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机械设计基础题库

填空题

1.在铰链四杆机构中,存在曲柄的必要条件是和。

2.在设计凸轮机构时,凸轮基圆半径取得越,所设计的机构越紧凑,但是压力

角,使机构的工作情况变坏。

3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮和必须分别相

等。

4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是。直齿圆锥齿轮的标准模数是。

5.平键的截面尺寸应按从键的标准中查取,键的长度L可参照

从标准中选取。必要时应进行强度校核。

6.对一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时,将轮齿看作,并假定全

部载荷作用于。

7.普通V带传动的设计准则是,保证带以及具有一定的。

8.按照滑动轴承工作时的摩擦状态,可分为滑动轴承和滑动轴

承两种主要类型。

9.槽轮机构的主要参数是和。

10.机械速度的波动可分为和两类。

11.轴向尺寸较大的回转件,应进行平衡,平衡时要选择个回转平

面。

12.当一对齿轮的材料、齿数比一定时,影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是

和。

13.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取处的接触应力为计算依据,其载荷由

对轮齿承担。

14.蜗杆传动作接触强度计算时,铝铁青铜ZCuAl10Fe3制作的蜗轮,承载能力取决于抗

能力;锡青铜ZCuSn10P1制作的蜗轮,承载能力取决于抗能力。

15.若带传动的初拉力一定,增大和都可提高带传动的极限摩擦力。

16.滚子链传动中,链的链速是常数,而其链速是变化的。

17.轴如按受载性质区分,主要受的轴为心轴,主要受的轴为传动

轴。

18.非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时,为了防止过度磨损,必须使;

而为了防止过热必须使。

19.平面机构具有确定运动的条件是:且。

20.两构件通过面接触组成的运动副称为;平面机构中又可将其分为

和。两构件通过点或直线接触组成的运动副称为。

21.两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为,按照其接触特性,又可将它分

为和。

22.按照是曲柄还是摇杆,可将铰链四杆机构分为三种基本型式、

和。

23.铰链四杆机构中的固定件称为,与其用副直接相连接的构件称为,不

与固定件相连接的构件称为。

24.平面机构中,压力角,则传动角,机构的传动性能越好。导杆机构的传动角是。

曲柄摇杆机构中,当为主动件时,在和共线时,会出现死点现象。

25.在平面四杆机构中,极位夹角越大,则行程速比系数就,急回性能也;若

极位夹角为零,则其行程速比系数等于,就意味着该机构的急回性能。

26.在图解法设计滚子从动件凸轮中,把滚子中心的轨迹称为凸轮;为使凸轮型线在任

何位置既不变尖,更不相交,就要求滚子半径必须小于的最小曲率半径。

27.凸轮机构按凸轮形状可分为、和。按从动件的型式可分为、

和三种。

28.凸轮机构中,从动件采用等加速等减速运动规律时,将引起冲击,采用等速运动

规律时,会引起冲击。选择凸轮基圆半径时,要保证其压力角的要求,其它条件不变的情况下,结构越紧凑,基圆的半径越小,压力角就,机械效率。凸轮机构的压力角随基圆半径的减小而,为减小推力和避免自锁,压力角应。

29.凸轮机构中,基圆半径过小会引起压力角,致使机构工作情况变,基圆半

径过大则会凸轮的尺寸会变,实际设计中应保证凸轮轮廓的不超过许用值时尽量凸轮轮廓。

30轮机构的压力角α是指和之间的夹角,当压力角α过大时机构会出现

现象,可以通过加大半径来消除

31.实现间歇运动的机构有、、和。

32.齿轮的加工方法按其切齿原理可分为和两种。

33.一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为和,连续传动的条件为。标

准斜齿轮正确啮合的条件为、和;一对锥齿轮的正确啮合条件是,和。

34.斜齿轮的端面压力角法向压力角,其参数(模数和压力角)作为标准值;

其发生根切的最少齿数直齿轮。一个正常齿制标准渐开线斜齿轮发生根切现象时的最少齿数至少小于;斜齿轮与直齿轮相比,它有许多优点,但其最大的缺点是,故一般螺旋角限制在范围之内。

