A卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之 锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900 。压力角（传动角）越小（越大）， 机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？
习题讲解 题7-6如图7-68所示，有一渐开线直齿圆柱齿轮，用卡尺测量其三个齿和两个齿的公法线长度为W3＝61.83mm和W2＝37.55mm，齿顶圆直径da＝208mm，齿根 圆直径df＝172mm，数得齿数z＝24。要求确定该齿轮的模数m、压力角α、齿*顶高系数ha和径向间隙系数c*。 解法1： 由齿轮公法线测量原理，有： Pb=W3-W2=24.28mm Sb=W2-Pb=13.27mm 由渐开线圆柱齿轮任意圆上的齿厚公式： Si=S?ri-2ri(invαi-invα) r =
=Sbinvm=dadf Pbdb=Pb?z=24.28?24=185.49mm d zππ已知：db 错误解法1： PbP24.28m====8.22 ππ?cosαπ?cos20 Pb24.28m====8.0012 ππ?cosαπ?cos15 α不是已知的。 P 题7-14 已知二级平行轴斜齿轮传递，主动轮1的转向及螺旋方向如图所示。 1) 低速级齿轮3、4的螺旋方向应如何选择，才能使中间轴Ⅱ上两齿轮的轴向力方向相反？ 圆周力Ft的方向：在主动轮上与转动方向相反，在从动轮上与转向相同（驱动力）。 径向力Fr的方向：方向均指向各自的轮心（内齿轮为远离轮心方向）。 轴向力Fa的方问：取决于齿轮的回转方向和轮齿的螺旋方向，可按"主动轮左、右手螺旋定则"来判断。即：主动轮为右旋时，右手按转动方向握轴，以四指弯曲方向表示主动轴的回转方向，伸直大拇指，其指向即为主动轮上轴向力的方向；主动轮为左旋时，则应以左手用同样的方法来判断。主动轮上轴向力的方向确定后，从动轮上的轴向力则与主动轮上的轴向力大小相等、方向相反。 Fa3 FFa1 F所以，齿轮2和齿轮3为左旋，齿轮4为右旋。 二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是 和 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行 平衡，平衡时要选择 个回转平面。 19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和 。 20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取 处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力。 22．若带传动的初拉力一定，增大 和 都可提高带传动的极限摩擦力。 23．滚子链传动中，链的 链速是常数，而其 链速是变化的。 24．轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。 25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使 ； 而为了防止过热必须使 。 16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 19. 分度圆直径d 1（或中心距a ） 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22．包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24．弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26． 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 图1 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的 必要条件，且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27． 图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I 轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n 1和齿 习题讲解 题5-5 当给定连杆两个位置时，设计的铰链四杆机构可以有无穷多解，若要有唯一确定解，可以附加哪些条件？ 给定连杆三个位置 答：可附加以下条件之一： 曲柄与摇杆的长度 固定铰链A或D的位置，A、D间的距离 主、从动件的转角 …… 可以有唯一确定解。 题5-7何谓机构的原理误差？如果推杆行程和摆杆长度相同 时，正弦机构和正切机构误差各为多少？若正弦机构的原理 误差比正切机构小，为什么在高精度的光学比较仪中都采用 正切机构？ 答： 所谓原理误差是指仪器中采用的机构的传动特性与要求 的传动特性不相符而引起的仪器误差。若推杆行程和摆杆长 度均相同时，正弦机构的原理误差为aα3/6，正切机构的原理 误差为-aα3/3。 虽然正弦机构的原理误差比正切结构小，但在高精度的光学比较仪中仍采用正切结构，是由于采用了两级放大，第一级将线位移转换为角位移，即S=a tanα, 对于线性刻度标尺，示值小于实际值；第二级光学放大，将角位移变为线位移，对于线性刻度标尺，示值大于实际值，两者原理误差方向相反，可以抵消一部分，减少了原理误差。 题5-8 图5-40所示铰链四杆机构中，已知L BC=50mm，L CD=35mm，L AD=30mm，AD为机架。问： 1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求L AB的最大值。 2）若此机构为双曲柄机构，求L AB的最小值。 