《机械设计基础》离线作业部分参考答案.docx

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《机械设计基础》离线作业部分参考答案

绪论作业：

一、单项选择题：

1．以下四种机械零件中不是通用零件的是（）

A．齿轮B．带轮C．蜗轮D．叶轮

二、填空题：

1．构件是机构中的运动单元体；零件是机器中的制造单元体。

2．机器的定义是：

由零件组成的执行机械运动的装置。

用来完成所赋予的功能，如变换或传递能量、物料或信息

三、简答题：

1．机械一般由哪四部分组成？

密封件、辅助密封件、压紧件、传动件

2．机械零件设计时有哪四个主要要求？

功能要求、可靠性要求、经济性要求、操作方便和安全要求

3．机械、机器和机构三者有何区别和联系？

1）他们都是若干人为实体的组合

2）各实体之间具有确定的相对运动

3）能用来代替人们的劳动去实现机械能与其他形式能量之间的转换或做有用的机械功。

具备以上

（1）

（2）两个特征的成为机构。

及其与机构的主要区别在于：

机器具有运动和能量（而且总包含有机械能）的转换，而机构只有运动的变换。

机器由机构组成，机构是机械的运动部分，机构又是有构建组成，构件时机械运动的基本单元体。

4．构件和零件有何区别和联系？

零件:

组成机器的基本单元称为零件

零件是一个产品最小的组成单元，而构件可以是某个产品的某个组成部分，构件可以是一个零件，也可以由多个零件组成。

第一章作业

三：

2、何谓运动链？

如何使运动链成为机构？

构件通过运动服连接而成的系统成为运动链。

当运动链具备以下条件时就成为机构：

（1）具有一个机架。

（2）具有足够的给定运动规律的构件。

这种构件成为主动件。

4、在计算机构自由度时，什么是局部自由度？

什么是复合铰链？

什么是虚约束？

局部自由度使之机构中某些构件具有的并不影响其他构件运动关系的自由度。

由三个或三个以上构件同时在一处用转动副连接，称此结构为复合铰链。

某些情况下，机构中有些运动副引入的约束与其他运动副引入的约束相重复，此时，这些运动副对构件的约束，形式上虽然存在而实际上并不起作用，一般把这类约束成为虚约束。

6、写出平面机构自由度计算公式，并说明式中各符号的意义

F=3n-2P5-P4；n为自由度不为零的运动构件个数；P4高副个数；P5为低副个数。

四：

1．计算图1-1所示机构的自由度。

（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）

F=3n-2P5-P4=3X5-2X6-1=2有复合铰链和虚约束

3、计算图1-3所示机构的自由度。

（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）F=3n-2P5-P4=3X6-2X7-3=1有复合铰链和虚约束

4、求图1-4所示实现直线轨迹机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）。

F=3n-2P5-P4=3X6-2X9=0

5:

略

第二章作业

一、单项选择题：

1．最简单的平面连杆机构是（）机构。

A．一杆B．两杆C．三杆D．四杆

2．机构在死点位置时（）。

A．γ=90°B．γ=45°C．γ=0°D．α=0°

3．为使平面连杆机构具有急回特性，要求行程速比系数（）

A．K=0B．K=1C．K>1D．K<1

三、简答题：

2．什么是机构的急回特性？

做往复运动的构件，其往复运动区间的两个极端位置称为极限位置。

工程实际中，往往要求机器中做往复运动的从动件在工作行程时速度慢些，而在空回程时则速度快些，以缩短辅助时间，提高机器的生产率，这种特性称为急回特性。

四：

略

第三章作业：

一、单项选择题：

1．凸轮的基圆半径是指（）半径。

A．凸轮转动中心至实际轮廓的最小B．凸轮转动中心至理论轮廓的最小

C．凸轮理论轮廓的最小曲率D．从动件静止位置凸轮轮廓的

2．凸轮机构从动件常用运动规律中，有刚性冲击的运动规律是（）。

A．等速运动规律B．等加速等减速运动规律

C．余弦加速度运动规律D．正弦加速度运动规律

3．在滚子从动件盘形凸轮机构设计中，如出现实际廓线变尖时，可采取的解决方法是（）。

A．加大基圆半径或加大滚子半径B．加大基圆半径或减小滚子半径

C．减小基圆半径或加大滚子半径D．减小基圆半径或减小滚子半径

二、填空题：

2．凸轮机构常用的从动件运动规律有①等速运动规律，②等加速、等减速运动规律，③正、余弦加速度运动规律

三、简答题：

1．在凸轮机构的组成中，主要有哪三部分？

凸轮、从动件、机架

四：

略

第四章作业：

二：

4．齿轮传动的主要失效形式有齿轮折断、齿面点蚀、、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性流动。

