机械设计基础复习题

TOC\o"1-5"\h\z.构件是机械中独立制造的单元.〔F〕.能实现确定的相对运动,又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器.〔T〕.机构是由构件组成的,构件是机构中每个作整体相对运动的单元体.〔T〕.所有构件一定都是由两个以上零件组成的.〔F〕^I图I一连杆体3一连杆温3一地瓦4-蝶柞5^I图I一连杆体3一连杆温3一地瓦4-蝶柞5-情形螭母6—仃口销7—铀突A机构B零件C部件D构件.一部机器一般由原动机、传动局部、工作机及限制局部组成,本课程主要研究〔B〕.A原动机B传动局部C工作机D限制局部三、.构件是机械的运动单元体,零件是机械的制造单元体..机械是—机器和_机构—的总称.平面机构的自由度TOC\o"1-5"\h\z.两构件通过点或线接触组成的运动副为低副.〔F〕.机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形.〔F〕.两构件用平面低副联接时相对自由度为1.〔T〕.将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1.〔F〕.运动副是两构件之间具有相对运动的联接.〔F〕.对独立运动所加的限制称为约束.〔T〕.由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉,故设计机构时应尽量防止出现虚约束〔F〕.在一个确定运动的机构中,计算自由度时主动件只能有一个.〔F〕.两构件通过〔B〕接触组成的运动副称为tWj副.A面B点或线C点或面D面或线.一般情况下,门与门框之间存在两个钱链,这属于〔C〕.A复合钱链B局部自由度C虚约束D机构自由度.平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于〔C〕数.B从B从动件C主动件.所谓机架是指〔D〕的构件.A相A相对地面固定B运动规律确定C绝C绝对运动为零D作为描述其他构件运动的参考坐标点5.两5.两构件组成运动副必须具备的条件是两构件〔D〕.A相对转动或相对移动C相对运动恒定不变三、填空题B都是运动副D直接接触且保持一定的相对运动.机构是.机构是由假设干构件以—运动副相联接,并具有确定运动的组合体..两构件通过__点或_线接触组成的运动副为局副.3.m个构件组成同轴复合镀链时具有—m-1―个回转副.四、简做题.何为平面机构组成机构的所有构件都在同一平面内或几个互相平行的平面内运动,这种机构称为平面机构..试述复合校链、局部自由度和虚约束的含义为什么在实际机构中局部自由度和虚约束常会出现复合钱链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联接时就构成了复合校链.局部自由度：在机构中,有些构件所产生的运动并不影响其他构件的运动,这种构件运动的自由度称为局部自由度.虚约束：对机构的运动不起独立限制作用,这种约束称为虚约束.局部自由度的使用是为了减小高副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦.虚约束的引入可以增加构件的刚性,改善构件的受力情况,提升工作性能,提升稳定性等.平面连杆机构一、判断题〔正确T,错误F〕TOC\o"1-5"\h\z.任何平面四杆机构出现死点时对工作都是不利的,因此应设法防止.〔F〕.钱链四杆机构存在曲柄的条件是最短杆与最长杆之和大于或等于其余两杆长度之和.〔F〕.低副联接的三个构件不能组成机构,只能构成一个构件.〔T〕.机构处于死点位置时,机构中的从动件将出现自锁或运动不确定现象.〔T〕.极位夹角是从动件在两个极限位置时的夹角.〔F〕.在钱链四杆机构中,通过取不同构件作为机架,那么可以分别得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机.〔F〕.平面四杆机构中,压力角越小,传动角越大,机构的传动性能越好,效率越高.〔T〕二、单项选择题.