机械设计基础习题集

第 1 页 共 45 页机械基础习题集一、填空题（一）总论1、机械是机器和机构的总称。2、机器一般由动力源、执行机构、传动装置、控制系统四部分组成。3、构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持确定运动的“可动联接” ，这种可动联接称为“运动副” 。4、一切机器都是由若干构件以运动副相联接并具有确定相对运动，用来完成有用的机械功或转换机械能的组合体。5、机构是由构件以运动副相联接并具有确定相对运动的组合体。6、零件是组成机构的最基本单元，构件是组成机构的运动单元。7、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：机构的自由度。8、高副是指两构件通过点或线接触构成的运动副。9、运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：1）运动链的自由度必须大于零；2）主动构件数等于运动链的自由度。10、自由度 F=2 的机构，有确定运动的条件是该机构的原动件数为两个。11、机件的工作能力是指完成一定功能在预定使用期内不发生失效的安全工作限度。12、衡量机件工作能力的指标称为机件的工作能力准则、主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、温升准则。13、强度准则是机件设计计算最基本的准则，其一般表达式为：最大工作应力不超过许用应力。14、选择机件合适的材料是一个复杂的技术经济问题，通常应周密考虑下述三个方面要求：使用要求、工艺要求、经济要求。（二）工程力学基础1、力是物体间相互的机械作用，这种作用的效果能使物体改变运动状态或产生变形。力对物体的作用效果，取决于力的大小、方向和作用点，即力的三要素。2、力的合成与分解应遵循力的平行四边形法则。3、若将作用于刚体上的力，平行于自身移到刚体上任意一新点，而要不改变原力对该刚体的作用效果，则必须附加一力偶，其力偶矩等于原力对新点的矩。4、若平面力系平衡各力的作用线汇交于一点，则该力系称为平面汇交力系。5、作用在刚体某点的力 F 平行移到距离为 d 的刚体另一点，须附加一力偶，力偶矩 M 等于Fd，平移后力系对刚体的作用效果不变。5、平面汇交力系平衡的必要和充分条件是合力为零。6、合力为零的平面汇交力系的力多边形必然是各分力矢首尾相连自行封闭，此即平面汇交力系平第 2 页 共 45 页衡的充要几何条件。7、平面力偶系平衡的必要和充分条件是平面力偶系中各个分力偶矩的代数和为零。8、平面任意力系平衡的必要和充分条件是力系的合力和对任一点合力偶矩均为零。9、为分析机件的损伤和失效，将研究对象视为可变性固体，并作了均质、连续、各向同性和小变形的假设。10、外力作用的方式不同，机件变形的形式也就不同。其中基本变形有四种：拉伸或压缩、剪切、扭转以及弯曲。11、可变性固体受力后产生的变形若在撤销外力以后能完全消失的称为弹性变形。12、可变性固体受力后产生的变形若在撤销外力以后不能消失的变形称为塑性变形（又称永久变形或残余变形） 。13、低碳钢整个拉伸过程大致分为四个阶段：正比阶段、屈服阶段、强化阶段和局部收缩阶段。14、通常将伸长率 5%的材料，称为塑性材料；而把伸长率 0。 （ ）12、运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：F=1。 （ ）13、运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：F=2。 （ ）14、运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：F0 且 F=W。 （ ）15、强度准则是机件设计计算最基本的准则，其一般表达式为：许用应力不超过最大工作应力。 （ ）（二）工程力学基础1、只受两个力的作用而保持平衡的刚体称为二力体。 （ 第 7 页 共 45 页）2、二力平衡的必要和充分条件是：二力等值、反向、共线。 ( )3、合力一定大于分力。 ( )4、只受两力作用但不保持平衡的物体不是二力体 。 ( )5、平面汇交力系平衡的必要和充分条件是力系的力多边形封闭。 ( )6、画力多边形时，变换力的次序将得到不同的结果。 ( )7、作用在刚体上的力可沿其作用线移动作用点而不改变该力对刚体作用的效果。 （ ）8、作用在刚体上的力可沿其作用线移动作用点时会改变该力对刚体作用的效果。 （ ）9、作用力与反作用力作用在不同的物体上，同时产生，同时消失，与物体是否平衡无关。 （ ）10、作用力与反作用力作用在物体上，同时产生，同时消失，与物体是否平衡有关。 （ ）11、力的作用点沿作用线移动后，其作用效果改变了。 ( )12、力对一点之矩，会因力沿其作用线移动而改变。 ( )13、作用在物体上的力，向一指定点平行移动必须同时在物体上附加一个力偶。 ( )14、力偶可以合成为一个合力。 ( )15、力偶在任何坐标轴上的投影代数和恒为零。 ( )16、力偶就是力偶矩的简称。 ( )17、合力偶矩等于每一个分力偶矩的矢量和。 ( )18、两物体的接触面上产生的静摩擦力为一定值。 ( )19、一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。 ( )20、构件即使不受外力作用，其内部也存在相互作用的力。 ( )21、杆轴向拉伸时，正应力的大小与杆的长度无关。 ( )22、应变越大材料抵抗变形的能力越大。 ( )23、低碳钢拉伸时在强化阶段抗变形能力有所增加。 ( )24、塑性材料的伸长率 5%。 ( )25、圆轴扭转时轴线也变形。 ( )26、圆轴扭转时轴向会伸长。 ( )27、圆轴受扭转时横截面上只有剪切应力。 （ ）28、梁的最大弯曲正应力与梁上的最大弯矩成正比。 ( )（三）联接1、园柱普通螺纹的公称直径为螺纹的中径。 ( )第 8 页 共 45 页2、三角螺纹宜用于连接紧固，矩形螺纹宜用于传递动力。 （ ）3、单头三角螺纹常用于联接，其主要原因是因为自锁性能好。 （ ）4、在常用的螺纹牙形中，三角形螺纹自锁性最好。 （ ）5、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，所以就是在振动及交变载荷作用下，也不需要防松。 （ ）6、螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。 ( )7、受横向载荷的螺栓联接中的螺栓必受剪切力。 ( )8、普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。 （ ）9、花键联接只能传递较小的扭矩。 ( )（四）连续回转传动1、渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。 ( )2、基圆直径越大渐开线越平直。 ( )3、一对渐开线齿轮传动，其中心距由于加工、安装误差而稍有变化时，由于齿轮的可分性，其传动比可保持不变。 ( )4、同一模数和压力角，不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进行加工。 （ ）5、齿轮变位的目的就是避免发生根切。 （ ）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。 ( )6、在齿轮传动中，经过热处理的齿面称为硬齿面，而未经过热处理的齿面称为软齿面。 （ ）7、闭式硬齿面齿轮传动应按轮齿弯曲强度设计，按齿面接触强度校核。 ( )8、在渐开线圆柱齿轮传动中，相啮合的大小齿轮的齿根弯曲应力相等。 （ ）9、在渐开线圆柱齿轮传动中，相啮合的大小齿轮的齿面接触应力相等。 ( )10、加大齿轮的模数，可以提高齿轮的接触疲劳强度。 （ ）11、直齿圆柱齿轮设计时，一般使小齿轮的齿宽略大于大齿轮的齿宽。 ( )12、齿轮传动中，大小两齿轮的齿面接触应力大小相等。 ( )13、渐开线齿轮的齿形系数大小与模数有关，与齿数无关。 （ ）14、在外啮合斜齿圆柱齿轮传动中，两轮的螺旋线方向相同。 （ ）15、用齿条刀具加工齿数 Z=17 的正常齿斜齿圆柱齿轮一定要发生根切。 （ ）16、蜗杆的标准参数在轴面，蜗轮的标准参数在端面。 （ ）17、在蜗杆传动中，若蜗杆右旋，则蜗轮应为左旋。 （ ）18、齿轮传动与蜗杆传动的传动 i=n1/n2=z2/z1=d2/d1。 （ ）19、设计蜗杆传动时，为了提高蜗杆传动效率，可以增加蜗杆的头数。 ( )第 9 页 共 45 页20、链传动设计中链轮的齿数一般取偶数，链节数取奇数。 （ ）21、链传动的平均传动比与蜗杆传动的传动比 i=n1/n2=z2/z1=d2/d1。 ( )22、链传动一般用于传动的高速级。 ( )23、链传动是一种摩擦传动。 ( )24、链传动无过载保护作用。 ( )24、滚子链的节距 p 越大，则承载能力越大。 ( )25、带传动一般用于传动的高速级。 ( )26、带传动的小轮包角越大，承载能力越大。 ( )27、在带传动中，传动带的最大应力发生在带开始绕入主动轮的那一点处。 （ ）28、选择带轮直径时，直径越小越好。 ( )29、带传动的弹性滑动随着载荷的增大而增大，是不可避免的。 （ ）30、型带所能传递的功率最大。 ( )31、带传动中，V 带中的应力是对称循环变应力。 （ ）32、带传动中弹性滑动和打滑都是无法避免的，打滑总是在小轮上先开始的。 （ ）（五）变换运动形式的传递1、在铰链四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。 ( )2、曲柄和连杆都是连架杆。 ( )3、只有曲柄摇杆机构，才能实现把等速旋转运动成往复摆动运动。 ( )4、铰链四杆机构的曲柄存在条件是：连架杆或机架中必有一个是最短杆；最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。 ( )5、在铰链四杆机构中，只要符合曲柄存在的条件，则该机构一定有曲柄存在。 （ ）6、在铰链四杆机构中，若其中的三个杆长相等，则该机构中不存在曲柄。 （ ）7、在平面连杆机构中，只要以最短杆作固定机架，就能得到双曲柄机构。 （ ）8、曲柄摇杆机构中，用行程速度变化系数 K 来表征机构急回特性的相对程度。 （ ）9、行程速比系数 K1 时表明该机构具有急回运动。 （ ）10、在平面四杆机构中，凡是能把转动运动转换成往复运动的机构，都会有急回运动特性。( )11、压力角越大对传动越有利。 ( )12、在曲柄摇杆机构中,为了提高机构的传力性能，应该减小传动角。 ( )13、机构死点位置的压力角为 900，传动角为 00。 ( )14、在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线，就是“死点” 位置。 ( )15、当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线的位置，就是曲柄的“死点” 位置。 ( )16、在实际生产中，机构的“死点” 位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。 ( )17、曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构，它们都具有产生“死点”位置和急回运动特性的可第 10 页 共 45 页能 ( )18、圆柱凸轮机构中，凸轮与从动杆在同一平面或相互平行的平面内运动。 ( )19、凸轮机构中，平底从动杆不能用于具有内凹槽曲线的凸轮。 ( )20、凸轮机构从动件的运动规律是可按要求任意拟订的。 ( )21、凸轮机构的等加速等减速运动，是从动杆先作等加速上升，然后再作等减速下降完成的。( )22、凸轮机构中，从动杆按等速运动规律运动会产生柔性冲击。 ( )23、凸轮机构的压力角指凸轮轮廓上某点的受力方向和其运动速度方向之间的夹角。 ( )24、在凸轮机构的设计中，压力角愈小愈好。 ( )25、常见的平底直动从动件盘形凸轮的压力角是 0o。 ( )26、凸轮的回程的最大压力角可以取得更大些。 ( )27、凸轮的基圆半径越大，压力角越大。 ( )28、凸轮机构的滚子半径越大，实际轮廓越小，则机构小而轻，所以我们希望滚子半径尽量大。( )29、单向间歇运动的棘轮机构，必须要有止回棘爪。 ( )30、棘轮机构和槽轮机构的主动件都是作往复摆动运动的。 ( )31、摩擦式棘轮机构是“无级”传动的。 ( )32、在单向间歇运动机构中，棘轮机构常用于高速重载的场合。 （ ）33、槽轮机构必须有锁止圆弧。 ( )34、槽轮机构运动系数 恒小于 0.5。 ( )35、棘轮机构、槽轮机构中，其转角都是可以调节的。 ( )（六）轴及其支承、接合与制动1、既传递转矩又承受弯矩的轴称之为传动轴。 （ ）2、传动轴是只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。 ( )3、转轴只传递转矩，心轴只承受弯矩。 （ ）4、合金钢的力学性能比碳素钢高，所以轴改用合金钢制造，可提高轴的刚度和强度。 （ ）5、合金钢对应力集中较敏感，设计合金钢轴时更应注意从结构上避免应力集中。