6．影响齿轮齿面接触强度的主要几何参数为齿轮直径、模数。

7．齿轮传动的主要失效形式除了轮齿折断、齿面磨损和齿面塑性变形外还有：

齿面点蚀、齿面胶合。

三、简答题：

1．试述齿轮传动中常见的失效形式。

开式传动中最主要的失效形式有哪几种？

齿轮传动中主要失效形式有：

齿轮折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和吃面塑性流动。

开式传动失效主要是齿面磨损和齿轮折断。

2．在齿轮传动中5种常见的失效形式中，闭式传动最主要的失效形式有哪几种？

齿面点蚀、齿面胶合和齿面塑性流动。

四：

略

第五章作业：

一、单项选择题：

1．定轴轮系不能实现的一种功能是（C）。

A．大传动比减速B．变速传动

C．运动合成D．变向传动

2．周转轮系不能实现的一种功能是（A）。

A．大传动比减速B．远距离传动

C．运动合成D．变向传动

二：

略

第六章作业：

一、单项选择题：

1．下列机构中，能够将连续转动直接转换为单向间歇转动的是（D）。

A．曲柄摇杆机构B．齿轮机构

C．槽轮机构D．棘轮机构

二、填空题：

1．在棘轮机构中，为防止棘轮倒转，通常装有止回棘爪；而槽轮机构则是依靠

拨盘来对槽轮定位并防止其倒转的。

2．棘轮机构中，按棘轮机构的工作原理可分为齿式和摩擦式两种类型。

3.槽轮机构的最少槽数是3。

4.一般槽轮机构是由机架、主动拨盘和从动槽三组成的。

第七章作业：

一、填空题：

1．周期性速度波动可以用飞轮调速的方法来调节。

2．机器运转的三个阶段分别是指启动阶段、稳定运转、停车阶段。

二、简答题：

1．通常机器运转有哪三个阶段？

机器一般工作在哪个阶段？

机器运转的三个阶段分别是指启动阶段、稳定运转、停车阶段。

工作在稳定阶段

2．什么是周期性速度波动？

机械在稳定运转时，通常由于驱动力与阻力的等效力矩或（和）机械的等效转动惯量的周期性变化所引起的主动轴角速度的周期性波动。

第八章作业：

一、单项选择题：

1．刚性转子做动平衡实验时，平衡平面最少可选（B）。

A．一个B．两个C．三个D．四个

2．刚性转子做静平衡实验时，平衡平面最少可选（A）。

A．一个B．两个C．三个D．四个

二、填空题：

1．刚性转子静平衡的力学条件是：

静平衡的力学条件:

在转子上加一平衡质量所产生的惯性力与各偏心质量的惯性力的合力（或质径积的矢量和）为零,或使转子的质心在回转轴线上，即∑FI =0

；常见的仅需要作静平衡的刚性转子有①飞轮，②砂轮。

三、简答题：

1．为什么要对回转构件进行平衡？

刚性回转构件的平衡分为哪几种？

 为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动而采用的改善质量分布、附加机构等的措施

动平衡、静平衡俩种

2．为什么说刚性转子一般至少要在两个平衡平面中加平衡质量才能实现转子的动平衡？

对于动不平衡的转子,为使转子在运转时其各偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。

需在选择两个平衡基面,并适当地各加一平衡质量,使两平衡基面内的惯性力之和分别为零,这个转子便可得以动平衡。

第十章作业：

一、单项选择题：

1．以下不属于螺纹联接形式的是（D）。

A.双头螺柱联接B.紧定螺钉联接C.螺栓联接D.销联接

2．螺纹联接防松形式中，（A）是不可拆联接。

A.粘合B.止动垫片C.对顶螺母D.串联金属丝

3．以下不属于键联接的是（C）。

A.滑键联接B.花键联接C.螺栓联接D.切向键联接

二、填空题：

1．按工作原理螺纹联接的防松可分为：

摩擦防松，机械防松，永久性防松。

2．普通联接螺纹的牙型角为60°，分为粗牙和细牙两类。

3．.联接平键的截面尺寸b×h是根据轴的直径d尺寸从标准尺寸中选取的。

4．普通平键的工作面是两侧面。

5．普通A型平键的两头部是圆形的。

6．普通B型平键的两头部是方形的。

7．普通C型平键的两头部分别是方和圆形的。

三、简答题：

1．为什么螺纹联接通常要采取防松措施？

试列举2种防松方法的名称。

答：

在冲击、振动或变载荷下，或当温度变化不大时，联接有可能松动甚至松脱，这就容易发生事故。

所以在设计螺纹联接是，必须考虑防松措施。

例如：

对顶螺母，横向切口螺母；

2．为什么螺纹联接通常要采取防松措施

答：

在冲击、振动或变载荷下，或当温度变化不大时，联接有可能松动甚至松脱，这就容易发生事故。

所以在设计螺纹联接是，必须考虑防松措施。

3．.花键联接的主要缺点是什么？

答：

主要缺点是结构复杂，加工需专门的刀具和设备，成本较高；常用在重载、高速场合。

4．.平键联接可分为哪几种形式？

答：

可以分为普通平键、导向平键和滑键。

第十二章

一、单项选择题：

1．在下列蜗杆蜗轮传动比计算公式中，错误的是（B）。

A.i=n1/n2B.i=ω1/ω2C.i=Z2/Z1D.i=d2/d1

2．蜗杆传动不宜用于传递大功率，其主要原因是（C）。

A．传动比大B．传动平稳C．效率低D．成本高

3．在重要的高速传动中，蜗轮常用材料是（B）。

A.轴承合金B.铸造青铜C.碳钢D.灰铸铁

二、填空题：

1．蜗杆直径系数的计算公式是q=d1/m。

2．蜗杆传动的主要失效形式有齿面磨损、齿根折断。

三、计算题：

1．在一标准普通蜗杆传动中，已知其模数m=5mm，传动比i=20，蜗杆的分度圆直径d1=50mm，蜗杆头数z2=2。

试计算蜗杆的直径系数q、蜗杆传动的中心距a。

解：

q=d1/m=10;

a=m（q+z2）/2=30mm

第十三章

一、单项选择题：

1．导致V带传动产生弹性滑动的因素为（D）。

A.摩擦系数B.小带轮包角C.初拉力D.带有弹性

2．带传动中心距a适当增大，其他条件不变，通常会使（B）

A.包角α1增大而传动能力降低B.包角α1增大且传动能力提高

C.包角α1减小且传动能力降低D.包角α1减小而传动能力提高

二、填空题：

1．普通V带和窄V带的楔角都是都是40° 。

2．普通V带的设计准则是：

在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命

3．普通V带的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。

4．带传动工作时，带截面上所产生的三种应力分别为：

拉应力 ,弯曲应力 ,离心应力

5．在带传动中，带的张紧方法有：

定期张紧，通过旋紧调节螺栓；自动张紧，通过重心偏移实现，张紧轮张紧

三、简答题：

1．在带传动中，带的最大应力发生在什么位置？

在主驱动轮与传动带的最初结合点位置

2．V带为什么一般比平带传动能力大？

因为V带安装在楔形面内，V带传动产生的摩擦大于平带传动产生的摩擦力，这种现象也称V带传动的楔面摩擦效应。

另外，V带传动通常是多根带同时工作，所以V带传动与平带传动相比可以传递更大的功率

3．带传动的主要失效形式是什么？

打滑和传动带的疲劳破坏

4．在带传动中，为什么要把带张紧？

因为带传动是依靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和功率的，所以在装配时就应使带与带轮间具有一定的压紧力，使带处于紧张状态，并保持足够的初拉力。

