整理机械设计基础习题含答案Word格式文档下载.docx

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2-1简述三维CAD系统的特点。

2-2试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。

2-3简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。

2-4优化设计的一般过程是什么？

2-5机械设计中常用的优化方法有哪些？

2-6常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？

2-7常用的可靠性尺度有那些？

2-8简述有限元法的基本原理。

2-9机械创新设计的特点是什么？

2-10简述机械创新设计与常规设计的关系。

第3章平面机构的组成和运动简图

3-1举实例说明零件与构件之间的区别和联系。

3-2平面机构具有确定运动的条件是什么?

3-3运动副分为哪几类？

它在机构中起何作用？

3-4计算自由度时需注意那些事项？

3-5机构运动简图有何用途？

怎样绘制机构运动简图？

3-6绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-7试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-8试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-9试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。

若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

3-10计算图a、b、c、d、e、f所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。

并判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

第4章平面连杆机构

4-1　四杆机构的急回特性是何含义？

什么条件下机构才具有急回特性？

4-2　什么是四杆机构的死点？

试举出几个利用和克服死点的实例。

4-3　试述压力角的概念，并分析它对机构的工作性能有什么影响？

4-4举例说明铰链四杆机构的三种演化方法。

4-5如图所示，已知AD=250mm；

BC=265mm；

CD=110mm；

AB=60mm，且是主动件。

试确定：

⑴该铰链四杆机构的类型；

⑵该机构的行程速比系数K。

4-6分析图示偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件。

当取滑块为主动件时，试确定机构的死点位置。

4-7如图所示，已知铰链四杆机构各杆长度，试问：

⑴是铰链四杆机构中的哪种基本机构；

⑵若AB是原动件，在图中画出此机构最小传动角出现的位置；

⑶若以AB为原动件，该机构有无急回特性，为什么？

4-8试设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。

如图所示，要求踏板机构CD在水平位置上下各摆10°

，

且CD的长度500mm，AD的长度是1000mm。

试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度？

4-9试用图解法设计一自动上料机所用的偏置曲柄滑块机构，如图所示。

要求曲柄主动时，行程速比系数K=1.4，被推运的工件的长度l=40mm，初选偏距e=20mm，工作行程最大压力角为αmax=45°

。

滑块的行程H应比工件的长度略大些，以保证料斗上的工件能顺利下落。

4-10试用图解法设计一摆动导杆机构，已知机架长度为50mm，行程速比系数K=2，求曲柄的长度。

4-11试用图解法设计曲柄摇杆机构ABCD。

已知摇杆CD长度是75mm，行程速比系数K=1.5，机架AD长度为100mm。

摇杆的一个极限位置与机架间的夹角∠CDA=45°

4-12已知某操纵装置采用图示铰链四杆机构，要求两连架杆的对应位置为φ1=45°

，ψ1=50°

；

φ2　=80°

，ψ2　=70°

φ3=120°

，ψ3=110°

试用解析法确定各杆的长度。

第5章凸轮机构

5-1凸轮机构常用的四种从动件运动规律中，哪种运动规律有刚性冲击？

哪种运动规律有柔性冲击？

哪种运动规律没有冲击？

5-2在图示偏置直动从动件盘形凸轮机构中，已知AB段为凸轮推程廓线，试在图上标出推程运动角δt。

5-3已知从动件升程h=30mm，δt=150º

，δs=30º

，δh=120º

，δs′=60º

，从动件在推程作简谐运动，在回程作等加速等减速运动，试用作图法或公式计算绘出其运动线图s2－t、v2－t和a2－t。

5-4设计图示偏置直动从动件盘形凸轮。

已知凸轮以等角速度ω1顺时针方向回转，偏距e=10mm，凸轮基圆半径r0=60mm，滚子半径rT=10mm，从动件的升程及运动规律与题5-2相同，试用图解法绘出凸轮的轮廓并校核推程压力角。

5-5已知条件同题5-4，试用解析法通过计算机辅助设计求

凸轮理论轮廓和实际轮廓上各点的坐标值（每隔10º

计算一点），推程压力角的最大值αmax，并打印凸轮轮廓。

5-6在图示自动车床控制刀架移动的滚子摆动从动件凸轮机构中，已知lOA=60mm，lAB=36mm，r0=35mm，rT=8mm。

从动件的运动规律如下：

当凸轮以角速度ω1逆时针方向回转150º

时，从动件以简谐运动向上摆15º

当凸轮自150º

转到180º

时，从动件停止不动；

当凸轮自180º

转到300º

时，从动件以简谐运动摆回原处；

当凸轮自300º

转到360º

时，从动件又停止不动。

试绘制凸轮轮廓。

5-7试设计一平底直动从动件盘形凸轮机构。

已知凸轮以等角速度ω1逆时针方向回转，凸轮的基圆半径r0=40mm，从动件升程h=20mm，δt=120º

，δh=120º

，δs′=90º

，从动件在推程和回程均作简谐运动。

试绘出凸轮的轮廓。

5-8用作图法求图示中各凸轮从图示位置转过45º

后机构的压力角α，并在图上标注出来。

第6章齿轮机构

6-1渐开线齿轮上哪一圆的压力角为标准值？

哪一圆的压力角最小？

一般所说压力角是指哪个圆上的压力角，压力角取50˚会有何问题？

6-2现有4个标准齿轮：

m1=4mm，z1=25，m2=4mm，z2=50，m3=3mm，z3=60；

m4=2.5mm，z4=40；

试问:

⑴哪些齿轮的渐开线形状相同？

⑵哪些齿轮可以配对正确啮合？

⑶哪些齿轮可用同一把滚刀切制？

6-3斜齿轮和锥齿轮的当量齿轮以及当量齿数是如何定义的，其意义何在？

6-4渐开线变位齿轮和标准齿轮相比较，哪些参数和尺寸发生了改变？

哪些未发生改变？

6-5试述所学各种齿轮机构的一对齿轮的正确啮合条件。

6-6蜗杆机构的传动比如何计算？

能否用分度圆直径之比表示其传动比？

为什么？

6-7为何要引入蜗杆直径系数q?

