《机械设计基础》试题库及答案整理

发布于:2021-09-21 03:51:36

一、填空(每空 1 分) T-1-1-01-2-3、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。 T-2-2-02-2-4、*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。 T-2-2-03-2-2、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。*面运动副 可分为 低副和 高副 。 T-2-2-04-2-1、*面运动副的最大约束数为 2 。 T-2-2-05-2-1、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。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的 工作情况和 受力情况 。 T-2-2-07-2-1、*面机构中,两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 高副 。 T-3-2-08-2-2、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。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆 共线 位置。 T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中,当曲柄等速转动时,摇杆往复摆动的*均速度不同的运 动特性称为: 急回特性 。 T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为 相等 。 T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由 机架、凸轮、从动件 三个基本构件组成的。 T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为 直线 运动。 T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力,一般规定小带轮的包角α ≥120°。 T-6-7-15-2-3、链传动是由 主动链轮 、从动链轮 、绕链轮上链条 所组成。 T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于 挠性件 传动。 T-7-2-17-3-6、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。 T-7-3-18-2-2、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。 T-7-2-19-3-2、_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。 T-7-2-20-2-2、渐开线齿形常用的加工方法有 仿形法 和 范成法 两类。 T-7-2-21-2-2、在一对齿轮啮合时,其大小齿轮接触应力值的关系是σ H1 = σ H2。 T-7-10-22-2-2、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* 稳,承载能力 高 ,可用于高速重载的场合。 T-8-2-23-2-3、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。 T-8-2-24-2-3、蜗杆传动的中间*面是指:通过_蜗杆_轴线并垂直于__蜗轮__轴线的*面。 T-8-2-25-2-3、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是_ ma1=mt2、α a1=α t2、λ =β _。 T-10-2-26-2-3、若键的标记为键 C20×70GB1096-79,则该键为 C 型*键,b=20,L=70。 T-10-1-27-2-2、轮系运动时,所有齿轮几何轴线都固定不动的,称定轴轮系轮系,至少有一 个齿轮几何轴线不固定的,称 周转星轮 系。 T-11-2-28-2-3、轴的作用是支承轴上的旋转零件,传递运动和转矩,按轴的承载情况不同, 可以分为 转轴、心轴、传动轴 。 T-10-1-29-2-3、机械静联接又可以分为 可拆 联接和 不可拆 联接,其中键联接、螺纹 联接、销联接属于 可拆 连接。 T-10-2-30-2-3、.螺纹联接防松的目的是防止螺纹副的相对运动,按工作原理的不同有三种防 松方式: 摩擦力 防松、 机械 防松、 其它方法 防松。
1

T-10-2-31-2-1、*键的工作面是键的 两侧面 。 T-10-2-32-2-1、楔键的工作面是键的 上下两面 。 T-12-4-33-2-1、滑动轴承中所选用的润滑油,其粘度越大,则其承载能力越 大 。 T-10-2-34-2-1、普通*键的剖面尺寸(b×h),一般应根据 轴的直径 按标准选择。 T-12-2-35-2-2、滚动轴承内圈与轴颈的配合采用 基孔 制,外圈与轴承孔的配合采用 基 轴 制。 二、判断题(正确的打√,错误的打×)(每题 2 分) P-1-1-01-2-2、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。(×) P-3-2-02-2-2、铰链四杆机构中,传动角γ 越大,机构传力性能越高。(√ ) P-3-2-03-2-2、极位夹角是曲柄摇杆机构中,摇杆两极限位置的夹角。 (×) P-3-2-04-2-2、机构处于死点位置时,其传动角等于 90°。 (×) P-4-2-05-2-2、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。(×) P-4-2-06-2-2、凸轮机构中,从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。(√) P-6-3-07-2-2、带传动的弹性滑动是不可避免的,打滑是可以避免的。 (√ ) P-6-3-08-2-2、V 带型号中,截面尺寸最小的是 Z 型。(×) P-7-1-09-2-2、基圆以内无渐开线。(√) P-7-9-20-2-2、在直齿圆柱齿轮传动中,忽略齿面的摩擦力,则轮齿间受有圆周力、径向力 和轴向力三个力作用。(×) P-8-2-21-2-2、蜗杆传动一般用于大速比的场合。(√) P-8-2-22-2-2、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。(×) P-9-1-23-2-2、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。(×) P-10-1-24-2-2、楔键的顶底面是工作面。(√) P-10-1-25-2-2、设计键联接时,键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。 (×) P-10-2-26-2-2、在螺纹联接的结构设计中,通常要采用凸台或凹坑作为螺栓头和螺母的支承 面,其目的是使螺栓免受弯曲和减小加工面。(√) P-10-2-27-2-2、螺纹联接是可拆联接。 (√) P-12-3-28-2-2、滚动轴承的基本额定动载荷 C 值越大,则轴承的承载能力越高。(√ ) P-12-3-29-2-2、在相同工作条件的同类型滚动轴承,通常尺寸越大,其寿命越长。(√ ) 三、选择题 (将正确答案的序号填在括号中)(每题 2 分) A-1-1-01-3-2、在如图所示的齿轮—凸轮轴系中,轴4称为(A)
A.零件 B.机构 C.构件 D.部件

A-2-2-02-3-2、*面运动副所提供的约束为(C)

A.1

B.2 C.1 或 2 D.3

A-2-2-03-3-2、若两构件组成低副,则其接触形式为(A)

A.面接触

B.点或线接触 C.点或面接触

A-2-4-04-3-2、机构具有确定相对运动的条件是(A)

D.线或面接触

2

A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目

C.机构的自由度数目小于主动件数目 D.机构的自由度数目大于等于主动件数目

A-3-2-05-3-2、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,则为

了获得曲柄摇杆机构,其机架应取(B)

A.最短杆 B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆

A-4-2-06-3-2、在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时,其从动件的运动(A)

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

A-6-5-07-3-2、带传动的主要失效形式是带的(A)

A.疲劳拉断和打滑 B.磨损和胶合 C.胶合和打滑 D.磨损和疲劳点蚀

A-6-3-08-3-2、带传动中弹性滑动现象的产生是由于(C)

A.带的初拉力达不到规定值 B.带与带轮的摩擦系数过小 C.带的弹性变形 D.带型选择不当

A-6-3-09-3-2、 (A )是带传动中所固有的物理现象,是不可避免的。

A.弹性滑动 B.打滑 C.松驰 D.疲劳破坏

A-7-2-10-3-2、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于(D)

A.分度圆

B.齿顶圆

C.齿根圆

D.基圆

A-7-7-11-3-2、闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是(B)

A.齿面胶合

B.轮齿疲劳折断 C.齿面磨粒磨损 D.轮齿过载折断

A-7-7-12-3-2、齿面接触疲劳强度设计准则针对的齿轮失效形式是(A)

A.齿面点蚀 B.齿面胶合 C.齿面磨损 D.轮齿折断

A-7-11-13-3-2、为了实现两根相交轴之间的传动,可以采用(C)

A.蜗杆传动 B.斜齿圆柱齿轮传动 C.直齿锥齿轮传动 D.直齿圆柱齿轮传动

A-7-7-14-3-2、齿轮传动中,轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在(B)

A.齿根部分 B.靠*节线处的齿根部分 C.齿顶部分 D.靠*节线处的齿顶部分

A-7-10-15-3-2、一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的(A)均为标准值。

A.法面模数、分度圆上的法面压力角 B.端面模数、分度圆上的端面压力角

C.端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角 D.法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺

旋角

A-8-2-16-3-2、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是(B)

A.mt1=ma2, α t1=α a2,λ =β

B.ma1=mt2, α a1=α t2,λ =β

C.mt1=ma2, α t1=α a2,λ = -β

D.ma1=ma2, α a1=α t2,λ = -β

(注:下标 t 表示端面,a 表示轴向,1 表示蜗杆、2 表示蜗轮)

A-8-2-17-3-2、蜗杆传动的传动比 i 等于(D)

