機械設(shè)計基礎(chǔ)試題及答案

1、vip 會員免費A 卷一、簡答與名詞解釋(每題 5 分，共 70 分)1. 簡述機構(gòu)與機器的異同及其相互關(guān)系答 . 共同點：人為的實物組合體；各組成部分之間具有確定的相對運動；不同點：機器的主要功能是做有用功、變換能量或傳遞能量、物料、信息等；機構(gòu)的主要功能是傳遞運動和力、或變換運動形式。相互關(guān)系：機器一般由一個或若干個機構(gòu)組合而成。2. 簡述 “機械運動 ”的基本含義答 . 所謂 “機械運動 ”是指宏觀的、有確定規(guī)律的剛體運動。3. 機構(gòu)中的運動副具有哪些必要條件？答 . 三個條件：兩個構(gòu)件；直接接觸；相對運動。4. 機構(gòu)自由度的定義是什么？一個平面自由構(gòu)件的自由度為多少？答 . 使機構(gòu)具有

2、確定運動所需輸入的獨立運動參數(shù)的數(shù)目稱機構(gòu)自由度。平面自由構(gòu)件的自由度為 3。5. 機構(gòu)具有確定運動的條件是什么？當(dāng)機構(gòu)的原動件數(shù)少于或多于機構(gòu)的自由度時，機構(gòu)的運動將發(fā)生什么情況？答 . 機構(gòu)具有確定運動條件：自由度原動件數(shù)目。原動件數(shù)目 <自由度，構(gòu)件運動不確定；原動件數(shù)目 >自由度，機構(gòu)無法運動甚至構(gòu)件破壞。6. 鉸鏈四桿機構(gòu)有哪幾種基本型式？答 . 三種基本型式：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)。7. 何謂連桿機構(gòu)的壓力角、 傳動角？它們的大小對連桿機構(gòu)的工作有何影響？以曲柄為原動件的偏置曲柄滑塊機構(gòu)的最小傳動角min 發(fā)生在什么位置？答 . 壓力角 ：機構(gòu)輸出構(gòu)件（從

3、動件）上作用力方向與力作用點速度方向所夾之0銳角；傳動角 ：壓力角的余角。 90 。壓力角（傳動角）越?。ㄔ酱螅?，機構(gòu)傳力性能越好。 偏置曲柄滑塊機構(gòu)的最小傳動角 min 發(fā)生在曲柄與滑塊移動導(dǎo)路垂直的位置8. 什么是凸輪實際輪廓的變尖現(xiàn)象和從動件（推桿）運動的失真現(xiàn)象？它對凸輪機構(gòu)的工作有何影響？如何加以避免？vip 會員免費答 .對于盤形凸輪，當(dāng)外凸部分的理論輪廓曲率半徑與滾子半徑r 相等時： =r，TT凸輪實際輪廓變尖 （實際輪廓曲率半徑 ）=0。在機構(gòu)運動過程中， 該處輪廓易磨損變形，導(dǎo)致從動件運動規(guī)律失真。增大凸輪輪廓半徑或限制滾子半徑均有利于避免實際輪廓變尖現(xiàn)象的發(fā)生。9. 漸開線

4、齒廓嚙合有哪些主要特點？答 . 傳動比恒定； 實際中心距略有改變時， 傳動比仍保持不變 （中心距可分性）；嚙合過程中，相嚙合齒廓間正壓力方向始終不變（有利于傳動平穩(wěn)性）。10. 試說明齒輪的分度圓與節(jié)圓、壓力角與嚙合角之間的區(qū)別，什么情況下會相等（重合）？答 . 分度圓：模數(shù)和壓力角均取標(biāo)準(zhǔn)值得圓定義為齒輪分度圓；每個齒輪均有一個分度圓；節(jié)圓：一對齒輪嚙合時、兩個相切并相對作純滾動的圓定義為節(jié)圓。只有當(dāng)一對齒輪嚙合時節(jié)圓才存在。0壓力角：指分度圓上的標(biāo)準(zhǔn)壓力角（常取20 ）；嚙合角：一對齒輪嚙合時，節(jié)圓上的壓力角為嚙合角。標(biāo)準(zhǔn)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)安裝（無側(cè)隙）時，分度圓與節(jié)圓重合；壓力角與嚙合角相等。1

