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機械設(shè)計基礎(chǔ)考題
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機械設(shè)計基礎(chǔ)
一．填空題：
1 .凸輪主要由（ 凸輪 ），（ 從動件 ）和 ( 機架 )三個基本構(gòu)件組成。
2 .凸輪機構(gòu)從動件的形式有由 （ 尖頂 ）從動件，( 滾子 ）從動件和（ 平底 ）從動件。
3 .按凸輪的形狀可分為（ 盤型 ）凸輪、（ 移動 ）凸輪、（ 圓柱 ）凸輪、（ 曲面 ）
4. 常用的間歇運動機構(gòu)有（ 棘輪 ）機構(gòu)，（ 槽輪）機構(gòu)，（凸輪間歇）機構(gòu)和 ( 不完全齒 ) 機構(gòu)等幾種。
5 螺紋的旋向有（ 左旋 ）和（ 右旋 ）; 牙形有 ( 三角形 ). ( 梯形 ). ( 矩形 ). ( 鋸齒形 )
6. 標準外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪的（法面模數(shù) ）和（法面壓力 角 ）都相等，齒輪的（ 螺旋 ） 相等 （ 旋向 ）_相反
7 已知一平面鉸鏈四桿機構(gòu)的各桿長度分別為a=150, b=500, c=300, d=400， 當(dāng)取c 桿為機架時，它為（ 曲柄搖桿 ）機構(gòu)；當(dāng)取d桿為機架時，則為（ 雙搖桿 ）機構(gòu)。
8 平面連桿機構(gòu)當(dāng)行程速比K（ ＞1 ）時，機構(gòu)就具有急回特性。
9 曲柄搖桿機構(gòu)產(chǎn)生“死點”位置的條件是：當(dāng)為（ 曲柄 ）主動件（ 曲柄與機架 ）共線時。
13 螺紋聯(lián)接的基本類型有（ 螺栓聯(lián)接 ）、（ 雙頭螺柱聯(lián)接 ）、（ 螺釘聯(lián)接 ）、（ 緊定螺釘聯(lián)接 ）四種。
14 輪系按其軸相對機架是固定還是運動的可分為（定軸 ）輪系和（周轉(zhuǎn) ）輪系。 15 滾動軸承代號為62305/P5；各部分的含義是：“6”表示（溝球軸承 ）；“23”表示（ 寬度系數(shù) ）； “05”表示（ 內(nèi)徑代號 ）；P5表示（ 精度公差等級 ）。
16.螺紋的公稱直徑是指它的（ 大徑 ），螺紋“M12X1.5左”的含義是 （ 左旋細牙螺紋公稱直徑12 ）。
17.螺紋的公稱直徑是指它的 ( 大徑 )。M16*2的含義是 ( 細牙螺紋外徑16螺距2 )。
18.滾動軸承代號“6215”的含義是_ （"6"_表示是普通深溝球軸承，2_是寬度系列 5是內(nèi)徑代號 ).
20.一調(diào)整螺旋，采用雙線粗牙螺紋，螺距為3毫米，為使螺母相對螺桿沿軸線移動2毫米，則螺桿應(yīng)轉(zhuǎn)___1/3______圈。
21.凸輪機構(gòu)中的壓力角是指 __輪上接觸點的切線與從動件的運動速度方向_____間的夾角。
22.在曲柄搖桿機構(gòu)中，當(dāng)曲柄等速轉(zhuǎn)動時，搖桿往復(fù)擺動的平均速度不同的運動特性稱為__急回特性_________。
23.為保證四桿機構(gòu)良好的機械性能，___傳動角__________不應(yīng)小于最小許值
25.采用螺紋聯(lián)接時，若被聯(lián)接件總厚度較大，切材料較軟，在需要經(jīng)常裝卸的情況下，宜采用_____雙頭螺栓聯(lián)接__________________。用于薄壁零件聯(lián)接的螺紋，宜采用_____三角形細牙螺紋__________________。
