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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D 构件2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成，本课程主要研究（）。
A 原动机B 传动部分C 工作机D 控制部分三、填空题1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。
2. 机械是______和______的总称。
参考答案一、判断题（正确T，错误F）1. F2. T3. T4. F二、单项选择题1. B2. 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1。
（）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1。
（）5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。
（）6. 对独立运动所加的限制称为约束。
（）7. 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出现虚约束（）8. 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。
（）二、单项选择题1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。
A 面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（）。
一机械传动概述1.什么是零件？什么是构件？构件与零件的关系是什么？零件：构成机械最小单元的，也是制造的最小单元。
构件：由若干零件组成，能独立完成某种运动的单元。
2.2..什么是机器？什么是机构？机构与机器的关系是什么？机器：是执行机械运动，变换机械方式或传递能量的装置。
3.什么叫做运动副？常见的运动副有哪些？4.个约束？二常用机构1.何谓连杆机构？何谓铰链四杆机构？判别各铰链四杆机构的类型什么是曲柄？什么是摇杆？什么是连杆？连杆机构：由一些刚性杆件用铰链和滑道等连接而成的机构。
铰链四杆机构：在平面连杆机构中，有一种由四个构件相互用铰链连接而成的机构。
2.铰链四杆机构有哪几种基本形式？试说明它们的运动特点，并举出应用实例。
3种1）取与最短杆相邻的任何一杆为机架，并取最短杆为曲柄时，为曲柄摇杆机构。
2）取最短杆为机架时，为双曲柄机构。
3）取最短杆对面的杆为机架时，为双摇杆机构。
3.试述铰链四杆机构类型的判别方法。
根据图中注明的尺寸，。
a双曲柄机构（方法：最短杆固定）b双摇杆机构（方法：与最短杆相对的杆固定）c曲柄摇杆机构（方法:与最短杆相邻的杆固定）d双摇杆机构（方法:任意杆固定）4.试述曲柄滑块机构的组成和运动特点。
组成：曲柄，连杆，滑块及机架。
特点：若曲柄为主动件，当曲柄作整周连续转动时，可通过连杆带动滑块作往复直线运动；反之若滑块为主动件，当滑块作往复直线运动时，又可通过连杆带动曲柄作整周连续转动。
5.什么是机构的急回特性？在生产中怎样利用这种特性？急回特性：平面连杆机构中的摇杆往复摆动时所需时间一般并不相同，要求返回空行程明显快于工作行程。
6.什么是机构的死点位置？用什么方法可以使机构通过死点位置？死点位置：当曲柄摇杆机构的连杆和从动件共线时。
7.凸轮机构有哪些特点？常用的凸轮机构有哪几种类型？举例说明凸轮机构的应用。
特点:只要作出适当的凸轮轮廓，就可以使从动杆得到任意预定的运动规律。
并且结构比较简单，紧凑。
《机械基础》习题及答案一、填空1、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。
2、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。
3、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。
平面运动副可分为低副和高副。
3、平面运动副的最大约束数为2 。
4、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于主动件数目。
5、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。
6、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。
曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。
7、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置。
8、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度不同的运动特性称为：急回特性。
9、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。
10、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。
11、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。
12、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。
13、链传动和带传动都属于挠性件传动。
14、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。
15、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数和压力角分别相等。
16、_齿面磨损__和_因磨损导致的轮齿折断__是开式齿轮传动的主要失效形式。
17、渐开线齿形常用的加工方法有仿形法和范成法两类。
18、斜齿圆柱齿轮的重合度大于直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动平稳，承载能力高，可用于高速重载的场合。
19、在蜗轮齿数不变的情况下，蜗杆的头数越少，则传动比就越大。
20、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是_ m a1=m t2、αa1=αt2、λ=β_。
机械设计基础1-5至1-12 指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。
1-5 解 F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-6 解F =H L P P n --23=111283-⨯-⨯=11-7 解F =H L P P n --23=011283-⨯-⨯=21-8 解F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-9 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-10 解F =H L P P n --23=212293-⨯-⨯=11-11 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-12 解F =H L P P n --23=03233-⨯-⨯=32-1 试根据题2-1图所标注的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。
题2-1图答 : a ）160907015011040=+<=+，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b ）1707010016512045=+<=+，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c ）132627016010060=+>=+，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d ）1909010015010050=+<=+，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。
2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。
图中标注箭头的构件为原动件。
题2-3图解：2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆10度，且500CD l mm =，1000AD l mm =。
（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）’计算此机构的最小传动角。
题2-5图解 : （ 1 ）由题意踏板CD 在水平位置上下摆动 10，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。
