机械设计基础习题集及参考答案

1、机械设计基础习题集及参考答案一、判断题（正确 T,错误F）1. 构件是机械中独立制造的单元。2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。二、单项选择题1.如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（A机构 B零件 C部件 D2. 一部机器一般由原动机、传动部分、 本课程主要研究（构件工作机及控制部分组成,A原动机B传动部分C工作机三、填空题1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的2. 机械是和的总称。参考答案D控制部分单元体。I连和饰J辅瓦6 阵口常7 舟一、判

2、断题（正确T，错误F）1. F 2. T 3. T二、单项选择题4. F1. B 2. B三、填空题1.制造 2.机构机器第一章 平面机构的自由度一、判断题（正确 T,错误F）1.两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为4.将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为5.6.运动副是两构件之间具有相对运动的联接。对独立运动所加的限制称为约束。由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免岀现虚约束 在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。一、单项选择题7.8.1.两

3、构件通过（）接触组成的运动副称为高副B点或线C点或面D面或线2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）A复合铰链 B局部自由度C虚约束D机构自由度3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数A 1B从动件 C主动件D 04.所谓机架是指（）的构件A相对地面固定B运动规律确定C 绝对运动为零 D 作为描述其他构件运动的参考坐标点5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件( )。B 都是运动副D 直接接触且保持一定的相对运动A 相对转动或相对移动C 相对运动恒定不变三、填空题1. 机构是由若干构件以 相联接，并具有 的组合体2. 两构件通过 或 接触组成的运动副为高副。3.

4、 m 个构件组成同轴复合铰链时具有 个回转副四、简答题1. 何为平面机构？2. 试述复合铰链、局部自由度和虚约束的含义？为什么在实际机构中局部自由度和虚约束常会出现？3. 计算平面机构自由度，并判断机构具有确定的运动。1)(2)3)(4)5)(6)五、计算题1. 计算机构自由度，若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请加以说明。2. 计算图示连杆机构的自由度，为保证该机构具有确定的运动，需要几个原动件？为什么？ 参考答案一、判断题(正确T，错误F)1. F 2. F 3. T4. F5. F6. T 7. F 8. F二、单项选择题1. B 2. C 3. C4. D5. D三、填空题1. 运动副

5、 确定相对运动2. 点 线3. m-1四、简答题1. 平面机构：组成机构的所有构件都在同一平面内或几个互相平行的平面内运动，这种机构称为平面机构。2. 复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联接时就构成了复合铰链。局部自由度：在机构中，有些构件所产生的运动并不影响其他构件的运动，这种构件运动的自由度称为局部自由 度。虚约束：在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的，对机构的运动不起限制作用，这种重 复的约束称为虚约束。局部自由度的使用是为了减小高副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦。 虚约束的引入可以增加构件的刚性，改善构件的受力情况，提高工作性能，提高稳定性等。3. 计算平面

6、机构自由度1)n5,Pl7,Ph0，则F3n2PlPh352701，机构具有确定的运动。2)n6,Pl8,Ph1，则F3n2PlPh362811，机构具有确定的运动。3)n4,Pl4,Ph2 ，则F3n2PlPh342422 ，机构具有确定的运动。4)n5,Pl7,Ph0，则F3n2PlPh352701，机构具有确定的运动。5)n4,Pl4,Ph2 ，则F3n2PlPh342422 ，机构具有确定的运动。6)n3,Pl3,Ph2 ，则F3n2PlPh332321 ，机构具有确定的运动。五、计算题1. 解：B处为局部自由度，C和&处为虚约束，G处为复合铰链。n 7,R9,Ph 1，则 F

7、 3n 2R R 3 72 9 122. 解：机构在k点处有局部自由度。n 9,R12,Ph 1，则F 3n 2R Ph 3 92 1212。若该机构要具有确定的运动，则需要两个原动件，因为机构具有确定运动的条件为：机构的自由度数等于机构原动件的数目，该机构的自由度为2,所以应具有两个原动件。第二章平面连杆机构一、判断题（正确 T,错误F）1. 任何平面四杆机构出现死点时对工作都是不利的，因此应设法避免。（）2. 铰链四杆机构存在曲柄的条件是最短杆与最长杆之和大于或等于其余两杆长度之和。（）3. 低副联接的三个构件不能组成机构，只能构成一个构件。（）4. 机构处于死点位置时，机构中的从动件将岀

