机械运转测试题及答案

机械运转测试题及答案一、选择题（每题2分，共30分）1.当一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确安装时，两齿轮的（）总是相切的。A.齿顶圆B.分度圆C.齿根圆D.基圆2.在带传动中，若主动轮圆周速度为，从动轮圆周速度为，带速为v，则三者之间的关系是（）。A.=B.>C.<D.v3.下列联轴器中，能够补偿两轴较大角位移和径向位移的是（）。A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.套筒联轴器D.万向联轴器4.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。A.轴承在100万转时发生疲劳点蚀的概率为10%B.轴承在100万转时发生疲劳点蚀的概率为90%C.同一批轴承在相同条件下运转，其可靠度为90%时的寿命D.同一批轴承在相同条件下运转，其可靠度为10%时的寿命5.对于承受横向载荷的普通螺栓连接，螺栓杆所受的应力主要是（）。A.拉应力B.剪切应力C.挤压应力D.拉应力和剪切应力的复合6.在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面最常见的失效形式是（）。A.齿面胶合B.齿面磨损C.齿面点蚀D.轮齿折断7.设计链传动时，链节数最好取（）。A.奇数B.偶数C.质数D.链轮齿数的整数倍8.在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制轴承压强p的主要目的是（）。A.防止轴承过度磨损B.防止轴承发生胶合C.防止轴承温升过高D.防止轴承材料发生塑性变形9.蜗杆传动中，蜗杆头数增加，则传动效率（）。A.降低B.提高C.不变D.可能提高也可能降低10.在下列四种类型的联轴器中，具有缓冲减振能力的是（）。A.十字滑块联轴器B.弹性柱销联轴器C.齿轮联轴器D.套筒联轴器11.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用（）。A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆柱滚子轴承D.角接触球轴承12.在带传动设计中，小带轮基准直径的选取主要依据（）。A.带的型号B.带的速度C.传动比D.带的长度13.在螺栓连接中，采用弹簧垫圈防松属于（）。A.摩擦防松B.机械防松C.破坏螺纹副关系防松D.增大预紧力防松14.设计闭式硬齿面齿轮传动时，通常先按（）强度进行设计，然后校核（）强度。A.齿面接触疲劳，齿根弯曲疲劳B.齿根弯曲疲劳，齿面接触疲劳C.齿面接触疲劳，齿面胶合D.齿根弯曲疲劳，齿面磨损15.在滚动轴承的组合设计中，一端固定、一端游动的支承方式适用于（）。A.工作温度变化较小的短轴B.工作温度变化较大的长轴C.承受较大轴向载荷的轴D.要求精确轴向定位的轴二、填空题（每空1分，共20分）1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数______原动件数目。2.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和______其余两杆长度之和，则不论取何杆为机架，均只能得到双摇杆机构。3.凸轮机构中，从动件常用的运动规律有等速运动规律、______和正弦加速度运动规律。4.齿轮的根切现象发生在用范成法加工齿轮且刀具齿顶线超过被加工齿轮的______点时。5.斜齿圆柱齿轮的当量齿数与实际齿数z的关系式为=______。6.根据承受载荷的方向，滚动轴承主要分为______轴承、推力轴承和向心推力轴承。7.普通平键连接的工作面是键的______。8.带传动的主要失效形式是带的______和______。9.链传动的______传动比是常数，而______传动比是变化的。10.蜗杆传动中，规定蜗杆的______模数为标准模数。11.非液体摩擦滑动轴承的计算准则主要是限制轴承的______、______和______。12.轴的结构设计应满足：轴上零件定位准确、固定可靠；轴应具有良好的______；轴上零件便于装拆和调整；尽量减少应力集中。13.联轴器和离合器都是用来连接两轴并传递运动和转矩的装置，其根本区别在于：在机器运转过程中，联轴器______，而离合器______。14.