机械设计基础考试大纲.docx

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机械设计基础考试大纲

机械设计基础考试大纲

一、课程性质与设置目的要求

《机械设计基础》是高等机械制造及其自动化及机械电子工程专业必修主干技术基础课，也可作为其它各相关专业的选修课程。

它是培养和检验学生掌握通用零件的工作原理、特点、维护和设计计算的基本知识，并初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力；具有应用标准、规范、手册和图册等有关技术资料的能力，而设置的一门技术基础课。

本课程的要求是：

应考者比较系统的掌握通用零部件的工作原理、结构特点、维护和设计计算方法，初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力，运用机械零部件标准、规范、手册和图册和查阅有关技术资料的能力。

二、课程内容与考核要求

0绪论

课程内容

0-1本课程的研究对象、内容

0-2本课程在教学中的地位

0-3机械设计的基本要求和一般过程

考核知识点及考核要求

1、机器的组成

机器与机构的含义和区别；构件与零件的含义和区别。

2、机器和机械零件设计的基本要求

样题

1、在机械工程中,机构和机器统称为（）。

A．机械　B．构件　C．部件　D．运动副

【答案】A

2、下列属于原动机的是（）。

A．轴承　B．齿轮　C．凸轮　D．电动机

【答案】D

3、机器的动力来源是（）。

A．原动机B．执行部分C．传动部分D．控制部分

【答案】A

4、将原动机的运动和动力传给工作部分，传递运动或转换运动形式的是机器的（）。

A．原动机B．执行部分C．传动部分D．控制部分

【答案】C

5、下列不属于原动机的是（）。

A．柴油机　B．汽油机　C．齿轮　D．电动机

【答案】C

6、组成机械的独立运动单元是（）。

A．零件　B．构件　C．部件　D．机器

【答案】B

7、组成机械的制造单元是（）。

A．零件　B．构件　C．部件　D．机器

【答案】A

8、机器中的独立装配单元称为（）。

A．零件　B．构件　C．部件　D．机器

【答案】C

第1章平面机构的自由度

课程内容

1-1运动副及其分类

1-2平面机构运动简图

1-3平面机构自由度

考核知识点和考核要求

1、运动副的含义；平面运动副的分类

2、平面机构运动简图中运动副和构件的表示符号和表示方法

3、平面机构自由度的意义；机构具有确定相对运动的条件；复合铰链、局部自由度、虚约束的形式

4、正确判断和处理复合铰链、局部自由度、虚约束，进行平面机构自由度的计算

样题

一、选择题

1、在机构中,构件与构件之间的连接方式称为（）。

A．运动链　B．部件　C．运动副　D．铰链

【答案】C

2、一个低副引入（）个约束，限制了（）个自由度。

A．1、2　　　　B．2、1　　　C．1、1　　　D．2、2

【答案】D

3、一个移动副引入（）个约束，限制了（）个自由度。

A．1、2　　　　B．2、1　　　C．1、1　　　D．2、2

【答案】D

4、一个高副引入（）个约束，限制了（）个自由度。

A．1、2　　　　B．2、1　　　C．1、1　　　D．2、3

【答案】C

5、机构引入一个转动副,机构的自由度将减少（）个。

A．1　　　　B．2　　　C．3　　　D．0

【答案】B

6、齿轮轮齿的啮合属于（）。

A．移动副B．低副C．高副D．转动副

【答案】C

7、凸轮副属于（）。

A．高副　　　　B．低副　　　C．移动副　　　D．转动副

【答案】A

8、火车轮与铁轨的接触是属于（）副。

A．移动B．高C．低D．转动

【答案】B

9、液压缸的活塞与缸筒所组成的运动副为（）。

A．移动副B．高副C．转动副D．螺旋副

【答案】A

二、绘制2-3图示各机构的运动简图，并计算自由度。

三、计算各机构自由度。

1、

解：

F=3n-2PL-PH

=3×7-2×9-1

=1

2、

F=3n-2PL-PH

=3×5-2×7-0

=1

第2章平面连杆机构

课程内容

2-1平面四杆机构的基本类型及其应用

2-2平面四杆机构的基本特性

2-3平面四杆机构的设计

考核知识点和考核要求

1、识别铰链四杆机构的基本类型及其演化机构

2、曲柄存在条件、急回特性、压力角、传动角和死点位置

3、正确判断平面四杆机构有无曲柄及其类型；利用作图法确定平面四杆机构的极限位置、最小传动角以及死点位置；能计算平面四杆机构的极位夹角、行程速比系数和最小传动角

样题

1、选择题

1、在铰链四杆机构中，两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的称为（）机构。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．曲柄滑块

