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机械设计基础一填空题：1 .凸轮主要由（ 凸轮 ），（ 从动件 ）和 （ 机架 ）三个基本构件组成。2 .凸轮机构从动件的形式有由 （ 尖顶 ）从动件，（ 滚子 ）从动件和（ 平底 ）从 动件。3 .按凸轮的形状可分为（ 盘型 ）凸轮、（ 移动 ）凸轮、（ 圆柱 ）凸轮、（ 曲面 ）4. 常用的间歇运动机构有（ 棘轮 ）机构，（ 槽轮）机构，（凸轮间歇）机构和 （ 不 完全齿 ） 机构等几种。5 螺纹的旋向有（ 左旋 ）和（ 右旋 ）; 牙形有 （ 三角形 ）. （ 梯形 ）. （ 矩形 ）. （ 锯齿形 ）6. 标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的（法面模数 ）和（法面压力 角 ）都相等，齿轮的（ 螺旋 ） 相等 （ 旋向 ）_相反7已知一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a = 150, b=500, c=300, d=400 ,当 取c杆为机架时，它为（曲柄摇杆）机构；当取d杆为机架时，则为（双摇杆） 机构。8 平面连杆机构当行程速比K（1 ）时，机构就具有急回特性。9 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：当为（ 曲柄 ）主动件（ 曲柄与机架 ） 共线时。13 螺纹联接的基本类型有（ 螺栓联接 ）、（ 双头螺柱联接 ）、（ 螺钉联接 ）、 （ 紧定螺钉联接 ）四种。14 轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分为（定轴 ）轮系和（周转 ）轮系。15 滚动轴承代号为62305/P5 ；各部分的含义是：“6”表示（沟球轴承）；“23”表示（宽度系数）；“05”表示（内径代号）；P5表示（精度公差等级 ）16. 螺纹的公称直径是指它的（大径），螺纹M12X1.5左”的含义是（左旋细牙 螺纹公称直径12 ） 。17. 螺纹的公称直径是指它的（大径）。16*2的含义是（细牙螺纹外径16螺距2 ）。18. 滚动轴承代号“6215”的含义是_（6_表示是普通深沟球轴承，2_是宽度系列 5是内径代号 ）.20. 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。21. 凸轮机构中的压力角是指 _轮上接触点的切线与从动件的运动速度方向间的夹角。22. 在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为_急回特性。23. 为保证四杆机构良好的机械性能，_传动角不应小于最小许值25. 采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下， 宜采用双头螺栓联接。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用三角形细牙螺纹。26. 带传动的主动轮直径 dl=180mm,转速nl=940rpm,从动轮直径 d2=710mm，转速 n2=233rpm,则弹性滑动系数为 =-0.022_。27. 以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_基圆。28. 仿形法加工齿轮，根据被加工齿轮的_模数，齿轮选择刀号。29. 图示机构要有确定运动需要有1个原动件。30. 国标规定：三角带有_YZABCDE七种类型传递能力最大的为_Y_型。最小的为_E_型。代号A1000表示A型带基准长度1000mm。31. A、B、C三种类型的普通平键b、h、h相同，则工作中受挤压面积最大的应属_B型。32. 机构的最小运动单元称为_构件，机器的最小制造单元称为_零件。33. 螺纹联接的基本类型主要有_螺栓联接，_螺钉联接，双头螺柱联接, _紧定螺钉联接。34链“B18X80”的含义是B_型键宽度_b=18mm，长度L=80mm。二判断题：（每题1 分，共 20 分）1运动副是联接，联接也是运动副。 错 2 四杆机构中，曲柄的极位夹角e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局部自由度是不影响其它构件运动的个别构件的独立运动，因此对机构的自由度也没有影响。 错6机构运动简图只表示构件和运动副，所以作图的时候不考虑构件的尺寸和形状。 错7铰链四杆机构中最短的构件一定是曲柄。 错8通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。 错9凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。错10槽轮机构的主动件一定是拔盘。错11渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动 比的大小仍保持不变。对12螺钉联接用需要经常拆卸的场合。错13渐开线园柱齿轮齿廓曲线上各点的压力角都相等，且等于20。错14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15齿轮传动时，重合度越大，传动时就会平稳。 错16闭式软齿面齿轮传动，应先按齿面接触疲劳强度进行设计，再按弯曲疲劳强度校 核齿根的弯曲强度。