3）若机构为双摇杆机构，求L AB的值（取值范围）。 解： 1）当此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄时，由曲柄 存在的必要条件（杆长条件），有： L AB + L BC ≤L CD + L AD 即L AB +50 ≤35+30 L AB≤15mm ∴L AB的最大值为15mm。 2）当此机构为双曲柄机构时，应有： 机架AD为最短杆 且L AD + L BC≤L CD + L AB 即30+50≤L AB +35 L AB≥45mm ∴L AB的最小值为45mm。 3）若机构为双摇杆机构，则有以下三种情况： （1）AB为最短杆，即L AB≤30mm 不存在曲柄，即无法满足曲柄存在的必要条件，有： L AB + 50 > 35 + 30，L AB > 15mm ∴15mm< L AB≤30mm ****学院 -- 学年第学期期考试试卷 课程：机械设计基础出卷人：考试类型：闭卷【√】 开卷【】适用班级： 班级学号姓名@ 得分 一、填空题（25分，1分/空） 1．两构件之间为接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入个约束。 2．如图所示铰链四杆机构中，若机构 , 以AB杆为机架时，为机构； 以CD杆为机架时，为机构； 以AD杆为机架时，为机构。 3．在凸轮机构从动件的常用运动规律中，、运动规律有柔性冲击。 4．采用标准齿条刀具加工标准齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动。一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是，其接触强度的关系是。 5．普通平键的工作面是，工作时靠传递转矩；其剖面尺寸按选取，其长度根据决定。6．螺纹常用于联接，螺纹联接常用的防松方法有，和改变联接性质三类。 7．轴按照承载情况可分为、和。自行车的前轴是，自行车的中轴是。 二、问答题（16分，4分/题） 1．加大四杆机构原动件上的驱动力，能否是该机构越过死点位置为什么 2．一对标准直齿轮，安装中心距比标准值略大，试定性说明以下参数变化情况：（1）齿侧间隙；（2）节圆直径；（3）啮合角；（4）顶隙 3．在机械传动系统中，为什么经常将带传动布置在高速级带传动正常运行的条件是什么 4．移动滚子从动件盘形凸轮机构若出现运动失真，可采取什么改进措施 三、# 四、计算题（49分） 1．某变速箱中，原设计一对直齿轮，其参数为m=2.5mm，z1=15，z2=38；由于两轮轴孔中心距为70mm，试改变设计采用斜齿轮传动，以适应轴孔中心距。试确定一对斜齿轮的主要参数（模数、齿数、压力角、螺旋角），并判断小齿轮是否根切。（15分） 2．图示轮系中，已知各轮齿数为：z1= z2′= z3′=15，z2=25，z3= z4=30，z4′=2（左旋），z5=60，z5′=20（m=4mm）。 若n1=500r/min，转向如图所示，求齿条6的线速度v的大小和方向。（16分） C2 2-1 表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？ 解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。 2-2 常用的硬度指标有哪些？ 解：常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC－洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。 2-3 低碳钢，中碳钢，高碳钢的含碳量范围是多少？ 解：低碳钢（C≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜C≤0.6%）；高碳钢（C＞0.6%）2-4 什么是合金钢？钢中含合金元素Mn,Cr,Ni,对钢的性能有何影响？ 解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入Mn可以提高钢的强度和淬透性；加入Cr可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；加入Ni可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。 2-5 非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？ 解：有色金属主要分为以下几类： 1）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。 3）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。 2-6 常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。2-7 钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能，即好的强度、韧性和塑性。 2-8 镀铬和镀镍的目的是什么？ 解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐磨性。镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。 2-9 选择材料时应该满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。 C4 4-1 何谓运动副和运动副要素？运动副如何进行分类？ 2007～2008下学期《机械设计基础》期考试题(B) 一、填空题（30分） 1、根据轮系中各轮轴线在空间的相对位置是否固定，轮系分（）和（）两类。 2、按轴的承载情况不同,可分为（），（），（）。 3、当两个构件通过运动副联接，任一个构件的运动受到限制，从而使自由度减少，这种限制就称为（）。 