机械设计基础习题集答案-副本

1、机械设计基础练习题集解二OO八年三月机械设计基础（本科）习题集答案绪论一、 填空1.（1）是构件系统，（2）传递运动和力。 （3）包含电气、液压等其他装置，（4）具有变换和传递能量、物料、信息的功能。2.机械3.连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇运动机构二、 选择题1B 2 .C；B 3.D 4. D三、 判断题1.2.×3.×4.×第一章 平面机构的自由度和速度分析一、填空题1. 两构件直接接触形成的可动联结2. 由点、线接触构成；由面接触构成的3. 用简单的线条和规定的运动副符号，按一定的比例尺绘制的；表示机构各构件间相对运动关系的简单图形4. 原动件、

2、从动件、机架5. 原动件数等于机构的自由度F的数目，且F0二、选择题1.A，B 2.C 3.D；C；B三、判断题1.×2.×3.×四、 计算1-5. F=3×62×81=1 具有一处局部自由度1-6. F=3×82×111=1 具有一处局部自由度1-7. F=3×82×11=2 1-8. F=3×62×81=11-9. F=3×42×42=2 具有一处局部自由度1-10. F=3×92×122=1 具有一处局部自由度；一处复合铰链；一处虚约束1-

3、11. F=3×42×42=2 具有一处复合铰链；1-12. F=3×32×3=3 第二章 平面连杆机构（作业一）一、 填空题1. 曲柄的极位夹角0，且曲柄为主动件2. 行程速比系数；K=（180o+）/（180o）3. 摇杆；连杆和曲柄二、 选择1.C 2.B；F 3.A，B， 4.A；D三、 判断题1. × 2. 3. ×四、 计算题1、正弦定理： （）余弦定理： 2、对于导杆机构，第二章 平面连杆机构（作业二）一、 填空题1. 最短杆与最长杆长度之和小于等于另两杆长度之和2. 双曲柄；曲柄摇杆；双摇杆；双摇杆3. 曲柄摇杆或曲柄

4、滑块；曲柄长二、 选择题1.D； C,E； A； C,E 3.B，C，G 4.A，B，C，D，F，G 5.F； E 6.C（见右图） 7.C三、判断题1. × 2. × 3. × 4. × 5. ×五、 作图计算1. F=3×52×7=1 应有一个主动件2.曲柄摇杆机构，摇杆滑块机构3.AFE4.机构具有急回特征，=C2AC15.最大行程为F1F2=L6.存在死点，F处于极限位置时，ABC共线，有两处。7.L=2DE=48第三章 凸轮机构（作业一）一、 填空题1. 盘形凸轮；移动凸轮；圆柱凸轮2. 尖顶从动件；平顶从动件；滚

5、子从动件3. 等速运动、等加速等减速、简谐；开始；终了；刚性；柔性4. 的最小向径rmin 5. 3 ；2 ；1；4 ；二、 选择题1.C；D 2.B 3.B 4.C第三章 凸轮机构（作业二）一、 填空题1. 紧凑；过大 ；降低； 自锁 ； 尖点或交叉2. 大； 小于理论轮廓线外凸部分的最小曲率半径3. 从动件运动方向和接触轮廓的法线方向之间所夹的锐角4. 从动件导路偏离凸轮回转中心得距离；从动件导路向推程相对速度瞬心得同侧偏置二、 选择题1.F 2.B三、 判断题1. × 2. × 3. × 4. 四、 作图题第六章 间歇运动机构一、 选择题1.B 2.D 3.

6、B 4.B二、 填空题1. 槽轮、拨盘、机架2. 棘轮机构、槽轮机构3. 构造简单、机械效率高、运动平稳。第十章 联接（作业一）一、 选择题1.A 2.B 3.B，D；G 4.C 5.B 6.D 7.C，E，B 8.B 9.C二、 填空题1. 普通螺纹；管螺纹2. 紧固联接；紧密联接3. 单向传动；双向传动4. ； 高； 45o5. 管子的公称通径三、 简答题普通细牙螺纹：升角小，小径大，自锁性好，强度高，但不耐磨，易滑扣；适用于薄壁零件，受动载荷的联接，微调机构的调整。粗牙螺纹：升角大于细牙螺纹，小径小于细牙螺纹，不易滑扣，较耐磨，拆卸方便，广泛应用于紧固联结中四、 计算题1. （P161