【答案】A

2、在曲柄摇杆机构中，若曲柄为主动件，且作等速转动时，则从动件摇杆一般作（）。

A．往复等速转动B．往复变速转动C．往复变速摆动D．往复等速摆动

【答案】B

3、具有两个曲柄的铰链四杆机构称为（）机构。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．曲柄滑块

【答案】B

4、在（）机构中，当运动到各构件共线时，机构会出现运动的不确定性。

A．一般双曲柄　　B．平行双曲柄C．反平行双曲柄双摇杆D．以上都有可能

【答案】B

5、在铰链四杆机构中，两连架杆均为摇杆的称为（）机构。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．曲柄滑块

【答案】C

6、曲柄滑块机构是由（）机构演化而来的。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．导杆

【答案】A

7、单缸内燃机构的连杆机构是（）机构在生产中的应用。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．曲柄滑块

【答案】D

8、曲柄滑块机构以（）为主动件，将往复直线运动转化为回转运动。

A．连杆　　B．曲柄C．摇杆D．滑块

【答案】D

9、（）广泛用于内燃机、冲床等机械设备中，它可实现回转运动与直线运动间的转换。

A．曲柄摇杆　　B．曲柄滑块C．双摇杆D．双曲柄

【答案】B

10、铰链四杆机构要存有曲柄存在，必须同时满足：

（1）连架杆和机架必有一个是最短杆；

（2）最短杆和最长杆长度之和（）其余两杆的长度之和。

A．大于　　B．小于C．小于或等于D．大于或等于

【答案】C

11、最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和时，该机构一定为（）机构。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．曲柄滑块

【答案】C

12、最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和时若其中一连架杆为最短杆，则得到（）机构。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．曲柄滑块

【答案】A

13、最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和时，若机架为最短杆，则该机构为（）机构。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．曲柄滑块

【答案】B

14、在铰链四杆机构中，若连杆为最短杆，则该机构一定为（）机构。

A．曲柄摇杆　　B．双曲柄C．双摇杆D．曲柄滑块

【答案】C

15、要使铰链四杆机构存在一个曲柄，要求必须满足杆长和条件，且最短杆是（）。

A．连架杆B．机架C．连杆D．曲柄

【答案】A

16、要使铰链四杆机构的两个连架杆都成为曲柄，则必须满足杆长和条件，且最短杆是（）。

A．连架杆B．机架C．连杆D．曲柄【答案】B

二、判断题

1、铰链四杆机构可分为曲柄滑块机构、导杆机构和摇杆机构等三种基本形式。

（）

【答案】×

2、曲柄滑块机构是铰链四杆机构的一种，它在各种机械设备中应用广泛。

（）

【答案】×

3、导杆机构是铰链四杆机构的一种基本形式，导杆可作整周回转。

（）

【答案】×

4、曲柄摇块机构是一种平面四杆机构，但不属于铰链四杆机构。

（）

【答案】√

5、铰链四杆机构中总是存在一个固定不动的构件，称为机架。

（）

【答案】√

6、在铰链四杆机构中,连杆与机架是通过转动副直接相连的。

（）

【答案】√

7、无论在何种铰链四杆机构中，摇杆都是指作整周回转的构件。

【答案】×

8、连架杆能绕机架作整周回转或往复摆动，我们分别称之为曲柄和摇杆。

【答案】√

9、铰链四杆机构的两个连架杆只能一个成为曲柄，一个成为摇杆。

（）

【答案】×

10、连架杆与机架之间是通过转动副相连，它可相对机架作转动或摆动。

（）

【答案】√

11、铰链四杆机构中，与机架直接相连的杆称为连杆，它可作复杂的平面运动。

（）

【答案】×

12、铰链四杆机构中，与机架相连的叫曲柄，不与机架相连的叫摇杆。

（）

【答案】×

13、铰链四杆机构中的连杆，是绕机架作简单的整周转动。

（）

【答案】×

14、曲柄摇杆机构可以摇杆为主动件，将往复摆动变为曲柄的整周回转。

（）

【答案】√

15、曲柄摇杆机构可实现连续转动与往复摆动之间的运动转换。

（）

【答案】√

16、曲柄摇杆机构中，两连架杆一个为摇杆，另一个为曲柄。

（）

【答案】√

17、缝纫机的脚踏板机构是属曲柄摇杆机构，且是以曲柄为主动件。

（）

【答案】×

三、综合题

铰链四杆机构ABCD中，AD为机架，LAB=40mm，LBC=60mm，LCD=120mm，LAD=120mm，试判断其类型。

第3章凸轮机构

课程内容

3-1凸轮机构的应用和类型

3-2从动件的常用运动规律

3-3凸轮机构的压力角

3-4图解法设计凸轮轮廓

考核知识点和考核要求

1、凸轮机构的组成和基本类型

2、凸轮与从动件的相互运动关系；凸轮的基圆、推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角和从动件的推程、回程及动程的含义