A. d 2 d1

B. n2 n1

C. d1 d2

D. n1 n2

A-10-1-18-3-2、普通*键的长度应(B) A .稍长于轮毂的长度 B .略短于轮毂的长度 C.是轮毂长度的三倍 D.是轮毂长度的二倍 A-10-1-19-3-2、键的截面尺寸 b×h 主要是根据( D )来选择。 A.传递扭矩的大小 B.传递功率的大小 C.轮毂的长度 D.轴的直径 A-10-2-20-3-2、当两个被联接件之一太厚不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,宜采用 (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 A-12-2-21-3-2、滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是(C) A.过大的塑性变形 B.过度磨损 C.疲劳点蚀 D.胶合

3

A-13-1-22-3-2、联轴器和离合器均具有的主要作用是(B) A.补偿两轴的综合位移 B.联接两轴,使其旋转并传递转矩 C.防止机器过载 D.缓和冲击 和振动 A-13-1-23-3-2、下列联轴器中,能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是(D )
A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器 C.万向联轴器 D.弹性柱销联轴器 四、问答题(每题 5 分) W-4-2-01-2-5、说出凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合。
答:等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律(余弦加速度运动规律);等速 运动规律有刚性冲击,用于低速轻载的场合;等加速等减速运动规律有柔性冲击,用于中低 速的场合;简谐运动规律(余弦加速度运动规律)当有停歇区间时有柔性冲击,用于中低速 场合、当无停歇区间时无柔性冲击,用于高速场合。 W-6-3-01-2-5、说明带的弹性滑动与打滑的区别。 弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的,只要传递圆周力,就存在着拉力差,所以弹性滑 动是不可避免的;而打滑是由于过载引起的,只要不过载,就可以避免打滑,所以,打滑是 可以避免的。 W-7-1-01-2-5、简述齿廓啮合基本定律。 不论齿廓在任何位置接触,过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点,才能保证传 动比恒定不变。 W-8-6-01-2-5、为什么闭式蜗杆传动必须进行热*衡计算? 蜗杆传动存在着相对滑动,摩擦力大,又因为闭式蜗杆传动散热性差,容易产生胶合,所以 要进行热*衡计算。 W-10-2-01-2-5、说明螺纹连接的基本类型及应用。 螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。螺栓连接用于被连接件不厚、通孔且 经常拆卸的场合;双头螺柱连接用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合;螺钉连接 用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合。 W-12-3-01-2-5、轴上零件的周向固定各有哪些方法?(指出四种以上方法) 周向固定:键连接、花键连接、过盈配合连接 W-12-3-01-2-5、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?(指出四种以上) 轴向固定:轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈 轴肩、轴环、轴套固定可靠,可以承受较大的轴向力;弹性档圈固定可以承受较小的轴向力; 轴端挡板用于轴端零件的固定。 五、计算题 J-2-5-01-4-10、说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?(10 分)
解:机构具有确定相对运动的条件是: 机构的自由度数等于机构中(接受外界给定运动规律的) 原动件的个数。 n=3,PL=3,PH=2 机构自由度 F=3n-2PL-PH=1 , 因为 W=1=F,所以机构的运动确定。 J-2-5-02-4-15、说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?(15 分) 解答:机构具有确定相对运动的条件是:机构的自由度数 等于机构中(接受外界给定运动规律的)原动件的个数。 机构中,n=7,PL=9,PH=1 F=3n-2PL-PH=2=W>0, 所以机构运动确定。 C、G 处复合铰链,E 处虚约束,F 处局部自由度
4

J-2-5-03-4-15、计算图示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束请明确指出。 (15 分)
解答: C 处为复合铰链,则 n=5, PL=7, PH=0 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1
J-2-5-04-4-15、计算图示机构的自由度,若含有复合铰链,局部自由度和虚约束请明确指 出。(15 分)
解答: F 处为复合铰链,H(或 I ) 处为虚约束,则 n=6, PL=8, PH=1 F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1
J-3-2-05-3-10、图示四杆机构中,已知 a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm。取不同构件为机 架,可得到什么类型的铰链四杆机构? (15 分) 解:因为最短构件与最长构件长度之和小于 等于另外两构件的长度之和,满足构件的长度 和条件,所以取 AB 为机架,得双曲柄机构; 取 BC 或 AD 为机架,得曲柄摇杆机构; 取 CD 为机架,得双摇杆机构;
J-3-2-06-3-10 、 已 知 图 示 机 构 中 , LAB=82mm , LBC=50mm , LCD=96mm,LAD=120mm 问: (1)此机构中,当取构件 AD 为机架时,是否存在曲柄?如果存在,指出是哪一构件?(必 须根据计算结果说明理由) (2)当分别取构件 AB、BC、CD 为机架时,各将得到什么机构?(10 分)
解答:因为 LBC+ LAD=50+120=170 mm LBC +LCD=82+96=178 mm
所以 LBC+ LAD< LBC +LCD 符合曲柄存在的杆长之和条 件.
1) 当取 AD 为机架时, 不存在曲柄, 得到双摇杆机 构;
2) 当分别取 AB 或 CD 为机架时,均得到曲柄摇杆机 构; 当取 BC 为机架时, 得到双曲柄杆机构.
5

J-3-2-07-3-10、如图所示铰链四杆机构,已知各构件的长度 LAB=50mm, LBC=110mm, LCD=80mm, LAD=100mm。 (1)该机构是否有曲柄?如有,请指出是哪个构件(必须根据计算结果说明理由);

(2)当分别取构件 AB、BC、CD 为机架时,各将得到什么机构?(10 分)

解答:因为 LAB+LBC=50+110=160mm

LAB+LBC=80+100=180mm 所以 LAB+LBC< LAB+LBC 符合曲柄存在的杆长之和 条件.

1)当取 AD 为机架时, 得到曲柄摇杆机构;

2)当取 AB 为机架时,得到双曲柄杆机构;

当取 BC 为机架时;得到曲柄摇杆机构;

当取 CD 为机架时;得到双摇杆机构.
J-7-3-08-3-10、已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a=200mm,齿数 Z1=20,Z2=80,齿顶高系数 ha* =1,压力角=20° 。试求这对齿轮的模数 m,传动比 i12,节 圆直径及啮合角。

a
解:

?

m 2

?z1

?

z2 ?

m ? 2a ? 2* 200 ? 4 (z1 ? z2 ) 20 ? 80

i12

?

z2 z1

?

80 20

?4

节圆直径=分度圆直径

d 1=mz1=4×20=80mm d 2=mz2=4×80=320mm mm

啮合角? 压力角? 20?

J-7-3-09-4-15、某标准直齿圆柱齿轮,已知齿距 p=12.56mm,齿数 z=20,正常齿制。求该齿

轮的分度圆直径 d、齿顶圆直径 da、、齿根圆直径 df、基圆直径 db、、齿高 h 及齿厚 s。(cos20 ?≈0.94)

解答:

p=12.56 mm,m=4 mm; 分度圆直径 d=m·z=4×20=80 mm;

基圆直径 db=d ·cos20?=75.2 mm; 齿顶圆直径 da=m·(Z+2ha*)=88 mm; 齿根圆直径 df= m·(Z-2ha*-2c*)=70 mm; 齿高 h= m ·(2ha*+c*) =9 mm; 齿厚 s=6.28mm

J-7-3-10-3-10、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距 a=108mm,传动比

i12=3,小齿轮齿数 Z1=18。试确定大齿轮的齿数 Z2、齿轮的模数 m 和两轮的分度圆直径。

解:由

i12=

Z2 Z1

=3 ,得 Z2=3*18=54,

又由 m ? 2a ? 2*108 ? 3 mm, Z1 ? Z2 18 ? 54

分度圆直径: d1 ? mz1 ? 3*18 ? 54 mm,

d2 ? mz1 ? 3*54 ? 162 mm。
J-9-1-11-3-10、如下图所示轮系中,已知 Z1=16,Z2=36,Z3=25,Z4=50,Z5=2,Z6=20, 若 n1=600r/min,求蜗轮的转速 n6 及各轮的转向。(10 分)

6

解:

i16

?

z2.z4.z6 z1.z3.z5

?

n1 n6

?

