机械设计练习题解析

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《机械设计基础习题解》

1.1 如图1.1-1所示为一简易冲床设计方案，试绘制其运动简图，分析其是否具有确定的运动。

如不具有确定的运动，请给出使其有确定相对运动的改进方案。

解：该设计方案的机构运动简图如图 1.1-2所示。

由于其自由度32332410L H F n P P =--=⨯-⨯-=，该设计方案不具有确定的运动。

为使机构的自由度增加，可改一个低副为高副，也可引入一个构件和一个低副。

图1.1-3~5为几种改进方案（修改之处可移至他处出现，从而获得新的改进方案）。

图1.1-1 图1.1-2 图1.1-3图1.1-4 图1.1-5友情提示：折线表示的弹簧起到保证构件3与凸轮接触的作用，不涉及运动副。

1.2 请绘制图示平面机构的运动简图，并计算自由度，确定主动件。

图1.2-(a) 图1.2-(b)（a ）3233241L H F n P P =--=⨯-⨯=，主动件为1 （b ）3235271L H F n P P =--=⨯-⨯=，主动件为1 （c ）3233241L H F n P P =--=⨯-⨯=，主动件为1 （d ）3233241L H F n P P =--=⨯-⨯=，主动件为2图1.2-(c) 图1.2-(d)1.3 请计算图示各机构的自由度。

友情提示：（a）存在局部自由度；（b）存在一高副、中间杆非虚约束；（c）注意焊接符号；（d）存在齿轮高副。

1.4 请计算图示各机构的自由度。

友情提示：（a）存在局部自由度和两个高副；（b）注意焊接符号和复合铰链；（c）曲柄滑块机构＋杆组、虚约束较多；（d）（e）（f）存在复合铰链。

1.5 请计算图示各机构的自由度。

友情提示：（a）A处存在复合铰链；（b）B、C、D处存在复合铰链。

3.1 根据杆长条件和机架判断铰链四杆机构的类型，分别为双曲柄、双摇杆、双摇杆、不符合机架条件的双摇杆机构。

3.2 液压泵机构。

左为曲柄摇块机构，右为曲柄滑块机构。

图3.23.3 压力机的机构属于曲柄滑块机构。

机械设计课后习题答案及解析

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。

如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。

机械设计基础部分例题答案讲解

题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。

题1—5图题解1—5图解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链；移动副M与F导路互相平行，其之一为虚约束；图示有6个杆和10个转动副（I、J、G、L及复合铰链K和H）形成虚约束。

解答：1．机构的自由度：2．选AB杆为原动件。

题2-1在图示铰链四杆机构中，已知l BC=100mm，l CD=70mm，l AD=60mm，AD为机架。

试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求l AB的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值；（3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。

解题分析：根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。

在铰链四杆机构中，若满足杆长条件，以最短杆或最短杆相邻的杆为机架，机构则有曲柄，否则无曲柄；若不满足杆长条件，无论取哪个构件为机架，机构均为无曲柄，即为双摇杆机构。

解答：1．因为AD 为机架，AB 为曲柄，故AB 为最短杆，有AD CD BC AB l l l l +≤+，则m m30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l故 mm30max =AB l2．因为AD 为机架，AB 及CD 均为曲柄，故AD 杆必为最短杆，有下列两种情况：若BC 为最长杆，则 m m100=<BC AB l l ，且AB CD BC AD l l l l +≤+，则m m90m m )7010060(=-+=-+≥CD BC AD AB l l l l得 m m 100m m 90≤≤AB l若AB 为最长杆，则m m100=>BC AB l l ，且BC CD AB AD l l l l +≤+，故m m110m m )6070100(=-+=-+≤AD CD BC AB l l l l得m m 110m m 100≤≤AB l故m m 90min =AB l3．如果机构尺寸不满足杆长条件，则机构必为双摇杆机构。

机械设计习题与参考问题详解

习题与参考答案一、单项选择题〔从给出的A、B、C、D中选一个答案〕1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数一样时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。

A. 好B. 差C. 一样D. 不一定2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。

A. 牙根强度高，自锁性能好B. 传动效率高C. 防振性能好D. 自锁性能差3 假如螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，如此拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。

A. 螺距和牙型角B. 升角和头数C. 导程和牙形斜角D. 螺距和升角4 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. 升角小，单线三角形螺纹B. 升角大，双线三角形螺纹C. 升角小，单线梯形螺纹D. 升角大，双线矩形螺纹5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。

A. 三角形细牙螺纹B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹D. 多线的三角形粗牙螺纹6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。

A. 必受剪切力作用B. 必受拉力作用C. 同时受到剪切与拉伸D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。

8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。

A. 螺栓的横截面受剪切B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压D. 螺栓受拉伸与扭转作用9 在如下四种具有一样公称直径和螺距，并采用一样配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。

A. 单线矩形螺旋副B. 单线梯形螺旋副C. 双线矩形螺旋副D. 双线梯形螺旋副10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。

A. 提高强度B. 提高刚度C. 防松D. 减小每圈螺纹牙上的受力11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应一样，这是为了。

A. 受力均匀B. 便于装配.C. 外形美观D. 降低本钱。

A. 对螺栓材料的强度要求B. 对螺栓的制造精度要求C. 对螺栓材料的刚度要求D. 对螺栓材料的耐腐蚀性要求13 螺栓强度等级为6.8级，如此螺栓材料的最小屈服极限近似为。

《机械设计基础》习题与解答

《南昌工程学院机械设计基础》习题与解答一、选择题1.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，B死点位置。

（A）不存在（B）曲柄与连杆共线时为（C）摇杆与连杆共线时为2.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，C死点位置。

（A）曲柄与连杆共线时（B）摇杆与连杆共线时（C）不存在3.为保证四杆机构良好的机械性能，B不应小于最小许用值。

（A）压力角；（B）传动角（C）极位夹角4.平面四杆机构无急回特性时的行程速比系数C。

（A）K＞1（B）K＜1（C）K=15.在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80mm，b=150mm，c=120mm，则d杆长度为B。

（A）＜110mm（B）110mm≤d≤190mm（C）≥190mm6.凸轮机构中的压力角是指A间的夹角。

（A）凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向（B）凸轮上接触点的法线与该点线速度（C）凸轮上接触点的切线与从动件的运动方向7.B决定了从动杆的运动规律。

（A）凸轮转速（B）凸轮轮廓曲线（C）凸轮形状8.凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心至_C_向径。

（A）理论轮廓线上的最大（B）实际轮廓线上的最大（C）理论轮廓线上的最小（D）实际轮廓线上的最小9.在曲柄滑块机构中，当取滑块为原动件时，_C_死点位置。

（A）有一个（B）没有（C）有两个（D）有三个10.对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取__C_为机架，将得到双曲柄机构。