35.斜齿轮分端面和法向,在分析轮齿强度问题时,应从来分析;在计算几何尺寸时,

须按参数进行。锥齿轮的标准模数选在。斜齿圆柱齿轮传动的强度计算按轮齿的当量直齿进行分析。而直齿圆锥齿轮传动的强度计算近似按位于齿宽的一对当量直齿圆柱齿轮进行计算的。

36.按照工作条件,齿轮传动可分为传动和传动两种。重要的齿轮传动都采用

传动。在闭式传动中软齿面齿轮的主要失效形式是,故应按强度设计,然后再按强度校核。而在开式传动中,齿轮的主要失效形式是,故一般应按强度设计。若传动要求结构紧凑,一般选用齿面传动。

37.圆柱齿轮及齿轮副有个精度等级,级精度最高,常用的是级精度。最常见的轮

齿失效形式有、、、和齿面塑性变形五种。闭式齿轮传动中,润滑方式根据齿轮的速度大小而定,可分为润滑和润滑方式。

38.经过和两种热处理后的齿轮齿面称为软齿面,其齿面硬度HBS≤。齿轮

的齿面硬度值HB>时,称为硬齿面,热处理方法有、和,其主要失效形式在闭式传动中是;,故应按强度设计,求出齿轮的后,再按强度验算。齿轮弯曲强度计算中,标准齿轮的齿形系数Y F仅与齿轮有关,而与无关,对标准齿轮仅取决于,且Y F随的增加而(成反比)。39.当大小一对齿轮都是软齿面时,考虑到小齿轮齿根,弯曲强度,受载次数,

故在选材上和热处理中,一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮的高。齿轮弯曲强度中,一对传动比不等于1的齿轮传动,齿形系数等,两齿轮的许用弯曲应力一般,因此应验算个齿轮的弯曲应力。

