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机械设计基础典型试题及答案


机械设计基础典型试题 1
一、 填空题: (每题 2 分,共 20 分)

1、设计时凸轮的轮廓曲线取决于_______________________________________。 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、当滚子链的链节数为奇数时,接头要用_____________________。 6、阿基米德蜗杆在轴面的齿廓为______________________________。 7、槽轮轮机构常由___________________________________等组成。 8、滚动轴承 72211AC 中“11”表示___________________ 9、斜齿轮的____________参数为标准参数,____________参数为计算参数。 10、所谓高副就是指两构件的直接接触为_______________________。

二、判断题: (每题 5 分,共 25 分)
1. ()根据曲柄存在的条件已判定铰接四杆机构中存在曲柄,则此机构是不会成为双摇杆机构的。 2. ()普通平键联接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭距的。 3. ()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。所以就是在 振动及交变载荷作用下,也不需要防松。 4. ()m,d,ha* c*都是标准值的齿轮是标准齿轮。 5. ()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。

三、简答题: (20 分)
2、分析比较带传动的弹性滑动和打滑现象。

四、综合题(1 题 2 分,2 题 8 分,3 题 5 分,共 15 分)
已知一四杆机构各杆长为 AB = 50 ㎜ ,BC = 90 ㎜ ,CD = 1、以何杆为机架杆时可得到双曲柄机构? 2、若以 AD 杆为机架杆,此机构为什么机构? 用作图法求作极位夹角,并计算行程速比系数 K。 3、若以 AD 杆为机架杆:①以 AB 杆为主动件,该机构有死点位置吗?
1

80 ㎜,AD = 100 ㎜ 。

②以 CD 杆为主动件,该机构有死点位置吗?说明理由。

五、计算题: (20 分)
1、 在图示轮系中,已知 z1、z2、z2'、z3、z4、 z
4'、

z5、 z5'、z6。 求传动比 i16。

2、计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定的运动。

3、某标准渐开线直齿轮测绘知其齿顶圆直径为 95.88mm,Z=30,求其模数、基圆直径。

2

《机械设计基础》复习题 1 参考答案
一、 填空题: (每题 2 分,共 20 分)

1、从动件的运动规律。 2、基圆。 3、三角。 4、轴偏移。 5、过渡链节。 6、直线齿廓。 7、拨盘、槽轮。 8、内径为 55mm。 9、法面、端面。 10、点接触或线接触

二、判断题: (每题 5 分,共 25 分)
1(×) ;2(×) ;3(×) ;4(×) ;5(√)

三、简答题: (20 分)
1、简述滚动轴承的 3 类、6 类、7 类的类型名称及应用特点。 答题要点:3 类为圆锥滚子轴承,承载能力强,既可承受径向力,又可承受单向轴向力; 6 类为深沟球轴承,应用广泛;主要承受径向力,又可承受较小的双向轴向力;
3

7 类为角接触球轴承,按接触角的大小可分为 C、AC、B 等三种。既可承受径向力,又可承受轴向力,接触角越大, 承受轴向力的能力越强。

2、分析比较带传动的弹性滑动和打滑现象。 答题要点:弹性滑动是因材料的弹性变形而引起带与带轮表面产生的相对滑动现象称为弹性滑动。带传动的弹性滑动 是不可避免的。 产生弹性滑动的原因:带有弹性;紧边松边存在拉力差。 摩擦型带传动在工作时,当其需要传递的圆周力超过带与带轮摩擦力的极限值时,带将会在带轮表面上发生明显 的相对滑动,这种现象称为打滑。 通常打滑由过载引起,将使带传动无法正常工作。

四、综合题(1 题 2 分,2 题 8 分,3 题 5 分,共 15 分)
答题要点: 第二小题应严格按比例作图,量取极位夹角,算 K 值。

五、计算题: (20 分)
答题要点:在图上判断轮 6 的转向;

2、答题要点:先说明构件数、低副、高副数目,计算 F=3*7-2*8-1=2;因机构图示有二个原动件,与机构的自由度相
等,因此该机构具有确定的运动。

3、答题要点:

4

《机械设计基础》典型试题 2
一 、填空 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 运动副是指能使两构件之间既能保持________接触,而又能产生一定的形式相对运动的_______。 在_______机构中,如果将_______杆对面的杆作为机架时,则与此相连的两杆均为摇杆,即是双摇杆机构。 平面连杆机构当行程速比 K________时,机构就具有急回特性。 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为__________,曲柄为__________。 凸轮机构能使从动杆按照_____________实现各种复杂的运动。 键 20X70GB1095—79 的含义是_____________。 三角带 C2800 的含义是______________。 牛头刨床的工作台进给机构用的是_________________机构。 由于渐开线齿轮的传动比等于_________,所以即使两轮的安装中心距略有偏差,也不影响两轮的传动比。