（A）最长杆（B）与最短杆相邻的构件（C）最短杆（D）与最短杆相对的构件11.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是_B_。

（A）摇杆两个极限位置之间的夹角（B）连杆与摇杆之间所夹锐角（C）连杆与曲柄之间所夹锐角（D）摇杆与机架之间所夹锐角12.普通平键联接传递动力是靠B。

（A）两侧面的摩擦力（B）两侧面的挤压力（C）上下面的挤压力（D）上下面的摩擦力13.设计键联接的几项主要内容是：（a）按轮毂长度选择键的长度；（b）按要求选择键类型；（c）按内径选择键的剖面尺寸；（d）进行必要强度校核。

机械设计习题与解析答案

机械设计习题与解析答案机械设计是工程领域中的一个重要分支，它涉及到机械系统的设计、分析和制造。

在机械设计的学习过程中，习题和解析是帮助学生理解和掌握理论知识的重要手段。

以下是一些典型的机械设计习题以及对应的解析答案。

习题1：齿轮传动设计- 问题：设计一个齿轮传动系统，要求传递的功率为10 kW，转速为1500 rpm，传动比为3:1。

请确定齿轮的模数、齿数、中心距以及齿轮材料。

- 解析：- 首先，根据传动比和转速，可以计算出驱动齿轮和从动齿轮的转速。

- 然后，利用功率和转速，可以确定所需的扭矩。

- 根据扭矩和传动效率，可以确定齿轮的模数。

- 齿数可以根据模数和中心距来确定，通常需要考虑齿轮的承载能力和传动的平稳性。

- 齿轮材料应选择具有良好耐磨性和强度的材料，如合金钢。

习题2：轴承寿命计算- 问题：某机械的轴承承受的径向负荷为2000 N，轴承的额定寿命为10000小时。

若轴承的寿命与负荷成反比，计算在负荷增加到3000 N 时，轴承的额定寿命将减少到多少小时？- 解析：- 根据基本寿命公式，轴承寿命L与负荷P的关系可以表示为L = k/P，其中k是常数。

- 将初始条件代入公式，得到k = 10000 * 2000。

- 当负荷增加到3000 N时，新的寿命L' = k/3000。

- 计算得到L'的值，即新的额定寿命。

习题3：弹簧设计- 问题：设计一个压缩弹簧，使其在压缩到20mm时，能够储存10J的能量。

弹簧材料的弹性模量为210 GPa，泊松比为0.3。

- 解析：- 首先，根据能量储存公式E = 1/2 * k * (Δx)^2，可以计算出弹簧的刚度k。

- 然后，利用刚度公式k = G * A / L，可以确定弹簧的截面积A和未压缩长度L。

- 考虑到实际设计中需要考虑弹簧的稳定性和制造工艺，可能需要对截面积和长度进行适当调整。

习题4：联轴器选择- 问题：为一台功率为50 kW，转速为1000 rpm的电机选择合适的联轴器。

机械设计习题答案解析

绪论1、机器的基本组成要素是什么【答】机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。

所以，机器的基本组成要素就是机械零件。

2、什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。

【答】在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。

如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。

在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。

如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。

3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系【答】在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系；在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求；在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。

机械设计总论1、机器由哪三个基本组成部分组成传动装置的作用是什么【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。

传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。

2、什么叫机械零件的失效机械零件的主要失效形式有哪些【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。

机械零件的主要失效形式有1）整体断裂；2）过大的残余变形（塑性变形）；3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。

3、什么是机械零件的设计准则机械零件的主要设计准则有哪些【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。

机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则4、绘出浴盆曲线并简述其含义【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化称呼，表示了零件或部件的失效率与时间的关系，一般用实验方法求得。

浴盆曲线分为三段：第Ⅰ段代表早期失效阶段，失效率由开始时很高的数值急剧地下降到某一稳定的数值；第Ⅱ段代表正常使用阶段，失效率数值缓慢增长；第Ⅲ段代表损坏阶段，失效率数值由稳定的数值逐渐急剧上升。

机械设计考试题及答案详解

机械设计考试题及答案详解一、选择题1. 机械设计中，静强度和疲劳强度的主要区别是什么？A. 静强度只考虑材料的屈服强度B. 疲劳强度只考虑材料的抗拉强度C. 静强度考虑材料在静载荷作用下的承载能力，疲劳强度考虑材料在交变载荷作用下的承载能力D. 静强度和疲劳强度没有区别答案：C2. 在机械设计中，材料的许用应力是如何确定的？A. 根据材料的屈服强度确定B. 根据材料的抗拉强度确定C. 根据材料的疲劳极限确定D. 根据材料的屈服强度和安全系数确定答案：D二、简答题1. 简述机械零件的失效模式有哪些？答案：机械零件的失效模式主要包括：断裂、磨损、腐蚀、变形、疲劳破坏等。

每种失效模式都与零件的使用条件、材料特性、设计和制造工艺等因素有关。

2. 什么是机械设计中的可靠性设计？其重要性如何？答案：可靠性设计是指在设计阶段就考虑到产品在预期的使用寿命内，能够稳定地完成预定功能的能力。

其重要性在于，可靠性设计可以减少产品的故障率，延长产品的使用寿命，降低维修成本，提高用户满意度。

三、计算题1. 某轴在最大载荷作用下，其直径为50mm，材料的许用应力为100MPa。

如果需要提高轴的承载能力，轴的直径至少需要增加多少？答案：首先计算轴在最大载荷下的应力：\[ \sigma = \frac{F}{A} = \frac{F}{\frac{\pi d^2}{4}} \] 其中，\( F \) 是最大载荷，\( d \) 是轴的直径，\( A \) 是轴的截面积。

设最大载荷 \( F = \sigma_{允许} \times A \)，代入数据得：\[ F = 100 \times \frac{\pi \times 50^2}{4} \]如果需要提高承载能力，设新直径为 \( d' \)，则有：\[ F' = 100 \times \frac{\pi \times d'^2}{4} \] 由于 \( F' > F \)，可以得出 \( d' > 50mm \)。

