 1 3 4 5 6 2 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 《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 1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为 机架时，它为何种具体类型？双曲柄机构；（2）当取d杆为机架时，则为曲柄摇杆机构。 平面四杆机构无急回特性时极位夹角θ=0，行程速比系数_ K=1_ 平面连杆机构当行程速比K>1时，机构就具有急回特性。 在双曲柄机构中，已知三杆长度为 a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d 杆长度为 110mm≤d≤ 190mm 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，曲柄与连杆共线时为死点位置，曲柄为主动件时， _不存在__死点位置； 在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作整周回转运 动，即得到双曲柄机构。 3.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是，摇杆为主动件，曲柄为从动件。 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是_连杆与摇杆之间所夹锐角_ 3.为保证四杆机构良好的机械性能,传动角不应小于最小许用值。 4.凸轮轮廓曲线决定了从动杆的运动规律。 5.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_基圆_。 凸轮机构中，凸轮基圆半径愈大, 压力角愈小，机构传动性能愈好。 凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到实际轮廓线上的最小半径。 凸轮机构中的压力角是指凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向间的夹角。 凸轮机构中的压力角是指_凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向_间的夹角。 凸轮机构能使从动杆按照凸轮轮廓曲线，实现各种复杂的运动。 6.键20X70GB1095—79的含义是_ A型平键宽度b=20mm，长度L=70mm _。．键B18*50 的含义是_ B 型长度50mm _。 普通平键的三种形式为_ A B C。 键联接的主要用途是：周向固定，键“12X50”的含义是传递运动和转矩。紧键联接与 松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有摩擦力。 机械设计基础模拟题2 一、单向选择题 1.如果原动件的数目大于机构自由度的数目，那么（ b ）。 A．具有确定性运动 B．可以运动，但运动不确定 C．无法运动，机构可能损坏 2.在曲柄摇杆机构中，常以特性参数（ c ）作为判断其传力性能的标志。 A. 摆角ψ B. 极位夹角θ C. 传动角γ D. 行程速比系数 3.凸轮机构在从动杆运动规律不变情况下，若缩小凸轮基园半径，则压力角 （ c ）。 A. 减小 B. 不变 C．增大 4. 一直齿圆锥齿轮，齿数Z ＝15，分度圆锥角δ＝30?，用齿条插刀进行展 成法加工时，( a )根切。 A.不会 B.一定 C.不一定 5.在定轴轮系中，惰轮(介轮)的使用，( b )传动比的大小，（ a ） 传动比的符号。 A.改变 B.不改变 C.不一定改变 6.刚性转子动平衡的条件是（ c ）。 A. 总惯性力之和为零 B. 总惯性力矩之和为零 C. 总惯性力和总惯性力矩之和都为零 7. 螺纹联接防松的根本问题在于( d )。 A.增加螺纹联接的轴向力 B. 增加螺纹联接的横向力 C. 防止螺纹副的相对转动 D. 增加螺纹联接的刚度 8.在蜗杆传动中，其传动比 i = （ c ）。 A. n n d d 1 2 2 1 = B. d d z z 2 1 2 1 = C. n n z z 1 2 2 1 = 二、填空题 1.两构件在速度瞬心点的瞬时相对速度为____ ___，瞬时绝对速度___不为0___。 2.铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长条件必须满足：最短杆与最长杆 的长度之和小于或等于其余两构件的长度之和且必须___ 最短杆_作机架。 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。 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2 第七章、蜗杆传动 1、蜗杆传动的组成及功用？ 主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。传递空间两交错轴之间的运动和动力。 2、据蜗杆形状的不同，可把蜗杆传动分为哪三种? 分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动 3、什么叫中间平面? 通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面。 4、蜗杆传动的主要失效形式？ 胶合、磨损、疲劳点蚀 5、蜗杆的分度圆直径计算公式？蜗杆传动的传动比i与转速n1、n2和分度圆直径d1、d2有什么关系？ d1=mq；i12=Z2/Z1=n1／n2≠d2／d1 第八章、齿轮系 1、什么叫齿轮系？ 由若干对齿轮组成的齿轮传动系统。2、什么叫定轴齿轮系？什么叫行星齿轮系？ 定轴齿轮系：齿轮系运转过程中，支撑齿轮的轴的轴线相对于机架是固定不动的。 行星齿轮系：齿轮系运转过程中，至少有一个齿轮的轴线不固定，在其他构件的带动下绕固定轴线运动。 3、什么叫惰轮？ 只改变输出轮的转向，不改变传动比的大小的齿轮。 4、定轴齿轮系传动比计算公式及应用 i1k=n1/nk=（-1）m所有从动轮齿数连乘积/所有主动轮齿数连乘积；计算结果的“+”，表明首末轮转向相同，反之相反。 