600 n6

36*50* 20 600 i16 ? 18* 25* 2 ? n6

600 n6 ? 40 ? 15

1

O1

n1

2

3
O2

O3
4

5

O4 6

G

J-9-1-12-4-20、在图示传动装置中,已知各轮齿数为:Z1=20, Z2=40, Z3=20, Z4=30, Z5=80, 运动从Ⅰ轴输入,Ⅱ轴输出,nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速 nⅡ及转动方向。(20 分)

解:由 Z3、Z4、Z5、H 系杆组成星行轮轮系, 可得:

i3H5

?

n3 ? nH n5 ? nH

? ? z4 * z5 z3 * z4

? ? z5 z3

? ? 80 20

? ?4

其中:n5=0,所以:

n3 0

? nH ? nH

? ?4

即: n3 ? nH ? 4 或: n3 ? 5 ;

nH

nH

又:i12 ?

n1 n2

?

n1 nH

? ? z2 z1

? ? 40 ? ?2 20

又因为:iⅠⅡ ? n1 ? n1 / nH ? ?2 n3 n3 / nH 5

所以: 1000 ? ?2 , n3 5
解得:nⅡ=n3=-2500 r/min, 负号表示 nⅡ与 nⅠ方向相反,如图所示。 J-12-2-13-4-20、某轴用一对圆锥滚子轴承支承,外圈窄边相对安装,已知两轴承所承受的

7

径向载荷分别为 FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N,其内部轴向力分别为 FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传 动件作用于轴上的轴向力 FA=1000N,判断系数 e=0.32,当 Fa/Fr≤e 时,X=1,Y=0,当 Fa/Fr>e 时,X=0.4,Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。

解:

轴向力:FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ

轴承Ⅰ被放松

FaⅠ=FSⅠ=2430N

轴承Ⅱ被压紧

FaⅡ=FSⅡ=3430N

当量动载荷

FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27<e

XⅠ=1 Y Ⅰ=0 P Ⅰ=XⅠFrⅠ=9000N

FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e XⅡ=0.4

YⅡ=1.88

PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N

六、设计题(每小题 20 分)

J-4-3-14-4-20、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓

线在 B0 点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出: (1)当凸轮从初始位置转过 ?1 =90°时,从动件走过的位移 S1; (2)当从动件尖底与凸轮廓线在 B2 点接触时,凸轮转过的相应角度 ? 2 。 说明:(1)不必作文字说明,但必须保留作图线;
(2)S1 和 ? 2 只需在图上标出,不必度量出数值。

解答: 如图所示,正确作出偏距圆 按-ω 方向转 90°,在图上正确标出 S1 过 B2 点作偏距圆切线,正确标出 ? 2 角
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七、分析题(本题 20 分) J-8-2-15-4-20、.已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如 图所示。试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。
解:蜗轩转动方向如图所示 蜗杆为右旋 Ft2 与蜗轮分度圆相切,指向左端 Ft1 与蜗杆分度圆相切,指向右端 Fa1 与蜗杆轴线*行, 指向右 Fa2 与蜗轮轴线*行,指向左
J-11-2-16-4-20、图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例① 所示,指出图中的其它结构错误(不少于 7 处)。 改错: (注:润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)
解答: (1)缺少调整垫片;(2)轮毂键槽结构不对;(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上; (4)键槽处没有局部剖;(5)端盖孔与轴径间无间隙; (6)多一个键; (7)齿轮左侧轴向定 位不可靠; (8)齿轮右侧无轴向定位;(9)轴承安装方向不对; (10)轴承外圈定位超高; (11)轴与轴承端盖相碰。
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一、机械原理部分(40 分)
1、计算图示机构自由度,若有虚约束、复合铰链或局部自由度,请指出。(5 分) 解: F=3n-2PL-PH =3x7-2x9-1=2 A 处为复合铰链 F 处为局部自由度 无虚约束

2、图示轮系中,已知各轮齿数为 Z1~Z6,求传动比 i1H。(7 分)

解:

i16 H

? n1 ? nH n6 ? nH

? z2z4z6 z1 z3 z5

(1)

n6=0

(2)

由(1) (2)联解得:

i1H

? n1 nH

? 1? z2z4z6 z1 z3 z5

3、试设计一对外啮合渐开线圆柱齿轮,已知 mn=4mm,Z1=21,Z2=32,实际中 心距为 110mm,问:

(1) 该对齿轮能否采用标准直齿圆柱齿轮传动?

(2) 若采用标准斜齿轮传动来满足中心距要求,试求齿轮的分度圆螺旋角 β、

分度圆直径 d1、d2,节圆直径 d1’、d2’。(8 分) 解:

10

(1) a=m(z1+z2)/2=4(21+32)/2=106mm≠110mm 所以:不适合用标准直齿圆柱齿轮传动
(2) 由 110=mn(z1+z2)/(2cosβ) 解得: β=arcos(53/55)=15.5?
d1’= d1= mnz1/cosβ=87.17mm d2’= d2= mnz2/cosβ=132.83mm (或由方程组 d1’+d2’=2x110
d2’/d1’=z2/z1 解得 d1’和 d2’ )
4、写出渐开线标准直齿轮、斜齿轮传动和蜗杆传动的正确啮合条件。(7 分) 解:标准直齿轮传动的正确啮合条件:m1=m2=m
α1=α2=α 斜齿轮传动的正确啮合条件:m1=m2=m
α1=α2=α β1=±β2 (外啮合取负号) 蜗杆传动的正确啮合条件:ma1=mt2=m αa1=αt2=α γ=β 5、设计一铰链四杆机构,已知连杆 lBC=40mm,连杆 BC 经过图示两个给定位置 B1C1、B2C2,要求:连架杆 AB 从 AB1 到 AB2 位置时恰好转过 90?;机构在第二 位置时传动角γ =30?,试用作图法求解,并写出作图步骤。(10 分)
解:(1) 分别连接 B1B2、C1C2,并作它们的中垂线。 (2) 过 B1 作∠B2B1A=45?交 B1B2 的中垂线于 A 点,则∠B1A B2=90?。
11

(3) 过 C2 作∠B2C2D=30?交 C1C2 的中垂线于 D 点。

则 AB1C1D 即为所求的铰链四杆机构。

6、试作出凸轮机构中下列从动件运动规律的加速度线图。(3 分)

(1) 等速运动

a∞

δ

δt

-∞

(2) 等加速等减速运动 a

δ δt

(3) 简谐运动

a

二、机械零件部分(60 分)

δ δt

1、填空题(25 分)

(1) 普通螺纹的公称直径是螺纹的 大径 ,管螺纹的公称直径是管子的 公称

直径 ,牙型通常为 三角 形。

(2) 花键联接常用的是 矩形 花键、 渐开线 花键和 三角形 花键三种。

(3) 按照随时间变化的情况,应力可分为 静应力 和 变应力 。

(4) 齿轮弯曲强度计算中,齿形系数 YF 只与 轮齿形状 有关,而与 模数 无关, 对标准齿轮来说,YF 随齿数增加而 减小 。
(5) 硬齿面闭式齿轮传动,其齿面接触强度较 高 ,故可先按轮齿的接触 强度

设计计算,然后按 弯曲 强度校核。

(6) 蜗杆传动中,在主*面内蜗轮与蜗杆的啮合相当于 齿轮 与 齿条 的啮

合,它的设计计算都以 主* 面的参数和几何关系为准。

(7) 在机械传动中,一般带传动用于 高 速级,而链传动用于 低 速级。

(8) 带传动中,若带所传递的 圆周 力超过带与轮面间的 极限摩擦力 时,将

12

发生打滑现象,打滑现象是 可以 避免的。
(9) 自行车的前轴是 心 轴,中轴是 转 轴,后轴是 心 轴。 2、分析计算题(35 分)
(1) 试在图示带传动中,标出轮 1 的转向 n1,包角α ,紧边拉力 F1,松边拉力 F2 和带面接触弧上摩擦力的方向,说明带传动的打滑条件,并用公式表示出 有效圆周力 F 与紧边拉力 F1、松边拉力 F2 之间的关系(10 分)

解: 转向 n1,包角α ,紧边拉力 F1,松边拉力 F2 和带面接触弧上摩擦力的方向
如图。 带传动的打滑条件是:带所需传递的圆周力大于带的极限摩擦力。 有效圆周力 F=F1-F2
(2) 图示为蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合,已知输出轴上的锥齿轮 Z4 的转向 n4,为使中间轴上的轴向力能互相抵消一部分,试确定: a) 蜗杆转向。 b) 蜗轮的旋向。 c) 各轴的轴向力方向。(10 分)

?

