《机械设计基础》习题及答案

1机械设计基础复习题（一）一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号×1．在实际生产中，有时也利用机构的死点位置夹紧工件。()2.机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。()3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。()4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。()5．带传动中，打滑现象是不可避免的。()6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。()7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。()8．平键的工作面是两个侧面。()9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。()10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（）11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。()12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。()13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。()14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。()15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。()16．周转轮系的自由度一定为1。()17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。()18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。()19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。()20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。()二、填空题1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为。3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的加以限制。4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。10．带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，而小齿轮采用处理。213．若要将主动件的往复摆动转换为从动件的间歇转动，可用机构。14．只传递扭矩而不受弯矩的轴称为，同时承受扭矩和弯矩的轴称为。15．滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分称为。三、单项选择题1．作用在刚体上的二力平衡条件是()。A．大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上B．大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上C．大小相等、方向相同、作用钱相同、作用在同一刚体上D．大小相等、方向相反、作用点相同2．下列机构中，不属于间歇机构的是()。A．棘轮机构B．槽轮机构C．齿轮机构D．不完全齿轮机构3．A，B、C点分别作用10kN、40kN，30kN的力，方向如图1所示，则1-1截面和2-2截面的轴力为()。A．10KN，-30KNB．-10KN，30KNC．-10KN，40KND．10KN，-40KN图14．在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，为了获得双曲柄机构，其机架应取()。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5．在轮系中加入惰轮可改变轮系的（）。A．传动比B．转向C．转向和传动比6．两轴在空间交错90º的传动，如已知传动比较大，则宜选用()。A．直齿圆柱齿轮传动B．斜齿圆柱齿轮传动C．圆锥齿轮传动D．蜗轮蜗杆传动7．同一轴段上若采用两个平键时，一般设在()的位置。A．同一母线B．相隔90ºC．相隔120ºD．相隔180º8．带传动设计时，若传动中心距取值过大，则使()。A．传动结构不紧凑B．带传动的传递功率降低C．带传动易发生打滑D．带传动的疲劳强度降低9．力F使物体绕点O转动的效果，取决于下列因素()。A．力F的大小和力F使物体绕O点转动的方向3B．力臂d的长短和力F使物体绕O点转动的方向C．力与力臂的乘积Fd的大小和力F使物体绕O点转动的方向D．仅取决于力与力臂的乘积Fd的大小，与转动方向无关10．机器与机构的区别在于()。A．是否由各种零件经装配而成的组合体B．它们各部分之间是否有确定的相对运动C．在工作时是否能完成有效的机械功或能量转换11．平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数()。A．大于1B．小于1C．等于112．一对齿轮啮合时，两轮的()始终相切。A．节圆B．分度圆C．基圆D．齿根圆13．带传动的弹性滑动现象是由于（）而引起的。A．带的弹性变形B．带与带轮的摩擦系数过小C．初拉力达不到规定值D．带型选择不当14．键的截面尺寸b×h主要是根据()来选择。A．传递转矩的大小B．传递功率的大小C．轮毂的长度D．轴的直径15．采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，在需要经常装拆的情况下宜采用()。A．螺栓联接B．紧定螺钉联接C．螺钉联接D．双头螺柱联接16．当两轴距离较远时，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．槽轮传动五、计算题1．一渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知齿数Z=25，模数m=4mm，压力角α=20º，ha*=1，c*=0.25。试求该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径和分度圆齿厚4F2m1mABCFABF2m2m2m30°2．