7、题10-1）2. 大于M20，M20×1.5的螺纹升角，故M20，M20×1.5均可自锁。3.（P161 题10-2）M20： 查P137表10-1 P=2.5，d2=18.376，n=1M20×1.5：P=1.5，查表10-1计算式，d2=20-0.6459P=19.026 M20×1.5自锁性能较好4. （P161 题10-3） 5. （P161 题10-4）（1） （2）（3） （4）第十章 联接（作业二）一、 选择题1.A，C，B 2.B 3.A 4.C，A 5.A，C，D，F二、 填空题1. 螺栓联结，双头螺柱、螺钉、紧定螺钉2. 不加工，方便

8、，低；没有，横向3. ； 4. 螺栓剪切面的数目；螺栓剪切面的直径；螺栓杆与被联接件孔壁间接触受压的最小轴向长度三、 简答题1. 小直径的螺栓装配时，如拧紧力过大易将螺栓拉断，对重要的有强度要求的螺栓联接，若拧紧程度仅凭工人经验，无控制拧紧力矩措施，则不宜选用小于M20 M16的螺栓。2. 螺栓杆拉断，螺纹的压溃或剪断，经常拆卸时因磨损而发生滑扣3. （1）利用附加摩擦力防松，如弹簧垫片、对顶螺母、尼龙锁紧螺母（2）采用专门防松元件：如开口销、带翅垫片，止动垫片（3）其他防松：如冲点、粘合4. 在静载荷或工作温度变化不大时不会松脱，但在冲击、振动、交变载荷作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，使联

9、接松脱，此外工作温度较高，也可能由于变形而发生松脱，故必须考虑防松问题。四、 计算题（P161 题10-5） N按公式（10-13）： N答：牵引力不得大于1816.5N。第十章 联接（作业三）一、 填空题1. 拉断；压溃或剪断；因磨损而滑扣。疲劳断裂；应力集中；螺栓头部、螺纹收尾部和支承面所处的螺纹部2. F0Fa；螺纹刚度，拉伸载荷Fa3. 增加；减少；避免4. 预紧力5. 受预紧力所产生的拉应力和螺纹力矩所引起的扭切应力；受预紧力所产生的压应力6. 螺纹副相对转动的阻力矩T1；螺母支承面上的摩擦阻力矩T27. 降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹各圈间的载荷分布；避免或减少附加应力。二

10、、 简答题普通螺母轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的，旋合圈数越多，载荷分布的不均匀程度越显著，到第810圈之后，螺纹几乎不受载荷，故螺母圈数不宜大于10。三、 计算作图1.（1）残余预紧力KN （2）螺栓所受总轴向载荷：KN （3）螺栓所受工作载荷：KN （4）载荷与变形的关系图如右所示：第十章 联接（作业四）一、 选择题1.B；F；D 2.D；B；C 3.B 4.B；1.5；E；F 5.D；B6. E；B二、 判断题1. × 2. × 3. 4. × 5. × 6. × 7. 三、 填空题1. 压缩和磨损；键的剪断2. 实现轴上零件的

11、轴向移动,构成动联接；用螺钉将键固定在轴槽中,起键用,便于装卸。3. 平键、半圆键、楔键、切向键；楔键、切向键4. 实现轴和轴上零件间的固定，以传递扭矩，有的键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动四、 计算题轴颈55，则b=16，h=10，L=100，选用C型键联轴器为铸铁，静载荷：查表10-10 ，p=7080 N/mm2 N/mm2键联接强度通不过，不安全。第十三章 带传动（作业一）一、 选择题1.A；C；D 2.C 3.C 4.C 5.B二、填空题1. 楔形效应；摩擦力；较大；较大 2. 接触面；摩擦力3. 两轮直径 4. 平带、V带、特殊截面带5. 强力、填充物、外包 6. 带与带轮

12、接触弧所对的中心角；越大7. 调节中心距；张紧轮；小轮；小轮；松；外 三、简答题优点：适用于中心距较大的传动，带具有良好的弹性，可缓冲吸振，具有过载保护作用，结构简单，成本低缺点：外廓尺寸大，需张紧装置，传动比不准确，寿命短，效率低。五、 判断题1. 2.× 3.× 4. 5. 6. 7.× 8.× 9.×第十三章 带传动（作业二）一、 选择题1.C 2.C 3.C 4.D 5.C 6.B 7.C 8.A二、 填空题1. 等于；主；紧；松；有效拉力2. 拉应力；离心拉应力；弯曲应力3. 减低；缩短；增大；伸长三、 判断题1. 2. 3.

