机械设计基础试题及答案修要点.docx
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机械设计基础试题及答案修要点
机械设计基础典型试题1
一.填空
1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700;
(1)当取c杆为机架时,它为何种具体类型:
(双曲柄机构);
(2)当取d杆为机架时,则为(曲柄摇杆机构)。
2.曲柄摇杆机构中,摇杆为主动件时,(B)死点位置。
(A)不存在(B)曲柄与连杆共线时为(C)摇杆与连杆共线时为
3.为保证四杆机构良好的机械性能,(B)不应小于最小许用值。
(A)压力角(B)传动角(C)极位夹角
4.(B)决定了从动杆的运动规律。
(A)凸轮转速(B)凸轮轮廓曲线(C)凸轮形状
5.凸轮机构中,凸轮基圆半径愈_____大______,压力角愈_____小______,机构传动性能愈好。
6.紧键联接与松键连联接的主要区别在于:
前者安装后,键与键槽之间就存在有_____C______。
(A)压紧力(B)轴向力(C)摩擦力
7.链“B18X80”的含义是(B型链宽度18mm,长度80mm)。
8.螺纹联接是指(利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来)
螺旋传动是指(利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动)
9.螺纹的公称直径是指它的__外径_____,螺纹“M12X1.5”的含义为(细牙螺纹外径12mm,螺距1.5)。
10.采用螺纹联接时,若被联接件总厚度较大,且材料较软,在需要经常装卸的情况下,宜采用___B___。
用于薄壁零件联接的螺纹,宜采用D
(A)螺栓联接(B)双头螺栓联接(C)螺钉联接(D)三角形细牙螺纹
(E)三角形粗牙螺纹(F)矩形螺纹
11.某调整螺纹,采用双头粗牙螺纹,螺距为3mm,为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm,则螺杆应转___2__圈。
12.国标规定,三角带有_YZABCDE_七种类型,代号‘B2240’表示_B_型基准长度2240mm_。
13.带传动的主动轮直径d1=180mm,转速n1=940r/min,从动轮的直径为d2=710转速n2=233r/min,则其弹性滑动系数ε为_(180*940-710*233)/180*940=0.022_。
14.为使三角带传动中各根带受载均匀,带的根数不宜超过_D_根。
(A)4(B)6(C)2(D)10
15.一对齿轮啮合时,两齿轮的_C_始终相切。
(A)分度圆(B)基圆(C)节圆(D)齿根圆
16.一标准直齿圆柱的齿距为15.7mm,齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为_78_。
17.齿轮传动的标准安装是指_分度圆与节圆重合_。
18.齿轮传动的重合度越大,表示同时参与啮合的轮齿对数_越多_,齿轮传动也越平稳。
19.仿形法加工齿轮,根据被加工齿轮的模数,齿数选择刀具刀号。
20.一主动直齿轮的转矩为100Nm,其分度圆直径为50mm,则其传递的圆周力为4000N,径向力为1455.9N。
21.滚动轴承代号“6215”的含义是深沟球轴承直径系列2内径75mm
22.一般来说,_滚子轴承_更能承受冲击,_球轴承_更适合于较高的转速下工作。
23.额定动载荷是指_额定寿命10^6寿转,L=1(10^6转)时轴承所能承受的最大2
载荷_
24.转轴是指_既承受弯矩也承受扭矩只承受扭矩_,传动轴是指_只承受扭矩_
25.一个阶梯轴由_轴头_,__轴颈_,_轴身_三部分组成。
二,简要回答:
1.计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定的运动。
解:
n=8,p5=11,p4=1F=3n-2p5-p4=3*8-2*11-1=1所以具有确定的运动
2.作下列机构图示位置的压力角。
3.图示尖顶对心移动从动杆盘状凸轮机构。
(1)作出图示位置压力角;
(2)求该凸轮基圆半径rb=?
(3)求从动杆升程h=?
4,简述带传动为什么限制带速V在5——25米/秒范围内?
三,计算题:
1,一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动,测得其中心距为160mm.两
齿轮的齿数分别为Z1=20,Z2=44,求两齿轮的主要几何尺寸。
解:
根据已知条件求m
答:
两齿轮的模数为5;分度圆直径分别为d1=100mm,d2=220mm;齿顶圆直径
分别为da1=110mm,da2=230mm;齿根圆直径分别为df1=87.5mm,df2=207.5mm;齿距
2,图示轮系,已知:
Z1=20,Z2=40,
Z3=80,Z4=Z5=30,Z6=90。
求i16=?
