机械设计基础答案

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(完整版)《机械设计基础》答案

《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1－11－21－31－41－5自由度为：11 19211)0192(73')'2(3=--=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：1182632 3=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－6自由度为11)01122(93')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－10自由度为：1128301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=F P P P n F H L或： 122427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=HL P P n F1－1122424323=-⨯-⨯=--=HL P P n F1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

1334313141P P P P ⨯=⨯ωω11314133431==P P ω1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。

设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。

s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。

构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心1224212141P P P P ⨯=⨯ωω121214122421r P P ==ω 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。

在三角形ABC 中，BCA AB BC∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，523cos =∠BCA ， 045sin sin BCABC AC=∠，mm AC 7.310≈s mm BCA AC P P v v P /565.916tan 1013141133≈∠⨯===ω1224212141P P P P ωω=s rad AC P P P P /9.21002101001122412142≈-⨯==ωω1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。

《机械设计基础》习题及答案

机械设计基础复习题（一）一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号×1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。

( )2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。

( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。

( )4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。

( )5．带传动中，打滑现象是不可避免的。

( )6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。

( )7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。

( )8．平键的工作面是两个侧面。

( )9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。

( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。

（）11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。

( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。

( )13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。

( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。

( )15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。

( )16．周转轮系的自由度一定为1。

( )17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。

( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。

( )19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。

( ) 20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。

( )二、填空题1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。

2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为。

3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的加以限制。

4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。

5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。

6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。

7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。

机械设计基础试题及答案

A卷一、简答与名词解释每题5分,共70分1. 简述机构与机器的异同及其相互关系答. 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. 简述“机械运动”的基本含义答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动;3. 机构中的运动副具有哪些必要条件答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动;4. 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答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度;平面自由构件的自由度为3;5. 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答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目;原动件数目<自由度,构件运动不确定；原动件数目>自由度,机构无法运动甚至构件破坏;6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构;7. 