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陈立德版机械设计基础第6、7章课后题答案

陈立德版机械设计基础第6、7章课后题答案
陈立德版机械设计基础第6、7章课后题答案

第6章 间歇运动机构

6.1 某牛头刨床工作台横向进给丝杆的导程为5 mm ,与丝杆联动的棘轮齿数为40,求此牛头刨床的最小横向进给量是多少?若要求此牛头刨床工作台的横向进给量为0.5mm ,则棘轮每次能转过的角设应为多少?

答:牛头刨床的横向进给量最小为

min 5

0.125mm 40

f =

= 若要求其横向进给量为0.5mm ,则棘轮每次转过的角度应为

0.5360360.12540

?=

6.2 某外啮合槽轮机构中槽轮的槽数z =6,圆销的数目k =1,若槽轮的静止时间

1s 2r

t =,试求主动拨盘的转速n 。

答:主动拨盘的转速为:

36018036016r s 23603

n -+

==?

6.3 在六角车床上六角刀架转位用的外啮合槽轮机构中,已知槽轮槽数z =6,槽轮停歇时间15s r 6t =

,运动时间m 5

s r

3t =,求槽轮机构的运动系数τ及所需的圆柱销数目。 答:运动系数5

3m 551m 2

3

t t t τ===++

所需圆柱销数目23

2622(2)(62)

z k z τ??===--

6.4内啮合槽轮机构能不能采用多圆柱销拨盘? 答:不能。

第七章 螺纹连接与螺旋传动

7.1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。

7.2螺纹的主要参数有哪些?怎样计算? 答:螺纹的主要参数有:(1)大径d ;(2)小径d 1;(3)中径d 2;(4)螺距P ;(5)导

程S ;(6)升角λ;22

tan S nP

d d λππ=

=

;(7)牙型角α、牙型斜角β。 7.3 螺纹的导程和螺距有何区别?螺纹的导程S 和螺距P 与螺纹线数n 有何关系? 答:螺距是螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离,导程则是同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

导程S 、螺距P 、螺纹线数n 之间的关系:S nP =。 7.4 根据牙型的不同,螺纹可分为哪几种?各有哪些特点?常用的连接和传动螺纹都有哪些牙型?

答:根据牙型的不同,螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。各种螺纹特点:普通螺纹的当量摩擦系数较大,自锁性能好,强度高,广泛应用于各种紧固连接;管螺纹分圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。圆柱管螺纹用于水、煤气、润滑管路系统等低压场合。圆锥管螺纹适用于高温、高压及密封要求较高的管路连接中。常用的连接螺纹的牙型是三角形牙型。常用的传动螺纹的牙型是矩形、梯形和锯齿形牙型。

7.5螺柱连接的基本形式有哪几种?各适用于何种场合?有何特点? 答:螺纹连接有四种基本类型。

(1) 螺柱连接。其结构特点是被连接件的孔中不切制螺纹,装拆方便,结构简单,适用于经常拆卸、受力较大的场合。

(2) 双头螺栓连接。其结构特点是被连接件中薄件制光孔,厚件制螺纹孔,结构紧凑。适用于连接一厚一薄零件,受力较大、经常拆卸的场合。

(3) 螺钉连接。其结构特点是螺钉直接旋入被连接件的螺纹孔中,结构简单。适用于连

接一厚一薄件,受力较少、不经常拆卸的场合。

(4) 紧定螺钉连接。其结构特点是紧定螺钉旋入一零件的螺纹孔中,螺钉端部顶住另一零件,以固定两零件的相对位置。适用于传递不大的力或转矩的场合。

7.6为什么螺纹连接通常要采用防松措施?常用的防松方法和装置有哪些?

答:连接用的三角形螺纹都具有自锁性,在静载荷或温度变化不大、冲击振动不大时不会自行脱落。但在冲击、振动或变载的作用下,螺纹连接会产生自动松脱现象。因此,设计螺纹连接,必须考虑防松问题。 常用的防柱方法有摩擦防松、机械防松、永入防松和化学防松四大类。

7.7常见的螺栓失效形式有哪几种?失效发生的部位通常在何处? 答:常见的螺栓失效形式有:(1)螺栓杆拉断;(2)螺纹的压溃和剪断;(3)经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象。 失效发生的部位通常在螺纹处。

7.8被连接件受横向载荷时,螺栓是否一定受到剪切力?

答:被连接件受横向载荷时,螺栓不一定全受到剪切力。只有受横向外载荷的铰制孔螺栓连接,螺栓才受剪切力。

7.9松螺栓连接与紧螺栓连接的区别何在?它们的强度计算有何区别?

答:松螺栓连接在承受工作载荷前,不需把螺母拧紧,即不受预紧力。而紧螺栓连接在承受工作载荷前,必须把螺母拧紧,螺栓承受预紧力。 松螺栓连接的强度按拉伸强度条件进行强度计算。 紧螺栓连接中,螺纹部分受轴向力作用产生拉伸正应力σ,因螺纹摩擦力矩的作用产生扭转剪应力τ,螺栓螺纹部分产生拉伸与扭转的组合变形,根据强度理论建立强度条件进行强度计算。

7.10铰制孔用螺栓连接有何特点?用于承受何种载荷?

答:铰制孔用螺栓连接在装配时螺栓杆与孔壁间采用过渡配合,没有间隙,螺母不必拧得很紧。工作时螺栓连接承受横向载荷,螺栓在连接结合面处受剪切作用,螺栓杆与被连接件孔壁相互挤压。

7.11在进行紧螺栓连接的强度计算时,为什么要将螺栓拉力增加30%?

