机械设计基础.docx

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机械设计基础

第10章常用机构概述

一、填空题

★1.机器或机构，都是由构件组合而成。

★2.机器或机构的构件之间，具有确定的相对运动。

★3.机器可以用来代替人的劳动，完成有用的机械功。

★4.组成机构，并且相互间能作运动的物体，叫做构件。

★5.组成构件，但相互之间没有相对运动相对运动的物体，叫零件。

★★6.从运动的角度看，机构的主要功用在于传递运动或改变运动的形式。

★7.构件是机器的运动的最小单元。

★8.零件是机器的制造加工单元。

★9.一般常以机械这个词作为机构和机器的通称。

★★10.机器的原动部分是机械动力的来源。

★★11.机器的工作部分须完成机器的预定动作，且处于整个传动的终端。

★★12.机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的中间环节。

★13.任何一种机械，基本上都是由原动部分、传动部分、和

工作部分等三部分组成的。

★14.运动副是指能使两构件之间既保持直接接触，而又能产生一定形式相对运动的几何联结。

★15.运动副的两构件之间，接触形式有点接触、线接触和

面接触三种。

★16.由于组成运动副中两构件之间的接触形式不同，运动副分为高副和低副。

★17.两构件之间作面接触的运动副叫低副。

★18.两构件之间，作点或线接触的运动副叫高副。

★★19.转动副的两构件之间，在接触处只允许绕孔的轴心线作相对转动。

★20.移动副的两构件之间，在接触处只允许按给定方向作相对移动。

★21.带动其他构件运动的构件，叫主动件。

★★22.构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件组合，叫机器。

★★23.低副的优点：

制造和维修容易，单位面积压力小，承载能力大。

★★★24.低副的缺点：

由于是滑动摩擦，摩擦损失大，效率低。

★★★25.高副的特点：

制造和维修困难，单位面积压力大，接触处容易磨损，可传递复杂的运动。

★26.暖水瓶螺旋瓶盖的旋紧或旋开，是低副中的螺旋副在接触处的复合运动。

★★27.房门的开、关运动，是转动副在接触处所允许的相对转动。

★★28.抽屉的拉出或推进运动，是移动副在接触处所允许的相对移动。

★29.火车车轮在铁轨上的滚动，属于高副。

二、判断题：

（对的画O，错的画×）

★1.机器是构件之间具有确定的相对运动、并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。

（√）

★2.两构件间凡直接接触，而又相互联接的都叫运动副。

（×）

★★3.构件都是可动的。

（√）

★★4.运动副是联接，联接也是运动副。

（×）

★★★5.机器的传动部分都是机构。

（√）

★6.机构都是可动的。

（√）

★7.互相之间能作相对运动的物体是构件。

（×）

★★8.只从运动角度讲，机构是具有确定的相对运动构件的组合。

（√）

★★9.机构的作用，只是传递或转换运动的形式。

（√）

★★★10.螺栓联接是螺旋副。

（×）

★★11.两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副，都是转运副。

（×）

★12.机构中的主动件和从动件，都是构件。

（√）

三、选择题：

★★1、车床上的刀架属于机器的（A）。

A、工作部分B、传动部分C、原动部分D、自动控制部分

★2、下列关于构件概念的正确表述是（D）项。

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

★★3、机器与机构的主要区别是（C）。

A、机器的运动较复杂

B、机器的结构较复杂

C、机器能完成有用的机械功或实现能量转换

D、机器能变换运动形式

★4、组成机器的运动单元是（B）。

A、机构B、构件C、部件D、零件

★5、车床中丝杠与螺母组成的运动副为（B）。

A、移动副B、螺旋副C、转动副D、高副

★★6、单缸内燃机中，活塞与连杆之间的联接属于（C）。

A、移动副B、螺旋副C、转动副D、高副

第11章平面连杆机构

一、填空题：

★1、平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副相互联接而成的机构。

★★2、当平面四杆机构中的运动副都是移动副时，就称之为铰链四杆机构，它是其它多杆机构的基础。

★★★3、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周连续转动的连架杆叫曲柄。

★★4、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是曲柄，另一个是摇杆，也可以两个都是曲柄或都是摇杆。

