机械设计基础试卷
填空题
1.两构件通过（点）或（线）接触组成的运动称为高副。
2.满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，当取与最短杆相邻的杆为机架时，为（曲柄摇杆）机构；取最短杆为机架时，为（双曲柄）机构。
3.在凸轮机中，常见的从动件运动规律为（等速）运动时，将出现（刚性）冲击。
4.直齿圆拄齿轮作接触强度计算时，取（节点）处的接触应力为计算依据，其截荷由（）对齿轮承担。
５.为使俩对直齿轮圆拄齿轮能正确齿合它们的（模数）和（压力角）必须分别相等。
６.俩齿数不等的一对齿轮传动，其齿面接触应力为（）俩齿轮硬度不等，其许用接触应力（）。７.Ｖ带传动的主要失效形式是（V带疲劳断裂）和（打滑）。
８.在设计Ｖ带的传动时，Ｖ带的型号是根据（计算功率Pc）和（主动轮转速n1）选取的。
９.链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸（），链传动的运动不均匀性（越严重）
10.工作时只受（弯矩）不承受（转矩）的轴称为心轴。
二、选择题、
1.渐开线标准齿轮的跟切现象发生在（C ）。
A.模数较大时
B.模数较小时 C齿数较小是 D齿数较大是
2.在下列四种型号的滚动轴承中，（C ）必须成对使用。
A深沟球轴承 B圆堆滚子轴承 C推力球轴承 D圆拄滚子轴承
3.在下列四中类型的联轴器能补偿俩轴的相对位移及可以缓和冲击，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弹性套拄销连轴器
4.在铰链四杆机构中.机构的传动角Y和压力角a的关系是（B ）。
A Y=a
B Y=90度-a
C Y=90度+a
D Y=180度-a
5.对于普遍螺栓连接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是（A ）。
A拉力 B扭曲 C压力 D 拉力和扭曲
三判断、
1.在铰链四杆机构中，当最段杆和最长杆长度之和大于其余俩杆长度之和时，为双曲柄机构。（错）
2.在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也越大。（错）
3.在平键连接中，平键的俩侧面是工作面。（对）
4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。（错）
5.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动循环过载。（错）
6.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。（对）
向心推力轴承既能承受径向载荷，又称承受轴向载荷。（对）
8.圆盘磨檫离合器靠在主、从动磨檫盘的接触表面间产生的磨檫力矩俩传递转矩。（不确定）
9.运动副是联接，联接也是运动副。（错）
10.代号61722轴承的内径是22mm。（对）
四、简答题
1.试述齿廊齿合的基本定律。
不论齿廓在任务何位置相接触过接触点所作的齿廓公法线必须与连心线交于一定点。
2.试述螺纹联接放松方法。
利用摩擦防松机械方法防松利用金属元件约束螺纹副破坏螺纹副关系防松
3.试分析影响带传动能力因素。传动比摩擦力张紧力
五、分析判断题
1.在铰链四杆机构中以知Iab=150mm, Ibc=350mm，Icd=320mm，Iad=400mm判断该机构的类型，并给出判断依据。
因为 Lmax+Lmin=150+400 六.某传动装置中的一对外齿合渐开线的标准直齿圆柱齿轮（正常齿）。大齿轮以损坏，小齿轮的齿数Z1=23，齿顶圆直径da1=75mm 俩轮中心距a=138mm,计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。 列方程 da1=m(z1+2）a=m(z1+z2)/2 da1有了 z1有了 a也有了带进去解一下 1、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。 2、构件：组成机构的各个相对运动部分称为构件,构件是运动的单元。 3、自由度：构件或机构相对于参考系具有的独立运动数目称为自由度。机构的自由度也即是机构相对于机架具有 的独立运动数目。 4、瞬心：一刚体相对于另一个刚体作平面运动时，在任一瞬时，其相对运动可以看成是绕某一重合点的转动，该 重合点称为速度瞬心或瞬时回转中心，简称瞬心，因此，瞬心是该两个刚体上绝对速度相同的重合点。 5周转轮系：至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的几何轴线转动的轮系称为周转轮系 6、机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统称为机 构 7、瞬心：一刚体相对于另一个刚体作平面运动时，在任一瞬时，其相对运动可以看成是绕某一重合点的转动，该 重合点称为速度瞬心或瞬时回转中心，简称瞬心，因此，瞬心是该两个刚体上绝对速度相同的重合点。 8、平面连杆机构：使用若干低副连接组成的平面机构，又称平面低副机构。 9、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，对机构运动不起任何限制作用。这 种重复而对机构不起限制作用的约束称为虚约束或消极约束。虚约束是构件间几何尺寸满足某些特殊条件的产物。 10、接触应力：若两个零件在受载前是点接触或线接触，受载后，由于变形其接触处为一小面积，通常此面积甚小 而表层产生局部应力却很大，这种应力称为接触应力。 11、高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 12、机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统称为机构。 13、铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。 14、周转轮系：至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的几何轴线转动的轮系称为周转轮系 15、间歇运动机构：主动件连续运动时，从动件作周期性时动时停运动的机构称为间歇运动机构 1、凸轮机构按从动件的型式可以分类为滚子从动件、平底从动件和尖顶从动件。 2、当主动件做等速连续转动，需要从动件做单向间歇转动时，可采用棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构等机构。 3用范成法加工齿轮时，如果齿轮的齿数太少，则切削刀具的齿顶就会切去轮齿根部的一部分，这种现象称为根切。设计齿轮时，常采用限制小齿轮的最少齿数的方法和采用变位齿轮的方法避免上述现象 4、滑动轴承的轴瓦多采用青铜材料，主要是为了提高耐磨能力。 5、工作时只承受弯矩不承受转矩的轴称为心轴。 6、带传动时皮带在皮带轮上的滑动可分为弹性滑动和打滑两种，其中弹性滑动是带传动正常工作时所不可避免的。 7、对于重要的螺栓联接，在螺栓装配时应控制预紧力，还应考虑联接的防松。 8、两构件组成运动副，按照接触特性，通常把运动副分为低副和高副两类。两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 9、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，取最短杆为机架时，为双曲柄机构。 10、齿轮渐开线上任意点的法线必与基圆相切。 11、在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为匀速运动时，将出现刚性冲击。 12、通常，带传动适用于中小功率的传动，目前V带传动应用最广，V带传动的主要失效形式是打滑和疲劳断裂。 13、在齿轮的加工中，轮齿的切削加工方法按其成形原理可分为范成法和仿形法两类 14、普通平键用于静联接，其失效形式是压溃，而滑键及导向平键为动联接，其失效形式是磨损 15、静应力下，零件材料有两种损坏形式：断裂或塑性变形。对于塑性材料，应取材料的屈服极限作为极限应力。 