何谓连杆机构的压力角、传动角它们的大小对连杆机构的工作有何影响以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置答. 压力角α：机构输出构件从动件上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角;α＋γ≡900;压力角传动角越小越大,机构传力性能越好;偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件推杆运动的失真现象它对凸轮机构的工作有何影响如何加以避免答. 对于盘形凸轮,当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径rT 相等时：ρ=rT,凸轮实际轮廓变尖实际轮廓曲率半径ρ’=0;在机构运动过程中,该处轮廓易磨损变形,导致从动件运动规律失真;增大凸轮轮廓半径或限制滚子半径均有利于避免实际轮廓变尖现象的发生;9. 渐开线齿廓啮合有哪些主要特点答. ①传动比恒定；②实际中心距略有改变时,传动比仍保持不变中心距可分性；③啮合过程中,相啮合齿廓间正压力方向始终不变有利于传动平稳性;10. 试说明齿轮的分度圆与节圆、压力角与啮合角之间的区别,什么情况下会相等重合答. 分度圆：模数和压力角均取标准值得圆定义为齿轮分度圆；每个齿轮均有一个分度圆；节圆：一对齿轮啮合时、两个相切并相对作纯滚动的圆定义为节圆;只有当一对齿轮啮合时节圆才存在;压力角：指分度圆上的标准压力角常取200；啮合角：一对齿轮啮合时,节圆上的压力角为啮合角;标准齿轮、标准安装无侧隙时,分度圆与节圆重合；压力角与啮合角相等;11. 常用螺纹按牙型分为那几种主要用途怎样答. 常用螺纹有三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹;其中三角形螺纹自锁性好,适用于联接；其余适用于传动;12. 开式齿轮传动强度计算的准则是什么答. 开式齿轮强度由于磨损严重、一般不会发生点蚀;故通常按齿根弯曲疲劳强度设计,并将模数增大10～30％,以弥补磨损的影响;13. 简述带传动中紧边拉力、松边拉力和有效拉力、张紧力之间的关系; 答：14. 简述典型的滚动轴承由那些基本元件组成,其中必不可少的元件是什么答. 滚动轴承一般由滚动体、内圈、外圈和保持架组成,其中滚动体必不可少;二、计算与作图每题6分,共30分15. 计算下列机构的自由度,若有虚约束、复合铰链和局部自由度,需指出;（1） 21无复合铰链、局部自由度和虚约束n=7, P L=10, P H=0F=3n-2P L-P H=3×7-2×10-0=12局部自由度：1n=8, P L=11, P H=1F=3n-2P L-P H=3×8-2×11-1×1=116. 如图所示一偏置曲柄滑块机构,曲柄AB 为原动件,长度为l AB =25 mm,偏距e =10mm,已知最大压力角αmax =30°,试求：解：曲柄与滑块道路垂直时压力角达到最大;根据已知条件先求出连杆长度l BC ,则问题易解;17. 补全图中不完整的从动件位移、速度和加速度线图,并判断哪些位置有刚性冲击,哪些位置有柔性冲击;解：18. 已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动的模数m=5 mm、压力角α=20°、中心距a=350 mm、传动比i12 =5/9,试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽;解：19. 试分析图a,b,c,d中的结构错误,分别说明理由并画出正确的结构图;B卷1. 简述构件和零件的区别与联系;答. 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;2. 简述“机械设计基础”课程的主要研究对象和内容;答. 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;3.什么是机构中的原动件、从动件、输出构件和机架答. 原动件：运动参数由外界输入的活动构件；从动件：除原动件外的其余活动构件；输出构件：输出预期运动的从动件；机架：机构运动的参考物,视作相对固定的构件;4. 运动副是如何进行分类的答. ①按两构件运动平面的相互关系分：平面运动副、空间运动副；②按两构件接触方式分：低副面接触、高副点、线接触;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答. 机构运动简图主要用于进行机构的结构分析和运动分析;机构运动简图反映了原机构中的构件类型和数目、运动副类型、数目及其相互位置关系等特征;6. 从运动副类型的角度看,什么是连杆机构机构中的连杆一般做什么运动答. 所有运动副均为低副的机构称连杆机构;机构中的连杆一般做平面复杂运动;7. 何谓偏心轮机构它主要用于什么场合答. 偏心轮是由曲柄通过扩大转动副半径方式演化得到,曲柄长度即为偏心距;偏心轮的强度和刚度都比曲柄好,因此适用于转速不高而载荷较大场合;8. 什么是凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击答. 在机构运动的某些位置,从动件加速度发生突变;当突变值为无穷大时,将引起刚性冲击；当突变值有限时,则引起柔性冲击;9. 何谓根切有何危害如何避免根切答. 采用范成法加工齿轮时,刀具齿顶线圆超过被加工齿轮的啮合极限点时,齿根渐开线齿廓被切去一部分,该现象称为根切;根切使重合度下降、齿根强度减弱;通过使刀具远离轮坯中心或增加被加工齿轮的齿数可避免根切;10. 平行轴斜齿轮机构的啮合特点是什么其正确啮合条件及连续传动条件与直齿轮有何异同答. 斜齿轮传动主要特点：齿廓接触线变化短→长→短、重合度大、不发生根切的最少齿数小,使其传动平稳性好、承载能力大、结构紧凑;正确啮合条件：除两轮模数、压力角相等外,两轮螺旋角大小相等、旋向相反外啮合或相同内啮合;连续传动条件与直齿轮相同;11. 常用联接螺纹是左旋还是右旋是单头还是多头为什么答. 常用联接螺纹为右旋、单头;右旋螺纹符合多数人的右手习惯；单头螺纹的自锁性最好;12. 一对圆柱齿轮传动,大、小齿轮齿面接触应力是否相等大、小齿轮的接触强度是否相等答. 由赫兹应力计算公式知,大、小齿轮齿面接触应力和相等;但大、小齿轮的接触强度不一定相等,只有当大、小齿轮材料、热处理均相同时许用应力相等,强度相等;13. 试说明带传动的弹性滑动是如何产生的为什么这种滑动是不可避免的答. 由于紧边与松边拉力不等,且带为弹性体,当带绕过主动轮时,由于拉力减小,使带的弹性变形量减小,导致带的运动滞后于主动轮；在从动轮处,带的则超前于带轮；因此产生带的弹性滑动;由于带传动必须要求带的紧边与松边保持一定的拉力差,因此弹性滑动不可避免;弹性滑动主要引起传动比不固定,并增加带的磨损;14. 滚动轴承的固定常用的有哪两种形式分别适用于什么场合答. ①两端固定,适用于轴较短、工作中温度变化不大的场合；②一端固定、一端游动,适用于轴较长、工作中温度变化较大的场合;二、计算与作图每题6分,共30分15. 计算下列机构的自由度,若有虚约束、复合铰链和局部自由度,需指出;1 21216. 设计一偏置曲柄滑块机构,已知滑块的行程速度变化系数K=1.5,滑块的冲程l C1C2=50 mm,导路的偏距e=20 mm,求曲柄长度a和连杆长度b;解：17. 试标出在图示位置时凸轮机构的压力角；凸轮从图示位置转过90°后从动件的位移和凸轮机构的压力角;解：18. 如图所示为一装配用电动螺丝刀的传动简图;已知各轮齿数为z 1 = z4 =7,z 3 = z6 =39;若n1=3600 r/min,试求螺丝刀的转速;解：19. 试分析图a,b,c,d中的结构错误,分别说明理由并画出正确的结构图;图示卷扬机由电动机驱动,传动系统由万向联轴器及定轴轮系组成,卷筒与齿轮采用螺栓联接;试分析轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各属于什么类型的轴各轴自重不计;矩,均为心轴;。