★★5、组成曲柄摇杆机构的条件是：

最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄。

★6、在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作整周回转运动，即得双曲柄机构。

★★7、在铰链机构中，最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为机架，都可以组成双摇杆机构。

★★8、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的摇杆长度趋向无穷大时演变成的。

★★9、导杆机构可看作是由改变曲柄滑块机构中的固定件而演化来的。

★★★10、将曲柄滑块机构的曲柄改作固定机架时，可以得到导杆机构。

★11、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：

摇杆为主动件，曲柄为从动件或者把往复摆动运动转换成整周转动。

★12、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：

摇杆为主动件，曲柄为从动件或者把等速回转运动转换成往复摆动。

★★13、曲柄摇杆的极位夹角不等于0º，则急回特性系数就大于1，机构就有急回特性。

★14、若以曲柄滑块机构的曲柄为主动件，可以把曲柄的等速旋转运动转换成滑块的往复直线运动。

★★★15、若以曲柄滑块机构的滑块为主动件时。

曲柄在运动过程中有“死点”位置。

★★16、通常利用机构中构件运动时的自身惯性，或依靠增设的在曲柄上的飞轮惯性来通过“死点”位置。

★17、连杆机构的“死点”位置将使机构在传动中出现卡死或发生运动方向不确定等现象。

★18、在实际生产中，常常利用急回运动这个特性，来缩短非生产时间，从而提高了工作效率。

二、判断题：

★1、平面连杆机构的基本形式，是铰链四杆机构。

（√）

★2、曲柄、连杆都是连架杆。

（×）

★3、平面四杆机构都有曲柄。

（×）

★4、在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线就是“死点”位置。

（×）

★★5、铰链四杆机构的曲柄存在条件是：

连架杆或机架中必有一个是最短杆，最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。

（√）

★6、在平面连杆机构中，只要以最短杆作固定机架，就能得到双曲柄机构。

（×）

★★7、曲柄的极位夹角θ越大，机构急回特性系数K也就越大，机构的急回特性也越显著。

（√）

★★8、导杆机构与曲柄滑块机构，在结构原理上的区别就在于选择不同构件作固定机架。

（√）

★★9、曲柄滑块机构，滑块作往复运动时，不会出现急回运动。

（×）

★★10、导杆机构中导杆的往复运动有急回特性。

（√）

★11、利用选择不同构件作固定机架的方法，可以把曲柄摇杆机构改变成双摇杆机构。

（√）

★★12、在平面四杆机构中，凡是能把转动的运动转换成往复运动的机构，都会有急回特性。

（×）

★13、在曲柄和连杆同时存在的平面连杆机构中，只要曲柄和连杆共线，这个位置就是曲柄的“死点”位置。

（×）

★★14、有曲柄的四杆机构，该机构就存在着产生急回运动特性的基本条件。

（√）

★★★15、利用曲柄摇杆机构，可以将等速转动运动，转变成具有急回特性的往复摆动运动，或者没有急回特性的往复摆动运动。

（√）

★★16、铰链四杆机构形式的改变，只能通过选择不同构件作固定机架来实现。

（×）

★★17、当曲柄摇杆机构把往复摆动运动，转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线的位置就是机构的“死点”位置。

（√）

★★18、曲柄在“死点”位置的运动方向与原先运动方向相同。

（×）

★19、“死点”位置在传动机构和锁紧机构中所起的作用相同，但带给机构的后果是不同的。

（√）

三、选择题：

★1、在曲柄摇杆机构中，只有当（D）为主动件时，（C）在运动的过程中才出现“死点”位置。

A．连杆B．机架C．曲柄D．摇杆

★★2、不能产生急回运动特性的平面连杆机构有（D）

A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构

C.导杆机构D.双摇杆机构

★★3、不能出现“死点”位置的平面连杆机构有（D）。

A.导杆机构B.平行双曲柄机构

C.曲柄滑块机构D.不等长双曲柄机构

★4、当急回特性系数为（B）时，曲柄摇杆机构有急回运动。

A．K＜1B．K＞1C．K＝1D．K≠0

★5、当曲柄的极位夹角为（C）时，曲柄摇杆机构才有急回运动。

A．θ＝00B．θ≠00C．θ＞00

★★6、当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动时，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是（C）。

A．按原方向运动B．反方向C．不一定

★7、平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆之和，最短杆为机架时，这个机构叫做（B）.

