华北理工大学2016年机械设计基础李建功主编期末复习题

华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 1页-第 1章 绪论习题 1绘制如图所示的颚式破碎机的机构运动简图。习题 1 习题 1答案习题 2绘制如图所示的偏心轮传动机构的机构运动简图。习题 2 习题 2答案习题 3通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件） 。如果不满足有确定运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。习题 3 习题 3答案华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 2页-习题 3答案：计算自由度：n=4, PL=6, PH=0, F=3n-2PL-PH=34-26-10=0，运动链不能动。修改参考方案如图所示。习题 4计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束） 。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件） ，为什么？习题 4习题 4答案：没有复合铰链、局部自由度、虚约束。n=4, PL=5, PH=1F=3n-2PL-PH=34-25-1=1。运动链有确定运动，因为原动件数 = 自由度数。习题 5计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束） 。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件） ，为什么？习题 5习题 5答案：F处为复合铰链，因为有 3个构件在此处组成成转动副，所以应算 2个转动副。B 处为局部自由度，假设将滚子同构件 CB固结。移动副 M、N 中有一个为虚约束，属于两构件在多处组成运动副。华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 3页-n=7, PL=9, PH=1, F=3n-2PL-PH=37-29-1=2。运动链没有确定运动，因为原动件数 自由度数。习题 6计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束） 。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件） ，为什么？习题 6习题 6答案：无复合铰链。C 处为局部自由度，假设将滚子同构件 CB固结。在滚子高副 C、C和凸轮高副 F、F中各有一个虚约束，属于两构件在高副接触处（C 与 C之间，F 与 F之间）的距离分别相等。n=4, PL=4, PH=2, F=3n-2PL-PH=34-24-12=2。运动链有确定运动，因为原动件数 = 自由度数。习题 7 填充题及简答题1）平面运动副的最大约束数为 ，最小约束数为 。2）平面机构中若引入一高副将带入 个约束，而引入一个低副将带入 个约束。3）机构具有确定运动的条件是什么？4）何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？ 习题 7答案：1） 平面运动副的最大约束数为 2，最小约束数为 12） 平面机构中若引入一高副将带入 1个约束，而引入一个低副将带入 2个约束。3） 机构具有确定运动的条件是：机构的自由度大于零，且自由度数等于原动件数。4） 复合铰链：在同一点形成两个以上的转动副，这一点为复合铰链。局部自由度：某个构件的局部运动对输出构件的运动没有影响，这个局部运动的自由度叫局部自由度。虚约束：起不到真正的约束作用，所引起的约束是虚的、假的。习题 8计算下图机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度，虚约束等情况时必须一一指出，华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 4页-图中 BC、ED、FG 分别平行且相等。要使机构有确定运动，请在图上标出原动件。习题 8答案：B 点为复合铰链，滚子绕 B点的转动为局部自由度，ED 及其两个转动副引入虚约束，I、J 两个移动副中只能算一个 F=3n（2P l+PhP）F =38（211+11）1=1 根据机构具有确定运动的条件，自由度数等于原动件数，故给凸轮为原动件。 习题 9 题图 2-3所示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度， 题图 2-3习题 9答案： 注意其中的、F、点并不是复合铰链。习题 10虚约束对运动不起真正的约束作用，那么机构中为什么要引入虚约束？习题 10答案：虚约束对运动虽不起真正的约束作用，但是考虑机构的受力均衡，避免运动不确定，增加传递的功率等设计时要加入虚约束。习题 11绘制如图（a）所示的内燃机的机构运动简图。习题 11答案：解答：图（a）中带有半圆形平衡质量 m的曲轴 1绕 A轴转动，A 轴的轴承固连于汽缸体 6上。连杆 2分别以曲轴销 B及活塞销 C与曲柄 1及活塞 3相连；连杆 4分别以铰链D和 E与连杆 2和 5相连。显然该主体机构以活塞 3为原动件，汽缸体 6为机架。由上述机构组成可以判断出各构件作何种运动。根据给定的各构件尺寸，即可按比例绘制出机构运动简图，如图(b)所示。华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 5页-例题 1（a） 例题 1 (b)习题 12： 如图（a）所示为简易冲床，动力由齿轮 1输入，带动同轴上的凸轮 2，推动杆3，从而使推杆 4（冲头）上下移动以达到冲压的目的。1画出运动链的运动简图；2通过自由度计算判断该运动链是否有确定运动；3如果不满足有确定运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。