机械设计基础期末考试试题答案解析.docx
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机械设计基础期末考试试题答案解析
机械设计基础试题库
一、判断（每题一分）
1、 一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。
……（√）
2、 机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。
（× ）
4、 机构是具有确定相对运动的构件组合。
………………………………（√ ）
5、 构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。
………………（√ ）
6、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。
……（×）
7、 连杆是一个构件，也是一个零件。
………………………（ √）
8、 减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。
………………………………（× ）
二、选择（每题一分）。
1、 组成机器的运动单元体是什么？
（ B ）。
A．机构 B．构件 C．部件 D．零件
2、 机器与机构的本质区别是什么？
（ A）。
A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合而成
C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区别
3、 下列哪一点是构件概念的正确表述？
（ D ）。
A．构件是机器零件组合而成的。
B．构件是机器的装配单元
C．构件是机器的制造单元 D．构件是机器的运动单元
4、 下列实物中，哪一种属于专用零件？
（ B ）。
A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键
5、 以下不属于机器的工作部分的是（ D ）。
A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂
C．汽车的轮子 D．空气压缩机
三、填空（每空一分）
1、 根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。
车床上的主轴属于（执行）部分。
2、 机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。
3、 机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为（机构）。
4、 从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。
5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。
机器工作时，都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。
2平面机构
一、填空题（每空一分）
2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为 高 副，它产生 1 个约束，而保留2个自由度。
3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数 等于 机构的自由度。
4.在平面机构中若引入一个高副将引入___1__个约束，而引入一个低副将引入_2___个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是 F=3n-2Pl-Ph。
5.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为 2，至少为 1。
6.在平面机构中，具有两个约束的运动副是 低 副，具有一个约束的运动副是 高副。
7.计算平面机构自由度的公式为F= F=3n-2Pl-Ph ，应用此公式时应注意判断：
A. 复合 铰链，B. 局部 自由度，C. 虚 约束。
二、选择题（每空一分）
1.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于 B 。
A.0B.1C.2
2.在机构中原动件数目 B 机构自由度时，该机构具有确定的运动。
A.小于B.等于C.大于。
3.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会 B 。
A.增多B.减少C.不变。
4.构件运动确定的条件是 C 。
A.自由度大于1B.自由度大于零C.自由度等于原动件数。
三、计算图示平面机构的自由度。
（机构中如有复合铰链，局部自由度,虚约束,予以指出。
）（每题5分）
F=3×5-2×7=1F=3×7-2×9-1=2
F=3×5-2×7=1F=3×9-2×12-1×2=1
F=3×3-2×4=1F=3×3-2×4=1
F=3×3-2×4=1
（5分）
三、平面连杆机构
（每空一分）4.在图示导杆机构中，AB为主动件时，该机构传动角的值为 90 。
5.在摆动导杆机构中，导杆摆角ψ=30°，其行程速度变化系数K的值为1.4 。
