《机械设计基础》试题库及答案

封面作者：PanHongliang仅供个人学习机械设计基础试卷库一、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。（丿）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。（X ）4、 机构是具有确定相对运动的构件组合。（丿）5、 构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。（丿）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。（X）7、 连杆是一个构件，也是一个零件。（V）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2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ）A. 是否能完成有用的机械功或转换机械能C.各构件间能否产生相对运动3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ DA 构件是机器零件组合而成的。C.构件是机器的制造单元D.零件B. 是否由许多构件组合而成D.两者没有区别）B. 构件是机器的装配单元D.构件是机器的运动单元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。车床上的主轴属于（执行）部分。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）。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个高副将引入个约束，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亠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。三、计算图示平面机构的自由度。分）（机构中如有复合铰链，局部自由度 ,虚约束,予以指出。）（每题 5F=3X5-2X7=1F=3X 7-2 X 9-1=2F=3X5-2X7=1F=3X 9-2X12-1X2=1三、平面连杆机构、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+bWc+d_。(2) 以_或d_为机架，则_a,_为曲柄。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A. 连杆B.机架C.摇杆D.曲柄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AA. 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10C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，应使AoA. 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BoA. 角 A B. 角 BD.0E.90o15. 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，要求行程速比系数E。A.K=1B.K1 C.K S12轴左移，轴承2被压紧A2= S=140N1轴承1被放松A1= S =140N12、计算当量动载荷A1/ R=140/200=0.7=e1x=1 ， y=011A2/ R=140/100=1.42x=0.41 ， y=0.8522取 fp=1.0则 P1=fp(x R+ y A1 )1 1 1=200NP2=fp(x R+ y A2)2 2 2=160N2、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F =3300N，F =1000N，轴向载荷F =900N，轴承在常温 r1r2A下工作，运转时有中等冲击， C=50500Nr圆锥滚子轴承角接触球轴承70000C(a =15o)70000AC(a =250)70000B (a =400)F=F/ (2Y)F =e FF =0.68 FF=1.14 Fsr轴承类型SF/CaoesrF/FearsrF/F WearXYXY角接触 秋轴承a =25o0.680.410.8710a =4Oo1.140.350.5710载荷系数fI IpI载荷性质无冲击或轻微冲击中等冲击强烈冲击1.0 1.21.2 1.81.8 3.0解1 计算轴承的轴向力 F 、Fa1 a2由表查得7211AC轴承内部轴向力的计算公式为F=0.68F，故有：srF =0.68 F =0.68X3300N=2244Ns1 r1F =0.68 F =0.68X1000N=680Ns2 r2因为F +F = (68 0 + 900)N=1580NF =2244Ns2 As1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：F= F=2244Na1 s1F= F F=(2244900)N=1344Na2 s1 A2 计算当量动载荷 P1、P212由表查得e=0.68，而120T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于娄性件传动。T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以 开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的_齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即ULI、I 乙幻丄上亠+ 一4/0，L H L H所以机构运动确定。C、G处复合铰链，E处虚约束，F处局部自由度J-2-5-03-4-15、计算图示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束请明确指出。（15分） 解答:C处为复合铰链，则n=5, PL=7, PH=0L HF=3n-2P -P =3*5-2*7=1LHJ-2-5-04-4-15、计算图示机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度和虚约束请明确指出。（15分） 解答:F处为复合铰链,H（或I）处为虚约束，则n=6, PL=8, PH=1LHF=3n-2P -P =3*6-2*8-1=1LHJ-3-2-05-3-10、图示四杆机构中，已知 a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm。 取不同构件为机架，可得到什 么类型的铰链四杆机构？（15 分）解：因为最短构件与最长构件长度之和小于 等于另外两构件的长度之和，满足构件的长度 和条件，所以取 AB 为机架，得双曲柄机构； 取 BC 或 AD 为机架，得曲柄摇杆机构； 取 CD 为机架，得双摇杆机构；J-3-2-06-3-10、已知图示机构中，L =82mm，L =50mm，L =96mm，L =120mm 问：AB BC CD AD（1）此机构中，当取构件 AD 为机架时，是否存在曲柄？如果存在，指出是哪一构件？（必须根据计算 结果说明理由）（2 ）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？（ 10分）解答：因为 L + L =50+120=170 mmBC ADL +L =82+96=178 mmBC CD所以 L + L L +L 符合曲柄存在的杆长之和条件.BC AD BC CD1）当取AD为机架时，不存在曲柄，得到双摇杆机构。2）当分别取AB或CD为机架时，均得到曲柄摇杆机构。当取BC为机架时,得到双曲柄杆机构.J-3-2-07-3-10、如图所示铰链四杆机构，已知各构件的长度LAB=50mm, LBC=110mm, LCD=80mm,ABBCCDLAD=100mm。（1）该机构是否有曲柄？如有，请指出是哪个构件（必须根据计算结果说明理由）；（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？（10分）解答：因为 LAB+LBC=50+110=160mmAB BCL +L =80+100=180mmAB BC所以 L +L e 时，X=0.4，Y=1.88。试分别计算出轴Aa ra r承的当量动载荷。解：轴向力： F +F =2430+1000=3430NSSI Ai轴承I被放松 F =FS =2430NaI SI轴承II被压紧 F =FS =3430Nai Si当量动载荷F /F =2430/9000=0.27eall rnX =0.4 Y =1.88nnP =X F +Y F =0.4 X 5000+1.88 X3430=12672.6Nn n Y nn an六、设计题(每小题 20分)j-4-3-14-4-20、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触 时为初始位置。试用作图法在图上标出：(1) 当凸轮从初始位置转过=90时，从动件走过的位移 S1；(2) 当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度。说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；(2)S和只需在图上标出，不必度量出数值。解答：如图所示，正确作出偏距圆按-e方向转90，在图上正确标出S1过B2点作偏距圆切线，正确标出2角七、分析题(本题 20分)j-8-2-15-4-20、 .已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将 蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。解：蜗轩转动方向如图所示蜗杆为右旋Ft2与蜗轮分度圆相切，指向左