《機械設(shè)計基礎(chǔ)》試試題題庫

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)一.填空題：概論：1. 機械設(shè)計課程主要討論通用機械零件和部件的設(shè)計計算理論和方法。2. 機械零件設(shè)計應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則：強度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、耐磨性準(zhǔn)則、震動穩(wěn)定性準(zhǔn)則。3. 強度：零件抵抗 破裂（表面疲勞、壓潰、整體斷裂）及塑性變形 的能力。結(jié)構(gòu)組成及自由度|:1. 所謂機架是指 機構(gòu)中作為描述其他構(gòu)件運動的參考坐標(biāo)系 的構(gòu)件。2. 機構(gòu)是機器中的用以傳遞與轉(zhuǎn)換運動的 單元體;構(gòu)件是組成機構(gòu)的運動單元；零件組成 機械的制造單元。3. 兩構(gòu)件組成運動副必須具備的條件是兩構(gòu)件直接接觸并保持一定的相對運動。4. 組成轉(zhuǎn)動副的兩個運動副元素 的基本特征是圓柱面。5. 兩構(gòu)件通過面接觸而形成

2、的運動副稱為低副，它引入2個約束，通過點線接觸而構(gòu)成的 運動副稱為咼副，它引入1個約束。6. 機構(gòu)的自由度數(shù)等于原動件數(shù)是機構(gòu)具有確定運動的條件。7. 在機構(gòu)運動簡圖上必須反映與機構(gòu)運動情況有關(guān)的尺寸要素。因此，應(yīng)該正確標(biāo)出運動 副的中心距,移動副 導(dǎo)路的方向,高副的 輪廓形狀。連桿機構(gòu)：1. 鉸鏈四桿機構(gòu)若最短桿與最長桿長度之和小于等于其余兩桿長度之和 則可能存在曲柄。 其中若最短桿是連架桿，則為曲柄搖桿機構(gòu)；若最短桿是連桿，則為雙搖桿機構(gòu)；若最 短桿是機架，則為雙曲柄機構(gòu)：若最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和 則不 存在曲柄（任何情況下均為雙搖桿機構(gòu)）2. 最簡單的平面連桿機構(gòu)是兩

3、桿機構(gòu)。3. 為保證連桿機構(gòu)傳力性能良好，設(shè)計時應(yīng)使最小傳動角丫皿丫 4. 機構(gòu)在死點位置時的傳動角y =0 .5. 平面連桿機構(gòu)中，從動件壓力角a與機構(gòu)傳動角丫之間的關(guān)系是a+Y=90 .6. 曲柄搖桿機構(gòu)中，必然出現(xiàn)死點位置 的原動件是搖桿。7. 曲柄滑塊機構(gòu)共有6個瞬心。8. 當(dāng)連桿機構(gòu)無急回運動特性 時行程速比系數(shù)K=1.9. 以曲柄為主動件的曲柄搖桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)中，可能出現(xiàn)最小傳動角的位置分別是曲柄與機架共線、曲柄兩次垂直于滑塊導(dǎo)路的瞬時位置，而導(dǎo)桿機構(gòu)入始終是90。凸輪機構(gòu)：1. 凸輪的基圓半徑是指凸輪轉(zhuǎn)動中心至理論廓線的最小半徑。2. 凸輪機構(gòu)中，若增大基圓半徑rb,則壓力

4、角作如下變化：升程壓力角減小，回程壓力角增大。3. 使凸輪機構(gòu)的壓力角減小的有效方法是增大基圓半徑。4. 凸輪機構(gòu)中產(chǎn)生剛性沖擊的原因是理論上瞬間加速度增至無窮大，引起慣性力無窮大。產(chǎn) 生柔性沖擊的原因是加速度的有限值的突變引起慣性力產(chǎn)生突變。5. 從動件的等速運動規(guī)律 可使凸輪機構(gòu)有岡性沖擊（硬沖），而等加速等減速運動 規(guī)律可 使凸輪機構(gòu)有 柔性沖擊（軟沖）。6. 按滾子對心移動從動件 設(shè)計制造的盤形凸輪廓線若將滾子直徑你改小則滾子對心移動從動件盤形凸輪機構(gòu)的 最大升距不變（rb變大a變大）。齒輪機構(gòu)：1. 漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是al=a2、m=nm連續(xù)傳動條件是 1。2. 漸開