40.在齿轮强度计算中,弯曲应力是假定全部载荷由轮齿承担,并且该载荷作用于

时进行计算,计算时将轮齿看作,其危险截面可用法来确定。而齿根部分靠近偏下处最易发生点蚀,故常取一对轮齿在处的接触应力为计算依据。

41.齿轮连续传动的条件是。

42.是机械中运动的单元体,是机械中制造的单元体。

43.刚度是指零件受载后抵抗的能力。

44.并且是设计机械零件应满足的基本要求。

45.使两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接,称为。其中以面接触的称

为,而以点接触或线接触的称为。

46.机构中输入运动的构件称为,其余的可动构件称为。

47.按照螺纹轴向剖面的形状不同,常用的螺纹牙型有、、、和。

48.之间的将导致零件表面材料的逐渐损失,这种现象称为磨损。

49.铰链四杆机构的基本形式有、和,而曲柄滑块机构是由其中的

机构演化而来的。

50.在机械设计中应大力推广“三化”即。

填空题答案

1.有一最短杆最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和

2.小增大 3. 模数压力角

4.法面模数m n大端模数m

5.轴径d轮毂长度 6. 悬臂梁齿顶

7.不打滑疲劳寿命8. 非液体摩擦液体摩擦

9.槽数z 拨盘圆销数K 10. 周期性非周期性

11.动 两

12. 分度圆直径d 1(或中心距a ) 齿宽b 13. 节点 一

14. 胶合 点蚀 15.包角1α 摩擦系数

16. 平均 瞬时 17.弯矩 扭矩 18. [][]υυp p p p ≤≤ 19. F>0 且 自由度数等于原动件数 20.低副 转动副 移动副 高副

21.运动副 低副 高副 22.连架杆 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构

23.机架 回转 连架杆 连杆 24.越小 越大 90°摇杆 曲柄 连杆

25.越大 越明显 1 没有 26.理论轮廓 理论轮廓外凸部分

27.盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 滚子从动件 平底从动件 尖顶从动件

28.柔性 刚性 越大 越低 增大 越小越好 29.增大 差 最大压力角 减小

30. 凸轮与从动件接触点处的法向力方向 从动件在该点的速度方向 自锁 凸轮基圆

31. 凸轮机构 棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 32仿形法 展成法

33. m 1=m 2=m α1=α2=α重合度≥1法向模数相等、法向螺旋角相等 螺旋角大小相等,

方向相反或相同

34.大于 法向 小于 17 产生轴向力8°~20° 35.法向 端面 大端 法面 中点

36.开式 闭式 闭式 点蚀 接触 弯曲 磨损 弯曲 硬

37. 12 1 6-9 折断 点蚀 胶合 磨损 浸油 喷油

38.调质 正火 350 350 表面淬火 渗碳淬火 渗氮 弯曲折断 弯曲 模数 接触 齿形 模

数 齿数 齿数 减小

39.较薄 较低 较多 不 不 两 40.一对 齿顶 悬梁臂30°切线法 节线 节点

41 ε≥1 42.构件 零件 43.弹性变形 44.工作可靠 成本低廉 45.运动副 低副 高副

46.原动件 从动件 47.三角形 梯形 矩形 锯齿形 48.运动副 摩擦

49.曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 曲柄摇杆机构50.标准化 系列化 通用化

判断题

1、构件和零件均是运动单元。

2、零件是机械的最小单元。

3、车床,颚式破碎机,减速器都称为机器。

4、机械是机器和机构的总称。

5、任何零件都需要有很大的刚度。

6、合金刚的优良性能,只取决于它的化学成分。

7、 Q235、35、45均为优质碳素钢。

8、制作形状复杂的零件可用铸铁。

9、牌号为Q235的钢为优质碳素钢。

10 、45号钢就是含碳量为45/10000的优质碳素钢。

11、牌号为ZG 270—500是铸钢。

12、机械设计的强度准则就是σσ≤,ττ≤。

13 、15号钢为普通碳素钢。

14、淬火是为了改善切削性能,消除内应力,使材料的晶粒细化。

15、淬火可提高材料的硬度和强度,并消除内应力。

16、通过对材料调质处理可得较好的综合性能。

17、机器与机构它们都是人为的产物,有确定的运动,并有能量的转化。

18、机械中常用的有色金属有合金钢、铜合金、铝合金。

19、木料、工程塑料、橡胶均属非金属材料。

20、牌号为QT500-7表示球墨铸铁,σb a MP =500 ,伸长率为7%。

21、构件系统的自由度为F (>0),若给定的原动件数目等于F ,该传动系统能成为机构。

22、一切自由度不为1的机构,其各构件之间都不可能具有确定的相对运动。

23、机构主要是由主动件、从动件和机架组成。

24、两构件通过点或线接触组成的运动副是高副。

25、高副引入的约束数为2。

26、两构件通过面接触组成的运动副是低副。

27、平面低副引入的约束数为1。

28、每个运动副都是一个构件。

29、凡是有滚子的地方都存在局部自由度。

30、机构的自由度就是构件的自由度。

31、复合铰链与转动副和移动副都有关。

32、转动副和移动副都是平面低副。

33、平面机构和自由度为2,说明需要2 个原动件才能有确定运动。

34、机构中每个主动件相对机架可以有几个独立运动。

35、在绘制机构运动简图时,不仅要考虑构件的数目,而且要考虑构件的构造。

36、在平面机构中,自由度的减少数就等于约束数。

37、机构可能会有自由度F ≤0的情况。

38、当m个构件用复合铰链相联接时,组成的转动副数目也应为m个。

39、局部自由度与机构的运动是有关的。

40、在机构运动简图中运动副和构件都应用规定的符号和线条表示。

41、三角形螺纹主要用于连接,而梯形或矩形螺纹常用于传动。

42、普通V 带中,单根V 带传递功率的能力B 型最大。

43、带传动装置在工作前应进行良好的润滑。

44、带传动的弹性滑动就是打滑。

45、滑动螺旋传动是将直线运动转换为旋转运动。

46、在铰链四杆机构中最短杆一定是曲柄。

47、齿轮机构为高副机构。

48、V带传动工作温度不宜过高。

49、静密封分为接触式密封和非接触式密封。

50、车床上的丝杠与螺母组成螺旋副。

判断题答案

1-5错对对对错6-10错错对错对11-15对对错错错16-20对错错对对21-25对错错对错26-30对错错错错31-35错对对错错36-40对错错错对41-45对错错错错46-50错对对错对