在以下平面四杆机构中,无论以哪一构件为主动件,都不存在死点位置〔C〕.A曲柄摇杆机构B双摇杆机构C双曲柄机构D曲柄滑块机构.为使机构顺利通过死点,常采用在高速轴上装〔B〕增大惯性.A齿轮B飞轮C凸轮D蜗轮.当曲柄为主动件时,曲柄摇杆机构的最小传动角ymin总是出现在〔C〕.A连杆与曲柄成一条线时B连杆与机架成一条线时；C曲柄与机架成一条线时D曲柄、连杆与机架成一条线时..无急回特性的平面四杆机构,其极位夹角为〔B〕.A-：：:0B--0C--0D-.0.一曲柄摇杆机构,假设改为以曲柄为机架,那么将演化为〔C〕A曲柄摇杆机构B双曲柄机构C双摇杆机构D导杆机构.较链四杆机构ABCD中,AB为曲柄,CD为摇杆,BC为连杆.假设杆长lAB=30mm,lBC=70mm,lCD=80mm,那么机架最大杆长为〔C〕A80mmB100mmC120mmD150mm.在以下平面四杆机构中,一定无急回特性的机构是〔C〕A曲柄摇杆机构B摆动导杆机构C对心曲柄滑块机构D偏置曲柄滑块机构三、填空题.在曲柄摇杆机构中,当曲柄等速转动时,摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为急回特性..当压力角a大到某一数值时,不管推力为多大,都不能使从动件运动,凸轮机构将发生自锁..平面四杆机构中,行程速比系数为K,那么极位夹角的计算公式为8=180.*k-1/k+1o四、简做题.何为平面连杆机构平面四杆机构具有哪些根本特征由假设干个构件用低副联接组成的平面机构称为平面连杆机构.平面四杆机构的根本特征包括：急回特性,传动角,压力角,死点..钱链四杆机构存在曲柄的必要条件是什么钱链四杆机构有哪几种形式,如何判断钱链四杆机构存在曲柄的必要条件是机构中最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和.较链四杆机构的根本形式有①双曲柄机构一一最短杆为机架；②曲柄摇杆机构一一最短杆的相邻杆为机架；①双摇杆机构一一最短杆的相对杆为机架.凸轮一、判断题〔正确T,错误F〕TOC\o"1-5"\h\z.凸轮机构出现自锁是由于驱动力小造成的.〔F〕.在凸轮从动件运动规律中,等速运动的加速度冲击最小.〔F〕.适用于高速运动的凸轮机构从动件运动规律为余弦加速度运动.〔T〕.基圆是凸轮实际廓线上到凸轮回转中央距离最小为半径的圆.〔F〕.假设要使凸轮机构压力角减小,应增大基圆半径.〔T〕.凸轮机构的从动件按简谐运动规律运动时,不产生冲击.〔F〕二、单项选择题.设计凸轮机构,当凸轮角速度和从动件运动规律时,那么〔B〕.A基圆半径越大,压力角越大B基圆半径越小,压力角越大C滚子半径越小,压力角越小D滚子半径越大,压力角越小.凸轮机构的从动件选用等加速等减速运动规律时,其从动件的运动〔B〕A将产生刚性冲击B将产生柔性冲击C没有冲击D既有刚性冲击又有柔性冲击.在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构时,假设发生运动失真现象,可以〔C〕.A增大滚子半径B减少基圆半径C增大基圆半径D增加从动件长度.在以下凸轮机构中,从动件与凸轮的运动不在同一平面中的是〔D〕.A直动滚子从动件盘形凸轮机构B摆动滚子从动件盘形凸轮机构C直动平底从动件盘形凸轮机构D摆动从动件圆柱凸轮机构.与连杆机构相比,凸轮机构最大的缺点是〔C〕.A设计较为复杂B惯性力难以平衡C点、线接触,易磨损D不能实现间歇运动.〔C〕有限值的突变引起的冲击为刚性冲击.A位移B速度C加速度D频率三、填空题.设计凸轮机构,假设量得其中某点的压力角超过许用值,可以用增大基圆半径方法使最大压力角减小..凸轮机构是由凸轮、从动件、机架三个根本构件组成的..理论轮廓曲线相同而实际轮廓曲线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构,其从动件的运动规律是相同的..凸轮轮廓形状由从动件的运动规律决定.I1.说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合.