《机械设计基础》试题库及答案.pdf
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1、 机械设计基础试题库 一、判断(每题一分) 1、 一部机器可以只含有一个 机构,也可以由数个机构组成。 ( ) 2、 机器的传动部分是完成机器预定的动作,通常处于整个传动的终端。( ) 4、 机构是具有确定相对运动的构件组合。 ( ) 5、 构件可以由一个零件组成,也可以由几个零件组成。 ( ) 6、 整体式连杆是最小的制造单元,所以它是零件而不是构件。 ( ) 7、 连杆是一个构件,也是一个零件。 ( ) 8、 减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。 ( ) 二、选择(每题一分) 1、 组成机器的运动单元体是什么?( B ) A机构 B构件 C部件 D零件 2、 机器与机构的本质区别是什么?
2、( A ) A是否能完成有用的机械功或转换机械能 B是否由许多构件组合而成 C各构件间能否产生相对运动 D两者没有区别 3、 下列哪一点是构件概念的正确表述?( D ) 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 4、 下列实物中,哪一种属于专用零件?( B ) A钉 B起重吊钩 C螺母 D键 5、 以下不属于机器的工作部分的是( D ) A数控机床的刀架 B工业机器人的手臂 C汽车的轮子 D空气压缩机 三、填空(每空一分) 1、 根据功能,一台完整的机器是由(动力系统 )、(执行系统 )、(传动系统)、(操作控制系统)四部分组成的。车
3、床上的主轴属于( 执行)部分。 2、 机械中不可拆卸的基本单元称为(零件 ),它是( 制造 )的单元体。 3、 机械中制造的单元称为( 零件 ),运动的单元称为(构件 ),装配的单元称为(机构)。 4、 从( 运动 )观点看,机器和机构并无区别,工程上统称为( 机械)。 5.机器或机构各部分之间应具有_相对_运动。机器工作时,都能完成有用的_机械功_或实现转换_能量_。 2 平面机构 一、填空题(每空一分) 2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为 高 副,它产生 1 个约束,而保留 2 个自由度。 3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数 等于 机构的自由度。 4.在平面机构中若引入一
4、个高副将引入_1_个约束,而引入一个低副将引入_2_个约束,构件数、约束数与机构自由度的关系是 F=3n-2Pl-Ph 。 5.当两构件构成运动副后,仍需保证能产生一定的相对运动,故在平面机构中,每个运动副引入的约束至多为 2,至少为 1 。 6.在平面机构中,具有两个约束的运动副是 低 副,具有一个约束的运动副是 高 副 。 7.计算平面机构自由度的公式为 F= F=3n-2Pl-Ph ,应用此公式时应注意判断:A. 复合 铰链,B. 局部 自由度,C. 虚 约束。 二、选择题(每空一分) 1.有两个平面机构的自由度都等于 1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等
5、于 B 。 A. 0 B. 1 C. 2 2.在机构中原动件数目 B 机构自由度时,该机构具有确定的运动。 A. 小于 B. 等于 C. 大于。 3.计算机构自由度时,若计入虚约束,则机构自由度就会 B 。 A. 增多 B. 减少 C. 不变。 4.构件运动确定的条件是 C 。 A. 自由度大于 1 B. 自由度大于零 C. 自由度等于原动件数。 三、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。 )(每题 5 分) F=35-27=1 F=37-29-1=2 F=35-27=1 F=39-212-12=1 F=33-24=1 F=33-24=1 F=33-2
6、4=1 四.如图所示为一缝纫机下针机构, 试绘制其机构运动简图。(5 分) 三、平面连杆机构 一、填空:(每空一分) 1.平面连杆机构由一些刚性构件用_转动_副和_移动_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_曲柄_,只能来回摇摆某一角度的构件称为_摇杆_,直接与连架杆相联接,借以传动和动力的构件称为_连杆_。 3. 图 1-1 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)_a+bc+d_。 (2)以_b 或 d_为机架,则_a_为曲柄。 4.在图示导杆机构中,AB 为主动件时,该机构传动角的值为 90 。