4、一对直齿圆柱齿轮要正确啮合，其（）和（）必须相等。 5、铰链四杆机构的基本类型有（）、（）、（）三种。 6、加惰轮的轮系只改变（），不改变（）。 7、直齿圆柱齿轮的基本参数有（）、（）、（）、齿顶高系数和顶隙系数。 8、凸轮机构按从动件形式的不同可分为（）从动杆、（）从动杆和（）从动杆。 9、键联接主要用于联接（）和（）用来确定转动零件的（）和（）。 10、螺纹联接的防松方法常用（）、（）、（）。 11、根据摩擦性质的不同,轴承可以分为（）( ）两大类。 12、根据工作原理的不同,离合器主要分为 ( )( ）两大类 三、选择题：（15分） 1、机械中常利用（）的惯性力来越过机构的死点位置。 A、主动构件 B、联接构件 C、从动构件 2、普通螺纹的牙型角是（）。 A、30° B、55° C、60° 3、（）个构件直接接触产生某种相对运动的联接称为运动副。 A、1 B、2 C、3 4、标准齿轮的压力角为20°，在（）上。 A、基圆 B、分度圆 C、节圆 5、复合铰链的转动副数为（）。 A、活动构件数－1 B、构件数－1 C、等于构件数 6、一对渐开线齿轮传动（）。 A、保持传动比恒定不变； B、传动比与中心距有关 C、在标准中心距的条件下，分度圆与节圆不重合。 7、螺纹的公称直径是指（）。 A、螺纹小径 B、螺纹中径 C、螺纹大径 8、双线螺纹的螺距P=导程L的（）倍。 A、1/2 B、2 C、3/2 9、一个作平面运动的构件具有（）个自由度。 A、1 B、2 C、3 10、在不能开通孔或拆卸困难的场合宜采用（）。 A、圆柱销 B、圆锥销55° C、内螺纹圆柱销(圆锥销) 四、指出下面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算机构的自由度，并判断机构是否具有确定的相对运动。（15分） 精密机械设计基础复习题 一、判断题 1、具有一个自由度的运动副称为Ι 级副。（） 2、平面高副连接的两个构件间，只允许有相对滑动。（） 3、在平面机构中一个高副引入两个约束。（） 4、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（） 5、平面机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于1。（） 6、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于00，行程速比系数等于 1。（） 7、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角相等。（） 8、平面高副连接的两个构件间，只允许有相对滑动。（） 9、行星轮系是机构自由度等于 1 的周转轮系。（） 10、平行四边形机构没有曲柄。（） 11、一对外啮合齿轮传动的中心距，等于两齿轮的分度圆半径之和。（） 12、渐开线在任一点的法线总是切于基圆。（） 13、曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角出现在曲柄与连杆两次共线的位置 之一处。 14、增大模数，可以增加齿轮传动的重合度。 15、仿形法加工齿轮时，因为不需要专用的机床，所以适于大批量生产。 16、当压力角为900时，机构将处于自锁状态，所以应该避免自锁现象。（）（）（）（） 二、填空题 1、平面机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2、连杆是不直接和相联的构件；连杆机构中的运动副均为 3、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 4、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 5、平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、、。 6、一对外啮合齿轮传动的中心距，等于两齿轮的圆半径之和。 7、行星轮系是机构自由度等于的周转轮系。 8、平行四边形机构有个曲柄。 9、一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 10、为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 11、凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程作运动。 12、增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度 。 13、平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 14、轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 15、构成高副的两构件通过接触，构成低副的两构件通过接触。 16、以高副联接的两个构件的速度瞬心位置在。 17、曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角出现在与两次共线的位置之一处。 18、用法加工正常齿制的标准直齿圆柱齿轮时，如果齿轮齿数少于，将发生根切。 第一部分：简答题和简单计算题 1、计算图中的机构自由度，指出机构中的局部自由度和虚约束(10分)。 ２、在图２中标注出压力角与传动角，画出死点位置，说明设计机构时为什么压力角不能太大(10分)。 ３、如图，曲柄摇杆机构中，已知机架长L AD=500mm，摇杆长L CD =250mm，要求摇杆CD能在左右位置各摆100，试确定曲柄与连杆的长度(10分)。 图２压力角与死点 题1自由度计算 题３ ４、如图为一带传动的小带轮，请解释什么是弹性打滑？如何表示该弹性打滑（５分）？ ５、图５为角接触轴承受力图，如果F A +F s2>F s1，试计算两轴承上的轴向力F a1、F a2（５分）。 ６、已知二级平行轴斜齿轮传动，主动轮１的转向及螺旋方向如图６所示。 １） 低速级齿轮３、４的螺旋方向应如何选择，才能使中间轴II 上两齿轮的轴 向力方向相反？ ２） 若轮１的β１＝１８０，d 2／d 3＝５／３，欲使中间轴II 上两轮轴向力相互 完全抵消，齿轮３的螺旋角β2应多大（１０分）？ 图５ 轴承受力图 F 1 2 题４ ７、图中行星减速器中，已知z1=10，z2=32，z2’=30，z3=74，z4=72及电动机的转速n1=1450r／min，求输出轴的转速n4(13分)。 题７ 第二部分：综合题 １、有一对使用日久轮齿严重磨损的标准直齿圆柱齿轮需要修复。已知z1=24，z2=96 ,m=4mm，α=20o，h a*=1,c*=0.25。按磨损情况看，大齿轮的外径要减小8mm。在维持中心距不变的情况下，是否可以采用高度变位齿轮进行修复？如能修复，试计算修复后大齿轮的几何尺寸以及新配的小齿轮的几何尺寸，并要求验算其重叠系数和齿顶厚度（20分）。 ２、设计某传动装置中的V带传动。传递P=7.5kW，电动机为Y系列三相异步电动机，电动机转速（主动轮转速）n1=1440r/min，从动轮转速n2=720r/min，载荷变动较小，两带轮中心距大约为850mm，希望大带轮直径不超过280mm，每日工作不超过16h（17分）。 1、表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？ 解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。 2、金属材料在加工和使用过程中，影响其力学性能的主要因素是什么？ 解：钢材在加工和使用过程中，影响力学性能的主要因素有：含碳量、合金元素、温度、热处理工艺。 3、常用的硬度指标共有哪些？ 常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC －洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。4、列出低碳钢、中碳钢、高碳钢的含碳量围是多少？ 解：低碳钢（C ≤0.25% ）；中碳钢（0.25% ＜C ≤0.6% ）；高碳钢（C ＞0.6% ） 5、什么是合金钢？钢中含有合金元素Mn、Cr、Ni，对钢的性能有何影响？ 解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入Mn 可以提高钢的强度和淬透性；加入Cr 可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；加入Ni 可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。 6、非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？ 解：有色金属主要分为以下几类： 1 ）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2 ）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。 3 ）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。 7、常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。 8、钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能，即良好的强度、韧性和塑性。 9、镀铬和镀镍的目的是什么？ 解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐磨性。 镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。 10、选择材料时，应满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。 2. 计算所示冲压机构的自由度 C 2 2-1 表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？ 解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。 2-2 常用的硬度指标有哪些？ 解：常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC－洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。 2-3 低碳钢，中碳钢，高碳钢的含碳量范围是多少？ 解：低碳钢（C≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜C≤0.6%）；高碳钢（C＞0.6%） 2-4 什么是合金钢？钢中含合金元素 Mn,Cr,Ni,对钢的性能有何影响？ 解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入Mn可以提高钢的强度和淬透性；加入Cr可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；加入Ni可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。 2-5 非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？ 解：有色金属主要分为以下几类： 1）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。 3）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。 