机械设计基础练习题答案解析（精华版）

机械设计基础试题库第一章绪论机械设计概述一，判定( 每题一分)1，2，一部机器可以只含有一个机构, 也可以由数个机构组成；(√)机器的传动部分就是完成机器预定的动作, 通常处于整个传动的终端；( ×)4，机构就是具有确定相对运动的构件组合；( √)5，6，构件可以由一个零件组成, 也可以由几个零件组成；( √)整体式连杆就是最小的制造单元, 所以它就是零件而不就是构件；( ×)7，8，连杆就是一个构件, 也就是一个零件；减速器中的轴，齿轮，箱体都就是通用零件；( √)( ×)二，挑选( 每题一分)1，组成机器的运动单元体就是什么？( B )A. 机构B. 构件C. 部件D. 零件2，机器与机构的本质区分就是什么？( A )A. 就是否能完成有用的机械功或转换机械能B. 就是否由很多构件组合而成C. 各构件间能否产生相对运动D. 两者没有区分3，以下哪一点就是构件概念的正确表述？(D)A. 构件就是机器零件组合而成的；B. 构件就是机器的装配单元C. 构件就是机器的制造单元D. 构件就是机器的运动单元4，以下实物中, 哪一种属于专用零件？( B )A. 钉5，B. 起重吊钩C. 螺母D. 键以下不属于机器的工作部分的就是(D)A. 数控机床的刀架C. 汽车的轮子B. 工业机器人的手臂D. 空气压缩机三，填空( 每空一分)1，依据功能, 一台完整的机器就是由( 动力系统) ，( 执行系统) ，( 传动系统) ，( 操作掌握系统) 四部分组成的；车床上的主轴属于(执行) 部分；2，3，机械中不行拆卸的基本单元称为( 零件), 它就是( 制造) 的单元体；机械中制造的单元称为(零件), 运动的单元称为( 构件), 装配的单元称为( 机构) ；4，从( 运动) 观点瞧, 机器与机构并无区分, 工程上统称为( 机械) ；5，机器或机构各部分之间应具有_相对运动；机器工作时, 都能完成有用的机械功或实现转换能量；其次章平面机构的结构分析一，填空题( 每空一分)2，两构件之间以线接触所组成的平面运动副, 称为高副, 它产生1个约束, 而保留2个自由度；3，机构具有确定的相对运动条件就是原动件数等于机构的自由度；4，在平面机构中如引入一个高副将引入1个约束, 而引入一个低副将引入_2个约束, 构件数，约束数与机构自由度的关系就是F=3n-2Pl-Ph ；5，当两构件构成运动副后, 仍需保证能产生肯定的相对运动, 故在平面机构中, 每个运动副引入的约束至多为2, 至少为 1 ；6，在平面机构中, 具有两个约束的运动副就是低副, 具有一个约束的运动副就是高副；7，运算平面机构自由度的公式为F= F=3n-2Pl-Ph , 应用此公式时应留意判定:A ，复合铰链,B，局部自由度,C，虚约束；二，挑选题( 每空一分)1，有两个平面机构的自由度都等于1, 现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构, 就其自由度等于 B ；A，0 B ，1 C，2B 机构自由度时, 该机构具有确定的运动；2，在机构中原动件数目A，小于 B ，等于 C ，大于；3，运算机构自由度时, 如计入虚约束, 就机构自由度就会 B ；A，增多 B ，削减 C ，不变；4，构件运动确定的条件就是C；A，自由度大于 1 B ，自由度大于零 C ，自由度等于原动件数；三，运算图示平面机构的自由度；( 机构中如有复合铰链, 局部自由度, 虚约束, 予以指出；)( 每题5 分)F=3×5-2 ×7=1 F=3 ×7-2 ×9-1=2F=3×5-2 ×7=1 F=3 ×9-2 ×12-1 ×2=1F=3×3-2 ×4=1 F=3 ×3-2 ×4=1F=3×3-2 ×4=1四，如下列图为一缝纫机下针机构, 试绘制其机构运动简图；(5 分)第三章平面连杆机构一，填空:( 每空一分)1，平面连杆机构由一些刚性构件用_转动副与_移动副相互联接而组成；2，在铰链四杆机构中, 能作整周连续旋转的构件称为曲柄, 只能来回摇摆某一角度的构件称为摇杆, 直接与连架杆相联接, 借以传动与动力的构件称为_连杆；3，图1-1 为铰链四杆机构, 设杆a 最短, 杆b 最长；试用符号与式子说明它构成曲柄摇杆机构的条件:(1) a+b ≤c+d；(2) 以 b 或d为机架, 就a为曲柄；4，在图示导杆机构中,AB 为主动件时, 该机构传动角的值为90 ；K 的值为1 ，5，在摇摆导杆机构中, 导杆摆角ψ=3 0 °, 其行程速度变化系数4；6，铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值＞0 , 对心曲柄滑块机构的θ值＝0 , 所以它无急回特性, 摇摆导杆机构有急回特性；7，当四杆机构的压力角α=90°时, 传动角等于0, 该机构处于死点位置；8，一对心式曲柄滑块机构二，挑选题:( 每空一分), 如以滑块为机架, 就将演化成定块机构；1. 在曲柄摇杆机构中, 只有当置；C为主动件时, 才会显现“死点”位A，连杆 B ，机架C，摇杆 D. 曲柄2. 绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之与, 大于其余两杆的长度之与时, 机构 BA，有曲柄存在B，不存在曲柄C，有时有曲柄, 有时没曲柄D，以上答案均不对时, 曲柄摇杆机构才有急回运动；3. 当急回特性系数为CA，K＜1 C，K＞1 B，K ＝1 D，K ＝04. 当曲柄的极位夹角为D时, 曲柄摇杆机构才有急回运动；A，θ＜0 B，θ=0 C，θ≦0 D，θ﹥05. 当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动对的瞬时运动方向就, 曲柄在“死点”位置是；( C )A，按原运动方向C，不确定的B ，反方向D，以上答案均不对6. 曲柄滑决机构就是由的；A 演化而来A，曲柄摇杆机构B，双曲柄机构C，双摇杆机构D，以上答案均不对7. 平面四杆机构中, 假如最短杆与最长杆的长度之与小于或等于其余两杆的长度之与, 最短杆为机架, 这个机构叫做 B ；A，曲柄摇杆机构C，双摇杆机构B，双曲柄机构D，以上答案均不对8. 平面四杆机构中, 假如最短杆与最长杆的长度之与大于其余两杆的长度之与, 最短杆为连杆, 这个机构叫做 A ；A，曲柄摇杆机构C，双摇杆机构B，双曲柄机构D，以上答案均不对9. B 能把转动运动转变成往复摇摆运动；A，曲柄摇杆机构B，双曲柄机构C，双摇杆机构 D. 摇摆导杆机构, 也可以把往复直线运动转换成转动运动；10，C能把转动运动转换成往复直线运动A，曲柄摇杆机构C，双摇杆机构B，双曲柄机构D.