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机械习题

机械设计基础

第一章绪论

复习思考题

1、试述构件和零件的区别与联系?

2、何谓机架、原动件和从动件?

3、机械设计的基本要求包括哪些方面?

4、机械设计的一般程序如何?

5、对机械零件设计有哪些一般步骤?

6、对机械零件设计有哪些常用计算准则?

7、对机械零件材料的选择应考虑哪些方面的要求:

习题

1.何谓机械零件的失效?何谓机械零件的工作能力?

2.机械零件常用的计算准则有哪些?

3、

第二章平面机构运动简图及自由度

复习思考题

1、两构件构成运动副的特征是什么?

2、如何区别平面及空间运动副?

4、何谓自由度和约束?

5、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系?

6、何谓复合铰链?计算机构自由度时应如何处理?

7、机构具有确定运动的条件是什么?

习题

1、画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。

(a)(b) (c)

2、一简易冲床的初拟设计方案如图。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,分析其运动是否确定,并提出修改措施。

机械习题

3、计算图示平面机构的自由度;机构中的原动件用圆弧箭头表示。

机械习题

机械习题

机械习题

(a) (b) (c)

机械习题

机械习题

机械习题

(d) (e) (f)

第三章平面连杆机构

复习思考题

1、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式?

2、平面四连杆机构最基本形态是什么?由它演化为其它平面四杆机构,有哪些具体途径?习题

1、图示铰链四杆机构,已知:l BC=50mm,l CD=35mm,l AB=30mm,AD为机架,

(1)若此机构为曲柄摇杆机械,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的范围;

(3)若此机构为双摇杆机构,求l AB的范围。

机械习题

(a)(b)

题1图题2图

2、图示两种曲柄滑块机构,若已知a=120mm,b=600mm,对心时e=0及偏置时e=120mm,求此两机械的极位夹角θ及行程速比系数K。又在对心曲柄滑块机构中,若连杆BC为二力杆件,则滑块的压力角将在什么范围内变化?

第四章凸轮机构

复习思考题

1、连杆机构和凸轮机构在组成方面有何不同,各有什么优缺点?

2、凸轮机构中,刚性冲击是指什么?举出一种存在刚性冲击的运动规律。

3、凸轮机构中,柔性冲击是指什么?举出一个具有柔性冲击的从动件常用运动规律。

4、何谓凸轮的理论轮廓与实际轮廓?

5、凸轮机构中的力锁合与几何锁合各有什么优缺点?

6、为什么不能为了机构紧凑,而任意减小盘形凸轮的基圆半径?

7、设计滚子从动件盘形凸轮机构时,如实际轮廓上出现尖点,将可能出现什么后果?面对这一实际结果,设计上应如何加以处理?

习题

机械习题

1、图(a )和图(b )分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构,已知:R =100mm ,OA =20mm ,e =10mm ,r T =10mm ,试用图解法确定;当凸轮自图示位置(从动件最低位置)顺时针方向回转90°时两机构的压力角及从动件的位移值。

(a ) (b)

题1图 题2图

第五章 螺纹联接和螺旋传动

复习思考题

1、受横向转矩的螺栓组采用铰制孔时,每个螺栓所受的载荷是 。 ①相等的;②与到几何中心距离成正比;③与到几何中心距离成反比;④都不变

2、在螺栓联接的结构设计中,被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工,这是为了 。

①不致损伤螺栓头和螺母;②增大接触面积,不易松脱;③防止产生附加偏心载荷;④便于装配。

3、在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式

]

[4

3.121

σπσ

≤=

d Q

ca

,Q 为 。

①工作载荷;②预紧力;③预紧力+工作载荷;④工作载荷+残余预紧力。

4、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状,这主要是为了 。 ①美观;②受力最小;③联接方便;④接合面受力较均匀。

5、在确定紧螺栓联接的计算载荷时,预紧力Q P 比一般值提高30%,这是考虑了 。 ①螺纹上的应力集中;②螺栓杆横截面上的扭转应力;③载荷沿螺纹圈分布的不均匀性;④螺纹毛刺的部分挤压。

6、受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点?