选择题

1.下列铰链四杆机构中,能实现急回运动的是【】

A.双摇杆机构 B.曲柄摇杆机构

C.双曲柄机构 D.对心曲柄滑块机构

2.平面连杆机构中,当传动角γ较大时,则【】

A.机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差

C.可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低

3.当一对渐开线齿轮制成后,即使两轮的中心距稍有改变,其角速度比仍保持原值不变,原因是:【】

A. 压力角不变

B. 啮合角不变

C.节圆半径不变 D. 基圆半径不变

4.渐开线齿轮实现连续传动时,其重合度为【】

A.ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥1

5. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时,其极限应力为【】

A.σB B. σs C. σ0 D. σ-1

6. 下列四种螺纹中,自锁性能最好的是【】

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

7.普通平键联接在选定尺寸后,主要是验算其【】

A.挤压强度 B. 剪切强度

C.弯曲强度 D. 耐磨性

8.一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1,b1>b2,其接触应力的大小是【】

A.σH1<σH2 B. σH1 >σH2

C. σH1=σH2

D. 可能相等,也可能不等

9.实际齿数相同时,直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系数之间的关系为【】

A.直齿圆柱齿轮的最大 B. 斜齿圆柱齿轮的最大

C.直齿圆锥齿轮的最大 D. 三者数值相同

10.在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法为:【】A.减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1