5、線 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱 齒輪必須具備的 兩個條件是：標(biāo)準(zhǔn)的基本參數(shù)（m、a、ha*、c*）、 在分度圓上s=e。3齒輪機構(gòu)的基本參數(shù)中，與重合度無關(guān)的參數(shù)是壓力角.4. 一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪專動的輪齒在嚙合過程中嚙合角a的值始終保持不變5. 一對漸開線齒輪在嚙合傳動 過程中，從動輪齒廓上的壓力角a的值由大逐漸變到小。6. 一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪在安裝 時，其中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，則參數(shù)嚙合角 a 和重合度有變化。7. 兩軸線交角為90的直齒圓錐齒輪減速傳動，其傳動比i=tg S 2=ctg S=r2/r=z?/z丄。 輪系：1. 定軸輪系的傳動比計算 可表示為： 周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算 可表示為

6、：間歇機構(gòu)：1. 為了使槽輪機構(gòu)的槽輪運動系數(shù) K （1/2-1/Z ）大于零槽輪的槽數(shù)Z應(yīng)大于3 （圓銷數(shù) n 2Z/（Z-2）.2. 能將連續(xù)等速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為時停時動的單向間歇轉(zhuǎn)動 的機構(gòu)是槽輪機構(gòu)3. 能將往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為單向間歇轉(zhuǎn)動的機構(gòu)是棘輪機構(gòu)。平衡與調(diào)速：1. 靜平衡：對于寬徑比w 1/5的構(gòu)件，可近似認為其全部質(zhì)量都分布在 同一平面內(nèi)，當(dāng)?shù)禙i=0時（質(zhì)心分布在轉(zhuǎn)動軸線上），稱其為靜平衡。2. 動平衡：當(dāng)寬徑比1/5時，各不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力是一空間力系，位于至少兩個平面內(nèi)，當(dāng)?shù)禙i=0、刀Mi=0,稱其為動平衡。3. 剛性轉(zhuǎn)子靜平衡的力學(xué)條件是刀Fi=0，動平衡的條件是：回

7、轉(zhuǎn)件各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的離心 慣性力的合力和合力偶矩均為零（即刀Fi=0,刀Mi=0），各力所處平衡面2個。4. 機器產(chǎn)生速度波動的主要原因是輸入功與輸出功之差形成的機械動能的增減，速度波動的類型有周期性速度波動 和非周期性速度波動 兩種,前者一般采用的調(diào)節(jié)方法是在回轉(zhuǎn) 件上裝一轉(zhuǎn)動慣量很大的飛輪（速度波動減?。?，后者一般采用的方法是使用調(diào)速器。帶傳動|：1. 當(dāng)帶速vw 30m/s時，一般選用灰鑄鐵作為帶輪的材料。2. 帶傳動設(shè)計中最主要的問題 是保證帶與帶輪間有足夠的摩擦力 （影響其傳動能力的 主要因素有F。、f、a 1）o3. 帶傳動在空載條件下運轉(zhuǎn)時，緊邊拉力F1與松邊拉力F2的關(guān)系是巳曰

8、；傳遞功率達 到極限時，緊邊拉力R與松邊拉力F2的關(guān)系是F1/ F2=;正常工作時，緊邊拉力R與松 邊拉力F2的關(guān)系隨著F。、f、a啲變化而變化。4. 帶傳動在正常工作時大小帶輪與帶之間的摩擦力相等，原因是其有效圓周力相等;主動輪的圓周速度與從動輪的圓周速度不等，原因是彈性滑動不可避免（因為緊、松邊拉力不等）。5. 在相同工作條件下，單根V帶傳動能夠產(chǎn)生的摩擦力為Fv，單根平帶傳動能夠產(chǎn)生的摩擦力為Fv，二者關(guān)系是Fv=3F6. 整體打滑和彈性滑動 在帶傳動正常工作時前者必須避免，后者不可避免。7. V帶傳動設(shè)計中為保證帶具有足夠的 使用壽命，應(yīng)限制帶傳動中的 最大應(yīng)力。限制小帶 輪的最小直徑

