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机械设计基础试题与答案

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及其相互关系

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min 丫发生在什么位置?

答?压力角a: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;传动角丫:压力角的余角。0 + 丫舸。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Y min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p与滚子半径、相等时:P =;,凸轮实际轮廓变尖(实际轮廓曲率半径p' =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(中心距可分性);③啮合过程中,相啮合齿廓间正压力方向始终不变(有利于传动平稳性)。

10?试说明齿轮的分度圆与节圆、压力角与啮合角之间的区别,什么情况下会相等

(重合)?

答?分度圆:模数和压力角均取标准值得圆定义为齿轮分度圆;每个齿轮均有一个

分度圆;节圆:一对齿轮啮合时、两个相切并相对作纯滚动的圆定义为节圆。只有当一对齿轮啮合时节圆才存在。

压力角:指分度圆上的标准压力角(常取20);啮合角:一对齿轮啮合时,节圆上的压力角为啮合角。

标准齿轮、标准安装(无侧隙)时,分度圆与节圆重合;压力角与啮合角相等。

11.常用螺纹按牙型分为那几种?主要用途怎样?

答.常用螺纹有三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。其中三角形螺纹自锁性

好,适用于联接;其余适用于传动。

12.开式齿轮传动强度计算的准则是什么?

答?开式齿轮强度由于磨损严重、一般不会发生点蚀。故通常按齿根弯曲疲劳强度设计,并

将模数增大10?30%,以弥补磨损的影响。

13.简述带传动中紧边拉力、松边拉力和有效拉力、张紧力之间的关系

机械设计基础试题与答案

14.简述典型的滚动轴承由那些基本元件组成,其中必不可少的元件是什么?答.滚动轴承一般由滚动体、内圈、外圈和保持架组成,其中滚动体必不可少

、计算与作图(每题6分,共30分)

15.计算下列机构的自由度,若有虚约束、复合铰链和局部自由度,需指出

机械设计基础试题与答案

(1)

(2)

(1)无复合铰链、局部自由度和虚约束

n=7, P =10, P =0

L H

F=3n-2P -P =3 X7-2 X 100=1

L H

(2)局部自由度:1

n=8, P =11, P =1

L H

F=3n-2P -P =3 X82 X 1-1 X 1=1

L H

16.如图所示一偏置曲柄滑块机构,曲柄AB为原动件,长度为I AB=25 mm ,偏距e=10 mm ,已知最大压力角a max=30 °,试求:

机械设计基础试题与答案

解:曲柄与滑块道路垂直时压力角达到最大。根据已知条件先求出连杆长度I BC,则

问题易解。

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连杆KJ虹4 =方=-"寸*- = 7叽川

1) M =―总"—讥心—ii} -—廿

(2)杪二aimi 眾、一aiTiii " 6.7973° , K -1.08

|5 -(TI + .6}

17?补全图中不完整的从动件位移、速度和加速度线图,并判断哪些位置有刚性冲

击,哪些位置有柔性冲击。

机械设计基础试题与答案

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在冬”曲和衍T位贯辿有乘性冲击.存巾;=二献左和"

X冲击.

18.已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动的模数m=5 mm、压力角a=20

中心距a=350 mm、传动比i i2 =5/9,试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的

齿厚和齿槽宽。

解:

iw(r, + r, |

]t|i a =--------= --- = J50 —1」

■)

机械设计基础试题与答案

联上求牌山得】Zj = 50, 2^ =90

小齿轮;d:= 2*0 mm r

大齿轮计算略.

19?试分析图(a),(b),(c),(d)中的结构错误,分别说明理由并画出正确的结构图

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