?

(3) 下图为 70000AC 型轴承的布置图。已知轴上载荷 FR ? 3000 N , FA ? 700N ,

13

工作稳定,该轴承的轴向载荷影响系数 e=0.68,当 Fa/Fr>e 时,X=0.41,Y=0.87, 当 Fa/Fr≤e 时,X=1,Y=0。试计算两轴承的当量动载荷,并在图上用符号标出 轴承的径向载荷 Fr 和内部轴向力 F’的方向。( F’=0.7Fr ) (15 分)

解:

Fr1 ? 1/ 3F R? 1000N
Fr2 ? 2 / 3F R? 2000N
F1 ' ? 0.7Fr1 ? 700N
F2 ' ? 0.7Fr2 ? 1400N
FA + F1’=700+700=1400N= F2’ 轴系无移动趋势,故
Fa2= F2’=1400N Fa1= F1’=700N 轴承 I: Fa1/ Fr1 = 0.7>e X1=0.41, Y1=0.87 轴承 II:Fa2/ Fr2 = 0.7>e X2=0.41, Y2=0.87

P1= X1Fr1+Y1Fa1=1019N P2= X2Fr2+Y2Fa2=2038N

第二部分 分类练*题

一.选择题

1.若两构件组成低副,则其接触形式为( A )

A.面接触; B.点或线接触; C.点或面接触; D.线或面接触。

2.四杆长度不等的双曲柄机构,若主动曲柄作连续匀速转动,则从动曲柄将作( A )。

A.周期变速转动; B.间歇转动;

C.匀速转动;

D.往复摆动。

3.杆长不等的铰链四杆机构,若以最短杆为机架,则是( D )。

A.曲柄摇杆机构; B.‘双曲柄机构;

C.双摇杆机构; D.双曲柄机构或双摇杆机构。

4.铰链四杆机构的死点位置发生在( A )。

A.从动件与连杆共线位置; B.从动件与机架共线位置;

C.主动件与连杆共线位置; D.主动件与机架共线位置。

14

5.当对心曲柄滑块机构的曲柄为原动件时,机构有无急回特性和死点? ( C )。

A.有急回特性、有死点; B.有急回特性、无死点;

C.无急回特性、无死点; D.无急同特性、有死点;

6.图示凸轮机构的推程运动角是多少?(AB、CD 为以 O 为圆心的圆弧) ( D )。

A.160°; B.130°; C.120°; D.110°。

7.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,且以最短杆

为机架,则机构有( B )。

A、一个曲柄,B、两个曲柄,C、无曲柄,D、可能有一个也可能有两个。

8.图(a)为( B );图(b)为( D )。

A.曲柄滑块机构 B.导杆机构

C.摇块机构

D.定块机构

(a)

(b)

9.凸轮机构从动件运动规律为等速运动规律时,机构受力( B )。

A 无冲击 B 有刚性冲击

C 有柔性冲击 D 不确定冲击

10.图示为凸轮机构在推程中从动件的位移线图,其从动件的运动规律为( C )。

这种运动规律

0、e 两点( E )。

A.等速运动

B.等加速、等减速运动

C.简谐运动

D.引起刚性冲击

E.引起柔性冲击

F.能避免冲击

11.如图所示齿轮与轴通过过盈配合相连接,若按右图设计比左图合理,理由是 C

A 连接强度高 B 节约材料

C 装拆方便

D 刚性较好

15

12.在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是( 4 ) (1)三角形螺纹 (2)梯形螺纹 (3)锯齿形螺纹 (4)矩形螺纹
13.在常用的螺纹连接中,自锁性能最好的螺纹是( 1 ) (1)三角形螺纹 (2)梯形螺纹 (3)锯齿形螺纹 (4)矩形螺纹
14.螺纹连接防松的根本问题在于( 3 ) (1)增加螺纹连接的轴向力 (2)增加螺纹连接的横向力 (3)防止螺纹副的
相对转动 (4)增加螺纹连接的刚度
15.在螺纹连接中最常用的螺纹牙型是( 3 ) (1)矩形螺纹 (2)梯形螺纹 (3)三角螺纹 (4)锯齿形螺纹
16.三角形螺纹的牙型角α =( 2 ) (1) 30° (2) 60° (3) 0°
17.设计键连接的几项主要内容是:a)按轮毂长度选择键的长度 b)按使用要求选择 键的主要类型
c)按轴的直径选择键的剖面尺寸 d)对连接进行必要的强度校核。在具体设计时, 一般顺序是 ( 2 )
(1)b→a→c→d (2)b→c→a→d(3)a→c→b→d (4)c→d→b→a 18.键的长度主要是根据( 2 )来选择.
(1)传递转矩的大小 (2)轮毂的长度 (3)轴的直径 19.能够构成紧键连接的两种键是( 4 )
(1)楔键和半圆键 (2)*键和切向键 (3)半圆键和切向键 (4)楔键 和切向键
20.楔键连接的主要缺点是( 4 ) (1)键的斜面加工困难 (2)键安装时易损坏 (3)键装入键槽后,央轮毂
中产生初应力 (4)轴和轴上的零件对中性差
16

21.*键连接如不能满足强度条件要求时,可在轴*沧耙欢*键,使它们沿圆周相隔 (4)
(1) 90° (2) 120° (3) 135° (4) 180° 22.半圆键连接的主要优点是( 3 )
(1)对轴的强度削弱较轻 (2)键槽的应力集中较小 (3)工艺性好、安装方便 23.设计时键的截面尺寸通常是根据( 1 )从标准中选取 (1)键传递的转矩 (2)轴的转速 (3)轮毂的长度 (4) 轴的直径 24.普通*键的工作面是( 3 ) (1)顶面 (2)底面 (3)侧面 (4)端面 25.V 带传动中,带轮的基准直径是右图上的( 2 ) (1)d1 (2) d2 (3) d3 (4) d4 26.带传动中,在预紧力相同的条件下,V 带比*带能传递较大的功率,是因为 V 带 (3) (1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头 27.带传动中,V1 为主动轮圆周速度,V2 为从动轮圆周速度,这些速度之间存在的关 系是( 2 ) (1)V1=V2 (2) V1>V2 (3) V1<V2 28.带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为( 4 ) (1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (2)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动 29.带传动工作时产生弹性滑动是因为( 2 ) (1)带的预紧力不够(2)带的紧边和松边拉力不等 (3)带绕过带轮时有离心力(4)带和带轮间摩擦力不够 30.带传动中,若小带轮为主动轮,则带的最火应力发生在带( 1 )处。 (1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮 (4)退出从动轮 31.V 带传动设计中,限制小带轮的最小直径主要是为了( 4 ) (1)使结构紧凑(2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角 32.带传动的主要失效形式之一是带的( 3 )
17

(1)松弛 (2)颤动 (3)疲劳破坏 (4)弹性滑动

33.在 V 带传动中,小轮包角一般应大于或等于( 3 )

(1)90° (2)100° (3)120° (4)150°

34.在带传动中用( 1 )的方法可以使小带轮包角加大。

(1)增大小带轮直径 d1 (2)减小小带轮直径 d1 (3)增大大带轮直径 d2, (4)减小中心距 a 35.对于渐开线圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算,一般以( 3