9、是為了限制彎曲應(yīng)力c（即增大小帶輪直徑，可降低其彎曲應(yīng)力。若其太 大則增大了帶傳動的外廓尺寸）；限制F。是為了限制c（不能太大，太大則過緊而很快 松弛，太小易打滑）;限制帶速v是為了限制c（帶速v不能過高）。8. 帶傳動在工作時，帶的橫截面上的應(yīng)力分布值 中的Cma= C 1 + C bl+ C c.最大應(yīng)力發(fā)生在緊 邊剛繞上小帶輪時的接觸點；（增速傳動中，發(fā)生在離開小帶輪處 增速傳動，速度變大， 大帶輪主動）9. 帶在工作過程中繞轉(zhuǎn)一周,其截面中所產(chǎn)生的工作應(yīng)力是：由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力c（ Fi/A ）、由離心力引起的附加拉應(yīng)力 c c （qv2 /A ）10帶在工作過程中產(chǎn)生的三種應(yīng)力 為拉

10、應(yīng)力c、彎曲應(yīng)力c、附加拉應(yīng)力 c11. 標(biāo)準(zhǔn)V帶型號的選擇主要取決于 計算功率及小帶輪轉(zhuǎn)速。12. 在相同工作條件下，V帶傳動比平帶傳動的傳動能力大，但傳動效率低。13. 若將帶傳動的中心距減小，則所設(shè)計的帶傳動 傳動能力降低而壽命提高。14. V帶傳動中小帶輪 包角最小值應(yīng)不小于90 。鏈傳動：1. 鏈條的節(jié)數(shù)宜采用偶數(shù)。2. 鏈傳動的多邊形效應(yīng)主要與齒數(shù)Z和節(jié)距P （鏈速對其起放大作用），要降低滾子鏈傳動 不均勻性和動載荷則要減小P和增大Z。齒輪傳動：1. 齒輪傳動 的主要失效形式有：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點蝕、齒面塑性變形和齒面膠合。2. 開式齒輪傳動最可能發(fā)生的失效形式是 齒面磨損

11、。3. 齒輪在穩(wěn)定載荷下運轉(zhuǎn)，齒面也常因接觸疲勞而發(fā)生點蝕，主要是由于輪齒受到循環(huán)變 化的載荷。4. 對軟齒面閉式齒輪傳動，在設(shè)計時通常先按接觸強度條件進行設(shè)計，然后按彎曲強度條件進行校核，原因是軟齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是齒面點蝕：對硬齒面閉式齒輪傳動，通常先按彎曲強度條件進行設(shè)計，然后按接觸強度條件進行校核（主要失效形 式是輪齒折斷）。5. 一對經(jīng)整體淬火的鋼制閉式齒輪傳動,其最可能發(fā)生的失效形式是輪齒折斷。6. 齒輪傳動的齒面點蝕發(fā)生在近節(jié)線的齒根部分。7. 一對齒面硬度HB&350的閉式剛制齒輪傳動，最可能發(fā)生的失效形式是 齒面點蝕。8. 大、一小不同的兩齒輪組成的圓柱齒輪傳動，

12、其齒輪寬度分別為b2和b1,通常應(yīng)使 b2 HB2若齒寬bi=b2,則齒根最大彎曲應(yīng)力c巳c F2；齒面接觸應(yīng)力cCH； *若按無限長壽命計算，則小齒輪齒面接觸強度C豈 300MPa的青銅時，許用接觸應(yīng)力（7 h由材料的抗膠合性能決定：當(dāng) 蝸桿材料為7 b k(Rzl+RZ2).9. 動壓液體摩擦徑向滑動軸承設(shè)計中，為了 降低溫升，應(yīng)在保證承載能力的前提下適當(dāng) 增 大間隙比，減小寬徑比。10設(shè)計液體摩擦滑動軸承時，若軸承寬度B取的較大，則承載能力大，泄油量小。11. 能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動運動形式轉(zhuǎn)換的常用零或機構(gòu)有 齒輪機構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動、帶傳動。12. 下圖所示的油模中能產(chǎn)生流體動壓力的是13