C.增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q

11. 带传动中,弹性滑动【】

A.在张紧力足够时可以避免

B.在传递功率较小时可以避免

C.在小带轮包角足够大时可以避免

D.是不可避免

12.带传动作减速传动时,带的最大应力σmax等于【】

A.σ1+σb1+σ c

B. σ1+σb2+σ c

C. σ2+σb1+σ c

D. σ2+σb2+σc

13. 转轴的变曲应力为【】

A.对称循环变应力 B.脉动循环变应力

C.非对称循环变应力 D.静应力

14.在基本额定动载荷C作用下,滚动轴承的基本额定寿命为106转时,其可靠度为【】

A.10% B. 80% C.90% D.99%

15.在圆柱形螺旋拉伸(压缩)弹簧中,弹簧指数C是指【】

A.弹簧外径与簧丝直径之比值

B.弹簧内径与簧丝直径之比值

C.弹簧自由高度与簧丝直径之比值

D.弹簧中径与簧丝直径之比值

16.在曲柄摇杆机构中,为提高机构的传力性能,应该【】

A.增大传动角γ B. 减小传动角γ

C.增大压力角α D. 减小极位夹角θ

17.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.齿轮较少时 D. 齿数较多时

18.斜齿圆柱齿轮的法面模数m n与端面模数m t的关系式,应该是【】

A.m n=m t sinβ B. m n=m t/cosβ

C.m n=m t cosβ D. m n=m t cosα

19.调节周期性速度波动的方法是在机械中加一个飞轮,其作用是使【】A.机械运转速度的波动可以消除

B.机械运转速度的波动可以减小

C.机械运转的平均角速度ωm可以减小

D.机械运转的平均角速度ωm可以增大

20.动平衡的条件是,回转件中各个质量产生的【】

A.离心力的合力等于零

B.离心力的合力和合力偶矩均等于零

C.离心力的合力偶矩等于零

D. 离心力的合力和合力偶矩均不等于零

21.仅受预紧力F ˊ作用的紧螺栓联接,其螺栓的计算应力σca =1.3F ˊ/

214

d ,将拉应力增大30%的原因是考虑【 】

A .安装时可能产生的偏心载荷

B .载荷可能有波动

C .拉伸和扭转的复合作用

D .螺栓材料的机械性能不稳定

22.在一般工作条件下,齿面硬度HB ≤350的闭式钢制齿轮传动,通常的主要失效形式为

【 】

A .轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀

C .齿面胶合 D. 齿面塑性变形

23.齿轮传动中,轮齿的齿面疲劳点蚀,通常首先发生在【 】

A .齿顶部分 B. 靠近节线的齿顶部分

C .齿根部分 D. 靠近节线的齿根部分

24.标准斜齿圆柱齿轮传动中,查取齿形系数Y F 数值时,应按【 】

A .法面模数m n B. 齿宽b

C. 实际齿数Z

D. 当量齿数x U

25. 普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是【 】

A .d 1=m a1q B. d 1=m n q

C. d 1=m a1z 1

D. d 1=m n z 1

26. 带传动在工作时产生弹性滑动,是由于【 】

A .包角α太小 B. 初拉力F 0太小

C .紧边与松边拉力不等 D. 传动过载

27.在一定转速下,要减轻滚子链传动的运动不均匀性和动载荷,应该【 】

A .增大节距p 和增加齿数Z 1

B .增大节距p 和减少齿数Z 1

C .减小节距p 和减少齿数Z 1

D .减小节距p 和增加齿数Z 1

28.转轴弯曲应力σb 的应力循环特征为【 】

A .r =-1 B. r =0

C . r =+1 C. -1<r <+1

29.在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是【 】

A .6208 B. N208 C. 3208 D. 5208

30.在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及可缓和冲击、吸收振动的是

【 】

A.凸缘联轴器 B. 齿式联轴器

C. 万向联轴器

D. 弹性柱销联轴器

31、属于啮合传动类的带传动是【】

A、平带传动

B、V带传动

C、同步带传动

D、窄V带

32、铰链四杆机构中,不与机架相连的构件称为【】

A、曲柄

B、连杆

C、连架杆

D、机架

33、下列零件中不是标准件的是【】

A、V带

B、O型密封圈

C、凸轮

D、滚动轴承

34、下列哪种螺纹没有标准化【】

A、普通螺纹

B、矩形螺纹

C、梯形螺纹

D、三角螺纹

35、采用圆螺母加止退垫圈的防松方法属于【】

A、摩擦防松

B、机械防松

C、化学防松

D、永久放松

36、普通螺纹的公称直径是指【】

A、大径

B、中径

C、小径

D、外径

37、关于带传动中应力分析错误的一项是【】

A、存在拉应力

B、存在离心应力

C、存在剪应力

D、存在弯曲应力

38、梯形螺纹的牙型角为【】

A、60°

B、30°

C、55°

D、60°

39、欲在两轴相距较远、工作条件恶劣的环境下传递较大功率,宜选【】

A、带传动

B、齿轮传动

C、链传动

D、蜗杆传动

40、在带传动中下列说法正确的是【】

A、带传动的松边在下边

B、带传动工作不需要摩擦力

C、带传动张紧方式通常有两种

D、带传动都是靠摩擦力工作的

选择题答案

1.B

2.A

3.D

4.D

5.B

6.B

7.A

8.C

9.A 10.C 11.D 12.A 13.A 14.C 15.D 16. A 17.C 18.C 19.B 20.B 21.C 22.B 23.D 24.D 25.A 26.C 27.D 28.A 29.B 30.D 31.C 32.B 33.C 34.B 35.B 36.A 37.C 38.B 39.C 40.C

问答题

1、带传动含义SPZ-1250 GB 12730-91

2、链传动含义12A-2×100 GB/T 1243-1997

3、解释滚动轴承代号的含义71908/P5

4、试从传递转矩能力、制造成本、削弱轴强度几个方面比较平键、半圆键和花键联接。

5、带传动的工作能力取决于哪些方面?请分析预拉力、小轮包角、小轮直径、传动比和中心距数值的大小对带传动的影响。

6、试述带传动的弹性滑动与打滑的现象、后果及原理。

7、试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。

8、何谓复合铰链、局部自由度和虚约束?

9、机构具有确定运动的条件是什么?若不满足条件,将会出现什么情况?

10、试述机件损伤和失效的主要形式以及机件工作准则的涵义。

11、机械中常用哪些材料?选用材料的原则是什么?

12、滑动摩擦根据摩擦面间润滑剂的存在情况,滑动摩擦如何分类?

13、试述螺纹牙型的主要种类及应用。

14、螺纹联接的基本类型有哪些?各适用于什么场合?

15、螺纹联接防松的意义及基本意义是什么?