5、行星齿轮系的组成？按自由度分类分为哪几种？ 由中心轮所、行星齿轮、行星架和机架组成；F=1 简单行星齿轮系 F=2 差动齿轮系 第九章、螺纹连接 1、螺纹的旋向分为哪两种？通常螺纹的公称直径是指哪个直径？按作用来分，可把螺纹分为哪几种？按牙型来分？ 分为右旋螺纹和左旋螺纹；大径d；按作用分：连接螺纹、传动螺纹；按牙型分：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。 2、螺纹联接的基本类型有哪几种？各适用于什么场合？ 螺栓联接、螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接；螺柱用于经常拆卸的场合；螺钉用于不经常拆卸的场合。 3、螺纹预紧的目的是什么？防松的目的是什么？防松方法有哪几种？ 预紧的目的是增强联接的可靠性、紧密性和紧固；防松的目的是防止螺母与螺杆的相对转动；方法有摩擦防松、机械防松和变为不可拆联接三类。 4、什么叫螺距？什么叫导程？线数n、螺距P、导程S三者的关系如何？ 螺距P：相邻两螺纹牙型在中径线上对应两点间的轴向距离；导程S：同一条螺纹线上相邻两螺纹牙型在中径上对应两点之间的轴向距离；关系:S=nP。 5、已知：梯形螺纹Tr40×14（P7）-8e-L，当它与螺母组成螺旋附后，螺杆转过180°，螺母移动的距离是多少？ L=180°/360°Xs=1/2X14=7mm 第十章、轴与轴毂连接 1、轴的功用是什么？ 支撑轴上的传动零件；保证轴上零件定位准确、固定可靠；传递转矩和运动。 2、按轴的受载情况来分，分为哪几种？它们各承受什么载荷？ 转轴：同时传递转矩和承受弯矩的轴；心轴：只承受弯矩不传递转矩的轴；传动轴：只传递转矩而不承受弯矩或 《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 1－5 自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10 自由度为： 1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 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。 1334313141P P P P ?=?ωω 1 1314133431==P P ω 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 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 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 1224212141P P P P ?=?ωω 《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___________。 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》重修复习卷(二) 一．填空 1、在铰链四杆机构中相对静止的构件称为 机架 ；能作圆周运动的构件称 为 曲柄 ；不与机架相连的构件称为 连杆 。 2、三星轮变向机构之所以能够起变向作用，是因为有 惰轮起作用，它 不 影响传动比。 3、键连接通过键将 轴与轮毂结合在一起，从而实现周向运动传递扭矩。 4、根据轴承与轴工作面摩擦性质的不同，轴承可分为 滑动摩擦和 滚动摩擦。 5．为保证齿轮传动的连续性，将___实际啮合线_与__基圆齿距__的比值称为重合度。 6、按照滚动轴承所受载荷的不同，滚动轴承分为 向心 、 推力 和 和 向心推力 三类。 7、渐开线齿廓的啮合特性有瞬时传动比准确 、 中心距可分离性 和 齿廓间相对滑动等。 8．带传动的主要失效形式为打滑 和带的 磨损 。 9．齿面接触强度设计计算是针对齿面点蚀失效进行的；齿根弯曲疲劳强度设计计算是针对齿轮 疲劳折断 进行的。 二．选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ａ Ｂ Ｃ Ｂ Ａ Ｄ Ｃ Ｃ Ｂ Ｄ 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ｂ Ｄ Ａ Ｂ Ａ Ｂ Ｂ Ａ Ａ Ｃ 1．平行四边形双曲柄机构，当主动件曲柄作匀速转动时，从动曲柄将怎样运动？( ) A ．匀速转动 B.间歇转动 C ．变速转动 D.往复摆动 2．曲柄滑块机构中，当( )为主动件时机构有死点位置出现。 A.曲柄 B.滑块 C.连杆 装 订 线 3．以下关于曲柄摇杆机构的叙述正确的是( ) A．只能以曲柄为主动件 B.摇杆不可以作主动件 C．主动件既可能作整周旋转运动也可以作往复摆动 D. 以上都不对4．杆长不等的铰链四杆机构，若以最短杆为机架，则是什么机构( ) ？ A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构或双摇杆机构 C.双摇杆机构 D.双曲柄机构 5．图示凸轮轮廓是分别以O和O1为圆心的圆弧和直线组成的。该凸轮机构从动件的运动过程是( )类型。 A 升---停---降---停； B 升---停---降； C 升---降---停； D 升---降。 6．凸轮连续转动，从动件的运动周期是( )。 A 从动件推程时间； B 从动件回程时间； C 从动件推程和回程时间之和； D 凸轮一转的时间。 7．( )能把回转运动转变成往复摆动运动。 A．双曲柄机构 B．摆动导杆机构 C．曲柄摇杆机构 D．曲柄滑块机构8．定轴轮系的传动比以下各表达式中正确的是( )。 A.i1k =(-1) m所有的主动轮齿数连乘积/所有的从动轮齿数连乘积 B.i1k =Z k/Z1 C.i1k =(-1)m所有的从动轮齿数连乘积/所有的主动轮齿数连乘积 D.i1k=n1/n k 9．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有（）个“死点” A．1 B．2 C．3 D．