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1 机械设计基础习题机械设计基础习题 一、填空题（一、填空题（22222222 分）分） 1.由 M 个构件组成的复合铰链应包含 _个转动副。 2.周转轮系中，行星轮系有_个活动中心轮，其自由度为 _ 。 3.滚动轴承的基本结构是由_、_、_和保持架组成。 4.滚动轴承中，代号为 6116 轴承表示轴承的内径为_mm。 5.可做为机构传力性能的标志。 6.机构具有确定运动的条件是。 （2 分） 7.曲柄摇杆机构出现死点的条件是。 （2 分） 8.铰链四杆机构有三种基本形式：、。 9.根据轴的承载情况不同，可分为、和三类。 10.按照运动副特性，通常把运动副分为和低副两类，两构件通过 接触组成的运动副称为低副。 11.金属材料的刚度是指，金属材料回火的目的是。 12.机构具有确定运动的条件是。 （2 分） 13.按照运动副特性， 通常把运动副分为和高副两类， 两构件通过接触 组成的运动副称为高副。 14.铰链四杆机构可分为三种基本形式：、和。 15.金属材料的强度是指，金属材料淬火的目的是。 16.根据轴的承载情况不同，可分为、和三类。 17.滚动轴承一般由外圈、内圈、和所组成。 18.曲柄摇杆机构出现死点的条件是。 （2 分） 19.轮齿的主要破坏形式有、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形。 20.某滚动轴承基本代号是 32206，该轴承内径是mm 。 21.常用的间歇运动机构有、。 22.蜗杆传动由蜗杆、和机架组成，用于传递空间间的运动和动力。 23.根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可分为、和三大类。 24.闭式蜗杆传动的主要失效形式是轮齿齿面的、和。 25.在机床变速装置中将定轴轮系和行星轮系组合在一起使用， 这种齿为。 26.铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机架位置和各构件之间的关系。 27.曲柄滑块机构可将主动曲柄的连续转动，变换为从动滑块的往复。 28.铰链四杆机构的三种基本形式为、。 29.按凸轮的形状情况凸轮可分为、和三大类。 30.常用的间歇运动有不完全齿轮机构、凸轮间歇机构、槽轮机构和。 31.零件在轴上的固定形式包括和。 32.构件在外力的作用下抵抗破坏的能力称为构件的。 33.杆件在外力的作用下产生的变形有轴向拉伸与压缩、。 2 34.零件是的基本单元，构件是的基本单元。 35.机构具有唯一确定运动的条件。 36.在平面四杆机构中，和为反映机构传力性能的重要指标。 37.齿距 P 与的比值 P/称为。 38.间歇运动机构主要有、等。 39.按轴在工作中承受载荷的特点，轴分为、。 40.零件在轴上的固定形式包括和。 41.6205 轴承是_轴承，轴承内径为_mm。 二、选择题（二、选择题（12121212 分）分） 1、渐开线齿轮实现连续传动时,其重合度() （A） 1(B) 0 3、对于差动轮系，下列哪个说法是正确的（） （A）属于定轴轮系（B）有一个中心轮固定不动 （C）自由度等于一（D）自由度等于二 4、选择滚动轴承，主要承受径向载荷时常用()轴承。 （A）深沟球 （B）调心球 （C）角接触球 （D）圆锥滚子 5、自行车后轴所承受的载荷是（） 。 (A) 不受载荷(B)只受弯矩(C) 只受转矩（D）既有转矩又有弯矩 6、下列哪种机构能够方便地实现间歇运动（） 。 （A）曲柄摇杆机构 （B）齿轮机构（C）螺旋机构（D）槽轮机构 7、自行车前轴所承受的载荷是（） 。 (A) 不受载荷(B)只受弯矩(C) 只受转矩（D）既有转矩又有弯矩 8、渐开线标准直齿圆拄齿轮不发生根切的最少齿数是。 (A) 10(B) 11(C) 14(D) 17 9、下面不是渐开线标准斜齿轮正确啮合的条件。 (A) 分度圆相切(B) 压力角相等 (C) 模数相等(D) 螺旋角大小相等，方向相反 10、平面连杆机构中, 当传动角较大时,则 () （A）可以满足机构的自锁要求（B）机构的传动性能较差 （C）机构的传动性能较好（D）机构的效率较低 11、平面四杆机构中，从动件具有急回特性的条件是行程速比系数 K() (A) 1(B) 0 3 12、对于差动轮系，下列哪个说法是正确的（） （A）属于定轴轮系（B）有一个中心轮固定不动 （C）自由度等于一（D）自由度等于二 13、蜗杆传动的传动比 1 2 1 2 2 1 d d z z n n i=（） A、对B、不对C、不确定 14、蜗杆传动正确啮合条件中，蜗杆导程角与蜗轮分度圆柱螺旋角关系为（） A、大小相等且方向相同B、大小相等且方向相反C、都可以 15 各构件尺寸如图所示，则此机构为（） A、曲柄摇杆机构 B、双摇杆机构 C、条件不足不能确定 16、在平面四杆机构中，压力角与传动角的关系为（） A、压力角增大则传动角减小B、压力角增大则传动角也增大 C、压力角始终与传动角相等 17、只承受弯短，而不传递转矩的轴称为（） A、传动轴B、转轴C、心轴 18、滚动轴承 62312 中轴承的内径为（） A、12cmB、60cmC、23cm 19、以下各项哪个不是直齿圆柱齿轮正确啮合的条件（） A、模数相等B、分度圆压力角相等C、旋向相反 20、渐开线标准直齿圆柱齿轮范成法加工时不发生根切的最少齿数为（） A、14B、17C、26 21、以下哪个机构具有急回运动特性（） A、对心曲柄滑块机构B、偏置曲柄滑块机构C、双摇杆机构 22、行星轮系的自由度为（） A、0B、1C、2 23、机构具有确定相对运动的条件是（） 。 （A）F0；（B）N4；（C）W1；（D）F=W。 注：F-自由度数，N-活动构件数，W-主动构件数 4 24、曲柄连杆机构中以 （） 为主动件时，会出现死点。 （A）曲柄； （B）连杆； （C）摇杆； （D）上述都不对。 25、为了保证带的传动能力，应验算小带轮的包角1，并使1。 （A）120；（C）150。 26、按初估轴直径公式 dC 3 n P 计算出的直径，通常作为阶梯轴的（）的尺寸。 （A）最大处直径；（B）轴中间段直径； （C）最小处直径；（D）危险截面处直径； 27、为了提高轴的刚度，应采取的措施 （A） 以合金钢代替碳素钢；（B）以球墨铸铁代替碳素钢； （C） 提高轴的表面质量；（D）加大轴径。 28、螺纹联接防松的根本问题在于。 (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 29、蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限度内可采用 (A) 较小的蜗杆直径系数(B) 较大的蜗杆分度圆上螺旋升角 (C) 较小的模数(D) 较少的蜗杆头数 三、计算题（三、计算题（50505050 分）分） 1、已知轮系如图所示, Z1=60，Z2= 40，Z3=Z4=20，若 n1和 n4均为 120 r/min，但转向相反 （如图中箭头所示） ，求 nH的大小和方向。 （11 分） 2、计算图示机构的自由度。 （4 分） 5 3、已知一对正常齿标准直齿圆柱齿轮的中心距 a=100mm，大小齿轮齿数分别为 Z1=20， Z2=30。试确定这对齿轮的模数和分度圆直径、 齿顶圆直径、 齿根圆直径、 基圆直径。 （注： =20，ha* = 1,C* =0.25） （10 分） 4、在图示刚架的点B作用一水平F F F F，刚架重量略去不计。求支座A、D的反力F F F FA和F F F FD。 （13 分） 5、图示阶梯形钢杆，材料的弹性模量GPa 200=E，试求杆横截面上的最大正应力和杆的 总伸长。 （12 分） 6、图示为一行星轮系（中心轮 3 固定不动） 。已知各轮齿数 Z1=27，Z2=17, Z3=61, 已知 n1=6000r/min，试求传动比 i1H和行星架 H 的转速 nH。 （11 分） 6 7、计算图示机构的自由度。 （4 分） 8、一对外啮合正常齿制标准直齿圆拄齿轮M=3mm，Z1=19，Z2=41，试计算这对齿轮的 分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、中心距、齿距和基圆直径。 （10 分） 9、计算自由度（如有复合铰链、虚约束、局部自由度，请在图中指 出） （6X2=12 分） 10、图示由铜和钢两种材料组成的等直杆，铜和钢的弹性模量分别为GPa 100 1= E和 GPa 210 2= E。杆的总伸长为mm 126. 0 =l，求载荷F和杆横截面上的应力。 （12 分） 7 11、下图是连杆机构的运动简图 （1 ）计算该机构的自由度； ( 2 ）问该机构是否存在曲柄 12、 某厂生产的普通圆柱蜗杆传动减速器，已知模数 m=5 mm，蜗杆分度圆直径 d1=90 mm，蜗杆头数 Z1=1，蜗轮齿数 Z2=62，试计算蜗杆蜗轮的 d2、a、q 。 13、牛头刨床导杆机构中，已知中心矩 LAB=300mm, 刨头行程 LDD1=360 mm,行程速度变化系数 K=2，求曲柄长 LBC和导杆长 LAD。 14、在图示轮系中，已知 1 n=1440 r/min 各轮齿数 18 631 =zzz，27z 2 =， 24 54 =zz , 81 7 =z ，试求 5 n的大小并说明转向。 8 3 2 1 O1 2 3 O3 O4 4 O2 15、在图示轮系中，各轮齿数为z z1 1=10，z z2 2=40，z z2 2=15，z3=30， z3=20，z4=40。试求传动比i14，并确定轴 O1和轴 O4的转向是相同还 是相反？(14 分) 16、 （1）试述铰链四杆机构曲柄存在的条件 （2）根据图中所注尺寸判断是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇 杆机构，写出判断过程。(10 分) 17、 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距 a150mm，传动比 i12=4, 小 齿轮齿数 Z1=20。试确定这对齿轮的模数 m 和大齿轮的齿数 Z2、分度圆直径 d2、齿顶圆直 径 da2、齿根圆直径 df2。（15 分） 四、作图题（四、作图题（1616 分）分） 1、图示圆轴上作用有四个外力偶矩mkN 1 1e =M，mkN 6 . 0 2e =M，mkN 2 . 0 4e3e =MM。 （7 分） (1) 试画出该轴的扭矩图； (2) 若 1e M与 2e M的作用位置互换，再画出该轴的扭矩图，并分析扭矩图有何变化？ 9 2、作图法设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆长度 l3=80mm，摆角=450，摇杆的行程速度 变化系数 K=1.4，并且曲柄和摇杆的旋转中心在同一水平线上。 （比例尺取 1：1 并保留作 图过程） 。 （9 分） 3、如图所示，一个简支粱在 C 点受到一个集中载荷 F 的作用，试先求出约束反力FA和 FB，然后绘出其剪力图和弯矩图。 （7 分） 4、 用作图法设计一对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构,已知凸轮逆时针方向等角速度回转, 从动件最大行程 h=1