26.帶傳動的主動輪直徑d1=180mm,轉(zhuǎn)速n1=940rpm,從動輪直徑d2=710mm，轉(zhuǎn)速n2=233rpm,,則彈性滑動系數(shù)為ε=-0.022__。
27.以凸輪的理論輪廓曲線的最小半徑所做的圓稱為凸輪的___基圓______。
28.仿形法加工齒輪，根據(jù)被加工齒輪的__模數(shù)，齒輪__________選擇刀號。
29.圖示機構(gòu)要有確定運動需要有_______1__________個原動件。
30.國標規(guī)定：三角帶有__YZABCDE___________七種類型傳遞能力最大的為__Y__型。最小的為__E__型。代號A1000表示___A型帶基準長度1000mm______。
31.A、B、C 三種類型的普通平鍵b、h、h相同，則工作中受擠壓面積最大的應(yīng)屬_B___型。
32.機構(gòu)的最小運動單元稱為__構(gòu)件________，機器的最小制造單元稱為_零件_________。
33.螺紋聯(lián)接的基本類型主要有__螺栓聯(lián)接____________，___螺釘聯(lián)接______________，___雙頭螺柱聯(lián)接_____________， __緊定螺釘聯(lián)接_______________。
34.鏈“B18X80”的含義是____B_型鍵寬度 _ b=18mm,長度L=80mm________________。
二．判斷題：（每題1分，共20分）
1．運動副是聯(lián)接，聯(lián)接也是運動副。 錯
2．四桿機構(gòu)中，曲柄的極位夾角θ越大，機構(gòu)的急回特性也越顯著。對
3．在實際生產(chǎn)中，機構(gòu)的“死點”位置對工作都是不利的，處處都要考慮克服。錯
4．分度圓上壓力角的變化，對齒廓的形狀有影響。對
5．局部自由度是不影響其它構(gòu)件運動的個別構(gòu)件的獨立運動，因此對機構(gòu)的自由度也沒有影響。 錯
6．機構(gòu)運動簡圖只表示構(gòu)件和運動副，所以作圖的時候不考慮構(gòu)件的尺寸和形狀。 錯
7．鉸鏈四桿機構(gòu)中最短的構(gòu)件一定是曲柄。 錯
8．通過離合器聯(lián)接的兩軸可在工作中隨時分離。 錯
9．凸輪轉(zhuǎn)速的高低，影響從動桿的運動規(guī)律。錯
10．槽輪機構(gòu)的主動件一定是拔盤。錯
11．漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，由于安裝不準確，產(chǎn)生了中心距誤差，但其傳動比的大小仍保持不變。對
12．螺釘聯(lián)接用需要經(jīng)常拆卸的場合。錯
13．漸開線園柱齒輪齒廓曲線上各點的壓力角都相等，且等于20°。錯
14．同一模數(shù)和同一壓力角，但不同齒數(shù)的兩個齒輪，可以使用一把齒輪刀具進行加工。對
15．齒輪傳動時，重合度越大，傳動時就會平穩(wěn)。 錯
16．閉式軟齒面齒輪傳動，應(yīng)先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，再按彎曲疲勞強度校
核齒根的彎曲強度。對
17．蝸桿的旋向不會影響蝸輪的傳動方向。 錯
18．當(dāng)軸上有多處鍵槽時，應(yīng)使各鍵槽位于軸的同一母線上。對
19．滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。對
20．工作中轉(zhuǎn)動的軸稱為轉(zhuǎn)軸。錯
三．選擇題：（每題1.5分，共35分）
1 .對于鉸鏈四桿機構(gòu)，當(dāng)滿足桿長之和的條件時，若取 ( C )為機架， 將得到雙曲柄機構(gòu)。
A．最長桿 B．與最短桿相鄰的構(gòu)件
C．最短桿 D．與最短桿相對的構(gòu)件.