第十四章作业：

一、单项选择题：

1．自行车前、后轮轴是（）。

A．转动的心轴B．不转的心轴C．传动轴D．转轴

2．双级直齿圆柱齿轮减速器的输入轴是（）。

A．转动的心轴B．不转的心轴C．传动轴D．转轴

3．一轮毂长为60mm，与一轴段配合。

轮毂用轴环和套筒作轴向固定，用A型平键作周向固定，轴段长L1及键长L的合理长度为（）。

A.L1=60,L=60B.L1=58,L=60C.L1=58,L=55D.L1=60,L=55

4．轴的常用材料主要是（）。

A.轴承合金B.青铜C.碳钢和合金钢D.灰铸铁

5．在下列零件的轴向定位方式中，不能承受大的轴向力的方式是（）。

A．轴肩B．轴环C．圆螺母D．弹性挡圈

二、填空题：

1．常见的轴系轴向定位方式有轴肩和轴环、套筒、圆螺母、弹性挡圈。

2．轴上零件常见的周向定位方式有键连接、紧定螺钉、过盈配合。

3．常见的轴系轴向定位方式除了轴肩、轴环和弹性挡圈外，还有套筒、轴端压板等。

三、简答题：

1．按受载情况的不同，轴可以分成哪几类？

并讲述每类的受载特点。

答：

按照受载情况，轴分为心轴、传动轴和转轴。

（1）心轴：

只承受弯矩而不传递转矩，如支承滑轮的轴；

（2）传动轴：

只传递转矩，如汽车发动机至后桥的轴；

（3）转轴：

既承受弯矩又传递转矩，如齿轮减速器中的轴。

2．试分别各列举3种轴上零件轴向和周向固定的方法。

答：

轴上零件轴向固定方法：

（1）轴肩和轴环，

（2）套筒，（3）圆螺母；

周向固定方法：

（1）键连接，

（2）紧定螺钉、销钉连接，（3）过盈配合连接。

第十五章：

一、单项选择题：

1．轴承衬材料用轴承合金，主要是因为这种材料比铜（）

A.疲劳强度高，不易发生点蚀B.硬度高，耐磨损

C.抗胶合能力强D.耐腐蚀

2．以下材料中不能用作滑动轴承衬材料的是（）。

A.巴氏合金B.青铜

C.铸铁D.轴承钢

二、填空题：

1．试写出除铸铁和塑料以外的其他任意两种常用的滑动轴承材料巴氏合金、青铜。

三、计算题：

1．一个受径向载荷处于非液体摩擦状态下的滑动轴承，轴颈直径d=100mm，轴承工作长度B=120mm，轴的转速n=1200r/min，轴承材料为ZCuSn5Pb5Zn5，其许用比压[p]=5MPa，及[pv]=10MPa·m/s，求其最大径向承载载荷Fr。

解：

由题得知，根据轴承的可承受平均压力为p

得Fr1=p*d*B=60kN

根据轴承的pv值

得Fr2=19.1kN

则其最大径向承载载荷Fr=19.1kN

第十六章：

一、单项选择题：

1．一轴运转速度低，载荷很大，其两轴承座分别加工，支承跨距大，轴刚度小，最适合这一工作情况的轴承类型是（）

A.2类——调心滚子轴承B.1类——调心球轴承

C.7类——角接触轴承D.3类——圆锥滚子轴承

二、填空题：

1．代号为6208的滚动轴承的内径是40mm。

2．滚动轴承的基本额定动载荷，是指轴承的基本额定寿命恰好为一百万转（106r）时轴承所能承受的载荷。

四：

略

五：

略

第十七章：

一、单项选择题：

1．在下列联轴器中，能补偿两轴相对位移以及可缓和冲击吸收振动的是（）。

A．凸缘联轴器B．齿轮联轴器

C．十字滑块联轴器D．弹性圈柱销联轴器

二、填空题：

1．任意写出两种牙嵌式离合器的常用牙形矩形、锯齿形。

三、简答题：

1．联轴器和离合器的主要区别是什么？

答：

主要区别是：

联轴器只在机器停车时才能拆开，使两轴分离；离合器则可在机器工作过程中随时接合或分离两轴。

2．离合器按其工作原理可分为哪两类？

试分别简述它们传递运动和转矩的原理。

答：

按照工作原理，离合器可分为嵌合式离合器和摩擦式离合器。

嵌合式离合器主要依靠牙齿或齿轮的相互嵌合来传递转矩，能够实现主、从动轴的同步回转；摩擦式离合器主要依靠主、从动盘的接触面产生的摩擦例举传递转矩以进行工作。