7、5.在摆动导杆机构中,导杆摆角 =3 0,其行程速度变化系数 K 的值为 1.4 。 6.铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角 值 0 ,对心曲柄滑块机构的 值 0 , 所以它 无 急回特性,摆动导杆机构 有 急回特性。 7.当四杆机构的压力角 =90时,传动角等于 0 ,该机构处于 死点 位置。 8.一对心式曲柄滑块机构,若以滑块为机架,则将演化成 定块 机构。 二、选择题:(每空一分) 1在曲柄摇杆机构中,只有当 C 为主动件时,才会出现“死点”位置。 A.连杆 B.机架 C.摇杆 D曲柄 2绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和,大于其余两杆的长度之和时,机构 B A.有曲柄存在 B.不
8、存在曲柄 C. 有时有曲柄,有时没曲柄 D. 以上答案均不对 3当急回特性系数为 C 时,曲柄摇杆机构才有急回运动。 A. K1 B. K1 C. K1 D. K0 4当曲柄的极位夹角为 D 时,曲柄摇杆机构才有急回运动。 A. 0 B. =0 C. 0 D. 0 5当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动对,曲柄在“死点”位置 的瞬时运动方向是。 ( C ) A.按原运动方向 B.反方向 C.不确定的 D. 以上答案均不对 6曲柄滑决机构是由 A 演化而来的。 A. 曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D. 以上答案均不对 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
9、的长度之和,最短杆为机架,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 D. 以上答案均不对 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的长度之和,最短杆为连杆,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 D. 以上答案均不对 9 B 能把转动运动转变成往复摆动运动。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D摆动导杆机构 10. C 能把转动运动转换成往复直线运动,也可以把往复直线运动转换成转动运动。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D曲柄滑决机构 11.设计连杆机构时,为了具有良好的传动条件,
10、应使 A 。 A.传动角大一些,压力角小一些 B.传动角和压力角都小一些 C.传动角和压力角都大一些。 12.在曲柄摇杆机构中,当摇杆为主动件,且 D 处于共线位置时,机构处于死点位置。 A.曲柄与机架 B.曲柄与连杆 C.连杆与摇杆 13.在摆动导杆机构中,当曲柄为主动件时,其传动角 A 变化的。 A.是由小到大 B.是由大到小 C.是不。 14.下图所示的摆动导杆机构中,机构的传动角是 B 。 A.角 A B.角 B D.0 E.90。 15.压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的 C 方向所夹的锐角。 A.法线 B.速度 C.加速度 D.切线。 16.为使机构具有急回运动,要求行程
11、速比系数 E 。 A.K=1 B.K1 C.Ke 时,x=0.41,y=0.85,A/Re 时,x=1,y=0 解: 1、计算轴承的轴向力 派生力 S1=0.7R1=0.7200=140N S2=0.7R2=0.7100=70N Fa=0 S1 S2 S1 S2 轴左移,轴承 2 被压紧 A2= S1=140N 轴承 1 被放松 A1= S1=140N 2、计算当量动载荷 A1/ R1=140/200=0.7=e x1=1,y1=0 A2/ R2=140/100=1.4 x2=0.41,y2=0.85 取 fp=1.0 则 P1=fp(x1 R1+ y1 A1) =200N P2=fp(x2