5、1. 常用螺紋按牙型分為那幾種？主要用途怎樣？答 . 常用螺紋有三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋。其中三角形螺紋自鎖性好，適用于聯(lián)接；其余適用于傳動。12. 開式齒輪傳動強度計算的準(zhǔn)則是什么？答 . 開式齒輪強度由于磨損嚴(yán)重、一般不會發(fā)生點蝕。故通常按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計，并將模數(shù)增大 1030，以彌補磨損的影響。13. 簡述帶傳動中緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力、張緊力之間的關(guān)系。答：14. 簡述典型的滾動軸承由那些基本元件組成，其中必不可少的元件是什么？答 . 滾動軸承一般由滾動體、內(nèi)圈、外圈和保持架組成，其中滾動體必不可少。二、計算與作圖（每題6 分，共 30 分）15. 計算下

6、列機構(gòu)的自由度，若有虛約束、復(fù)合鉸鏈和局部自由度，需指出。vip 會員免費（1）（2）（ 1）無復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束n=7, P =10, P =0LHF=3n-2P -P =3×7-2 ×10-0=1L H（ 2）局部自由度： 1n=8, P =11, P =1LHF=3n-2P -P =3×8-2 ×11-1 ×1=1L H16. 如圖所示一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，曲柄 AB 為原動件，長度為 lAB=25 mm，偏距 e=10 mm，已知最大壓力角 max=30°，試求：解：曲柄與滑塊道路垂直時壓力角達到最大。根據(jù)已知條件先求

7、出連桿長度問題易解。l BC，則17. 補全圖中不完整的從動件位移、速度和加速度線圖，并判斷哪些位置有剛性沖擊，哪些位置有柔性沖擊。vip 會員免費解：18. 已知一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪傳動的模數(shù) m=5 mm、壓力角 =20°、中心距 a=350 mm、傳動比 i 12 =5/9，試求兩輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、基圓直徑以及分度圓上的齒厚和齒槽寬。解：19. 試分析圖（ a），（ b），（c），（d）中的結(jié)構(gòu)錯誤，分別說明理由并畫出正確的結(jié)構(gòu)圖。vip 會員免費vip 會員免費B 卷1. 簡述構(gòu)件和零件的區(qū)別與聯(lián)系。答 . 構(gòu)件是機械中的運動單元，零件是機械中的制

8、造單元；構(gòu)件是由一個或若干個零件剛性組合而成。2. 簡述 “機械設(shè)計基礎(chǔ) ”課程的主要研究對象和內(nèi)容。答 . 研究對象：常用機構(gòu)（平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等）和通用零（部）件（螺栓、鍵、齒輪、帶、鏈、軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器等） 。研究內(nèi)容：機構(gòu)的組成及其工作原理、結(jié)構(gòu)分析、運動分析等；零（部）件結(jié)構(gòu)、設(shè)計計算、類型選擇、使用維護等。3. 什么是機構(gòu)中的原動件、從動件、輸出構(gòu)件和機架？答 . 原動件：運動參數(shù)由外界輸入的活動構(gòu)件；從動件：除原動件外的其余活動構(gòu)件；輸出構(gòu)件：輸出預(yù)期運動的從動件；機架：機構(gòu)運動的參考物，視作相對固定的構(gòu)件。4. 運動副是如何進行分類的？答 . 按兩構(gòu)件運

9、動平面的相互關(guān)系分：平面運動副、空間運動副；按兩構(gòu)件接觸方式分：低副（面接觸） 、高副（點、線接觸） 。5. 簡述機構(gòu)運動簡圖的主要作用，它能表示出原機構(gòu)哪些方面的特征？答 . 機構(gòu)運動簡圖主要用于進行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運動分析。機構(gòu)運動簡圖反映了原機構(gòu)中的構(gòu)件類型和數(shù)目、運動副類型、數(shù)目及其相互位置關(guān)系等特征。6. 從運動副類型的角度看，什么是連桿機構(gòu)？機構(gòu)中的連桿一般做什么運動？vip 會員免費答 . 所有運動副均為低副的機構(gòu)稱連桿機構(gòu)。機構(gòu)中的連桿一般做平面復(fù)雜運動。7. 何謂偏心輪機構(gòu)？它主要用于什么場合？答 . 偏心輪是由曲柄通過擴大轉(zhuǎn)動副半徑方式演化得到，曲柄長度即為偏心距。偏心輪的