《机械设计基础》课后习题答案

第十三章习题册参考答案绪论0-1 判断题1× 2× 3× 4√ 5√ 6× 7×0-2 填空题1确定的相对 2机械 3零件 4构件0-3 选择题1A 2A 3A 4A 5A一、机构的自由度1-1 判断题1× 2√ 3× 4× 5× 6× 7√8√ 9× 10√ 11√ 12× 13× 14×1-2 填空题1运动副 2独立 32 4低 5机构自由度 6机架1-3 选择题1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A8A 9A 10A 11A 12A 13A1-4 解：a F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1b F=3n－2p l－p h=3×5－2×7－0=1c F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1d F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1e F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1f F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1g F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=11-5 解：a F=3n－2p l－p h =3×5－2×7－0=1b滚子中心存在局部自由度,F=3n－2p l－p h=3×8－2×11－1=1c E处存在复合铰链,F=3n－2p l－p h=3×5－2×6－1=2d F=3n－2p l－p h=3×6－2×8－1=1e滚子中心存在局部自由度,两移动副处之一为虚约束,三根杆以转动副相连处存在复合铰链F=3n－2p l－p h=3×9－2×12－2=1f齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链,F=3n－2p l－p h=3×4－2×4－2=2g F=3n－2p l－p h=3×3－2×3－0=3h滚子中心存在局部自由度,F=3n－2p l－p h=3×3－2×3－2=1i中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链,=3n－2p l－p h=3×7－2×10－0=1 j左边部分全为虚约束,三根杆以转动副相连处存在复合铰链,F=3n－2p l－p h=3×5－2×7－0=11-6 解：a该构件组合为机构,因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×4－2×5－1=1>0 b该构件组合不是机构,因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－1=0 c该构件组合不是机构,因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×4－2×6－0=0d该构件组合为机构,因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1>0二、平面连杆机构2-1 判断题1× 2× 3√ 4× 5√ 6× 7√8√ 9√ 10× 11× 12√ 13× 14×15√ 16× 17× 18√ 19× 20√ 21×22× 23× 24× 25√2-2 填空题1低 2转动 33 4连杆,连架杆 5曲柄,摇杆6最短 7曲柄摇杆 8摇杆,连杆 92 10＞11运动不确定 12非工作时间 13惯性 14大15中的摆动导杆机构有,中的转动导杆机构无 16机架 17曲柄18曲柄滑块 19双摇杆 20双曲柄机构 21无,有2-3 选择题1A 2C 3B 4A 5B 6B 7A8C 9A 10A 11A 12C 13C 14A15A 16A 17A 18A 19A 20A 21A2-4 解：a双曲柄机构,因为40+110<70+90,满足杆长条件,并以最短杆为机架b曲柄摇杆机构,因为30+130<110+120,满足杆长条件,并以最短杆的邻边为机架c双摇杆机构,因为50+100>60+70,不满足杆长条件,无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d双摇杆机构,因为50+120=80+90,满足杆长条件,并以最短杆的对边为机架2-5 解：1由该机构各杆长度可得l AB+ l BC＜l CD+ l AD,由此可知满足杆长条件,当以AB杆或AB杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在2以l BC或l AD杆成为机架即为曲柄摇杆机构,以l AB杆成为机架即为双曲柄机构,以l CD杆成为机架即为双摇杆机构2-6 解：1曲柄摇杆机构由题意知连架杆CD杆不是最短杆,要为曲柄摇杆机构,连架杆AB杆应为最短杆0<l