解:
n3=n4
(n4/n6)=(z6/z4)=(90/30)=3
nH=n6
(n1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=(80/20)-4
解得i16=-7
答:
i16为-7
机械设计基础典型试题2
一、填空(60分)
1.图示机构中有_A_虚约束。
(A)1个(B)2个(C)3个(D)没有
2.图示机构要有确定运动,需要有_A_原动件。
(A)1个(B)2个(C)3个(D)没有
3.平面四杆机构无急回特性时_C_,行程速比系数_F_
(A)压力角α=0(B)传动角β=0(C)极位夹角θ=0(D)k>1
(E)k<1(F)k=1
4.在双曲柄机构中,已知三杆长度为a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d杆长度为_B_。
(A)<110mm(B)110mm≤d≤190mm(C)≥190mm
5.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,_C_死点位置;
(A)曲柄与连杆共线时为(B)摇杆与连杆共线时(C)不存在
6.凸轮机构中,基圆半径是指凸轮转动中心到_C_半径。
(A理论轮廓线上的最大(B)实际轮廓线上的最大(C)实际轮廓线上的最
小(D)理论轮廓线上的最小
7.凸轮机构中的压力角是指_A_间的夹角。
(A)凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向(B)凸轮上接触点的法线与该点线速度(C)轮上接触点的切线与从动件的运动方向
8.紧键联接主要是使轴与轮毂之间_C_。
(A)沿轴向固定并传递轴向力(B)沿轴向可作相对滑动并具有作
用(C)沿周向固定并传递扭矩(D)安装及拆卸方便
9.普通平键联接传递动力是靠_B_。
(A)两侧面的摩擦力(B)两侧面的挤压力(C)上下面的挤压力(D)
上下面的摩擦力
10.设计键联接的几项主要内容是:
a按轮毂长度选择键的长度b按要求选择键6
类型c按内径选择键的剖面尺寸d进行必要强度校核具体设计时一般顺序为_B_。
(A)b-a-c-d(B)b-c-a-d(C)a-c-b-d(D)c-d-b-a
11.平键联接能传递的最大扭矩为T,现要传递的扭矩为1.5T,则应_D_。
(A)把键长增大到1.5倍(B)把键宽增大到1.5倍(C)把键高增大到
1.5倍(D)安装一对平键
12.拧紧螺母时的功率主要与螺纹的_D_有关。
(A)升角(B)线数(C)螺距和牙型角(D)(导程角)升角和牙型角
13.螺纹联接是一种__A_。
(A)可拆联接(B)不可拆联接(C)具有防松装置的为不可拆联接,
否则为可拆联接(D)具有自锁性能的为不可拆联接,否则可拆
14.普通螺纹联接中的松螺纹和紧螺纹联接的主要区别是:
松螺纹联接的螺纹部分不承受__B_的作用。
(A)拉伸(B)扭转(C)剪切(D)弯曲
15.被联接件受横向外力时,如采用普通螺纹联接,则螺栓可能失效的形式为B_。
(A)剪切与挤压破坏(B)拉断(C)拉扭断裂
16.刚性凸缘联轴器用四只铰制孔螺栓联接,螺栓中心的圆直径D=200mm,轴传递扭矩T=180N.m,则作用在每个螺栓上的力为_C_。
(A)1800(B)240(C)450(D)540
17.三角带传动和平型带传动相比较,其主要优点是_B_。
(A)在传递相同功率时,尺寸较小(B)传动效率高(C)带的寿命长
(D带的价格便宜
18.标准三角带型号的选定,取决于_A_。
(A)传递的功率(B)带的线速度(C)带的圆周力(D)高速轴上的扭矩
19.工作条件与型号一定的三角带,其寿命随小带轮直径的增大而_B_。
(A)降低(B)增大(C)不变
20.带传动的中心距与小带轮的直径一致时,若增大传动比,则小带轮上的包角__A__。
(A)减小(B)增大(C)不变
21.一定型号的三角带传动,若小带轮直径一定,增大其传动比,则带饶过大带轮上的弯曲应力_A_。
(A)减小(B)增大(C)不变
22.带在工作时产生弹性滑动,是由于_B_。
(A)带不是绝对挠性件(B)带与带轮间的摩擦系数偏低
(B)带的紧边与松边拉力不等(D)带绕过带轮产生离心力
23.带传动的主动轮直径D1=180mm,转速n1=940r/min,从动轮直径D2=710,转速
n2=233r/min,则滑动系数ε为_D_。
(A)1.2﹪(B)1.5﹪(C)1.8﹪(D)2.2﹪
24.在具体设计三角带传动时,a:
确定带轮直径D1,D2,b:
选用带的型号,c:
确定带的长度L,d:
确定带的根数Z,e:
选定初步中心距a0,f:
计算实际中心
距a,g:
计算作用在轴上的压力F。
以上各项目进行的顺序为_C_。
(A)a-b-c-e-f-d-g(B)a-b-d-e-c-f-g(C)b-a-e-c-f-d-g
(D)b-a-e-f-c-d-g