问答题答案

1、SPZ型窄V带,基准长度为1250mm

2、A系列滚子链,双排,链节数为100

3、7-角接触轴承19-尺寸系列代号08-内径代号P5-公差等级

4、a:传递扭矩的能力:平键和半圆键均是靠轮毂和键侧面的相互挤压来传递扭矩的,而花键是利用多齿传递载荷而且键和轴做成一体,故其承载能力较大,而半圆键用于轻载的场合。b:制造成本:由于花键是在轴上周向均匀加工出多个键齿,且轮毂也要加工出相应的键齿槽,故其制造成本较高。

c:削弱轴的强度:平键和半圆键均需要在轴上开出键槽,故均会削弱轴的强度,而半圆键的键槽开的最深,故对轴的强度的削弱最大,而花键的键和轴为一体,对轴强度的削弱最小。

5、带传动是依靠带与带轮接触面之间的摩擦力来传递运动和动力的,故摩擦力增大其所能传递的功率也越大。增大小轮包角和预拉力均能增大摩擦力,其他条件不变时,增大小轮直径,减小传动比和增大中心距均可以使得包角增大,但是小轮直径越小其所受的弯曲应力会增大。

6、弹性滑动是由于带工作时紧边和松边存在压力差,使带的两边的弹性变形量不相等,从而引起带与带轮之间局部而微小的相对滑动,这是带传动正常工作时的固有特性,因而是不可避免的。弹性滑动会使带传动不能保持准确的传动比,降低传动效率。而打滑则是由于过载而引起的带在带轮上的全面滑动,打滑时带的磨损加剧,从动轮转速急剧降低甚至停止运动,致使传动失效。

7、①零件是制造的基本单元;②某些零件固联成没有相对运动的刚性组合称为构件,构件是运动的基本单元;③构件与构件之间通过一定的相互接触与制约,构成保持相对运动的可动联接,称为运动副;④当构件用运动副联接以后,它们之间的某些相对运动将不能实现,这种对相对运动的限制称为运动副的约束;⑤能完成有用的机械功或转换机械能的机构组合系统称为机器;⑥机器与机构总称为机械。

8、①三个或三个以上的构件在同一轴线上用回转副相联接构成复合铰链;②局部自由度是指不影响机构中输入与输出关系的个别构件的独立运动(凸轮机构中的滚子——提高效率,减少磨损);③运动副引入的约束中,对机构自由度的影响与其他机构重复,这些重复的约束称为虚约束(机械中常设计带有虚约束,对运动情况虽无影响,但往往能使受力情况得到改善)。

9、①运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为:运动链的自由度必须大于零,主动构件数必须等于运功链的自由度;②不满足条件时,当自由度为零时,运动链将成为各构件间没有相对运动的刚性构架,当主动构件数大于自由度时,可能会折断构件,当主动构件数小于自由度时,从动件的运动不确定。

10、①机件的主要的损伤及失效形式有:机件产生整体的或工作表面的破裂或塑性变形,弹性变形超过允许的限度,工作表面磨损、胶合和其他破环,靠摩擦力工作的机构产生打滑和松动,超过允许强度的强烈震动,等等;②主要准则:强度——机件抵抗断裂、过大的塑性变形或表面疲劳破坏的能力,刚度——机件受载时抵抗弹性变形的能力,常用产生单位变形所需的外力或外力矩来表示(提高刚度的办法:改进机件结构,增加辅助支撑或肋板以及减小支点的距离,适当增加断面尺寸)耐磨性——磨损过程中抵抗材料脱落的能力,振动稳定性——机器在工作时不能发生超过容许的振动,耐热性。

11、1.机械制造中常用的材料是钢和铸铁,其次是有色金属合金以及非金属材料。

2.材料选用有3种原则:a:使用要求——考虑机件所受的则和的大小、性质和应力方向(拉伸为主—钢件;受压机件—铸铁),机件的工作条件,机件的尺寸和重量的限制,机件的重要程度;b:工艺要求;c:经济要求。