答:当螺栓拧紧后,其螺纹部分不仅受因预紧力F o 的作用而产生的拉伸正应力σ,还受因螺纹摩擦力矩下T 1的作用而产生的扭转剪应力τ,使螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转的复合应力状态。根据第四强度理论,可求出螺栓螺纹部分危险截面的当量应力e 1.3σσ≈,则强度条件为[]e 1.3σσσ=≤

因拉伸正应力o o 21

4

F F d A σπ=

= 则强度条件为

[]o

2

11.34

F d σπ≤ 可见,紧螺栓连接的强度计算可按纯拉伸强度计算,考虑螺纹摩擦力矩T 1的影响,需将螺栓拉力增加30%。

7.12判断下列说法的对错: (1)对于受轴向工作载荷的紧螺栓连接有:o F F F ∑=+。

(2)紧螺栓连接的强度条件是按拉应力建立的,因此没有考虑剪切应力的影响。 (3)受拉螺栓连接只能承受轴向载荷。 答:(1)的说法不对。对于受轴向工作载荷的紧螺栓连接,螺栓所受的轴向总拉力F Σ应为其所受的工作载荷F 与残余预紧力0F '之和,即'o F F F ∑=+。

(2)的说法错误。紧螺栓连接中,螺栓所受拉力会产生拉伸正应力,考虑螺纹摩擦力矩的作用而产生的扭转剪应力,螺栓螺纹部分产生接伸与扭转的组合变形,其强度条件根据强度理论建立的。

(3)的说法错误。受拉螺栓连接中,承受横向外载荷的紧螺栓连接采用的是普通螺栓连接,由于处于拧紧状态,螺栓受预紧力的作用,被连接件靠其结合面间的摩擦力承受横向外载荷。

7.13螺栓连接的结构设计要求螺栓组对称布置于连接接合面的形心,理由是什么? 答:其理由是这样高计能保证接合面的受力比较均匀、对称,而且便于加工制造。 7.14进行螺栓组连接的受力分析时,有哪五项假说? 答:进行螺栓组连接的受力分析时,有五项假说:(1)螺栓组内各螺栓的材料、结构、尺寸和所受的预紧力均相同;(2)螺栓组的对称中心与连接结合面的形心重合;(3)受载后,连接结合面仍保持为平面;(4)被连接件为刚体;(5)螺栓的变形在弹性范围内等。

7.15总结四种典型螺栓组连接的受力分析情况。 答:总结四种典型螺栓组连接的受力分析情况: (1)受横向载荷的螺栓组连接。

①普通螺栓连接。每个螺栓所受的预紧力

f R

o K F F fzm =

。 ②铰制孔螺栓连接。假设各螺栓受力相等,每个螺栓所受的横向工作剪力

R

s F F z

=

(2)受旋转力矩的螺栓组连接。 ①普通螺栓连接。

()

01020n f f 012n fF r fF r fF r K T

K T

F f r r r ++???+≥≥

++???+

②铰制孔螺栓连接。距离被连接件旋转中心最远处的螺栓所受的最大工作剪力为

max

max 222

12R n

Tr F r r r =

++???+ (3) 受轴向载荷的螺栓组连接。每个螺栓所受的轴向工作载荷为 Q F F z

=

(4) 受翻转力矩的螺栓组连接。距翻转轴线最远的螺栓所受的最大工作拉力为 max

max 222

12n Ml F l l l =

++???+

7.16起重滑轮松螺栓连接如题7.16图所示。已知作用在螺栓上的工作载荷F Q =50kN ,螺栓材料为Q235,试确定螺栓的直径。

题7.16图 解:(1)确定螺栓的许用应力。根据螺栓材料Q235,查表7.1得σs=215MPa;查教材表7.8,取S =1.4,则 []215

153.57MPa 1.4

s

S

σσ=

=

=

(2)确定螺栓直径d。由式(7.4)得

1

20.36m m

d≥==

查手册,得螺栓大径为d=24mm,其标记为螺栓GB/T5780 M24?长度。

7.17用两个普通螺栓连接长扳手,尺寸如题7.17图所示。两件接合面间的摩擦系数f=0.15

,扳拧力F=200N,试计算两螺栓所受的力。若螺栓的材料为Q235,试确定螺栓的直径。

题7.17图

解:(1)计算两螺栓所受的力。此连接为承受横向外载荷的紧螺栓连接。

①计算A、B螺栓承受的横向载荷F R。分析右扳手受力,画受力图如题7.17答案图。根

据平衡条件可求出:1800N

A

F=,1600N

B

F=,则螺栓承受的横向载荷

F RA=F A,F RB=F B。

②计算螺栓承受横向载向载荷所需的预紧力。取K f=1.2,则

RA

RA

1.21800

14400N

0.151

1.21600

12800N

0.151

f

A

f

B

K F

F

fm

K F

F

fm

?

===

?

?

===

?

(2)确定螺栓直径。根据螺栓材料Q235查表7.7 得220

S

MPa

δ=,根据表7.8,控制预紧力取S=1.4,则许用应力

[]220157MPa

1.4

s

S

σ

σ===

根据紧螺栓连接的强度条件

[]

2

1

1.3

4

e

F

d

σσ

π

=≤

1

12.33mm

d≥===

d1为螺栓小径,查阅螺纹标准,取螺栓直径d=16mm。

7.18如题7.18图所示为普通螺栓连接,采用2个M10的螺栓,螺栓的许用应力

[]160MPa σ=,被连接合面间的摩擦系数f =0.2,若取摩擦传力可靠性系数K f =1.2,试计

算该连接允许传递的最大静载荷K R 。

题7.18图

解:(1)求满足螺栓螺纹部分强度条件的预紧力F 。由式(7.5)得

[]0

2

11.34

F d σπ≤ 可得 []

210 1.34

d F πσ≤

?

(2)计算承受横向外载荷不产生滑移的预紧力0F 。由式(7.14)得

f 0R

K F F fmz

=

(3)计算允许传递的最大静载荷F R 。根据螺栓的强度条件和承受横向外载荷不产生滑移条件可得

[]2

1f 1.34

R d K F fmz πσ≤? 根据螺栓M10,查手册得d 1=8.376mm 。则

[]2121.348.3761600.222

1.34 1.24518.86N

R f

d fmz

F k πσπ≤???????=

??=

该连接只许传递的最大静载荷F R 为4518.86N 。

7.19某气缸的蒸气压强p =1.5MPa,气缸内径D =200mm 。气缸与气缸盖采用螺栓连接(如图7.26所示),螺栓分布圆直径D o =300mm 。为保证紧密性要求,螺栓间距不得大于80mm ,试设计此气缸盖的螺栓组连接。

解:(1)确定螺栓数目z 。由螺栓间距0

80mm D t z

π=

<

得11.775z >,取z =12。

(2)确定每个螺栓所受的轴向工作载荷F。

22200 1.5

3925N 4412

D P

F Z

ππ??=

=

=?