10. 分度圆上的压力角等于____________,摸数取的是____________值,齿厚和齿槽宽____________的齿轮,称为 标准齿轮。 二、判断 1. 机构都是可动的。 2. 通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。 3. 在平面连杆机构中,连杆与曲柄是同时存在的,即有连杆就有曲柄。 4. 凸轮转速的高低,影响从动杆的运动规律。

5

5. 外啮合槽轮机构,槽轮是从动件,而内啮合槽轮机构,槽轮是主动件。 6. 在任意圆周上,相邻两轮齿同侧渐开线间的距离,称为该圆上的齿距。 7. 同一模数和同一压力角,但不同齿数的两个齿轮,可以使用一把齿轮刀具进行加工。 8. 只有轴头上才有键槽。 三.回答 1. 摆动导杆机构有无急回特性? 2. 机构的“死点”位置在什么情况下需要克服?在什么情况下应当利用? 3. 分度圆上压力角的变化,对齿廓的形状有无影响? 4. 在什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇? 5. 怎样计算直齿圆柱齿传动的圆周力、径向力? 四.计算 1. 计算自由度

2. 某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮(正常齿) ,大齿轮已损坏,小齿轮的齿数 zz1=24,

齿顶圆直径 da1=78mm, 中心距 a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。

3. 在图示轮系中,已知 z1、z2、z2'、z3、z4、

z 4'、 z5、 z5'、z6。

求传动比 i16。

6

4. 在图示轮系中,各齿轮均为标准齿轮,已知 z1=20,

z2=48, z2'=20 。试求 z3 及传动比 i1H



5. 一轴由一对 7211AC 的轴承支承, Fr1=3300N, 荷 P。 (S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87)

Fr2=1000N, Fx=900N,

如图。 试求两轴承的当量动载

7

参考答案
一 、填空: 1 直接接触 联接 2 最短杆 对面 3 K>1 4 主动 从动 5 凸轮廓线 6 A 型平键 宽度 b=20mm,长度 L=70mm 7 C 型 公称长度 2800 8 棘轮机构 9 基圆半径的反比 10 200,标准值 相等 二、判断 1 对2 对3 错4 错5 错6 对7 对8 对 三、回答 1 有急回特性 极位夹角不等于零 2 运动时克服,固定夹紧时利用 3 有影响 4 向径、高度无变化 5 Ft1=2T1/d1 Fr1=Ft1tg200 四、计算 1 1
8

2

78=m(24+2)

m=3 a=m/2(z1+z2) 135=3/2(24+z2) z2 =66

da2=3*66+2*3=204 df2=3*66-2*1.25*3=190.5 i=66/24=2.75
3 i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5' 4 z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48

(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2 n3=0 i1H=1-48*48/20*20=-4.76
5 S=0.68Fr

S1=0.68Fr1=0.68*3300N=2244N S2=0.68Fr2=0.68*1000N=680N S2+Fx=680+900=1580N<S1 Fa1=S1=2244N Fa2=S1-Fx=2244-900=1344N Fa1/Fr1=2244/3300=0.68=e Fa2/Fr2=1340/1000=1.344>e P1=3300N P2= 0.41*1000+0.87*1344=1579N

9

机械设计基础典型试题 3
一.填空: 1. 机构具有确定运动的条件是:___________________。 2. 在轴的初步计算中,轴的直径是按____来初步确定的。 3. 曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_________为死点位置。 (A)曲柄与连杆共线 (B)摇杆与连杆共线 (C)不存在

4. 凸轮机构基圆半径越_________,压力角越_________,机构传动性能越好。 5. 凸轮机构中的压力角是指_________间的夹角。 (A) 凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向。 (B) 凸轮上的接触点的法线与从动件的运动方向。 (C) 凸轮上的接触点的切线与从动件的运动方向。 6. 键 B18*50 的含义是_____________________。 7. 普通平键的三种形式为_____,_____,_____。 8. 设计键联接的几项内容是:A:按轮毂宽度选择键长,B:按要求选择键的类型, C:按轴的直径选择键的剖面尺寸,D:对联接进行必要的强度校核。 在具体设计时,一般顺序是_____________________。 9. 螺纹的公称直径是指它的_____。M16*2 的含义是_____________________。 10. 用于薄壁零件联接的螺纹,宜采用_________。 (A)梯形螺纹 (B)三角形细牙螺纹 (C)三角形粗牙 螺纹 11. 某调整螺旋,采用双线粗牙螺纹,螺距为 3mm,为使螺母相对螺杆沿轴向移动 12mm,螺杆应转_____ 圈。