A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构

★★8.、平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆之和，最短杆为机架时，这个机构叫做（C）。

A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构

★★9.、平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆之和，最短杆是连架杆，这个机构叫做（A）。

A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构

★★10.平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆之和，最短杆是连杆，这个机构叫做（C）。

A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构

★11、（D）能把转动运动变成往复摆动运动。

A．双摇杆机构B.双曲柄机构

C．曲柄滑块机构D．摆动导杆机构

★12、（D）能把转动运动变成往复直线运动，也可以把往复直线运动转变成转动。

A．曲柄摇杆机构B.双曲柄机构

C.双摇杆机构D．曲柄滑块机构

★13、（B）能把等速转动运动转变成旋转方向与主动件相同的变速转动运动。

A．曲柄摇杆机构B.双曲柄机构

C.双摇杆机构D．曲柄滑块机构

四、综合题

★★1、有一铰链四杆机构，尺寸如图示，AB为主动件且顺时针转动，CD为从动件；

（1）写出该机构具体名称及判断依据；

（2）用图解法求机构极位夹角和从动件摆角；（在图上把角度标出即可）

★★★2、如图所示的铰链四杆机构ABCD,已知杆长LAB=100mm，LBC=250mm,LAD=300mm，试求此机构为双摇杆机构时，摇杆CD的长度变化范围。

第12章凸轮机构

一、填空题：

★1.凸轮机构能使从动件按照工作要求，实现各种复杂的运动。

★2、凸轮机构是高副机构。

★3、凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件构成。

★★4、凸轮的轮廓曲线可以按工作要求任意选择，因此可以使从动件得到预定要求的各种运动规律。

一、填空题：

★★5、盘形凸轮是一个具有变化半径的盘形构件，当它围绕定轴转动时，推动从动杆在垂直凸轮轴的平面内运动。

★★★6、圆柱凸轮是一个在圆柱柱面开有曲线凹槽或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件。

★★★7、盘形凸轮从动件的行程不能太大，否则将使凸轮的径向尺寸变化过大

★8、凸轮机构从动件的形式有尖顶式从动件，滚子式从动件和平底式从动件。

★★9、尖顶式从动件与凸轮曲线成尖顶接触，因此，对较复杂的轮廓，也能得到准确运动规律。

★★10、凸轮机构从动件的运动规律是由凸轮轮廓曲线所决定的。

★★11、以凸轮的最小半径所做的圆，称为基圆。

★★12、在凸轮机构中，从动件的最大升距称为行程。

★★13、凸轮轮廓线上某点的法线方向方向与从动件运动速度方向之间的夹角，叫压力角。

★14、凸轮机构的从动件都是按照预定运动规律而运动的。

★★★15、凸轮机构可用作间隙运动的场合，从动件的运动时间与停歇时间的比例以及停歇次数都可以任意拟定。

★★16、凸轮机构可以高速起动，而且准确可靠。

★★17、圆柱凸轮可以使从动件得到较大的行程。

★★★18、尖顶式从动件多用于传力不大，速度较低以及传动灵敏的场合。

★★★19、滚子从动件与凸轮接触时，摩擦阻力较小，但从动件的结构复杂，多用于传力要求较大场合。

★★20、平底式从动件与凸轮的接触较大，易于形成油膜，所以，润滑较好，磨损较小，常用于没有内凹曲线的凸轮上作高速运动。

★★21、滚子式从动件的滚子半径选用得过大，将会使运动规律“失真”。

★★★22、等加速等减速运动的凸轮机构，能避免传动中突然的刚性冲击，消除强烈的振动，提高机构工作的平稳性，因此，多用于凸轮转速较高和从动件质量较大场合。

★23、凸轮的基圆半径越小时，则凸轮的压力角越大，有效推力就越小，有害分力越大。

★★24、凸轮基圆半径不能过小，否则将使凸轮轮廓曲线的曲率半径变小易使从动件的运动规律“失真”。

★★25、凸轮基圆半径只能在保证轮廓的压力角不超过许用值时，才能考虑减小。

★26、凸轮轮廓上的径向公差和表面粗糙度，是根据凸轮的运动规律而决定的。

二、判断题：

★1.一只凸轮只有一种预定的规律。

（√）

★2、凸轮在机构中经常是主动件。

（×）

★3、盘形凸轮机构从动件的运动规律，主要是决定于凸轮半径的变化规律。

（√）

★★4、凸轮机构的从动件，都是在垂直于凸轮轴的平面内运动。

（×）

★★5、所谓凸轮机构从动件的等加速、等减速运动规律是先等加速上升，后等减速下降。

（×）

★★★6、凸轮机构从动件作等速运动，是由于凸轮是等速回转。

（×）

★★7、为了改善凸轮机构的接触性能可不更换凸轮，只用滚子从动件代替原尖底从动件即可。

（×）

★★8、凸轮轮廓上某点的法线方向与其运动速度方向间的夹角是其压力角。

（×）

★★9、运动失真只可能发生在滚子或平底从动件的凸轮机构中。

（√）

★10、凸轮转速的高低，影响从动件的运动规律。

（×）

★11、凸轮轮廓曲线是根据实际要求而拟定的。

（√）

★★12、盘形凸轮的行程与基圆半径成正比例，基圆半径越大，行程也越大。

（×）

★★13、盘形凸轮的结构尺寸与基圆半径成正比。

（√）

★14、在圆柱面上开有曲线凹槽的轮廓的圆柱凸轮，它只有适用于滚子式从动件。

（√）

★15、盘形凸轮的压力角与行程成正比，行程越大，压力角也越大。

（×）

★16、由于盘形凸轮制造方便，所以最适用于较大行程的传动。

（×）

17、使用滚子从动件的凸轮机构，滚子半径的大小对机构的预定规律是有影响的。

（√）

★★★18、选择滚子从动件滚子的半径必须使滚子半径小于凸轮实际轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径。