16、按照凸轮的形状可以把凸轮分类为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 17、圆锥滚子轴承30209/P5公差等级为 5 级。 18、滚动轴承是标准件，为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用基孔制制，轴承外圈与轴承座孔的配合则采用基轴制制。 19、按照凸轮从动件的型式分类可分为尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件 20、当主动件做等速连续转动，需要从动件做单向间歇转动时，可采用棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构等机构。 21、链传动中，链条的节数通常取为偶数，链轮齿数通常取为奇数。 1、在机构中原动件数目机构自由度（机构自由度大于0）时，该机构具有确定的运动。（ B ） A 小于 B 等于 C 大于 D 大于或等于 2、平面连杆机构中, 当传动角较大时,则。（ A ） A 机构的传动性能较好 B 机构的传动性能较差 C可以满足机构的自锁要求 D 机构的效率较低 3、在机械系统中安装飞轮后可使其周期性速度波动。（ B ） A增强 B 减小 C 不变 D 消除 通常根据由标准中选取。（ C ） 4、设计普通平键联接时，键的截面尺寸b h A 传递转矩的大小 B 传递功率的大小 C 轴的直径 D 切向力 5、滚动轴承中，代号为7115轴承表示轴承的内径为____________。（ C ） A 25mm B 5mm C 75mm D 30mm 6、用螺纹联接的两个被联接件，若其中之一较厚，且经常装拆，则应选择。（ C ） A 螺栓联接 B 螺钉联接 C 双头螺柱联接 D 紧定螺钉联接 7、与齿轮传动相比较，链传动的优点是。（ D ） A 传动效率高 B 承载能力大 C 工作平稳，无噪声 D 传动中心距大 8、零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取作为材料的极限。（ C ） A 材料的抗拉强度 B 材料的屈服极限 C 材料的疲劳极限 D 屈服极限除以安全系数 9、闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。（ B ） A 按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度 B 按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度 C 按齿面磨损进行设计 D 按齿面胶合进行设计 10、四个杆长分别为a=60mm，b=80mm，c=100mm，d=90mm，顺次组成一个铰链四杆机构，若以杆c为机架，则此四杆机构_________。（ B ） A 无整转副，无曲柄存在； B 有整转副，无曲柄存在； C 有整转副且有一个曲柄存在； D 有整转副且有两个曲柄存在。 11、在当从动件运动规律为_________，会产生刚性冲击，其冲击发生运动_________部位。（ D ） A 匀加速或匀减速开始或转折处； B 简谐运动开始或终止； C 匀速运动全部推程段； D 匀速运动开始或终止。 12、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是_______。（ D ） A 必须使两齿轮齿厚和齿宽分别相等； B 两齿轮的齿侧间隙为零； C 必须使两齿轮齿距分别相等； D 两齿轮基圆齿距分别相等。 13、在普通圆柱蜗杆传动中，若其他条件不变而增加蜗杆头数，将使_____。（ A ） A 传动效率提高； B 蜗杆强度提高； C 传动中心距提高； D 蜗杆周围速度提高。 14、带传动若开始打滑，是_______。（ A ） A 首先沿着小带轮发生的； B 首先沿着大带轮发生的； C 沿着两个带轮同时发生的； D 难以确定从何处首先发生的。 15、为了提高齿轮传动的抗点蚀能力，可考虑_______。（ C ） A 采用闭式传动； B 提高齿轮传动精度。 C 适当增大传动中心距； D 保持传动中心距而适当增大齿轮模数。 16、一对圆柱齿轮传动，通常把小齿轮的齿宽取值略大于大齿轮的齿宽，其主要目的是________。（ C ） A 使小齿轮的强度比大齿轮高一些； B 修正齿宽计算中的误差； C 为了便于安装，保证接触线长度 ； D 避免沿齿向载荷分布不均。 17、从所受载荷可知，自行车后轴的类型是______。（ D ） A 传动轴 ； B 转轴 ； C 转动心轴； D 固定心轴。 18、滚动轴承的基本代号有三段构成，其中最左边的代号表示轴承的______。（ A ） A 基本类型 ； B 游隙组别； C 结构形式 ； D 材料、工艺的特殊要求。 19、设计滚子从动件盘状凸轮轮廓线时，若将滚子半径加大，那么凸轮凸形轮廓线上各点曲率半径（ B ） A 一定变大 B 一定变小 C 不变 D 可能变大也可能变小 20、尖顶从动件凸轮机构中，基圆的大小会影响 。（ D ） A 从动件的位移 B 从动件的速度 C 从动件的加速度 D 凸轮机构的压力角 21、棘轮机构中采用了止动棘爪的目的是 。（ A ） A 防止棘轮的反转 B 对棘轮进行双向定位 C 保证棘轮每次转过相同的角度 D 对棘轮进行单向定位 22、在机械系统中安装飞轮后可使其周期性速度波动 。（ B ） A 增强 B 减小 C 消除 D 无影响 23、齿轮的渐开线形状取决于它的 直径。（ C ） A 齿顶圆 B 分度圆 C 基圆 D 齿根圆 24、当4个相同的零件a 、b 、c 、d 承受的m ax σ是相同的，但应力的循环特性r 不同，分别如下 ，其中，最易疲劳损坏的零件是 。（ C ） A r a 1+= B r b 0= C r c 1-= D r c =0.5 25、带传动采用张紧轮的目的是 。（ D ） A 减轻带的弹性滑动 B 提高带的寿命 C 改变带的运动方向 D 调节带的初拉力 26、带传动在工作中产生弹性滑动的原因是 。（ D ） A 带在带轮上出现打滑 B 外载荷过大 C 初拉力过小 D 带的弹性和紧边与松边有拉力差 27、带传动是依靠 来传递运动和动力的。（ B ） A 带和带轮接触面之间的正压力 B 带和带轮之间的摩擦力 C 带的紧边拉力 D 带的松边拉力 1. 试述铰链四杆机构的曲柄存在条件。 答：铰链四杆机构存在整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和； 整转副是由最短杆与其邻边组成的；而曲柄是与机架组成整转副的连架杆，整转副处于机架上才能形成曲柄。因此，要使铰链四杆机构中存在曲柄，最短杆必须是机架或连架杆。 2. 试述渐开线标准齿轮的正确啮合条件。 答：渐开线标准齿轮的正确啮合条件是2211cos cos ααm m =；由于模数和压力角已经标准化了，实际上为满足上述关系，必须使21m m =并且21αα=，因此，渐开线标准齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角分别相等。 3. 试述斜齿轮分度圆螺旋角β的取值范围，并说明其不能取太大值的原因。 答：斜齿轮分度圆螺旋角β的一般取值范围为：8°~20°。 斜齿轮分度圆螺旋角β取得大，则重合度增大，使传动平稳。但取得太大，其轴向力会较大，因而增加轴承的负载，故β不能取得太大。 4、何谓带传动的弹性滑动？它对传动比有何影响？ 答：由于带传动两边的拉力差，会引起带的弹性变形量的改变，从而导致局部带在带轮的局部接触弧上产生相对滑动，称弹性滑动。由于弹性滑动是带传动的一种固有特性，会造成带传动的瞬时传动比不能恒定不变。 5. 试述螺纹连接防松的方法。 答：螺纹连接防松的根本问题在于防止螺纹副的转动。放松的方法如下： (1) 利用附加摩擦力防松。如加弹簧垫圈、采用对顶螺母、采用尼龙圈锁紧螺母等。 (2) 采用专业防松元件防松。如采用槽形螺母和开口销结构、采用圆螺母结构加止动垫片等。 (3) 其他防松方法。如冲击点防松、粘合剂防松等。 6. 试述齿廓实现定角速比传动的条件。 