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1、机械设计基础题库机械设计基础习题0 绪论1平面机构2平面连杆机构3 凸轮机构 4 齿轮机构5 轮系9 联接10带 传 动和链 传 动11 齿轮传动12蜗杆传动13轴承14联轴器和离合器15轴0绪论思考题1机器、机构与机械有什么区别？各举出两个实例。2机器具有哪些共同的特征？如何理解这些特征？3零件与构件有什么区别？并用实例说明。举出多个常用的通用机械零件。4机械设计的基本要求是什么？为什么要确定机器的预定使用期限？5机械设计的一般过程是什么？平面机构思 考 题1什么是高副？什么是低副？在平面机构中高副和低副各引入几个约束？2 什么是机构运动简图？绘制机构运动简图的目的和意义？绘制机构运动简图的

2、步骤？3什么是机构的自由度？计算自由度应注意那些问题？4机构具有确定运动的条件是什么？若不满足这一条件，机构会出现什么情况？习题一、填空1 绘制图示平面机构的机构运动简图。a) b)c) d)2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。） 2平面连杆机构思 考 题1平面四杆机构的基本形式是什么？它有哪些演化形式？演化的方式有哪些？2什么是曲柄？平面四杆机构曲柄存在的条件是什么？曲柄是否就是最短杆？3什么是行程速比系数？极位夹角？急回特性？三者之间关系如何？4什么是平面连杆机构的死点？举出避免死点和利用死点进行工作的例子。5平面铰链四杆机构的主要演化形式有哪几

3、种？它们是如何演化来的？6平面四杆机构的设计方法有哪几种？它们的特点是什么？习题一. 填空1.平面连杆机构由一些刚性构件用_副和_副相互联接而组成。2. 在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_，只能来回摇摆某一角度的构件称为_，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_。3.为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：（1）_。（2）以_为机架，则_为曲柄。4. 设上图已构成曲柄摇杆机构。当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB共线的两个极限位置，称为机构的两个_位置。5. 铰链四杆机构的三种基本形式是_机构，_机构，_机构。6. 平面连

4、杆机急回运动特性可用以缩短_。从而提高工作效率。7. 平面连杆机构的急回特性系数K_。8. 四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成_机构。二、选择代号填空1. 平面四杆机构中各构件以_相联接。（a 转动副 b 移动副 c 螺旋副）2. 平面连杆机构当急回特性系数K_时，机构就具有急回特性。（a 1 b =1 c 最小br =最小cr 最小)15.凸轮与移动式从动杆接触点的压力角在机构运动时是_。( a 恒定的 b 变化的 c 时有时无变化的）16.当凸轮转角和从动杆行程H一定时，基圆半径rb 与压力角的关系是_。(a rb 愈小则愈小，b rb 愈小则a愈大，c rb 变化而不变）17.下列凸

5、轮机构中，图_所画的压力角是正确的。18.在减小凸轮机构尺寸时，应首先考虑_。(压力角不超过许用值b 凸轮制造材料的强度c 从动件的运动规律）三、判断1.凸轮机构广泛用于自动化机械中。( ）2.圆柱凸轮机构中，凸轮与从动杆在同一平面或相互平行的平面内运动。( ）3.平底从动杆不能用于具有内凹槽曲线的凸轮。( ）4.凸轮机构的等加速等减速运动，是从动杆先作等加速上升，然后再作等减速下降完成的。( ）5.凸轮压力角指凸轮轮廓上某点的受力方向和其运动速度方向之间的夹角。( ）6.凸轮机构从动件的运动规律是可按要求任意拟订的。( ）四、绘图、改错及回答问题 1. 划出下列文字中的错误处，并改在正文后横

6、线内 (1） 凸轮机构能够通过选择适当的凸轮类型，使凸轮得到预定要求的各种运动规律。_ (2） 凸轮与从动件在低副接触处，难以保持良好的润滑，故容易磨损。_ 2.就图所示盘形凸轮完成下列解答 (1）画出基圆、理论轮廓曲线和图位压力角。指出实际轮廓曲线。当凸轮上A、B两点与从动件接触时、压力角如何变化？ (2)从动件上升和下降，凸轮转角和从动件相应的行程h各为多少？ 3.按图等加速等减速凸轮轮廓曲线绘制出从动杆位移曲线。 4.图机构由那些典型机构组成？若曲柄匀速旋转，凸轮将作什么运动？用箭头标出图位时从动杆的运动方向，画出凸轮理论轮廓曲线(局部）和压力角。 五、凸轮机构的设计 1.移动从动件盘形