对17蜗杆的旋向不会影响蜗轮的传动方向。 错 18当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上。对 19滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。对 20工作中转动的轴称为转轴。错三选择题：（每题1.5 分，共 35分）1 . 对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取 （ C ）为机架 将得到双曲柄机构。A.最长杆B.与最短杆相邻的构件C.最短杆D.与最短杆相对的构件.2凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮的（D）所决定的。A.压力角B.滚子C.形状D.轮廓曲线3对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取（B ）为机架, 一定会得到曲柄摇杆机构。A.最长杆B.与最短杆相邻的构件C.最短杆D.与最短杆相对的构件4为保证平面四杆机构良好的传力性能，（B）不应小于最小许用值。 压力角B.传动角C.极位夹角D.啮合角5 .平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数（C ）。A.大于1 B.小于1 C.等于16 .机器与机构的区别在于（C ）。A.是否由各种零件经装配而成的组合体B.它们各部分之间是否有确定的相对运动 C. 在工作时是否能完成有效的机械功或能量转化7. 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是（ D ）。A 摇杆两个极限位置之间的夹角 B 连杆与摇杆之间所夹锐角C连杆与曲柄之间所夹锐角D 摇杆与机架之间所夹锐角&图示机构中有（A ）虚约束。A 1个 B 2个 C 3个D没有9.在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80, b=150 ,c=120,则d杆长度为（ C ）。A d110 B d190C 110WdW19010.下列凸轮机构中，图_B所画的压力角是正确的。11.凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮B ） 所决定的。A 1个 B 2个 C 3个 D 没有13. 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 )。A 螺栓联接 B 双头螺栓联接 C 螺钉联接1. 带传动中V带是以_c_作为公称长度的。A. 外周长度B.内周长度C.基准长度D.14. 常用螺纹的线数有单线双线三线三种，其中用于联接和用于传动的各有_A。A. 一种和两种B. 一种和三种C.两种和两种D.两种和三种15. 对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_C为机架，将得到双曲柄机构。A. 最长杆B.与最短杆相邻的构件C.最短杆D.与最短杆相对的构件16. 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17. 滚动轴承的主要失效形式是 ( A )A. 疲劳点蚀和磨损B. 磨损和塑性变形C. 疲劳点蚀和塑性变形D.18. 螺栓的强度计算是以螺纹的_A来计算的。A.小径B.中径C.大径D.19. V带传动工作时，与带轮轮槽接触是_C。A.带的底面B.带的顶面C.带的两侧面D.20. 在不完全液体润滑径向滑动轴承的设计中，限制pv值的主要目的是防止轴承_A_A.过度磨损B.塑性变形C.疲劳破坏D.温升过高22. 键的长度尺寸确定的方法是_C确定。A.按轮毂长度B.按轮毂长度和标准系列C.经强度校核后再按标准系列D.23. 对正常齿制标准渐开线直齿圆柱齿轮，当用齿条刀具加工时，不发生根切的最小齿 数，Zmin=_B_。A.14 B.17 C.21 D.2324. 平键、花键、导向键和半圆键的联接都属于_B_。A.紧键联接B.松键联接C.不可拆联接D.25. 载荷不大，多支点支承的轴系，宜选用_A_A.深沟球轴承B.调心球轴承C.角接触球轴承D.圆柱滚子轴承26. 汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是_C。A.心轴B.转轴C.传动轴D.27. 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28. 在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是_B。A.6208 B.N208 C.30208 D.5120829. 下列四种螺纹中，传动性能最好的是 （ D ）.A. 粗牙普通螺纹B. 细牙普通螺纹C. 梯形螺纹D. 锯齿形螺纹30. 普通平键有三种型式，其中_C_平键多用在轴的端部。A.圆头B.平头C.单圆头D.31. 能满足超越要求的机构是_BA. 外啮合棘轮机构B. 内啮合棘轮机构C. 外啮合槽轮机构D. 内啮合槽轮机构32. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是_A_。A. 粗牙普通螺纹B. 细牙普通螺纹C. 