8、现自锁或运动不确定现象。（）5. 极位夹角是从动件在两个极限位置时的夹角。（）6. 在铰链四杆机构中，通过取不同构件作为机架，则可以分别得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。（）7. 平面四杆机构中，压力角越小，传动角越大，机构的传动性能越好，效率越高。（）二、单项选择题1. 在下列平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置（）A曲柄摇杆机构B双摇杆机构C双曲柄机构D曲柄滑块机构2. 为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装（）增大惯性。A齿轮B飞轮C凸轮D蜗轮3. 当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角min总是出现在（）A连杆与曲柄成一条线时B连杆与机架成一条线时；C

9、曲柄与机架成一条线时D曲柄、连杆与机架成一条线时。4.无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为（）A0B0C0D05.一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则将演化为（）A曲柄摇杆机构B双曲柄机构C双摇杆机构D导杆机构6.铰链四杆机构ABCD中，AB为曲柄,CD为摇杆，BC为连杆。若杆长lAB=30mm，lBc=70mm，lcD=80mm，则机架最大杆长为（)A 80mmB 100mmC 120mmD 150mm7.在下列平面四杆机构中,一定无急回特性的机构是（）A曲柄摇杆机构B摆动导杆机构C对心曲柄滑块机构D偏置曲柄滑块机构三、填空题1. 在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速

10、度不同的运动特性称为2. 当压力角a大到某一数值时，不论推力为多大，都不能使从动件运动，凸轮机构将发生3. 平面四杆机构中，已知行程速比系数为K，则极位夹角的计算公式为 四、简答题1. 何为平面连杆机构？平面四杆机构具有哪些基本特征？2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是什么？铰链四杆机构有哪几种形式，如何判断？3. 根据图中所注尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构，并说明为什么°(1)(2)(3)五、设计题1.试设计一造型机工作台的翻转机构。已知连杆长度lCB110mm，工作台在两极限位置时 B1B2 400mm ,且Bl和B2在同一水平线上，要求 A

11、、D在另一水平线上，且 Cl点至A、D所在水平线的距离为 150mm。按比例作图设计该机构，并求取曲柄|ab和连杆lCD的长度（图解法），写出作图过程，并保留作图痕迹。2试设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆的长度Icd 290mm，机架的长度Iad 230mm，摇杆在两个极限位置间的夹角45 ，行程数比系数 K 1.4。（1 ）按比例作图设计该机构，并求取曲柄|ab和连杆lBC的长度（图解法）（2）验算设计的机构曲柄是否存在；（3）标注机构的最大传动角及机构处于由极限位置时的压力角。要求写岀作图过程，并保留作图痕迹。参考答案一、判断题（正确T,错误F)1. F 2. F 3. T4. T5. F6.

12、 T 7. T二、单项选择题1. C 2. B 3. C4. B5. B6. C 7. C三、填空题1. 急回特性2. 自锁K 13. 180K 1四、简答题1. 由若干个构件用低副联接组成的平面机构称为平面连杆机构。平面四杆机构的基本特征包括：急回特性，压力角，死点。2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是机构中最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。铰链四杆机构的基本形式有双曲柄机构一一最短杆为机架；曲柄摇杆机构一一最短杆为连架杆；双摇杆机构最短杆为连杆。3. 图（1 ）为曲柄摇杆机构，原因 25 120145 16060100，则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为连架杆。图（2

13、）为双曲柄机构，原因 40 11015016070 90，则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为机架。图（3）为双摇杆机构，原因50 60 110 170 70 100，但是最短杆为连架杆。五、设计题1. 设计过程详见参考教材 22页，“已知连杆的两个位置设计四杆机构”的内容。2. 设计过程详见参考教材 23页，“根据行程数比系数设计四杆机构”的内容。传动角和压力角的画法见参考教材15页的“二、压力角与传动角”内容。第三章凸轮机构一、判断题（正确 T,错误F）1. 凸轮机构岀现自锁是由于驱动力小造成的。（）2. 在凸轮从动件运动规律中，等速运动的加速度冲击最小。（）3. 适用于高速运动的凸轮机构

14、从动件运动规律为余弦加速度运动。（）4. 基圆是凸轮实际廓线上到凸轮回转中心距离最小为半径的圆。（）5. 若要使凸轮机构压力角减小，应增大基圆半径。（）6. 凸轮机构的从动件按简谐运动规律运动时，不产生冲击。（）二、单项选择题1. 设计凸轮机构，当凸轮角速度和从动件运动规律已知时，则（）。C滚子半径越小，压力角越小D滚子半径越大，压力角越小2. 凸轮机构的从动件选用等加速等减速运动规律时，其从动件的运动（）。A将产生刚性冲击B将产生柔性冲击C没有冲击D既有刚性冲击又有柔性冲击3. 在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构时，若发生运动失真现象，可以（）A增大滚子半径B减少基圆半径C增大基圆半径D增加从