13、5; 4.× 5. 6.× 7.× 8.× 9.× 10. 11.× 12.× 13.14.× 15.16.×四、 作图题第十三章 带传动（作业三）一、 择题1.D 2.A；B 3.B；C 4.A 5.C 6.D 7.B 8.B二、 填空题1.2.过载引起的全面滑动；拉力差；圆周力3.磨损；降低；失效4.带工作时颤动三、 判断题2. × 3. × 4. ×四、 简答题1. 带传动中，在其他条件不变时，包角越大，带的摩擦力和能传递的功率也越大，即包角与所能传递的圆周力成正比，而

14、在圆周力一定时，带速与传递的功率成正比，故为防止传动失效，应限制最小包角与带速。2. 与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的传动比；需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低；中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点是：瞬时链速和瞬时传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪音。五、 计算题1）（P239 题13-1）（ 165.7°） 2）（P239 题13-2） 第四章 齿轮传动（作业一）一、 选择题1.B 2.A，B，C，D，F 3.

15、B 4.A，B，F 5.C6.C；D 7.E；F；D；B二、 填空题1. 共轭齿廓；一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心线O1O2被齿廓接触点公法线所分割的两线段长度成正比。2. 基；法线与齿廓上该点速度方向所夹的锐角3. 基，保持原值不变；节4. 公切线；啮合线；渐开线在节圆上；齿廓间压力方向；不变三、 判断题1. 2. × 3. × 4. 5. ×四、 其他1. （书本题4-1）小齿轮：d=mz1=3×19=57 ha=ha*m=3 hf=（ha*+c*）m=1.25×3=3.75 c= c*m=0.25×3=0.75 a=m/2&#

16、215;（z1+ z2）=90 da=d+ 2ha=d+2ha*m=57+2×3=63 df= d- 2hf =57-2×3.75=49.5 db=dcos=57×cos20o=53.56 e= s=m/2=4.7124 p=e+s=9.4248大齿轮：d=mz2=3×41=123 ha= 同上 hf= 同上 c= 同上 a= 同上 da= 123+6=129 df= 123-7.5=115.5 db= 123×cos20o=115.58 e= s= 同上 p=e+s= 同上2.（书本题4-2） 根据a=（m/2）（z1+z2） m=2a/（z

17、1+z2）=2×160/（20+60）=4 d1=m z1=4 ×20=80 d2=m z2=4 ×60=2403.（书本题4-3） 根据da=d+2 ha= m z+ 2ha*m=m（z+2 ha*） m=da/（z+ ha*）=135/27=5 d= m z=5×25=1254.（书本题4-4）请注意下标一定要按规定标写 分度圆上：d=mz=5×40=200 压力角=20o 曲率半径=（d/2）×sin=100×sin20o=34.2 基圆上： db= d×cos=200×cos20 o=187.94

18、压力角b=arccos（db/ db）=0o 曲率半径b=（db/2）×sinb=0 齿顶圆上：da=d+ 2ha=d+2ha*m=200+2×1×5=210 压力角a=arccos（db/ da）=26.50o 曲率半径a=（da/2）×sina=105×sin26.50o=46.85第四章 齿轮传动（作业二）一、选择题2. E； F； A、B、C、D； G； E； F； C； E； G； F3. B； D； E； B4. B； C； D； C5. C； E； G6. A； D7. D二、填空题1. 满足齿廓啮合基本定律和连续传动条件2. 制

19、成齿数小于Zmin而无根切的齿轮；实现非标准中心距的无侧隙传动；使大小齿轮的抗弯能力比较接近3. 齿顶线超过啮合线的极限时；齿根的渐开线；齿数ZZmin不发生根切最少齿数4. 范成法；成形法三、判断题 1. × 2. × 3. 第十一章 齿轮传动一、选择题 1.C；D 2.D；A；A；D 3.A 4.A 5.A； 6.C 7.D2、 填空题 1.齿面磨损；疲劳点蚀2. 磨粒磨损；跑合磨损；闭式传动；新制齿轮副3. 轮齿折断，点蚀，胶合，磨损，塑性变形4. 接触；疲劳裂纹；齿根表面靠近节线；越强；齿面磨损快，点蚀来不及出现或扩展即被磨掉5. 因啮合区温度升高；齿面间的润滑油膜

20、不易形成 6.齿形误差，齿距误差，齿向误差，两轴线不平行，传递运动的精确性、传动的平稳性、载荷分布的均匀性 7.齿根较薄，弯曲强度较低；受载次数较多；高HB2050；承载能力较高8.；在齿廓的节点C上； 沿啮合线即法向力方向9.中心距a；齿轮直径；弯曲强度三、简答题理论上名义载荷沿齿宽均匀分布，但由于轴和轴承的变形，传动装置制造安装误差等原因，使载荷分布不均匀，有载荷集中现象；由于各种原动机和工作机的特征不同，齿轮制造误差及轮齿变形，引起动载荷；故用计算载荷KFn代替名义载荷Fn斜齿轮作业一、选择题1.C；E 2.D；C 3.C 4.A；B；B；A；B二、填空题1. 两轮的模数和压力角必须相等