)处的接触应

力作为计算应力。

(1)齿顶 (2)齿根 (3)节点

36.对于制造精度较低的齿轮传动,齿根弯曲疲劳强度通常按全部载荷作用于( 1 )

来计算。

(1)齿根 (2)齿顶 (3)节圆

37.开式齿轮传动中轮齿的主要失效形式是( 3 )

(1)点蚀和弯曲疲劳折断 (2)胶合和齿面塑性变形 (3)弯曲疲劳折断

和磨粒磨损

38.有一对传递动力的渐开线闭式直齿圆柱齿轮传动,现设计主、从动轮均为软齿面钢

制齿轮,精度等级为 7 级。如欲在中一心距和传动比不变的条件下提高其接触强度,在下列

各措施中最有效的是( 2 )

(1)增大模数(相应减少齿数) (2)提高主、从动轮的齿面硬度

(3)提高加工精度的等级 (4)增大齿根圆角半径

39.在下列参数中,影响渐开线圆柱齿轮齿形系数的参数为( 1 )

(1)齿数 (2)模数 (3)齿宽系数

40.一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是( 1 )

(1)齿面点蚀 (2)轮齿折断 (3)齿面磨粒磨损 (4)齿面胶合

41.一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( 2 )

(1)齿面点蚀 (2)轮齿折断 (3)齿面塑性变形 (4)齿面胶合

42.齿轮因齿面塑性变形而失效最可能出现在( 2 )齿轮传动中

(1)高速轻载的闭式硬齿面 (2)低速重载的闭式软齿面 (3)润滑油粘度

较高的硬齿面

43.一般参数的开式齿轮传动,其主要失效形式是( 2 )

(1)齿面点蚀 (2)齿面磨粒磨损 (3)齿面胶合 (4)齿面塑性变形

18

44.下列措施中, 3 对防止和减轻齿面胶合不利。

(1)减小模数,降低齿高 (2)选用抗胶合性能好的齿轮材料和润滑油

(3)降低齿面硬度

(4)大、小齿轮有一定的硬度差

45.设计一般闭式齿轮传动时,计算接触疲劳强度是为了避免( 3 )失效

(1)胶合 (2)磨粒磨损 (3)齿面点蚀 (4)轮齿折断

46.用范成法加工标准渐开线齿轮,发生根切的原因是( C )。

A.模数过小 B.模数过火

C.齿数过小 D.齿数过多

47.对于硬度≤3 5 OHBS 的闭式齿轮传动,设计时一般( A )。

A.先按接触强度计算 B.先按弯曲强度计算

C.先按磨损条件计算 D.先按胶合条件计算

48.有 A、B、C 三对齿轮传动,A 对齿轮相对两轴承对称布置,B 对为非对称布置,C

对为悬臂布置,其它条件相同。则它们的齿向载荷分布不均的程度为( 4 )

(1)A 对最大 (2)B 对最大 (3)A、B、C 对相同 (4)C 对最大

49.标准直齿圆柱齿轮的齿形系数 YFa 切取决于( 2 ) (1)模数 (2)齿数 (3)齿宽系数 (4)齿面硬度

50.一减速齿轮传动,主动轮 1 用 45 钢调质,从动轮 2 用 45 钢正火,则它们的齿面接

触应力的关系是( 2 )

(1) σ H1<σ H 2 (2) σ H1=σ H 2 (3)σ H1>σ H 2 51.有一标准直齿圆柱齿轮传动,齿轮 l 和齿轮 2 的齿数分别为 z1 和 z2,且 z1< z2。若

两齿轮的许用接触应力和许用弯曲应力均相同,则( 3 )

(1)两齿轮接触强度相等,齿轮 2 比齿轮 1 抗弯强度高

(2)两齿轮抗弯强度相等,齿轮 2 比齿轮 l 接触强度高

(3)齿轮 1 和齿轮 2 的接触强度和抗弯强度均相等

(4)齿轮 1 比齿轮 2 的接触强度和抗弯强度都高

52.为了有效地提高齿面接触强度,可( 2 )

(1)保持分度圆直径不变而增大模数 (2)增大分度圆直径 :

(3)保持分度圆直径不变而增加齿数

53.对于闭式软齿面齿轮传动,在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度要求的前提下,齿

数宜适当取 多些。其目的是( 2 )

(1)提高轮齿的抗弯强度 (2)提高齿面的接触强度 (3)提高传动*稳性

19

54.对于闭式硬齿面齿轮传动,宜取较少齿数以增大模数。其目的是( 4 ) (1)提高齿面接触强度 (2)减小滑动系数,提高传动效率 (3)减小轮齿的切削量 (4)保证轮齿的抗弯强度
55.设计开式齿轮传动时,在保证不根切的情况下,宜取较少齿数。其目的是( 3 ) (1)增大重合度。提高传动*稳性 (2)减小齿面发生胶合的可能性 (3)增大模数,提高轮齿的抗弯强度 (4)提高齿面接触强度
56.在设计圆柱齿轮传动时,通常使小齿轮的宽度比大齿轮宽一些,其目的是( 3 ) (1)使小齿轮和大齿轮的强度接*相等 (2)为了使传动更*稳 (3)为了补偿可能的安装误差以保证接触线长度
57.用范成法加工标准渐开线齿轮,发生根切的原因是( C )。 , A.模数过小 B.模数过大 C.齿数过小 D.齿数过多
58.对于硬度≤350HBS 的闭式齿轮传动,设计时一般( A )。 A.先按接触强度计算 B.先按弯曲强度计算 C.先按磨损条件计算 D.先按胶合条件计算
59.当齿轮材料和热处理等条件一定时,许用弯曲应力在( 1 )情况下的值较大 (1)轮齿受单向弯曲 (2)齿轮在传动中为中间轮 (3)齿轮双向运转 (4)
齿轮是行星轮 60.一对相啮合的圆柱齿轮的 Z2>Z1,b1>b2,其接触应力的大小为:( 3 )。 (1) σ H1=σ H 2 (2) σ Hl>σ H 2 (3) σ Hl<σ H 2 (3) σ H 1≥σ H 2 61.提高齿轮的抗点蚀能力,可以采取( 3 )的方法. (1) 采取闭式传动 (2)加大传动的中心距 (3) 减小齿轮的齿数,增大齿轮的模数 (4)降低齿面的硬度 62.为了提高齿轮的接触强度应( 2 ). (1)增大模数,但中心距不变 (2)增大中心距 (3)中心距不变,增大齿数 63.在蜗杆传动中,通常( 1 )为主动件. (1)蜗杆 (2)蜗轮 (3)蜗杆或蜗轮都可以 64.蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似,其中( 2 )最易发生 、 (1)点蚀与磨损 (2)胶合与磨损 (3)轮齿折断与塑性变形 65.一般中速中载条付:下,蜗轮齿圈常用( 3 )材料制造. (1)碳钢 (2)合金钢 (3)青铜 (4)铸铁
20

66.对于转轴的强度计算,应按( 3 )计算。

(1)弯矩 (2)扭矩 (3)弯矩、扭矩合成的当量弯矩

67.按弯扭合成理论计算轴的强度时,在当量弯矩的计算式 Me ? M 2 ? (?T )2 中,

系数α 是考虑 ( 2 )

(1)计算公式不准确 (2)转矩和弯矩的循环性质不同

(3)材料抗弯与抗扭的性能不同 (4)强度理论的要求

68.增大轴在截面变化处的过渡圆角半径,可以( 2 )

(1)使零件的轴向定位比较可靠 (2)降低应力集中,提高轴的疲劳强度

(3)使轴的加工方便

69.采用表面强化如辗压、喷丸、碳氮共渗、渗氮、高频感应加热淬火等方法,可显著

提高轴的( 3 )

(1)静强度 (2)刚度 (3)疲劳强度 (4)耐冲击性能

70.在轴的初步计算中,轴的直径是按( 2 )初步确定的

(1)抗弯强度 (2)抗扭强度 (3)弯扭合成强度 (4)轴段上零件的孔径

71.角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能力随接触角α 的增大而( 1 )

(1)增大 (2)减小 (3)不变 (4)增大或减小随轴承型号而定

72.一轴受径向载荷作用,若该轴用一对圆锥滚子轴承支承,两个轴承上径向支反力的

关系是 Fr1>Fr2,则其轴向力的关系是( 2 ). (1)Fa1>Fa2 (2) Fa1=Fa2 (3) Fa1<Fa2 (4)条件不充分难以确定
73.在下列连接方式中( 3 )可以同时起将轴上零件在轴上作周向和轴向固定的作

用。

(1)*键 (2)花键 (3)过盈配合 (4)半圆键

74.代号为 30310 的单列圆锥滚子轴承的内径为( 3 ).

