机械设计基础试题与答案.doc

练习题一一、填空题1、基本轮系，根据其运动时各轮轴线位置是否固定可分为 和 两大类。2、平面机构具有确定运动的条件是 。3、直齿圆柱齿轮能够连续条件为 。 4、普通平键联接，其工作面为 ，键的剖面尺寸是根据 从标准中选取。5、对于常用的普通螺栓联接，预紧后螺栓处于 应力状态。6、带传动的主要失效形式是 和 。7、系统中的转轴，一般设计成 状的轴。8、30203轴承的类型名称是 轴承，内径是 mm。9、两渐开线齿轮啮合传动时，当两轮的 略有改变时，两齿轮仍能保持原 传动，此特性称为齿轮传动的可分性。10、在闭式软齿面齿轮传动中，按_ _设计，按_ _校核。二、选择题（1、当两渐开线齿轮的中心距略有改变时，该对齿轮的（ ）A 、传动比不变，且啮合角也不变； B 、传动比有变化，但啮合角不变；C 、传动比不变，但啮合角有变化。2、平面四杆机构压力角与传动角的关系为（ ）A、180 B、 C、903、下图所示轮系中，齿轮( )称为惰轮。A. 1和B. 2和4 C. 3和D. 3和44、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5、三角带传动工作时，与带轮轮槽接触。A、带的底面B、带的顶面 C、 带的两侧面6、普通平键是靠键的来传递扭矩。A、下表面B、两侧面C、上、下表面7、闭式软齿面齿轮传动中，齿轮最可能出现的破失效形式为。A、轮齿折断 B、 齿面磨料磨损 C、 齿面疲劳点蚀8、只承受弯矩的轴，称为。A、 转轴B、 心轴 C、传动轴三、计算下列各平面机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度、或虚约束，必须明确指出）四、图示刚性联轴器，螺栓孔分布圆直径，其传递的扭矩，若使用的普通螺栓（螺纹内径），被联接件接合面的摩擦系数，防滑系数，螺栓材料的许用应力，问至少需要多少个螺栓才能满足联接的要求？（10分）五、已知一对标准直齿圆柱齿轮的中心距a=120mm，传动比i=3，小齿轮齿数z1=20。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。六、图示轮系中，设已知， ，又，试求系杆H的转速的大小和方向。 七、一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=30mm，几何中心为A，回转中心为O，从动件偏距OD=e=10mm，OA=10mm。凸轮以等角速度逆时针方向转动。当凸轮在图示位置，即ADCD时，试求：（1）凸轮的基圆半径r0；（2）图示位置的凸轮机构压力角；（3）图示位置的凸轮转角；（4）图示位置的从动件的位移s；八、 六、分析图示结构设计的错误。（用数字标出并说明）九、 图示斜齿圆柱齿轮传动，（1） 按轴轴向力平衡原则，确定齿轮3、4的旋向。（2） 已知，写出、的计算式（3） 判断齿轮1、4的受力方向（各用三个分力标在图上）练习题二一、 填空题1、构件是机构中的 单元体，零件是机器中的 单元体。2、行星轮系的自由度为 ，差动轮系的自由度为 。3、加工标准直齿圆柱齿轮时，当齿数 时会出现根切。4、带传动工作时，带的最大应力发生在。5、滚动轴承的额定寿命是指可靠性为的寿命。6、平键联接是靠 和 侧面的挤压传递转矩的。7、闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在 处，提高材料 可以增强轮齿抗点蚀能力。二、选择题1、轴环的用途是（ ）A提高轴的强度；B提高轴的刚度；C使轴上零件获得轴向定位2、两个构件直接接触而形成的（ ），称为运动副。A、可动联接 B、联接 C、接触3、齿轮加工效率最高的加工方法是（ ）A、仿形法 B、插齿法 C、滚齿法4、设计铰链四杆机构时，应使最小传动角gmin（ ）A、尽可能小一些 B、尽可能大一些 C、905、普通平键是靠键的来传递扭矩。A、下表面B、两侧面C、上、下表面6、在带传动中用的方法可以使小带轮包角加大。A、 增大小带轮直径 B、减小小带轮直径 C、增大大带轮直径7、已知某齿轮传递的转矩T=100Nm，齿数Z=80，模数m =2.5，则其圆周力Ft= ( ) 。A、500N B、1N C、1000N8、当轴上零件要求承受轴向力时，采用（ ）来进行轴向定位，所能承受的轴向力较大。A、圆螺母 B、紧定螺钉 C、弹性档圈三、计算下列各平面机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度、或虚约束，必须明确指出，并判断其运动是否确定）四、有一对外啮合正常齿制的直齿圆柱齿轮机构，现大齿轮2已丢失，留下小齿轮1。