如图5所示轮系中各齿轮齿数：Z1=Z2=20，Z3=60，Z3’=Z4’=20，Z4=Z5=40试求传动比i14和i15，并判断n5相对n1的转向图53．圆截面简支梁如图6所示，已知F=1KN，试求：（1）梁A、B端的约束反力（2）计算弯矩，并画出弯矩图（3）若梁直径d=40mm，求梁的最大应力图64．求图7所示梁支座的约束反力。已知F=2KN图75机械设计基础复习题（1）答案一、判断题：1、√2、√3、√4、×5、×6、×7、√8、√9、√10、×11、√12、×13、×14、√15、×16、×17、√18、√19、√20、√二、选择题：1、B2、C3、A4、A5、B6、D7、D8、A9、C10、C11、C12、A13、A14、D15、D16、C三、填空题1、模数压力角2、导程3、最小直径4、低碳合金钢磨齿5、槽轮6、轴肩轴环套筒圆螺母弹性挡圈轴端挡圈紧定螺钉圆锥面（答中其中4个即可）7、金属材料多孔质金属材料非金属材料8、仿形法范成法9、摆动从动件10、打滑疲劳破坏11、相等相同热平衡计算12、正火调质13、棘轮14、传动轴转轴15、轴瓦五、计算题1、解分度圆直径d=mz=4x25=100mm6齿顶圆直径da=m(z+2ha*)=4x(25+2x1)=108mm齿根圆直径df=m(z-2ha*-2c*)=4x(25-2x1-2x0.25)=90mm基圆直径db=dcosα=100xcos20º=93.97mm分度圆齿厚s=3.14xm/2=6.28mm4、轮系传动比计算：解：i14=Z3Z4/Z1Z3’=60X40/20X20=6i15=Z3Z4Z5/Z1Z3’Z4’=i14i15=6X40/20=12n5转向与n1的相反。5、解弯矩图(1)约束力计算（2）计算弯矩7（3）最大应力3、解：（1）画出约束反力（2）求FB（3）求FAX（4）求FAY机械设计基础复习题(2)8一、填空题1.两构件通过或接触组成的运动副称为高副。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，为机构，取最短杆为机架时，为机构。3.在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为运动时，将出现冲击。4.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，其载荷由对齿轮承担。5.为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合，它们的和必须分别相等。6.两齿数不等的一对齿轮传动，其弯曲应力等；两轮硬度不等，其许用弯曲应力等。7.V带传动的主要失效形式是和。8.在设计V带传动时，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.渐开线标准齿轮的根切现象发生在()。A.模数较大时B.模数较小时C.齿数较少时D.齿数较多时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.圆锥滚子轴承C.推力球轴承D.圆柱滚子轴承3.在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、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.弹性套柱销联轴器4.在铰链四杆机构中，机构的传动角和压力角的关系是()。A.B.090C.090D.01805.对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是()。A.拉力B.扭矩C.压力D.拉力和扭矩三、判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）1.在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。()92.在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。（）3.在平键联接中，平键的两侧面是工作面。（）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，又能承受轴向载荷。（）8.圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。（）四、问答题1.试述齿廓啮合基本定律。2.试述螺纹联接防松的方法。3.试分析影响带传动承载能力的因素。五、分析判断题1.在铰链四杆机构中，已知150ABlmm，350BClmm，320CDlmm，400ADlmm，试判断该机构的类型，并给出判断依据。题五、1图2.如图所示为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1n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，并在图中标出齿轮2、3所受的圆周力2tF、3tF和轴向力2aF、3aF的方向。10题五、2图六、计算题2.已知轮系如2图所示中，125Z、250Z、5620ZZ、340Z，480Z，1900/minnr，且顺时针转动。求杆系H的转速和回转方向。题六、2图3.如图所示的压力容器，容器盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强2pN/mm2，缸径150Dmm，根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧力F″=1.6F,F为单个螺栓的工作拉力。若选用螺栓材料的屈服极限300sN/mm2，试按安全系数S=2时计算所需螺栓的小径1d。11题六、3图机械设计基础专升本复习题（2）答案一、填空题1.点线2.曲柄摇杆，双曲柄3.匀速刚性4.节线一对5.模数m压力角6.相等不相等7.打滑疲劳断裂8.计算功率Pc小轮转速n19.越大?增大10.弯矩转矩二、选择题CBDBD三、判断题××√××××√四、问答题1.所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。3.初拉力F0、包角a、摩擦系数f、带的单位长度质量q、速度v。五、分析判断题1.解：此四杆机构的四杆满足杆长和条件Lab＋Lad≤Lbc＋Lcd且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构122.解：1）3齿轮为右旋2）受力方向如图六、计算题1.a）解：F＝3n－2PL－Ph＝3×5－2×7－0＝1此题中存在复合铰链，5个构件组成复合铰链，共有4个低副b）解：F＝3n－2PL－Ph＝3×4－2×5－1＝1此题中滚子为局部自由度2.解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系i54H＝n5-nH/n4－nH＝－Z3×Z4/Z5×Z6