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机械设计基础一、填空题1、机器的三个共同特征为：都是人为的实物组合；各部分形成运动单元，各单元之间具有确定的 相对运动 ；能实现 能量转换 或完成有用的机械功。P12、按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同，一般工况下把磨损分为：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、 腐蚀磨损 。P113、两构件之间以点或线接触所组成的平面运动副，称为高 副，它产生一 个约束。4、轴承的密封方式主要有接触式 密封和非接触式 密封。P3095、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取 节点 处的接触应力为计算依据，其载荷由 一 对齿轮承担。6、闭式齿轮传动的润滑方式有 油浴 润滑和喷油润滑两种，一般根据齿轮的 轴承转速 确定采用哪种方式。7、螺纹的防松方法很多，按其工作原理可分为 摩擦 防松、机械防松、 永久 防松和化学防松。8、链传动是一种常见的机械传动形式，其兼有带传动和 齿轮传动 的一些特点。9、普通V带按截面尺寸 由小至大 的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E7种型号。10、能将连续回转运动转化为从动件的间歇回转运动的机构是 槽轮 机构，将连续回转运动转化为从动件的间歇移动运动的机构是 不完全齿轮与齿条机构 。11、只承受弯矩而不传递转矩的轴称为 心轴 。（传递转矩而不承受弯矩，或所承受的弯矩很小的轴称为传动轴）12、对于闭式软面齿轮传动， 齿面疲劳点蚀 是主要的失效形式，应先按 齿面接触疲劳 强度进行设计计算。13、机器是由有机构组成，常用的机构有 齿轮机构 , 凸轮机构 。14、 运动副之间的摩擦导致了零件表面材料的逐渐损失，这种现象称为 磨损 。在摩擦副之间加入润滑剂的措施称为 润滑 。常用的润滑剂有 润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂 。P10-1215、使两个构件 直接接触 并能产生一定的 相对运动 的连接，称为运动副。平面运动副的低副引入了 2 个约束，以限制构件的运动。【低副（面接触）2个约束，1个自由度；高副（点接触或线接触）1个约束，2个自由度】16、请为下图凸轮机构命名 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构 。在图中标出基圆半径rb 。并画出偏距圆 。 17、螺纹连接的防松是防止 螺纹副的相对转动 。常用的防松方法有 机械 防松、 化学 防松、摩擦防松和永久防松。试举例工程中常用的防松方法 弹簧垫圈、槽型螺母、开销口和焊接 。18、滚子链传动设计，链条的节数取 偶 数，链轮齿数取 奇 数，这样可以使磨损均匀，同时避免采用 偶数 链节。19、蜗杆传动的中间平面是过蜗杆的轴线并 垂直于 蜗轮轴线的平面。20、轴上零件轴向固定的目的是为了防止在轴向力作用下，零件沿轴向窜动，试举例常用的轴向定位方式 楔键连接 等。21、轴按承载性质可分为传动轴、转轴和心轴，其中工作时既承受 弯矩 又承受 转矩 的轴称为转轴。22、平键是标准件，其中剖面尺寸（键宽bx键高h）按 轴径d 从有关标准选定，键长L应小于 轮毂长度 并符合标准系列。23、套筒滚子链是由链板， 销轴 ，套筒和滚子组成。链板制成“”形，可以减轻链条的 ，并且满足 的要求。24、蜗杆传动对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆直径d1，是为了 减少滚刀的数量，有利于标准化 。25、轴与轮毂连接主要是为了实现轴与轮毂之间 周向固定，并用来传递运动与转矩 。常见的轴毂连接的方式有 平键连接 ， 花键连接 等。26、V带传动，工作时带的截面产生最大应力 c ，其中 是 弯曲应力 ，为了防止b1过大导致带的寿命降低，对每种型号的V带都规定了小带轮的 最小直径。P12227、一级圆柱齿轮减速器的输出轴，既要承受转矩，又要承受弯矩，因此，该轴是 转轴 。29、机器和机构的主要区别在于机构是机器的主要组成部分 。30、带传动过程中，打滑是由于过载而引起，弹性滑动是由于拉力差引起的，其二者中， 弹性打滑 是不可避免的。31、齿数为Z，螺旋角为的斜齿圆柱齿轮的当量齿数Z V= z/cos3 。33、用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过理论啮合线极限点而导致被加工齿轮齿根附近的渐开线轮廓被切去一部分 。