12、R2+ y2 A2) =160N 2、如图所示为某机械中的主动轴,拟用一对角接触球轴承支承。初选轴承型号为 7211AC。已知轴的转速n=1450r/min,两轴承所受的径向载荷分别为Fr1=3300N,Fr2=1000N,轴向载荷FA=900N,轴承在常温下工作,运转时有中等冲击,Cr=50500N 圆锥滚子轴承 角接触球轴承 70000C(=150) 70000AC(=250) 70000B(=400) FS=Fr/(2Y) FS=e Fr FS=0.68 Fr FS=1.14 Fr 轴承类型 Fa/Co e Fa/Fre Fa/Fre X Y X Y 角接触秋轴承 =250 0.68 0
13、.41 0.87 1 0 =400 1.14 0.35 0.57 1 0 载荷系数fp 载荷性质 无冲击或轻微冲击 中等冲击 强烈冲击 fp 1.01.2 1.21.8 1.83.0 解 1 计算轴承的轴向力Fa1、Fa2 由表查得 7211AC 轴承内部轴向力的计算公式为 Fs=0.68Fr ,故有: Fs1=0.68 Fr1=0.683300N=2244N Fs2=0.68 Fr2=0.681000N=680N 因为 Fs2+FA=(680900)N=1580NFs1=2244N 故可判断轴承 2 被压紧, 轴承 1 被放松,两轴承的轴向力分别为: Fa1= Fs1=2244N Fa2=
14、Fs1FA=(2244900)N=1344N 2 计算当量动载荷P1、P2 由表查得e=0.68,而 eFFra68. 03300224411 344. 11000134422raFFe 查表可得X1=1,Y1=0;X2=0.41,Y2=0.87。由表取fp=1.4,则轴承的当量动载荷为: P1=fp(X1 Fr1+ Y1 Fa1)=1.4(13300+02244)N=4620N P2=fp(X2 Fr2+ Y2 Fa2)=1.4(0.411000+0.871344)N=2211N 3计算轴承寿命Lh 因P1 P2,且两个轴承的型号相同,所以只需计算轴承 1 的寿命,取P= P1。 7211A
15、C 轴承的Cr=50500N。又球轴承 =3,取fT=1,则得 Lh=3664620505001145060106010 PCfnT=15010h12000 h 由此可见轴承的寿命大于预期寿命,所以该对轴承合适。 一、选择题(每题一、选择题(每题 2 分,共分,共 20 分分) 1.圆锥齿轮机构中, 模数是标准值 A小端 B.平均直径处 C.大端 D.背锥截面 2机械工程中,通常利用 的惯性储蓄能量,以越过平面连杆机构的死点位置。 A主动件 B.连杆 C.从动件 D.连架杆 3. 压力角 的定义是 。 A从动件所受的力 F 与其法向分力 Fn 之间的夹角 B从动件所受的力 F 与受力点速度方向
16、之间所夹的钝角 C从动件所受的力 F 的方向与受力点速度方向之间所夹的锐角 4. 对于外凸的凸轮轮廓曲线,从动杆滚子半径必须 理论轮廓曲线的最小曲率半径。 A大于 B. 小于 C. 等于 D. 都可以 5. 在下列机构中,有急回特性的机构是 。 A对心曲柄滑块机构 B转动导杆机构 C双曲柄机构 D偏置曲柄滑块机构 6. 直齿圆柱齿轮无齿侧间隙啮合条件为 。 Ammm21,21 B21es C1 D. 都不对 7. 渐开线标准齿轮的根切现象发生在 。 A. 模数较大时 B. 模数较小时 C. 齿数较少时 D. 齿数较多时 8. 在下列四种型号的滚动轴承中, 必须成对使用。 1 A. 深沟球轴承
17、B. 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 9. 对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是 。 A. 拉力 B. 扭矩 C. 压力 D. 拉力和扭矩 10. 轴环的用途是 A 作为轴加工时的定位面 B. 提高轴的强度 C. 提高轴的刚度 D. 是轴上零件获得轴向定位 二、判断题(每小题二、判断题(每小题 1 1 分,共分,共 1010 分) (正确的划“” ,错误的划“” )分) (正确的划“” ,错误的划“” ) 1在凸轮机构中,基圆半径取得较大时,其压力角也较大。 ( ) 2. 在平键联接中,平键的两侧面是工作面。 ( ) 3. 带传动在工作时,产生弹性滑动是由于传动
18、过载。 ( ) 4. 向心推力轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。 ( ) 5. 圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。 ( ) 6. 选用滑动轴承的润滑油时,转速越高,选用油的粘度越高。 ( ) 7. 蜗杆传动,蜗杆头数越少,传动效率越低。 8. 链节距越大,链速也越不均匀。 ( ) 9. 曲柄的极位夹角 越大,机构的急回特性系数也越大,机构的急回特性也越显著。 ( ) 10. 槽轮机构的主动件是槽轮。 ( ) 三、填空题(每题三、填空题(每题 2 2 分,共分,共 2020 分)分) 1. 花键联接按其齿形不同,可分为 矩形 、 渐开线 联接。 2. 当