弹簧的主要功能包括缓冲吸振、______、控制运动、储存能量和测量力的大小。三、判断题（每题1分，共10分）1.虚约束对机构的运动不起限制作用，因此在任何情况下都可以随意去除。（）2.在曲柄摇杆机构中，摇杆的摆角大小与极位夹角有关。（）3.渐开线齿轮的齿廓形状取决于其基圆的大小。（）4.所有斜齿圆柱齿轮传动都比直齿圆柱齿轮传动承载能力高，运转平稳。（）5.带传动中，打滑是可以避免的，而弹性滑动是不可避免的。（）6.链传动中，链节数取偶数时，必须采用过渡链节。（）7.蜗杆传动的传动比等于蜗轮齿数与蜗杆头数之比。（）8.滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用基孔制，外圈与座孔的配合采用基轴制。（）9.受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接，其螺栓所受的总拉力等于预紧力与工作拉力之和。（）10.转轴在工作中既承受弯矩又承受扭矩。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述机构压力角的概念，并说明压力角大小对机构传动性能的影响。2.解释齿轮传动中“根切”现象产生的原因及危害。标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是多少（正常齿制，压力角为20°）？3.说明带传动中弹性滑动与打滑的区别。它们各自产生的原因是什么？4.在滚动轴承的寿命计算中，基本额定动载荷C和当量动载荷P的含义分别是什么？写出它们与基本额定寿命之间的关系式（以小时计）。五、分析计算题（共20分）1.（8分）计算图示平面机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动。图中存在复合铰链、局部自由度或虚约束请明确指出。（图注：机构简图由以下构件组成：机架1；原动件为构件2，与机架在A点用转动副连接；构件3分别与构件2在B点、构件4在C点用转动副连接；构件4与构件5在D点用转动副连接；构件5与机架在E点用转动副连接；构件6分别与构件4在F点（F点位于CD杆上）、构件7在G点用转动副连接；构件7与机架在H点用转动副连接。C点处为构件3、4、6汇聚，是复合铰链。构件6上的小滚子与机架上的高副接触，滚子处为局部自由度。构件7与机架在H点的转动副，与由构件4、5、6、7和机架形成的平行四边形机构中的运动轨迹重复，引入一个虚约束。）2.（12分）一对标准安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动。已知：=25，=55，m=4mm，α=，1，0.25。2.（12分）一对标准安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动。已知：=25，=55，m(1)计算两齿轮的分度圆直径、，齿顶圆直径、，齿根圆直径、，以及标准中心距a。(2)计算重合度。（已知：的齿顶圆压力角≈，的齿顶圆压力角≈，inv≈0.014904，inv≈0.059838，inv(3)根据计算结果，判断该对齿轮传动是否能够实现连续平稳传动，并简述理由。答案与解析一、选择题1.B。解析：一对渐开线标准齿轮正确安装（无侧隙）时，两轮的分度圆与节圆重合且相切。2.B。解析：由于带的弹性变形，带在绕过主动轮时由紧边到松边收缩，故v>；在绕过从动轮时由松边到紧边拉伸，故>v。综合得3.D。解析：万向联轴器允许两轴有较大的角位移。齿式联轴器允许综合位移但角位移补偿能力不如万向联轴器。4.C。解析：基本额定寿命定义为：同一批轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承在发生疲劳点蚀前所能达到的总转数（或一定转速下的工作小时数）。5.A。解析：承受横向载荷的普通螺栓连接，靠预紧力在接合面产生的摩擦力来平衡外载荷，螺栓本身受拉伸。6.C。解析：闭式齿轮传动润滑良好，齿面点蚀是齿面接触应力反复作用引起的疲劳破坏，是最常见的失效形式。7.B。解析：链节数取偶数，可使连接链节采用标准的外链板与内链板配合的接头形式，避免使用强度较弱的过渡链节。8.A。解析：限制压强p是为了防止在重载或低速时，润滑油膜被压破导致轴承材料的过度磨损。9.B。解析：蜗杆头数增加，导程角增大，传动效率提高。10.B。解析：弹性柱销联轴器中的弹性元件（如橡胶、尼龙柱销）可以缓冲减振。