7、为什么大多数螺纹联接都要预紧?预紧力Q P 过小后果是什么?预紧力Q P 过大有什么结果?

8、简述提高螺纹联接强度的四种措施:

9、若用降低螺栓刚度的办法来提高螺栓联接的疲劳强度,试作力和变形图说明之。 10、举二种常用螺纹联接的类型,并分别说明应用场合?

11、螺纹联接中摩擦防松、机械防松装置各有哪几种?(各举出二例)。 12、螺旋传动有哪些类型?滚珠螺旋传动有何特点?

第六章带传动

复习思考题

1、带传动正常工作时,小带轮上的滑动角小带轮的包角。

①大于;②小于;③小于或等于;④大于或等于。

2、设计中限制小带轮的直径D1≥D1min是为了。

①限制带的弯曲应力;②限制相对滑移量;③保证带与轮面间的摩擦力;④带轮在轴上安装需要。

3、带传动的设计准则是。

①保证带具有一定寿命;②保证带不被拉断;③保证不发生滑动情况下,带又不被拉断;

④保证传动不打滑条件下,带具有一定的疲劳强度。

4、在相同的条件下,为什么三角胶带比平型带的传动能力大?

5、带传动为什么要限制其最小中心距?

6、在三角胶带传动中,为什么一般推荐使用的带速v≤25m/s?

7、带传动的弹性滑动是什么原因引起的?它对传动的影响如何?

8、带传动的打滑经常在什么情况下发生?打滑多发生在大轮上还是小轮上?刚开始打滑时,紧边拉力松边拉力有什么关系?

9、给出带的应力分布图注明各种应力名称及最大合成应力的位置?

习题

1.V带传动传递的功率P=7.5kW,平均带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍(F1=2F2)。试求紧边拉力F1,有效圆周力F e和预紧力F0。

2.V带传动传递的功率P=5kW,小带轮直径D1=140mm,转速n1=1440r/min,大带轮直径D2=400mm,V带传动的滑动率ε=2%,①求从动轮转速n2;②求有效圆周力F e。

3.C618车床的电动机和床头箱之间采用垂直布置的V型带传动。已知电动机功率P=4.5kW,转速n=1440r/min,传动比i=2.1,二班制工作,根据机床结构,带轮中心距a应为900mm左右。试设计此V带传动。

第六章链传动

复习思考题

1、链传动设计中限制小链轮齿数不小于9齿是为了。

①防止脱链现象;②防止小链轮转速过高;③提高传动平稳性;④保证链轮轮齿的强度。

2、链传动中当其它条件不变的情况下,传动的平稳性随链条节距P的。

①减小而提高;②减小而降低;③增大而提高;④增大而不变。

3、链传动中合理的链条长。

①应等于奇数倍链节距;②应等于偶数倍链节距;③可以为任意值;④按链轮齿数来决定

4、链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少?而大链轮齿数Z2又不宜过多?

5、影响链传动不平稳的因素有哪些?

6、链传动有哪几种主要的失效形式?

习 题

一链式运输机驱动装置采用套筒滚子链传动,链节距p =25.4mm ,主动链轮齿数z 1=17,从动链轮齿数z 2=69,主动链轮转速n1=960r/min ,试求:

(1)链条的平均速度v ;

(2)链条的最大速度v max 和最小速度v min ;

(3)平均传动比i 。

第七章(1) 齿轮机构

复习思考题

1、 欲使一对齿廓在其啮合过程中保持传动比不变,该对齿廓应符合什么条件?

2、 当一对互相啮合的渐开线齿廓绕各自的基圆圆心转动时,其传动比不变。为什么?

3、 何谓齿轮传动的啮合线?为什么渐开线齿轮的啮合线为直线?

4、 什么叫渐开线齿轮传动的可分性?

5、 什么叫渐开线标准直齿圆柱齿轮?

6、 标准直齿条的特点是什么?

7、什么叫渐开线齿轮传动的实际啮合线?渐开线直齿轮传动的实际啮合线21B B 是如何确定的?

8、一对渐开线标准直齿轮的正确啮合条件是什么?若放弃模数和压力角必须取标准值的限制,一对渐开线直齿轮的正确啮合条件是什么?