2-6 常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。 2-7 钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能，即好的强度、韧性和塑性。 2-8 镀铬和镀镍的目的是什么？ 解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐磨性。 镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。 2-9 选择材料时应该满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。 C4 4-1 何谓运动副和运动副要素？运动副如何进行分类？ 解：由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。 两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副要素。 运动副有多种分类方法： 按照运动副的接触形式分类： 面和面接触的运动副在接触部分的压强较低，被称为低副，而点、线接触的运 动副称为高副。 《精密机械设计（上）》课程期末考试试卷B卷 一、单选题（本题共6小题，每小题2分，共12分） 1 ?渐开线齿轮变位后，_____ 发生改变。 （A）基圆；（B）分度圆；（C）齿根圆。 2. 用齿条型刀具范成切制直齿圆柱齿轮，_______ 时，将发生根切现象。 （A）z> 17; （B）z v 17; （C）‘ ‘ 3. ____________________________________ —般情况下机构的对称部分可能产生。 （A）复合铰链；（B）局部自由度；（C）虚约束。 4. __________________________________________ 在曲柄滑块机构中，若要增大滑块行程，应_________________________________________________ 度。 （A）增大连杆；（B）减小连杆；（C）增大曲柄。 5. ______________________________________ 下述凸轮机构从动件常用运动规律中，存在柔性冲击。 （A）等速；（B）等加速等减速；（C）摆线。 6. 某基孔制孔轴配合，基本尺寸为25，最大间隙X max= +54卩m，配合公差T f =34卩m， 轴的最小极限尺寸为*24.067，此配合为__________ 己合。 （A）间隙；（B）过渡；（C）过盈。 二、计算题（本题12分）试计算图示运动链的自由度数，并判断它能否成为机构。 （注意）:（1）若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。 ⑵计算自由度数时，必须先列出公式，再代入数字进行计算。 三、（本题18 分）一四铰链机构ABCD，已知l BC = 100mm,l CD = 70mm,l AD = 50mm，AD 为固定件。 （1）如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求l AB的值； ⑵如果该机构能成为双曲柄机构，求|AB的值； （3）如果该机构能成为双摇杆机构，求I AB的值； 四、（本题14分）一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构，两轮的分度圆半径分别为 A 二30mm,r2二54mm, ： =20 ,求： 1、当中心距a'86mm，啮合角：「等于多少？两个齿轮的节圆半径n和q各为多少？ 二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是和。 17．机械速度的波动可分为和两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平面。19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和。 20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取处的接触应力为计算依据，其载荷由 21 22 23 24 25 16 18 20. 24 26度为a 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27．图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n1和齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。为使中间轴II所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3的轮齿旋向，并在图上标出齿轮2、3 F t2、F t3和轴向力F a2、F a3的方向。（垂直纸面的力，向纸内画稍，向纸外画⊙） 27．答案参见第27题答案图斜齿轮3、4的轮齿旋向 Ft2、Fa2、Ft3、Fa3的方向 四、计算题 28．计算图 3所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）。 图3 解E 、F 处之一为虚约束 29． ，，分（1S 。 （2r 1 解（（2（或30.已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：Z 1=20，Z 2=30，Z 3=80，Z 4=25，Z 5=50。求轮系的传动比i 15。 解该轮系为混合轮系。由齿轮1、2、3和转臂H 组成行星轮系，齿轮3固定，03=ω。 则420 80133113-=-=-=--=z z i H H H ωωωω 第三章 3-1 解：截面法，求直杆任一截面处的内力。 