曲柄滑决机构11，设计连杆机构时, 为了具有良好的传动条件, 应使 A ；A，传动角大一些, 压力角小一些 B ，传动角与压力角都小一些 C ，传动角与压力角都大一些；12，在曲柄摇杆机构中, 当摇杆为主动件, 且D 处于共线位置时, 机构处于死点位置；A，曲柄与机架 B ，曲柄与连杆 C ，连杆与摇杆13，在摇摆导杆机构中, 当曲柄为主动件时, 其传动角 A 变化的；A，就是由小到大 B ，就是由大到小 C ，就是不；14，下图所示的摇摆导杆机构中, 机构的传动角就是E ，90°；B ；A，角A B ，角B D，0°15，压力角就是在不考虑摩擦情形下作用力与力作用点的C方向所夹的锐角；A，法线 B ，速度 C ，加速度 D ，切线；16，为使机构具有急回运动, 要求行程速比系数 E ；A，K=1 B ，K>1 C ，K<117，铰链四杆机构中存在曲柄时, 曲柄 B 就是最短构件；A，肯定 B ，不肯定 C ，肯定不三，判定题( 每空一分)1，铰链四杆机构依据各杆的长度, 即可判定其类型；(×)2，铰链四杆机构中, 传动角越小好；, 机构的传力性能越( ×)3，四杆机构的死点位置即为该机构的最小传动角位置；( √)4，极位角越大, 机构的急回特性越显著；( √) 5，极位角就就是从动件在两个极限位置的夹角；( ×)四，运算题(5 分)图示为一铰链四杆机构, 已知各杆长度:L AB=10cm,L B C=25cm,L CD=20cm,L A D=30cm；当分别固定构件1，2，3，4 机架时, 它们各属于哪一类机构？该机构满意杆长之与条件AB为机架时, 双曲柄机构AD或BC为机架时, 曲柄摇杆机构CD为机架时, 双摇杆机构第四章凸轮机构及其她常用机构一，填空题( 每空一分)1，凸轮机构主要就是由_凸轮，_从动件与固定机架三个基本构件所组成；2，按凸轮的外形, 凸轮机构主要分为_盘形，_移动凸轮等基本类型；3，从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_尖顶，_滚子与平底，球面底四种；4，以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的基圆；5，凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向( 即从动杆的受力方向) 与从动杆速度方向之间的夹角称为凸轮在该点的_压力角；6，随着凸轮压力角α增大, 有害分力F2 将会_增大而使从动杆自锁“卡死”, 通常对移动式从动杆, 推程时限制压力角α；刚性_冲击, 引起机构剧烈的振动；7，等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生二，挑选题:( 每空一分)1， A 对于较复杂的凸轮轮廓曲线, 也能精确地获得所需要的运动规律；B，滚子式从A，尖顶式从动杆动杆C，平底式从动杆D，以上均不对2. A 可使从动杆得到较大的行程；A，盘形凸轮机构 B ，移动凸轮机构C，圆柱凸轮机构D，以上均不对3，理论廓线相同而实际廓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 A ；A，相同 B ，不相同；4，对于转速较高的凸轮机构, 为了减小冲击与振动, 从动件运动规律最好采纳C运动规律；A，等速 B ，等加速等减速 C ，正弦加速度；5，凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生 B 冲击；它适用于 E 场合；A，刚性 B ，柔性 C ，无刚性也无柔性D，低速 E ，中速 F ，高速6，滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应B 凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径；A，大于 B ，小于C，等于7，直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 A ；A，永久等于 B ，等于常数C，随凸轮转角而变化四，已知凸轮机构如图, 在图上标注出: (5 分)A 点的压力角αA, 并量出其值凸轮从图示位置转过90°后的压力角α一，判定题:1. 单向间歇运动的棘轮机构, 必需要有止回棘爪；√2. 棘轮机构与槽轮机构的主动件, 都就是作往复摇摆运动的；×3. 槽轮机构必需有锁止圆弧；√4. 止回棘爪与锁止圆弧的作用就是相同的；√5. 摩擦式棘轮机构就是“无级”传动的；√6. 槽轮机构运动系数τ恒小于0，5，7. 棘轮机构运动平稳性差×, 而槽轮机构运动平稳性好；√二，挑选题:1. B 当主动件作连续运动时, 从动件能够产生周期性的时停，时动的运动；A，只有间歇运动机构, 才能实现 B ，除间歇运动机构外, 其她机构也能实现C，只有齿轮机构, 才能实现D，只有凸轮机构, 才能实现2. 棘轮机构的主动件就是 B ；A，棘轮B，棘爪C，止回棘爪D，以上均不就是3. 如使槽轮机构τ增大A，增加销数, 需要_ A _ ，B，削减径向槽数C，加快拔盘转速D，以上均不就是第六章带传动一，填空题:1，由于带的弹性引起与带轮之间的相对滑动称为弹性滑动；2，按传动原理带传动分为摩擦带传动与啮合带传动；3，摩擦带传动的失效形式有打滑与疲惫失效；二，判定题:1. 带传动中紧边与小轮相切处, 带中应力最大；( √)2. 带速越高, 带的离心力越大, 不利于传动；(√)√)3. 在多级传动中, 常将带传动放在低速级；(4. 中心距肯定, 带轮直径越小, 包角越大；(×)5. 带传动的从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度的缘由就是带的弹性打滑；( √)三. 挑选题1. 带传动中传动比较精确的就是D，A，平带B，V带C，圆带D，同步带2. 平带传动, 就是依靠C来传递运动的；A，主轴的动力B，主动轮的转矩C，带与轮之间的摩擦力D，以上均不就是3. 三角带的型号与A，运算长度A , 都压印在胶带的外表面, B，标准长度C，假想长度D，实际长度4，如下列图就是三角带在轮槽正确安装位置就是 A ；5，为使三角带的两侧工作面与轮槽的工作面能紧密贴合, 轮槽的夹角θ必需比40°略 BA，大一些B，小一点C，一样大D，可以任凭6，带传动采纳张紧轮的目的就是＿D；A，减轻带的弹性滑动C，转变带的运动方向B ，提高带的寿命D，调剂带的初拉力7，与齿轮传动与链传动相比A ，工作平稳, 无噪音, 带传动的主要优点就是，传动的重量轻A ＿；BC，摩擦缺失小, 效率高D，寿命较长第七章链传动一，判定题:1. 链传动的平均传动比就是常数, 而瞬时转动比就是变化的；( √)2. 链转动的平均传动比就是不变的, 它的值.12=d2/d 1=Z2/Z 1 (×)3链传动中, 节距p 增大就传动才能也增大, 所以在设计中应尽量取较大的(p 值；( ×)√)4，水平安装的链传动中, 紧边宜放在上面；5，张紧轮应设置在松边；(√) 6. 链轮常用齿形有: 双圆弧齿形与三圆弧始终线齿形；(√)四，链传动布置如下列图, 小链轮为主动轮, 试在图上标出其正确的转动方向；(5 分)第 8 章齿轮传动一，填空 :1. 渐开线上各点压力角等于 arccos(r b / r ) ; 越远离基圆 , 压力角越 _大 ; 基圆压力角等于 0 ；2. 把齿轮某一圆周上的比值 P k / л规定为标准值并使该圆上的压力角也为标准值, 这个圆称为分度圆；3. 假如分度圆上的压力角等于 20 , 模数取的就是标准值 , 齿顶高系数与顶隙系数均为标准值 , 齿厚与齿间宽度相等的齿轮 , 就称为标准齿轮；4. 已知一标准直齿圆柱齿轮 Z=30,h=22，5,m=10,da=320；5. 标准斜齿轮的正确啮合条件就是6. 