(3)计算单个螺栓所受的总拉力。

0' 1.8 2.8 2.8392510990N F F F F F F ∑=+=+==?=

(4)确定螺栓的对称直径d 。

① 螺栓材料选用35号钢,由表7.7查得σs =315MPa ,若装配时不控制预紧力,假定螺栓直径d =16mm ,由表7.9查得S =3,则许用应力

[]315

105MPa 3

s

S

σσ=

=

= ② 由式(7.10)确定螺栓小径d 1。

113.17mm d ≥

=

=

根据d 1计算值,查螺纹标准得螺栓公称直称d =16mm,与假定值相等。此气缸盖螺栓为螺栓M16ⅹL GB5782-86。

7.20 如题7.20图所示,机座用4个螺栓固定在混凝土壁面上。已知拉力F=4kN,作用在宽度为140mm 的中间平面上,45α=

,混凝土的许用挤压应力2MPa p σ??=??,接合面间摩擦系数f =0.3,试设计此连接。

题7.20图

解:如题7.20图所示,螺栓数z =4,对称布置。 (1) 螺栓受力分析。

① 在工作载荷F 作用下,螺栓组连接承受以下各力和倾覆力矩的作用:

轴向力1sin 4000sin 452828N F F α==?=

横向力2cos 4000cos452828N F F α==?=

倾翻力矩 1201602828160452480N mm M F F =?+?=?= ② 在轴向力F 1作用下,各螺栓所受工作拉力

112828

707N 4

F p z =

==

③在倾覆力矩M 的作用下,上两个螺栓受到加载作用下两个螺栓受到减载作用。螺栓所受载荷max

max 21

M 452480

870N 4L 4130

z

i ML P L i

==

=

==??∑ ④上面螺栓所受的轴向工作载荷为

1max 7078701577N P P P =+=+=

⑤在横向力2F 的作用下,底板接合面不产生滑移的条件为

()0c 121f f zF K F K F --≥????

根据连接条件取c f 0.2, 1.2K K ==。则各螺栓所需要的预紧力为

()()f 2

c 10 1.22828110.228280.33393.6N 4

K F K F f F z ?+-+-?≥==

⑥螺栓所受轴向总拉力

max 0'F P F ∑=+

根据式(7.11)()00c '1F F K P =+- 可得()00c '1F F K P =--

整理后可得max 0c 3393.60.215773709N F F K P ∑=+=+?=

(2) 定螺栓直径。选择螺栓材料为Q235,由表7.7取σs =205MPa ,s =1.3。螺栓材料的

许用应力[]s

205

158MPa 1.3

S

σσ=

=

= 由式(7.10)计算螺栓的小径d 1

1 6.24mm d ≥

=

=

查阅螺纹标准,选用粗牙普通螺纹,公称直径d =88mm 。 (3)校核螺栓组连接接合面的工作能力。

① 连接接合面下端的挤压应力不超过许用值。

()()pmax 0c 12p 11452480143393.610.228281403203201406

0.44MPa M zF K F A W σσ=

--+=?--?+???????

?????=

故连接接合面下端不能被压溃。

② 连接接合面上端不出现间隙,即pmin 0σ>

()()pmax 0c 1211452480143393.610.228281403203201406

0.063MPa 0

M zF K F A W σ=

--+=?--?-???????

???=>故连接接合面上端不能出现间隙。 (4)确定各螺纹紧固件(略)。

机械设计基础试题及答案(免费下载)

《机械设计基础》试题七答案 一、填空(每空1分,共20分) 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动,正确啮合条件是模数相等,压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多,按凸轮形状分类可分为:盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有:调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多,按其加工原理的不同,可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中,若各杆长度分别为a=30,b=50,c=80,d=90,当以a为机架,则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律,是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时,如采用普通螺纹联接,则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题(每个选项0.5分,共20分) ()1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 c 始终相切 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 ()2、一般来说, a 更能承受冲击,但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 ()3、四杆机构处于死点时,其传动角γ为A 。 (A)0°(B)90°(C)γ>90°(D)0°<γ<90° ()4、一个齿轮上的圆有 b 。 (A)齿顶圆和齿根圆(B)齿顶圆,分度圆,基圆和齿根圆 (C)齿顶圆,分度圆,基圆,节圆,齿根圆(D)分度圆,基圆和齿根

()5、如图所示低碳钢的σ-ε曲线,,根据变形发生的特点,在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。 (A)oab (B)bc (C)cd (D)de ()6、力是具有大小和方向的物理量,所以力是 d 。 (A)刚体(B)数量(C)变形体(D)矢量 ()7、当两轴距离较远,且要求传动比准确,宜采用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动(D)螺纹传动 ()8、在齿轮运转时,若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动,则轮系称为 a 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系 (C)定轴线轮系(D)太阳齿轮系 ()9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径(D)半径 ()10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为 D 。 (A) 齿轮线 (B) 齿廓线 (C)渐开线(D)共轭齿廓 ( B )11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因,并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化(D)带的磨损 ( D)12、金属抵抗变形的能力,称为。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度(D)刚度 ( B)13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B。 (A)转动副(B) 高副 (C) 移动副(D)可能是高副也可能是低副 ( B)14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 (A)普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹(D)锯齿形螺纹 ()15、与作用点无关的矢量是 c 。 (A)作用力(B) 力矩 (C) 力偶(D)力偶矩 ()16、有两杆,一为圆截面,一为正方形截面,若两杆材料,横截面积及所受载荷相同,长度不同,则两杆的 c 不同。 (A)轴向正应力σ(B) 轴向线应变ε(C) 轴向伸长△l(D)横向线应变

机械设计基础第七版课后习题答案

机械设计基础第七版课后习题答案 第一章 1-1什么是运动组合?高对和低对有什么区别? 答:运动副:使两个部件直接接触并能产生一定的相对运动联系。 平面低副-所有表面接触的运动副分为旋转副和移动副。平面高副-与点或线接触的运动副。 1-2什么是机构运动图?它是做什么的? 答:简单的线和符号用于表示部件和运动副,每个运动副的位置按比例确定,以表示机构的组成和传动。如此绘制的简明图形称为机构运动图。功能:机构的运动图不仅能显示机构的传动原理,还能通过图解法找出机构上各相关点的运动特性(位移、速度和加速度)。在分析和设计机构时,表达机构的运动是一种简单而科学的方法。 1-3平面机构有确定运动的条件是什么? 答:如果机构的自由度f大于0且等于活动部件的数量,则确定机构部件之间的相对运动;这是机构有确定运动的条件。(复习关于自由度的四个结论P17)第2章 2-1曲柄摇杆机构的快速返回特性和死点位置是什么? 答:急回特性:当曲柄以相同速度旋转时,摇杆的往复速度不同。反向冲程期间摇臂的平均摆动速度必须大于正常冲程期间的平均摆动速度,这是快速返回特性。死点位置:摇杆是驱动部分,曲柄是从动部分。当曲柄与连杆共线时,摇杆通过连杆施加到曲柄上的驱动力f刚好经过曲柄的旋转中心,因此不会产生转动曲柄的力矩。该机构的位置称为死点位置。也就是说,机构从动件卡住或运动不确定的位置称为死点位置(从动件的驱动角?=0).第三章 3-2通常用什么方法保持凸轮与从动件接触? 答:力锁:使用重力、弹簧力或其他外力来保持从动件始终与凸轮轮廓接触。