答：对于相互啮合的两个齿轮，其相对速度瞬心在两个齿轮的连心线上，相对速度瞬心是某瞬时两个齿轮上绝对速度相同的重合点，因此该瞬时齿轮的回转中心到相对速度瞬心之间的距离与该齿轮的瞬时角速度成反比。由此可知，两相互啮合的齿廓与实现定角速比传动，必须是相对速度瞬心为固定点，也就是说任意瞬时两相互啮合齿廓的公法线必须与两齿轮的连心线交于一个定点。 1、计算下图所示机构的自由度。 解： 该机构中两个移动副存在虚约束，应只计算一个； 活动构件数n ＝4； 低副数p l ＝5； 高副数p h ＝1； F ＝3n －2p l －p h ＝3×4－2×5－1×1＝1； 2、下图为一凸缘联轴器，它是利用凸台对中的，用4个螺栓联接，已知螺栓中心圆直径D0＝180mm ，联轴器传递的转矩T ＝4.8×105N ·mm ，取摩擦系数f ＝0.2。现欲采用M16螺栓，材料采用Q235钢，其σs=235MPa ，当d=16mm 时，[σ]=0.33σs ，d1=13.835mm ，试对此联轴器螺栓联接进行校核。（10分） 解：由于螺栓联接种螺栓杆与钉孔之间有间隙， 必须在工作前把螺栓拧紧，使两个半联轴器凸缘 接触面上产生足够的摩擦力来传递力拒。这样的 工作情况与受横向载荷螺栓联接的情况相同， 可根据预加锁紧力F s 计算螺栓直径进行校核。 作用在螺栓中心圆D 0上的圆周力 N D T F 5333180 108.4225 0=??==∑ 设F s 为一个螺栓的预加锁紧力，因该联轴器用4个螺栓联接，故得 [][]mm F d d F N F F fF s s s s s 06.136.7780003.1433.080003.143.1443.180002 .0453332.12.14121=??=??= ?≥≤=??==∑ ππσσπσπ mm d 16=时，mm d 835.131=，与计算结果接近，符合强度条件，可以采用M16的螺栓。 3、下图中至少存在5个错误，请用数字和引线标出错误之处，并对每一个错误说明错误的原因。（注：不必改正） 解： 1、 左轴承外圈缺少固定 2、 右轴承无法安装 3、 右轴承外圈缺少固定 4、 锥齿轮轴向定位不可靠 5、 锥齿轮与轴缺少键联结 6、 缺少垫片，不能调整轴承间隙 7、 轴承盖上缺少密封装置 4、在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数181=Z ，Z2=27，Z2’=45，363=Z ，已知齿轮1的转速1n =240r/min ，试求转臂H 的转速H n (大小与方向)。 解：（1）判断转化轮系齿轮的转动方向 由画箭头法可知，齿轮1与齿轮3的转动方向相反。 （2）转化轮系传动比关系式 '213 23113Z Z Z Z n n n n i H H H ??-=--= （3）计算转臂H 的转速H n 代入0,24031==n n 及各轮齿数 min /1.1095 61240451836270240r n n n n H H H H =-=+-??-=-- 转臂H 的转动方向与齿轮1相同。 2、一汽缸盖螺栓联接，汽缸内径D =220mm ，采用12个M18的普通螺栓（mm d 294.151=）,按工作要求剩余顶紧力 1=r Q .6e Q ,e Q 为单个螺栓的工作载荷。若螺栓材料的许用应力[σ]=140 N/2 mm ，试求汽缸中气体的允许压强。 解：（1）计算单个螺栓所能承受的总载荷Q ，由 ][43121σπ σ≤?=d Q N d Q 1978414031429415][3142 2 1=?????=??≤πσπ （2）计算单个螺栓所能承受的工作载荷e Q +=e Q Q e e e r Q Q Q Q 6261?=?+= N Q Q e 7609621978462/=?=?= （3）计算汽缸盖允许的最大载荷 Q F N ZQ F e Q 91308760912=?== （4）计算缸内气体允许的最大压强 由 m a x 24p D F Q ?=π 222max /4022220 9130844mm N D F p Q ?=??==ππ 3、下图中至少存在5个错误，请用数字和引线标出错误之处，并对每一个错误说明错误的原因。（注：不必改正） 1 处联轴器左端未轴向定位 2 处联轴器右端未轴向定位 3 处联轴器没有周向定位 4 处端盖轴孔处未涉及密封装置，且端盖孔与轴之间没有间隙 5 与10处轴承端盖与箱体结合面间未涉及密封及调整装置 6与9处轴承内圈没有轴向定位 7处齿轮没有周向定位 8与13处齿轮左右端面没有轴向定位 11 箱体应剖分 12 处轴承端盖应减小加工面积 13 处箱体与轴承端盖联接结合面应设置凸台，以减小加工面积 1、计算如图所示机构自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束。 2、图示刚性凸缘联轴器采用8个普通螺栓联接，螺栓分布圆直径mm D 160=，传递的转矩Nm T 120=（静载荷）。已知联接表面的摩擦系数25.0=f ，联接的可靠性系数2.1=C ，螺栓材料的许用应力[]MPa 80=σ。试确定螺栓的直径尺寸。 解：由题可知：此联接为普通螺栓联接， 靠接合面之间的摩擦力传递扭矩T ； 8个螺栓承受的总摩擦力N D T F 33105.110801202?=?== -∑ 每个螺栓承受的摩擦力N F F 5.187815008=== ∑ 螺栓所需预紧力N mf CF F a 90025.015.1872.1=??=≥ 螺栓小径[]mm F d a 316.480 14.39003.143.141=???=?≥σπ 3、一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，大齿轮已经损坏，现急需修复使用，今 测得中心距mm a 276=，小齿轮齿顶圆直径mm d a 1051=，其齿数331=z ，压力角o 201=α， 试求大齿轮的模数2m 、齿数2z 、压力角2α、分度圆直径2d 、齿顶圆直径2a d 。 解：⑴由齿顶圆直径)2(2111+=+=z m m d d a ，得： mm z d m m m a 32 3310521121=+=+=== ⑵由中心距2)(21z z m a +=，得：1513332762212=-?=-=z m a z ⑶由标准直齿圆柱齿轮啮合条件，得 2021==αα ⑷大齿轮分度圆直径mm mz d 453151322=?== ⑸大齿轮齿顶圆直径mm z m d a 459)2151(3)2(22=+?=+= 一 .填空 1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为 机架时，它为何种具体类型？双曲柄机构；（2）当取d杆为机架时，则为曲柄摇杆机构。 平面四杆机构无急回特性时极位夹角θ=0，行程速比系数_ K=1_ 平面连杆机构当行程速比K>1时，机构就具有急回特性。 在双曲柄机构中，已知三杆长度为 a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d 杆长度为 110mm≤d≤ 190mm 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，曲柄与连杆共线时为死点位置，曲柄为主动件时， _不存在__死点位置； 在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作整周回转运 动，即得到双曲柄机构。 3.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是，摇杆为主动件，曲柄为从动件。 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是_连杆与摇杆之间所夹锐角_ 3.为保证四杆机构良好的机械性能,传动角不应小于最小许用值。 4.凸轮轮廓曲线决定了从动杆的运动规律。 5.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_基圆_。 凸轮机构中，凸轮基圆半径愈大, 压力角愈小，机构传动性能愈好。 凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到实际轮廓线上的最小半径。 