直齿圆锥齿轮的正确啮合条件就是 : m n1= m n2,_ αn1=_αn2_, β1=- β2 ； :_ m1=m2,α1=_α 2_；7. 直齿圆柱齿轮在传动中 , 齿形上所受的正压力可分解成圆周力,_ 径向力；8，渐开线标准直齿圆柱齿轮连续传动的条件就是 :重合度大于等于1；9，在一对相互啮合传动的齿轮中往使小齿轮的齿面硬度比大齿轮, 小齿轮工作次数多 , 考虑两轮的使用寿命大致接近 , 往大；10，当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相 m2等时 , 这对齿轮的中心距为z 2 )；a ( z 1 11，按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮 , 节圆与分度圆重合 , 啮合角在数值上等于分度圆上的压力角；12，相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓线；, 其接触点的轨迹就是一条直13，标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为二，判定题:17 ；1. 模数没有单位, 只有大小；(×)2. 齿轮的标准压力角与标准模数都在分度圆上；(√)3. 单个齿轮既有分度圆圆；, 又有节(×)4. 斜齿轮具有两种模数, 其中以端面模数作为标准模数；(×)5. 标准直齿圆锥齿轮值；, 规定以小端的几何参数为标准(×)6，标准直齿圆柱齿轮传动的实际中心距恒等于标准中心距；(×) 7 ，所谓直齿圆柱标准齿轮就就是分度圆上的压力角与模数均为标准值的齿轮；( ×) 8，变位系数的渐开线直齿圆柱齿轮肯定就是标准齿轮；(√)三，挑选题:1. 渐开线上任意一点的法线必A，交于B -基圆；B，切于C，没关系2. 标准渐开线齿轮, 影响齿轮齿廓外形的就是A；A，齿轮的基圆半径B，齿轮的分度圆半径C，齿轮的节圆半径D，齿轮的任意圆半径3. 一对渐开线齿轮连续传动的条件为: AA，ε≥1ε≥1，3B ，ε≥2 C，ε≤1 D，4. 渐开线上各点的压力角 B , 基圆上压力角D；A，相等B，不相等C，不等于零5. 对于齿数相同的齿轮D. 等于零齿轮的几何尺寸与齿轮的承载能, 模数越大,力 A ；A，越大B，越小C，不变化6. 斜齿轮有规定以A，法面模数A 为标准值；B，端面模数C，法面模数或端面模数D，以上均不就是7. 斜齿轮规定以A，法面压力角A 为标准值；B，端面压力角C，齿顶压力角D，齿根压力角8. 标准斜齿圆柱齿轮内啮合的正确啮合条件就是 A ；A，m =m =m n , α= α= αn , β= βB，C，m =m =m , α= α= α,α= α= α,h =hm =m =m , β= βD，m =m =m , αn1=αn2=α,B- β = β的几何参数为标准值；9. 标准直齿圆锥齿轮规定它A，小端B，大端C，小端或大端10，正常标准直齿圆柱齿轮的齿根高 B ；A，与齿顶高相等能大也可能小B，比齿顶高大C，比齿顶高小D，与齿顶高相比, 可11，一对标准直齿园柱齿轮传动, 模数为2mm齿,数分别为20，30, 就两齿轮传动的中心距为C；A，100 mm B，200 mm C，50mm D，25 mm 12，一对齿轮要正确啮合, 它们的D必需相等；A，直径B，宽度C，齿数D，摸数13，一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15，7mm齿,顶圆直径D０＝400mm就,该齿轮的齿数为C；A，82 78B，80 C，D，7614. 对齿面硬度HB≤350 的闭式齿轮传动, 主要的失效形式就是B；A，轮齿疲惫折断 B ，齿面点蚀C，齿面磨损D，齿面胶合 E ，齿面塑性变形15. 开式齿轮传动的主要失效形式就是C；A，轮齿疲惫折断16，对于齿面硬度B ，齿面点蚀C，齿面磨损D，齿面胶合E，齿面塑性变形HB≤350 的闭式齿轮传动, 设计时一般A；A，先按接触强度条件运算合条件运算B，先按弯曲强度条件运算C，先按磨损条件运算D，先按胶17，对于开式齿轮传动, 在工程设计中, 一般D；A，按接触强度运算齿轮尺寸, 再验算弯曲强度B，按弯曲强度运算齿轮尺寸, 再验算接触强度C，只需按接触强度运算D，只需按弯曲强度运算18，在运算齿轮的弯曲强度时, 把齿轮瞧作一悬臂梁, 并假定全部载荷作用于轮齿的A ,以这时的齿根弯曲应力作为运算强度的依据；A，齿根处B，节圆处C 齿顶处19，挑选齿轮的结构形式( 实心式，辐板式，轮辐式) 与毛坯获得的方法( 棒料车削, 锻造，模压与铸造等), 与B有关；A，齿圈宽度B，齿轮的直径C，齿轮在轴上的位置D，齿轮的精度四，运算题(5 分)1. 有一标准渐开线直齿圆柱齿轮, 已知:m=4, 齿顶圆直径da=88,试求:(1) 齿数Z=？(2) 分度圆直径d=？(3) 齿全高h=？(4) 基圆直径db=？解:(1) 由da(2)d=mz=4 m( z 2) 得88=4(z+2);z=20 ×20=80(3)h=2 ，25m=2，25×4=9(4)d b=mzcosα=4×20cos20=75，2五，分析题图示斜齿圆柱齿轮传动, 按Ⅱ轴轴向力平稳原就, 确定齿轮3，4 的旋向；判定齿轮1，4 的受力方向( 各用三个分力标在图上)(5 分)第9 章蜗杆传动一，挑选题:1，蜗杆头数A，多A 就传动效率高；B，少C，与头数无关2. 在蜗杆传动中A，轴面, 蜗杆的 A 模数与蜗轮的端面模数应相等, 并为标准值；D，以上B，法面C，端面均不对3. 当蜗杆头数Z 确定后, 直径系数q 越小, 就螺旋升角 A , 效率越大；A，越大B，越小C，越高D，越低4. 对一般蜗杆传动, 主要应当运算寸；A 内的各几何尺A，中间平面B，法向面C，端面D，以上均不就是5. 当传动的功率较大A，Z =1 , 为提高效率, 蜗杆的头数可以取C；B ，Z =2 ～3 C，Z =46. 蜗杆传动用；A 自锁作A，具有上均不就是B，不具有C，有时有D，以7. 蜗杆传动与齿轮传动相比, 效率 B ；B ，低C，相等D，以A，高上均不就是二，判定题1. 蜗杆传动一般用于传递大功率，大传动比；(×)2. 蜗杆传动通常用于减速装置；(√)3. 蜗杆的传动效率与其头数无关；(×)4. 蜗杆的导程角γ越大, 传动效率越高；( √)三，分析题1，如下列图蜗杆传动, 已知蜗杆的螺旋线旋向与旋转方向, 试求蜗轮的转向；(5 分)2. 