2 凸輪機構(gòu)從動桿的運動規(guī)律，是由凸輪的（ D）所決定的。
A．壓力角 B．滾子
C．形狀 D．輪廓曲線
3 對于鉸鏈四桿機構(gòu)，當(dāng)滿足桿長之和的條件時，若�。˙ ）為機架，一定會得到曲柄搖桿機構(gòu)。
A.最長桿B.與最短桿相鄰的構(gòu)件 C．最短桿 D.與最短桿相對的構(gòu)件 4 為保證平面四桿機構(gòu)良好的傳力性能，（ B）不應(yīng)小于最小許用值。壓力角 B．傳動角 C．極位夾角 D．嚙合角
5 .平面四桿機構(gòu)無急回特性時，行程速比系數(shù)(C )。
A．大于1 B．小于1 C．等于1
6 .機器與機構(gòu)的區(qū)別在于(C )。
A. 是否由各種零件經(jīng)裝配而成的組合體 B.它們各部分之間是否有確定的相對運動 C. 在工作時是否能完成有效的機械功或能量轉(zhuǎn)化
7. 曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄為主動件，則傳動角是（ D ）。
A 搖桿兩個極限位置之間的夾角 B 連桿與搖桿之間所夾銳角 C連桿與曲柄之間所夾銳角 D 搖桿與機架之間所夾銳角
8.圖示機構(gòu)中有（ A ）虛約束。
A 1個 B 2個 C 3個 D 沒有
9．在雙曲柄機構(gòu)中，已知三桿長度為a=80， b=150 ，
c=120， 則d桿長度為（ C ）。
A d<110 B d<190 C 110≤d≤190
10．下列凸輪機構(gòu)中，圖__B_____所畫的壓力角是正確的。
11．凸輪機構(gòu)從動桿的運動規(guī)律，是由凸輪（ B ） 所決定的。
A 轉(zhuǎn)速 B 輪廓曲線 C 形狀
12．圖示機構(gòu)要有確定運動，需要有（A ）原動件。
A 1個 B 2個 C 3個 D 沒有
13. 采用螺紋聯(lián)接時，若被聯(lián)接件總厚度較大，且材料較
軟，在需要經(jīng)常裝卸的情況下，宜采用（ B ）。
A 螺栓聯(lián)接 B 雙頭螺栓聯(lián)接 C 螺釘聯(lián)接
1.帶傳動中V帶是以__C__作為公稱長度的。
A.外周長度 B.內(nèi)周長度 C.基準長度 D.
14.常用螺紋的線數(shù)有單線雙線三線三種，其中用于聯(lián)接和用于傳動的各有_A______。
A.一種和兩種 B.一種和三種 C.兩種和兩種 D.兩種和三種
15.對于鉸鏈四桿機構(gòu)，當(dāng)滿足桿長之和的條件時，若取__C_______為機架，將得到雙曲柄機構(gòu)。
A.最長桿 B.與最短桿相鄰的構(gòu)件 C.最短桿 D.與最短桿相對的構(gòu)件
16.標準三角帶型號的選定，取決于__A_____。
A.傳遞的功率 B.帶的線速度 C.帶的圓周力 D.高速軸上的扭矩
17.滾動軸承的主要失效形式是 ( A )
A.疲勞點蝕和磨損
B.磨損和塑性變形
C.疲勞點蝕和塑性變形
D.
18.螺栓的強度計算是以螺紋的_A___來計算的。
A.小徑 B.中徑 C.大徑 D.
19.V帶傳動工作時，與帶輪輪槽接觸是_C___。
A.帶的底面 B.帶的頂面 C.帶的兩側(cè)面 D.
20.在不完全液體潤滑徑向滑動軸承的設(shè)計中，限制pv值的主要目的是防止軸承_A____
A.過度磨損 B.塑性變形 C.疲勞破壞 D.溫升過高
22.鍵的長度尺寸確定的方法是_C___確定。
A.按輪轂長度 B.按輪轂長度和標準系列 C.經(jīng)強度校核后再按標準系列 D.
23.對正常齒制標準漸開線直齒圓柱齒輪，當(dāng)用齒條刀具加工時，不發(fā)生根切的最小齒數(shù)，Zmin=__B__。
A.14 B.17 C.21 D.23
24.平鍵、花鍵、導(dǎo)向鍵和半圓鍵的聯(lián)接都屬于__B__。
A.緊鍵聯(lián)接 B.松鍵聯(lián)接 C.不可拆聯(lián)接 D.
25.載荷不大，多支點支承的軸系，宜選用__A___
A.深溝球軸承 B.調(diào)心球軸承 C.角接觸球軸承 D.圓柱滾子軸承
26.汽車下部，由發(fā)動機、變速器、通過萬向聯(lián)軸器帶動后輪差速器的軸，是__C____。
A.心軸 B.轉(zhuǎn)軸 C.傳動軸 D.
27.普通平鍵聯(lián)接傳遞動力是靠__B_____。
A.兩側(cè)面的摩擦力
B.兩側(cè)面的擠壓力
C.上下面的擠壓力
D.上下面的摩擦力
28.在下列四種型號的滾動軸承中，只能承受徑向載荷的是_B___。
A.6208 B.N208 C.30208 D.51208
29.下列四種螺紋中，傳動性能最好的是 ( D ).