1）截面Ⅰ-Ⅰ处的内力，根据平衡条件： F 1＝30KN ， σ1＝30000/300＝100（Mpa ） 1 114 100 10000.52010 l l mm E σ?==?=? 2）截面Ⅱ-Ⅱ处的内力，根据平衡条件： F 2＝30－50KN ＝－20（KN ） σ2 l ?3）F σ3l ?) 3-2 解： 。 []259.8B BC MPa σσ≈<，所以AC 杆和BC 杆的强度合格。 3-3 解：受力分析围绕B 点，将AB 、BC 两杆截开得分离 体，设F 1压力，F 2为拉力，根据平衡条件： 2sin30F F ?= []20.50.548BC F F B KN σ==?= 21cos30F F ?= []210.50.5/cos300.540AB F F F A KN σ==?=?≈ 在B 点可吊最大载荷为40KN （若是48KN ，则AB 杆内的应力会超出许用应力）。 F 1F 2 Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅲ F B F A 1F 2 3-4 解：题示螺栓联接有两个剪切面，则剪切力Q ＝F/2＝100KN ，由[]2 /4 Q d ττπ= ≤ 得 ： 40d mm ， 即螺栓直径应大于等于40mm 。 3-5 解：题示铆钉联接剪切面，剪切力Q ＝F []222 4424 106/4(17) Q F KN MPa d d mm ττπππ?= ==≈≤? 所以铆钉强度合格。 3-6 解：杠杆为三力杆，三力汇交，故在B 点处受力F 如图所示。列平衡方程： 12122()040sin 45800cos 450sin 45B X BX Y BY M F F F F F F F F F F ?==?-??? ==-++??? ==-?? ∑∑ 即d ≥ 15mm 。 3-7 3-8 段内I-I 处截开， 体， 12＝2000(N.m) 可作扭矩图如图。 2) ma m x ax max 33 50000.20.20.1 t Mn Mn W d τ=≈=?=25(Mpa) 处于CB 段外圆周边。 3) 11 64 5000 0.50.00382000100.10.1 p Mn l GI ?-=≈ ?≈-???(rad) 2264 2000 0.50.001282000100.10.1 p Mn l GI ?= ≈?≈???(rad) 所以123 1.20.0018???=+=-+=-(rad)≈-0.103° 即截面C 相对A 的扭转角为 0.103° F B M 1 M 2 Mn Mn Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 2000 -5000 + - 习题讲解 题7-6如图7-68所示，有一渐开线直齿圆柱齿轮，用卡尺测量其三个齿和两个齿的公法线长度为3W ＝61.83mm 和2W ＝37.55mm ，齿顶圆直径a d ＝208mm ，齿根圆直径f d ＝172mm ，数得齿数z ＝24。要求确定该齿轮的模数m 、压力角α、齿 顶高系数* a h 和径向间隙系数*c 。 解法1： 由齿轮公法线测量原理，有： mm W W P b 28.2423=-= mm P W S b b 27.132=-= 由渐开线圆柱齿轮任意圆上的齿厚公式： )(2ααinv inv r r r S S i i i i --? = ==S b inv = m a d d f P b mm z P d b b 49.18524 28.24=?= ?= π π 已知：a b d d d << (f a d d d <<也可以)，由于z d m = z d z d m z d a b <=<，将已知数据代入得： 67.87.7< 错误解法1： 24.28 8.22cos cos 20 b P P m ππαπ====?? 0012.815 cos 28 .24cos =?=?== παππb P P m α不是已知的。 题7-14 已知二级平行轴斜齿轮传递，主动轮1的转向及螺旋方向如图所示。 1) 低速级齿轮3、4的螺旋方向应如何选择，才能使中间轴Ⅱ上两齿轮的轴向力方向相反？ 圆周力F t 的方向：在主动轮上与转动方向相反，在从动轮上与转向相同（驱动力）。 径向力F r 的方向：方向均指向各自的轮心（内齿轮为远离轮心方向）。 轴向力F a 的方问：取决于齿轮的回转方向和轮齿的螺旋方向，可按"主动轮左、右手螺旋定则"来判断。即：主动轮为右旋时，右手按转动方向握轴，以四指弯曲方向表示主动轴的回转方向，伸直大拇指，其指向即为主动轮上轴向力的方向；主动轮为左旋时，则应以左手用同样的方法来判断。主动轮上轴向力的方向确定后，从动轮上的轴向力则与主动轮上的轴向力大小相等、方向相反。 所以，齿轮2和齿轮3为左旋，齿轮4为右旋。 n F a1 F a2 F a3 F a4 一、填空题（共22小题，每空1分，共30分） 1.普通平键的工作面为________________________。 2.渐开线齿廓形状取决于________大小。 3.普通螺纹的牙型为_______________形。 4.刚性联轴器无补偿__________的能力。 5.滚动轴承72211AC中“11”表示___________________。 6.斜齿轮的____________参数为标准参数。 7.所谓高副就是指两构件的直接接触为_______________________。 8.平面连杆机构当行程速比K________时，机构就具有急回特性。 9.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为__________，曲柄为_________。 10.分度圆上的压力角等于____________。 11.机构具有确定运动的条件_________________________________。 12.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90当以a为机架，则该四杆机构为____________。 13.