15、动件长度4. 在下列凸轮机构中，从动件与凸轮的运动不在同一平面中的是（）。A直动滚子从动件盘形凸轮机构B摆动滚子从动件盘形凸轮机构C直动平底从动件盘形凸轮机构D摆动从动件圆柱凸轮机构5. 与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是（）。A设计较为复杂B惯性力难以平衡C点、线接触，易磨损D不能实现间歇运动6. （）有限值的突变引起的冲击为刚性冲击。A位移B速度C加速度D频率三、填空题1. 设计凸轮机构，若量得其中某点的压力角超过许用值，可以用 方法使最大压力角减小。2. 凸轮机构是由 、三个基本构件组成的。3. 理论轮廓曲线相同而实际轮廓曲线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律

16、是 的。4. 凸轮轮廓形状由从动件的 决定。四、简答题1. 说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合。五、设计题1. 设计一对心直动尖顶从动件盘型凸轮。已知凸轮顺时针以等角速度3i回转，凸轮基圆半径r0 25mm，从动e 10mm （从动件导路在件运动规律如图所示。（要求：写岀作图步骤，保留作图痕迹）2. 设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度顺时针方向回转，偏距 凸轮回转中心的左侧。），凸轮基圆半径 r0 40mm，从动件升距 H 30mm，滚子半径rk 10mm ，在回程作等加速等减速运动。（要r 150， s 30， f 120， s 60，从动件在推程作简谐运动

17、, 求：写岀作图步骤，保留作图痕迹）3. 图示凸轮机构，已知凸轮的实际轮廓为一圆，圆心在点O凸轮绕轴心O逆时针转动，求：（1）在图中作出凸轮机构的基圆、偏距圆；（2）在图中作岀凸轮在 C点接触时的压力角 a；（3）在图中作岀凸轮与滚子从 C点接触到D点接触时，凸轮的转角 § o（不必作文字说明，但必须保留作图线。）参考答案一、判断题（正确T，错误F）1. F 2. F 3. T4. F5. T 6. F二、单项选择题1. B 2. B 3. C4. D5. C 6. B三、填空题1. 增大基圆半径2. 凸轮、从动件、机架3. 相同4. 运动规律四、简答题1. 凸轮机构常用从动件运动规

18、律包括：等速运动规律，速度突变，存在刚性冲击，常用于低速和从动件质量较小 的凸轮机构中。等加速等减速运动规律，加速度突变，存在柔性冲击。常用于中速的凸轮机构中。简谐运动 规律，加速度突变，存在柔性冲击。常用于高速的凸轮机构中。五、设计题1. 设计过程参见参考教材。2. 设计过程参见参考教材。3. 解：(1 )基圆为以 O 为圆心，以 OA 为半径的圆。偏距圆为以 O 为圆心，以 OB 为半径的圆。(2 )从动件所受力与速度方向所夹的锐角 a见图。(3)凸轮的转角S见图。第四章 齿轮机构 一、判断题(正确 T,错误F)1. 齿廓啮合基本定律是两齿轮齿廓过任意接触点的公法线必通过连心线上一个定点。

19、()2. 为保证齿轮传动瞬时角速度之比恒定，齿廓曲线必须采用渐开线。()3. 渐开线的形状决定于基圆的大小。()4. 渐开线直齿圆柱齿轮传动可以看成为一对分度圆纯滚动。()5. 渐开线齿轮传动啮合角等于分度圆压力角。()6. 正常齿渐开线标准直齿外齿轮齿根圆有可能大于基圆。()7. 斜齿圆柱齿轮的标准模数和压力角在法面上。()8. 斜齿圆柱齿轮传动的重合度大于相同端面模数的直齿圆柱齿轮的重合度。()9. 斜齿圆柱齿轮不根切的最少齿数小于直齿圆柱齿轮的最少齿数。()10. 两个斜齿圆柱齿轮只要法面模数相等、法面压力角相等，则不论二者的分度圆螺旋角是否相等均能正确啮合。 ()11. 负变为齿轮分度

20、圆齿槽宽小于标准齿轮的分度圆齿槽宽。()12. 斜齿圆柱齿轮传动调整中心距可采用改变分度圆螺旋角，也可以采用齿轮变位。()13. 只要齿轮的最少齿数小于 17，则采用任何齿轮轮齿加工方法都会出现根切现象。()14. 一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条件是两轮模数相等、压力角相等和两轮的锥距相等。()二、单项选择题)方向线之间所夹的锐角A 滑动速度B 相对速度C 绝对速度2. 渐开线齿廓在其圆上的压力角为()。A 20 °B 15°C 0°1. 渐开线齿廓上某点的压力角是指该点所受正压力方向与(D 转速D 456. 渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是()相等。3. 渐