21、，且分度圆柱螺旋角相等，一为左旋一为右旋2. ；3. 齿廓接触线是斜线，一对齿是逐渐进入逐渐退出啮合，传动平稳；重合度大，承载能力高；最少齿数小于17；适于高速传动；会产生轴向力，使轴定位结构复杂4. ，主动轮上与运动方向相反，从动轮与运动方向相同 ，两轮均指向各自轴心 ，主动轮右旋用右手，左旋用左手，四指为旋转方向，拇指为方向，从动轮轴向力与主动轮方向相反；三、计算题 中间齿轮3左旋。圆锥齿轮作业一、填空题1. 两轮大端模数和压力角分别相等，两轮外锥距相等2. 球面渐开线；133. 大端；位于齿宽中点4. ，主动轮上与运动方向相反，从动轮上与运动方向相同； ，垂直指向齿轮轴线 ，背着锥顶，由

22、小端指向大端5. 中线；分度圆；正变位二、选择题1.A；F 2.B三、计算作图1. Z4左旋，转向，2. 3. Nmm mm N N N N第十二章 蜗轮蜗杆传动作业一、填空题1. ；2. 阿基米德；渐开线3. 蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面；渐开线齿轮和齿条4. 可获得很大的传动比、结构紧凑、传动平稳；噪音较小，传动效率较低、成本较高5. 碳钢或合金钢；青铜6. 轮齿啮合的功率损耗、轴承中的磨损损耗、搅动油箱内润滑油的油阻损耗7. 减少刀具的数量并便于标准化；d1/m；大；大；小8. 轴向；2T1/d1；与主动轮旋转方向相反圆周；2T2/d2；右；转向；拇指Ft2×tan；分别由受

23、力点指向各自的轴心二、选择题1.A 2.C 3.D 三、判断题 1. 2. × 3. 4. × 5. ×三、问答题 蜗杆转动中由于齿面间存在较大的相对滑动速度vs，产生热量，使润滑油温升高而变稀，润滑条件变坏，增大胶合的可能性，从而影响蜗杆传动的承载能力。蜗杆为左旋，因此采用左手判断出蜗杆轴向力方向Fa1，由此得蜗轮圆周力Ft2因此蜗轮转向是（左视图）中的顺时针方向。Fa四、课本12-2；第五章 轮系作业一、填空题1. 行星；1；差动；2二、选择题1.E 2.E三、判断题1.× 2. × 3. × 4.1. 课本5-1 四、计算3.课

24、本5-42.课本5-25. 课本5-56. 课本5-66. 课本5-87. 课本5-158. 课本5-19该轮系为混合轮系：其中2-2，1-1，5，-5，4，-4为定轴轮系 （1）并且 （2）由2，3-3，4，H组成差动轮系将（1）和（2）式代入上式： 得到：第十四章 轴作业一、填空题1. 转轴 、传动轴、心轴；传动轴；转轴；只承受弯矩不传递转矩；心轴2. 轴向；周向3. 便于轴上零件的装拆；轴头；轴颈；轴肩4. 降低应力集中，提高轴的疲劳强度二、选择题1.A 2.D 3.D 4.D 5.B 6.D 7.C 8.B 9.D 10.C 11.C 第十五章 滑动轴承作业一、填空题1. 干摩擦、边界

25、摩擦、液体摩擦、混合摩擦2. 摩擦系数小；导热性好，热膨胀系数小；耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；有足够的强度和塑性3. 降低磨擦功耗，减少磨损；同时起到冷却、吸振、防锈等作用4. 液体润滑剂润滑油；半固体润滑剂润滑脂；固体润滑剂5. 油性、粘度；滴点、针入度6. 动力；帕·秒（Pa·s）；运动；斯（st）或厘斯（cst）；降低7. 粘度大；粘度小；润滑脂8. 动力；润滑油密度9. 增大；减小10. 表征液体流动的内摩擦性能二、选择题1.D 2.B 3.A 4.C 5.C 三、判断题1.× 2. × 3. ×四、简答题1. 形成动压油膜的条件是：两工作表面间必须有楔形间隙；两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体；两工作表面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面流出。同时使载荷、速度、粘度及间隙的能够匹配恰当。2. 轴承合金有锡锑轴承合金和