中心距a112.5mm，z138，da1100mm，试确定丢失的大齿轮的模数、齿数、分度圆、齿顶圆、齿根圆和基圆直径。（11分）（cos20=0.94, sin20=0.34）五、凸缘联轴器，用六个普通螺栓联接，螺栓分布在的圆周上，接合面摩擦系数，防滑系数，若联轴器传递扭矩为，试求螺栓螺纹小径。（螺栓）。六、在图示复合轮系中，已知各轮均为标准齿轮，各轮齿数为：Z1=18，Z2=51，Z2=17，Z4=73，试求该轮系的传动比i1H，并说明轮1与系杆的转向关系。七、在铰链四杆机构中，已知 lAB=30 mm，lBC=110 mm，lCD=80 mm， lAD=120 mm ，构件 1为原动件。（1）判断构件1能否成为曲柄；（2）用作图法求出构件3的最大摆角；（3）用作图法求出最小传动角；（4）当分别固定构件1、2、3时，各获得何种机构？八、试分析图中的结构有哪些不合理。九、某减速器轴上装有一对30312轴承，已查出C=101000N，轴的转速n=10000r/min，受力如图，已求出两轴承的径向支反力Fr1=6000N，Fr2=8000N，齿轮的轴向力FA=1000N，载荷系数fd=1，试求轴承寿命为多少小时？（e=0.30，Fa/ Fr e,x=0.4,y=2； Fa/ Fr e, x=1 y=0；FS=Fr/2y）练习题一参考答案一、 填空题1、定轴轮系 周转轮系 2、自由度数=原动件数 3、e14、两侧面 轴径d 5、拉 6、打滑 疲劳损坏 7、阶梯8、圆锥滚子轴承 17 9、中心距；传动比 10、齿面接触强度 齿根弯曲强度二、 选择题1、C 2 C 3、B 4、C 5、C 5、B 7、C 8、B 三、 解：a、 H为局部自由度，E为复合铰链F=3n-2PL-PH=39-212-2=1b、 G为局部自由度，C为复合铰链，EF为虚约束F=3n-2PL-PH=36-27-2=2c、 D为局部自由度，H或I之一为虚约束F=3n-2PL-PH=36-28-1=1四、 解：设螺栓数为Z： 每个螺栓受的横向载荷R为: 每个螺栓受的预紧力Qp为: 强度条件： 至少需8个螺栓。五、 解：z2iz1 =320=60 a=m(z1+z2)/2 得：m3mm d1=mz1=320=60mm da1=d1+2mha*=60+6=66mm df1=d1-2m(ha*+c*)=60-61.25=52.5mm d2=mz2=360=180mm da2=d2+2mha*=180+6=186mm df2=d2-2m(ha*+c*)=180-61.25=172.5mm六、解：组成周转轮系：齿轮1和3的转向相反， 设：则 所以，系杆H的转速大小为8.3r/min，方向与轮1转向相反。七、 (1) mm (2) tg (3) (4) mm 八、解： 联轴器无轴向定位 联轴器与端盖接触 端盖不能与轴接触端盖中缺密封圈 套筒处不应有键 轴承座孔不应有凸肩 齿轮左侧轴向定位不可靠 右端轴承不需要弹性挡圈 右端盖未顶到轴承外圈 九、 解：1） 3 左旋，4 右旋 2） 3）练习题二参考答案一、填空题1、运动 制造 2、1 2 3、17 4、紧边刚进入小带轮处 5、90 6、键 键槽7、节线附近靠近齿根的一侧 硬度二、选择题1、C 2、A 3、C 4、B 5、B 6、A 7、C 8、A三、解：a) AB、CD之一为虚约束； G处为局部自由度；F=3n-2PL-PH=36-27-2=2b、A、B之一为虚约束 ；CDEFG、IJKLH之一为虚约束F=3n-2PL-PH=35-27-0=1四、解：(1)求模数 因 da1=m(z1+2ha*)得 m= da1/(z1+2ha*)=100/(38+21)=2.5mm(2) 求齿数z2因 a=m(z1+ z2)/2得 z2=2a/mz1=2112.5/2.538=52(3) 求大齿轮几何尺寸da=mz2=2.552=130mmda2=m(z2+2ha*)=2.5(52+21)=135mmdf2=m(z2-2ha*-2c*)=2.5(52-21-20.25)=123.75mmdb2= d2cosa=130cos20=122.2mm五、解：每个螺栓受的横向载荷为： 六、解： 1，2，机架构成定轴轮系：，4，3，H构成行星轮系：轮1和系杆转向相反。七、 解：（1） mm mm 且构件1为连架杆，所以构件1能成为曲柄。 （2）最大摆角如图示。 （3）当机构处于ABCD位置时有最小传动角 （4）当固定构件1时，得双曲柄机构； 当固定构件2时，得曲柄摇杆机构； 当固定构件3时，得双摇杆机构； 4321八、试分析图中的结构有哪些不合理。65答：1：定位轴间高度超过轴承内圈高度； 2：齿轮少右侧轴向定位； 3：安装齿轮的轴头长度应比齿轮轮毂宽度略短，否则，不能保证齿轮的定位可靠性