大学《机械设计基础》练习题集及参考答案

机械设计基础模拟练习题及参考答案计算题（5个题，共55分）一、是非题（对的写“√”,错的写“×”,每题1分，答错了不倒扣分）1.构件和零件的主要区别是：构件是运动单元，而零件是制造单元。(√)13.平面机构中通常都有主动件、从动件和机架等构件。(√)14.平面连杆机构具有确定运动的充要条件是其自由度大于等于1。(×)15.根据整转副存在条件，已判定某铰链四杆机构中存在整16.在平面连杆机构设计中，曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性就越显著。(√)17.在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。(×)18．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就有曲柄。(×)19.摆动导杆机构也有急回特性。(√)20.偏置曲柄滑块机构没有急回特性。(×)22．平面连杆机构是由若干个构件通过低副和高副连接而成的机构。(×)25.在凸轮机构传动中，凸轮转速的高低，决定从动杆的运动规律。(×)26．对于滚子从动件凸轮机构，凸轮理论轮廓曲线上的最小半径就是凸轮的基圆半径(√)27．凸轮机构的从动件采用等速运动规律时，其在每个位置的加速度都为零。(×)28．凸轮机构是机械中的一种常用机构，在自动化和半自动化机械中应用广泛。(√)30．尖顶从动件盘形凸轮机构是点接触，磨损快，只适应于受力小的低速传动场合(√)31．只需要设计适当的凸轮轮廓，就可以使其从动件得到所需的运动规律。(√)32.在凸轮机构中，当从动件的运动规律采用等速运动时，永远不会发生刚性冲击。(×)34.在凸轮机构中，当从动件的运动规律采用正弦加速度运动时，不会发生冲击。(√)35.为了保证凸轮机构的正常工作，要求：最大压力角36.为了保证凸轮机构的正常工作，若发现设计结果：最大压力角αmax>[α]，则可以通增37.在使用“反转法”设计凸轮时，从动件尖顶的运动轨迹即是凸轮的轮廓曲线38.对平底推杆凸轮机构，也有失真现象，可通过增大基圆半径41.渐开线标准直齿圆柱齿轮基圆上的压力角一定等于零。(√)42．在任意圆周上，相邻两轮齿同侧渐开线间的距离，称为该圆上的齿距。(√)a＊c＊都是标准值的齿轮是标准齿轮。(×)的大小仍能保持不变。(√)46．齿轮机构的优点之一是制造和安装精度要求都比较高。(×)47．齿轮机构可以实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。(√)48．满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的传动比一定为常数。(√)49．满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓一定是共轭齿廓。(√)51．齿廓间正压力方向不变是渐开线圆柱齿轮传动的一大优点。(√)是渐开线齿轮传动的又一大优点。(√)58.采用变位的渐开线直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数也不可以小于17。(×)69．在连杆机构中，机构的传动角愈小，其传动的效率愈70．在连杆机构中，为了保证机构的正常工作，必须规定最小传动角的许用下限值(√)76.零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之增大。(×)(×)81.应力σ与应力循环次数N之间的关系曲线称为疲劳曲线(×)(×)87.螺纹的升角越大，其传动效率越高，自锁性也越好88.为提高紧螺栓的承载能力，通常选用拧入圈数较多的厚螺母来连接(×)93.受横向载荷的普通螺栓连接主要是靠连接预紧后在接96.由于载荷较大需要用两个平键时，它们应布置在同一条母线上。(×)2.两构件通过点或线接触组成的运动副称为A3.在计算机构的自由度时，每个高副会使机构失去8.三个彼此作平面运动的构件共有三个速度瞬心，且它们位于10.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆21.在四杆机构中，行程速比系数K与极位夹角θ的关系式是A。K23.在曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，当连杆与曲柄两次24.在曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，当连杆与曲柄两次25.在按给定两个连架杆对应位置设计四杆机构时，当给定两个26.平面四杆机构设计的方法有A30.通常情况下，避免滚子从动件凸轮机构运动失真的比较合理的措施是B。31.在凸轮机构中，要求传动效率高，利于润滑且高速传动的场合，应选用35.在凸轮机构中，凸轮的基圆半径减小，则会使B。37.在凸轮机构中，压力角增大，则会使从动件所受的有用分45.渐开线齿廓基圆上的压力角°2。49.一对轴交角为90°的直齿圆锥齿轮在减速传动时，其传动比i不等于B。55.若组成运动副的两构件之间的相对运动是移动，则称这种运动副为B。57.在平面机构中，机构具有确定运动的60．某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，其疲劳强61．某截面形状一定的零件，当其表面质67．某零件用调质钢制造，其对称循环疲劳极限σ-1=360MPa，应力循环基数N0=6×107，材料常数m=9，当实际应力循环次数N=2×107时，有限寿命疲劳极限75．对于承受轴向载荷的紧螺栓连接，为了降低工作载荷的变化幅度（设螺栓刚度为C.同时增大kb及kc；DA.便于安装；B.便于安置放松装置；D．承载面积是按内径面积计算，但螺纹牙也承担一定的抗拉作用86.用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹A。