6.铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值 ＞0 ，对心曲柄滑块机构的θ值 ＝0 ，所以它 无 急回特性，摆动导杆机构 有 急回特性。
7.当四杆机构的压力角α=90°时，传动角等于0，该机构处于死点位置。
8.一对心式曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成 定块 机构。
（每空一分）11.设计连杆机构时，为了具有良好的传动条件，应使 。
A.传动角大一些，压力角小一些B.传动角和压力角都小一些C.传动角和压力角都大一些。
12.在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，且 处于共线位置时，机构处于死点位置。
A.曲柄与机架B.曲柄与连杆C.连杆与摇杆
13.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角 变化的。
A.是由小到大B.是由大到小C.是不。
14.下图所示的摆动导杆机构中，机构的传动角是 。
A.角AB.角BD.0°E.90°。
15.压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的 方向所夹的锐角。
A.法线B.速度C.加速度D.切线。
16.为使机构具有急回运动，要求行程速比系数 E 。
A.K=1B.K>1C.K<1
17.铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄 是最短构件。
A.一定B.不一定C.一定不
（每空一分）×××一、填空题（每空一分）（每空一分）3.理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律 。
相同不相同。
4.对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用 运动规律。
等速等加速等减速正弦加速度。
5.凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生 B 冲击。
它适用于 E 场合。
刚性柔性无刚性也无柔性D.低速E.中速F.高速
6.滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应 B凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。
大于小于等于
7.直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 。
永远等于
等于常数随凸轮转角而变化
四、已知凸轮机构如图，在图上标注出：
（5分）
点的压力角，并量出其值
凸轮从图示位置转过后的压力角
10.当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时，这对齿轮的中心距为
。
11.按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与 分度圆 重合，啮合角在数值上等于 分度圆 上的压力角。
12.相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓，其接触点的轨迹是一条 直 线。
13.标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为 17 。
6.标准直齿圆柱齿轮传动的实际中心距恒等于标准中心距。
（）
7.所谓直齿圆柱标准齿轮就是分度圆上的压力角和模数均为标准值的齿轮。
（）
8.变位系数
的渐开线直齿圆柱齿轮一定是标准齿轮。
（）
_B__解：
（1）由
得88=4（z+2）；z=20
（2）d=mz=4×20=80图示斜齿圆柱齿轮传动，按Ⅱ轴轴向力平衡原则，确定齿轮3、4的旋向。
判断齿轮1、4的受力方向（各用三个分力标在图上）（5分）
2．如图所示，已知输出轴上的锥齿轮Z4的转向n4，为了使中间轴Ⅱ上的轴向力能抵消一部分，试求：
再图上标出各轮的转向。
判断蜗杆传动的螺旋角方向（蜗杆、蜗轮）蜗杆、蜗轮所受各力方向以及锥齿轮Z3所受轴向力方向。
（要求标在图上或另画图表示）（5分）
蜗杆右旋
二、计算题（每题5分）
2、Z1=15，Z2=25，Z3=20，Z4=60。
n1=200r/min（顺时针）n4=50r/min（顺时针）试求H的转速。
解：
1、4为太阳轮,2、3为行星轮，H为行星架
H的转速为75r/min，顺时针方向。
3、已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z1=20、Z2=18、Z3=56。
求传动比i1H。
解：
1-3为太阳轮，2为行星轮，H为行星架
按传动原理带传动分为__摩擦带传动__和__啮合带传动___。
3.摩擦带传动的失效形式有___打滑____和__疲劳失效___。
2．带速越高,带的离心力越大,不利于传动。
3．在多级传动中,常将带传动放在低速级。
4．中心距一定，带轮直径越小，包角越大。
C.摩擦损失小，效率高D.寿命较长
3链传动中,节距p增大则传动能力也增大,所以在设计中应尽量取较大的p值。
