機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試題及答案

1、WORD格式A 卷一、簡答與名詞解釋(每題 5 分，共 70 分)1. 簡述機(jī)構(gòu)與機(jī)器的異同及其相互關(guān)系答 . 共同點(diǎn)：人為的實(shí)物組合體；各組成局部之間具有確定的相對運(yùn)動；不同點(diǎn)：機(jī)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(jī)構(gòu)的主要功能是傳遞運(yùn)動和力、或變換運(yùn)動形式。相互關(guān)系：機(jī)器一般由一個(gè)或假設(shè)干個(gè)機(jī)構(gòu)組合而成。2. 簡述 “機(jī)械運(yùn)動 的根本含義答 . 所謂“機(jī)械運(yùn)動 是指宏觀的、有確定規(guī)律的剛體運(yùn)動。3. 機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副具有哪些必要條件？答 . 三個(gè)條件：兩個(gè)構(gòu)件；直接接觸；相對運(yùn)動。4. 機(jī)構(gòu)自由度的定義是什么？一個(gè)平面自由構(gòu)件的自由度為多少？答 . 使機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動

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

3、方向與力作用點(diǎn)速度方向所夾之0銳角；傳動角：壓力角的余角。 90 。壓力角傳動角越小越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。 偏置曲柄滑塊機(jī)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(shí)際輪廓的變尖現(xiàn)象和從動件推桿運(yùn)動的失真現(xiàn)象？它對凸輪機(jī)構(gòu)的工作有何影響？如何加以防止？專業(yè)資料整理WORD格式答 .對于盤形凸輪，當(dāng)外凸局部的理論輪廓曲率半徑與滾子半徑r 相等時(shí)：=r，專業(yè)資料整理WORD格式TT專業(yè)資料整理WORD格式凸輪實(shí)際輪廓變尖 實(shí)際輪廓曲率半徑=0。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中，該處輪廓易磨損變形，導(dǎo)致從動件運(yùn)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防止實(shí)際輪廓變尖現(xiàn)象的發(fā)

4、生。9. 漸開線齒廓嚙合有哪些主要特點(diǎn)？答 . 傳動比恒定； 實(shí)際中心距略有改變時(shí)，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(gè)齒輪均有一個(gè)分度圓；節(jié)圓：一對齒輪嚙合時(shí)、兩個(gè)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(shí)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(shí)，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(shí)，分度圓與節(jié)圓重合；壓力角與嚙合角相等。11.

5、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(qiáng)度計(jì)算的準(zhǔn)那么是什么？答 . 開式齒輪強(qiáng)度由于磨損嚴(yán)重、一般不會發(fā)生點(diǎn)蝕。故通常按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并將模數(shù)增大 1030，以彌補(bǔ)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、X緊力之間的關(guān)系。答：14. 簡述典型的滾動軸承由那些根本元件組成，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(jì)算與作圖每題6 分，共 30 分15. 計(jì)算以下機(jī)構(gòu)的

6、自由度，假設(shè)有虛約束、復(fù)合鉸鏈和局部自由度，需指出。專業(yè)資料整理WORD格式12 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. 如下列圖一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄 AB 為原動件，長度為 l AB=25mm，偏距e=10mm，最大壓力角max=30°，試求：專業(yè)資料整理WORD格式解：曲柄與滑塊道路垂直時(shí)壓力角到達(dá)最大。根據(jù)條件先求出

7、連桿長度問題易解。l BC，那么專業(yè)資料整理WORD格式17. 補(bǔ)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。專業(yè)資料整理WORD格式解：18. 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=5mm、壓力角=20°、中心距 a=350mm、傳動比 i12 =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中的構(gòu)造錯(cuò)誤，分別說明理由并畫出正確的構(gòu)造圖。專業(yè)資料整理WORD格式專業(yè)資料整理WORD格式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(jī)械中的運(yùn)動單