7、凸轮机构,已知：推程时凸轮的转角=/2，行程h=50mm。求：当凸轮转速1=10s-1时，等速、等加等减速、余弦和正弦加速四种常用的基本运动规律的最大速度max，最大加速度max的值，及所对应的凸轮转角。 2.已知一对心直动平底从动件盘形凸轮机构。O1为凸轮回转中心，凸轮是一偏心圆，圆心为O，半径为r，偏距为e,O1连线与从动件导路中心线之夹角为。试用e和来表示从动件的位移s、速度、加速度。 3.一从动件的运动规律为：从动件按简谐运动规律上升30mm，对应凸轮转角=180；从动件以等加、等减速运动规律返回原处，对应凸轮转角是120；当凸轮转过剩余角度时，从动件不动。试绘制出从动件的位移曲线。

8、4.绘制从动件的位移曲线。从动件以正弦加速运动规律上升，升程为32mm，对应凸轮推程角=120；凸轮继续转过60，从动件不动，凸轮转过剩余角度时，从动件等速返回。 5.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径rb=40mm,滚子半径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件按题4运动规律运动。并校验机构压力角。 6.设计一偏置式尖底推杆盘状凸轮。凸轮顺时针回转，推杆导路偏于凸轮回转中心左侧，偏距e=10mm,基圆半径rb=30mm，从动件按题4运动规律运动。 7.设计一对心平底移动从动件盘形凸轮，并确定从动件平底的宽度，已知基圆半径rb=50mm，从动件平底垂直于导路，其运动按题4运动规律

9、，凸轮顺时针回转。 8.设计一平底摆动从动件盘形凸轮。凸轮回转方向和从动件摆动方向及初始位置如图所示。已知中心距OA=50mm，基圆半径r0=20mm，从动件的运动规律为：凸轮推程角=180从动件以余弦加速度运动规律顺时针摆动max=15；回程以等速运动规律返回。并确定从动件的长度。 9.试设计一轴向移动滚子从动件圆柱凸轮。已知凸轮的平均直径D0=80mm，从动件的动程h=60mm,滚子半径r=10mm，从动件按题4的运动规律运动。 10.设计一滚子摆动从动件盘形凸轮。已知中心距OA=80mm，摆杆长度AB=50mm，滚子半径r=10mm,从动件摆角=30，从动件起始位置与连心线OA之夹角0=

10、15凸轮顺时针转动，从动件的运动规律如题4。 11.已知凸轮机构如图所示，试用作图法求出从动件的位移曲线，并求出其行程h。 12.已知一平底移动从动件盘形凸轮机构如图所示，试用作图法求出其位移曲线。 13.已知一偏置式尖底移动从动件盘形凸轮机构如图所示，试用作图法求出其从动件的位移曲线。并问：若采用滚子从动件，则该从动件的运动规律与采用尖顶从动件所实现的运动规律是否一致，为什么？ 14.已知一对心直动从动件盘形凸轮机构，基圆半径rb=20mm，当凸轮等速回转180从动件等到速移动40mm。求当凸轮转角=0、60、120、 180时凸轮机构压力角的值。 15.用作图法求图示各凸轮转过90后轮廓上

11、的压力角，并在图上标注出来。 16.已知一对心尖底推杆盘状凸轮机构。其凸轮轮廓为一偏心圆，该圆直径D=40mm，偏距e=8mm ,凸轮顺时针转动。试求： (1） 画出该凸轮机构的运动简图，要求从动件与凸轮在推程角=90处相接触； (2） 画出基圆，并求出基圆半径rb的值； (3） 标出最大压力角max和最小压力角min的位置，并测出其大小。 17.一尖底直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮以等角速度1逆时针方向回转。凸轮转过1800时,从动件等速上升31.4 mm，凸轮再转过剩余1800,返回原位置.今给定推程许用压力角=300,回程=600.试用图解法求出凸轮最小基圆半径rb,及偏距e,又若采用

12、对心式从动件,则凸轮最小基圆半径又为多少? 18.一尖顶摆动从动件盘形凸轮，已知凸轮逆时针匀速回转,且从动件长度lAB=60mm.当凸轮转过1800时,从动件等速顺时针摆动300,凸轮继续转过900,从动件不动;当凸轮再转过剩余900时,从动件等速摆回初始位置。试用图解法求凸轮最小基圆半径rb,及中心距.要求推程许用压力角=400，回程许用压力角=700 19.已知一对心直动从动件盘形凸轮机构。推程时凸轮等速回转1800，从动件等速移动30mm，要求许用压力角=300,回程时，凸轮转动900,从动件以等加速等减速运动规律返回原始位置，要求许用压力角=600；当凸轮再转过剩余900,从动件不运动