19、带传动的传动时,打滑首先发生在带轮的 小 轮上。若正常工作时,在 大 轮上带的速度大于带轮的速度。 3. 蜗杆传动的失效经常发生在( 涡轮 )上。 4. 对于具有两个整转副的铰链四杆机构,若取机构的 最短杆 为机架,则可获得双曲柄机构。 5. 在滚子从动件盘形凸轮机构中,若实际廓线变尖且压力角超过许用值,应采取的措施是 增大及圆半 径 。 6. 两构件通过 点 或 线 接触组成的运动副称为高副。 7. 在凸轮机构中,常见的从动件运动规律为匀速运动时,将出现 刚性 冲击。 8. V 带传动的主要失效形式是 打滑 和 疲劳断裂 。 9. 工作时只受 弯矩 不承受 扭矩 的轴称为心轴。 10. 弹性
20、套柱销 联轴器能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动。 四、简答题(每小题四、简答题(每小题 5 5 分,共分,共 2020 分)分) 1 试述螺纹联接防松的方法。 答:螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有:弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母 机械防松有:开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝 破坏螺纹副防松有:冲点法、端焊法、黏结法。 2 试分析影响带传动承载能力的因素? 答:初拉力0F、包角 a、摩擦系数 f、带的单位长度质量 q、速度 v。 3 链传动与带传动相比较有哪些优点?(写三点即可) 答:1)无弹性打
21、滑和打滑现象,因而能保证平均传动比不变; 2)无需初拉力,对轴的作用力较小; 3)可在环境恶劣下工作; 4 4. 涡轮与蜗杆啮合时的正确啮合条件是什么? 解: x2x1x2x1mmm 五、计算题(每小题五、计算题(每小题 10,共,共 30 分)分) 1 1图示斜齿圆柱齿轮传动。 1)按轴轴向力平衡原则,确定齿轮 3、4 的旋向; 2)判断齿轮 1、4 的受力方向(标在图上)。 2 2图示轴的结构 1、2、3 处有哪些不合理的地方?用文字说明。 解:1 处:轴承定位高度超过内圈厚度; 2 处:轴段长应比轮毂稍短,且定位高度超过轴承内圈厚度; 3 处:圆螺母固定应有退刀槽。 3 3计算下列机构的
22、自由度。 1. a)解:F3n2PLPh3*52*701 此题中存在复合铰链 备注:此题中 5 个构件组成复合铰链,共有 4 个低副 2. b)解:F3n2PLPh3*42*511 此题中滚子为局部自由度 一、填空(一、填空(每空 1 分) T-1-1-01-2-3、构件是机器的 运动 单元体;零件是机器的 制造 单元体;部件是机器的 装配 单元体。 T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为 低副 和 高副 ,低副又可分为 转动副 和 移动副 。 T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触,同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为 低副和 高副 。 T-2-2-04-2-1、平
23、面运动副的最大约束数为 2 。 T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目 等于 主动件数目。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的 工作情况和 受力情况 。 T-2-2-07-2-1、平面机构中,两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 高副 。 T-3-2-08-2-2、 机构处于压力角=90时的位置, 称机构的死点位置。 曲柄摇杆机构, 当曲柄为原动件时, 机构 无 死点位置,而当摇杆为原动件时,机构 有 死点位置。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆 共线 位置。 T-3-2-10-2-1、 在曲柄
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