（×）

★★19、压力角的大小影响从动件的运动规律。

（×）

★20、压力角的大小影响从动件正常工作和凸轮机构的传动效率。

（√）

★21、滚子从动件，滚子半径选用等过大，将会使运动规律“失真”。

（√）

★★22、由于凸轮的轮廓曲线可以随意确定，所以从动件的运动规律可以任意拟定。

（√）

★★23、从动件单一的运动规律可以由不同的运动速度规律来完成。

（×）

★24、同一条凸轮轮廓曲线对三种不同形式的从动件都适用。

（×）

★25、滚子从动件凸轮机构，凸轮的实际轮廓曲线和理论轮廓曲线是一条。

（×）

★★26、凸轮的基圆尺寸越大，推动从动件的有效分力也越大。

（√）

★27、当凸轮的压力角增大到临界值时，不论从动件是什么形式的运动，都会出现自锁。

（√）

★★28、在确定凸轮基圆半径的尺寸时，首先应考虑凸轮的外形尺寸不能过大，而后再考虑对压力角的影响。

（×）

三、选择题：

★★1、（A）从动杆的行程不能过大。

A、盘形凸轮机构B、移动凸轮机构C、圆柱凸轮机构

★★2、（C）可使从动件等到较大的行程。

A、盘形凸轮机构B、移动凸轮机构C、圆柱凸轮机构

★3、（B）的摩擦阻力较小，传动能力大。

A、尖底从动件B、滚子从动件C、平底从动件

★★4、（C）的磨损较小，适用于没有凹槽凸轮轮廓曲线的等速凸轮机构。

A、尖底从动件B、滚子从动件C、平底从动件

★5、计算凸轮机构从动件的行程的基础是（A）

A、基圆B、转角C、轮廓曲线

★6、凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（B）。

A、不变的B、变化的

★7、凸轮压力角的大小与基圆半径的关系是（B）

A、基圆半径越小，压力角偏小。

B、基圆半径偏大，压力角偏小。

★8、压力角增大时，对（A）

A、凸轮的工作不利

B、凸轮机构的工作有利

C、凸轮机构的工作无影响

★9、压力角是指凸轮机构轮廓曲线上某点的（C）

A、切线与从动件速度方向之间的夹角

B、速度方向与从动件速度方向之间的夹角

C、法线方向与从动件速度方向之间的夹角

★10、为保证从动件的工作顺利，凸轮轮廓曲线推程段的压力角应该取（B）为好。

A、大些B、小些

★★11、为保证滚子从动件凸轮机构从动件的运动规律不“失真”，滚子半径应该（A）

A、小于凸轮理论轮廓曲线外凸部的最小曲率半径

B、小于凸轮实际轮廓曲线外凸部的最小曲率半径

C、大于凸轮理论轮廓曲线外凸部的最小曲率半径

D、大于凸轮实际轮廓曲线外凸部的最小曲率半径

★12、从动件的运动速度规律，与从动件的运动规律是（B）

A、同一概念B、两个不同的概念

四、综合题。

★★1、图示为尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构

（1）绘出压力角

（2）绘出凸轮基圆

（3）绘出从动杆升程h

★★★2、按图2-2等加速等减速凸轮轮廓曲线绘制出从动杆位移曲线、速度曲线、加速度曲线（只需划出升程部分即可）。

第13章圆柱齿轮机构

一、填空

★1、以齿轮中心为圆心，过节点所作的圆称为节圆。

★2、分度圆齿距p与的比值定位标准值，称为模数。

★3、齿轮传动是利用主动轮、从动轮之间齿轮的啮合来传递运动和动力的。

★★4、齿轮传动与带传动、链传动、摩擦传动相比，具有功率范围广，传动效率高，传动比

稳定，使用寿命教长，等一系列特点，所以应用广泛。

★★5、齿轮传动的传动比，指主动轮与从动轮的转速之比，与齿数成反比，用公式表示为i12=n1/n2=z2/z1。