齿轮传动重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿数目________，齿轮传动越________。 14.闭式软齿面齿轮传动强度设计，先按_________强度条件计算，校核__________。 15.带传动主要依靠___________来传递运动和动力的。 16.渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件为：____________。 17.在正常条件下，滚动轴承的主要失效形式是____________。 18.零件是机械______的最小单元。19.为了使机构顺利通过死点常采用____________方法。 20.三角带表面上印有B2240，表示该三角带是_________，______长度为2240mm。 21.滚动轴承按所受载荷方向不同分为_____、_____和_____ 轴承三类。 22.滚动轴承由内圈、_____、_____和_____四部分组成。 二、判断题：（每题1分,共10分） 1.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传 动比的大小仍保持不变。（） 2. 通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。（） 3. 凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。（） 4.带传动张紧装置，张紧轮通常安装在松边内侧靠近大轮处。( ) 5.工作中转动的轴称为转轴。（） 6.凸轮副、齿轮副均属于高副。（） 7.对心曲柄滑块机构，因极位夹角θ=0°故无急回特性。（） 8.曲柄摇杆机构压力角α越小，机构的传力性能越好。（） 9.为保证带具有一定传动能力，V带小带轮的包角α≥120°（） 10.一个双线螺纹副，螺距为4mm，则螺杆相对螺母转过一圈时，它们沿轴向相对移动的距离应为4mm。( ) 三、选择题（每题2分，共计20分） 1.部件是___ ____的最小单元。 第一章 结构设计中的静力学平衡 1-1 解：力和力偶不能合成；力偶也不可以用力来平衡。 1-2 解：平面汇交力系可以列出两个方程，解出两个未知数。 取坐标系如图，如图知 ()100q x x = 1-3 解： 则载荷q(x) 对A 点的矩为 1-4 解：1）AB 杆是二力杆， 其受力方向如图，且 F A ’＝F B ’ 2）OA 杆在A 点受力F A ，和F A ’是一对作 用力和反作用力。显然OA 杆在O 点受力F O ，F O 和F A 构成一力偶与m 1平衡，所以有 代入OA = 400mm ，m 1 = 1N ?m ，得 F A =5N 所以F A ’＝F A ＝5N ， F B ’＝ F A ’＝5N ， 即 杆AB 所受的力S ＝F A ’＝5N 3）同理，O 1B 杆在B 点受力F B ，和F B ’是 一对作用力和反作用力，F B ＝F B ’＝5N ；且在O 1点受力F O1，F O1和F B 构成一力偶与m 2平衡， 所以有 210B m F O B -?= 代入O 1B =600mm ，得 m 2=3N.m 。 1-5 解： 1）首先取球为受力分析对象，受重力P ，墙 壁对球的正压力N 2和杆AB 对球的正压力N 1，处于平衡。有： 1sin N P α?= 则 1/s i n N P α= 2）取杆AB 进行受力分析，受力如图所示， 杆AB 平衡，则对A 点的合力矩为0： 3）根据几何关系有 最后解得： 2211/cos 1sin cos cos Pa Pa T l l αααα += ?=?- 2cos cos αα-最大，即α＝60°时，有T min 当 ＝ 4Pa l 。 q(x) O 1N 2 A F 机械设计基础试卷1 一、选择题：本大题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的 四个选项中，只有一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。 1．下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是 B A．双摇杆机构 B.曲柄摇杆机构 C．双曲柄机构 D.对心曲柄滑块机构 2．平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则 A A．机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差 C．可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低 3．当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不 变，原因是：D A. 压力角不变 B. 啮合角不变 C．节圆半径不变 D. 基圆半径不变 【】 4．渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为D A．ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥1 【】 5. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为B A．σB B. σs C. σ0 D. σ－1【】 6. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是B A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 【】 7．普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其A A．挤压强度 B. 剪切强度 C．弯曲强度 D. 耐磨性 【】 8．