样题

一、选择题

1、以下属于凸轮优点的是（）。

A．传力较大B．适用于低速场合

C．高副接触．易磨损D．能实现各种预定的运动规律

【答案】D

2、以下属于空间凸轮机构的是（）。

A．盘形凸轮机构B．移动凸轮机构C．圆柱凸轮机构D．以上都不是

【答案】C

3、以下属于凸轮机构的应用的是（）。

A．内燃机的配气机构B．缝纫机脚踏板机构

C．汽车自动卸料机构D．内燃机的曲柄连杆机构

【答案】A

4、（）凸轮机构，从动件受力方向始终不变，且易形成油膜，多用于高速的场合。

A．尖底从动件B．滚子从动件C．平底从动件D．曲面从动件

【答案】C

5、（）凸轮机构，从动件易磨损，多用于传力较小，速度较低的场合。

A．尖底从动件B．滚子从动件C．平底从动件D．曲面从动件

【答案】A

6、从动件与凸轮之间属于滚动摩擦的是（），它耐磨损，可以承较大载荷。

A．尖底从动件B．滚子从动件C．平底从动件D．曲面从动件

【答案】B

7、在凸轮机构运动规律中，从动件产生刚性冲击的是（）。

A.等速运动B.等加速等减速运动规律C.简谐运动规律D.以上都不是

【答案】A

8、在凸轮机构运动规律中，从动件产生柔性冲击的是（）。

A.等速运动B.等加速等减速运动规律C.简谐运动规律D.以上都不是

【答案】B

9、凸轮机构从动件以等加速-等减速运动规律运动时，会产生（）。

A．刚性冲击B．柔性冲击C．剧烈冲击D．以上都不正确

【答案】B

10、为保证机构具有良好的传力性能，在凸轮设计时，应使轮廓上的最大（）不超过许用值。

A．传动角B．极位夹角C．压力角D．推程运动角

【答案】C

第4章齿轮机构

课程内容

4-1齿轮机构的特点和类型

4-2齿廓实现定角速比传动条件

4-3渐开线齿廓

4-4齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸

4-5渐开线标准齿轮的啮合

4-6渐开线齿轮的切齿原理

4-7根切、最少齿数及变位齿轮

考核知识点和考核要求

1、齿轮传动的类型、特点和应用

2、齿廓啮合基本定律的意义

3、渐开线的形成和性质；渐开线齿轮传动特点；渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算；渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、连续传动条件和重合度；标准中心距