形状锁定:使用高副元件本身的几何形状,使从动件始终与凸轮轮廓接触。 3-3什么是刚性冲击和柔性冲击?如何避免刚性冲击? 答:刚性冲击:从动件的速度在运动开始和推动过程结束的瞬间突然变为零。 理论上,加速度是无限的,导致无限的惯性力。该机构受到很大冲击,这被称为刚性冲击。柔性冲击:当从动构件以相等的加速度或减速度运动时,从动构件的惯性力也会在某些加速度突变点发生有限的突变,从而产生冲击。这种由有限突变引起的冲击比由无限惯性力引起的刚性冲击要软得多,所以它被称为柔性冲击。 避免刚性冲击的方法:为了避免刚性冲击,已知运动规律的两段运动,即开始和结束,经常被修改以逐渐增加和降低速度。让随动件按照正弦加速度运动(既不是刚性运动也不是柔性冲击)第4章 4-1棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的运动特点是什么?给出了这些间歇运动机构的应用实例。 答:槽轮机构特点:结构简单,运行可靠。它通常用于只需要恒定旋转角度的分度机构。停止运动主要取决于槽的数量和圆柱销的数量(运动系数)用途:适用于低转速、间歇旋转的设备。例如:电影放映机纺织机械的自动传动链装置 棘轮机构的特点:这种齿形棘轮至少有一个齿距的过程变化,工作时会发出噪音。应用:起重机绞车成型机横向进给机构计数器 不完全齿轮机构的特点:普通齿轮传动,只是轮齿不是分布在整个圆周上。 主动轮上的锁定弧和从动轮上的锁定弧相互配合锁定,保证从动轮停在预定位置。 应用:各种计数器多站自动机半自动机第6章 6-1设计机械零件时应满足哪些基本要求? 答:足够的强度和刚度、摩擦和耐磨性、耐热性和抗振性(衡量机械零件工作能力的标准)。

机械设计基础课后习题答案

精品 机械设计基础课后习题解答参考 1-2题 ,7,5===h l P P n 107253=-?-?=F 机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。 1-3题 1,11, 8===h l P P n 1111283=-?-?=F 机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。 1-4题 0,11, 8===h l P P n 2011283=-?-?=F 机构有2个主动构件,所以机构有确定运动。 1-5题 1,8, 6===h l P P n 118263=-?-?=F 机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。 2-1题 (a )双曲柄机构; (b )曲柄摇杆机构; (c )双摇杆机构; (d )双摇杆机构。 2-2题 0≠e 时,曲柄条件:e l l BC AB -<; 0=e 时, 曲柄条件:BC AB l l <。 2-4题

精品 极位夹角 ?=+-??=+-?=3636.161 2.11 2.118011180K K θ

精品 2-7题 极位夹角?=+-??=+-? =361 5.11 5.118011180K K θ 3-2题

精品 4-1题 m z m h z d a a )2()2(* +=+= 所以 25.2100 225 2== +=z d m a mm 主要几何尺寸计算(略)。 4-2题略 4-3题 分锥角 "43'25684287.6817 43arctan arctan 122?=?===z z δ "17'34215713.2190221?=?=-?=-∑=δδδ 分度圆 5117311=?==mz d mm ; 12943322=?==mz d mm 齿顶圆 580.565713.21cos 3251cos 2111=???+=+=δm d d a mm 206.1314287.68cos 32129cos 2222=???+=+=δm d d a mm 齿根圆 304 .445713.21cos 34.251cos 4.2111=???-=-=δm d d f mm 353.1264287.68cos 34.2129cos 4.2222=???-=-=δm d d f mm 锥距 358.6943172 32222 221=+?=+= z z m R mm 齿顶角 "44'4237122.3358.693 arctan arctan ?=?===R h a a θ 齿根角 " 7'2744519.4358 .696 .3arctan arctan ?=?===R h f f θ

机械设计基础课后习题答案全

7-1解:(1)先求解该图功的比例尺。 (2 )求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注, ,,,,,,,。将各区间所围的面积分为盈功和亏功,并标注“+”号或“-” 号,然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图(图7.6)如下:首先自向上做 ,表示区间的盈功;其次作向下表示区间的亏功;依次类推,直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功,其绝对值为: (3 )求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度:; 系统的运转不均匀系数:; 则飞轮的转动惯量:

图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解:(1)驱动力矩。因为给定为常数,因此为一水平直线。在一个运动循环中,驱

动力矩所作的功为,它相当于一个运动循环所作的功,即: 因此求得: (2)求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注, ,,。将各区间所围的面积分为盈功和亏功,并标注“+”号或“-”号,然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图(图7.8)如下:首先自向上做,表示区间的盈功; 其次作向下表示区间的亏功;然后作向上表示区间的盈功,至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求,先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点,那么在中, 相当于该三角形的中位线,可知。又在中,,因此有: ,则

根据所求数据作出能量指示图,见图7.8,可知最大盈亏功出现在段,则 。 (3)求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解:原来安装飞轮的轴的转速为,现在电动机的转速为,则若将飞轮 安装在电动机轴上,飞轮的转动惯量为: 7-4解:(1)求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差,依题意,在通过轧辊前系统动能达到最大,通过轧辊后系统动能达到最小,因此: 则飞轮的转动惯量: (2)求飞轮的最大转速和最小转速。

机械设计基础试题答案[1]