6-8有一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮机构，已知：

m=2.5mm，a=112.5mm，i=2.6。

试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径；

齿顶高、齿根高、全齿高、顶隙和公法线长度和分度圆弦齿厚。

6-9一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮的小齿轮丢失，现测得大齿轮：

z2=52，da2=135mm，m=2.5mm，a=112.5mm。

试确定这对齿轮的齿制以及小齿轮的齿数和齿顶圆直径，以便配制。

6-10标准直齿圆柱齿轮机构中的一对齿轮，已知模数mn=2mm，α=20˚，z1=20，z2=40，若安装中心距a=61mm，试问

⑴这对齿轮是否属于标准安装？

⑵此时，节圆半径与分度圆半径、啮合角与压力角是否相等？

6-11用齿条插刀切制一直齿圆柱齿轮。

已知被加工齿轮轮坯的角速度ω1=5rad/s，刀具的移动速度为0.375m/s，刀具的模数m=10mm，压力角α=20˚，试问：

⑴被加工齿轮的齿数z1=?

⑵如果齿条的中线距离齿轮坯中心为77mm，则被加工齿轮的分度圆齿厚是多大？

6-12一对正常齿制的外啮合标准斜齿圆柱齿轮z1=33，z2=66，m=5mm。

试问：

⑴若标准中心距a=250mm，试求螺旋角β、分度圆直径d和齿顶圆直径da；

⑵若不改变模数和齿数，能否将这对齿轮装在中心距为255mm的两平行轴上。

6-13已知一对正常齿制渐开线标准斜齿圆柱齿轮a=250mm，z1=23，z2=98，mn=4mm，试计算其螺旋角、端面模数、端面压力角、当量齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。

6-14已知一对正常齿制等顶隙收缩的渐开线标准直齿圆锥齿轮，轴交角Σ　=　90˚，z1=17，z2=43，m=3mm，试求两轮的分度圆锥角、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、锥顶距、齿顶角、齿根角、顶锥角、根锥角和当量齿数。

6-15已知蜗杆机构的参数如下：

蜗杆头数z1=2，蜗杆直径系数q=8，蜗轮齿数z2=46，模数m=8mm。

试计算该蜗杆机构的传动比i、中心距a及蜗杆和蜗轮的主要尺寸。

第7章间歇运动机构

7-1试比较棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构及凸轮间歇运动机构的特点和用途。

7-2槽轮机构的运动特性系数τ=0.4表示什么意义?

为什么运动特性系数必须大于零而小于1?

五个槽的单销槽轮机构的运动特性系数τ等于多少?

7-3已知槽轮的槽数z=6，拨盘的圆销数K=1，转速n=60r/min，求槽轮的运动时间td和静止时间tj。

7-4设计一槽轮机构，要求槽轮机构的运动时间等于停歇时间，试选择槽轮的槽数和拨盘的圆销数。

7-5在六角车床上六角刀架转位用的槽轮机构中，已知槽数z=6，槽轮的静止时间tj=5/6s，槽轮的运动时间td=2s，求槽轮机构的运动系数τ及所需的圆销数K。

第8章联接

8-1试比较普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应用。

8-2螺纹的自锁性和效率各与哪些因素有关？

8-3试计算普通螺纹M20、M20×

1.5的螺纹升角；

并说明在静载荷下这两种螺纹能否自锁（已知摩擦因数f=0.1～0.15）。

8-4将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分的直径缩小，有什么好处？

8-5如图所示三块板用4个M10螺栓固定，若螺栓的性能等级为4.6，装配时控制预紧力，接合面间的摩擦因数f=0.15，求其允许的最大横向拉力F。

8-6如图所示为一拉杆螺纹联接，已知拉杆上的拉力F为50000N，载荷稳定，拉杆材料为Q235钢（对照螺栓的性能等级为4.6），试设计此联接。

8-7一凸缘联轴器，允许传递的最大转矩T为1500N•m（静载荷），材料为HT250。

半联轴器用4个M16铰制孔螺栓联接成一体，螺栓的性能等级为4.8，试选取合适的螺栓长度，并校核其剪切和挤压强度。

如果改为M16的普通螺栓联接，已知螺栓的性能等级为4.8，接合面的摩擦因数为0.15，安装时不控制预紧力，试确定螺栓数。

8-8图8-23所示为一汽缸，缸盖和缸体用螺栓联接。

已知汽缸内气体压力p最大为2.5MPa，缸盖和缸体均为钢制，汽缸内径D=180mm。

为了保证密封性要求，螺栓间距不得大于4.5d（d为螺纹大径），试设计此联接并确定螺栓分布