10

(A)3 (B)2 (C)4 (D)2.5 12. 13. 国标规定,三角带有___________七种类型,代号 B2280 表示_____________。 带传动主要依靠___________来传递运动和动力的。

(A) 带和两轮接触面之间的正压力 (B)带的紧边拉力 (C)带和两轮之间接触面之间的摩擦力(D) 带的松边力 14. 15. 工作条件与型号一定的三角带,其寿命随小带轮直径的增大而__。 (A)增大 (B)减小 (C)无影响 三角带横截面为等腰梯形,夹角为 40 度,则设计三角轮带时,轮槽夹角为__。 (C)<40 度

(A) 40 度 (B)>40 度

16. 带传动的主动轮直径 d1=180mm,转速 n1=940rpm,从动轮直径 d2=710mm,转速 n2=233rpm,则弹性滑动系 数为ε __。 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 为使三角带传动种各根带受载均匀,带的根数不宜超过__根。 (A)4 (B)6 (C)2 (D)10 渐开线齿廓形状取决于_________大小。 渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件为:____________。 齿轮传动的标准安装是指_______________。 齿轮传动的重合度越大,表示同时参加啮合的轮齿数目_______,齿轮传动越____________。 仿形法加工齿轮,根据被加工齿轮的____________选择刀号。 滚动轴承“6312”的含义是____________。 滚动轴承的额定动载荷是指____________。 在正常条件下,滚动轴承的主要失效形式是____________。 (a) 滚动体碎裂 (b) 滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀。 (c) 保持架破坏。 (d) 滚道磨损。 二 判断正误(10 分) 1.凸轮机构中,凸轮最大压力角出现于凸轮轮廓坡度较陡的地方。 ( )

11

2.普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。 ( 3.带传动中弹性滑动现象是不可避免的。 4. m,α,?a*,c*都是标准的齿轮是标准齿轮。 5.工作中转动的轴称为转轴。 三 简要回答: (4X5 分) 1. 绘制下列机构图示位置的压力角。 ( ( ( )

) ) )

2. 在螺旋升角,摩擦系数相同的情况下,试比较三角形,梯形,矩形螺纹的自锁性和效率(简述理由) 。 3. 为什么要限制标准齿轮的最少齿数? 4. 在选择大小齿轮材料及热处理方法时,应考虑一个什么问题,为什么? 四 计算题: (20 分) (7 分)1.计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定的运动。

(13 分)2.图示轮系,已知 Z1=30,Z2=20,Z2`=30,`Z3=74,且已知 n1=100 转/分。试求 nH。

12

一 、填空: 1 原动件数等于自由度数 2 扭转强度 3 不存在 4 大、小 5 凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向 6 B 型 长度 50mm 7 A B C8 B C A D 9 外径 细牙螺纹外径 16 螺距 2 10 三角形细牙螺纹 11 2 12 Y Z A B C D E B 型 长度 2280mm 13 带和两轮之间接触面之间的摩擦力 14 增大 15 <40 度 16 0.02217 10 18 基圆 19 模数压力角相等 20 节圆分度圆重合 21 多 平稳 22 Z m 23 深沟球轴承 直径系列 3 内径 60 24 L=1(106 转)时承受的载荷 25 滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀。 二、判断正误 1 对2 错3 对4 错5 错 三、 简要回答 1 图 2 由于牙型角三角螺纹自锁最好,梯形次之,矩形最差。效率矩形自锁最好,梯形次之,三角螺纹最差。 3 范成法加工齿轮齿数少于 17 发生根切 4 配对材料大齿轮硬度大小齿轮硬度 50 左右

因为小齿轮受载次数多,齿根薄
四 计算题 1 2 具有确定的运动 2 n3=0

(n1-nH)/(-nH)=-Z2Z3/Z1Z2' n1/nH=2.64 nH=37.88

13

《机械设计基础》典型试题 4
一、填空 1.机构具有确定运动的条件是:_____________________________________。 2.图示机构要有确定运动需要有_________________个原动件。 3.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 ____________。