(1)10mm (2)100mm (3)50mm (4)310mm (5)155mm

75.深沟球轴承,内径 l00mm,宽度系列 O,直径系列 2,公差等级为 O 级,游隙 O

组,其代号为( 1 ) (1)60220 (2)6220/P0 (3)60220/PO (4)6220

76.一批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承 ( 3 )

(1)它们的寿命应该相同 (2)它们的*均寿命相同 (3)90%轴承的寿

命应该相同

(4)它们的最低寿命应该相向

77.滚动轴承的额定寿命是指( 4 ).

(1)在额定动载荷作用下,轴承所能达到的寿命

(2)在标准试验载荷作用下,轴承所能达到的寿命

21

(3)同一批轴承进行寿命试验中,95%的轴承所能达到的寿命 (4)同一批轴承进行寿命试验中,破坏率达 1 0%时所对应的寿命 78.滚动轴承额定寿命与额定动载荷之间的关系为 L=(C/P)ε ,其中 P 为轴承的( 1 ) (1)当量动载荷 (2)外载荷 (3)径向载荷 (4)当量载荷 79.滚动轴承额定寿命与额定动载荷之间具有如下关系 L=(C/P)ε ,其中ε 称为寿 命指数,对于滚子轴承和球轴承分别为( 3 ) (1)3/1 0 和 3 (2)3/10 和 1 0/3 (3)1 0/3 和 3 (4)10/3 和 3 80.型号为 30218 的滚动轴承有关数据如下:额定动载荷 Cr=120000N,判断系数 e=O.42, Fa/Fr >e 时,X=0.4,Y=1.4。若该轴承承受径向载荷 Fr=15000N,轴向载荷 Fa=3950N, 转速 n=1470r/min,载荷系数 fp=1,工作温度 t<I00℃,则该轴承的寿命约是(2 ) (1) 11470h (2)l1610h (3) 13700h (4)8000h 81.型号为 7410AC 的轴承有关数据如下:额定动载荷 Cr=77500N,判断系数 e=0.68, Fa/Fr>e 时,X=0.41,Y=0.87。若该轴承承受径向载荷 Fr=4115N,轴向载荷 Fa=3065N, 转速 n=3000r/min,载荷系数 fp=l,工作温度 t<I 00℃,则该轴承的寿命约为( 1 ) (1)31337h (2)32640h (3) 50050h (4) 16200h 82.单个滚动轴承的寿命是:( 3 ). (1)额定寿命 (2)额定寿命的 90% (3)达到额定寿命概率为 90% (4) 1 06h 83.在一齿轮轴的滚动轴承装置中,轴承型号是 7307AC,判断系数 e=0.68,当 Fa/ Fr>e 时,X=0.41,Y-=0.87。已知轴承Ⅰ上的径向载荷 Fr1=2100N,轴向载荷 Fa1=1470N, 则该轴承的当量动载荷为 P=( 1)(1)2139.9N (2)2110N (3)1 470N (4)2110.5N 84.球轴承比滚子轴承的承载能力( 1 ),抗冲击能力( 4 ). (1)低 (2)高 (3)强 (4)差 85.中速旋转正常润滑的滚动轴承的失效形式是( 2 ). (1)滚动体破裂 (2)滚动体与滚道产生疲劳点蚀 (3)滚道磨损 (4)滚道压坏 86.有(1)7220C(2)7220AC 两种型号轴承,在同样大小的径向载荷作用下,它们 的内部轴向力 FS1 与 FS2 比较,应是( 3 )。(1)FS1>FS2 (2)FS1= FS2 (3)FS1<FS2 87.联轴器和离合器均具有的主要作用是( B ) A.补偿两轴的综合位移 B.连接两轴,使其旋转并传递转矩 C.防止机器过载 D.缓和冲击和振动 88.下列联轴器属于弹性联轴器的是( C )。
22

A.万向轴联轴器 C.轮胎联轴器
二.填空题

B.齿式联轴器 D.凸缘联轴器

1.根据滚动轴承代号,分别写出相应的含义 6216 表示轴承类型 深沟球轴承 ,内径尺寸 80 mm。 30516 表示轴承类型 圆锥滚子轴承 ,内径尺寸 80 mm。 P273
2.齿轮的齿形系数与 齿数 有关,齿形系数越大,轮齿的弯曲强度越 小 。

P172

3.带传动工作时,带的最大应力发生在紧边与小带轮接触处

。P208

4.滚动轴承的额定寿命是指可靠度为 90%

的寿命.P278

5.闭式软齿面齿轮传动,一般应按 接触疲劳 强度进行设计,然后再校核 弯曲疲

劳 强度。

6.闭式硬齿面齿轮传动,一般应按 弯曲疲劳 强度进行设计,然后再校核接触疲 劳 强度。P175
7.带传动的主要失效形式是 打滑 和 带的疲劳损坏 。 P205 8.四杆机构中压力角的余角称为 传动角 。P30 9.凸轮机构按从动件形状分类可分为 尖顶 , 滚子 和 *底从动件 。

P41 10.带传动中小轮包角一般应大于 120 ° 。P220 11.一对渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件为重合度 ε ≥1 。P61 12.在机构中与其他约束重复而不起限制运动的约束称为 虚约束。P13 13.对齿轮系,根据其运动时各轮轴线位置是否固定可分为 定轴轮系 和周转轮系 两
大类。P72 14. 三角形螺纹 常用于连接, 矩形 、 梯形 、 锯齿形 螺纹常用于传动.P135 15.螺纹连接的主要类型有 螺栓 、 双头螺柱 、 螺钉 和紧定螺钉 P139 17.普通*键的工作面是 两侧面 , 工作时靠工作面的挤压力递转矩.P158 18.带传动工作时,带中的应力有紧边拉力、离心拉应力和弯曲应力,其最大应力发生 在紧边与小带轮接触处。带传动的主要失效形式为打滑和疲劳磨损。P209 因此,其主要设计依据是:在保证传动不打滑的条件下具有一定的疲劳强度和寿命。

P213 19.V 带传动中,若小带轮包角α 1 过小,易出现 传动能力不够。

.P220

23

20.在包角α =180°,特定长度,工作载荷*稳的条件下,影响单根普通 V 带的基本
额定功率 P0 的因素有 带型 、小带轮转速、 小带轮基准直径 P216 21.齿轮轮齿常见的失效形式有: 轮齿折断 、 齿面点蚀 、齿面胶合、 齿面磨
损。P164
22.根据轴的承载情况可把轴分为转轴、心轴与传动轴。其中转轴受 弯矩 和 扭矩 、心轴只受弯矩 、传动轴受扭矩 .P240