34、滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。36、两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高 副，它产生一 个约束，而保留2 个自由度。二、选择题1、 对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是（ D ）。 A.拉力 B.扭矩 C.压力 D.拉力和扭矩2、在蜗杆传动中，引进特性系数q的目的是为了（ D ）。A便于蜗杆尺寸参数的计算 B容易实现蜗杆传动中心距的标准化C提高蜗杆传动的效率 D减少蜗轮滚刀的数量，有利于刀具的标准化3、在轴的初步计算中，轴的直径是按（ B ）来初步确定的。A弯曲强度 B扭转强度 C.轴段的长度 D轴段上零件的孔径4、在减速蜗杆传动中，用（ D ）来计算传动比i是错误的。 A. B C. D 5、一根转轴采用一对滚动轴承支承，其承受载荷为径向力和较大的轴向力，并且有冲击、振动较大。因此宜选择（C）。A.深沟球轴承 B角接触球轴承 C. 圆锥滚子轴承 D调心球轴承6、 渐开线标准齿轮的根切现象发生在（ C ）。A. 模数较大时 B. 模数较小时 C. 齿数较少时 D. 齿数较多时7、 在下列四种型号的滚动轴承中，（ B ）必须成对使用。A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承D. 圆柱滚子轴承8、 在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动的是（ D ）。 A. 凸缘联轴器B. 齿式联轴器 C. 万向联轴器D. 弹性套柱销联轴器 9、在铰链四杆机构中，机构的传动角和压力角的关系是（ B ）。A. B. C. D. 11、凸轮传动中，从动件以（ A ）运动时存在刚性冲击。A. 等速运动规律 B. 等加速等减速运动规律 C. 正弦加速度运动规律 D. 余弦加速度运动规律12、构件运动确定的条件是（ C ）。A 自由度大于1 B 自由度大于零 C 自由度等于原动件数 D自由度等于113、对于一个单销外槽轮机构，槽数为6时，其运动系数等于（）。A B C D 14、曲柄摇杆机构处于死点位置时，角度等于零度的是（B）A压力角 B传动角 C极位夹角 D摆角12选择蜗轮材料通常根据蜗杆传动的（B）A传递功率B滑动速度C传动比D效率15、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用（D）A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接16、矩形花键联接常采用的定心方式是（ C ）A按大径定心B按侧面(齿宽)定心C按小径定心D按大径和小径共同定心17、在闭式蜗杆传动设计中，除进行强度计算外，还必须进行（ C ）A磨损计算 B刚度计算 C热平衡计算 D稳定性计算三、是非题（对的打，错的打）。1、在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。 （ ）2、在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。 （ ）3、在平键联接中，平键的两侧面是工作面。 （ ）4、斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。 （ ）5、带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。 （ ）6、转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。 （ ）7、向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。 （）8、圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。 （ ）9、滚动轴承的外圈与轴承座孔的配合采用基孔制。（ ）10、受拉螺栓连接只能承受轴向载荷。 ()四、简答题1、已知在某二级斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为主动轮，3轮的螺旋线方向和转动方向如题31图所示。为了使轴轴承上所承受的轴向力抵消一部分，试确定各轮的螺旋线方向及各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向，并将其标在图中。