凸轮机构中的压力角是指凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向间的夹角。 凸轮机构中的压力角是指_凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向_间的夹角。 凸轮机构能使从动杆按照凸轮轮廓曲线，实现各种复杂的运动。 6.键20X70GB1095—79的含义是_ A型平键宽度b=20mm，长度L=70mm _。．键B18*50 的含义是_ B 型长度50mm _。 普通平键的三种形式为_ A B C。 键联接的主要用途是：周向固定，键“12X50”的含义是传递运动和转矩。紧键联接与 松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有摩擦力。 河北工业大学2019年硕士研究生招生考试 自命题科目考试大纲 科目代码：821 科目名称：机械原理 适用专业：机械工程、机械工程（专业学位）、车辆工程（专业学位） 一、考试要求 机械原理适用于河北工业大学机械工程学院机械工程专业、机械工程（专业学位）专业、车辆工程（专业学位）专业研究生招生专业课考试。主要考察机构学和机构动力学基本理论、概念和方法，以及应用所学机械原理基本知识进行机械运动方案分析与设计的能力。 二、考试形式 试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式，主要包括选择题、判断题、简答题、作图分析设计题、计算题等。考试时间为3小时，总分为150分。 三、考试内容 （一）平面机构结构分析 1、机构的构成：运动副的概念和运动副的类型；运动链；机构。 2、机构运动简图：常用机构运动简图符号；平面机构运动简图的识别与绘制。 3、机构具有确定运动的条件：机构自由度的概念；机构具有确定运动的条件；平面机构的自由度计算方法。 4、机构组成原理：基本杆组的概念；机构组成原理；机构结构分类。 （二）平面机构运动分析 1、速度瞬心法：瞬心的定义；平面机构瞬心位置的确定；瞬心 在平面机构速度分析中的应用。 2、矢量方程图解法II级机构运动分析：矢量方程图解法的基本原理；应用矢量方程图解法对平面II级机构进行运动分析。 （三）平面机构力分析、效率与自锁 1、考虑摩擦时机构受力分析：常见运动副中总反力作图分析；考虑摩擦时平面机构的受力分析与平衡力计算。 2、机械的效率：机械效率的定义；理想机械的概念；基于理想机械的机械效率计算。 3、自锁：自锁的定义；常见运动副自锁的条件；机构自锁的一般条件（效率条件）及计算方法。 （四）平面连杆机构及其设计 1、平面连杆机构的类型：铰链四杆机构的基本形式；平面四杆机构的演化形式。 2、平面四杆机构的基本知识：铰链四杆机构有曲柄的条件；平面四杆机构的急回运动及行程速度变化系数求解；压力角、传动角、死点位置的概念与求取；铰链四杆机构的运动连续性的概念与分析。 3、平面四杆机构的设计：按连杆给定位置、按连架杆给定对应位置设计铰链四杆机构；机构倒置法原理；按行程速比系数设计平面四杆机构。 4、平面多杆机构：常用平面多杆机构的特性、组成机构设计与运动分析。 （五）凸轮机构及其设计 1、凸轮机构的应用与分类：凸轮机构特点及应用场合；凸轮机构分类 2、推杆的常用运动规律：等速运动、等加速等减速运动、五次多项式、余弦加速度运动（简谐运动）、正弦加速度运动（摆线运动）规律的特点；刚性冲击与柔性冲击的概念及成因，组合运动规律设计。 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？ 实习成绩：河北工程大学机电学院 生产实习报告 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2010年09 月10 日 生产实习报告 一、时间：2010年7月12—16日 二、实习单位：河北天择重型机械有限公司 实习地点：河北省邯郸市峰峰矿区鼓山中街2号 三、实习单位基本情况简介 河北天择重型机械有限公司(以下称公司)前身为河北神风重型机械有限公司，始建于l949年。经过近60年的发展，公司已成为集工程设计、设备制造、设备成套供应及工程总承包为一体的大型工程技术和装备制造企业。 公司下设机械装备研究设计院、销售公司、生产协调部、资源协作部、物流公司、国际贸易部、财金部、科技管理部、办公室等部门和多经公司，现有员工2500余人，其中：具有高级技术职称70余人、具有中级技术职称200余人、工人技师60余人。 四、实习内容 在河北天择重型机械有限公司里我们了解到公司的经营业务：机械类产品生产、成套设备供应及工程项目总承包、钢材销售、社会物流。 机械类主导产品主要有以下两大类： 冶金机械类主导产品---l250以下各类冷轧机及850以下各类热轧机；冷、飞、热剪机；推钢机；出钢机；矫直机；卷取机；冷床；重型齿轮箱；硬齿面减速机；导卫装置；入炉、出炉各类辊道及升降台；鼓形齿联轴器等。 煤炭机械类主导产品---井下中厚煤层、薄煤层采煤机；露天采煤机；刮板运输机；带式输送机；洗煤机；液压支架；绞车；柴油电机车；罐笼及防爆电机等。 成套设备供应及工程总承包项目主要有：冶金设备成套供应、煤炭设备成套供应、煤气回收、烟气净化、医疗垃圾、危险废弃物、生活垃圾、城市污水、工业废水、生活用水、脱硫等项目领域。资金来源涉及国内专项资金、国家贴息贷款、国际金融组织贷款、各国政府援助贷款等。 社会物流：2008年12月份，公司着眼未来物流产业发展的方向，将原有的供应部门改组、改制为河北天择重型机械有限公司物流分公司。2009年3月公司本着优势互补，互利双赢的原则与排名中国物流行业百强的邯郸鼎峰物流有限公司建立了战略合作伙伴关系，公司将借助邯郸鼎峰物流有限公司品牌影响和供应商网络，依托公司技术、贸易优势，大力开展以 目录： 1、课程设计任务书 (2) (1)工作原理及工艺动作过程 (2) (2)原始数据及设计要求 (3) 2、设计（计算）说明书 (3) （1）画机构的运动简图 (3) （2）机构运动分析 (6) ①对位置11点进行速度分析和加速度分析 (6) ②对位置7’点进行速度分析和加速度分析 (8) （3）对位置7’点进行动态静力分析 (11) 3、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 (12) 4、参考文献 (16) 5、心得体会 (16) 6、附件 (17) 一、课程设计任务书 1. 工作原理及工艺动作过程 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床。刨床工作时,如图(1-1）所示，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头6和刨刀7作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力。切削阻力如图(b）所示。 Y 图（1-1） (b) 2．原始数据及设计要求 已知曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高的平分线上。 要求作机构的运动简图，并作机构两个位置的速度、加速度多边形以及刨头的运动线图。以上内容与后面动态静力分 析一起画在1号图纸上。 二、设计说明书(详情见A1图纸) 1．画机构的运动简图 1、以O4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O2点，B点，C点。 确定机构运动时的左右极限位置。曲柄位置图的作法为：取1 和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3…12等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置（如下图）。 河北工业大学2015年攻读硕士学位研究生入学考试试题（B） 科目名称机械原理（I）科目代码822 共3页 适用专业机械工程 注：所有试题答案一律写在答题纸上、答案写在试卷上、草稿纸上一律无效。 一、选择填空（共20分，每题2分。答案一律写在答题纸上，否则无效） 1、按照运动副引入的约束数，旋转副属于。 