凸轮机构常用从动件运动规律包括：①等速运动规律,速度突变,存在刚性冲击,常用于低速和从动件质量较小的凸轮机构中.②等加速等减速运动规律,加速度突变,存在柔性冲击.常用于中速的凸轮机构中.③简谐运动规律,加速度突变,存在柔性冲击.常用于高速的凸轮机构中.齿轮机构一、判断题〔正确T,错误F〕TOC\o"1-5"\h\z.齿廓啮合根本定律是两齿轮齿廓过任意接触点的公法线必通过连心线上一个定点.〔F〕.为保证齿轮传动瞬时角速度之比恒定,齿廓曲线必须采用渐开线.〔F〕.渐开线的形状决定于基圆的大小.〔T〕.渐开线直齿圆柱齿轮传动可以看成为一对分度圆纯滚动.〔F〕.渐开线齿轮传动啮合角等于分度圆压力角.〔F〕.正常齿渐开线标准直齿外齿轮齿根圆有可能大于基圆.〔T〕.斜齿圆柱齿轮的标准模数和压力角在法面上.〔T〕.斜齿圆柱齿轮传动的重合度大于相同端面模数的直齿圆柱齿轮的重合度.〔T〕.斜齿圆柱齿轮不根切的最少齿数小于直齿圆柱齿轮的最少齿数.〔T〕.两个斜齿圆柱齿轮只要法面模数相等、法面压力角相等,那么不管二者的分度圆螺旋角是否相等均能正确啮合.〔T〕.负变为齿轮分度圆齿槽宽小于标准齿轮的分度圆齿槽宽.〔F〕.斜齿圆柱齿轮传动调整中央距可采用改变分度圆螺旋角,也可以采用齿轮变位.〔T〕.只要齿轮的最少齿数小于17,那么采用任何齿轮轮齿加工方法都会出现根切现象.〔F〕.一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条件是两轮模数相等、压力角相等和两轮的锥距相等.〔F〕二、单项选择题.渐开线齿廓上某点的压力角是指该点所受正压力方向与〔C〕方向线之间所夹的锐角.A滑动速度B相对速度C绝对速度D转速.渐开线齿廓在其圆上的压力角为〔C〕.A20°B15°C0°D45°.渐开线标准齿轮是指模数、压力角、齿顶高系数和径向间隙系数均为标准值,且分度圆齿厚〔A〕齿槽宽的齿轮.A等于B小于C大于D不确定.当齿轮中央距稍有改变时,〔A〕保持原值不变的性质称为可分性.A瞬时角速度之比B啮合角C压力角D重合度.渐开线齿轮传动的啮合角等于〔D〕上的压力角.A基圆B分度圆C齿顶圆D节圆.渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是〔D〕相等.A齿数B模数C分度圆压力角D基圆齿距.渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与〔B〕A分度圆齿距B基圆齿距C理论啮合线长度.斜齿轮端面模数〔C〕法面模数.A小于B等于C大于.正变位齿轮的分度圆齿厚〔C〕标准齿轮的分度圆齿厚.A小于B等于C大于.齿轮变位后,〔D〕发生了改变.A分度圆B基圆C模数的比值.D公法线长度D不一定D小于且等于D齿根圆*11.用标准齿条型刀具加工ha=1.0、3=201的渐开线标准直齿轮时,不发生根切的最少齿数为〔c〕.A15B16C17D18三、填空题.渐开线的形状取决于基圆大小,基圆半径越大,渐开线越平直..渐开线齿廓上任一点的压力角为过该点的法线与该点的绝对速度方向线所夹的锐角,渐开线上离基圆越远的点,其压力角越大..渐开线齿廓的优点：〔1〕具有可别离性：〔2〕啮合角为常数;〔3〕齿廓间作用力的大小和方向均不变..模数是齿轮最重要的参数,已经标准化,其数值为分度圆齿距与无之比,模数越大,轮齿尺寸越大,承载水平越强..渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是模数相等、分度圆压力角相等..渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件为窜合縻大干1..齿轮轮齿切削法按原理分为展成法和仿形法两大类..用同一把标准齿条刀具加工齿数相同的标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮,三者的齿数、模数、压力角、分度圆和基圆不变,正变位齿轮分度圆齿厚增大,齿槽宽减小.四、简做题.简单表达齿廓啮合根本定律.齿廓啮合根本定律是要使两齿轮的传动比为定值,那么要满足不管两齿廓在哪一点接触,过接触点的公法线与连心线始终交于一定点..