23.轴的弯扭合成强度计算公式 Me ? M 2 ? (?T )2 中,α 的含义是根据转矩性质而

定的折合系数 P246

24.根据轴所承受载荷的不同,称既传递转矩又承受弯矩的轴为转轴 ;称只传递转

矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴为 传动轴 ;称只承受弯矩而不传递转矩的轴为

心轴 P240

25.代号为 6206 的滚动轴承,类型是 深沟球轴承,内径是 30 mm;代号为 3 0208

的滚动轴承,类型是 圆锥滚子轴承内径是 40 mm,它们的公差等级是 零 级

P274

寿命等于 基本额定寿命可靠度为 90%的滚动轴承所能承受的载荷为

额定载荷. P274

26.滚动轴承代号为 73 1 5 C,其类型为角接触 轴承,内径为 75 mm,直径系

列为 中

系列.P274

27.滚动轴承部件两端固定式,用于温升较 低 ,轴较 短 处.P286

28.在下列滚动轴承中:6208、N208/P6、7208C/P4、1208、51208/P5。们的内径

d= 40 ,承受径向载荷能力最大的是 N208/P6 ,受轴向载荷能力最大的是 51208/P5。

调心性能最好的是 1208,精度最高的是 7208C/P。P274

29.选择联轴器和离合器时用计算转矩 Tc,Tc=KT≦Tm.式中[T]是名义转矩,K 是工况系

数。T 是联轴器或离合器的额定转矩。P291

30.蜗杆传动的蜗轮轮缘通常采用青铜,蜗杆常采用钢制造,这是因为蜗杆副的材料不

仅要求有足够的强度,而具有良好的减摩耐磨性能和抗胶合能力。 P194

31.*键连接中,*键的载面尺寸应按轴径 d 从键的标准查取,键的长度 L 可参照轮

彀长度从标准中选取,必要时进行强度校核。P158

32.在铰链四杆机构中,存在曲柄的必要条件是 连架杆及机架具有一最短杆 和 最

短杆加最长杆之和小于或等于另两杆长度之和 。P29

33.在设计凸轮机构时,凸轮基圆半径取得越 小 ,所设计的机构越紧凑,但是压

力角 越大 使机构的工作情况变坏。P45

24

34.硬齿面的闭式齿轮传动的主要失效形式是(1)齿面点蚀;(2) 轮齿折断 。因

此其设计准则是先按 弯曲疲劳 强度进行计算,然后按 接触 强度进行校核。P164

35.两构件通过 点 或 线 接触组成的运动副称为高副;通过 面 接触组成的运动副

称为低副。P7

36.转轴的设计步骤一般是先按 许用扭切应力 粗略计算 dmin,然后进行 弯扭合成强 度计算,最后选择危险截面按校核计算。P245

37.在齿轮传动中,齿面疲劳点蚀是由于 接触应力 的反复作用引起的,点蚀通常

首先出现在 齿根表面靠*节线处 。P164

38.一对齿轮啮合时,其大、小齿轮的接触应力是 一样的 ;而其许用接触应力是 不

一样的;小齿轮的弯曲应力与大齿轮的弯曲应力一般也是 一样的 P169

39.闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 疲劳点蚀 ;闭式硬齿面齿轮传动的主

要失效形式是 轮齿折断 。P164

40.在齿轮传动中,主动轮所受的圆周力 Ft 1 与其回转方向 相反 ,而从动轮所受的 圆周力 Ft 2 与其回转方向 相同 。P169
41.在闭式软齿面的齿轮传动中,通常首先出现 点蚀 破坏,故应按 接触 强

度设计;但当齿面硬度>350HBS 时,则易出现 轮齿折断

破坏,故应按 弯曲强度

强度进行设计。P164

42.一对标准直齿圆柱齿轮,若 z1=18,z2=72,则这对齿轮的弯曲应力σ F1 > σ F2。

P172(11-5)

43.设计闭式硬齿面齿轮传动时,当直径 d1 一定时,应取 小 增大,以降低轮齿的弯曲强度。P172

的齿数 Z1,使 模数

44.圆柱齿轮传动中,当齿轮的直径 d1 一定时,若减小齿轮模数与增大齿轮齿数,则 可以 提高传动*稳性 。(增大了重合度)

45.在轮齿弯曲强度计算中的齿形系数 YFS 与 模数

无关。P172

46.一对圆柱齿轮,通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些,其主要原因是保证轮齿

具有足够的啮合宽度 。P175

47.斜齿圆柱齿轮的齿数 z 与模数聊不变,若增大螺旋角β ,则分度圆直径 d 不变 。

P177

48.设计齿轮传动时,若保持传动比 i 与齿数和 Z ? ? Z1 ? Z 2 不变,而增大模数 m,

则齿轮的弯曲强度 增加

,接触强度 不变

。P171

49.在齿轮传动设计中,影响齿面接触应力的主要几何参数是 大齿轮齿宽

和小

25

齿轮分度圆直径

;而影响极限接触应力σ H1im 的主要因素是齿面硬度 。P171

50.一对减速齿轮传动,若保持两齿轮分度圆的直径不变,而减少齿数和增大模数时,

其齿面接触应力将 不变

。(见上一题)

51.一对齿轮传动,若两齿轮材料、热处理及许用应力均相同,而齿数不同,则齿数多

的齿轮弯曲强度 小 ;两齿轮的接触应力 相同 。

52.在一般情况下,齿轮强度计算中,大、小齿轮的弯曲应力σ F1 与σ F2 是 不相等

的;许用弯曲应力[σ F]1 与[σ F]2 是 不一样

的]。其原因是小齿轮齿宽必须加大

5-10mm 以保证啮合宽度 。P175

53.*键的 两侧面

是工作面,普通*键连接的主要失效形式是工作面的 压



,若强度不够时,可采用两个键按 180°

布置。P158

54.对于某一个轴承来说,正常的实际使用中,未达到额定寿命而提前发生疲劳点蚀的

概率是 10%

。P278

三.判断题 (命题正确在括号内填 T,命题不正确在括号内填 F)

1.带传动中,带在大小轮上的应力不等,带在小轮上的弯曲应力较大,而在大轮上的

离心应力较大。 ( F )

2.V 带的公称长度是基准长度. ( T )

3.V 带剖面中两工作面的夹角为 40°,所以带轮槽相应的夹角也是 40°. ( F )

4.V 带(三角带)传动中,若不改变 n1,i,a/d2,而增大 d1,可使传递功率增加. ( T ) 5.为使带传动能正常工作,传动带的初拉力应越大越好。 ( F )

6.带传动中的弹性滑动是可以防止的。 ( F )

7.由双速电机带动 V 带(三角带)传动,设传递功率一定,则 V 带(三角带)应按速

度高的情况进行设计。 ( T )

8.一般带传动中传递功率 P≤50kW,带速 v=5~2 5m/s。 ( T )

9.齿轮传动在保证接触强度和弯曲强度的条件下,应采用较小的模数和较多的齿数,

以便改善传动质量、节省制造费用。 ( T)

10.在渐开线圆柱齿轮传动中,相啮合的大小齿轮工作载荷相同,所以两者的齿根弯曲

应力以及齿面接触应力也分别相等。 ( F )

11.斜齿圆柱齿轮的分度圆直径 d= mnz ( F ) 12.一对啮合的赢齿圆柱齿轮材料相同,z1=18,z2=44,两轮齿根弯曲应力相同。(F ) 13.增大齿轮的模数,可以提高齿轮的接触强度。 ( F )

14.齿面接触疲劳强度计算的目的是为了防止齿面点蚀失效和轮齿根部的疲劳折断。.( F )