梯形螺纹D. 锯齿形螺纹33. 在V带传动设计中，若V带带速过大，则带的_B_将过大，而导致带的寿命降低。A.拉应力B.离心拉应力C.弯曲应力D.三.判断1. 轮系按结构形式可分为定轴轮系、行星轮系和复合轮系三大类。 （错 ）2. 普通平键联接是依靠键的上下两平面间的摩擦力来传递扭矩的。 （错 ）3. 凸轮转速的高低，影响从动件的运动规律。 （错 ）4. V带型号共有七种，其中Y型的截面面积最大，F型的截面面积最小。（错）5. 普通平键联接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭距的。 （错 ）6. 机构中的主动件和被动件都是构件。 （对 ）7. 锥齿轮传动中，齿面的轴向分力是指向小端。 （错 ）8. 至少有一个齿轮和它的几何轴线绕另一个齿轮旋转的轮系被称为复合轮系。 （错 ）三.判断1. 平底式从动件对于较复杂轮廓曲线的凸轮，也能准确地获得所需的运动规律。（错 ）2. 一端固定、一端游动支承结构比较复杂，但工作稳定性好，适用于工作温度变化较 大的长轴。 （错）3. 轴系的两端固定支承使结构简单，便于安装，易于调整，故适用于工作温度变化不 大的短轴。 （对 ）4非液体摩擦滑动轴承，验算压强pWp的目的在于避免轴承产生点蚀。（错）5. 运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。 （对 ）6. 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 ）7. 平键的三个尺寸都是按轴的直径在标准中选定的。 （对 ）8. 斜齿轮传动的平稳性和同时参与啮合的齿数都比直齿轮高，所有斜齿轮多用于高速 传动。 （对 ）9一对齿轮啮合时，两齿轮的（ A ）始终相切。A 分度圆 B 基圆 C 节圆 D 齿根圆 10一般来说，（ A ）更能承受冲击，（ B ）更适合于较高的转速下工作。A 滚子轴承 B 球轴承11高速重载齿轮传动中，当散热条件不良时，齿轮的主要失效形式是（ D ）1213A 轮齿疲劳折断B 齿面点蚀齿面磨损D齿面胶合E 齿面塑性变形斜齿制圆柱齿轮法面模数与端面模数的关系是（A m = m - sin pntB m = m cos pnt渐开线齿轮实现连续传动的条件是重合度&为（）。Cm）。=m -cosat114下列传动中，当其精度相当的情况下，传动最平稳的是（ A ）。A 齿轮传动B 凸轮传动C 带传动15带传动时，最大应力发生在（ C ）。A 小带轮的松边B 大带轮的松边C 小带轮的紧边D 大带轮的紧边16键联接的主要用途是使轮与轮毂之间_CA 沿轴向固定并传递轴向力 B 沿轴向可作相对滑动并具有导向性C 沿周向固定并传递扭矩 D 安装拆卸方便17决定渐开线齿廓形状的基本参数是（ C ）。A 模数B 模数和齿数C 模数、齿数和压力角18.下面四个标准圆柱齿轮中，渐开线形状相同是（A.B ）；能用同一把滚刀加工的 是（ A.D ）。Am1=4mm, z1=25B m2=4mm, z2=50C m3=3mm, z3=60D m4=2.5mm z4=4019斜齿圆柱齿轮，螺旋角取的越大，则传动的平稳性（ A ）。A 越高 B 越低 C 没有影响20带传动主要是依靠（ B ）来传递运动和功率的，A 带和两轮之间的正压力 B 带和两轮接触面之间的摩擦力C 带的紧边拉力 D 带的初拉力22带在工作时产生弹性滑动，是由于（ C ）。A 带不是绝对挠性件B带与带轮间的摩擦系数偏低C 带的紧边与松边拉力不等D 带绕过带轮产生离心力四简答题： （每题 5 分，共 10 分）1、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2、简述“二力平衡公理”和“作用力与反作用力公理”的区别。答：一对平衡力是作用于同一物体的两个力，大小相同，方向相反，作用在同一直线上。一对 作用力与反作用力的受力物体必定是两个，大小相同，方向相反，作用在同一直线上。3、为什么要限制齿轮的最少齿数？答：防止加工过程中切根（范成法加工齿轮齿数低于17发生根切） .4、轴的结构设计主要考虑的因素有哪些？答：轴的毛坯种类、轴上的载荷大小和分布情况、轴上零件的布置及固定方式、轴承 种类及位置、轴的加工和装配工艺性等方面。（轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺）5、常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合答：常用螺纹的种类有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹，前两种 主要用于联接，后三种主要用于传动。6、四杆机构曲柄存在的条件是什么？答：1连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；2最短杆与最长杆杆长之和应小于或等于其余两杆之和（通常称此为杆长和条件）。7、齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效发生？齿轮强度设计准则是如 何确定的？答：齿轮的失效形式有五种1:轮齿折断。减缓措施：增大齿根的圆角半径、提高齿面加工精 度忌增大轴及支承的刚度。2：齿面点蚀。改进措施：提高齿面硬度、降低表面粗糙度三增大润滑 油粘度。3：齿面磨损。改进措施：采用闭式传动、降低齿面粗糙度X保持良好的润滑。