A.粗牙普通螺紋
B.細牙普通螺紋
C.梯形螺紋
D.鋸齒形螺紋
30.普通平鍵有三種型式,其中_C___平鍵多用在軸的端部。
A.圓頭 B.平頭 C.單圓頭 D.
31.能滿足超越要求的機構(gòu)是_B___
A.外嚙合棘輪機構(gòu)
B.內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)
C.外嚙合槽輪機構(gòu)
D.內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)
32.下列四種螺紋中，自鎖性能最好的是__A_。
A.粗牙普通螺紋
B.細牙普通螺紋
C.梯形螺紋
D.鋸齒形螺紋
33.在V帶傳動設(shè)計中，若V帶帶速過大，則帶的__B_將過大，而導(dǎo)致帶的壽命降低。
A.拉應(yīng)力 B.離心拉應(yīng)力 C.彎曲應(yīng)力 D.
四．簡答題：（每題5分，共10分）
1、機構(gòu)的“死點”位置在什么情況下需要克服？在什么情況下應(yīng)當(dāng)利用？ 答： 運動時克服，固定夾緊時利用
2、簡述“二力平衡公理”和“作用力與反作用力公理”的區(qū)別。
答：一對平衡力是作用于同一物體的兩個力，大小相同，方向相反，作用在同一直線上。一對作用力與反作用力的受力物體必定是兩個，大小相同，方向相反，作用在同一直線上。
3、為什么要限制齒輪的最少齒數(shù)？
答：防止加工過程中切根（范成法加工齒輪齒數(shù)低于17發(fā)生根切 ） .
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮的因素有哪些？
答：軸的毛坯種類、軸上的載荷大小和分布情況、軸上零件的布置及固定方式、軸承種類及位置、軸的加工和裝配工藝性等方面。（軸上零件的軸向、周向定位，裝拆，加工工藝）
5、常用螺紋的種類有哪些？各用于什么場合
答：常用螺紋的種類有普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋，前兩種 主要用于聯(lián)接，后三種主要用于傳動。
6、四桿機構(gòu)曲柄存在的條件是什么？ 答：1.連架桿與機架中必有一桿為四桿機構(gòu)中的最短桿；
2.最短桿與最長桿桿長之和應(yīng)小于或等于其余兩桿之和（通常稱此為桿長和條件）。
7、齒輪的失效形式有哪些？采取什么措施可減緩失效發(fā)生？齒輪強度設(shè)計準則是如何確定的？
答：齒輪的失效形式有五種 1：輪齒折斷。減緩措施：增大齒根的圓角半徑、提高齒面加工精
度增大軸及支承的剛度。 2：齒面點蝕。改進措施：提高齒面硬度、降低表面粗糙度增大潤滑油粘度。 3：齒面磨損。改進措施：采用閉式傳動、降低齒面粗糙度保持良好的潤滑。 4：齒面膠合。改善措施：提高齒面硬度、降抵齒面粗糙度、選用抗膠合性能較好的齒輪副材料、采用抗膠合潤滑油、減少模數(shù)、降低齒高。 5：塑性變形。改善措施：提高齒面硬度、采用粘度高的潤滑油。 齒輪強度設(shè)計準則的確定是根椐齒輪傳動的工作方式
齒輪的材料、硬度、失效形式來定的。
8.一般來說，帶傳動的打滑多發(fā)生在大帶輪上還是小帶輪上？
答：小帶輪，因為它接觸面積小
9.在什么情況下凸輪機構(gòu)的從動桿才能得到運動的停歇？
答：向徑、高度無變化
11.螺紋聯(lián)接的自鎖條件是什么？在公稱直徑，螺旋升角，摩擦系數(shù)相同的情況下，試比較三角形螺紋、 梯形螺紋、矩形螺紋的自鎖性（簡述理由）。
答：螺旋升角小于當(dāng)量摩擦角；由于當(dāng)量摩擦角的關(guān)系，三角螺紋自鎖最好，矩形最差
5.為什么常將軸設(shè)計為階梯軸？
答：考慮軸上零件軸向定位、裝拆
五．計算題：（每題10分，共20分）
1．已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動的標準中心距a＝150mm，傳動比i12=4, 小齒輪齒數(shù)Z1=20。試確定這對齒輪的模數(shù)m和大齒輪的齒數(shù)Z2、分度圓直徑d2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2。
解答：Z2=iZ1=4×20=80 ha=ha*m
m=2a/(z1+z2)=2×150/100=3 mm hf= (ha*+c*)m