21、开线标准齿轮是指模数、压力角、齿顶高系数和径向间隙系数均为标准值，且分度圆齿厚()齿槽宽的齿轮。A 等于B 小于C 大于D 不确定4. 当齿轮中心距稍有改变时， ()保持原值不变的性质称为可分性。A 瞬时角速度之比B 啮合角C 压力角5. 渐开线齿轮传动的啮合角等于()上的压力角。A 基圆B 分度圆C 齿顶圆D 重合度D 节圆A齿数B模数C分度圆压力角渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与（D基圆齿距的比值。A分度圆齿距B基圆齿距C理论啮合线长度D公法线长度8.斜齿轮端面模数（）法面模数。A小于B等于C大于D不一定9.正变位齿轮的分度圆齿厚（）标准齿轮的分度圆齿厚。A小于B等于C大于D

22、小于且等于10.齿轮变位后，（）发生了改变。A分度圆B基圆C模数D齿根圆)7.11.用标准齿条型刀具加工ha1.0、20的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数为（A 15三、填空题B 16C 17D 181.渐开线的形状取决于2. 渐开线齿廓上任一点的压力角为过该点的圆越远的点，其压力角 3. 渐开线齿廓的优点：（1） （3）。，基圆半径越大，渐开线越与该点的线所夹的锐角，渐开线上离基4.模数是齿轮最重要的参数，已经标准化，其数值为 寸，承载能力与n之比，模数越大，轮齿尺5.6.7.8.渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件为齿轮轮齿切削法按原理分为 和两大类。

23、用同一把标准齿条刀具加工齿数相同的标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮，三者的齿数、模数、压力角、分度圆和基圆 ，正变位齿轮分度圆齿厚 ，齿槽宽四、简答题1. 简单叙述齿廓啮合基本定律。2. 请写岀一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件、连续传动的条件。3. 经测量知一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿顶圆直径da 225mm，该齿轮齿数何尺寸。4. 已知外啮合正常齿标准斜齿圆柱齿轮传动的齿数z 98，试求其模数和主要几17，z264，法面模数mn 3mm，法面压力角 n 20，螺旋角五、计算设计题m 10mm，主动轮齿数z118，从12 50。试求：该齿轮传动的中心距及两轮的分度圆直径。1. 已知一对标准安

24、装的正常齿标准渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动。模数动轮齿数z224，主动轮在上，逆顺时针转动。试求：（1）两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆齿距、分度圆齿厚、分度圆齿槽宽、 齿顶圆压力角和两轮中心距。（2 ）以一定比例作齿轮端面传动图，在图上注明基圆、分度圆、齿顶圆、齿根圆、实际啮合线段和理论啮合 线段。参考答案一、判断题（正确 T,错误F）1. F 2. F 3. T 4. F 5. F 6. T 7. T 8. T 9. T 10. T 11. F 12. T 13. F 14. F二、单项选择题1. C 2. C 3. A 4. A 5. D 6. D 7. B 8

25、. C 9. C 10. D 11 C三、填空题1. 基圆大小 平直2. 法线速度方向愈大3. 具有可分性 啮合角为常数齿廓间作用力的大小和方向均不变4. 分度圆齿距越大越大5. 两轮的模数相等两轮的分度圆压力角相等6. 重合度大于17. 成形法范成法8. 不变增加减小四、简答题1. 齿廓啮合基本定律是要使两齿轮的传动比为定值，则要满足不论两齿廓在哪一点接触，过接触点的公法线与连心 线始终交于一定点。2. 一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两轮的模数相等和两轮的分度圆压力角相等；其连续传动的条件是两 轮传动的重合度大于等于 1。3. 根据齿轮齿顶圆公式知所以，模数为d mz 2.25 98

26、220.5mm，df m z 2.52.25982.5214.875mm4. 两轮的分度圆直径分别为五、计算设计题1.解：（1）分度圆直径分别为齿顶圆直径分别为齿根圆直径分别为基圆直径分别为分度圆齿距分别为分度圆齿厚分别为分度圆齿槽宽分别为齿顶圆压力角分别为两轮中心距为（2） 基圆、分度圆、齿顶圆、齿根圆入图所示。N1N2为理论啮合线段，AE为实际啮合线段。第五章轮系一、判断题（正确 T,错误F）1. 定轴轮系是指各个齿轮的轴是固定不动的。（）2. 单一周转轮系具有一个转臂。（）3. 单一周转轮系中心轮和转臂的轴线必须重合。（）4. 周转轮系中的两个中心轮都是运动的。（）5. 转化轮系的传动比