13、. 一非液體摩擦滑動軸承，直徑d=90mm軸轉(zhuǎn)速r=9r/min，受徑向力F=1OOOOON已知p =14.7MPa pv =9.8Mpa.m/s,則軸承寬度 B至少應(yīng)取 76mm聯(lián)軸器：1. 萬向聯(lián)軸器的主要缺點是瞬時速比不恒定。2. 聯(lián)軸器除應(yīng)可靠的傳遞運動和轉(zhuǎn)矩 外還要求具有以下兩個功能：.對軸的偏移進行補 償，具有這種能力的稱為可移式聯(lián)軸器，否則稱為固定式聯(lián)軸器。.吸振緩沖，具有 這種能力的稱為彈性聯(lián)軸器否則稱為剛性聯(lián)軸器。3. 固定式剛性聯(lián)軸器：套筒聯(lián)軸器，凸緣聯(lián)軸器：可移式剛性聯(lián)軸器:NZ撓性爪聯(lián)軸器、十 字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器;彈性聯(lián)軸器：彈性套柱銷聯(lián)軸器，彈性柱銷聯(lián)軸器、尼龍

14、柱 銷聯(lián)軸器。4. NZ撓性爪聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器不能吸收震動、緩和沖擊，但能補償軸線偏移。5. 在凸緣聯(lián)軸器、尼龍柱銷聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器中屬于剛性可移式聯(lián)軸器 的是齒輪聯(lián)軸器。6. 在凸緣聯(lián)軸器、尼龍柱銷聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器中屬于彈性可移式聯(lián)軸器 的是尼龍柱銷聯(lián)軸器。7. 聯(lián)軸器和離合器的主要區(qū)別是：聯(lián)軸器，欲使兩軸分離，必須停車拆卸；離合器，能使 兩軸在轉(zhuǎn)動時隨時分離和結(jié)合 。螺紋聯(lián)接及螺旋傳動：1. 螺紋的公稱直徑是指大徑d2. 螺紋副中一個零件相對于另一個零件轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時，則它們沿軸線方向相對移動 的距離是 一個螺距。3. 螺紋聯(lián)接的四種基本類型是螺栓聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接

15、、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。4. 需經(jīng)常拆卸，而被聯(lián)接件之一又較厚 時，宜采用雙頭螺柱聯(lián)接聯(lián)接。5. 螺紋聯(lián)結(jié) 防松的方法有：1.附加摩擦力防松（彈簧墊圈）。2.專門防松元件防松（止動墊片）。6. 采用緊配鉸制孔用螺栓聯(lián)接的螺栓組，在旋轉(zhuǎn)力矩作用下單個螺栓主要受剪力作用。7. 用于聯(lián)接的螺紋牙形為三角形，這是因為螺紋副的摩擦阻力大，自鎖性好。8. 為了提高螺栓在變載荷作用下的疲勞強度，應(yīng)該：減小螺栓的剛度;增大被連接件剛度。9. 為提高螺栓聯(lián)接的疲勞強度，在結(jié)構(gòu)上可采取的措施有減小C1;增加螺栓長度，減小螺栓橫截面積：增大C2：在允許的部位增設(shè)筋板，以加大必要的尺寸。10. 圓柱螺紋彈簧旋繞比（

16、彈簧系數(shù)）C是彈簧中徑和鋼絲直徑的比值，C越大，彈簧剛度越小。11. 一螺紋聯(lián)接（大徑d、中徑d2、升角入、當(dāng)量摩擦角V、預(yù)緊力F）預(yù)緊時，螺紋 副的阻力矩為F，=d2tg （入+v） /212. 某汽缸蓋螺栓聯(lián)接，若汽缸內(nèi)氣體壓力在02MPa之間循環(huán)變化，則缸蓋聯(lián)接螺栓的應(yīng) 力是非對稱循環(huán)變應(yīng)力。鍵聯(lián)接|:1. 平鍵標(biāo)記：鍵B16X70GB1096-79中 B表示方頭普通平鍵，16x70表示（bxL）.2. 鍵的截面尺寸（b和h）通常是根據(jù)軸的直徑按標(biāo)準(zhǔn)選取。3. 設(shè)計鍵聯(lián)接的主要內(nèi)容按順序是:按使用要求選擇鍵的類型；按軸的直徑選擇鍵的剖面尺寸；按輪轂長度選擇鍵的長度；對聯(lián)接進行必要的強度校