4 10．公共汽车的车门启闭机构属于（） A．曲柄摇杆机构 B．双摇杆机构 C．平行双曲柄机构 D.反向双曲柄机构11．可以承受不大的单方向的轴向力，上、下两面是工作面的连接是( ) A．普通平键 B.楔键 C.半圆键 D.花键 《机械设计基础》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，基圆和齿根圆 （）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(D) 。 (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 （）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。 《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 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 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 《机械设计基础》参考答案-习题1 1-1 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。 1-2 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。 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 机械设计基础题库及答案 一、判断题 1、悬挂的小球静止不动就是因为小球对绳向下的重力与绳对小球向上的拉力相互抵消的缘故。(×) 2、作用于刚体上莫点的力,作用点沿其作用线移动后,其对刚体的作用效果改变了。(√) 3、力偶无合力。(√) 4、铰链四杆机构都有摇杆这个构件。(×) 5、在实际生产中,机构的“死点”位置对工作都就是不利的,处处都要考虑克服。(×) 6、衡量铸铁材料强度的指标就是强度极限。(√) 7、由渐开线的形成过程可知,基圆内无渐开线。(√) 8、若齿轮连续传动,其重合度要大于或等于1。(√) 9、蜗杆传动一般用于大速比的场合。(√) 10、压入法一般只适用于配合尺寸与过盈量都较小的联接。(√) 11、三角形螺纹具有较好的自锁性能,螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺母的松脱。所以就就是在振动及交变载荷作用下,也不需要防松。(×) 12、机器就是由机构组合而成的,机构的组合一定就就是机器。(√) 13、作用于刚体上某点的力,作用点沿其作业线移动后,不改变原力对刚体的作业效果。(√) 14、组成移动副的两构件之间的接触形式,只有平面接触。(√) 15、在平面四杆机构中,连杆与曲柄就是同时存在的,即有连杆就必有曲柄。(×) 16、曲柄滑块机构滑块为主动件时,有死点位置。(√) 17、塑性材料的失效主要为断裂失效。(×) 18、分度圆就是计量齿轮各部分尺寸的基准。(√) 19、斜齿轮不产生根切的最少齿轮大于直齿轮。(√) 20、差动轮系的自由度为2。(×) 21、带传动中打滑现象就是不可避免的。(√) 22、一个平键联接能传递的最大扭矩为T,则安装一对平键能传递的最大扭矩为2T。(×) 二、单项选择题 1、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、转动副 D、移动副 2、下图所示的平面四杆机构中,各杆长度分别为 a=25mm,b=90mm,c=75mm,d=100mm、若杆BC就是机构的主动件,CD 为机架机构就是(C) 一、选择题 1 工作时承受弯矩并传递转矩的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 2工作时只承受弯矩不传递转矩的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 3工作时以传递转矩为主，不承受弯矩或弯矩很小的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 4 自行车的前轴是。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 5 轴环的作用是。 （1）作为轴加工时的定位面（2）提高轴的强度（3）使轴上零件获得轴向定位 6 下列几种轴向定位结构中，定位所能承受的轴向力较大。 （1）圆螺母（2）紧定螺钉（3）弹性挡圈 7 在轴的初步计算中，轴的直径是按进行初步确定的。 （1）抗弯强度（2）抗扭强度（3）轴段的长度（4）轴段上零件的孔径 8 转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据来进行计算或校核。 （1）抗弯强度（2）扭转强度（3）弯扭合成强度 9 图示为起重铰车从动大齿轮1和卷筒2与轴3相联接的三种形式。图a为齿轮与卷筒分别用键固定在轴上，轴的两端支架在机座轴承中；图b为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，空套在轴上，轴固定不动；图c 为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，用键固定在轴上，轴的两端支架在机座轴承中。以上三种形式中的轴，依次为。 （1）固定心轴、转动心轴、转轴（2）固定心轴、转轴、转动心轴 （3）转动心轴、转轴、固定心轴（4）转动心轴、固定心轴、转轴 （5）转轴、固定心轴、转动心轴（6）转轴、转动心轴、固定心轴 二、分析计算题 1 已知图示轴传递的功率kW P 5.5 ，轴的转速min /500r ，单向回转，试按扭转强度条件估算轴的最小直径，并估计轴承处及齿轮处的直径。 2 图示为需要安装在轴上的带轮、齿轮及滚动轴承，为保证这些零件在轴上能得到正确的周向固定及轴向固定，请在图上作出轴的结构设计。《机械设计基础》答案
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