请写出一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件、连续传动的条件.一对标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两轮的模数相等和两轮的分度圆压力角相等；其连续传动的条件是两轮传动的重合度大于等于1..一对标准安装的正常齿标准渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动.模数m=10mm,主动轮齿数4=18,从动轮齿数z2=24,主动轮在上,逆顺时针转动.试求：(1)两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆齿距、分度圆齿厚、分度圆齿槽宽、齿顶圆压力角和两轮中央距.(2)以一定比例作齿轮端面传动图,在图上注明基圆、分度圆、齿顶圆、齿根圆、实际啮合线段和理论啮合线段.解：(1)分度圆直径分别为d1=mz1=1018=180mmd2=mz2=1024=240mm齿顶圆直径分别为da1=mz12haJ=101821.0200mmda2=mz22ha=102421.0=260mm齿根圆直径分别为df1=m%-2h；c*I-1018-21.00.25L155mmdf2=mz2-2h；c*=1024-21.00.25]=215mm基圆直径分别为db1=d〔cos：=180cos20=169.145mmdb2=d2cos：=240cos20'=225.526mm分度圆齿距分别为p1=p2=m：=10二=31.416mm分度圆齿厚分别为TOC\o"1-5"\h\z1…一」“s1p131.416=15.708mm21s2p231.416=15.708mm2分度圆齿槽宽分别为1〜/cce1p131.416=15.708mm21e2=-p2=-31.416=15.708mm2齿顶圆压力角分别为:「arccos%二arccosU=32151

da1200[a2=arccos^-b2=arccos225.526=295028da2240两轮中央距为

1..11a=—d1d2=—mz1z2=—101824=210mm(2)基圆、分度圆、齿顶圆、齿根圆入图所示.N1N2为理论啮合线段,AE为实际啮合线段.%轮系一、判断题〔正确T,错误F〕TOC\o"1-5"\h\z1,定轴轮系是指各个齿轮的轴是固定不动的.〔F〕2.单一周转轮系具有一个转臂.〔T〕3,单一周转轮系中央轮和转臂的轴线必须重合.〔T〕4,周转轮系中的两个中央轮都是运动的.〔F〕5,转化轮系的传动比可用定轴轮系求解,因此转化轮系中igj=ng/nj的数值为有齿轮g到j间所有从动轮齿数相乘积与所有主动轮齿数相乘积的比值.〔F〕6,行星轮系和差动轮系的自由度分别为1和2,所以只有差动轮系才能实现运动的合成或分解.〔T〕二、单项选择题1,行星轮系的自由度为〔A〕.A1B2C3D1或22.(C)轮系中必须有一个中央轮是固定不动的.A定轴B周转C行星D差动3.(D)轮系中两个中央轮都是运动的.A定轴B周转C行星D差动4.(B)轮系不能用转化轮系传动比公式求解.A定轴B混合C行星D差动5.每个单一周转轮系具有〔B〕个转臂.A0B1C2D36.每个单一周转轮系中央轮的数目应为〔D〕.A3B2C1D1或27.每个单一周转轮系中,转臂与中央轮的几何轴线必须〔D〕.A交错B相交C重合D平行8.两轴之间要求多级变速传动,选用〔A〕轮系适宜.A定轴B行星C差动DB和C9.三轴之间要求实现运动的合成或分解,应选用(C).A定轴轮系B行星轮系C差动轮系DA和BTOC\o"1-5"\h\z三、填空题1,轮系的主要功用是传动距离较远、变速与换向、获得大传动比、合成或分解运动.2,定轴轮系是指轮系传动时每个齿轮的轴线相对机架都是固定的.3,周转轮系是指轮系中至少有一个齿轮的几何轴线相对机架是不固定的.4,求解混合轮系的传动比,首先必须正确地把混合轮系划分为定轴轮系和各单一周转轮系.并分别列出它们的传动比计算公式,找出其相互联系,然后联立求解.