习题 12答案：解答：1运动链的运动简图如图（b）所示。2n=3, PL=4, PH=1, F=3n-2PL-PH=33-24-11=0；运动链不能动。3修改后的机构运动简图如图（c）所示。例题 2（a） 例题 2（a）华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 6页-第 2章 联接习题 1 选择题1 在常用的螺旋传动中，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 在常用的螺纹联接中，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 当两个被联接件不太厚时，宜采用_。（1）双头螺柱联接 （2）螺栓联接 （3）螺钉联接（4）矩形螺纹4 当两个被联接件之一不太厚，不宜成通孔，且需要经常拆装时，往往采用_。（1）螺栓联接（2）螺钉联接（3）双头螺柱联接（4）紧定螺钉联接5 当两个被联接件不太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用_。（1）螺栓联接（2）螺钉联接（3）双头螺柱联接（4）紧定螺钉联接6在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如_。（1） 增加拧紧力 （2）使用测力矩扳手或定力矩扳手 （3）增加扳手力臂7螺纹联接防松的根本问题在于_。（1）增加螺纹联接能力 （2）增加螺纹联接的横向力 （3）防止螺纹副的相对转动 （4）增加螺纹联接的刚度8 螺纹联接预紧的目的之一是_。（1） 增加联接的可靠性和紧密性 （2）增加被联接件的刚性（3） 减小螺栓的刚性 9 对受轴向变横载的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是_。（1） 增大被联接件的刚度 （2）减小被联接件的刚度 （3）增大螺栓的刚度10在下列联接方式中， （ ）只能用于轴毂静联接；（ ）既可用于轴毂静联接，也可用于轴毂动联接。（1）花键联接；（2）楔键联接；（3）导向键联接；（4）滑键联接。11对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ ）联接。 （1）普通平键； （2）半圆键； （3）楔键； （4）切向键。12设计时，键的截面尺寸是根据（ ）从标准中选取的。 （1）传递的转矩；（2）轴的转速；（3）轮毂长度；（4）轴的直径。13下列结构中，可以减小螺栓附加弯矩的是（ ） ；可以减小螺栓所受应力幅的是（ ） ；可以改善螺纹牙载荷分布不均现象的是（ ） 。（1）钩头螺栓； （2）悬置螺母； （3）空心螺栓； （4）加工出沉头座4普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间_。（1）沿轴向固定并传递轴向力 （2）沿轴向可作用相对滑动并具有导向作用 （3）沿周向固定并传递转矩 （4）安装与拆卸方便15设计键联接的几项主要内容是：a) 按轮毂长度选择键的长度 b) 按使用要求选择键的主要类型 c) 按轴的直径选择键的剖面尺寸 d) 对联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是_。（1） bacd （2）bcad （3 ） acbd （4）cdba16键的剖面尺寸通常是根据_按标准选择。华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 7页-（1） 传递转矩的大小 （2）传递功率大小 （3）轮毂的长度 （4）轴的直径17键的长度主要是根据_来选择。（1）传递转矩的大小 （2）轮毂的长度 （3）轴的直径18 常用来制造键的材料是_。（0） 低碳钢 （2）中碳钢 （3）高碳钢 （4）合金钢19轴的键槽通常是由_加工而得的。（1）插削 （2）拉削 （3）钻及铰 （4）铣削20标准平键联接的承载能力，通常是取决于_。（1）轮毂的挤压强度 （2）键的剪切强度 （3）键的弯曲强度（4）键工作表面的挤压强度习题 1答案：1 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 （4） 。（1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹2 在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是 （1） 。（1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹3 当两个被联接件不太厚时，宜采用（2） 。（1）双头螺柱联接 （2）螺栓联接 （3）螺钉联接（4）矩形螺纹4 当两个被联接件之一不太厚，不宜成通孔，且需要经常拆装时，往往采用（3） 。（1）螺栓联接（2）螺钉联接（3）双头螺柱联接（4）紧定螺钉联接5 当两个被联接件不太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用（2） 。（1）螺栓联接（2）螺钉联接（3）双头螺柱联接（4）紧定螺钉联接6在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如（2） 。（1） 增加拧紧力 （2）用测力矩扳手或定力矩扳手 （3）增加扳手力臂7螺纹联接防松的根本问题在于（3） 。（1）增加螺纹联接能力 （2）增加螺纹联接的横向力 （3）防止螺纹副的相对转动 （4）增加螺纹联接的刚度8 螺纹联接预紧的目的之一是（1） 。（1） 增加联接的可靠性和紧密性 （2）增加被联接件的刚性 （3）减小螺栓的刚性 9 对受轴向变载的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是（1） 。（1）增大被联接件的刚度 （2）减小被联接件的刚度 （3）增大螺栓的刚度10在下列联接方式中， （）只能用于轴毂静联接；（）既可用于轴毂静联接，也可用于轴毂动联接。