25.一对齿轮要正确啮合,它们的_C_必须相等,
(A)直径(B)宽度(C)模数(D)齿数
26.一个齿轮上的圆有_B_。
(A)齿顶圆和齿根圆,(B)齿顶圆,分度圆,基圆和齿根圆
(C)齿顶圆,分度圆,基圆,节圆,齿根圆
27.一标准直准圆柱齿轮的周节(齿距)P=15.7mm,齿顶圆的直径为d=400mm,则此轮的齿数为_B_。
(A)82(B)78(C)80(D)76
二、计算及绘图1.计算图示机构的自由度,并判定其是否具有确定运动,(绘有箭头的构件为原动件)。
解:
F=3*9-2*12-2=1所以具有确定的运动
2.设计一铰链四杆机构,已知其摇杆CD的长度为50mm,行程速比系数K=1.3。
3.图示的轮系中,各齿轮均为标准齿轮,且其模数均相等,若已知各齿轮的齿数分别为:
Z1=20、Z2=48、
Z2'=20。
试求齿数Z3及传动比i1H。
解:
z2-z1=z3-z2'z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48
(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2
n3=0
i1H=1-48*48/20*20=-4.76
答:
齿数Z3及传动比i1H。
为4.76
4.图示轮系,已知Z1=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2(右),当a轴旋转100圈时,b轴转4.5圈,求Z4=?
解:
i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/4.5z4=40
答:
z4=40
机械设计基础典型试题3
一.填空
1.机器或机构构件之间,具有确定的相对运动。
2.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,即得到双曲柄机构。
3.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。
4.凸轮机构能使从动杆按照凸轮轮廓曲线,实现各种复杂的运动。
5.双圆销外啮合槽轮机构,槽轮有6条槽,要使槽轮转两圈,曲柄盘应转12圈。
6.三角带表面上印有B2240,它表示该三角带是B,公称长度为2240mm。
10
7.模数是齿轮的主要参数,是齿轮各部分几何尺寸计算的依据,齿形的大小和强度与它成正比。
8.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是:
两齿轮的模数和压力角都相等,齿轮的螺旋角相等而旋向相反。
9.规定蜗杆头数与螺旋升角的正切之比,称为蜗杆特性系数。
10.在工作中同时承受弯矩和扭矩两种作用,本身又转动的轴,叫转轴。
二.判断
1,运动副是联接,联接也是运动副。
(错)2,曲柄的极位夹角θ越大,机构的急回特性也越显著。
(对)
3,在实际生产中,机构的“死点”位置对工作都是不利的,处处都要考虑克服。
(错)
4,分度圆上压力角的变化,对齿廓的形状有影响。
(对)
5,速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。
(错)
三.简答
1.什么叫标准齿轮?
答:
压力角200模数为标准值,分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮
2.为什么要限制齿轮的最少齿数?
答:
范成法加工齿轮齿数低于17发生根切
3.两轴相互平行的情况下采用什么类型的齿轮传动,并叙述其优点。
答:
直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。
其优点是传动平稳、承载大。
4.带传动中,打滑和弹性滑动有何不同?
答:
传动带是弹性体,受到拉力后会产生弹性伸长,伸长量随拉力大小的变化而改变。
带由紧边绕过主动轮进入松边时,带的拉力由F1减小为F2,其弹性伸长量也由δ1减小为δ2。
这说明带在绕过带轮的过程中,相对于轮面向后收缩了(δ1-δ2),带与带轮轮面间出现局部相对滑动,导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度,这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。
打滑是指过载引起的全面滑动,是可以避免的。
而弹性滑动是由于拉力差引起的,只要传递圆周力,就必然会发生弹性滑动,所以弹性滑动是不可以避免的。
5.举例说明急回特性在生产中有什么意义?
答:
例牛头刨床空程速度快提高生产率
四.计算
1.有一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=200,Z=25,Z2=50,求
(1)如果
n1=960r/min,n2=?