如下列图, 已知输出轴上的锥齿轮Z4 的转向n4, 为了使中间轴Ⅱ上的轴向力能抵消一部分, 试求: 再图上标出各轮的转向；判定蜗杆传动的螺旋角方向( 蜗杆，蜗轮) 蜗杆，蜗轮所受各力方向以及锥齿轮Z3 所受轴向力方向；( 要求标在图上或另画图表示) (5 分)蜗杆右旋第10 章齿轮系一，判定题1，平面定轴轮系中的各圆柱齿轮的轴线相互平行；(√)2，行星轮系中的行星轮即有公转又有自转；(√)3，平面定轴轮系的传动比有正负；(√) 4，惰轮不但能转变轮系齿轮传动方向而且能转变传动比；二，运算题( 每题5 分)( ×)1，图示为滚齿机滚刀与工件间的传动简图, 以知各轮的齿数为:Z 1=35,z 2 =10,Z3=30,z 4=70,Z5=40,Z6=90,Z7=1,Z8 =84，求毛坯回转一转时滚刀轴的转数；n1 n8z2 z4 z6 z8z1 z3 z5 z710 70 90 84i18解:3512630 40 1答: 毛坯回转一周滚刀轴转126 转；2，Z1=15,Z2=25,Z3=20,Z 4=60；n1 =200r/min( 顺时针)n 4=50r/min( 顺时针) 试求H的转速；解:1 ，4 为太阳轮,2 ，3 为行星轮,H 为行星架n1 n4n Hn Hz2 z4z1 z36020Hi1425155200 50 n H n Hn H5 75r / minH的转速为75r/min, 顺时针方向；3，已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z1 =20，Z2=18，Z 3=56；求传动比i 1H；解:1-3 为太阳轮,2 为行星轮,H 为行星架n1 n3n Hn Hz3z1Hi 135620n30i1H第十一章第十二章轴及轴毂联接一，填空题;1，轴依据其受载情形可分为: 心轴，_转轴，_传动轴；3，主要承担弯矩, 应选心_ 轴; 主要承担转矩, 应选传动轴; 既承担弯矩, 又承担转矩应选转_轴；4，平键联结可分为一般平键连接，导向键连接，_滑键连接等；5，键连接可分为平键连接，_半圆键连接，楔键连接，切向键连接_；二，挑选题:1，平键工作以B为工作面；A，顶面2，半圆键工作以B，侧面B_为工作面；C，底面D，都不就是A，顶面B，侧面C，底面D，都不就是3，楔键工作以A，顶面AC为_工作面；B，侧面C，底面D，都不就是4. 机器的零，部件在装拆时, 不得损坏任何部分；而且经几次装拆仍能保持该机器性能的联接叫 AA，可拆联接 B ，不行拆联接C，焊接D，以上均不就是5. 机械静联接多数属于 A ；B ，不行拆联接C，焊接 D ，以上均不A，可拆联接就是6. 键联接，销联接与螺纹联接都属于 A ；A，可拆联接 B ，不行拆联接C，焊接D，以上均不就是7. 楔键联接对轴上零件能作周向固定, 且 B ；A，不能承担轴向力 B ，只能承担单向轴向力C，不能承担径向力D，以上均不就是8. A 联接的轴与轴上零件的对中性好用于高速精密的传动；B ，松键C，高速精密D，A，紧键以上均不就是9. 依据平键的C不同, 分为A，B，C 型；B ，尺寸大小C ，头部外形D ，以上均A，截面外形不就是四，(10 分)1，图示轴的结构1，2，3 处有哪些不合理的地方？用文字说明；解:1 处轴环高度超过了轴承内圈的高度, 且套筒高度要小于轴承内圈高度2 处轴头长度大于轮毂的宽度3 处没留退刀槽2，下图为斜齿轮，轴，轴承组合结构图；齿轮用油润滑, 轴承用脂润滑, 编写序号列出图中的各设计错误, 并指出设计错误的缘由；( 注: 不必改正)( 找出5 处错误)12347561 处应加垫圈2 处轴环高度高于轴承内圈高度3 处轴头长度大于轮毂宽度4 处套筒高度高于轴承内圈5 处键槽位置应与前一键槽在同一母线上6 处联轴器太短；7 处应开梯形槽13 章轴承一，填空1，滚动轴承代号 6208 中,6 指深沟球轴承 ,2 指直径系列为 2,08 指内径为40mm ；2，载荷小而平稳，转速高的传动 , 采纳秋轴承较合适； 3，向心轴承主要承担径向载荷；4，推力轴承主要承担轴向载荷；5，轴瓦有整体式，剖分式两种；25 6，轴承代号 7208AC 中的AC 表示；7，液体润滑轴承分为 8. 滑动轴承的摩擦状态有静压滑动轴承与动压滑动轴承两钟；干摩擦，边界摩擦，完全液体摩擦；五，运算题 ( 每题 10 分)1. 如下列图 , 已知轴承载荷平稳 , 再室温下工作 , 转速 n=1000r/min, 试运算此对轴承的当量载荷 P1，P2； 7208AC 轴承 ,S=0， 7Rs,e=0，7,A/R>e 时,x=0 ， 41,y=0 ，85,A/R ≤e 时,x=1,y=0S 1 S 2解:1，运算轴承的轴向力派生力S 1=0， 7R 1=0，7×200=140N S 2=0， 7R 2=0，7×100=70N Fa=0∵S 1> S 2∴轴左移 , 轴承 2 被压紧 A2= S 1=140N轴承 1 被放松 A1= S 1 =140N 2，运算当量动载荷 A1/ R 1=140/200=0， 7=e x 1=1,y 1=0A2/ R 2=140/100=1， 4 x 2=0， 41,y 2 =0，85 取 fp=1 ， 0就 P1=fp(x R 1+ y A1)1 1 =200N P2=fp(x2 R 2 + y 2 A2)=160N2，如下列图为某机械中的主动轴 , 拟用一对角接触球轴承支承；初选轴承型号为 7211AC ；已知轴的转速 n =1450r/min, 两轴承所受的径向载荷分别为 F r1 =3300N,F r2 =1000N,轴向载荷 F A =900N,轴承在常温下工作 , 运转时有中等冲击 , C r =50500N 角接触球轴承70000AC(α =250) F S =0，68 F rF a / F r ＞e圆锥滚子轴承 70000C(α=150)F S =e F r 70000B(α =400) F S =1，14 F rF a / F r ≤eF S =F r /(2 Y ) F a / C oe轴承类型X0，41 Y 0， 87 X 1 Y 0 α=25α=40角接触秋轴承— 0，68 0—1，140，350， 571f 载荷系数 p载荷性质无冲击或稍微冲击 1， 0～ 1， 2 中等冲击剧烈冲击 f 1，2～1，81，8～3，0p解1．运算轴承的轴向力 F a1，F a2由表查得 7211AC 轴承内部轴向力的运算公式为 F s =0， 68F r , 故有 : F s1=0，68 F r1 =0，68×3300N=2244N F s2=0， 68 F r2 =0，68×1000N=680N F s2+F A =(680＋ 900)N=1580N ＜F s1=2244N由于故可判定轴承 2 被压紧 , F a1= F a2= 2．运算当量动载荷轴承 1 被放松 , 两轴承的轴向力分别为 F s1=2244NF s1－F A =(2244－900)N=1344N:P 1，P 2 由表查得 e =0，68, 而F a1 F r 12244 3300eF a 2 F r 213441000＜e查表可得 X 1=1, Y 1=0; X 2=0，41, Y 2=0，87；由表取 p =1，4, 就轴承的当量动载荷为 f :P 1=f p ( X 1 F r1 + Y 1 F a1)=1 ，4×(1 ×3300+0×2244)N=4620N F a2)=1 ，4×(0 ，41×1000+0， 87×1344)N=2211N P 2=f p ( X 2 F r2 + Y 2 3. 运算轴承寿命 L h因 P 1＞ P 2, 且两个轴承的型号相同 P = P 1；, 所以只需运算轴承 1 的寿命 , 取7211AC 轴承的 C r =50500N ；又球轴承 ε=3, 取 f T =1, 就得 6 6L h =10 f T C P10 1 50500 4620=15010h ＞12000 h 60n60 1450由此可见轴承的寿命大于预期寿命 , 所以该对轴承合适；。