26

15.在齿数一定的条件下,若模数 m 大则轮齿的承载能力强,抗弯强度高。 ( T )
16.渐开线齿轮传动齿廓间正压力方向不变,始终沿啮合线。 ( F )
17.闭式齿轮传动中的软齿面齿轮,常因齿面点蚀而失效。 ( T )
18.节圆就是分度圆。 ( F )
19.螺纹的螺旋升角愈小,螺纹的自锁性能愈好。 ( T )
20.在轴的设计中,选择钢的种类和决定钢的热处理方法时,所根据的是轴的强度和耐
磨性而不是轴的弯曲或扭转刚度.( F )
21.合金钢与碳素钢相比有较高的强度和较好的热处理性能,因此用合金钢制造的零件
不但可以减小尺寸而且还可以减小断面变化处过渡圆角半径和降低表面粗糙度的要求.(F)
22.键是一种标准零件。 ( T )
23.同时作用有弯矩和扭矩的转轴上当载荷的大小、方向及作用点均不变时,轴上任意
点的应力也不变。 ( F )
24. *键是靠键的两侧面来传递载荷。 ( T )
25.滚动轴承中,滚子轴承的承载能力比球轴承高而极限转速低。 ( F )
26.角接触球轴承的接触角α 越大,表示其承受轴向力的能力越大。 ( T )
27.轴上零件的周向定位常用轴肩、轴环、挡圈等。( F )
28.转速以一定时,滚动轴承当量动载荷由 P 增为 2P,则其寿命将由 L 降至 L/2。( T )
29.一个滚动轴承的额定动载荷是指该型号轴承的寿命为 1 06 转时所能承受的载荷。( F )
30.联轴器和离合器的计算扭矩等于公称扭矩乘以一个小于 1 的载荷系数。( F )
《机械设计基础》期末考试试题一
一、填空题(每空 1 分,共 30 分) 1、构件是机器的_运动_单元体;零件是机器的_制造 单元体,分为_ 通用 零件和___专用____零件; 部件是机器的__装配_____单元体。 2、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。*面运动副可分为__ 低副__和__髙副_____。 3、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。 4、绘制凸轮轮廓曲线,需已知_基圆半径___、__从动件运动规律__和凸轮的转向。 5、为保证带传动的工作能力,一般规定小带轮的包角α ≥__120_。 6、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。 7.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__*稳____,承载能力 __高____,可用于__高速重载__的场合。 8.机械静联接又可以分为___可拆___联接和__不可拆____联接,其中键联接、螺纹联接、销联接属于 __可拆链接___。 9.螺纹联接防松的目的是防止___螺纹副的相对运动,按工作原理的不同有三种防松方式:_摩擦力防 松、__机械防松__、__其他方法防松__。 10.按轴的承载情况不同,可以分为转轴、_心轴_、_传动轴__。 二、判断题(每题 1 分,共 10 分) 1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。(× ) 2、铰链四杆机构中,传动角γ 越大,机构传力性能越高。( √) 3、凸轮机构中,从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。( √ ) 4、V 带型号中,截面尺寸最小的是 Z 型。( × )
27

5、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。( × )

6、在直齿圆柱齿轮传动中,忽略齿面的摩擦力,则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。

(× )

7、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。( × )

8、设计键联接时,键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。 (× )

9、在螺纹联接的结构设计中,通常要采用凸台或鱼眼坑作为螺栓头和螺母的支承面,其目的是使螺栓

免受弯曲和减小加工面。(√ )

10、在相同工作条件的同类型滚动轴承,通常尺寸越大,其寿命越长。( √ )

三、选择题(每空 2 分,共 20 分)

1、若机构由 n 个活动构件组成,则机构自由度为

(C)

A、>3n

B、=3n

C、<3n

2、为使机构顺利通过死点,常采用在高速轴上装什么轮增大惯性? ( B )

A、齿轮

B、飞轮

C、凸轮

3、当曲柄为原动件时,下述哪种机构具有急回特性? ( C)

A、*行双曲柄机构 B、对心曲柄滑块机构 C、摆动导杆机构

4、凸轮机构中,从动件在推程按等速运动规律上升时,在何处发生刚性冲击?( C )

A、推程开始点 B、推程结束点 C、推程开始点和结束点

5、带传动的中心距过大将会引起什么不良后果? ( A )

A、带产生抖动 B、带易磨损 C、带易疲劳断裂

6、渐开线在基圆上的压力角? 为多大?( A )

A、0° B、20° C、90°

7、蜗杆传动传动比的正确计算公式为( A )

A、 i12

?

z2 z1

i12 B、

?

d2 d1

i12 C、

?

d1 d2

8、经校核,*键联接强度不够时,可采用下列措施中的几种?①适当地增加轮毂及键的长度;②改变

键的材料;③增大轴的直径,重新选键;④配置双键或选用花键。( C )

A、①、②、③、④均可采用 B、采用②、③、④之一

C、采用①、③、④之一

D、采用①、②、④之一

9、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接,箱体被联接处的厚度不太大,且需经常拆装,一般宜选用什

么联接? ( A )

A、螺栓联接 B、螺钉联接 C、双头螺柱联接

10、刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是什么? ( A )

A、性联轴器内有弹性元件,而刚性联轴器内则没有

B、性联轴器能补偿两轴较大的偏移,而刚性联轴器不能补偿

C、性联轴器过载时打滑,而刚性联轴器不能

四、简答题(每题 3 分,共 12 分)

1、说出凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合。

答:等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律(余弦加速度运动规

律)、摆线运动规律(正弦加速度运动规律);等速运动规律有刚性冲击,用于低速轻载的场

合;等加速等减速运动规律有柔性冲击,用于中低速的场合;简谐运动规律(余弦加速度运

动规律)当有停歇区间时有柔性冲击,用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击,用于

高速场合;摆线运动规律(正弦加速度运动规律)无冲击,用于高速场合。

2、说明带的弹性滑动与打滑的区别
答:弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的,只要传递圆周力,就存在着拉力差,所 以弹性滑动是不可避免的;而打滑是由于过载引起的,只要不过载,就不产生打滑,所以, 打滑是可以避免的。
3、为什么闭式蜗杆传动必须进行热*衡计算?
答:蜗杆传动存在着相对滑动,摩擦力大,又因为闭式蜗杆传动散热性差,容易产生

28

胶合,所以要进行热*衡计算。
4、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?(指出四种以上)
答: 轴向固定:轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈;轴肩、轴环、轴套固定可靠, 可以承受较大的轴向力;弹性档圈固定可以承受较小的轴向力;轴端挡板用于轴端零件的固 定。
五、计算题(每题 7 分,共 28 分) 1、说明机构具有确定相对运动的条件,并判断机构运动是否确定?
解:机构具有确定相对运动的条件是:机构的自由度数等于机构中接受外界给
定运动规律的原动件的个数。
机构中,n=9,Pl=12,PH=1 F=3n-2Pl-PH=2=W>0,所以机构运动确定。
C 处复合铰链,E 处虚约束,F 处局部自由度
2 、已知四杆机构中各构件长度 LAB=55mm, LBC=40mm, LCD=50mm, LAD=25mm。要求:
(1)指出连架杆存在曲柄的条件 (2)哪个构件固定可以获得曲柄摇杆机构?哪个构件 固定可以获得双摇杆机构?哪个构件固定可以获得双 曲柄机构?
解:连架杆是曲柄的条件:(1)构件的长度和条件:最短构件与最长构件长度之和小于
等于另外两构件的长度之和;(2)最短构件条件:连架杆和机架之一为最短构件
取 AD 为机架,得双曲柄机构;取 AB 或 CD 为机架,得曲柄摇杆机构;取 BC 为机架,得双 摇杆机构。
3、已知图示的轮系中各齿轮的齿数为 Z1=15,Z2=20,Z2′=65,Z3=20,Z3′=15,Z4=65,试求 轮系的传动比 i1H。
解;定轴轮系传动比 i12=n1/n2=z2/z1=4/3,n2=0.75n1
行星轮系传动比 i2′4H= (n2′- nH)/ (n4- nH)= z3 .z4/z2’.z3’
=4/3
将 n2’=n2=0.75n1,n4=0 代入上式,得 i1H=n1/nH=-4/9
4、某标准直齿圆柱齿轮,已知齿距 p=12.566mm,齿数 z=25,正
常齿制。求该齿轮的分度圆直径 d、齿顶圆直径 da、、齿根圆直径 df、基 圆直径 db、、齿高 h 及齿厚 s。
解:P=12.566mm,m=4mm;分度圆直径 d=mz=4╳25=100mm;基圆直径 db=dcos20?=94mm;
齿顶圆直径 da=m(Z+2ha﹡)=108mm;齿根圆直径 df= m(Z-2ha﹡-2c﹡)=90mm;齿高 h=(2ha﹡
+c﹡)=9mm;齿厚 s=0.5p=6.283mm
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