AⅢ级副 BⅣ级副 CⅤ级副 DⅥ级副 2、对于曲柄摆动导杆机构，以导杆为原动件，当时为机构的死点位置。 A曲柄与导杆共线B当曲柄与机架共线C当曲柄与导杆垂直D当曲柄与机架垂直3、曲柄滑块机构，如果需要改变滑块的行程，下列哪个措施是无效的？ A调整曲柄长度B调整连杆长度C改变偏距D改变曲柄转速 4、凸轮设计中，一下不能通过增大凸轮基圆直径解决的问题是。 A凸轮最大压力角过大B从动件的刚性冲击C凸轮轮廓出现尖顶D平底推杆运动失真现象5、渐开线斜齿圆柱齿轮齿数为z1，螺旋角为β，基圆柱上的螺旋角为βb，则其当量齿数z v= 。 Az v=z/cos3β B z v=cos3βb C z v= cosβb D z v=z/cosβ 6、对于渐开线标准齿斜齿圆柱齿轮，不发生根切的最少齿数。 A>17 B<17 C=17 D与螺旋角无关 7、对于宽径比（b/D）≥0.2的不平衡刚性转子，需。 A动平衡B静平衡C先静平衡后动平衡D先动平衡后静平衡 8、若凸轮从动件运动规律为等速运动规律，当凸轮转速提高一倍时，从动件的速度提高倍。A1 B2 C4 D0.05 9、∑=90°的渐开线标准直齿圆锥齿轮传动的传动比i12= 。 Atgδ1 B tgδ2 C ctgδ2 Dsinδ1/ sinδ2 10、下列间歇运动机构中没有冲击的间歇运动机构的是。 A不完全齿轮机构B棘轮机构C槽轮机构D凸轮间歇运动机构 二、问答题（共30分，每题6分，答案一律写在答题纸上，否则无效） 1、机械系统方案设计过程中工作循环的作用是什么？如何绘制工作循环图？ 2、什么是机构的自锁？机构自锁的一般条件是什么？ 3、什么是正传动？正传动的特点是什么？正传动与正变位有什么区别？ 《机械设计基础》课程试题库 一、填空题 1.在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。 2.确定凸轮基圆半径的原则是在保证αmax≤ [ α ]条件下，选择尽可能小的基圆半径。 3.一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是不等的。 4.在设计 V 带传动时， V 带的型号是根据计算功率和小带轮转速选取的。 5.对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向相同。 6.滚动轴承主要失效形式是疲劳点蚀和塑性变形。 7.在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取Z1= 1、 2、4，蜗杆头数越少，自锁性越好。 8.普通螺纹联接承受横向外载荷时，依靠接合面间的摩擦承载，螺栓本身受预紧力 ___作用，可能的失效形式为断裂。 9.平键联接中，两侧面是工作面，楔形键联接中，上下面是工作面。 10.对于闭式软齿面齿轮传动，主要按接触强度进行设计，而按弯曲强度进行校核。 11.蜗杆传动发热计算的目的是防止温升过高而产生齿面胶合失效。 12.带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心拉应力。最大应力发生 在带的紧边开始绕上小带轮处。 13.链轮的转速高，节距大，齿数少，则链传动的动载荷就越大。 14.轴上的键槽通常采用铣削加工方法获得。 15.联轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是前者在运动中不能分离，后者可以 随时分离。 16.验算非液体摩擦滑动轴承的pv 值是为了防止轴承过热而发生胶合；验算轴承速度v 是为了 防止轴承加速磨损或产生巨大热量。普通三角形螺纹的牙型角为___60__度。17.紧螺栓联接按拉伸强度计算时，考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用，应将拉抻 载荷增大至 ___1.3____ 倍。 18.受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设螺栓刚度 C1 远远小于被联接件的刚度 C2，则不论 工作载荷 F 是否变化，螺栓中的总拉力F2接近 ___预紧力 _____。 19.带传动中，带的弹性滑动是带传动的 _____固有 ______特性，是_不可 ______避免的。 20.带传动的最大有效圆周力随着初拉力、包角、摩擦系数的增大而增大。 21.若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度____减 小_____，接触强度 ______不变 _________。 22. 齿轮传动(大、小齿轮分度圆直径分别为d2、d1 ) 传动比表达式为 __i= d2/ d1____。蜗 杆传动（蜗杆分度圆直径d1，蜗杆分度圆柱导程角，蜗轮分度圆直径 d2）传动比表达式为 _______d2/ d1tg___________。 河北工业大学2011年攻读硕士学位研究生入学考试试题（A） 科目名称机械原理（II）科目代码822 共3页 适用专业机械工程 注：所有试题答案一律写在答题纸上、答案写在试卷上、草稿纸上一律无效。 一、填空题（共20分，每题2分。答案一律写在答题纸上，否则无效） 1、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮的压力角与啮合角在处相等。 2、直齿圆锥齿轮的标准参数规定在。 3、在平行轴斜齿圆柱齿轮传动中，除了用变位方法来凑中心距，还可用来凑中心距。 4、对心曲柄滑块机构因极位夹角，所以机会特性。 5、对于直动滚子从动件盘形凸轮机构，为减小升程压力角，则应凸轮的基圆半径。 6、曲柄导杆机构，若导杆为主动件，则机构出现死点的位置时。 7、当使机器在外力作用下能够稳定运转，可采取下列措施：当机器主轴转速具有周期性波动时，使用调速；而当机器主轴转速具有非周期性波动时，则使用来调速。 8、从受力观点分析，移动副的自锁条件是；转动副的自锁条件。 9、作相对运动的三个构件的三个瞬心必。 10、当两个构件组成移动副时其瞬心位于处。当两构件组成转动副时，其瞬心位于。 二、简答题（共34分） 1、（6分）什么是机械的自锁？自锁与死点位置有什么区别？ 2、（6分）同一构件上不同两点A和B间的速度及加速度有何关系？两构件上的重合点B1和B2间的速度及及加速度有何关系？ 3、（6分）一对标准齿轮的实际中心距略大于标准中心距时，其传动比有无变化？仍能继续啮合吗？其顶隙、齿侧间隙有何变化？请说明原因。 4、（8分）何谓刚性转子的动平衡？何谓刚性转子的静平衡？他们各需要满足什么条件？各至少需要几个平衡平面进行平衡。 5、（8分）为什么要建立机械系统的等效动力学模型？确定模型所应遵循的条件是什么？ 三、计算题（共40分） 1、（16分）一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知：传动比i12=2.5，模数m=4mm，压力角α=20°， 《机械设计基础》答案 一、填空（每空1分，共20分） 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、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，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分） （）1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 C 始终相切。 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 （）2、一般来说， A 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 （）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A 。 （A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90° （）4、一个齿轮上的圆有 B 。 （A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 （C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根圆 （）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。 （A）oab （B）bc （C）cd （D）de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 d 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采 用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 A 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系 (C)定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称 为 D 。 (A) 齿轮线 (B) 齿廓线 (C)渐开线（D）共轭齿廓 （ B ）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化（D）带的磨损 （ D）12、金属抵抗变形的能力，称为(D) 。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度（D）刚度 （ B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B。 （A）转动副(B) 高副 (C) 移动副（D）可能是高副也可能是低副 （）14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 （A）普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是 c 。 （A）作用力(B) 力矩 (C) 力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的 c 不同。 机械原理课程设计任务说明书 指导教师郝爱云 班级10级机制十班 姓名郑新波 学号100201028 目录 第1章设计要求 1.1 设计题目 (1) 1.2 机构示意图 (1) 1.3 原始数据 (1) 第2章齿轮机构传动设计 2.1机构传动比 (2) 2.2齿轮变位系数的选择 (2) 2.3齿轮基本参数的计算 (2) 2.4主要计算结果 (5) 第3章连杆机构设计和运动分析 3.1杆件尺寸确定 (6) 3.2解析法分析机构运动 (6) 3 .3图解法分析机构的三个瞬时位置 (7) 第4章凸轮机构设计 4.1解析法分析凸轮运动 (9) 4.2解析法求凸轮理论轮廓曲线 (10) 4.3解析法求凸轮实际轮廓曲线 (11) 附录A：理论轮廓线坐标程序 附录B：实际轮廓数据： 附录C：电算源程序(MATLAB) 附录D：滑块、凸轮运动曲线图 附件E：图解法分析连杆机构 附件F：图解法分析凸轮轮廓曲线 第1章设计要求 1.1 设计题目 内燃机机构设计及其运动分析 1.2 机构示意图 该机构由气缸（机架）中活塞（滑块B）驱动曲柄，曲柄轴上固联有齿轮1，通过齿轮2驱动凸轮上齿轮3，凸轮控制配气阀推杆运动。 1.3 原始数据 方案号：7 活塞冲程H：245mm 齿轮转速:650rpm 齿轮:26 齿轮:14 齿轮:46 模数m:4mm 距离:65mm 距离:110mm 基圆半径:35mm 升程角\deg：65 远休止角\deg：20 回程角\deg：55 近休止角\deg：220 汽阀冲程h：10mm 齿轮参数：压力角，齿顶高系数顶隙系数。气阀推杆运动规律：升程和回程均为简谐运动。 河北工业大学2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题（A） 科目名称机械原理（I）科目代码822 共3页 适用专业机械工程 注：所有试题答案一律写在答题纸上、答案写在试卷上、草稿纸上一律无效。 一、填空题 1、一对外啮合平行轴斜齿圆柱齿轮，为保证其正确啮合，其螺旋角旋向应该。A相同B相反C可以任意组合 2、刚性转子动平衡时是静平衡，而静平衡时是动平衡。 A不一定B一定C一定不 3、下列机构中，不可能具有急回特性。 A曲柄摇杆机构B摆动摇杆机构C对心曲柄滑块机构D偏置曲柄滑块机构4、棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了。 A防止棘轮反转B保证棘轮每次转过相同的角度C对棘轮进行双向定位 5、设计标准齿轮时，若发现重合度小于1，则修改设计时应。 A加大模数B增加齿数C加大中心距 6、设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮机构的压力角将。 A增大B不变C减小 7、若铰链四杆机构满足杆长条件下，则固定最短杆的对边将得到。 A曲柄摇杆机构B双曲柄机构C双摇杆机构 8、为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮安装在轴上。 A转速增高B转速较低C任意 9、斜齿圆柱齿轮的当量齿数公式。 A、Z/cosβ B、Z/cos3β C、Z/cosβ 10、用范成法切制标准齿轮时，设齿条刀具分度线与齿轮分度圆。切制正变位齿轮时，刀具分度线与齿轮分度圆。 A相离B相割C相切 二、简答题 1、凸轮机构设计中有哪几种常用的推杆运动规律？各有什么特点？ 2、渐开线直齿圆柱齿轮，已知Z=25，m=4，α=20°，ha*=1.0，求轮廓曲线在分度圆和齿顶圆上的曲率半径及齿顶圆压力角。 3、什么是机械的自锁？自锁与死点位置有什么区别？ 4、槽面移动副的摩擦力大于同样条件下的平面移动副的摩擦力，是因为槽面移动副中的摩擦系数较大，这句话对吗？为什么？ ５、试述用动平衡进行刚性转子动平衡的理论依据。 三、（12分）如图１所示某俯仰机构，试计算此机构的自由度。若存在复合铰链，局部自由度及虚约束，试指出，并说明此机构是否具有确定运动。 （14分）如图2所示的摆动导杆机构，已知曲柄AB以等角速度ω1=10rad/s转动，l AB=50mm，四、 l AC=100mm，l CE=20mm，当Φ1=45°，试用瞬心法求： （1）机构在此情况时全部瞬心的位置（8分） （2）在此位置是构件3的角速度ω3的大小和转向。 五、（12分）在如图3所示的凸轮机构中（a）（b），凸轮廓线为圆形，几何中心在O点（其余各部分尺寸可由图中直接量的，图中μL=0.001m/mm，凸轮直径22mm，OA=5mm,滚子直径4mm）试分别作图求解 （1）凸轮位于图示位置时，凸轮机构的压力角和从动件的位移。（6分） （2）凸轮从图示位置转过45°时，凸轮机构的压力角和从动件的位移。（6分） 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 机械设计基础试卷 一、填空题 1.两构件通过（）或（）接触组成的运动称为高副。 2.满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，当取与最短杆相邻的杆为机架时，为（）机构；取最短杆为机架时，为（）机构。 3.在凸轮机中，常见的从动件运动规律为（）运动时，将出现（）冲击。 4.直齿圆拄齿轮作接触强度计算时，取（）处的接触应力为计算依据，其截荷由（）对齿轮承担。 ５.为使俩对直齿轮圆拄齿轮能正确齿合它们的（）和（）必须分别相等。６.俩齿数不等的一对齿轮传动，其齿面接触应力为（）俩齿轮硬度不等，其许用接触应力（）。 ７.Ｖ带传动的主要失效形式是（）和（）。 ８.在设计Ｖ带的传动时，Ｖ带的型号是根据（）和（）选取的。 ９.链传动中的节距越大，链条中各零件尺寸（），链传动的运动不均匀性（） 10.工作时只受（）不承受（）的轴称为心轴。 二、选择题、 1.渐开线标准齿轮的跟切现象发生在（）。 A.模数较大时 B.模数较小时 C齿数较小是 D齿数较大是 2.在下列四种型号的滚动轴承中，（）必须成对使用。 A深沟球轴承 B圆堆滚子轴承 C推力球轴承 D圆拄滚子轴承 3.在下列四中类型的联轴器能补偿俩轴的相对位移及可以缓和冲击，吸收振动的是（）。 