一、填空题 1 作平面运动的三个构件共有___3__个瞬心,它们位于_ 一条直线__ 上。 2带传动工作时,带中的应力由以下三部分组成(1)紧边和松边拉力产生的拉应力、(2)离心力产生的拉应力、(3)弯曲应力。最大应力发生在紧边进入小带轮处。 3 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏___ 。 4 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件是:模数相等__ 和分度圆压力角相等。 5 在矩形螺纹、锯齿形螺纹和三角形螺纹三种螺纹中,传动效率最高的是矩形 螺纹,自锁性最好的是三角形螺纹,只能用于单向传动的是锯齿形 螺纹。 6螺纹的公称直径是大径,确定螺纹几何参数关系和配合性质的直径是中径。 7普通平键的工作面为键的__侧__面,楔键的工作面为键的_上下表___面,普 通平键的截面尺寸h b 是根据___轴径_ 确定的。 8代号为62308的滚动轴承,其类型名称为深沟球轴承,内径为 40 mm,2 为宽度系列代号, 3 为直径系列代号。 9在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中,等速运动规律有刚性冲击;等加速等减速运动规律和余弦加速度运动规律有柔性 冲击;正弦加速度运动规律无冲击。 10自由度数目为 1 的周转轮系称为行星轮系。 11在齿轮传动设计时,软齿面闭式传动常因_____齿面点蚀_ 而失效,故通常先按__齿面接触疲劳__ 强度设计公式确定传动的尺寸,然后验算齿轮的 ____齿根弯曲疲劳____ 强度。 二、问答题 1.按轴工作时所承受的载荷不同,可把轴分成几类如何分类 答:根据轴工作时承受的载荷情况,可以将轴分成三类: 一、转轴:既承受转矩也承受弯矩; 二、心轴:只承受弯矩不承受转矩; 三、传动轴:只承受转矩不承受弯矩

机械设计基础习题与答案

第一章 平面机构的自由度和速度分析 题1-1 在图示偏心轮机构中,1为机架,2为偏心轮,3为滑块,4为摆轮。试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度。 题1—2 图示为冲床刀架机构,当偏心轮1绕固定中心A 转动时,构件2绕活动中心C 摆动,同时带动刀架3上下移动。B 点为偏心轮的几何中心,构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图,并计算其自由度。 题1—3 计算题1-3图a )与 图b )所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出)。 A B C 1 2 3 4 a) 曲柄摇块机构 A B C 1 2 3 4 b) 摆动导杆机构 题解1-1 图

题1-3图a)题1-3图b) 题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并判断机构的运动是否确定,图中画有箭头的构件为原动件。 题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并标出原动件。 题1—5图题解1—5图

题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。 第二章 连杆机构 题2-1在图示铰链四杆机构中,已知 l BC =100mm ,l CD =70mm ,l AD =60mm ,AD 为机架。试问: (1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB 为曲柄, 求l AB 的最大值; (2)若此机构为双曲柄机构,求l AB 最小值; (3)若此机构为双摇杆机构,求l AB 的取值范围。 题2-2 如图所示的曲柄滑块机构: (1)曲柄为主动件,滑块朝右运动为工作 行程,试确定曲柄的合理转向,并简述其理由; (2)当曲柄为主动件时,画出极位夹角θ,最小传动角g min ; (3)设滑块为主动件,试用作图法确定该机构的死点位置 。 题2-3 图示为偏置曲柄滑块机构,当以曲柄为原动件时,在图中标出传动角的位置, 并给出机构传动角的表达式,分析机构的各参数对最小传动角的影响。 A C D 题2-1图

机械设计基础试题(含答案)

二、填空题 16.槽轮机构的主要参数是 和 。 17.机械速度的波动可分为 和 两类。 18.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。 19.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 。 20.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。 21.蜗杆传动作接触强度计算时,铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮,承载能力取决于抗 能力;锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮,承载能力取决于抗 能力。 22.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。 23.滚子链传动中,链的 链速是常数,而其 链速是变化的。 24.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。 25.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 。 16.槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18.动 两 19. 分度圆直径d 1(或中心距a ) 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22.包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24.弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26. 图1所示链铰四杆机构中,各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问:该机构是哪种铰链四杆机构,并说明理由。 图1 最短杆与最长杆长度之和(250+650)小于其余两杆长度之和(450+550),满足存在曲柄的 必要条件,且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27. 图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动,I 轴为输入轴,已知小齿轮1的转向n 1和齿

机械设计基础课后习题

习题9 9-1 轴的功用是什么?转轴、传动轴、心轴有何区别?轴由哪些部分组成? 答:轴用于支承旋转零件、传递转矩和运动。 工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。用来支承转动零件,只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。主要用于传递转矩而不承受弯矩,或所承受弯矩很小的轴称为传动轴。 轴通常由轴头、轴颈、轴肩、轴环、轴端及不装任何零件的轴段等部分组成。 9-2 轴的常用材料有哪些?什么时候选用合金钢? 答:轴的常用材料为碳素钢和合金钢。 合金钢具有较高的机械性能和更好的淬透性,但价格较贵,可以在传递大功率、要求减轻轴的重量和提高轴颈耐磨性时采用,在一般工作温度下,合金钢和碳素钢具有相近的弹性模量,采用合金钢不能提高轴的刚度。 9-3 为什么一般转轴都做成阶梯形?阶梯轴的各段直径和长度应根据什么原则确定? 答:阶梯轴各轴段截面的直径不同,各轴段的强度相近,且有利于轴上零件的装拆和固定。因此阶梯轴在机器中的应用最为广泛。 阶梯轴的各段直径是在初估最小直径的基础上,根据轴上零件的固定方式及其受力情况等,逐段增大估算确定;轴的各段长度主要由轴上零件及相互间的距离所决定。 9-4 进行轴的结构设计时,应考虑哪些问题?

答:1.便于轴上零件的装配;2.保证轴上零件的准确定位和可靠固定;3.轴的加工和装配工艺性好;4.减少应力集中,改善轴的受力情况 9-5 试从减小轴上载荷、提高轴的强度出发,分别指出图(a)、(b)中哪一种布置形式结构更合理?为什么? (a)(b) 习题9-5图 答:(a)图第一种布置形式的弯矩图 第二种布置形式的弯矩图 根据弯矩图,第二种布置形式更合理。 (b)图第一种布置形式的弯矩图 第二种布置形式的弯矩图 根据弯矩图,第一种布置形式更合理。 9-6 轴上零件常用的轴向固定和周向固定方法有哪些? 答:常用的轴向固定方式有;轴肩和轴环套筒和圆螺母;弹性挡圈和紧定螺钉;轴端挡圈和圆锥面;常用的周向固定方式有键联接、花键联接、销联接,成形联接及过盈配合联接 9-7 判断图中的1、2、3、4处轴的结构是否合理?为什么? 图题9-7 答:1处:轴肩高度超过了轴承的安装尺寸,不合理;2处:轴头长度过长,不能实现齿轮的轴向固定;3、4处:结构合理,能保证轴承的轴向定位。 9-8 如图题9-8所示减速器轴输出轴,分析其结构存在哪些错误。 图题9-8