（1）花键联接；（2）楔键联接；（3）导向键联接；（4）滑键联接。11 对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ 1 ）联接。 （1）普通平键； （2）半圆键； （3）楔键； （4）切向键。12设计时，键的截面尺寸是根据（ 4 ）从标准中选取的。 （1）传递的转矩；（2）轴的转速；（3）轮毂长度；（4）轴的直径。13下列结构中，可以减小螺栓附加弯矩的是（ 4 ） ；可以减小螺栓所受应力幅的是（ 3 ） ；可以改善螺纹牙载荷分布不均现象的是（ 2 ） 。（1）钩头螺栓； （2）悬置螺母； （3）空心螺栓； （4）加工出沉头座。14普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间_。（1）沿轴向固定并传递轴向力 （2）沿轴向可作用相对滑动并具有导向作用 （3）沿华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 8页-周向固定并传递转矩 （4）安装与拆卸方便15设计键联接的几项主要内容是：a) 按轮毂长度选择键的长度 b) 按使用要求选择键的主要类型 c) 按轴的直径选择键的剖面尺寸 d) 对联接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是（2） 。（1） bacd （2）bcad （3） acbd （4）cdba16键的剖面尺寸通常是根据（4）按标准选择。（1） 传递转矩的大小 （2）传递功率大小 （3）轮毂的长度 （4）轴的直径17键的长度主要是根据（2）来选择。（1）传递转矩的大小 （2）轮毂的长度 （3）轴的直径18 常用来制造键的材料是（2） 。（1） 低碳钢 （2）中碳钢 （3）高碳钢 （4）合金钢19轴的键槽通常是由（4）加工而得的。（1）插削 （2）拉削 （3）钻及铰 （4）铣削20标准平键联接的承载能力，通常是取决于_。（1）轮毂的挤压强度 （2）键的剪切强度 （3）键的弯曲强度（4）键工作表面的挤压强度习题 2：填空题：1（ ）销安装方便，定位精度高，多次装拆对定位精度的影响也较小。2矩形花键可以按（ ） 、 （ ）和齿宽三种方式定心。3 通过减小（ ）的刚度，可以提高螺栓的疲劳强度；采用悬置螺母可以改善（ ）的现象；在螺栓联接中采用斜垫圈是为了减小（ ） 。4当所受轴向载荷通过（ ）时，螺栓组中各螺栓承受的（ ）相等。5按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（ ）花键和（ ）花键。 6请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（ ）和（ ） 。7（ ）花键齿侧受力时，会产生径向力，故有自动（ ）作用。 8减小（ ）的刚度或增大（ ）的刚度 ，都能使螺栓所受的应力幅减小。9生产中是通过控制（ ）或控制螺栓的（ ）量来控制预紧力的。10对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（）个键计算。习题 2答案1（圆锥 ）销安装方便，定位精度高，多次装拆对定位精度的影响也较小。2矩形花键可以按（大径 ） 、 （ 小径 ）和齿宽三种方式定心。3通过减小（ 螺栓 ）的刚度，可以提高螺栓的疲劳强度；采用悬置螺母可以改善（螺纹牙受载不均 ）的现象；在螺栓联接中采用斜垫圈是为了减小（螺栓所受的附加弯矩） 。4当所受轴向载荷通过（ 螺栓组形心 ）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。5按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（ 矩形 ）花键和（ 渐开线 ）花键。 6请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（ 双螺母等 ）和（ 防松垫圈等 ） 。7（ 渐开线 ）花键齿侧受力时，会产生径向力，故有自动（ 定心 ）作用。 8减小（ 螺栓 ）的刚度或增大（ 被联接件 ）的刚度 ，都能使螺栓所受的应力幅减小。9生产中是通过控制（ 拧紧力矩 ）或控制螺栓的（ 伸长 ）量来控制预紧力的。10对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（ 1.5 ）个键计算。习题 3：判断是非题：华北理工大学 2016 年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）-共 65页，当前页是第 9页-1对于螺栓联接，受横向载荷时，只能用受剪螺栓；受轴向载荷时，只能用受拉螺栓。 （ ） 2 同时受预紧力和轴向工作拉力的紧螺栓联接中，螺栓的总拉力等于预紧力与轴向工作拉力之和。 （ ）3半圆键联接的受力情况与平键相似，故其强度计算与平键联接相同，主要计算挤压强度。（ ）4在只受预紧力 的螺栓联接的强度计算公式 中， “1.3”是安全F213.4dF系数。 （ ）5楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ ）6性能等级为 6.6级的螺栓，其屈服点 600MPa。 （ ）s习题 3答案1对于螺栓联接，受横向载荷时，只能用受剪螺栓；受轴向载荷时，只能用受拉螺栓。（） 2 同时受预紧力和轴向工作拉力的紧螺栓联接中，螺栓的总拉力等于预紧力与轴向工作拉力之和。 （ ）3半圆键联接的受力情况与平键相似，故其强度计算与平键联接相同，主要计算挤压强度。（ ） 4在只受预紧力 的螺栓联接的强度计算公式 中， “1.3”是安全F 213.4dF系数。 （ ）5楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。 （ ）6性能等级为 6.6级的螺栓，其屈服点 600MPa。 （ ）s习题 4图示两根钢梁，由两块钢板用 8个性能等级为 6.6级的普通螺栓