2、已知一阶梯轴上直径为d的轴段安装一齿轮。轴和轴毂连接选用普通平键(A型)，标准号为GB1096-79. 1） 在选择平键型号时，平键的截面尺寸b x h和键长L,如何确定？ 2）若已知平键的截面尺寸为12 x 8，键长L等于50，该键如何标记？12850 GB1096-79 3、现设计一闭式直齿圆柱齿轮传动，齿轮采用软齿面传动，试分析1) 轮齿的主要失效形式是？ 答：1.轮齿折断2.齿面点蚀3.齿面磨损4.齿面胶合5.齿面塑性变形2）针对失效形式的设计准则是？ 答:对于闭式软齿面齿轮传动,齿面点蚀是主要失效形式,应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算,确定齿轮的主要参数和尺寸,然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度.4、在技术改造中拟使用两个现成的标准直齿圆柱齿轮，已测得齿数Z1=22,Z2=98，小齿轮顶圆直径da1=240mm，大齿轮的齿全高h=22.5mm，试判断这两个齿轮能否正确啮合。解：h=hf+ha=（2ha*+C*）m2=(2+0.25)m2=2.25m2=22.5 m2=10da=d+2ha=m1(z+2ha*)=m1(22+2)=24m1=240 m1=10m1=m2,且这两个齿轮是标准的直齿圆柱齿轮，即=20这两个齿轮能正确啮合5、试说明带传转动工作原理，并分析带传动产生的打滑和弹性滑动的区别。答:(1)当原动机驱动带轮1转动时,由于带与带轮间摩擦力的作用,使从动轮2一起转动,从而实现运动和动力的传递.(2)弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念.打滑是指过载引起的全面滑动,是可以避免的。而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以，弹性滑动是不可以避免的。6、直齿圆柱齿轮传动强度设计中，轮齿的齿根弯曲疲劳强度校核公式为试回答、1）式中 系数名称分别是？ 答：YF标准外齿轮的齿形系数 YS 标准外齿轮的应力修正系数2）系数 分别考虑了那些因素对齿根弯曲应力的影响？答： YF考虑齿形对齿根弯曲应力的影响，YS考虑齿根圆角处的应力集中以及齿根危险截面上压应力等的影响3） 对标准齿轮，系数 的取值与那个基本参数有关？答：对标准齿轮，系数YF仅取决于齿数，4） 大、小齿轮齿根弯曲应力相等吗？ 7、已知在某二级斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为主动轮，3轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。为了使轴上所承受的轴向力抵消一部分。 1）标出I 轴和III轴的转向2）确定各轮的螺旋方向3） 试对两对齿轮啮合点作力分析五、计算题1、计算图示机构的自由度，并判断机构是否具有确定的相对运动。图中标有箭头的构件为原运动件。解：F=3n-2PL-PH=36-28-1=1 自由度数目等于原动件数目，此机构具有确定的相对运动。2、图示的轮系中，已知各齿轮的齿数Z1=20,Z2=40,Z2=15,Z3=60,Z3=18,Z4=18,Z7=20,齿轮7 的模数m=3mm,蜗杆头数为1（左旋），蜗轮齿数Z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，。（1）在图中标明各运动件的运动方向。 （2）在图中画出蜗杆及蜗轮上的各传动分力的方向。（3）试求i16及齿条8的速度。3、 图所示一对型号为7208AC轴承，“背靠背”安装。已知两轴承的径向载荷Fr1=6000N,Fr2=4000N,外加轴向载荷FA=1800N，方向如图。参数e=0.68，fp=1，当Fa/Fre时，X=1，Y=0；当Fa/Fre时，X=0.41，Y=0.87，内部轴向力Fs=0.68Fr。（12分）1）计算Fs1，Fs2并在图中画出Fs1，Fs2的方向； 2）计算作用在轴承上的轴向载荷Fa1，Fa2;3）计算轴承的当量动载荷P1，P2; 4）型号为7208AC的轴承，轴承类型 角接触 ，内径= 40mm ，接触角a= 。4、已知V带（三角带）传递的实际功率P7kW，带速v10m/s，紧边拉力是松边拉力的2倍，试求带传动所需传递的有效圆周力Fe和紧边拉力F1的值。解：P=Fv/1000 F=1000P/v=10007/10N=700N F1-F2=F 2F2=F1 即F2=F=700N F1=1400N Fe=F1-F2=1400N-700N=700N5、如下图所示是一个偏置式曲柄滑块机构，已知