4：齿面 胶合。改善措施：提高齿面硬度、降抵齿面粗糙度、选用抗胶合性能较好的齿轮副材料、采用抗胶 合润滑油、减少模数、降低齿高。5：塑性变形。改善措施：提高齿面硬度、采用粘度高的润滑油。 齿轮强度设计准则的确定是根据齿轮传动的工作方式弗齿轮的材料、硬度、失效形式来定的。8. 一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上？答：小带轮，因为它接触面积小9. 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11.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 5.为什么常将轴设计为阶梯轴？答：考虑轴上零件轴向定位、装拆五计算题：(每题 10分，共 20 分)1.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=150mm，传动比i12=4, 小齿轮齿数Z=20。试确定这对齿轮的模数山和大齿轮的齿数Z2、分度圆直径d2、 齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2。解答：Z2=iZ1=4X 20=80ha=ha*mm=2a/(z1+z2)=2X 150/100=3 mmhf= (ha*+c*)md2=mZ2=240mm齿距 p= n m=3.14*3=9.42mmda2= d2+2ha*m=240+2X 3=246 mmdf2= d2-2(ha*+c*)m=240-2X 1.25 X 3=232.5mm2.图示轮系中，已知 z1 二 15, z2 二25, z2 = 15, z3 二 30, z3 = 15, z4 = 2 (右旋)， z4 30, z5 60, z 5 20 (m=4mm)。若 n1 500r/min,转向如图中箭头所示，求 齿条6线速度的大小和方向。解：订5=z2z3z4z5/zlz2z3z4=25x30x30x60/15xl5xl5x2=200mm 所以，n5=n1/200=500/200=2.5r/minn5=n5=2.5r/mind5=mz5=4x20=80mmv6=v5=n5 n d5/60=25x3.14x80/60=10.5mm/s方向向右3、图示轮系，已知Z,=30, Z2=20, Z2=30, Z3=74,且已知比= 100转/分。试求nH。12231H4. 一对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Z =20，Z =44，求两齿轮的主要几何尺寸。12解 ： m=5 ， d1=100 ， d2=220 ， da1=100+10=110 da2=220+10=230 df1=100-12.5=87.5df2=220-12.5=207.5 p=3.14*5=15.7 s=e=7.855. Z=15，Z=25，Z=20，Z=60。n1 =200r/min (顺时针)n =50r/min (顺时针)试求 H123414的转速。解：订4H=nl-nH/n4-nH=- (z2z4/zlz3)(200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20 =-5 nH=75r/min3.有一对使用日久磨损严重的标准齿轮需要修复。按磨损情况，拟将小齿轮报废，修复 大齿轮，修复后的大齿轮的齿顶圆要减小8mm。已知z1=24, z2=96, m=4mm, a =20， ha*=1, c*=0.25。试设计这对齿轮传动。解：根据题意要求中心距不变，修复大齿轮，即大齿轮负变位，小齿轮正变位。 根据大齿轮的磨损情况，通过对大齿轮进行负变位，把磨损部分切掉。原齿轮2的齿顶圆直径为：mz2+2ha*m=4X96+2X1X4=392现齿轮 2 的齿顶圆直径为： da2=392-8=384齿轮负变位后： da2=mz2+2(ha*+x2)m即： X2= (da2-mz2)/2m-ha*= (384-4x96)/2x4-1 = -1为了保持中心距不变，可对新设计的小齿轮进行正变位， x1=-x2=1 几何尺寸计算如下：分度圆直径： d1=mz1=4X24=96mmd2=mz2=4X96=384mm齿顶圆直径： da1=mz1+2(ha*+x1)m=4X24+2X(1+1)X4=112mmda2=mz2+2(ha*+x2)m=4X 96+2 X (1-1) X 4=384mm齿根圆直径：df1=mz1-2(ha*+c*-x1)m=4X 24-2 X (1+0.25-1) X 4=94mm df2=mz2-2(ha*+c*-x2)m=4X96-2X(1+0.25+1)X4=366mm4.在图示输送带的减速器中，已知z1=10, z2=32, z3=74, z4=72, z2=30及电动机的 转速为1450r/min,求输出轴的转速n4。解：由题，1-2-3-H 为行星轮系.(1)1-2-2-4-H为差动轮系(2)4-2-2-3-H 为行星轮系由(1)得：订H=n1/n4=1-i13H=42/5由(2)得：i14H=(n1-nH)/(n4-nH)=-(z2z4)/(z1z2)=-192/25 联立上式得：n4=6.3r/min,方向与n1相同
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