9、一对渐开线直齿轮无侧隙啮合的条件是什么?

10、一对渐开线标准外啮合直齿轮非标准安装时,安装中心距a'与标准中心距a 中哪个大?啮合角α'与压力α中哪个大?为什么?

11、用齿条型刀具展成加工齿轮时,如何加工出渐开线标准直齿轮? 12、若用齿条形刀具加工的渐开线直齿外齿轮不发生根切,当改用齿轮形刀具加工时会不会发生要切?为什么?

13、齿轮修正的目的是什么?

14、渐开线变位直齿轮与渐开线标准直齿轮相比,哪些参数不变?哪些参数发生变化? 15、渐开线变位直齿轮传动有哪三种传动类型?区别传动类型的依据是什么? 16、与直齿圆柱齿轮传动相比较,平行轴斜齿轮的主要优缺点是什么? 17、平行轴斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是什么?

18、为什么一对平行轴斜齿轮传动的重合度往往比一对直齿轮传动的重合度来得大? 习题

1、一根渐开线在基圆半径r b =50mm 的圆上发生,试求渐开线上向径r =65mm 的点的曲率半径ρ、压力角α和展开角θ。

2、当α=20°的渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时,其齿数为若干?又若齿数大于求出的数值,则基圆和根圆哪一个大一些?

3、一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动。已知z 1=40、传动比i 12=2.5、h a *=1、c*=0.25、

α=20°、m=10mm。

(1)在标准安装时,试求小齿轮的尺寸(r a、r f、r b、r、r'、p、s、e、p'、s'、e'、p b)以及啮合的中心距a与啮合角α′。

(2)若安装的中心距a'比标准中心距a加大1mm,试求小齿轮的尺寸(r a、r f、r b、r、r'、p、s、e、p'、p b)以及啮合角α′。

4、用标准齿条刀具切制直齿轮,已知齿轮参数z=35,h a*=1,α=20°。欲使齿轮齿廓的渐开线起始点在基圆上,试问是否需要变位?如需变位,其变位系数应取多少?

5、设计一对外啮合直齿圆柱齿轮,已知:模数m=10,压力角α=20°,齿顶高系数h a*=1,齿数z1=z2=12,中心距a'=130mm,试计算这对齿轮的啮合角α′及两轮的变位系数x1、x2(取x1=x2)。

6、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,α=20°,

h a*=1,c*=0.25。试设计这对齿轮传动。

7、已知一对蜗杆轮的参数为z1=1,z2=40,α=20°,h a*=1,c*=0.2,m=5mm,q=10。试计算其几何尺寸和传动比。

第七章(2)齿轮传动

复习思考题

1、锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数Y Fa应按确定:

①max{[σ]H1,[σ]H2};②min{[σ]H1,[σ]H2};③[σ]H1;④[σ]H2

2、由直齿和斜齿圆柱齿轮组成的减速器,为使传动平稳,应将直齿圆柱齿轮布置在。

①高速级;②低速级;③高速级或低速级;④哪一级,无法判断。

3、齿轮传动中,当齿轮分度圆直径不变时,将模数加大,其接触疲劳强度将,弯曲强度将。

①提高;②降低;③不变;④无法判明变动情况。

4、一对齿轮啮合传动时,大、小齿轮上齿面的接触应力。

①σH1=σH2;②σH1>σH2;③σH1<σH2;④不能判明大小关系。

5、开式齿轮传动中,保证齿根弯曲应力σF≤[σ]F,主要是为了避免齿轮的失效。

①轮齿折断;②齿面磨损;③齿面胶合;④齿面点蚀。

6、在齿轮传动中,提高其抗点蚀能力的措施之一是。

①提高齿面硬度;②降低润滑油粘度;③减小分度圆直径;④减少齿数。

7、在齿轮传动中,为减少动载,可采取的措施是。

①改用好材料;②提高齿轮制造精度;③降低润滑油粘度;④加大模数。

8、在齿轮传动中,为改善齿端偏载现象,可采取的措施之一是。

①增加齿宽;②将齿轮轮齿作成鼓形齿;③把齿轮悬臂布置;④加大齿面硬度。

9、在齿轮传动的载荷计算中,为什么要引入动载荷系数K v?K v与哪些因素有关?