新版《机械设计基础》课后习题参考答案

机械设计基础习题参考答案 机械设计基础课程组编 武汉科技大学机械自动化学院

第2章 平面机构的自由度和速度分析 2-1画运动简图。 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。 4 3 5 1 2 解答:原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0,不合理 ,

2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 b) a) A E M D F E L K J I F B C C D B A 解答:a) n=7; P l=9; P h=2,F=3?7-2 ?9-2 =1 L处存在局部自由度,D处存在虚约束 b) n=5; P l=6; P h=2,F=3?5-2 ?6-2 =1 E、B处存在局部自由度,F、C处存在虚约束2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答:a) n=4; P l=5; P h=1,F=3?4-2 ?5-1=1 A处存在复合铰链 b) n=6; P l=7; P h=3,F=3?6-2 ?7-3=1 B、C、D处存在复合铰链 2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

A B C D E 解答: a) n=7; P l =10; P h =0,F=3?7-2 ?10 = 1 C 处存在复合铰链。 b) n=7; P l =10; P h =0,F=3?7-2 ?10 = 1 B D E C A c) n=3; P l =3; P h =2,F=3?3 -2 ?3-2 = 1 D 处存在局部自由度。 d) n=4; P l =5; P h =1,F=3?4 -2 ?5-1 = 1 A B C D E F G G' H A B D C E F G H I J e) n=6; P l =8; P h =1,F=3?6 -2 ?8-1 = 1 B 处存在局部自由度,G 、G'处存在虚约束。 f) n=9; P l =12; P h =2,F=3?9 -2 ?12-2 = 1 C 处存在局部自由度,I 处存在复合铰链。

机械设计基础试题及答案

一、填空题:(每空1分,计32分) 1. 按表面间摩擦状态不同,滑动轴承可分为 液体摩擦 滑动轴承和 非液体摩擦 滑动轴承 2. 普通螺栓连接的凸缘联轴器是通过 摩擦力矩 传递转矩的;铰制孔螺栓连接的凸缘联轴器是通过 剪切与挤压 传递转矩的。 3. 三角形螺纹的牙型角为 60度 ,因其具有较好的 自锁 性能,所以通常用于 连接 。 4. 滑动轴承轴瓦上浇铸轴承衬的目的是 提高轴瓦的减磨耐磨性能 写出一种常用轴承衬材料的名称 轴承合金 。 5. 普通平键的工作面是 两侧面 ,其主要失效形式为 平键被压溃 ,其剖面尺寸b*h 是根据 轴的直径 来选择的。 6. 轮齿折断一般发生在 齿根 部位,为防止轮齿折断,应进行 齿根弯曲疲劳 强度计算。 7. 滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承,在相同运转条件下,其中 90 %的轴承不发生 疲劳点蚀 前所运转的总转数。 8. 按工作原理不同,螺纹连接的防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 和 破坏螺纹副防松 。 9.转速与当量动载荷一定的球轴承,若基本额定动载荷增加一倍,其寿命为原来寿命的 8 倍。 10.蜗杆传动中,蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角,且两螺旋线方向应 相同 。 11.机构具有确定运动的条件是(1) 机构自由度大于零 (2) 原动件数等于自由度数 。 12.曲柄摇杆机构中,当 曲柄 与 机架 处于两次共线位置之一时,出现最小传动角。 13.圆柱螺旋弹簧的特性线是表示弹簧 受力与变形 之间的关系曲线;弹簧受轴向工作载荷时,其簧丝横截面上的应力最大点在 簧丝内侧点 ; 哈工大2004年秋季学期 机械设计基础(80学时) 试题答案

机械设计基础习题答案

平面机构及其自由度 1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案,设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析其是否能实现设计意图?并提出修改方案。 解 1)取比例尺 绘制其机构运动简图(图b)。 l 图 b) 2)分析其是否能实现设计意图。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

GAGGAGAGGAFFFFAFAF 由图b 可知,3=n ,4=l p ,1=h p ,0='p ,0='F 故:00)0142(33)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l 因此,此简单冲床根本不能运动(即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架),故需要增加机构的自由度。 3)提出修改方案(图c )。 为了使此机构能运动,应增加机构的自由度(其方法是:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或者用一个高副去代替一个低副,其修改方案很多,图c 给出了其中两种方案)。

GAGGAGAGGAFFFFAFAF 图 c 1) 图 c 2) 2、试画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。 解:3=n ,4=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F 解:4=n ,5=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F 3、计算图示平面机构的自由度。

GAGGAGAGGAFFFFAFAF 解:7=n ,10=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F

机械设计基础试题含答案

机械设计基础试卷 1 一、选择题:本大题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的 四个选项中,只有一项符合题目的要求,把所选择项前的字母填在题后的括号内。 1.下列铰链四杆机构中,能实现急回运动的是 B 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 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:D 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D 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B 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B 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 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C 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 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:C 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D 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 A.σ1+σb1+σc B. σ1+σb2+σc C. σ2+σb1+σ c D. σ2+σb2+σc 【】 13. 转轴的变曲应力为A 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C 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D 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 【】 二、填空题:本大题共10个小题,每空1分,共20分。把答案填在题中横 线上。 16.槽轮机构的主要参数是槽数z 和拨盘圆销数K 。

机械设计基础课后习题与答案

机械设计基础 1-5至1-12 指出(题1-5图~1-12图)机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束,计算各机构的自由度,并判断是否具有确定的运动。

1-5 解 F =H L P P n --23=18263-?-?=1 1-6 解F =H L P P n --23=111283-?-?=1 1-7 解F =H L P P n --23=011283-?-?=2 1-8 解F =H L P P n --23=18263-?-?=1 1-9 解F =H L P P n --23=24243-?-?=2 1-10 解F =H L P P n --23=212293-?-?=1 1-11 解F =H L P P n --23=24243-?-?=2 1-12 解F =H L P P n --23=03233-?-?=3 2-1 试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 题2-1图

答 : a )160907015011040=+<=+,且最短杆为机架,因此是双曲柄机构。 b )1707010016512045=+<=+,且最短杆的邻边为机架,因此是曲柄摇杆机构。 c )132627016010060=+>=+,不满足杆长条件,因此是双摇杆机构。 d )1909010015010050=+<=+,且最短杆的对边为机架,因此是双摇杆机构。 2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 题2-3图 解: 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构,如题2-5图所示,要求踏板CD 在水平位置上下各摆10度,且500CD l mm =,1000AD l mm =。(1)试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度;(2)用式(2-6)和式(2-6)’计算此机构的最小传动角。