★6、齿轮传动获得广泛应用的原因是能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动

准确等。

★7、按轮齿的方向分类，齿轮可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和人字齿圆柱齿轮传动。

★8、渐开线的形状取决于基圆（半径）的大小。

★9、形成渐开线的圆成为基圆。

★10、一对渐开线齿轮啮合传动时，两齿轮啮合点的运动轨迹线称为啮合线。

★11、在机械传动中，为保证齿轮传动平稳，齿轮齿廓通常采用渐开线。

★★12、在一对齿轮传动中，两齿轮中心距稍有变化，其瞬时传动比仍能保持不变，这种性质称为传动的可分离性。

★★13、齿数相同的齿轮，模数越大，齿轮尺寸越大，齿轮承载能力越强。

★★14、渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远的齿形角越大，基圆上的齿形角等于零度。

★15、国家标准规定：

渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角等于20°。

★16、国家标准规定：

正常齿的齿顶高系数ha*=1，短齿的齿顶高系数ha*=0.8。

★17、模数已经标注化，在标准模数系列表中选取模数时，应优先选用第一系列的模数。

★18、直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：

两齿轮的模数必须相等，两齿轮分度圆上的齿形角必须相等。

。

★★19、为了保证齿轮传动的连续性，必须在前一对齿轮退出啮合时，后继的一对齿轮必须进入啮合状态。

★★20、在齿轮传动中，ε称为齿轮传动的重合度，它表示同时参与啮合的轮齿对数。

★★21、为保证齿轮连续传动，重合度ε必须≥1（填＞、≥、＜、≤），表明同时参与啮合的齿对数多（填多或少），传动平稳且每对齿所受平均载荷小。

★★22、斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮承载能力强，传动平稳性好，工作寿命长。

★★23.一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为两齿轮法面模数相等，法面齿形角相等，螺旋角相等，螺旋方向相反。

★★24、齿轮齿条传动的主要目的是将齿轮的回转运动转变为齿条的往复直线运动。

★25、斜齿圆柱齿轮螺旋角β越大，齿轮倾斜程度越大，传动平稳性越好，但轴向力也越大。

★★26、齿轮传动过程中，常见的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿面塑性变形。

★★★27、减轻齿面磨损的方法主要有：

提高齿面硬度、减小表面粗糙度值、采用合适的材料组合和改善润滑条件和工作条件等。

★28、中小尺寸的齿轮结构主要有齿轮轴式、实心式齿轮和腹板式齿轮。

★29、齿轮传动的主要润滑方式有：

浸油润滑和喷油润滑。

二、选择

★1、能保持瞬时传动比恒定、工作可靠性高、传递动力准确的是（C）

带传动B、链传动C、齿轮传动

★2、齿轮传动能保证准确的（B），所以传动平稳、工作可靠性高。

A、平均传动比B、瞬时传动比C、传动比

★3、渐开线齿轮是以（A）作为齿廓的齿轮。

A、同一基圆上产生的两条反向渐开线B、任意两条反向渐开线C、必须是两个基圆半径不同所产生的两条反向渐开线

★4、当基圆趋于无穷大时，渐开线形状（B）

A、越弯曲B、越平直C、不变

★5、基圆内（B）渐开线。

A、有B、没有C、不能确定