机械设计基础习题与答案.doc

机械设计基础习题与答案2一、 选择题（每空2分，共10分）1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。A、 从动件的尺寸B、 机构组成情况C、 原动件运动规律D、 原动件运动规律和机构的组成情况2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm，80mm，100mm，当以30mm的杆为机架时，则该机构为 B 机构。A、 双摇杆B、 双曲柄C、 曲柄摇杆D、 不能构成四杆机构3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。A、 一次多项式运动规律B、 二次多项式运动规律C、 正弦加速运动规律D、 余弦加速运动规律4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。A、 只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡B、 动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来C、 静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b与其直径D之比b/D<0.2）D、 使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。A、 模数B、 分度圆上压力角C、 齿数D、 前3项二、 填空题（每空2分，共20分）1、 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副 。2、 作相对运动的三个构件的三个瞬心必 在同一条直线上 。3、 转动副的自锁条件是 驱动力臂摩擦圆半径 。4、 斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑 。5、 在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为2，则称为 差动轮系 ，若其自由度为1，则称其为 行星轮系 。6、 装有行星轮的构件称为 行星架（转臂或系杆） 。7、 棘轮机构的典型结构中的组成有： 摇杆 、 棘爪 、 棘轮 等。三、 简答题（15分）1、 什么是构件？答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的单位体。2、 何谓四杆机构的“死点”？答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时=0，主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。3、 用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？答：出现根切现象的原因：刀具的顶线，超过了被切齿轮的啮合极限点N1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。避免根切的方法：a) 减小齿顶高系数ha*b) 加大刀具角c) 变位修正四、 计算题（45分）1、 计算如图1所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2）a图1bABCDABCDEFG小题a：其中A、B处各有一个转动副，B处有一个移动副，C、D处的移动副记作一个移动副。即 ；所以该机构自由度为：小题b：其中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合铰链有两个转动副，B处有一个局部自由度，D、E处的两个移动副记作一个移动副。即 ；所以该机构自由度为：2、 如图2所示机构中，各尺寸为： lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50mm，lDE=40mm，曲柄以等角速度1=10 rad/s运动，试用图解法求机构在时，点D和E的加速度，以及构件2的角速度和角加速度。（15分）图2BA1D1E234图c图b图a解：以l=0.0025m/mm作机构的位置简图，如图a所示。此机构中构件2和摇块3组成移动副，且构件2作平面一般运动，选C（C2和C3）为重合点，则Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0,3=2，3=2。i. 速度分析取v=0.005m·s-1/mm作上式的速度图（图b），再根据速度影像原理得点d及e。ii. 加速度分析以a=0.04m·s-2/mm作加速度图（图c），再加速度影像原理得点d和e，由图可得：3、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。已知z1=18，z2=36，模数m=3，压力角与齿顶高系数为标准值，试求：（10分）1) 该圆柱齿轮机构的传动比i122) 两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚3) 求两轮的中心距答：a) 该圆柱齿轮机构的传动比b) 两轮的分度圆直径： 齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径：分度圆上齿厚：c) 两轮中心距：123354H图34、在图示轮系中，已知：Z1=22，Z3=88，Z3=Z5。试求传动比i15。（10分）答：齿轮1、2、3、H组成行星轮系部分；齿轮3、4、5组成定轴轮系部分；其中行星轮系部分的传动比： （1）定轴轮系部分： （2）由图中可知： （3）又有： （4）由式1、2、3、4联立可得：五、 设计题（10分）设计一导杆机构，已知机架长度100mm，行程速比系数K=1.5。（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明）解：导杆机构的极位夹角根据导杆机构的特性知：；其中为导杆的摆角作图步骤：a) 作b) 作的角平分线，在该线上取（即机架长度）c) 过A点作导杆任一极位的垂线AC1（或AC2），其即为曲柄，故