12、a:干摩擦:两摩擦表面间无任何润滑剂而直接接触的纯净表面间的摩擦状态;

b:边界摩擦:摩擦副表面各吸附一层极薄的边界膜,边界膜厚度通常在0.1um以下,尚不

足以将微观不平的两接触表面分隔开,两表面间仍有凸峰接触;

c:流体摩擦:两摩擦表面完全被流体层分隔开,表面凸峰不直接接触的摩擦状态;

d:混合摩擦:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦处于混合共存状态下的摩擦状态。

13、a:三角形螺纹:螺纹牙根厚、强度高、牙型角大,当量摩擦系数大、自锁性能好但传动效率低,适用于联接;

b:矩形螺纹:由于牙型角为0度,传动效率最高,但是精加工困难,磨损后间隙难以补偿,易松动,螺母与螺杆对中心的准确度较差,螺纹根部强度最弱,应用已经很少。

c:锯齿形螺纹:效率较矩形螺纹略低,牙根强度很高,适用于承受单向载荷的螺旋传动;d:梯形螺纹:牙型角为30度,传动效率较矩形螺纹低,但牙根强度高,当采用剖分螺母时,螺纹磨损后的间隙可以补偿,广泛用于螺旋传动。

14、a:螺栓联接:不需加工螺纹孔,结构简单,装拆方便,多用于被联接件不太厚并需经常拆卸的场合;

b:螺纹联接:用于被联接之一较厚,不便加工通孔的场合,但不能经常拆卸,否则会因螺纹孔磨损而导致被联接件磨损;

c:双头螺柱联接:用于被联接件之一太厚不便于穿孔且需经常拆卸或结构上受限制不能采用普通螺栓联接的场合;

d:紧定螺钉:多用于轴上零件的固定,可以传递不大的力和转矩。

15、在静载荷和温度变化不大的情况下,联接所用的三角形螺纹都有自锁性,但在冲击、震动和变载荷的作用以及温度变化较大的情况下,联接有可能松动,甚至松脱,不仅影响机器正常工作,有时还会造成严重事故,所以在设计螺栓联接时必须考虑防松。螺纹联接防松的实质问题是在于防止螺纹副拧紧后的反向相对运动。防松的方法按工作原理不同有以下三大类:a:附加摩擦力防松,如使用弹簧垫圈;b:直接锁住防松,如开口销、串联金属丝的使用;c:破坏螺纹副关系防松,例如焊接或冲点。

计算题

1、计算图示机构的自由度

机械设计基础题库..

2、某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350MPa ,屈服极限 σs=550MPa ,强度极限σB=750MPa ,循环基数N 0=5×106,m =9,试求对称循环次数N 分别为5×104、5×105、5×107次时的极限应力。

3、某零件如图所示,材料的强度极限σB=650MPa ,表面精车,不进行强化处理。试确定Ι-Ι截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数K σ和剪切疲劳极限的综合影响系数K τ。

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4、一零件由45钢制成,材料的力学性能为:σs=360MPa ,σ-1=300 MPa ,ψσ=0.2。已知零件上的最大工作应力σmax=190MPa ,最小工作应力σmin=110MPa ,应力变化规律为σm=常数,弯曲疲劳极限的综合影响系数K d=2.0,试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。

5、有一链传动,小链轮主动,转速n 1=900r/min ,齿数z 1=25,z 2=75。现因工作需要,拟将大链轮的转速降低到n 2≈250r/min ,链条长度不变,试问:

(1)若从动轮齿数不变,应将主动轮齿数减小到多少?此时链条所能传递的功率有何变化?

(2)若主动轮齿数不变,应将从动轮齿数增大到多少?此时链条所能传递的功率有何变化?

6、单排滚子链传动,主动链轮转速n 1=600r/min ,齿数z l=21,从动链轮齿数z 2=105,中心距a =910mm ,该链的节距p =25.4mm ,工况系数K A=1.2,试求链传动所允许传递的功率P 。

7、起重机卷筒轴采用两个不完全液体润滑径向滑动轴承支承,已知每个轴承上的径向载荷F=100kN,轴颈直径d=90mm,转速n=90r/min。拟采用整体式轴瓦,试设计此轴承,并选择润滑剂牌号。

8、一液体动力润滑径向滑动轴承,承受径向载荷F=70kN,转速n=1500r/min,轴颈直径d=200mm,宽径比B/d=0.8,相对间隙ψ=0.0015,包角α=180°,采用32号全损耗系统用油(无压供油),假设轴承中平均油温t m=50℃,油的粘度η=0.018Pa·s,求最小油膜厚度h min。

9、受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。已知预紧力F0=1500N,当轴向工作载荷F=1000N时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。

10、一带式输送机装置如图所示。已知小带轮基准直径d d1=140mm,大带轮基准直径

d d2=400mm,鼓轮直径D=250mm,为了提高生产率,拟在输送机载荷不变(即拉力F不变)的条件下,将输送带的速度v提高,设电动机的功率和减速器的强度足够,且更换大小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计,为了实现这一增速要求,试分析采用下列哪种方案更为合理,为什么?