4、轮齿切齿原理和加工方法；根切现象及不产生根切时的最少齿数；

样题

1、判断题

1、齿轮的齿廓曲线可以是圆弧曲线、摆线等，最常用的是渐开线齿轮。

（）

【答案】√

2、一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的节圆总是相切的。

（）

【答案】√

3、为满足传动比的要求，齿轮的齿廓曲线只能是渐开线齿轮。

（）

【答案】×

4、标准直齿轮传动的标准中心距是等于两个齿轮基圆半径之和。

（）

【答案】×

5、标准安装的直齿圆柱齿轮传动，两齿轮的基圆相切，节圆与基圆重合。

（）

【答案】×

6、一对渐开线直齿圆柱齿轮，按标准中心距安装，其分度圆是相切的。

（）

【答案】√

7、标准齿轮按标准中心距安装时，节圆与齿轮的基圆是重合的。

（）

【答案】√

8、齿轮传动中心距的微小误差不会影响其瞬时传动比，这为齿轮的安装、调试提供了便利。

（）

【答案】√

9、齿轮传动在制造和安装过程中，中心距的微小变化，不会影响其瞬时传动比。

（）

【答案】√

10、由于制造和安装误差，往往使齿轮传动中心距不与标准中心距不一致，但齿轮传动具有中心距可分性，所以传动比仍将保持不变。

（）

【答案】√

11、齿轮传动中心距稍有变化而不会影响其传动比的特性，称为中心距的可分离性。

（）

【答案】√

12、形成渐开线的圆，我们称为分度圆。

（）

【答案】×

13、渐开线的形状与基圆的大小有关，基圆越大，渐开线越平直。

（）

【答案】√

14、渐开线的形状取决于齿轮分度圆的大小。

（）

【答案】×

15、渐开线上任意点的压力角是指该点的速度方向与受力方向的夹角。

（）

【答案】√

16、渐开线齿廓上任意点的压力角都是相等的。

（）

【答案】×

17、渐开线上越远离基圆的点，其压力角越大。

（）

【答案】√

18、标准规定，齿轮基圆上的压力角为标准值。

（）

【答案】×

19、渐开线上各点的压力角不等，分度圆上的压力角为0。

（）

【答案】√

20、渐开线齿廓上各点的压力角相等，即为齿轮的压力角，规定为2、渐开线上各点的压力角不等，越靠近基圆，其压力角越大。

（）

【答案】×

21、齿轮的分度圆直径与齿距的比值，称为模数。

（）

【答案】×

21、齿轮的模数在我国已标准化，在设计时应取标准值。

（）

【答案】√

23、齿轮的模数是齿轮的重要的参数，它是没有单位的。

（）

【答案】×

24、齿轮的模数是指其齿距与π的比值，模数已标准化。

（）

【答案】√

25、若测得齿轮的齿距为2、两个模数相等的标准直齿圆柱齿轮，其齿距必然相等。

（）【答案】√

26、齿轮的基本参数除了模数m、齿数z、压力角α外，还有齿顶高系数ha*和顶隙系数c*。

（）

【答案】√

27、模数、齿数和压力角是直齿圆柱齿轮的三个主要参数。

（）

【答案】√

2、选择题

1、按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱齿轮，其节圆与齿轮的（）是重合的。

A.分度圆B.基圆C.齿根圆D.齿顶圆

【答案】A

2、标准齿轮按标准中心距安装，两齿轮的（）是相切的。

A.分度圆B.基圆C.齿根圆D.齿顶圆

【答案】A

3、一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的（）圆总是相切并相互作纯滚动。

A.节圆B.基圆C.齿根圆D.齿顶圆

【答案】A

4、一对渐开线标准齿轮在标准安装情况下，两齿轮分度圆的相对位置应该是（）。

A.相交的B.相切的C.分离的D.都有可能

【答案】B

5、一对渐开线标准齿轮在标准安装情况下,中心距等于两齿轮的（）半径之和。

A.分度圆B.基圆C.齿根圆D.齿顶圆

【答案】A

6、齿轮传动中心距略有变化，其传动比不会产生改变，此特性称为（）。

A.传动比恒定性B.中心距恒定性C.传动稳定性D.中心距可分性

【答案】D

7、齿轮上形成渐开线的圆称为（）。

A.分度圆B.基圆C.节圆D.齿顶圆

【答案】B

8、机械行业中最常用的是（）。

A．渐开线齿轮B．摆线齿轮C．圆弧齿轮D．特殊齿形齿轮

【答案】A

9、渐开线的形状取决于（）的大小。

A.分度圆B.基圆C.齿根圆D.齿顶圆

【答案】B

10、标准渐开线齿轮，影响齿轮齿廓形状的是（）。

A、齿轮的基圆半径B、齿轮的分度圆半径

C、齿轮的节圆半径D、齿轮的任意圆半径

【答案】A

11、渐开线上任意点的压力角是指该点的（）与速度方向的夹角。

A.切线方向B.受力方向C.径向方向D.运动方向

【答案】B

12、渐开线上任意点K的受力方向与与速度方向所夹的锐角，称为（）。

A.压力角B.传动角C.螺旋角D.导程角

【答案】A

13、渐开线上越远离基圆的点，其压力角（）。

A.越大B.越小C.各点相等D.以上都有可能

【答案】A

3、计算题

1、一齿轮副，主动齿轮齿数Z1=30，从动齿数Z2=75，试计算传动比i12=？

若主动轮的转速n1=1500r/min，从动齿轮转速n2=？

若齿轮模数m=，试计算小齿轮的分度圆直径d1、齿距p和全齿高h。

【答案】传动比i12=Z2/Z1=

由i12=n1/n2得从动轮转速n2=n1/i12=600r/min

分度圆d1=mz1=75mm齿距P=πm=

全齿高h=（2+c*）m=m=mm

2、已知一标准直齿圆柱齿轮传动的中心距a=250mm,主动轮的齿数z1=20,模数m=5mm,转速n1=1450r/min,试求从动轮的齿数z2，传动比i12,转速n2，分度圆的直径d2,齿根圆直径df2。