27、可用定轴轮系求解，因此转化轮系中igj ng.Fj的数值为有齿轮g到j间所有从动轮齿数相乘积与所有主动轮齿数相乘积的比值。（）6. 行星轮系和差动轮系的自由度分别为1和2，所以只有差动轮系才能实现运动的合成或分解。（）二、单项选择题1.行星轮系的自由度为（）。A 1B 2C 3D 1 或 22. （）轮系中必须有一个中心轮是固定不动的A定轴B周转C行星D差动3.（）轮系中两个中心轮都是运动的。A定轴B周转C行星D差动4.（）轮系不能用转化轮系传动比公式求解。A定轴B混合C行星D差动5. 每个单一周转轮系具有（）个转臂。A 0B 1C 2D 36. 每个单一周转轮系中心轮的数目应为（）。A 3B

28、 2C 17.每个单一周转轮系中，转臂与中心轮的几何轴线必须（）oA交错B相交C重合D平行8.两轴之间要求多级变速传动，选用（）轮系合适。A定轴B行星C差动D B和C9.三轴之间要求实现运动的合成或分解，应选用（）。A定轴轮系B行星轮系C差动轮系D A和B三、填空题1. 轮系的主要功用是2. 定轴轮系是指o3. 周转轮系是指 o4. 求解混合轮系的传动比，首先必须正确地把混合轮系划分为 和各个，并分别列岀它们的 计算公式，找岀其相互联系，然后 o四、计算题1. 在图示轮系中，设已知双头右旋蜗杆的转速门勺900r/min ，z2 60，z2 25，z3 20，z325，z4 20，z4 30，z

29、5 35， z528，z6 135，求 n6 的大小和方向。2. 图示轮系中，已知z-i60，z248，z280，z3120，z360，z440，蜗杆 z42，（右旋），蜗轮z5 80，齿轮z565，模数m 5mm。主动轮1的转速nr 240r/min，转向如图所示。试求齿条6的移动速度v6的大小和方向。题1图题2图3. 在图示的轮系中，已知Z1z2z4z520，又齿轮1,3，4,6同轴线，且均为标准齿轮传动。若已知齿轮1的转速n1 1440r/min，试求齿轮6的转速（大小和方向）。4. 在图示的轮系中，已知z-i20，z230，z315，z465， n1150r/min，求nH的大小及方向

30、。题3图题4图5. 在图示周转轮系中，已知各齿轮的齿数 Z1 15，Z2 25，Z2 20，Z3 60，齿轮1的转速 n1 200r/min，齿轮3的转速n3 50r/min，其转向相反，求行星架 h的转速nH的大小和方向。6.图示轮系中，已知Z160， Z215，Z220，各轮模数均相同，求Z3 及 i 1H。7.图示轮系中，已知 Z140，Z220 ,齿轮1 的转速 n1 120r/min，求Z3及行星架的转速nH0时齿轮3的转速n3（大小及方向）。题5图题6图题7图8.求如图所示轮系的传动比i14，已知Z1Z225，Z2 Z3 20，Zh100，Z420 o9.在如图所示轮系中，各齿轮均

31、为标准齿轮，并已知其齿数分别为，已知z134，z222，z378，z418，Z535， z688，计算传动比i1H2z4 40, Z4100。题8图11. 在图示的轮系中，已知各轮的齿数题9图乙 2 （右旋），Z2 60，Z4题10图40，Z5 20，Z6 40，齿轮 3，4,5， 6均为标准安装的标准齿轮，且各齿轮的模数相同。当轮1以n1900r/min按图示方向转动时，求轮 6转20,10.求图示卷扬机减速器的传动比i1H。若各轮的齿数为z-i24,z248 ,z230 ,z360 ,z3速n6的大小和方向。12. 在图示的轮系中，轴 A按图示方向以1250 r/min的转速回转，而轴 B

32、按图示方向以600 r/min的转速回转。试决 定轴C的转速大小和方向。各轮齿数见图所示。题11图题12图参考答案一、判断题（正确T,错误F)1. F 2. T 3. T4. F5. F6. T二、单项选择题1. A 2. C 3. D4. B5. B6. D 7. D 8. A 9. C三、填空题1. 距离较远传动变速与换向获得大传动比合成或分解运动2. 轮系传动时每个齿轮的轴线相对机架是固定的3. 轮系中至少有一个齿轮的几何轴线相对机架是不固定的4. 定轴轮系单一周转轮系传动比联立求解四、计算题1. 解：该轮系为由圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆蜗轮组成的定轴轮系。/ d iZ2Z3 Z4Z5Z66