11.C。解析：圆柱滚子轴承的滚子与滚道为线接触，主要承受径向载荷，承载能力大，适用于低速重载径向场合。12.A。解析：小带轮基准直径需大于或等于该型号带所规定的最小基准直径，以防止弯曲应力过大。13.A。解析：弹簧垫圈拧紧后，其弹力使螺纹副间保持压紧力和摩擦力，属于摩擦防松。14.B。解析：闭式硬齿面齿轮传动，轮齿的弯曲疲劳强度相对较弱，故通常先按齿根弯曲疲劳强度设计模数等尺寸，再校核齿面接触疲劳强度。15.B。解析：一端固定、一端游动适用于轴较长或工作温度变化较大的场合，以补偿轴的热胀冷缩。二、填空题1.等于2.大于3.等加速等减速运动规律（或余弦加速度运动规律）4.啮合极限（或理论啮合线端点）5.z6.向心7.两侧面8.疲劳断裂，打滑9.平均，瞬时10.轴向（或端面）11.压强p，压强与速度的乘积pv，滑动速度12.加工工艺性和装配工艺性13.必须停机后才能进行两轴的接合或分离，可以在机器运转过程中随时使两轴接合或分离14.控制载荷（或提供弹性力）三、判断题1.×。解析：虚约束在某些特定几何条件下才能去除，若条件不满足而去除，则会引入实际约束，影响机构运动。2.√。解析：在曲柄摇杆机构中，极位夹角θ越大，摇杆的急回特性越显著，摆角与行程速比系数有关，而行程速比系数由极位夹角决定。3.√。解析：渐开线形状完全由基圆大小决定，基圆相同则渐开线相同。4.×。解析：斜齿轮传动通常更平稳、承载能力更高，但并非绝对，其性能还受制造精度、安装条件等因素影响。5.√。解析：打滑是由于过载引起的全面滑动，可通过合理设计避免；弹性滑动是由带的紧边与松边拉力差引起的微量滑动，是带传动的固有特性。6.×。解析：链节数为偶数时，可使用常规连接链节。链节数为奇数时才必须使用过渡链节。7.√。解析：蜗杆传动传动比i=8.√。解析：滚动轴承是标准件，内圈与轴的配合采用基孔制，外圈与孔的配合采用基轴制。9.×。解析：受预紧力和工作拉力F的紧螺栓连接，螺栓总拉力=+F，其中为相对刚度系数，总拉力不等于预紧力与工作拉力简单相加。10.√。解析：转轴的定义即为既承受弯矩又承受扭矩的轴。四、简答题1.答：压力角是指在不计摩擦的情况下，从动件上某点所受驱动力的方向与该点绝对速度方向之间所夹的锐角。压力角越小，有效分力越大，有害分力越小，机构的传力性能越好。当压力角过大时，不仅传动费力，甚至可能使机构发生自锁。通常要求工作行程中的最大压力角小于许用压力角。2.答：根切产生的原因是：在用范成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过了被加工齿轮的啮合极限点，则刀具会将轮齿根部已加工出的渐开线齿廓切去一部分。危害是：削弱了轮齿的弯曲强度；减少了重合度，影响传动的平稳性。对于正常齿制（1，α=）的标准直齿圆柱齿轮，不产生根切的最少齿数=173.答：弹性滑动：由于带的弹性变形引起的带与带轮之间的微量相对滑动。它是带传动固有的物理现象，无法避免。产生原因是带在工作时紧边与松边存在拉力差，导致带的弹性伸长量不同。打滑：当带传递的有效圆周力超过了带与带轮之间摩擦力的极限时，带与带轮之间发生的全面相对滑动。它是由于过载引起的，可以通过合理设计（如增大包角、摩擦系数、初拉力）来避免。打滑会使传动失效并加剧带的磨损。4.答：基本额定动载荷C：是指轴承的基本额定寿命恰好为100万转时，轴承所能承受的载荷值。对于向心轴承，指纯径向载荷；对于推力轴承，指纯轴向载荷。当量动载荷P：是一个假想的恒定载荷，在该载荷作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相同。它综合了实际径向载荷和轴向载荷对轴承寿命的影响。关系式：=其中，是以小时计的基本额定寿命，n是轴承转速（r/min），ϵ为寿命指数（球轴承ϵ=3，滚子轴承ϵ五、分析计算题1.解：(1)指出特殊结构：C处为构件3、4、6的汇交点，是复合铰链，包含2个转动副。构件6上的小滚子与机架高副接触，滚子绕其自身轴线的转动为局部自由度。构件7与机架在H点形成的转动副，与由构件4、5、6、7和机架形成的平行四边形机构中G点的运动轨迹（圆弧）重复，引入一个虚约束。应去除构件7和转动副H、G。(2)计算自由度：去除虚约束构件7后，活动构件数n=低副数：A,B,C(2个),D,E,F，共7个转动副。高副数：滚子与机架接触，1个。局部自由度已处理（将滚子与构件6视为一体）。虚约束已去除。代入公式：F(3)机构原动件数为1（构件2）。由于自由度F=答：该机构