87.对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用A。89.计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转复合90.在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了D。A.90°;B.120°~130°;C.150°;D.180°。95．若采用两只楔键连接，则它们的分布是在周向相隔A.100°;B.180°;C.80°;D.150°。A.180°;B.90°;C.120°;D.135°。曲柄长度l1=AC×sin(ψ/2)=45×sin(40o)=28.925mm4.请根据示意图上标明的四杆尺寸值来判断下述三种机构各属于括号内哪一种机存在整转副的条件：最短杆与最长杆长度之和≤其余两杆长度之和，若符合该条件，答：不能。根据机构死点的概念，因为在死点位置的传动角为0°,驱动力的有效分力为0，机构无法运动。加大驱动力后，传动角仍为0°,驱动力的有效分力仍为0。心C点到固定铰链O点的距离S=20mm，从动件导轨延伸线通过固定铰链3）写出图上A点的压力角大小（8分）(也可以另精确作图并从图上量出)7.某凸轮机构从动件的推程运动规律为简谐运动，设凸轮推程运动角为φ,从动件的升程8.某凸轮机构从动件的推程运动规律为等速运动，设凸轮推程运动角为φ,从动件的升程为h，试定性画出从动件推程的位移s、0hh09.一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为（3）图示位置的凸轮转角4）图示位置的从动件的位移;00222(1)当凸轮从初始位置转过1=90°时，从动件走过的位移S1；(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸°,在图上正确11.齿轮的切齿方法按其原理可分为哪两类？试写出6)可实现平行轴、任意角相交轴和交错轴之间的传动。？（,其主要失效形式是工作面被压溃，因此，通常只按工ppdhlppppppdhl缺点：产生轴向力Fa，且随螺旋角β增大而增大，一般取β=8°~20°。β2；αn1=αn2β2；αn1=αn2、答：一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条件是20.花键连接与平键连接相比，有那些优点？请写(6分)23.在轴与轮毂的连接中设计使用普通平键时，普通平键的截面尺寸b×h和长度尺寸L是26.螺纹连接防松的根本问题是什么？螺纹连接的常用27．（3）螺钉连接;28.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于8~10？通常采用哪些结构形式可以使各圈螺纹牙的载（b2H3O1H33O12H1AB+BC≤CD+AD→AD≥AB+BC-CDAD≥90+200-150=140→140≤AD≤200AB+AD≤BC+CD→AD≤BC+CD-ABAD≤200+150-90=260→200≤AD≤260∴140mm≤AD≤260mm时，为曲柄摇杆机构AD+BC≤AB+CD→AD≤AB+CD-BCAD≤90+150-200=40∴0<AD≤40mm时，为双曲柄机构。行程速比系数K和最小传动角γmin。该机构的极位夹角θ可作图（见下图由解析法计算：∠θ=∠C1AD-∠C2AD—①∠C1AD=arccos{[(b-a)2+d2-c2]/[2*(b-a)*d]}=arccos{0.7294}=43.164o—②∠C2AD=arccos{[(b+a)2+d2-c2]/[2*(b+a)*d]}=arccos{0.8678}=29.796o—③联立求解①、②、③式，得：∠θ=13.368o计算行程速比系数：K=(180o+θ)/(180o-θ)γ1=∠B1C1D=arccos{[b2+c2-(d-a)2]/(2bc)}=arccos{0.8017}=36.707ooγ2=180-∠B2C2D=180o-arccos{[b2+c2-(d+a)2]/(2bc)}=180o最小传动角:γmin=min(γ1,γ2)=36.707oo解：1）螺旋角β:∵cosβ=mn(z1＋z2)/2/a=4(23＋75)/2/200=0.98∴β=11.478oz1/cosβ=4×23/0.98=93.878mmz1/cos3β=23/0.983=24.437d1＋2mn=93.878＋2×4=101.878mm=93.878－2.5×4=83.878mmd1×cosαn=93.878×cos20o=88.216mmz1∴齿数z2=iz1=3×18=54EQ\*jc3\*hps30\o\al(\s\up11(m),2)d2=mz2=3×54=162mm齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、节圆半径解：a=m(z1＋z2)/2=mz1(1＋i)/2=5×z1(1+9/5)/2=3大齿轮齿数z2=z1×i=50×9/5=90啮合角α’=α=20on∵da1=d1＋2mn=mn∴z2=49.987，考虑到小齿轮的测量误差等原因，计算出的z2不是整数，应重新计算螺旋角：cosβ=mn(z1＋z2)/2/a=2.5×(38+50)/2/112=0.982β=10.788z22）计算分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径和基圆直径。z2/cosβ=2.5×50/0.982=127.291mm－2.5×2.5=121.041mm2×cosαn=127.291×cos20o=119.614mm提示：即齿轮z5′节点处的速度大小和方向55nZ2Z3Z4'5n515'n5'vr225'2（6分）amm2222传递的最大载荷F=?（8分）[σ]=160MPa，试计算该连接允许0e1400444212.图示为2种