4. 曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_______________________死点位置 (A) 曲柄与连杆共线时, (B)摇杆与连杆共线时, (C)不存在, 5. 凸轮机构基圆半径越___,压力角越___,机构传动性能越好。 6.键联接的主要用途是:__________________,键“12X50”的含义是__________________。 7. 普通平键联接所能传递的最大转矩为 T,现要传递的转矩为 1.5T,则应________________________。 (A)把键长增大到 1.5 倍, (B)把键高增大到 1.5 倍 安装一对平键 (C)把键宽增大到 1.5 倍 (D)

14

8. 螺纹的公称直径是指它的___________,螺纹“M12X1.5 左”的含义是____________________。 9. 普 通 螺 栓 联 接 中 的 松 螺 纹 联 接 与 紧 螺 纹 联 接 之 间 的 主 要 区 别 是 : 松 螺 纹 联 接 中 的 螺 纹 部 分 不 存 在 ________________作用。 (A) 拉伸 (B)扭转 (C)剪切 (D)弯曲 10. 一调整螺旋, 采用双线粗牙螺纹, 螺距为 3 毫米, 为使螺母相对螺杆沿轴线移动 2 毫米, 则螺杆应转_________ 圈,

11. 国 标 规 定 , 三 角 带 有 ___________________________ 共 七 种 类 型 , 代 号 “ B2240 ” 表 示 的 含 义 是 : _____________________________________。 12. 带传动主要是依靠_____________来传递与动和动力, (A) 带和两轮接触面之间的正压力 (B)带的紧边拉力 (B) 带和两轮接触面之间的摩擦力 (D)带松边拉力 13. 三 角 带 横 截 面 为 等 腰 梯 形 , 夹 角 为 40 度 , 在 设 计 三 角 带 轮 时 , 轮 槽 夹 角 一 般 确 定 为 ______________________ (A) 大于 40 度 (B)等于 40 度 (C)小于 40 度

14.带传动的中心距与小带轮的直径一定时,若增大传动比,则小带轮包角_______________, 15.渐开线齿廓形状取决于_____________________直径大小, 16.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动,正确啮合条件是_____________________________________, 17.齿轮传动的重合度越大,表示同时参与啮合的轮齿数目________________,齿轮传动越_______________, 18.一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿距为 15.7 毫米,齿根圆直径为 367.5mm,则该齿轮的齿数为______________, 19.闭式软齿面齿轮传动的强度设计,首先按_______________________强度条件计算,校核_________________。 20.轮系通常分为____________________________和___________________________两种。 二、简要回答 1.作出下列机构图示位置压力角。

15

2.图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构 (1)作出图示位置压力角; (2)求该凸轮基圆半径 rb; (3)求从动杆升程 h。

3.螺纹联接的自锁条件是什么?在公称直径, 螺旋升角, 摩擦系数相同的情况下, 试比较三角形螺纹、 梯形螺纹、 矩形螺纹的自锁性(简述理由) 。

4.简述带传动中,为何限制带速在 5——25m/s 范围内?

5. 在选择大小齿轮材料及热处理方法时,所要考虑的“配对”问题指的是什么?为什么要这样考虑?

三、计算题 1, 一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知两齿轮齿数分别为 40 和 80,并且测得小齿轮的齿顶圆直径为 420mm,求 两齿轮的主要几何尺寸。

16

2, 图示轮系,已知各轮齿数 Z1=Z2'=41,Z2=Z3=39,求手柄 H 与轮 1 的传动比 i1H。

一、填空: 1 原动件数等于机构的自由度数 2 13 双曲柄机构 4 不存在 5 大 小 6 周向固定 传递运动和转矩 7 安装一对平键 8 外径 10 1/3 11 Y Z A B C D E 基准长度 2240mm 12 带和两轮接触面之间的摩擦力 13 小于 40 度 14 变小 15 基圆 16 模数相等,压力角相等 17 多 平稳 18 76 19 齿面接触疲劳 齿根弯曲疲劳强度

左旋细牙螺纹公称直径 12 9

扭转

17

20 定轴轮系 行星轮系 二、简答 3 螺旋升角小于当量摩擦角 由于当量摩擦角的关系,三角螺纹自锁最好,矩形最差 4 离心力大 转数多 5 大小齿轮材料及热处理硬度差 50 左右,由于小齿轮转数多,更快失效 三、计算题 1 m=420/(40+2)=10

d1=400 d2= 800

da2=800+20=820

df1=400-2*1.25m=375 df2=800-2*1.25m=775 a=10/2(40+80)=600 p=3.14*m=31.4
2 (n1-nH)/(0-nH)=z2 z3/z1 z2'

(- n1/nH)+1=z2 z3/z1 z2' i1H=1-(39*39/41*41)=0.095

18


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