A凸缘联轴器 B齿式联轴器 C万向联轴器 D弹性套拄销连轴器 4.在铰链四杆机构中.机构的传动角Y和压力角a的关系是（）。 A Y=a B Y=90度-a C Y=90度+a D Y=180度-a 5.对于普遍螺栓连接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是（）。 A拉力 B扭曲 C压力 D 拉力和扭曲 三判断、 1.在铰链四杆机构中，当最段杆和最长杆长度之和大于其余俩杆长度之和时，为双曲柄机构。（） 2.在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也越大。（） 3.在平键连接中，平键的俩侧面是工作面。（） 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循环过载。（） 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，又称承受轴向载荷。（） 8.圆盘磨檫离合器靠在主、从动磨檫盘的接触表面间产生的磨檫力矩俩传递转矩。（） 9.运动副是联接，联接也是运动副。（） 10.代号61722轴承的内径是22mm。（） 四、简答题 1.试述齿廊齿合的基本定律。、 河北工业大学2013年攻读硕士学位研究生入学考试试题（A） 科目名称机械原理（I）科目代码822 共3页 适用专业机械工程 注：所有试题答案一律写在答题纸上、答案写在试卷上、草稿纸上一律无效。 一、填空题： 1、在盘状凸轮机构中，如果从动件运动规律不变，增大凸轮的基圆半径，则压力角。 2、当两个构件组成移动副时，其瞬心位于处。 3、用齿条工具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条刀具中线。 4、在机器的启动阶段，驱动力所做的功阻抗力所做的功。 5、一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由，两部分组成。 6、对于摆动导杆机构，当曲柄为主动件使，该机构的传动角值。 7、从效率观点分析机械自锁的条件是。 8、机构瞬心的数目K与机构中构件数目N的关系是。 9、棘轮机构中采用止回棘爪的作用是什么。 10、渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的，它在上的压力角为零。 二、解答题 1、在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件，机构是否存在急回运动，且一定无死角？为什么？ 2、静平衡与动平衡的本质区别什么？在图1中，如在平面A上造一适当的平衡重量，是否能使其达到动平衡，为什么？ 3、什么是自锁现象？在什么情况下移动副，转动副会发生自锁？ 4、渐开线齿轮为什么要进行变位修正？齿轮正变位和变为前的变化？ 5、简述机械系统方案设计的一般步骤，并说明各设计阶段的具体内容。 三、计算分析题 1、试计算图2所示机构的自由度，若有复合铰链，局部自由度和虚约束请指明在何处。 2、如图3所示轮系，已知各齿轮齿数为z1=20, z2=40, z3=15, z4=60,轮1的转速n1=120r/min，转向如图所示，试求齿轮3的转速n3的大小和方向。 成绩： _______ 《机械设计基础》 课程设计说明书 设计题目：带式输送机传动装置设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：姚贵英 河北工程大学机电学院 2014年 6月 10 日 目录 一.设计任务 (2) 二.电动机选择 (3) 三.传动比分配 (3) 四.各轴的转速转矩功率 (4) 五.三角带传动设计 (5) 六.齿轮传动的设计 (6) 七.轴的设计 (10) 八. 滚动轴承的选择与计算 (17) 九. 平键联接的选用和计算 (19) 十.联轴器的选择计算 (19) 十一.参考文献 (19) 一：设计任务 1：传动方案如下图所示。 2.工作装置技术数据 （1）输送带工作拉力: F= 3 kN； （2）输送带工作速度: V= 1.2 m/s； （3）滚筒直径： D=200 mm. 3.条件 （1）机器功用由输送带传送机器的零、部件； （2）工作情况单向运输，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境温度不超过35°C； （3）运动要求输送带运动速度误差不超过5%；滚筒传动效率为0.96； （4）使用寿命 8年，每年350天，每天16小时； （5）动力来源电力拖动，三相交流，电压380/220V； （6）检修周期半年小修，二年中修，四年大修； （7）生产规模中型机械厂，小批量生产。 二：电动机的选择 根据设计的要求和内容，可选用三相异步电动机的Y 系列电动机 1：电动机功率的确定 η=1η22η33η4η5η=0.9?20.98?30.98?0.99?0.96=0.82 d p = w p η （d p 为工作实际需要的电动机输出功率，w p 为工作需要的输入功率） w p =1000w Fv η（F 为工作机阻力，v 位工作机速度，w η为工作机效率） = 3000 1.210000.96??=3.75kw d p =3.75 0.82=4.57kw 2:电动机转速的确定 V 带传动比：0i 一级齿轮传动比：1i 二级齿轮传动比：2i 取传动比范围0i ：3~6 1i ：2~3.5 2i ：3~5 总传动比i= 0i 1i 2i =18~105 由v=1.2m/s D=200mm 可知卷筒的转速w n =114.64r/min 所以电动机的转速n=w n i=2063.52~12037.2 由课程设计手册表12-1可知同步转速符合这一范围的只有3000r/min 所以选用电动机型号Y112M-2 满载转速n=2890r/min 额定功率p=4kw 三：传动比的分配 V 带传动比：0i 一级齿轮传动比：1i 二级齿轮传动比：2i 由上可知总传动比i= w n n =25.20 初选0i =3.4 则1i 2i = i i =7.411 可取2i =（1.2~1.4）1i 则得1i =2.3~2.45 河北工业大学2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题（A） 科目名称机械原理科目代码822 适用专业车辆工程、机械设计及理论共3 页注：所有试题答案一律写在答题纸上、答案写在试卷上、草稿纸上一律无效。 一、选择题（共30分，每小题2分。答案一律写在试卷、否则无效） 1、在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为。 A虚约束B局部自由度C复合铰链 2、单转动副机械自锁的原因是驱动力摩擦圆。 A虚约束B局部自由度C复合铰链 3、对于双摇杆机构，最短杆与最长杆之和大于其余两杆长度之和。 A切于B交于C远离 4、设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮升程压力角将。 A增大B不变C减小 5、在减速蜗杆传动中，用来计算传动比是错误的。 A i=ω1/ω2 B i=z2/z1 C i=d2/d1 6、在其他条件相同时，斜齿圆柱齿轮传动比直齿圆柱齿轮传动重合度。 A小B相等C大 7、棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了。 A 防止棘轮反转B保证棘轮每次转过相同角度C对棘轮双向定位 8、利用飞轮进行调速的原因是它能能量。 A 产生B消耗C储存和存放 9、对于结构尺寸b/D<0.2（b-轴向密度，D-直径）的不平衡刚性转子，需进行。A动平衡B静平衡C不动平衡 10、自由度为2的周转轮系是。 A 差动轮系B行星轮系C复合轮系 11、用齿条型刀具加工，αn=20°, ha*=1.0,β=20°的斜齿圆柱齿轮时不根切的最少数是。 A 17 B14 C12 12、渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对于齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角。 