机械基础练习册答案Word版第1章认识机械1.1 认识机器、机构及其组成一、填空题：1．执行机械运动以及变换或传递能量、物料和信息有用的功2．产生机械能转化机械能利用机械能3．由许多构件组合而成各个构件之间具有确定的相对运动能实现能量转换或做有用的功4．具有确定相对运动的构件运动和力5．利用机械能做功或实现能量转换在于传递或改变运动的形式6．运动制造固定连接7．结构和运动机械8．带动其他运动构件运动主动件二、判断题1．√ 2．√ 3．√ 4．× 5．×三、选择题1．A 2．C 3．A 4．C四、问答题1．答：内燃机功用是用于产生机械能，提供动力。
齿轮机构功用是用于传递运动。
凸轮机构是旋转运动转化为直线运动。
曲柄滑块机构是将活塞的直线运动转化为旋转运动2．答：区别在于：构件是机器或机构中的运动单元，机械零件是机械中的制造单元。
联系：在机器中，构件可以是单一零件组成，但多数构件是由若干零件固定连接组合而成。
3．答：略1.2运动副及机构运动简图一、填空题：1．直接接触而组成的2．低副高副3．面接触转动副移动副螺旋副4．相对转动相对直线移动相对螺旋运动5．点或线接触二、判断题1．×2．√3．×4．√5．√三、选择题1．B 2．D 3．D 4．D四、问答题1．答：a) 有2个活动构件，凸轮与机架间采用转动副连接，从动件与机架间采用移动副连接，凸轮与从动件间为高副连接。
b) 有3个活动构件，滑块C与构件机架间为移动副连接，其余均为转动副连接。
2．答：两构件之间只能绕某一轴线作相对转动的运动副称为转动副。
两构件之间只能作相对直线移动的运动副称为移动副。
两构件之间只能作相对螺旋运动的运动副称为螺旋副。
第2章螺纹与螺旋传动2.1 螺纹的种类及参数一、填空题1．外螺纹内螺纹右旋螺纹左旋螺纹单线螺纹多线螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹矩形螺纹2．三角形 600粗牙细牙3．三角形 5504．等腰梯形 300低大5．牙顶牙底6．中径线同一条螺旋线中径线导程=螺距×螺旋线数7．中径垂直于螺纹轴线的平面二、判断题1．× 2．× 3．× 4．√ 5．√ 6．×三、选择题1．C 2．A 3．D 4．C 5．A四、问答题1．答：普通螺纹牙型多为三角形，且多用单线的，牙型角为600，同一直径按螺距大小可分为粗牙和细牙两种。
第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改？习题3-5图习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：14233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。
其自由度为：115243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为：123233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
习题3-6(a)图 习题3-6(d)图解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
解(a) 10102732345=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。
当满足BE =BC =CD =DE ，AB =AD ，AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF解(b) 1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。
《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1 —1自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 7 -(2 9 1-0) -1二21-19 -1=1或：F =3n -2P L -P H=3 6 -2 8 -1-11-6自由度为F =3n _(2P L P H _P') _F' =3 9-(2 12 1 -0) -1 =1或：F =3n -2P L - F H=3 8-2 11-1=24-22 -1=11 —10自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 10-(2 14 12 -2) -1 = 30 -28 -1=1或：F =3n-2P L - P H=3 9-2 12-1 2=27-24 -2=11 — 11F =3n -2P L -P H=3 4 -2 4 -2=21 — 13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件R4 p 3 P34 R3 1、3的角速度比。
1 - 14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设 •= =10rad/s ，求构件3的速度v 3 。
v 3 =v P13 =叫 P 14P 3 =10^200 = 2000mm/s1- 15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比「1/「2。
构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心⑷ 1 沃 P 14p 2 =切2 “ !~24 P 12 4-13 P3PP1 3创|P 24p 2| 2r 2 ⑷ 2 IR 4P 12I r i=10 AC tan BCA 916.565mm/s :2.9rad / s转中心的距离l AC =15mm , I AB = 90mm ,^10rad /s ，求『-00和『-1800时，从动件角速度-'2的数值和方向。
机械设计基础习题含答案《机械设计基础课程》习题第1章机械设计基础概论1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1-3 机械设计过程通常分为⼏个阶段？各阶段的主要内容是什么？1-4 常见的零件失效形式有哪些？1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1-6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的⼯作能⼒？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要⽤途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。
第2章现代设计⽅法简介2-1 简述三维CAD系统的特点。
2-2 试写出优化设计数学模型的⼀般表达式并说明其含义。
2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。
2-4 优化设计的⼀般过程是什么？2-5 机械设计中常⽤的优化⽅法有哪些？2-6 常规设计⽅法与可靠性设计⽅法有何不同？2-7 常⽤的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。
2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。
第3章平⾯机构的组成和运动简图3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。
3-2 平⾯机构具有确定运动的条件是什么?3-3 运动副分为哪⼏类？它在机构中起何作⽤？3-4 计算⾃由度时需注意那些事项？3-5 机构运动简图有何⽤途？怎样绘制机构运动简图？3-6 绘制图⽰提升式⽔泵机构的运动简图，并计算机构的⾃由度。
3-7 试绘制图⽰缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的⾃由度。
3-8 试绘制图⽰冲床⼑架机构的运动简图，并计算机构的⾃由度。
3-9 试判断图a、b、c所⽰各构件系统是否为机构。
若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。
3-10 计算图a、b、c、d、e、f所⽰各机构的⾃由度，如有复合铰链、局部⾃由度、或虚约束请指出。
第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改？习题3-5图习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：14233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。
其自由度为：115243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为：123233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
习题3-6(a)图 习题3-6(d)图解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
解(a)1010*******=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。
当满足BE =BC =CD =DE ，AB =AD ，AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF解(b)1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。
