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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試題及答案
一.填空題：
1 .凸輪主要由( 凸輪 )，( 從動(dòng)件 )和 ( 機(jī)架 )三個(gè)基本構(gòu)件組成。
2 .凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的形式有由 ( 尖頂 )從動(dòng)件，( 滾子 )從動(dòng)件和( 平底 )從動(dòng)件。
3 .按凸輪的形狀可分為( 盤型 )凸輪、( 移動(dòng) )凸輪、( 圓柱 )凸輪、( 曲面 )
4. 常用的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有( 棘輪 )機(jī)構(gòu)，( 槽輪)機(jī)構(gòu)，(凸輪間歇)機(jī)構(gòu)和 ( 不完全齒 ) 機(jī)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(biāo)準(zhǔn)外嚙合斜齒輪傳動(dòng)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(jī)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(jī)架時(shí)，它為( 曲柄搖桿 )機(jī)構(gòu);當(dāng)取d桿為機(jī)架時(shí)，則為( 雙搖桿 )機(jī)構(gòu)。
8 平面連桿機(jī)構(gòu)當(dāng)行程速比K( >1 )時(shí)，機(jī)構(gòu)就具有急回特性。
9 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生“死點(diǎn)”位置的條件是：當(dāng)為( 曲柄 )主動(dòng)件( 曲柄與機(jī)架 )共線時(shí)。
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(duì)機(jī)架是固定還是運(yùn)動(dòng)的可分為(定軸 )輪系和(周轉(zhuǎn) )輪系。 15 滾動(dòng)軸承代號(hào)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(hào) );P5表示( 精度公差等級(jí) )。
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(xì)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(xì)牙螺紋外徑16螺距2 )。
18.滾動(dòng)軸承代號(hào)“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(hào) ).
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(duì)螺桿沿軸線移動(dòng)2毫米，則螺桿應(yīng)轉(zhuǎn)___1/3______圈。
21.凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力角是指 __輪上接觸點(diǎn)的切線與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度方向_____間的夾角。
22.在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿往復(fù)擺動(dòng)的平均速度不同的運(yùn)動(dòng)特性稱為__急回特性_________。
23.為保證四桿機(jī)構(gòu)良好的機(jī)械性能，___傳動(dòng)角__________不應(yīng)小于最小許值
25.采用螺紋聯(lián)接時(shí)，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(xì)牙螺紋__________________。
26.帶傳動(dòng)的主動(dòng)輪直徑d1=180mm,轉(zhuǎn)速n1=940rpm,從動(dòng)輪直徑d2=710mm，轉(zhuǎn)速n2=233rpm,,則彈性滑動(dòng)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(hào)。
29.圖示機(jī)構(gòu)要有確定運(yùn)動(dòng)需要有_______1__________個(gè)原動(dòng)件。
30.國標(biāo)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(hào)A1000表示___A型帶基準(zhǔn)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(jī)構(gòu)的最小運(yùn)動(dòng)單元稱為__構(gòu)件________，機(jī)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(yùn)動(dòng)副是聯(lián)接，聯(lián)接也是運(yùn)動(dòng)副。 錯(cuò)
2.四桿機(jī)構(gòu)中，曲柄的極位夾角θ越大，機(jī)構(gòu)的急回特性也越顯著。對(duì)
3.在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)構(gòu)的“死點(diǎn)”位置對(duì)工作都是不利的，處處都要考慮克服。錯(cuò)
4.分度圓上壓力角的變化，對(duì)齒廓的形狀有影響。對(duì)
5.局部自由度是不影響其它構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的個(gè)別構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)機(jī)構(gòu)的自由度也沒有影響。 錯(cuò)
6.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖只表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，所以作圖的時(shí)候不考慮構(gòu)件的尺寸和形狀。 錯(cuò)
7.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短的構(gòu)件一定是曲柄。 錯(cuò)
8.通過離合器聯(lián)接的兩軸可在工作中隨時(shí)分離。 錯(cuò)
9.凸輪轉(zhuǎn)速的高低，影響從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。錯(cuò)
10.槽輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件一定是拔盤。錯(cuò)
11.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，由于安裝不準(zhǔn)確，產(chǎn)生了中心距誤差，但其傳動(dòng)比的大小仍保持不變。對(duì)