(2)中心距a=?
(3)齿距p=?
解:
n1/n2=z2/z21n2=(960*25)/50n2=480r/mina=m(z+z2)/2=2(25+50)/2a=75mmp=m∏=2*3.14=6.28mm
答:
n2的转速为480r/min中心距a为75mm齿距P为6.28mm
2.Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z4=60。
n1=200r/min(顺时针)n4=50r/min(顺时
针)试求H的转速。
解:
(200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20解得nH=75
答:
H的转速75r/min
3.计算此机构的自由度。
解:
F=3*5-2*7=1
4.齿轮轴由一对7206轴承支承,Fr1=5200N,Fr2=3800N,Fx=2200N,方向如图所
示,试求两轴承的当量动载荷。
解S1=Fr1/2Y=5200/2*0.4ctg140=1620
S2=Fr2/2Y=3800/2*0.4ctg140=1184
S1+Fx>S21620+2200>1184
Fa2=S2=1184
Fa1=S1+Fx=3820
Fa1/Fr1=3800/5200=0.73>e=0.37
Fa2/Fr2=1184/3800=0.31 P1=0.4*5200+0.4ctg140*3820=8208N P2=Fr2=3800N 答: 两轴承的当量动载荷分别为P1=8208N,P2=3800N. 械设计基础典型试题4 一、填空 1.机构具有确定运动的条件是: _原动件数等于机构的自由度数。 2.图示机构要有确定运动需要有__1___个原动件。 3.平面四杆机构中,若各杆长度分别为a=30,b=50,c=80,d=90,当以a为机架,则该四杆机构为双曲柄机构_。 4.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时,__(C)不存在_死点位置。 (A)曲柄与连杆共线时,(B)摇杆与连杆共线时,(C)不存在, 5.凸轮机构基圆半径越大,压力角越_小__,机构传动性能越好。 6.键联接的主要用途是: ____周向固定,传递运动和转矩___,键“12X50”的含义是___键宽为12mm,键长为50mm的A型普通平键。 7.普通平键联接所能传递的最大转矩为T,现要传递的转矩为1.5T,则应____________D____________。 (A)把键长增大到1.5倍,(B)把键高增大到1.5倍(C) 把键宽增大到1.5倍(D)安装一对平键 8.螺纹的公称直径是指它的__外径__,螺纹“M12X1.5左”的含义是____左旋细牙螺纹、公称直径12mm,螺距为105mm。 9.普通螺栓联接中的松螺纹联接与紧螺纹联接之间的主要区别是: 松螺纹联接中的螺纹部分不存在____B____________作用。 (A)拉伸(B)扭转(C)剪切(D)弯曲 10.一调整螺旋,采用双线粗牙螺纹,螺距为3毫米,为使螺母相对螺杆沿轴线移动2毫米,则螺杆应转__1/3_______圈, 11.国标规定,三角带有___YZABCDE__共七种类型,代号“B2240”表示的含义是: B型三角带,基准长度2240mm。 12.带传动主要是依靠_______C______来传递与动和动力, (A)带和两轮接触面之间的正压力(B)带的紧边拉力 (C)带和两轮接触面之间的摩擦力(D)带松边拉力 13.三角带横截面为等腰梯形,夹角为40度,在设计三角带轮时,轮槽夹角一般确 定为_____C_________________ (A)大于40度(B)等于40度(C)小于40度 14.带传动的中心距与小带轮的直径一定时,若增大传动比,则小带轮包角__变小_____________, 15.渐开线齿廓形状取决于____基圆___直径大小, 16.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动,正确啮合条件是__模数相等,压力角相等。 17.齿轮传动的重合度越大,表示同时参与啮合的轮齿数目____越多___,齿轮传动越___平稳__, 18.一渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿距为15.7毫米,齿根圆直径为367.5mm,则该齿轮的齿数为_76_。 19.闭式软齿面齿轮传动的强度设计,首先按____齿面接触疲劳____强度条件计算,校核__齿根弯曲疲劳强度。 20.轮系通常分为_____定轴轮系____和____行星轮系_____两种 二、简要回答 3.螺纹联接的自锁条件是什么? 在公称直径,螺旋升角,摩擦系数相同的情况下,试比较三角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹的自锁性(简述理由)。 答: 螺旋升角小于当量摩擦角由于当量摩擦角的关系,三角螺纹自锁最好,矩形最差 4.简述带传动中,为何限制带速在5——25m/s范围内? 答: 带传动中若带速过高,小带轮转数越多,则离心力大,会降低传动能力。 5.在选择大小齿轮材料及热处理方法时,所要考虑的“配对”问题指的是什么? 为什么要这样考虑? 