A 加大B不变C减小 13、一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，则当为原动件时，成为机构的死点位置。 A 曲柄B连杆C摇杆 14、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，以当为机架时，无曲柄。 A 最短杆的相邻构件B最短杆C最短杆的相对构件 15、电影放映机卷片机内部的机构，实现胶片画面的依次停留，从而使人们通过视觉暂留获得连续场景。 A 槽轮B飞轮C棘轮 二、回答下列问题：（本题共30分） 1、斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮传动相比有何特点？螺旋角一般在8°-20°范围内取值？（本题6分） 机械设计基础题库及答案 一、判断题 1、悬挂的小球静止不动就是因为小球对绳向下的重力与绳对小球向上的拉力相互抵消的缘故。(×) 2、作用于刚体上莫点的力,作用点沿其作用线移动后,其对刚体的作用效果改变了。(√) 3、力偶无合力。(√) 4、铰链四杆机构都有摇杆这个构件。(×) 5、在实际生产中,机构的“死点”位置对工作都就是不利的,处处都要考虑克服。(×) 6、衡量铸铁材料强度的指标就是强度极限。(√) 7、由渐开线的形成过程可知,基圆内无渐开线。(√) 8、若齿轮连续传动,其重合度要大于或等于1。(√) 9、蜗杆传动一般用于大速比的场合。(√) 10、压入法一般只适用于配合尺寸与过盈量都较小的联接。(√) 11、三角形螺纹具有较好的自锁性能,螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺母的松脱。所以就就是在振动及交变载荷作用下,也不需要防松。(×) 12、机器就是由机构组合而成的,机构的组合一定就就是机器。(√) 13、作用于刚体上某点的力,作用点沿其作业线移动后,不改变原力对刚体的作业效果。(√) 14、组成移动副的两构件之间的接触形式,只有平面接触。(√) 15、在平面四杆机构中,连杆与曲柄就是同时存在的,即有连杆就必有曲柄。(×) 16、曲柄滑块机构滑块为主动件时,有死点位置。(√) 17、塑性材料的失效主要为断裂失效。(×) 18、分度圆就是计量齿轮各部分尺寸的基准。(√) 19、斜齿轮不产生根切的最少齿轮大于直齿轮。(√) 20、差动轮系的自由度为2。(×) 21、带传动中打滑现象就是不可避免的。(√) 22、一个平键联接能传递的最大扭矩为T,则安装一对平键能传递的最大扭矩为2T。(×) 二、单项选择题 1、两个构件之间以线或点接触形成的运动副,称为(B) A、低副 B、高副 C、转动副 D、移动副 2、下图所示的平面四杆机构中,各杆长度分别为 a=25mm,b=90mm,c=75mm,d=100mm、若杆BC就是机构的主动件,CD 为机架机构就是(C) 河北工业大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试题（A） 科目名称机械原理科目代码409 适用专业车辆工程、机械设计及理论共3页第1页 1、填空题（每小题3分，共24分） （1）在两构件组成转动副时，其瞬心在处，组成移动副时，其瞬心在；（2）三角螺纹比矩形螺纹的摩擦，故三角螺纹多用于，矩形螺纹多用于。 （3）右图所示铰链四杆机构，以AB为机架称 机构，以CD为机架称机构，以AD为机 架称机构。 （4）在常用的推杆运动中，存在柔性冲击的运动规律有：。（5）若标准齿轮与正变位齿轮的参数m、Z、a、h a*均相同，则后者比前者的分度圆，分度圆齿厚，齿距。（①增大②减小③不变） （6）标准斜齿圆柱齿轮传动，已知Z1=15,Z2=20,m n=4mm,β=20°,则这对齿轮传动的中心距a=。 （7）机构的动态静力分析与静力分析的差异在于：动态静力分析考虑了，静力分析只适用于情况。 （8）在拟定传动方案时，若需要将主动件的连续转动变成从动件的往复摆动，试任选两种机构、。 2、简答题（每小题8分，共48分） （1）渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何参数和安装中心距对重合度有何影响？ （2）计算图示（（2）题图）机构的自由度，若含有局部自由度、复合铰链及虚约束需指出。 （2）题图（3）题图 （3）图示（（3）题图）为一个运动循环的等效驱动力矩Md和等效阻力矩Mr的曲线，他们所围各块面积上标出的数字代表相应的盈亏功。求最大盈亏功ΔWmax,并指出等效构件具有的最大与最小角速度的相应位置。 （4）飞轮为什么可以调速？能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么？ （5）一曲柄两端装有飞轮A和B，已知曲柄的不平衡质量m=90kg，半径R=600mm,轴向安装尺寸如图（（5）题图），欲在两个飞轮半径为R的圆周上分别安装平衡质量m A,m B，试求其大小。 （6）简述渐开线齿轮的根切现象，产生根切的原因和切齿时避免根切的方法。 3、在偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，已知凸轮轮廓线是以A为圆心，半径为R=25mm 的圆，凸轮回转中心O与圆心A相距10mm,从动件偏置在凸轮转轴的左边，偏距e=12mm，滚子半径Rr=6mm,凸轮以等角速度顺时针旋转，ω=10rad/s，试求： （1）画出从动件位移最大时的机构位置图，求此时的位移和压力角； （2）画出推程中从动件位于推程中点时的位置图，并求此时从动件的速度； 4、如图（（4题）图）所示的送料机构中，被送物体的机构的推力为Q，设机构处于平衡状态，各滑动副处的摩擦角Φ=15°，转动副处的摩擦圆半径ρ=5mm，在不计各构件重力及惯性力的条件下，画出构件2所受各力的方向。 5、图示（5题图）轮系，已知A轴转速n A=1000r/min（转向如图），各轮齿数：Z1=99,Z2=100，Z2'=101，Z3=100，Z3'=18,Z4=36，Z4'=14，Z5=28。试计算B轴的转速n B，并在途上标出转 一、填空题：（每空1分，计32分） 1. 按表面间摩擦状态不同,滑动轴承可分为 液体摩擦 滑动轴承和 非液体摩擦 滑动轴承 2. 普通螺栓连接的凸缘联轴器是通过 摩擦力矩 传递转矩的；铰制孔螺栓连接的凸缘联轴器是通过 剪切与挤压 传递转矩的。 3. 三角形螺纹的牙型角为 60度 ，因其具有较好的 自锁 性能，所以通常用于 连接 。 4. 滑动轴承轴瓦上浇铸轴承衬的目的是 提高轴瓦的减磨耐磨性能 写出一种常用轴承衬材料的名称 轴承合金 。 5. 普通平键的工作面是 两侧面 ，其主要失效形式为 平键被压溃 ，其剖面尺寸b*h 是根据 轴的直径 来选择的。 6. 轮齿折断一般发生在 齿根 部位，为防止轮齿折断，应进行 齿根弯曲疲劳 强度计算。 7. 滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承，在相同运转条件下，其中 90 ％的轴承不发生 疲劳点蚀 前所运转的总转数。 8. 按工作原理不同，螺纹连接的防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 和 破坏螺纹副防松 。 9.转速与当量动载荷一定的球轴承，若基本额定动载荷增加一倍，其寿命为原来寿命的 8 倍。 10.蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且两螺旋线方向应 相同 。 11.机构具有确定运动的条件是（1） 机构自由度大于零 （2） 原动件数等于自由度数 。 12.曲柄摇杆机构中，当 曲柄 与 机架 处于两次共线位置之一时，出现最小传动角。 13.圆柱螺旋弹簧的特性线是表示弹簧 受力与变形 之间的关系曲线；弹簧受轴向工作载荷时，其簧丝横截面上的应力最大点在 簧丝内侧点 ； 哈工大2004年秋季学期 机械设计基础（80学时） 试题答案 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）机械设计基础试题
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