13、。试用解析法求凸轮基圆半径rb。 20.求直动平底从动件盘形凸轮的基圆半径。已知凸轮匀速转过120时，从动件按简谐运动规律上升80mm。 21.设计一偏置式尖底推杆盘形凸轮。已知凸轮顺时针匀速转动，基圆半径r0=30mm, 行程h=30mm,偏距e=5mm, 推程角=150，从动件按简谐运动规律运动。试用解析法计算凸轮转向在=30、60、90、120时凸轮廓曲线上对应点的极坐坐标数值。 22.求一移动推杆圆柱凸轮的平均圆柱半径。运动规律同题4，许用压力角a=30。23如题图3-1所示的偏置直动从动件盘形凸轮机构，AB段为凸轮的推程轮廓曲线，请在图上标出从动件的行程、推程运动角、远休止角、回程运

14、动角、。题图3-1题图3-224已知一偏心直动从动件盘形凸轮机构（如题图3-2）。凸轮为一以C为中心的圆盘，试用图解法在图上标出轮廓上D点与尖顶接触时的压力角？25设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构。已知凸轮的基圆半径rb=30mm，凸轮逆时针等速回转。在推程中，凸轮转过150时，从动件等速上升50mm；凸轮继续转过30时，从动件保持不动。在回程中，凸轮转过120时，从动件以简谐运动规律回到原处；凸轮转过其余60时，从动件又保持不动。试用作图法绘制从动件的位移曲线图及凸轮的轮廓曲线。26设计一偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮的基圆半径rb=40mm，滚子直径rT=10mm。凸轮逆时针

15、等速回转。在推程中，凸轮转过140时，从动件按简谐运动规律上升30mm；凸轮继续转过40时，从动件保持不动。在回程中，凸轮转过120时，从动件以等加速等减速运动规律回到原处；凸轮转过其余60时，从动件又保持不动。试用作图法绘制从动件的位移曲线图及凸轮的轮廓曲线。27试设计一对心直动平底从动件盘形凸轮机构。已知基圆半径rb=50mm。从动件平底与其导路垂直。凸轮以等角速度顺时针转动。从动件运动规律同题3-4。试用作图法绘制盘形凸轮的轮廓曲线。28设计一尖顶摆动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度逆时针转动，基圆半径rb=30mm，凸轮转动中心与摆杆摆动中心间的中心距为75mm，摆杆的最大摆动角

16、为30,推程摆杆顺时针摆动。从动件运动规律如下：0=180,1=0,2=120,3=60,从动件推程以简谐运动规律摆动，回程以等加速等减速运动规律返回原处。试绘制从动件位移曲线和凸轮的轮廓曲线。29对于题3-4的凸轮机构设计问题，试用解析法通过计算机程序计算凸轮的理论廓线和实际廓线（按每10一点计算廓线的极坐标值）。4齿轮机构思 考 题1 什么是齿廓啮合的基本定律？2 渐开线的性质有哪些？3 标准齿轮应具备哪些条件？4 齿轮正确啮合的条件是什么？5 重合度的基本概念是什么？6 常见的渐开线齿廓的切齿方法有两种？其特点是什么？7 什么是最少齿数？有何对策？8 变位齿轮的基本概念是什么？9 什么是

17、斜齿轮的当量齿数？如何计算？10什么是圆锥齿轮的背锥？当量齿数如何计算？习题一.填空 1. 一对齿轮要正确啮合，它们的_必须相等。(1)直径(2)宽度(3)齿数(4)摸数 2. 一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D400mm,则该齿轮的齿数为_。(1) 82 (2)80(3) 78(4)763. 机床主轴箱中的变速滑移齿轮，应该用_。 (1)直齿圆柱齿轮(2)斜齿圆柱齿轮(3)人字齿圆柱齿轮(4)直齿圆锥齿轮 二、计算1已知渐开线基圆半径rb = 35mm，求向径为rk = 55mm处渐开线的压力角k和曲率半径k各为多少？2已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a =1

18、60mm，齿数z1 = 20，z2 = 60，求模数和分度圆直径d1、d2。3已知一正常齿制直齿圆柱齿轮，m = 3mm，z = 25，试分别求出分度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径，并求出齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。4一对正确安装的标准齿轮和齿条啮合，齿轮的齿数z = 25，模数m = 5，若齿轮的转速n=50r/min，试求齿条的移动速度。5在某渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动中，已知z1=18，z2=35，mn=3，=15,齿宽b=30mm，han*=1，cn*=0.25，求：1）分度圆直径d1、d2，中心距a；2）重合度；3）当量齿数zv1、zv2。6某设备上有一对斜齿轮传