答: 小齿轮齿面硬度比大齿轮高出30-50HBS,由于小齿轮转数多,更快失效 三、计算题 1,一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知两齿轮齿数分别为40和80,并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm,求两齿轮的主要几何尺寸。 解: da1=420=d1+2m=z1m+2m=40m+2m=42m m=10mm d1=z1m=40*10=400mm d2=z2m=80*10=800mm da2=d2+2m=800+2*10=820mm df1=d1-2.5m=400-2.5*10=375mm df2=d2-2.5m=800-2.5*10=775mm a=m(z1=z2)/2=10(40+80)/2=600mm p=πm=3.14*10=31.4mm 答: 这对齿轮的模数为10mm;分度圆直径分别为d1=400mm,d2=800mm;齿根圆直径分别为df1=375mm,df2=775mm;中心距a=600mm;齿距p=31.4mm 2,图示轮系,已知各轮齿数Z1=Z2'=41,Z2=Z3=39,求手 柄H与轮1的传动比i1H。 解: (n1-nH)/(0-nH)=z2z3/z1z2' (-n1/nH)+1=z2z3/z1z2' i1H=1-(39*39/41*41)=0.095 答: 手柄H与轮1的传动比i1H为0.095 机械设计基础典型试题5 一、填空 1.运动副是指能使两构件之间既能保持_____直接___接触,而又能产生一定的形式相对运动的_联接______。 2.在_最短杆__机构中,如果将____对面___杆对面的杆作为机架时,则与此相连的两杆均为摇杆,即是双摇杆机构。 3.平面连杆机构当行程速比K>1时,机构就具有急回特性。 4.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为___主动_______,曲柄为___从动_______。 5.凸轮机构能使从动杆按照_____凸轮廓线________实现各种复杂的运动。 6.键20X70GB1095—79的含义是_A型平键宽度b=20mm,长度L=70mm。 7.三角带C2800的含义是__C型公称长度2800_____。 8.牛头刨床的工作台进给机构用的是___棘轮机构___机构。 9.由于渐开线齿轮的传动比等于_基圆半径的反比,所以即使两轮的安装中心距略有偏差,也不影响两轮的传动比。 10.分度圆上的压力角等于__200_,摸数取的是___标准值_值,齿厚和齿槽宽__相等_的齿轮,称为标准齿轮。 二、判断 1.机构都是可动的。 对 2.通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。 对 3.在平面连杆机构中,连杆与曲柄是同时存在的,即有连杆就有曲柄。 错 4.凸轮转速的高低,影响从动杆的运动规律。 错 5.外啮合槽轮机构,槽轮是从动件,而内啮合槽轮机构,槽轮是主动件。 错 6.在任意圆周上,相邻两轮齿同侧渐开线间的距离,称为该圆上的齿距。 对 7.同一模数和同一压力角,但不同齿数的两个齿轮,可以使用一把齿轮刀具进行加工。 对 8.只有轴头上才有键槽。 对 三.回答 1.摆动导杆机构有无急回特性? 答: 有急回特性极位夹角不等于零 2.机构的“死点”位置在什么情况下需要克服? 在什么情况下应当利用 答: 运动时克服,固定夹紧时利用 3.分度圆上压力角的变化,对齿廓的形状有无影响? 答: 有影响 4.在什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇? 答: 向径、高度无变化 5.怎样计算直齿圆柱齿传动的圆周力、径向力? 答: Ft1=2T1/d1Fr1=Ft1tg200 四.计算 1.计算自由度 解: F=3*3-2*3-2=1 2.某传动装置中有一对渐开线。 标准直齿圆柱齿轮(正常齿),大齿轮已损坏,小齿轮的齿数zz1=24, 齿顶圆直径da1=78mm,中心距a=135mm,试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮 的传动比。 解: 78=m(24+2)m=3a=m/2(z1+z2)135=3/2(24+z2)z2=66da2=3*66+2*3=204mmdf2=3*66-2*1.25*3=190.5mm i=66/24=2.75 答: 大齿轮的模数m=3齿数z2=66齿顶圆直径da2=204mm齿根圆直径df2=190.5mm传动比i=2.75 3.在图示轮系中,已知z1、z2、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。 求传动比i16。 解: i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5' 答: i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5' 4.在图示轮系中,各齿轮均为标准齿轮,已知z1=20
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