【答案】a=m（z1+z2）/2得齿数z2=80

传动比i12=Z2/Z1=4转速n2=n1/i12=min

分度圆d2=mz2=400mm齿根圆df2=m=

3、已知相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮传动，主动轮转速n1=900r/min，从动轮转速n2=300r/min，中心距a=200mm，模数m=5mm，求齿数z1和z2。

，计算小齿轮的分度圆的直径d1,齿顶圆直径da1。

【答案】由i12=Z2/Z1=n1/n2得Z2/Z1=3

又a=m（z1+z2）/2所以z1+z2=80

联立得z1=20z2=60

分度圆d1=mz1=100mm齿顶圆da1=m（z1+2）=66mm

第5章轮系

课程内容

5-1轮系的类型

5-2定轴轮系及其传动比

考核知识点和考核要求

1、轮系的概念及轮系的类型

2、定轴轮系传动比计算及首、末轮转向关系的确定

样题

一、填空题

1.在定轴轮系中,每一个齿轮的回转轴线都是的.

2.定轴系中的惰轮对_无影响,主要用于改变从动轮的。

3.平面定轴轮系中，主、从动轮的转向取决于；当时，主、动轮转向相同：

当时，主，从动轮转向相反。

4.一对平行轴外啮合齿轮传动，两轮转向；一对平行轴内啮全轮传动，两轮转向

。

二、判断题

1.定轴轮系的传动比等于轮系各对啮合齿轮传动比的连乘积（）

【答案】√

2.轮系可以分为定轴轮系和行星轮系（）

【答案】√

3.在轮系中，惰轮既会能改变传动比大小，也会能改变转动方向。

（）

【答案】×

4.在定轴轮系中，轮系传动比等于所有从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比（）

【答案】√

5.轮系传动比计算公式（-1）m中的m是指轮系中相互啮合的齿轮的对数。

（）

【答案】×

6．只要轮系中有一个齿轮的轴线的位置是固定的，则可称为定轴轮系。

（）

【答案】×

7.定轴轮系传动比，等于组成该轮系的所有从动齿轮齿数连乘积与主动齿轮齿数连乘积之比。

（）

【答案】√

8.在定轴轮系中，惰轮只会改变齿轮的转向，而不会影响传动比。

（）

【答案】√

三、计算题

1、已知：

Z1=25，Z2=40，Z2′=20，Z3=40，Z3′=20，Z4=48，试计算轮系传动比i14。

【答案】

大小i14=

=

2、已知：

Z1=2４，Z2=36，Z2′=20，Z3=50，Z3′=20，Z4=24，Z5=2，Z6=24，试计算轮系传动比i16。

【答案】

大小

=54

3、已知：

Z1=30，Z2=36，Z3=20，Z4=32，Z5=20，Z6=48，试计算轮系传动比i16。

【答案】

大小

=

4、已知：

Z1=24，Z2=40，Z3=104，Z4=30，Z5=36，试计算轮系传动

【答案】

大小

=

第6章间歇运动机构

课程内容

6-1棘轮机构

6-2槽轮机构

考核知识点和考核要求

1、棘轮机构的组成、工作原理和基本类型；主要特点和应用

2、槽轮机构的组成、工作原理和基本类型；主要特点和应用

样题

一、填空题

1.所谓间歇运动机构，就是在主动件作运动时，从动件能够产生周期性的、、运动机构。

2.欲将一匀速回转运动转变成单向间歇回转运动，采用的机构有、

等，其中间歇时间可调的机构是机构。

3.棘轮机构的主动件是，从动件是，机架起固定作用。

4．槽轮机构是由、、组成的。

5.棘爪和棘轮开始接触的一瞬间，会发生，所以棘轮机构传动的性较差。

6.双动式棘轮机构，它的主动件是棘爪，它们以先后次序推动棘轮转动，这种机构的间歇停留时间。

7.摩擦式棘轮机构，是一种无的棘轮，棘轮是通过与所谓棘爪的摩擦块之间的

而工作的。

8.为保证棘轮在工作中的可靠和防止棘轮的，棘轮机构应当装有止回棘爪。

二、选择题

1.当要求从动件的转角须经常改变时，下面的间歇运动机构中哪种比较合适？

A.间歇齿轮机构B.槽轮机构C.棘轮机构D.不确定

【答案】C

2.棘轮机构的主动件是。

A.棘轮B.棘爪C.止回棘爪D.不确定

【答案】A

3.槽轮机构的主动件是。

A.齿轮B.曲柄C.圆销D.不确定

【答案】B

4.棘轮的槽形是。

A.轴向槽B.径向槽C.弧形槽D.不确定

【答案】B