4.在图示的轮系中,zi=20,Z2=30,Z3=15,Z4解:该轮系为行星轮系.=65,ni=150r/min,Z4解:该轮系为行星轮系.iihTOC\o"1-5"\h\zhiZ2Z43065iih=i_ii4=i—1二-4=i=7.5ZiZ320i5nH=2=15°=20r/min

iiH7.5行星架H的转向与齿轮i的转向相同.5.在图示周转轮系中,各齿轮的齿数Zi=i5,z2=25,z2,=20,z3=60,齿轮i的转速ni=200r/min,齿轮3的转速飞=50r/min,其转向相反,求行星架h的转速nH的大小和方向.那么有解：该轮系为差动轮系.(i)(2)(3)ni行星架iHii3ni一nHZ2Z3n3-0hni-0h=50h设齿轮5n3转速为正,2560「二-5,i520ni5n30h;那么齿轮3转速为负,那么有2005-505050=-8.33r/min6H的转向与齿轮i的转向相反,而与齿轮3的转向相同.6.图示轮系中,z〔=60,z2=i5,z2,=20,各轮模数均相同,求Z3及iiH.解：该轮系为一行星轮系.(i)由同心条件得ii-mZi-Z2=-mZ3-Z222那么有z3=ziz2-z2=6020-i5=65HZ2Z3(2)iiH=i-k=i-二i一ZiZ2齿轮i与行星架H的转向相同.i56536020i67.图示轮系中,z〔=40,Z2=20,齿轮1的转速n〔=120r/min,求23及行星架的转速nH=0时齿轮3的转速n3(大小及方向).解:距,Z3i13该轮系为一■差动轮系.(1)根据同心条件,轮1和轮2的中央距应等于轮3和轮2的中央对于标准齿轮,相啮合的齿轮模数相等,故「3一「2=A.那么有1mz3=—mz1mz222=z12z2=40220=80(2)当nH=0时,即行星架h固定,该轮系成为定轴轮系,niZ380八n1一二-2,n3二一n3Zi40Il3120—=-60r/min2齿轮3的转向与齿轮1的转向相反.8.求如下图轮系的传动比i14,Z1=z2,=25,z2=z3=20,zh=100,z4=20.解：该轮系为一混合轮系.西51(1)(2)(3)该轮系的齿轮1,2,2,3和行星架H组成行星轮系,其传动比为2Z2Z3di1H-1--1=1-Z1Z2-由齿轮4和行星架nHiH4-n420219252525H组成定轴轮系,其传动比为Z4Zh20i14n1一—i1Hn49——x25100511、齿轮1与齿轮4的转向相反.—1=-5125i_ni_nH_z42011H4—n4zh10059119⑶i14——11H'iH4=X।—n425<5J125齿轮1与齿轮4的转向相反.9.在如下图轮系中,各齿轮均为标准齿轮,并其齿数分别为,乙=34,z2=22,z3=78,Z4=18,Z5=35,4=88,计算传动比11H2.解：该轮系为一混合轮系.(1)由齿轮1,2,3和行星架H组成行星轮系,其传动比为d/Z2Z3d20219IlH=1--1=1-二ZiZ2252525(2)由齿轮4和行星架H组成定轴轮系,其传动比为10.求图示卷扬机减速器的传动比11H.假设各轮的齿数为乙=24,z2=4810.求图示卷扬机减速器的传动比Z3：-20,4=40,4—100解：该轮系为一混合轮系.(1)由齿轮3、4、4/组成定轴轮系,其传动比为TOC\o"1-5"\h\z%%z〃100134n==-二-二一5n)4n)Hz320得n3=-5nH(2)由齿轮1,2,2,3和行星架H组成差动轮系,其传动比为.hn〔—nHz2z44860I13二二二--——二-4n3-n4z1z22430得n〔一nH=4nH-%(3)联立求解n[=5nH-4n3=25nH,所以.n111H--25nH齿轮1与卷扬机的转向相同.11.在图示的轮系中,各轮的齿数乙=2〔右旋〕,Z2=60,Z4=40,Z5=20,4=40,齿轮3,4,5,6均为标准安装的标准齿轮,且各齿轮的模数相同.当轮1以n1=900r/min按图示方向转动时,求轮6转速n6的大小和方向.解:该轮系为一混合轮系〔1〕齿轮1,2组成定轴轮系,其传动比为n1i12=一n2Z2Zi60—=30263n2nii12900=30r/min30,方向如下图.〔2〕齿轮2,3,4,5,2兼作转臂,其传动比为6组成单一周转轮系,其中蜗轮.Hn7-nHi63=n3—■nHZ3Z5Z4Z6〔3〕联立求解由于齿轮3,4,5,6均为标准安装的标准齿轮,且各齿轮的模数相同,根据同心条件,那么有,a34=^56,所以11-Z5=二Z3—Z4,那么22Z3="+4+Z6=20+40+40=100,又齿轮3固定,n3=0,所以n6=20210130=67.5r/min4040齿轮6的转向与蜗轮2转向相同.2.在图示的轮系中,轴A按图示方向以1250r/min的转速回