4.水平安装的链传动中,紧边宜放在上面。
5.张紧轮应设置在松边。
一、填空题；
1.轴根据其受载情况可分为：
__心轴__、_转轴___、_传动轴___。
3.主要承受弯矩，应选__心_轴；主要承受转矩，应选__传动__轴；既承受弯矩，又承受转矩应选___转_轴。
4.平键联结可分为__普通平键连接__、___导向键连接__、_滑键连接___等。
5.键连接可分为__平键连接__、_半圆键连接__、__楔键连接__、__切向键连接_。
二、选择题：
1.平键工作以__B__为工作面。
A.顶面 B.侧面 C.底面 D.都不是
2.半圆键工作以___B_为工作面。
A.顶面 B.侧面 C.底面 D.都不是
3.楔键工作以____AC________为工作面。
A.顶面 B.侧面 C.底面 D.都不是
4．机器的零、部件在装拆时，不得损坏任何部分。
而且经几次装拆仍能保持该机器性能的联接叫 A
A.可拆联接 B.不可拆联接 C.焊接 D.以上均不是
5．机械静联接多数属于 A 。
A.可拆联接 B.不可拆联接 C.焊接 D.以上均不是
6．键联接、销联接和螺纹联接都属于 A 。
A.可拆联接 B.不可拆联接 C.焊接 D.以上均不是
7．楔键联接对轴上零件能作周向固定，且 B 。
A.不能承受轴向力 B.只能承受单向轴向力 C.不能承受径向力 D.以上均不是
8．A联接的轴与轴上零件的对中性好用于高速精密的传动。
A.紧键 B.松键 C.高速精密 D.以上均不是
9．根据平键的 C不同，分为A.B.C型。
A.截面形状 B.尺寸大小 C.头部形状 D.以上均不是
四、（10分）
1、图示轴的结构1、2、3处有哪些不合理的地方？
用文字说明。
解：
1处轴环高度超过了轴承内圈的高度
2处轴头长度大于轮毂的宽度，且套筒高度要小于轴承内圈高度
3处没留退刀槽
2、下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。
齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。
（注：
不必改正）（找出5处错误）
8．滑动轴承的摩擦状态有干摩擦、边界摩擦、完全液体摩擦。
S2
S1
1．如图所示，已知轴承载荷平稳，再室温下工作，转速n=1000r/min，试计算此对轴承的当量载荷P1、P2。
7208AC轴承，S=0.7Rs，e=0.7，A/R>e时，x=0.41，y=0.85，A/R≤e
时，x=1，y=0
解：
1、计算轴承的轴向力
派生力
S1=0.7R1=0.7×200=140N
S2=0.7R2=0.7×100=70N
Fa=0
∵S1>S2
∴轴左移，轴承2被压紧A2=S1=140N
轴承1被放松A1=S1=140N
2、计算当量动载荷
A1/R1=140/200=0.7=e
x1=1，y1=0
A2/R2=140/100=1.4
x2=0.41，y2=0.85
取fp=1.0
则P1=fp（x1R1+y1A1）
=200N
P2=fp（x2R2+y2A2）
=160N
2、如图所示为某机械中的主动轴，拟用一对角接触球轴承支承。
初选轴承型号为7211AC。
已知轴的转速n=1450r/min，两轴承所受的径向载荷分别为Fr1=3300N，Fr2=1000N，轴向载荷FA=900N，轴承在常温下工作，运转时有中等冲击，Cr=50500N
圆锥滚子轴承
角接触球轴承
70000C（α=150）
70000AC（α=250）
70000B（α=400）
FS=Fr/（2Y）
FS=eFr
FS=0.68Fr
FS=1.14Fr
轴承类型
Fa/Co
e
Fa/Fr＞e
Fa/Fr≤e
X
Y
X
Y
角接触秋轴承
α=250
—
0.68
0.41
0.87
1
0
α=400
—
1.14
0.35
0.57
1
0
载荷系数fp
载荷性质
无冲击或轻微冲击
中等冲击
强烈冲击
fp
1.0～1.2
1.2～1.8
1.8～3.0
解
1．计算轴承的轴向力Fa1、Fa2
由表查得7211AC轴承内部轴向力的计算公式为Fs=0.68Fr，故有：
Fs1=0.68Fr1=0.68×3300N=2244N
Fs2=0.68Fr2=0.68×1000N=680N
因为Fs2+FA=（680＋900）N=1580N＜Fs1=2244N
故可判断轴承2被压紧,轴承1被放松，两轴承的轴向力分别为：
Fa1=Fs1=2244N
Fa2=Fs1－FA=（2244－900）N=1344N
2．计算当量动载荷P1、P2
由表查得e=0.68，而
＜e
查表可得X1=1，Y1=0；X2=0.41，Y2=0.87。
由表取fp=1.4，则轴承的当量动载荷为：
P1=fp（X1Fr1+Y1Fa1）=1.4×（1×3300+0×2244）N=4620N
P2=fp（X2Fr2+Y2Fa2）=1.4×（0.41×1000+0.87×1344）N=2211N
3．计算轴承寿命Lh
因P1＞P2，且两个轴承的型号相同，所以只需计算轴承1的寿命，取P=P1。
7211AC轴承的Cr=50500N。
又球轴承ε=3，取fT=1，则得
Lh=
=15010h＞12000h
由此可见轴承的寿命大于预期寿命，所以该对轴承合适。
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