机械设计基础习题及答案

机械设计基础复习题(一) 一、判断题:正确的打符号√,错误的打符号× 1.在实际生产中,有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是:原动件的个数等于机构的自由度数。( ) 3.若力的作用线通过矩心,则力矩为零。( ) 4.平面连杆机构中,连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。( ) 5.带传动中,打滑现象是不可避免的。( ) 6.在平面连杆机构中,连杆与曲柄是同时存在的,即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7.标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。( ) 8.平键的工作面是两个侧面。( ) 9.连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算,以控制工作温度。( ) 10.螺纹中径是螺纹的公称直径。() 11.刚体受三个力作用处于平衡时,这三个力的作用线必交于一点。( ) 12.在运动副中,高副是点接触,低副是线接触。( ) 13.曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时,均有两个死点位置。( ) 14.加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。( ) 15.渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。( ) 16.周转轮系的自由度一定为1。( ) 17.将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。( ) 18.代号为6205的滚动轴承,其内径为25mm。( ) 19.在V带传动中,限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。( ) 20.利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( ) 二、填空题 1.直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等,相等。 2.螺杆相对于螺母转过一周时,它们沿轴线方向相对移动的距离称为 。 3.在V带传动设计中,为了限制带的弯曲应力,应对带轮的 加以限制。 4.硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到,热处理后需要加工。5.要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动,可用机构。6.轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7.常用的滑动轴承材料分为、、三类。8.齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。9.凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类,可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。 10.带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11.蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12.软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造,其中大齿轮一般经处理,而小齿轮采用处理。

机械设计基础_试题及答案(一)

《机械设计基础》期末考试试题一 一、填空题(每空1分,共30分) 1、构件是机器的______单元体;零件是机器的______单元体,分为______零件和_______零件;部件是机器的_______单元体。 2、运动副是使两构件________,同时又具有_________的一种联接。平面运动副可分为________和_______。 3、机构处于压力角α=_________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______死点位置,而当摇杆为原动件时,机构______死点位置。 4、绘制凸轮轮廓曲线,需已知__________、___________和凸轮的转向。 5、为保证带传动的工作能力,一般规定小带轮的包角α≥__________。 6、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为______和______分别相等。 7.斜齿圆柱齿轮的重合度______直齿圆柱齿轮的重合度,所以斜齿轮传动______,承载能力______,可用于____________的场合。 8.机械静联接又可以分为______联接和______联接,其中键联接、螺纹联接、销联接属于_________。 9.螺纹联接防松的目的是防止___________________________,按工作原理的不同有三种防松方式:_________、_________、_________。 10.按轴的承载情况不同,可以分为转轴、________、_________。 二、判断题(每题1分,共10分) 1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。( ) 2、铰链四杆机构中,传动角γ越大,机构传力性能越高。( ) 3、凸轮机构中,从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。( ) 4、V 带型号中,截面尺寸最小的是Z 型。( ) 5、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。( ) 6、在直齿圆柱齿轮传动中,忽略齿面的摩擦力,则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。( ) 7、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。( ) 8、设计键联接时,键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。 ( ) 9、在螺纹联接的结构设计中,通常要采用凸台或鱼眼坑作为螺栓头和螺母的支承面,其目的是使螺栓免受弯曲和减小加工面。( ) 10、在相同工作条件的同类型滚动轴承,通常尺寸越大,其寿命越长。( ) 三、选择题(每空2分,共20分) 1、若机构由n 个活动构件组成,则机构自由度为 ( ) A 、>3n B 、=3n C 、<3n 2、为使机构顺利通过死点,常采用在高速轴上装什么轮增大惯性? ( ) A 、齿轮 B 、飞轮 C 、凸轮 3、当曲柄为原动件时,下述哪种机构具有急回特性? ( ) A 、平行双曲柄机构 B 、对心曲柄滑块机构 C 、摆动导杆机构 4、凸轮机构中,从动件在推程按等速运动规律上升时,在何处发生刚性冲击?( ) A 、推程开始点 B 、推程结束点 C 、推程开始点和结束点 5、带传动的中心距过大将会引起什么不良后果? ( ) A 、带产生抖动 B 、带易磨损 C 、带易疲劳断裂 6、渐开线在基圆上的压力角α为多大?( ) A 、0° B 、20° C 、90° 7、蜗杆传动传动比的正确计算公式为( ) A 、 1212z z i = B 、 1212d d i = C 、2112d d i = 8、经校核,平键联接强度不够时,可采用下列措施中的几种?①适当地增加轮毂及键的长度;②改变键的材料;③增大轴的直径,重新选键;④配置双键或选用花键。( ) A 、①、②、③、④均可采用 B 、采用②、③、④之一 C 、采用①、③、④之一 D 、采用①、②、④之一 9、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接,箱体被联接处的厚度不太大,且需经常拆装,一般宜选用什么联接? ( ) A 、螺栓联接 B 、螺钉联接 C 、双头螺柱联接 10、刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是什么? ( ) A 、性联轴器内有弹性元件,而刚性联轴器内则没有 B 、性联轴器能补偿两轴较大的偏移,而刚性联轴器不能补偿 C 、性联轴器过载时打滑,而刚性联轴器不能 四、简答题(每题3分,共12分)

机械设计基础-课后答案

第三章部分题解参考 3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后,经过摆 杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有,应如何修改? 习题3-5图 习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a),其自由度为: 14233 2345=-?-?=--=P P n F 其中:滚子为局部自由度 计算可知:自由度为零,故该方案无法实现所要求的运动,即结构组成原理上有错误。 解决方法:①增加一个构件和一个低副,如习题3-5解图(b)所示。其自由度为: 1 15243 2345=-?-?=--=P P n F ②将一个低副改为高副,如习题3-5解图(c)所示。其自由度为: 1 23233 2345=-?-?=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取),并计算其自由度。 习题3-6(a)图 习题3-6(d)图 解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。 自由度计算: 1042332345=-?-?=--=P P n F