一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2,其接触应力的大小是C A．σH1<σH2 B. σH1 >σH2 C. σH1=σH2 D. 可能相等，也可能不等 【】 9．实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系数之间 的关系为A A．直齿圆柱齿轮的最大 B. 斜齿圆柱齿轮的最大 C．直齿圆锥齿轮的最大 D. 三者数值相同【】 10．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为：C A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 【】 11. 带传动中，弹性滑动D A．在张紧力足够时可以避免 B．在传递功率较小时可以避免 C．在小带轮包角足够大时可以避免 D．是不可避免【】 12．带传动作减速传动时，带的最大应力σmax等于A A.σ1+σb1+σc B. σ1+σb2+σc C. σ2+σb1+σ c D. σ2+σb2+σc 【】 13. 转轴的变曲应力为A 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【】 14．在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为C A．10% B. 80% % % 【】15．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指D A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值【】 二、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中横线上。 16．槽轮机构的主要参数是槽数z 和拨盘圆销数K 。 17．机械速度的波动可分为周期性和非周期性两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行动平衡，平衡时要选择两个 机械设计基础试题及答案 作者: --------------- 日期： 一、填空题 1两构件通过__点____________ 或_线 ___________ 接触组成的运动副称为高副。机构要能够 动，其自由度必须_____ 大于零________ 。 2满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为_曲柄摇杆机构 ___________ 机构，取最短杆为机架时，为—双曲柄_____________ 机构。 3在凸轮机构中，当从动件的运动规律为_等速（简谐）（正弦加速度运动）_______________ 运动时，将出现________ 刚性（柔性）（无） _______ 冲击。 4V带传动的主要失效形式是_打滑_______________ 和—发生疲劳损坏 __________ 。 5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斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数的关系为___ mn=mt*cos 3 ___________ （写出关系式）。 7工作时既受弯矩又传递转矩的轴称为____________ 转____ 轴。传动轴只传递转矩而不承受弯 矩，心轴只承受弯矩而不传递转矩，转轴既传递转矩又承受弯矩 对于闭式软齿面齿轮传动，主要按齿面接触强度进行设计，而按齿根弯曲强度进行校核，这时影响齿轮强度的最主要几何参数是齿轮直径d 。 8 一对标准渐开线斜齿圆柱齿轮要正确啮合，它们必须满足模数相等 、压力角相等和螺旋角相等方向相反 。 9. 凸轮机构中，从动件的运动规律取决于—凸轮轮廓的形状。 10带轮的基准直径越小，带所产生的弯曲应力越—大_________ 。 11. 两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为__运动副_________ 。 12. 斜齿圆柱齿轮以—法向 __________ 模数为标准模数。法向模数=端面模数*螺旋角的余弦 13. 根据工作原理分类，螺栓联接采用对顶螺母防松是属于_摩擦_________ 防松。 14. 盘形凸轮的基圆半径越___大________________ ，则该凸轮机构的传动角越大，机械效率 越______ 高____________ 。 15. 普通螺栓联接在工作时主要承受拉力，它的主要失效形式是螺纹部分的___压溃 _____________ 或—剪断 ________________ 。 16. 带传动中，小带轮直径越 ____ 小_________ ，弯曲应力越大，弯曲应力是引起带_________ 疲 劳破坏__________ 的主要因素。 17. 磨粒磨损和弯曲疲劳折断是—开式 __________________ 齿轮传动的主要失效形式。 18. 在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度和__小于或等于_________________ 其它两杆 长度之和，则最短杆相邻杆为机架时，可得曲柄摇杆机构。机械设计基础试题(含答案)
精密机械设计基础第5章习题答案
机械设计基础测试题(一)及答案
精密机械设计基础课后习题简答全(天津大学出版社)
机械设计基础试卷及答案
精密机械设计基础复习题
2011厦门大学年精密机械设计A试卷
精密机械设计基础总结与答案
精密机械设计基础课后习题简答全 天津大学出版社
《精密机械设计(上)》课程期末考试试卷B卷
机械设计基础试题(含答案)69634
精密机械设计基础第3章习题答案
精密机械设计基础第7章习题答案
机械设计基础试卷及答案A
精密机械设计基础习题答案(裘祖荣)
机械设计基础试题(含答案)
机械设计基础试题与答案
相关主题
文本预览