10、为提高齿面的抗点蚀能力,试至少举出三种办法。

11、为提高齿轮轮齿抵抗弯曲折断的能力,试至少举出三种措施。

12、在齿轮传动中,为减少动载荷,试至少举出三种措施。

13、在齿轮传动中,为减轻齿轮的齿端偏载,试至少举出三种措施。

习 题

1.齿轮传动主要有哪几种失效?

2.齿轮传动强度计算中引入的载荷系数K 考虑了哪几方面的影响?分别加以说明。 3.图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆I 为主动件,为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消,试确定:

(1)蜗杆的转向1;

(2)一对斜齿轮3、4轮齿的旋向;

(3)用图表示轴Ⅱ上传动件的受力(用各分力表示)情况。

机械习题

4.图示两级斜齿轮传动,已知第一对齿轮:z 1=20,z 2=40,m n1=5mm ,°;第二对齿轮;z 3=17,z 4=52,m n2=7mm 。今使轴Ⅱ上传动件的轴向力相互抵消,试确定:

(1)斜齿轮3、4的螺旋角β2的大小及轮齿的旋向; (2)用图表示轴Ⅱ上传动件的受力情况(用各分力表示)。

机械习题

第七章(3) 蜗杆传动

复习思考题

1、磨削时没有理论误差精度较高的普通圆柱蜗杆是

①延伸渐开线蜗杆;②渐开线蜗杆;③阿基米德蜗杆;④圆弧面蜗杆 2、标准蜗杆传动的中心距计算公式应力 ①)(2

121z z m a

+=;

②)

(2

12z q m a

+=

③)

(2

12z q m a

t +=

; ④)(2

12z q m a

n +=

3、蜗杆蜗轮啮合面间的滑动速度V a 与蜗杆的圆周速度V 1之间有如下关系 ①V a =V 1;②;V a >V 1;③V a

4、蜗杆传动的主要失效形式是

①齿面疲劳点蚀;②齿根的弯曲折断;③齿面的胶合和磨损;④齿面的塑性变形 5、蜗杆传动的油温最高不应超过

①30℃;②50℃;③80℃;④120℃

6、其他条件相同时,若增加蜗杆头数,则滑动速度 ①增加;②减小;③保持不变;④不一定

7、蜗杆传动为什么要引入直径系数q ?

习 题

1.闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算?

2.试分析图示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋线方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向(用各分力表示)。

机械习题

3.图中所示为手动绞车。已知:m=8,q=8,z 1=1,z 2=40,D =200mm 。问: (1)欲使重物W 上升1m ,手柄应转多少转?转向如何?

(2)若当量摩擦系数f v =0.2,该传动啮合效率η1是多少?该机构能否自锁?

机械习题

第八章 轮系

复习思考题

1、 对一个基本周转轮系,如何判断其是差动轮系还是行星轮系?

2、定轴轮系输入、输出轴平行时,如何决定传动比前的正、负号?

3、简述计算组合轮系传动比的方法。

机械习题

而松开B时为高速挡;脱开C而刹紧B时为低速挡;同时脱开C和B时为空挡。求前两挡

机械习题

4

5、在图示自行车里程表的机构中,C为车轮轴。已知各轮的齿数为z1=17,z3=23,z4=19,z4'=20及z5=24。设轮胎受压变形后使28in车轮的有效直径约为0.7m。当车行一千米时,表上的指钢刚好回转一周,求齿轮2的齿数。

机械习题

12345n 1H

=1440r/min ,求n H 。

第九章 轴

复习思考题

1、轴上零件的轴向定位方法有哪些?

2、自行车的前轴是 。

心轴;②转轴;③传动轴;④光轴

3、若不改变轴的结构和尺寸,仅将轴的材料由碳素钢改为合金钢,轴的刚度 。

不变;②降低了;③增加了;④不定 4、轴的强度计算公式2

2

)

(T M

M ca α+=

中α的含意是什么?其大小如何确定?