10、強度和剛度都比曲柄好，因此適用于轉(zhuǎn)速不高而載荷較大場合。8. 什么是凸輪機構(gòu)傳動中的剛性沖擊和柔性沖擊？答 . 在機構(gòu)運動的某些位置，從動件加速度發(fā)生突變。當(dāng)突變值為無窮大時，將引起剛性沖擊；當(dāng)突變值有限時，則引起柔性沖擊。9. 何謂根切？有何危害？如何避免根切？答 . 采用范成法加工齒輪時，刀具齒頂線（圓）超過被加工齒輪的嚙合極限點時，齒根漸開線齒廓被切去一部分，該現(xiàn)象稱為根切。根切使重合度下降、齒根強度減弱。通過使刀具遠離輪坯中心或增加被加工齒輪的齒數(shù)可避免根切。10. 平行軸斜齒輪機構(gòu)的嚙合特點是什么？其正確嚙合條件及連續(xù)傳動條件與直齒輪有何異同？答 . 斜齒輪傳動主要特點： 齒廓接觸線

11、變化短 長 短、重合度大、 不發(fā)生根切的最少齒數(shù)小，使其傳動平穩(wěn)性好、承載能力大、結(jié)構(gòu)緊湊。正確嚙合條件：除兩輪模數(shù)、壓力角相等外，兩輪螺旋角大小相等、旋向相反（外嚙合）或相同（內(nèi)嚙合） 。連續(xù)傳動條件與直齒輪相同。11. 常用聯(lián)接螺紋是左旋還是右旋？是單頭還是多頭？為什么？答 . 常用聯(lián)接螺紋為右旋、單頭。右旋螺紋符合多數(shù)人的右手習(xí)慣；單頭螺紋的自鎖性最好。12. 一對圓柱齒輪傳動，大、小齒輪齒面接觸應(yīng)力是否相等？大、小齒輪的接觸強度是否相等？答 . 由赫茲應(yīng)力計算公式知，大、小齒輪齒面接觸應(yīng)力和 相等。但大、小齒輪的接觸強度不一定相等，只有當(dāng)大、小齒輪材料、熱處理均相同時（許用應(yīng)力相等）

12、，強度相等。13. 試說明帶傳動的彈性滑動是如何產(chǎn)生的？為什么這種滑動是不可避免的？答 . 由于緊邊與松邊拉力不等， 且?guī)閺椥泽w， 當(dāng)帶繞過主動輪時， 由于拉力減小，使帶的彈性變形量減小，導(dǎo)致帶的運動滯后于主動輪；在從動輪處，帶的則超前于帶輪；因此產(chǎn)生帶的彈性滑動。由于帶傳動必須要求帶的緊邊與松邊保持一定的拉力差，因此彈性滑動不可避免。 彈性滑動主要引起傳動比不固定， 并增加帶的磨損。14. 滾動軸承的固定常用的有哪兩種形式？分別適用于什么場合？答 . 兩端固定，適用于軸較短、工作中溫度變化不大的場合；一端固定、一端游動，適用于軸較長、工作中溫度變化較大的場合。二、計算與作圖（每題6 分，共 30 分）15. 計算下列機構(gòu)的自由度，若有虛約束、復(fù)合鉸鏈和局部自由度，需指出。vip 會員免費(1)（2）（ 1）（ 2）16. 設(shè)計一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，已知滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5，滑塊的沖程 lC 1C 2，導(dǎo)路的偏距e=20 mm，求曲柄長度a和連桿長度 。=50 mmb解：vip 會員免費17. 試標(biāo)出在圖示位置時凸輪機構(gòu)的壓力角； 凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過 90°后從動件的位移和凸輪機構(gòu)的壓力角。解：18. 如圖所示為一裝配用電動螺絲刀的傳動簡圖。已知各輪齒數(shù)為z 1 = z4 =