33、0 2020 35 135 “c4 HQ(1) i16108Z1 Z2Z3Z4 Z5 Z62 2525 30 28n1900g8.33r/min ，转向如图所示。i161082. 解：该轮系为由圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮和齿轮齿条组成的定轴轮系Z2 Z3 Z4Z540 120 40 80(1)M5n5Z1Z2Z3Z460 80 60 2ni240(2)“5“57.5r/min，i1532(3)齿条6的移动速度v6等于齿轮5分度圆线速度，所以齿条6的运动方向如图所示。3. 解：该轮系为一个平行轴定轴轮系。n1Z2Z3 Z5 Z6Z3 Z6v1) i15n5w Z2 Z4 Z5Z Z4（2）齿轮3

34、和齿轮6的齿数可以从中心距相等的关系中求得。由于齿轮1， 2，3的模数相等,中心距间的关系为从而得到Z3Z12Z22022060同理可得Z6Z42Z52022060Z1Z42020160r/min，转向如图所示。（3）所以，n51440n1Z3Z660604.解：该轮系为行星轮系。H1 1Z2Z413065(1) i1H1i1417 n7.5Z1Z32015nHiiH 7.520r/min行星架H的转向与齿轮1的转向相同5. 解：该轮系为差动轮系Hn1nHZ2Z325605，则有113n3nHZ1Z21520(2)nH5 nH，所以，nHn1 5n36(3)设齿轮1转速为正，则齿轮3转速为负，

35、则有行星架H的转向与齿轮1的转向相反，而与齿轮3的转向相同6. 解：该轮系为一行星轮系（1）由同心条件得1m z12Z21 m2Z3Z2则有HZ315653 i1H1i131 1Z1Z2602016齿轮1与行星架H的转向相同。7. 解：该轮系为一差动轮系。（1）根据同心条件，轮1和轮2的中心距应等于轮3和轮2的中心距，对于标准齿轮，相啮 合的齿轮模数相等，故匚2d，则有1 mz321mz-i mz2， z32Z1 2z240 2 2080（2）当nH 0时，即行星架h固定，该轮系成为定轴轮系,i13n3Z3乙8040i13120260r/min齿轮3的转向与齿轮1的转向相反8. 解：该轮系为一

36、混合轮系。（1）该轮系的齿轮1，2，2/，3和行星架H组成行星轮系，其传动比为（2）由齿轮4和行星架H组成定轴轮系，其传动比为919(3) i14i1H i H 4n4255125齿轮1与齿轮4的转向相反。9. 解：该轮系为一混合轮系。（1）由齿轮1，2，3和行星架H组成行星轮系，其传动比为（2）由齿轮4和行星架H组成定轴轮系，其传动比为9(3) i14一 i1H i H 4_25齿轮1与齿轮4的转向相反。10.解：该轮系为一混合轮系。（1）由齿轮3/、4、4/组成定轴轮系，其传动比为1_9_5125得 5nH（2）由齿轮1，2, 2/，3和行星架H组成差动轮系，其传动比为i h m nHi1

37、3g n4Z2 Z4Z1 Z23424 30（3）联立求解n1 5nH 4n325nH，所以齿轮1与卷扬机的转向相同11.解：该轮系为一混合轮系（1）齿轮1，2组成定轴轮系，其传动比为9003030r/min，方向如图所示。i12n2乞 60 30，n2Z12i12(2)齿轮2，3,4，5，6组成单一周转轮系，其中蜗轮2兼作转臂，其传动比为H丨63nHZ3 Z5得n3nHZ4 Z6（3）联立求解 因为齿轮3, 4, 5, 6均为标准安装的标准齿轮，且各齿轮的模数相同，根据同心条件,则有，a34 a56，所以1 1Z5 Z6Z3 Z4，则2 2Z3 Z4 Z5 Z6204040100，又齿轮 3

38、 固定，n30，所以齿轮6的转向与蜗轮 2转向相同。12.解：(1)61nAZ3Z51 ACncn6Z2Z4空244，得(2)i 79n9Z73212504503464得(3)nc4503236轴C方向与轴A 一致。第八章机械设计概述一、判断题（正确 T,错误F）1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。强度准则是零件设计中最基本的准则。（）2. 变应力只能由变载荷产生。（）3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。（）4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。（）5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理