5、当旋转轴上作用恒定的径向载荷时,轴上某定点所受的弯曲应力是对称循环应力、脉动循环应力还是恒应力?为什么?

6、公式d ≥A 3n

P 有何用处?其中A 取决于什么?计算出的d 应作为轴上哪部分的直

径?

7、按许用应力验算轴时,危险剖面取在哪些剖面上?为什么?

8、轴的刚度计算内容包括哪些? 9、什么叫刚性轴?什么叫挠性轴?

习 题

1.由电机直接驱动的离心水泵,功率3kW ,轴转速为960r/min ,轴材料为45钢,试按强度要求计算轴所需的直径。

2.如图所示为某减速器输出轴的结构图,试指出其设计错误,并画出其改正图。

机械习题

第十章(1)滑动轴承

复习思考题

1、滑动轴承的宽径比B/d愈小,则。

①轴承温升愈大;②摩擦功耗愈小;③承载能力愈大;④端泄愈小。

2、流体动压润滑轴承进行P、v、Pv的验算是因为。

①启动时属于液体润滑状态;②运行时属于液体润滑状态;③运行时会发生金属过度磨损;④启动时会发生

金属过度磨损。

3、向心滑动轴承有哪几种结构类型?

4、简要说明设计非液体摩擦向心滑动轴承时,计算p、v值是解决了什么问题?

习题

1.非全液体润滑滑动轴承验算p、v、pv三项指标的物理本质是什么?为什么液体动力润滑滑动轴承设计时首先也要验算此三项指标?

第十章(2)滚动轴承

复习思考题

1、向心推力滚动轴承承受轴向载荷的能力是随接触角的增大而。

①增大;②减小;③不变;④不一定

2、典型的滚动轴承由哪四部分组成?

3、什么是滚动轴承的接触角?

4、滚动轴承最常见的失效形式是什么?

5、安装滚动轴承时为什么要施加预紧力?

6、增加滚动轴承刚度的办法有哪些?

7、什么是轴承的寿命?什么是轴承的额定寿命?

8、为什么向心推力轴承必须成对安装使用?

9、滚动轴承的支承形式有哪些?各有何特点?

10、选择滚动轴承配合的原则有哪些?

习题

1.试说明下列各轴承的内径有多大?哪个轴承的公差等级最高?哪个允许的极限转速最高?哪个承受径向载荷能力最大?哪个不能承受径向载荷?

6208/P2、30208、5308/P6、N2208

机械习题

3.指出图中齿轮轴系上的错误结

构并改正之。滚动轴承采用脂润滑。

第十一章联轴器、离合器与制动器

复习思考题

1、机械式联轴器有哪些类型?各有何特点?分别适用于什么场合?

2、如何确定联轴器的类型与尺寸?

3、牙嵌式离合器与摩擦式离合器各适用于什么场合?

4、超越离合器的工作原理如何?适用于哪些场合?

5、制动器与离合器的区别是什么?常开式制动器与常闭式制动器各适用于什么场合?习题

1.试说明联轴器与离合器的不同功用。

2.离心式水泵与驱动电动机用尼龙柱销联轴器联接,传递功率38kW,转速为960r/min。两端被联接轴直径分别为d1=60mm,d2=50mm。试选择联轴器的型号。

第十二章机械的平衡

复习思考题

1、刚性回转件静平衡的充要条件是什么?

2、刚性回转件动平衡的充要条件是什么?

3、刚性回转件静平衡与动平衡的关系是什么?

4、在刚性回转件的平衡问题中,何谓质径积?

5、何谓平衡力或平衡力矩?平衡力是否一定是驱动力?

习题

1、图示转轴系统,各不平衡质量皆分布在回转线的同一轴向平面内,m1=2.0kg、m2=1.0kg、m3=0.5kg,r1=50mm、r2=50mm、r3=100mm,各载荷间的距离为l L1=100mm、l12=200mm、l23=100mm,轴承的跨距l=500mm,转轴的转速为n=1000r/min,试求作用在轴承L和R中的动压力。

机械习题

题1图