19、动。已知z1 = 18，z2 = 36，mn = 2.5，中心距a = 68mm，n = 20,han*=1，cn*=0.25，求这对斜齿轮的螺旋角应为多少？7已知一对等顶隙收缩齿标准直齿圆锥齿轮传动，齿数z1 = 20，z2 = 38，模数m = 4mm，分度圆压力角 = 20,齿顶高系数ha* = 1，齿顶间隙系数c* = 0.2，轴交角 = 90。求两锥齿轮的齿顶圆锥角a1、a2及其它主要尺寸。5轮系思 考 题1定轴轮系与周转轮系的主要区别是什么？行星轮系和差动轮系有何区别？2定轴轮系中传动比大小和转向的关系？3什么是惰轮？它有何用途？4什么是转化轮系？如何通过转化轮系计算出周转轮系的传

20、动比？5如何区别转化轮系的转向和周转轮系的实际转向？6怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？7观察日常生活周围的机器，各举出一个定轴轮系和周转轮系，并计算出传动和转向。习题1.在图示的定轴轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1、Z2 、Z2、Z3 、Z4 、Z4、Z5 、Z5、Z6，求传动比i16。 2.在图示的轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1=18、Z2=20、Z2=25，Z3=2(右旋)、Z4=40，且已知n1=100转分(A向看为逆时针)，求轮4的转速及其转向。 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。 4.某主轴箱中，已

21、知各齿轮齿数分别为Z1=18、Z2=20，Z3=18、Z4=19、Z5=20、Z6=20、Z7=21，Z8=22、Z9=22、Z10= 18、Z11=30、Z12=26。且已知1轴的转速为n1=446.7转分。求带轮轴的转速(六挡转速)。 5.图示的输送带行星轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1=12,Z2=33,Z2=30,Z3=78,Z4=75。电动机 的转速n1=1450r/min。试求输出轴转速n4的大小与方向。 6.图示是由圆锥齿轮组成的行星轮系。已知Z1=60,Z2=40,Z2=Z3=20,n1=n3=120r/min。 设中心轮1、3的转向相反，试求nH的大小与方向。 7在图示的轮

22、系中，已知z1=15，z2=23，z2=15，z3=31，z3=15，z4=33，z4=2(右旋)，z5=60，z5=20,（m =4 mm）,若n1=500r/min,求齿条6线速度u的大小和方向。 8在图示齿轮系中，已知z1=z2=19，z3=26，z4=30，z4=20，z5=78，齿轮1与齿轮3同轴线，求齿轮3的齿数及传动比i15。8题图 9题图9在图示的钟表传动示意图中，E为擒纵轮，N为发条盘，S，M及H分别为秒针，分针和时针。设z1=72，z2=12，z3=64，z4=8，z5=60，z6=8，z7=60，z8=6，z9=8，z10=24，z11=6，z12=24，求秒针与分针的传

23、动比iSM及分针与时针的传动比iMH。10在图示的行星减速装置中，已知z1=z2=17，z3=15。当手柄转过90时转盘H转过多少度？ 10题图 11题图 12题图11在图示的差动齿轮系中，已知各轮齿数z1=15，z2=25，z2=20，z3=60。若n1 = 200r/min，n3 = 50r/min，且转向相同，试求行星架H的转速nH。12在图示的手动葫芦中，S为手动链轮，H为起重链轮。已知z1=21,z2=29,z2=14,z3=55,求传动比iSH。13在图示极大传动比减速器中，蜗杆1和齿轮1为同一构件，蜗杆5及齿轮5也为同一构件，蜗杆1和5 均为单头右旋，z1=101，z2=99，z

24、2=z4，z4=100，z5=100。求传动比i1H。14求图示轮系的传动比i14，已知z1=z2=25，z2=z3=20，zH=100，z4=20。15图示齿轮系中，动力由轴输入，轴输出。已知z1=12，z2=51，z2=49，z3=75，z4=12，z5=73。求1)iI II；2)若齿轮2的齿数改为z2=50，求iI II。16在图示镗床镗杆进给机构中，各轮的齿数z1=60，z4=z3=z2=30，螺杆的导程pz=6mm，且为右旋螺纹，设所有齿轮的模数相同，当被切工件的右旋螺纹的导程时，齿轮2和3的齿数各为多少？ 13题图 14题图 15题图17在图示混合齿轮系中，设已知各轮的齿数，试计算其传动比iI II。16题图 17题图9联接思 考 题1螺纹的主要参数有哪些？螺距与导程有何不同？螺纹升角