8、元，零件是機(jī)械中的制造單元；構(gòu)件是由一個(gè)或假設(shè)干個(gè)零件剛性組合而成。2. 簡述 “機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程的主要研究對象和內(nèi)容。答 . 研究對象：常用機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)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(jī)構(gòu)的組成及其工作原理、構(gòu)造分析、運(yùn)動分析等；零部件構(gòu)造、設(shè)計(jì)計(jì)算、類型選擇、使用維護(hù)等。3. 什么是機(jī)構(gòu)中的原動件、從動件、輸出構(gòu)件和機(jī)架？答 . 原動件：運(yùn)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(yùn)動的從動件；機(jī)架：機(jī)構(gòu)運(yùn)動的參考物，視作相對固定的構(gòu)件。4. 運(yùn)動副是如何進(jìn)展分類的？答 . 按兩構(gòu)件

9、運(yùn)動平面的相互關(guān)系分：平面運(yùn)動副、空間運(yùn)動副；按兩構(gòu)件接觸方式分：低副面接觸 、高副點(diǎn)、線接觸 。5. 簡述機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的主要作用，它能表示出原機(jī)構(gòu)哪些方面的特征？答 . 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖主要用于進(jìn)展機(jī)構(gòu)的構(gòu)造分析和運(yùn)動分析。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖反映了原機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件類型和數(shù)目、運(yùn)動副類型、數(shù)目及其相互位置關(guān)系等特征。專業(yè)資料整理WORD格式6. 從運(yùn)動副類型的角度看，什么是連桿機(jī)構(gòu)？機(jī)構(gòu)中的連桿一般做什么運(yùn)動？專業(yè)資料整理WORD格式答 . 所有運(yùn)動副均為低副的機(jī)構(gòu)稱連桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)中的連桿一般做平面復(fù)雜運(yùn)動。7. 何謂偏心輪機(jī)構(gòu)？它主要用于什么場合？答 . 偏心輪是由曲柄通過擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副半徑方式演化得到，曲

10、柄長度即為偏心距。偏心輪的強(qiáng)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(jī)構(gòu)傳動中的剛性沖擊和柔性沖擊？答 . 在機(jī)構(gòu)運(yùn)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(shí)，將引起剛性沖擊；當(dāng)突變值有限時(shí)，那么引起柔性沖擊。9. 何謂根切？有何危害？如何防止根切？答 . 采用X成法加工齒輪時(shí)，刀具齒頂線圓超過被加工齒輪的嚙合極限點(diǎn)時(shí)，齒根漸開線齒廓被切去一局部，該現(xiàn)象稱為根切。根切使重合度下降、齒根強(qiáng)度減弱。通過使刀具遠(yuǎn)離輪坯中心或增加被加工齒輪的齒數(shù)可防止根切。10. 平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特點(diǎn)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

11、動主要特點(diǎn)： 齒廓接觸線變化短長 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、構(gòu)造緊湊。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、旋向相反外嚙合或一樣內(nèi)嚙合 。連續(xù)傳動條件與直齒輪一樣。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(qiáng)度是否相等？答 . 由赫茲應(yīng)力計(jì)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(qiáng)度不一定相等，只有當(dāng)大、小齒輪材料、熱處理均一樣時(shí)許用應(yīng)力

12、相等 ，強(qiáng)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防止的？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(shí)， 由于拉力減小，使帶的彈性變形量減小，導(dǎo)致帶的運(yùn)動滯后于主動輪；在從動輪處，帶的那么超前于帶輪；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，因此彈性滑動不可防止。 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(jì)算與作圖每題6 分，共 30 分15. 計(jì)算以下機(jī)構(gòu)的自由度，假設(shè)有虛約束、復(fù)合鉸鏈和局部自由度，需指出。專業(yè)資料整理WORD格式(1)2（ 1（ 216.設(shè)計(jì)一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)， 滑塊的行程速度變化系數(shù)K=1.5，滑塊的沖程l C1C2=50mm，導(dǎo)路的偏距 e=20mm，求曲柄長度 a 和連桿長度 b。解：專業(yè)資料整理WORD格式17. 試標(biāo)出在圖示位置時(shí)凸輪機(jī)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(jī)構(gòu)的壓力角。解：專業(yè)資料整理WORD格式18. 如下列圖為一裝配用電動螺絲刀的傳動簡圖。各輪齒數(shù)為z1 = z4=7，z3=z6 =3