《机械设计基础》试题及答案

机械设计基础 一填空题 ： 1 （ 凸轮 ） ， （ 从动件 ） 和 ( 机架 )三个基本构件组成。 2 从动件的形式有 由 （ 尖顶 ） 从动件， ( 滚子 ） 从动件和 （ 平底 ） 从动件。 3 盘型 ） 凸轮 、 （ 移动 ） 凸轮 、（ 圆柱 ） 凸轮 、（ 曲面 ） 4. 常用的间歇运动机构有 （ 棘轮 ） 机构， （ 槽轮 ） 机构， （ 凸轮 间歇 ） 机构和 ( 不完全齿 ) 机构等几种。 5 螺纹的旋向有 （ 左旋 ） 和 （ 右旋 ） ; 牙形有 ( 三角形 ). ( 梯形 ). ( 矩形 ). ( 锯齿形 ) 6. 标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的 （ 法面模数 ） 和 （ 法面压 力 角 ） 都相等，齿轮的 （ 螺旋 ） 相等 （ 旋向 ） _相反 7 已知 一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为 a=150, b=500, c=300, d=400， 当取c 杆为机架时，它为（ 曲柄摇杆 ）机构；当取 d 杆为机架时，则为（ 双摇杆 ）机构 。 8 平面连杆机构当行程速比 K（ 1 ）时，机构就具有急回特性。 9 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：当为（ 曲 柄 ）主动件 （ 曲 柄与机架 ）共线时。 13 螺纹联接的基本类型有（ 螺栓联接 ）、（ 双头螺柱联接 ）、（ 螺钉联接 ）、（ 紧定螺钉联接 ）四种。 14 轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分为（ 定轴 ）轮系和（ 周转 ）轮系。 15 滚动轴承代号为 62305/部分的含义是：“ 6”表示（ 沟球轴承 ）；“ 23”表示（ 宽度系数 ）； “05”表示（ 内径 代号 ）； 示（ 精度公差等级 ）。 大径 ），螺纹“ 含义是 （ 左旋 细牙螺纹公称直径 12 ）。 ( 大径 )。 的含义是 ( 细牙螺纹外径 16 螺距 2 )。 6215”的含义是 _ （ 6_表示是普通深沟球轴承， 2_是宽度系列 5是内径代号 ). 用双线粗牙螺纹，螺距为 3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动 2毫米，则螺杆应转 _1/3_圈。 _轮上接触点的切线与从动件的运动 速度 方向 _间的夹角。 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 _。 _传动角 _不应小于最小许值 被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采用 _双头螺栓联接 _。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用_三角形细牙螺纹 _。 80速 40动轮直径 10速33则弹性滑动系数为 = _基圆 _。 据被加工齿轮的 _模数，齿轮 _选择刀号。 _1_个原动件。 角 带有 _小的为 _号 示 _A 型 带基准长度 1000 B、 C 三种类型的普通平键 b、 h、 h 相同，则工作中受挤压面积最大的应属 _ _构件 _，机器的最小制造单元称为 _零件 _。 _螺栓联接 _， _螺钉联接 _，_双头螺柱 联接 _， _紧定螺钉联接 _。 含义是 _ b=18度 L=80 二判断题：（每题 1 分，共 20 分） 1 运动副是联接，联接也是运动副。 错 2 四杆机构中， 曲柄的极位夹角越大，机构的急回特性也越显 著。 对 3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。 错 4分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影 响。 对 5局部自由度是不影 响其它构件运动的个别构件的独立运动，因此对机构的自由度也没有影响。 错 6机构运动简图只表示构件和运动副，所以作图的时候不考虑构件的尺寸和形状。 错 7铰链四杆机构中最短的构件一定是曲柄。 错 8 通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。 错 9 凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。 错 10槽轮机构的主动件一定是拔盘。 错 11 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不变。 对 12螺钉联接用需要经常拆卸的场合。 错 13渐开线园柱齿轮齿廓曲线上各点的压力角都相等，且等于 20。 错 14 同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进行加工。 对 15齿轮传动时，重合度越大，传动时就会平稳。 错 16闭式软齿面齿轮传动，应先按齿面接触疲劳强度进行设计，再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。 对 17蜗杆的旋向不会影响蜗轮的传动方向。 