12.螺釘聯(lián)接用需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。錯(cuò)
13.漸開線園柱齒輪齒廓曲線上各點(diǎn)的壓力角都相等，且等于20°。錯(cuò)
14.同一模數(shù)和同一壓力角，但不同齒數(shù)的兩個(gè)齒輪，可以使用一把齒輪刀具進(jìn)行加工。對(duì)
15.齒輪傳動(dòng)時(shí)，重合度越大，傳動(dòng)時(shí)就會(huì)平穩(wěn)。 錯(cuò)
16.閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度。對(duì)
17.蝸桿的旋向不會(huì)影響蝸輪的傳動(dòng)方向。 錯(cuò)
18.當(dāng)軸上有多處鍵槽時(shí)，應(yīng)使各鍵槽位于軸的同一母線上。對(duì)
19.滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。對(duì)
20.工作中轉(zhuǎn)動(dòng)的軸稱為轉(zhuǎn)軸。錯(cuò)
三.判斷
1.輪系按結(jié)構(gòu)形式可分為定軸輪系、行星輪系和復(fù)合輪系三大類。 (錯(cuò) )
2.普通平鍵聯(lián)接是依靠鍵的上下兩平面間的摩擦力來傳遞扭矩的。 (錯(cuò) )
3.凸輪轉(zhuǎn)速的高低，影響從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 (錯(cuò) )
4.V帶型號(hào)共有七種，其中Y型的截面面積最大，F(xiàn)型的截面面積最小。 (錯(cuò) )
5.普通平鍵聯(lián)接是依靠鍵的上下兩面的摩擦力來傳遞扭距的。 (錯(cuò) )
6.機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)件和被動(dòng)件都是構(gòu)件。 (對(duì) )
7.錐齒輪傳動(dòng)中，齒面的軸向分力是指向小端。 (錯(cuò) )
8.至少有一個(gè)齒輪和它的幾何軸線繞另一個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)的輪系被稱為復(fù)合輪系。 (錯(cuò) )
四.簡答題：(每題5分，共10分)
1、機(jī)構(gòu)的“死點(diǎn)”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(yùn)動(dòng)時(shí)克服，固定夾緊時(shí)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(duì)平衡力是作用于同一物體的兩個(gè)力，大小相同，方向相反，作用在同一直線上。一對(duì)作用力與反作用力的受力物體必定是兩個(gè)，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(jì)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(chǎng)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(dòng)。
6、四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件是什么? 答：1.連架桿與機(jī)架中必有一桿為四桿機(jī)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(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)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(diǎn)蝕。改進(jìn)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(jìn)措施：采用閉式傳動(dòng)、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(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的確定是根椐齒輪傳動(dòng)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(dòng)的打滑多發(fā)生在大帶輪上還是小帶輪上?
答：小帶輪，因?yàn)樗佑|面積小
9.在什么情況下凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)桿才能得到運(yùn)動(dòng)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(jì)為階梯軸?
答：考慮軸上零件軸向定位、裝拆
五.計(jì)算題：(每題10分，共20分)
1.已知一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距a=150mm，傳動(dòng)比i12=4, 小齒輪齒數(shù)Z1=20。試確定這對(duì)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(duì)外嚙合齒輪標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱掛齒輪傳動(dòng)，測(cè)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(shí)針)n4=50r/min(順時(shí)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(duì)使用日久磨損嚴(yán)重的標(biāo)準(zhǔn)齒輪需要修復(fù)。按磨損情況，擬將小齒輪報(bào)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(jì)這對(duì)齒輪傳動(dòng)。
解：根據(jù)題意要求中心距不變，修復(fù)大齒輪，即大齒輪負(fù)變位，小齒輪正變位。
根據(jù)大齒輪的磨損情況，通過對(duì)大齒輪進(jìn)行負(fù)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(fù)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(duì)新設(shè)計(jì)的小齒輪進(jìn)行正變位，x1=-x2=1 幾何尺寸計(jì)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(dòng)機(jī)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(dòng)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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