d2=mZ2=240mm 齒距p=πm=3.14*3=9.42mm
da2= d2+2ha*m=240+2×3=246 mm
df2= d2-2(ha*+c*)m=240-2×1.25×3=232.5mm
2. 圖示輪系中，已知z1?15，z2?25，z?2?15，z3?30，z?3?15，z?4?2（右旋），z4?30，z5?60，z?5?20（m=4mm）。若n1?500r/min，轉(zhuǎn)向如圖中箭頭所示，求齒條6線速度的大小和方向。
解：i15=z2z3z4z5/z1z2’z3’z4’=25x30x30x60/15x15x15x2=200mm
所以，n5=n1/200=500/200=2.5r/min
n5’=n5=2.5r/min
d5’=mz5’=4x20=80mm
v6=v5’=n5’πd5’/60=25x3.14x80/60=10.5mm/s
方向向右
3、圖示輪系，已知Z1=30，Z2=20，Z2`=30，`Z3=74，且已知n1=100轉(zhuǎn)/分。試求nH。 n3=0,(n1-nh)/(n3-nh)=-z2z3’/z1z2’
.N1/nh=2.64 ,nh=37.88
4.一對外嚙合齒輪標準直齒圓柱掛齒輪傳動，測得其中心距為160mm.兩齒輪的齒數(shù)分別為Z1=20，Z2=44，求兩齒輪的主要幾何尺寸。
解：m=5 ，d1=100 ，d2=220 ，da1=100+10=110 da2=220+10=230 df1=100-12.5=87.5
df2=220-12.5=207.5 p=3.14*5=15.7 s=e=7.85
5. Z1=15，Z2=25，Z3=20，Z4=60。n1 =200r/min（順時針）n4=50r/min（順時針）試求H的轉(zhuǎn)速。
解：i14^H=n1-nH/n4-nH=- (z2z4/z1z3)
(200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20 =-5
nH=75r/min
3.有一對使用日久磨損嚴重的標準齒輪需要修復(fù)。按磨損情況，擬將小齒輪報廢，修復(fù)大齒輪，修復(fù)后的大齒輪的齒頂圓要減小8mm。已知z1=24，z2=96，m=4mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25。試設(shè)計這對齒輪傳動。
解：根據(jù)題意要求中心距不變，修復(fù)大齒輪，即大齒輪負變位，小齒輪正變位。
根據(jù)大齒輪的磨損情況，通過對大齒輪進行負變位，把磨損部分切掉。 原齒輪2的齒頂圓直徑為：mz2+2ha*m=4×96+2×1×4=392 現(xiàn)齒輪2的齒頂圓直徑為：da2=392-8=384 齒輪負變位后：da2=mz2+2(ha*+x2)m 即： X2＝{(da2-mz2)/2m}-ha*＝{(384-4x96)/2x4}-1＝-1 為了保持中心距不變，可對新設(shè)計的小齒輪進行正變位，x1=-x2=1 幾何尺寸計算如下： 分度圓直徑：d1=mz1=4×24=96mm d2=mz2=4×96=384mm 齒頂圓直徑：da1=mz1+2(ha*+x1)m=4×24+2×(1+1)×4=112mm
da2=mz2+2(ha*+x2)m=4×96+2×(1-1)×4=384mm 齒根圓直徑：df1=mz1-2(ha*+c*-x1)m=4×24-2×(1+0.25-1)×4=94mm
df2=mz2-2(ha*+c*-x2)m=4×96-2×(1+0.25+1)×4=366mm
4.在圖示輸送帶的減速器中，已知z1=10，z2=32，z3=74，z4=72，z2'=30及電動機的轉(zhuǎn)速為1450r/min，求輸出軸的轉(zhuǎn)速n4。
解：由題，
1-2-3-H為行星輪系…..（1）
1-2-2’-4-H為差動輪系…….（2）
4-2’-2-3-H為行星輪系
由（1）得：i1H=n1/n4=1-i13^H=42/5
由（2）得：i14H=(n1-nH)/(n4-nH)=-(z2z4)/(z1z2’)=-192/25 聯(lián)立上式得：n4=6.3r/min，方向與n1相同
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