错 18当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上。 对 19滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。 对 20 工作中转动的轴称为转轴。 错 三 选择题： （每题 ，共 35 分） 1 链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取 ( C )为机架， 将得到双曲柄机构。 A最长杆 B与最短杆相邻的构件 C最短杆 D与最短杆相对的构件 . 2 凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮的（ D）所决定的。 A压力角 B滚子 C形状 D轮廓曲线 3 对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取（ B ）为机架，一定会得到曲柄摇杆机构。 C最短杆 4 为保证平面四杆机构良好的传力性能，（ B）不应小于最小许用值。压力角 B传动角 C极位夹角 D啮合角 5 程速比系数 (C )。 A大于 1 B小于 1 C等于 1 6 C )。 A. 是否由各种零件经装配而成的组合体 C. 在工作时是否能完成有效的机械功或能量转化 7. 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是（ D ）。 A 摇杆两个极限位置之间的夹角 B 连杆与摇杆之间所夹锐角 D 摇杆与机架之间所夹锐角 A ） 虚约束。 A 1个 B 2个 C 3个 D 没有 9在双曲柄机构中，已知三杆长度为 a=80， b=150 ， c=120， 则 d 杆长度为 （ C ） 。 A d110 B d190 C 110 d 190 10 下列凸轮机构中，图 _ 11 凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮 （ B ） 所决定的。 A 转速 B 轮廓曲线 C 形状 12 图示机构要有确定运动，需要有 （ A ） 原动件。 A 1个 B 2 个 C 3个 D 没有 13. 采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大， 且 材料较 软，在需要经常装卸的情况下，宜采用 （ B ） 。 A 螺栓联接 B 双头螺栓联接 C 螺钉联接 带是以 _ D. 中用于联接和用于传动的各有 _ 满足杆长之和的条件时，若取 _得到双曲柄机构。 决于 _ ( A ) D. D. 带轮轮槽接触是 _ D. 制 轴承 _ D. 用齿条刀具加工时，不发生根切的最小齿数， _ 键、导向键和半圆键的联接都属于 _ D. 多支点支承的轴系，宜选用 _ 发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是 _ D. _ 能承受径向载荷的是 _ 动性能最好的是 ( D ). 其中 _ D. 锁性能最好的是 _ 带传动设计中，若 V 带带速过大，则带的 _导致带的寿命降低。 D. 三 星轮系和复合轮系三大类。 (错 ) (错 ) 响从动件的运动规律。 (错 ) 型号共有七种，其中 Y 型的截面面积最大， F 型的截面面积最小。 (错 ) 平键联接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭距的。 (错 ) (对 ) 面的轴向分力是指向小端。 (错 ) (错 ) 三 能准确地获得所需的运动规律。 (错 ) 端游动支承结构比较复杂，但工作稳定性好，适用于工作温度变化较大的长轴。 (错 ) 于安装，易于调整，故适用于工作温度变化不大的短轴。 (对 ) 算压强 p p的目的在于避免轴承产生点蚀。 (错 ) 用来限制或约束构件的自由运动的。 (对 ) 轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。 (错 ) (对 ) 有斜齿轮多用于高速传动。 (对 ) 9 一对齿轮啮合时 ,两 齿轮的 （ A ） 始终相切 。 A 分度圆 B 基圆 C 节圆 D 齿根圆 10 一般来说，（ A ）更能承受冲击，（ B ）更适合于较高的转速下工作。 A 滚子轴承 B 球轴承 11 高速重载齿轮传动中，当散热条件不良时，齿轮的主要失效形式是 （ D ） 。 A 轮齿疲劳折断 B 齿面点蚀 C 齿面磨损 E 齿面塑性变形 12 斜齿制圆柱齿轮法面模数与端面模数的关系是（ B ）。 A tn C tn 渐开线齿轮实现连续传动的条件是重合度为（ C ）。 A 1 B =0 C 1 14 下列传动中，当其精度相当的情况下，传动最平稳的是（ A ）。 A 齿轮传动 B 凸轮传动 C 带传动 15带传动时，最大应力发生在（ C ）。 A 小带轮的松边 B 大带轮的松边 C 小带轮的紧边 D 大带轮的紧边 16 键联接的主要用途是使轮与轮毂之间 _ 沿轴向固定并传递轴向力 B 沿轴向可作相对滑动并具 有 导向性 C 沿周向固定并传递扭 矩 D 安装拆 卸方便 17决定渐开线齿廓形状的基本参数是（ C ）。 A 模数 B 模数和齿数 C 模数、齿数和压力角 18 下面四个标准圆柱齿轮中，渐开线形状相同是（ ；能用同一把滚刀加工的是（ ）。 