机械设计基础习题集(附解答)

目录绪论 (1)平面机构的自由度 (3)平面连杆机构 (8)凸轮机构 (14)齿轮机构 (18)轮系 (23)机械零件设计概论 (28)联接 (30)齿轮传动 (41)蜗杆传动 (51)带、链传动 (60)轴 (69)滑动轴承 (75)滚动轴承 (78)联轴器和离合器 (91)绪论1. 简述机构与机器的异同及其相互关系。

2. 简述机械的基本含义。

3. 简述构件和零件的区别与联系。

4. 简述“机械运动”的基本含义。

5. 简述“机械设计基础”课程的主要研究对象和内容。

6. 简述“机械设计基础”课程在专业学习中的性质。

【参考答案】1. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。

相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。

2. 从结构和运动的角度看，机构和机器是相同的，一般统称为机械。

3. 构件是机械中的运动单元，零件是机械中的制造单元；构件是由一个或若干个零件刚性组合而成。

4. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。

5. 研究对象：常用机构（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和通用零（部）件（螺栓、键、齿轮、带、链、轴、轴承、联轴器、离合器等）。

研究内容：机构的组成及其工作原理、结构分析、运动分析等；零（部）件结构、设计计算、类型选择、使用维护等。

6. “机械设计基础”课程着重研究各类机械中的共性问题，为进一步深入研究各种专门机械奠定基础；同时，“机械设计基础”课程的学习又涉及到高等数学、机械制图、工程力学、工程材料以及机械制造基础等知识的综合运用。

因此，“机械设计基础”是课程体系中的一门专业技术基础课程。

平面机构的自由度1. 什么是机构中的原动件、从动件、输出构件和机架？2. 机构中的运动副具有哪些必要条件？3. 运动副是如何进行分类的？4. 平面低副有哪两种类型？5. 简述机构运动简图的主要作用，它能表示出原机构哪些方面的特征？6. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？7. 平面运动副中，低副和高副各引入几个约束？8. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？9. 运动链和机构关系如何？10. 画出下列机构的示意图，并计算其自由度。

濮良贵第九版机械设计习题及解析

WORD 格式可编写第三章机械部件的强度习题答案3-1 某资料的对称循环波折疲倦极限σ1180MPa ，取循环基数 N 0 5 106 ， m 9 ，试求循环次数 N分别为 7 000 、 25 000 、 620 000 次时的有限寿命波折疲倦极限。

[ 解 ]σ1N 1σ1 9N 0 180 95 106373.6MPaN 17 103σ1N 2σ1 9 N 018095 106324.3MPaN 22.5 10 4σ1N 3σ19 N 018095 106227.0MPaN 36.2 10 53-2 已知资料的力学性能为 σs260MPa ， σ1 170MPa ， Φσ 0.2 ，试绘制此资料的简化的等寿命寿命曲线。

[ 解 ]A ' (0,170)C( 260,0)σ1σΦσ2 0σ0σ2σ11 Φσσ2σ1 2 170283.33MPa1 Φσ 1 0.2得 D '(283.332 ,283.332) ，即 D ' (141.67,141.67)依照点 A ' (0,170) ， C (260,0) ， D ' (141.67,141.67) 按比率绘制该资料的极限应力求以以下列图所示3-3 一圆轴轴肩处的尺寸为： D =72mm ， d =62mm ， r =3mm 。

资料为 40CrNi ，设其强度极限σB=900MPa ，信服WORD 格式可编写极限 σ750MPa 试计算周健的波折有效应力集中系数k 。

s[解] 因D1.16 ，r0.048 ，查附表 3-2 ，插值得σ1.995 ，查附图 3-1 得 q σ0.78 ，将所查值dd代入公式，即k σ 1 q σ σ 1 1 0.78 1.995 1 1.8963-4 圆轴轴肩处的尺寸为： D =54mm ， d =45mm ， r =3mm 。

如用题 3-2 中的资料，设其强度极限σ B=420MPa ，试绘制此部件的简化等寿命疲倦曲线。

机械设计基础习题含答案讲解

机械设计基础课程》习题第 1 章机械设计基础概论1- 1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1- 2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1- 3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1- 4 常见的零件失效形式有哪些？1- 5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1- 6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途： Q275 、 40Mn 、40Cr 、 45 、ZG310 － 570 、 QT600 －3。

第 2 章现代设计方法简介2- 1 简述三维CAD 系统的特点。

2- 2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。

2- 3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。

2- 4 优化设计的一般过程是什么？2- 5 机械设计中常用的优化方法有哪些？2- 6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7 常用的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。

2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。

第 3 章平面机构的组成和运动简图3- 1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。

3- 2 平面机构具有确定运动的条件是什么?3- 3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3- 4 计算自由度时需注意那些事项？3- 5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？3- 6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-9 试判断图a、b、c 所示各构件系统是否为机构。