39、，规定适当的制造精度和表面粗糙度。（）二、单项选择题1. 循环特性r 1时的应力是（）A对称循环变应力B脉动循环变应力C非对称循环变应力D静应力2.外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（）加工工艺。A铸造B锻造C焊接D轧制3.两个等宽的圆柱体接触，其直径 d12d 2，弹性模量E12E2，则其接触应力值为（）。A 18 2B 1 4 2C 12 2D 124.合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（）。A小B大C相等D不一定三、填空题1.机械零件设计计算的最基本计算准则是。2.机械零件的主要失效形式有、和。3.在静应力作用下，塑性材料的极限应力为，脆性材料的极限应力为。4. 在静载荷作用

40、下的机械零件，不仅可以产生 应力，也可能产生 应力。5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了 、和来 对材料的疲劳极限加以修正。四、简答题1. 试述机械零件的功能失效的含义，并举岀两个例子。2. 简述机械零件的主要失效形式有哪些？主要计算准则有哪些？3. 试述机械零件的强度的含义，写岀其一般表达式，并解释式中各变量的含义。4. 稳定变应力的五个基本参量指什么？若某零件所有最大应力 max 300MPa，最小min 120MPa，试求其他三个参量。参考答案一、判断题（正确 T,错误F）1. T 2. F 3. F 4

41、. F 5. T二、单项选择题1. A 2. A 3.D4. B三、填空题1. 强度准则2. 整体断裂塑性变形磨损过大的弹性变形 功能失效3. 屈服极限强度极限4. 静变5. 有效应力集中系数绝对尺寸系数表面状态系数四、简答题1. 功能失效：机械零件不能完成规定功能的失效称为功能失效。如摩擦带传动中的打滑，螺栓联接的松动。2. 机械零件的主要失效形式有：整体断裂，塑性变形，磨损，过大的弹性变形，功能失效；主要计算准则有：强度 准则，刚度准则，耐磨性准则，振动稳定性准则。3. 强度是衡量机械零件工作能力最基本的计算准则，是零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。其一 般表达式为limSl

42、imS分别为机械零件的工作正应力、工作剪应力分别为机械零件的许用正应力、许用剪应力lim、 lim分别为机械零件材料的极限正应力、极限剪应力S为安全系数4. 应力幅 a，平均应力m，最大应力max，最小应力min，应力循环特性第九章联接、判断题（正确 T,错误F）1. 三角螺纹比梯形螺纹效率高，自锁性差。（）2. 受相同横向工作载荷的螺纹联接中，采用铰制孔用螺栓联接时的螺栓直径通常比采用普通螺栓联接的可小一些。（）3. 铰制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高，不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。（）4. 双头螺柱联接不适用于被联接件太厚，且需要经常装拆的联接。5. 螺纹联接需要防松是因为联接螺纹不

43、符合自锁条件6. 松螺栓联接只宜承受静载荷。1.3倍，这是考虑螺纹应力集中的影响7. 紧螺栓联接在按拉伸强度计算时，将拉伸载荷增加到原来的C联接可靠，但不能在继续加载D联接可靠，只要螺栓强度够，可继续加载8. 螺栓强度等级为 6.8级，则该螺栓材料的最小屈服极限为680 N/mm 2 。（ ）9. 受轴向工作载荷的紧螺栓联接的剩余预紧力必须大于 0。（ ）10. 平键是利用键的侧面来传递载荷的，其定心性能较楔键好。（ ）11. 平键的截面尺寸是按照所在轴的直径选择的，如强度角和发现不行，则应加轴的直径以便加大键的截面尺寸。（），则螺纹的自锁条件为（12. 同一键联接采用两个平键时应 180&#

44、176;布置，采用两个楔键时应 120°布置13. 销联接只能用于固定联接件间的相对位置，不能用来传递载荷。14. 花键联接中，花键的尺寸按所在轴径根据标准选择。15. 采用过盈联接的轴和毂，即使载荷很大或有严重冲击，也不能与键配合使用。 二、单项选择题 1. 用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为（ ）。A 压根强度高，自锁性能好B 传动效率高C 防振性能好D 自锁性能差2. 螺纹的牙型角为 ，螺纹中的摩擦角为 ，当量摩擦角为 v ，螺纹升角伟为ABC vD3. 用于薄壁零件联接的螺纹，应采用（）。A 三角形细牙螺纹B 梯形螺纹C 锯齿形螺纹D 多线的三角形粗牙螺纹4. 在受预紧力的