A 5 B 0 C 0 D 0 19 斜齿圆柱齿轮，螺旋角取的 越大，则传动的平稳性 （ A ） 。 A 越 高 B 越 低 C 没有影响 20 带传动主要是依靠 （ B ） 来传递运动和功率的， A 带和两轮之间的正压力 B 带和两轮接触面之间的摩擦力 C 带的紧边拉力 D 带的初拉力 22 带在工作时产生弹性滑动，是由于 （ C ） 。 A 带不是绝对挠性件 B 带与带轮间的摩擦系数偏低 C 带的紧边 与松边拉力不等 D 带绕过带轮产生离心力 四简答题： （每题 5 分，共 10 分） 1、机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？ 答： 运动时克服，固定夹紧时利用 2、简述“二力平衡公理”和“作用力与反作用力公理”的区别。 答： 一对平衡力是作用于同一物体的两个力，大小相同，方向相反，作用在同一直线上。一对作用力与反作用力的受力物体必定是两个，大小相同，方向相反，作用在同一直线上。 3、为什么要限制齿轮的最少齿数？ 答： 防止加工过程中切根 （ 范成法加工齿轮齿数低 于 17 发生根切 ） . 4、轴的结构设计主要考虑的因素有哪些？ 答：轴的毛坯种类、轴上的载荷大小和分布情况、轴上零件的布置及固定方式、轴承种类及位置、轴的加工和装配工艺性等方面。（ 轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺 ） 5、常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合 答：常用螺纹的种类有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹，前两种 主要用于联接，后三种主要用于传动。 6、 四杆机构曲柄存在的条件是什么？ 答： 长之和应小于或等于其余两杆之和（通常称此为杆长和条件）。 7、 齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效发生？齿轮强度设计准则是如何确定的？ 答： 齿轮的失效形式有五种 1： 轮齿折断。减缓措施 ： 增大齿根的圆角半径 、 提高齿面加工精度 增大轴及支承的刚度。 2： 齿面点蚀。改进措施 ： 提高齿面硬度 、 降低表面粗糙度 增大润滑 油粘度。 3： 齿面磨损。改进措施 ： 采用闭式传动 、 降低齿面粗糙度 保持良好的润滑。 4： 齿面胶合。改善措施 ： 提高齿面硬度 、 降抵齿面粗糙度 、 选用抗胶合性能较好的齿轮副材料 、 采用抗胶合润滑油 、 减 少模数、降低齿高。 5： 塑性变形。改善措施 ： 提高齿面硬度 、 采用粘度高的润滑油。 齿轮强度设计准则的确定是根椐齿轮传动的工作方式 齿轮的材料、硬度、失效形式来定的。 传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上？ 答： 小带轮，因为它接触面积小 答 ： 向径、高度无变化 公称直径，螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较三角形螺纹、 梯形螺纹、矩形螺纹的自锁性（简述理由）。 答： 螺旋升角小于当量摩 擦角 ； 由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差 答： 考虑轴上零件轴向定位、装拆 五 计算题： （ 每 题 10 分， 共 20 分） 1 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距 a 150传动比 , 小齿轮齿数 0。试确定这对齿轮的模数 m 和大齿轮的齿数 度圆直径 顶圆直径 根圆直径 解答： Z2= 20=80 ha=ha*m m=2a/(z1+2 150/100=3 (c*)m d2=40 齿距 p= m=ha*m=240+2 3=246 mm c*)m=2403=. 图示轮系中，已知 1z 15， 2z 25， 2z 15， 3z 30， 3z 15， 4z 2（右旋），4z 30， 5z 60， 5z 20（ m=4若 1n 500r/向如图中箭头所示，求齿条 6 线速度的大小和方向。 解： z325500以， n5=00=500/200=40mm v6= 60=0=s 方向向右 3、 图示轮系，已知 0， 0， 30， 4，且已知 00 转 /分。试求 ,( 得其中心距为 0， 4，求两齿轮的主要几何尺寸。 解： m=5 ， 00 ， 20 ， 00+10=110 20+10=230 p=15.7 s=e=. 5， 5， 0， 0。 200r/时针） 0r/时针）试求 解： = (200(500/15*20 =-5 5r/磨损情况，拟将小齿轮报废，修复大齿轮，修复后的大齿轮的齿顶圆要减小 8知 4， 6， m=4 =20，1， c*=设计这对齿轮传动。 解 ： 根据题意要求中心距不 变 ， 修复大齿轮 ， 即大齿轮负变位 ， 小齿轮正变位。 根据大齿轮的磨损情况 ， 通过对大齿轮进行负变位 ， 把磨损部分切掉。 原齿轮 2 的齿顶圆直径为 ： ha*m=4 96+2 1 4=392 现齿轮 2 的齿顶圆直径为 ： 9284 齿轮负变位后 ： (x2)m 即