若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）3-10 计算图 a、b、c、d、e、f 所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。

机械设计试题和答案及解析

WORD 格式可编辑专业知识整理分享1．在疲劳曲线上，以循环基数N 0为界分为两个区：当N ≥N 0时，为（无限寿命区）区；当N ＜N 0时，为（有限寿命区）区。

2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。

零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。

3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）越大，则其内摩擦阻力就越大。

4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（添加剂）。

5．正是由于（弹性滑动）现象，使带传动的传动比不准确。

带传动的主要失效形式为（打滑）和（带的疲劳破坏）。

6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。

7．链传动水平布置时，最好（紧边）边在上，（松边）在下。

8．设计中，应根据被联接轴的转速、（转矩）和（直径）选择联轴器的型号。

9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（相对间隙）；而（偏心距）与（半径间隙）之比称为偏心率ε。

10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（ 1.5 ）个键计算。

1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。

2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。

3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。

4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。

5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。

6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限γN σ与（循环次数）之间关系的曲线。

7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。

机械设计基础习题和答案解析10带、链传动

习题与参考答案一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案)1 带传动是依靠 B 来传递运动和功率的。

A. 带与带轮接触面之间的正压力B. 带与带轮接触面之间的摩擦力C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力2 带张紧的目的是 D 。

A. 减轻带的弹性滑动B. 提高带的寿命C. 改变带的运动方向D. 使带具有一定的初拉力3 与链传动相比较，带传动的优点是 A 。

A. 工作平稳，基本无噪声B. 承载能力大C. 传动效率高D. 使用寿命长4 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 D 。

A. 传动效率高B. 带的寿命长C. 带的价格便宜D. 承载能力大5 选取V 带型号，主要取决于 A 。

A. 带传递的功率和小带轮转速B. 带的线速度C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 C 。

A. 传动比B. 带的线速度C. 带的型号D. 带传递的功率7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 D 决定。

A. 小带轮直径B. 大带轮直径C. 两带轮直径之和D. 两带轮直径之差8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 D 。

A. 带的弹性滑动加剧B. 带传动效率降低C. 带工作噪声增大D. 小带轮上的包角减小9 带传动的中心距过大时，会导致 D 。

A. 带的寿命缩短B. 带的弹性滑动加剧C. 带的工作噪声增大D. 带在工作时出现颤动10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力Felim 与初拉力F 0之间的关系为 C 。

A. Felim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim)1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最小直径。

《机械设计》习题库讲解

一、是非题1、设计机器的基本原则是：美观、大方、造型优美。

（X ）2、起重机的抓斗、气轮机的叶轮、车床变速箱中的齿轮、飞机的螺旋桨、自行车的链条以及颚式破碎机上的V带传动都是通用零件。

（ X）3、单侧工作面齿轮的齿根受脉动循环的弯曲应力作用。

（ V）4、过桥轮的齿根受对称循环的弯曲应力作用。

（V ）5、疲劳曲线表示屈服极限σs与循环次数N之间的关系曲线。

（X ）5、某材料的一条疲劳曲线可用于分析该材料所制成的零件在不同循环特征系数r下的应力极限。

（X ）7、通常，楔键联接用于轴和轮毂要求定心精度较高的场合。

（X ）8、为了改善螺纹牙间载荷分布不均匀现象可以采用环槽螺母的方法。

（V ）9、带传动中的弹性滑动可以用增大包角等措施予以避免。

（ X）11、通常，轴采用阶梯轴形式，其目的主要是为了加工方便。

（X ）12、一般软齿面的闭式齿轮传动，齿轮轮齿最常见的失效是疲劳点蚀。

（V ）13、圆柱滚子轴承既可以承受较大的径向力,同时也可承受一定的轴向力。

（X ）14、楔键和轮毂上键槽的底面，两者的接触面都具有1/100的斜度。

V ）15、万向联轴器可以补偿较大的角位移，并且还具有减振缓冲功能。

（X ）16、在轴的初步设计计算中，轴的最小直径是按弯曲强度来初步计算的。

（ X）17、蜗杆传动的蜗杆导程角γ一定等于蜗轮的螺旋角β。

（ X）18、用于联接的螺纹要求传动效率高。

（X ）19、轴承代号“61206”的含义是：轴承内径是30mm，直径系列是轻系列，公差等级是普通级，类型是深沟球轴承。

（V ）20、在轴上同一处，安装两个半圆键时，一般最好使它们隔180°布置。

〔 X〕21、在公称直径相同时，因为粗牙螺纹的螺距比细牙螺纹的大，所以粗牙螺纹的自锁性好，因此粗牙螺纹是常用螺纹。

〔 X〕22、弹性柱销联轴器具有减振缓冲、补偿位移的功能。

〔 V〕23、润滑油的粘度越大，内摩擦阻力越大，即流动性越差。

〔〕24、因为三角形螺纹的牙形角相对较大，所以三角形螺纹常用于传动螺纹〔X 〕25、两带轮的直径一定时，减小中心距会导致小带轮上的包角减小。

机械设计大题分析解析

1.键和花键的应用和特点平键：特点：结构简单，对中性好，装拆，维护方便。

应用：用于轴径大于100mm ，对中性要求不高且载荷较大的重机械中花键：承载能力强，导向性好，对中性好，互换性好，加工复杂，成本高。

应用：主要用于定心精度高、载荷大或经常滑移的连接（飞机，汽车，拖拉机，机床制造）。

2．摩擦型带的弹性滑动1）由于拉力差引起的带的弹性变形而产生的滑动现象——弹性滑动 2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。

（∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差） 3）速度间关系：v 轮1>v 带>v 轮2。

量关系→滑动率ε表示：%2~1%100121≈⨯-=v v v ε 100060111⨯=n D v π 100060222⨯=n D v π 传动比)1(1221ε-==D D n n i 或2112)1(D n D n ε-= 4）后果：a ) v 轮2<v 轮1，i 不准确；b ) η↓；c ) 引起带的磨损；d ) 带温度↑，寿命↓。

3．齿轮传动的主要失效形式轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合，塑性变形 4. 滚动轴承的基本概念滚动轴承室是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一中机械元件5.轴系的轴向固定常用的轴向固定有两种，一是双支撑单向固定（两端固定式），二是单支撑双向固定（一端固定，一端游动）1滚动轴承的寿命计算某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN。

轴承受径向力R1= 6000N，R2 =16500N。

轴的转速n =500 r/min，轴上有轴向力F A = 3000 N，方向如图。

轴承的其它参数见附表。

冲击载荷系数f d = 1。

求轴承的基本额定寿命。

一传动装置的锥齿轮轴用一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，布置如图。

已知轴的转速为1200r/min，两轴承所受的径向载荷R1= 8500N，R2 =3400N。