习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b) 解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。 自由度计算: 1042332345=-?-?=--=P P n F 习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b) 3-7 计算图3-39所示机构的自由度,并说明各机构应有的原动件数目。 解(a) 10102732345=-?-?=--=P P n F A 、 B 、 C 、 D 为复合铰链 原动件数目应为1 说明:该机构为精确直线机构。当满足B E =BC =CD =DE ,AB =AD , AF =CF 条件时,E 点轨迹是精确直线,其轨迹垂直于机架连心线AF

机械设计基础试题及答案

A卷 一、简答与名词解释(每题5分,共70分) 1. 简述机构与机器的异同与其相互关系 答. 共同点:①人为的实物组合体;②各组成部分之间具有确定的相对运动;不同点:机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等;机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系:机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件? 答. 三个条件:①两个构件;②直接接触;③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么?一个平面自由构件的自由度为多少?答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况? 答. 机构具有确定运动条件:自由度=原动件数目。原动件数目<自由度,构件运动不确定;原动件数目>自由度,机构无法运动甚至构

件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式? 答. 三种基本型式:曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。7. 何谓连杆机构的压力角、传动角?它们的大小对连杆机构的工作有何影响?以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置? 答. 压力角α:机构输出构件(从动件)上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角;传动角γ:压力角的余角。α+γ≡900。压力角(传动角)越小(越大),机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件(推杆)运动的失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免? 答. 对于盘形凸轮,当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径 r T 相等时:ρ=r T ,凸轮实际轮廓变尖(实际轮廓曲率半径ρ’=0)。 在机构运动过程中,该处轮廓易磨损变形,导致从动件运动规律失真。增大凸轮轮廓半径或限制滚子半径均有利于避免实际轮廓变尖现象的发生。 9. 渐开线齿廓啮合有哪些主要特点? 答. ①传动比恒定;②实际中心距略有改变时,传动比仍保持不变(中

机械设计基础考试题库及答案..

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《机械设计基础》考试题库 一、 名词解释 1.机械: 2.机器: 3.机构: 4.构件: 5.零件: 6.标准件: 7.自由构件的自由度数: 8.约束: 9.运动副: 10.低副: 11.高副: 23.机构具有确定运动的条件: 24.死点位置: 25.急回性质: 26.间歇运动机构: 27.节点: 28.节圆: 29.分度圆: 30.正确啮合条件: 31.连续传动的条件: 32.根切现象: 33.变位齿轮: 34.蜗杆传动的主平面: 35.轮系: 36.定轴轮系: 37.周转轮系: 38.螺纹公称直径:螺纹大径。39.心轴: 40.传动轴: 41.转轴: 二、 填空题 1. 机械是(机器)和(机构)的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为(自由度)。 3. 平面机构的自由度计算公式为:(F=3n-2P L -P H )。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2,直径为D 1、D 2,齿数为z 1、z 2,则其传动比i= (n 1/n 2)= (D 2/D 1)= (z 2/ z 1)。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ,b=200mm ,c=100mm ,d=90mm 。若以杆C为机架,则此四杆机构为(双摇杆机构)。 6. 在传递相同功率下,轴的转速越高,轴的转矩就(越小)。 7. 在铰链四杆机构中,与机架相连的杆称为(连架杆),其中作整周转动的杆称为(曲柄),作往复摆动的杆称为(摇杆),而不与机架相连的杆称为(连杆)。 8. 平面连杆机构的死点是指(从动件与连杆共线的)位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①(最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和)②(连架杆和机架中必有一杆是最短杆)。 10. 平面连杆机构的行程速比系数K=1.25是指(工作)与(回程)时间之比为(1.25),平均速比为(1:1.25)。 11. 凸轮机构的基圆是指(凸轮上最小半径)作的圆。 12. 凸轮机构主要由(凸轮)、(从动件)和(机架)三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有(拉力产生的应力)、(离心拉应力)和(弯曲应力)。 14. 带传动工作时的最大应力出现在(紧边开始进入小带轮)处,其值为:σmax=σ1+σb1+σc 。 15. 普通V带的断面型号分为(Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E )七种,其中断面尺寸最小的是(Y )型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比,两齿轮齿廓应满足(接触公法连心线交于一定点)。 17. 渐开线的形状取决于(基)圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为:( m 1 = m 2)与(α1 = α2)。 19. 一对齿轮连续传动的条件为:(重合度1>ε)。 20. 齿轮轮齿的失效形式有(齿面点蚀)、(胶合)、(磨损)、(塑性变形)和(轮齿折断)。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为:(m 1 = m 2)、(α 1 = α2)与(β1=-β2)。 22. 蜗杆传动是由(蜗杆、蜗轮)和(机架)组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为(中间平面)。 24. 常用的轴系支承方式有(向心)支承和(推力)支承。 25. 轴承6308,其代号表示的意义为(6:深沟球轴承、3:直径代号,08:内径为Φ40)。 26. 润滑剂有(润滑油)、(润滑脂)和(气体润滑剂)三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器(套筒联轴器)、(凸缘联轴器)。 28. 轴按所受载荷的性质分类,自行车前轴是(心轴)。 29. 普通三角螺纹的牙形角为(60)度。 30. 常用联接螺纹的旋向为(右)旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹(大)径。 32. 在常用的螺纹牙型中(矩形)形螺纹传动效率最高,(三角)形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在(原动机)与(工作机)之间,以降低传速或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有(展开式)、(同轴式)与(分流式)三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为(滚动轴承)与(滑动轴承)两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有(双固式)、(双游式)与(固游式)三种。 37. 轮系可分为(平面轮系)与(空间轮系)两类。 38. 平面连杆机构基本形式有(曲柄摇杆机构)、(双曲柄机构)与(双摇杆机构)三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为(盘形凸轮)、(圆柱凸轮)与(移动凸轮)三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为(尖顶)、(滚子)与(平底)三种。 41. 变位齿轮有(正变位)与(负变位)两种;变位传动有(等移距变位)与(不等移距变位)两种。 42. 按接触情况,运动副可分为(高副)与(低副) 。 43. 轴上与轴承配合部分称为(轴颈);与零件轮毂配合部分称为(轴头);轴肩与轴线的位置关系为(垂直)。 44. 螺纹的作用可分为(连接螺纹)和(传动螺纹) 两类。 45. 轮系可分为 (定轴轮系)与(周转轮系)两类。 46. 常用步进运动机构有(主动连续、从动步进)与(主动步进、从动连续)两种。 47. 构件是机械的(运动) 单元;零件是机械的 (制造) 单元。 48. V 带的结构形式有(单楔带)与(多楔带)两种。 三、 判断题

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