45、紧螺栓连接中，螺栓危险截面的应力状态为（ ）。A 纯扭剪 B 简单拉伸 C 弯扭组合 D 拉扭组合5. 当铰制孔用螺栓组联接承受横向载荷时，该螺栓组中的螺栓（ ）B 必受拉力作用A 必受剪切力作用C 同时受到剪切和拉伸D即可能受剪切，也可能受挤压作用6. 在受轴向变载荷作用的紧螺栓联接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采用的措施是（ ） A 增大螺栓刚度，减小被联接件刚度B减小螺栓刚度，增大被联接件刚度C 增大螺栓刚度，增大被联接件刚度D减小螺栓刚度，减小被联接件刚度）倍7. 计算紧螺栓联接时的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的（A 1.1 B 1.25 C 1.3 D

46、 1.48. 在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是（ ）。A 提高强度 B 提高刚度 C 防松 D 减小每圈螺纹牙上的受力9. 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了（ ）。A 受力均匀 B 便于装配 C 外形美观 D 降低成本10. 预紧力为Qp的单个紧螺栓联接，受到轴向工作载荷F作用后，螺栓受到的总拉力 Q （） Qp F。A 大于 B 等于 C 小于 D 大于或等于11. 若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，可采用（）。A 在被联接件间加橡胶垫片B增大螺栓长度C 采用精制螺栓D加防松装置12. 在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制

47、作沉头座孔或凸台，其目的是（）。A 避免螺栓受附加弯曲应力作用B便于安装C 为安装防松装置D为避免螺栓受拉力过大13. 有一单个紧螺栓联接，要求被联接件接合面不分离。已知螺栓与被联接件的刚度相同，螺栓的预紧力为Qp ,当对联接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷F与预紧力Qp相等时，则（）。14.普通平键的剖面尺寸A传递的转矩b h通常根据（B传递的功率15.普通平键联接工作时，键的主要失效形式为（A键受剪切破坏B键侧面受挤压破坏）从标准中选取。C轮毂的长度）。C剪切和挤压同时产生16.采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成（A相隔180°B 相隔120°1

48、30°C相隔90°）。C键宽 键长17. 平键 B20X80 GB1096-79 中，20X80 表示（A键宽拓由径B键高X轴径18. （）不能列入过盈配合联接的优点A结构简单B工作可靠C能传递很大的转矩和轴向力19. （）宜用于盲孔或拆卸困难的场合。A圆柱销B圆锥销三、填空题C带有外螺纹的圆锥销D轴的直径D磨损和键被剪断）。D在轴的同一目线上D键宽 键高D装配很方便D开尾圆锥销1. 螺纹联接的自锁条件是 2. 螺纹联接防松的实质是3. 在螺纹联接中，采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 4. 普通紧螺栓联接，受横向载荷作用，则螺栓受 力和应力。；所以，通5. 平键联接中的静联接

49、的主要失效形式为 ，动联接的主要失效形式为 常只进行键联接的强度或计算。四、简答题1. 螺纹联接有哪些基本类型？各适用于什么场合？2. 为什么螺纹联接常需要防松？按防松原理，螺纹联接的防松方法可分为哪几类？试举例说明。3. 提高螺栓联接强度的措施有哪些？4. 对于受轴向变载荷作用的螺栓，可以采用哪些措施来减小螺栓的应力幅？5. 联接的作用是什么？联接一般分为可拆联接和不可拆联接，何为可拆联接？何为不可拆联接？对于可拆联接和不 可拆联接分别举岀三个例子。存在既能做成可拆联接，又能做成不可拆联接的联接形式吗？如果有，请举例。五、计算题21. 图示钢板用四个普通螺栓联接，螺栓许用拉应力为160N/m

50、m 2，允许传递的横向载荷R 21000N，被联接件接合面的摩擦系数f 0.2，可靠性系数Kf1.2，试求螺栓的最小直径。2. 图示为一圆锯片，锯片直径D 600mm，用螺母将其夹紧在压板中间，若锯外圆的工作阻力Ft 400N，压板和锯片间的摩擦系数f 0.12，压板的平均直径 D1 150mm。可靠性系数 K f 1.2，许用应力为290N/mm ，试确定轴端螺纹小径。题1图题2图3. 有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓联接（如图所示），已知气缸中的压力在02 MPa之间变化，气缸内径D 500mm，采用24个普通螺栓联接。为保证气密性要求，剩余预紧力Qp 1.8F （f为螺栓的轴向工作载荷）。螺栓材料的许用拉伸应力120MPa，许用应力幅a 20MPa。选用铜皮石棉垫