(1)将大带轮基准直径d d2减小到280mm;

(2)将小带轮基准直径d dl增大到200mm;

(3)将鼓轮直径D增大到350mm。

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计算题答案

1、 F=3n-2L P -H P =3×7-2×10=1

2、

3、

4、

5、新的传动比是

“减少小链轮齿数” 方案 ()()()()

84.11

1181.0187.040.1k :49.211181.0177.069.1k :

1 : 、40.81

4-3 : 、30.87

0.77 2-3 : 、2

1.401-1.470.8611q 1k 1.69

1-1.80.8411q 1k : 86.0q 84.0q :1-3 47.1 82.1 :23、12.140

48 075.0403 q =???? ??-+==???? ??-+=∴

======+=-+==+=-+=====-====τστστστττσσωτστσβββεεαααα系数剪切疲劳极限综合影响系数弯曲疲劳极限综合影响强化系数由附图表面质量系数由附图尺寸系数有效应力集中系数敏性系数

得由附图理论应力集中系数

得由表d D d r MPa

MPa MPa MPa s 350452105105350550 58410510535067544105,1105,1956105,1101,5-946105,1===???====???=?-?-?-??-σσσσσσ取()()()()

5.1401508.11502.08.1300402

11019021502

11019021lim min max min max =+??-+=+-+===-=-==+=+=-a m m ca a m k k k S MPa MPa σσσσσσσσσσσσστσ6.325090021===n n i 216

.3756.32'1===z z

此时链的传动功率下降

、“增加大链轮齿数“方案 对传动功率影响很小。

6、由节距p=25.4mm,查表9-10得该链型为16A

由n1=600r/min 及16A 型链在图9-13上查得P0=25KW

7、取宽径比B/d=0.9 则 B=0.9*90=81 取 B=80 mm

计算p 、pv 、v 值

选择轴瓦材料 ZCuSn10P1(锡青铜)

[p]=15 MPa [pv]=15 MPa m/s [v]=10m/s

选择配合 φ90 H9/d9

选择润滑剂 3号钙基润滑脂

防水 轴颈圆周速度 Vd 小于1m/s 最高工作温度75℃

8、计算承载量系数Cp

==??==pv MPa dB F p 9.1380

90101003s m MPa B Fn pv / 89.580

191009010100191003?=???==s m dn

v / 42.01000

609090100060=??=?=ππ11

.119211908.108.11=??? ??=??? ??=Z K Z KW 252.1108.111.1250=???==A P L K K K K P P α]1399104.252211052105214.259102[2

节=???? ??-+++?=πP L 90256.36.31'2=?==z z

确定偏心率χ

确定最小油膜厚度h min

9、

10、

仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率,而且提高的幅度是相同的。

但随着工作机功率的增加,带传动的功率成为关键环节。

方案一:仅使包角α1略有增加,但带速没有增加,小轮的弯曲应力没有减小,带的传动功率没有根本改善。

方案三:完全没有考虑带的传动能力。

方案二:由于小带轮直径的增加,不仅使包角α1略有增加更主要的是,带速增加,小轮的弯曲应力明显减小,带的传动功率得到根本改善。

结论:方案二合理

7416.1101607.15018.020015.010702/ 7.1510006015002001000603232=??????===??=?=-VB F C s m dn V p ηψππ()7239.0538.1742.1538

.1965.17.075.07.0=-?--+=χ()()m r h μχψ4.417239.010015.01001min

=-??=-=N

140010002400 :N 240010009.01509.0 21212=-=-==?+==++=??+=F F F F C C C F C C C F F F F m b b m b b 残余预紧力螺栓的总拉力4.12503501402002804000011202======D D d d d d d d d d

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