17、核。4. 鍵的擠壓應(yīng)力計算公式為4000T/dhl。5. 普通能平鍵連接的承載力,通常取決于鍵表面的擠壓強度。6. 正確的傳動順序： 電動機(2)V帶傳動蝸桿傳動圓錐齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動直齒圓柱齒輪傳動 鏈傳動。二.簡答題：1.既然虛約束對機構(gòu)的運動實際上不起約束作用，在實際機械中為何又常常存在虛約束？2什么是機構(gòu)的壓力角？曲柄搖桿機構(gòu)在何位置上壓力角最大？(分別以曲柄為原動件和以搖桿為原動件兩種情況討論)3. 棘輪機構(gòu)與槽輪機構(gòu)均可用來實現(xiàn)從動軸的單向間歇轉(zhuǎn)動，但在具體使用選擇上又有什 么不同？4. 在帶傳動中是否可以通過增大小帶輪包角a i來避免帶傳動的彈性打滑？為什么？是否可以通過增

18、大小帶輪包角a i來避免帶傳動打滑？為什么？5. 在圖示塔輪平帶傳動中，di=D, d2=D，中心距a不變，現(xiàn)欲設(shè)計次帶傳動，使其既能實 現(xiàn)減速傳動又能實現(xiàn)升速傳動。試問：1.若主動輪轉(zhuǎn)速ni和傳遞的功率P 一定,則該傳動 應(yīng)按減速還是按升速的情況設(shè)計，為什么？2.若主動輪轉(zhuǎn)速ni和工作阻力矩T2一定,則應(yīng)按哪種情況設(shè)計，為什么?6. 下圖寶塔輪皮帶傳動，設(shè)主動輪軸上功率 P和轉(zhuǎn)速ni不變。問該帶傳動應(yīng)按減速還是按 升速的情況設(shè)計，為什么？7. 影響齒輪齒面接觸應(yīng)力大小的主要幾何參數(shù)有哪些？在齒輪傳動設(shè)計過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)齒 面的接觸強度不足時，可采取哪些措施提高齒面接觸強度？8. 一對材料及熱處

19、理條件相同的直齒圓柱齒輪傳動，大、小齒輪齒根最大彎曲應(yīng)力是否相 等？輪齒許用彎曲應(yīng)力是否相等？為什么？9. 如圖所示的雙級雙軸線圓柱齒輪減速器，兩對齒輪的材料及所有參數(shù)都一樣，這樣做是 否合理？為什么？10. 說明齒輪傳動中動載荷產(chǎn)生的原因和設(shè)計中可采用降低動載荷的主要措施。11. 如果a不變，而使各輪齒數(shù)減少，則各輪的齒面接觸強度、齒根彎曲強度有無變化?12. 一雙級雙軸線直齒援助齒輪減速器如下圖所示，各輪的材料及硬度均相同，齒輪寬度 也相等，且 乙=Z3=50, Z2=Z4=15O。試分析：哪一輪齒面強度最低？哪一輪彎曲強度最低？低速級和高速級的齒寬系數(shù)哪個應(yīng)該大些？13. 開式齒輪傳動和閉式齒輪傳動的主要失效形式各有哪些？他們的設(shè)計準(zhǔn)則及承載能力計算有何不同？14. 雙級斜齒圓柱齒輪減速器如圖所示。1低速級斜齒輪的螺旋角B方向應(yīng)如何選擇，才 能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反？ 2.低速級斜齒輪的螺旋角B應(yīng)取多大值才能使中間軸的軸向力相互抵消?15. 寫出蝸桿傳動時蝸桿傳