AB≤300 mm且应满足杆长条件l AB+l BC≤l CD+l AD,由此可得0<l AB≤150mm 2双摇杆机构由题意知机架AD杆不是最短杆的对边,要为双摇杆机构应不满足杆长条件①AB杆为最短杆0<l AB≤300mm时,l AB+l BC>l CD+l AD,由此可得150mm<l AB≤300mm②AB杆为中间杆300mm≤l AB≤500mm时,l AD+l BC>l CD+l AB,由此可得300mm≤l AB<450mm③AB杆为最长杆500mm≤l AB<1150mm时,l AB+l AD>l CD+l BC,由此可得550mm<l AB<1150mm由此可知：150mm<l AB<450 mm,550mm<l AB<1150 mm3双曲柄机构要为双曲柄机构,AD杆必须为最短杆且应满足杆长条件①AB杆为中间杆300mm≤l AB≤500mm时,l AD+l BC≤l CD+ l AB,由此可得450mm≤l AB ≤500mm②AB杆为最长杆500mm≤l AB<1150mm时,l AB+l AD≤l CD+l BC,由此可得500mm≤l AB ≤550mm由此可知：450mm≤l AB≤550mm2-7 解：a b c d e 各机构压力角和传动角如图所示,图a 、d 机构无死点位置,图b 、c 、e 机构有死点位置2-8 解：用作图法求解,主要步骤： 1计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=3615.115.118011180K K θ 2取比例尺μ=mm3根据比例尺和已知条件定出A 、D 、C 三点,如图所示4连接AC ,以AC 为边作角的另一角边线,与以D 为圆心、摇杆DC 为半径的圆弧相交于C 1和C 2点,连接DC 1和DC 2得摇杆的另一极限位置两个5从图中量得AC =71mm,AC 1=26mm,AC 2=170mm 6当摇杆的另一极限位置位于DC 1时：5mm .2221=⨯=AC AC l AB －μ,5mm .4821=+⨯=AC AC l BC μ 7当摇杆的另一极限位置位于DC 1时：5mm .4922=⨯=AC AC l AB －μ,5mm .12022=+⨯=AC AC l BC μ 答：曲柄和连杆的长度分别为、和、; 2-9 解：用作图法求解,主要步骤： 1计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=4.1612.112.118011180K K θ 2取比例尺μ=mm3根据比例尺和已知条件定出滑块的两极限位置C 1、C 2两点,如图所示4连接C 1C 2,以C 1C 2为直角边作直角三角形C 1C 2P ,使∠C 1C 2P =90°－θ=° 5以C 2P 为直径作圆O6将C 1C 2偏移e 值,与圆O 交于A 点,连接AC 1和AC 2, 7从图中量得AC 1=34mm,AC 2=82mm,则：24mm 212=⨯=AC AC l AB －μ,58mm 221=+⨯=AC AC l BC μ 答：曲柄和连杆的长度分别为24mm 和58mm; 2-10 解：用作图法求解,主要步骤： 1计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=3014.114.118011180K K θ 2取比例尺μ=mm3根据比例尺和已知条件定出机架AC ,如图所示 4根据摇杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极限位置 5过A 点作摇杆两极限位置的垂线,得垂足点B 1、B 2 6从图中量得AB 1=23mm,则26m m 1=⨯=AB l AB μ 答：曲柄的长度为26mm; 2-11 解：用作图法求解,主要步骤： 1计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=0111118011180K K θ 2取比例尺μ=mm3根据比例尺和已知条件定出D 、C 1、C 2三点,如图所示 4过D 点作C 1D 的垂线,并与C 1C 2的连线交于A 点 5从图中量得AD =220mm,AC 1=234mm,AC 2=180mm,则：27mm 212=⨯=AC AC l AB －μ, 207mm 212=+⨯=AC AC l BC μ,220m m =⨯=AD l AD μ答：曲柄的长度为27mm,连杆的长度为207mm,机架的长度为220mm;三、凸轮机构3-1 判断题1√ 2× 3√ 4× 5× 6× 7× 8× 9√ 10√ 11√ 12√ 13√ 14√ 15× 16√ 17√ 18√ 19× 3-2 填空题1使用 2盘形 3凸轮轮廓 4变曲率 5行程 6行程 7轮廓 8凸轮的转角,从动件的位移 9最小 10法线 11大 12等速 13小 14许用压力角 15低 16大 17大 18内凹 19抛物线 20刚性 3-3 选择题1B 2A 3A 4A 5A 6C 7A 8A 9A 10A 11A 12A 13A 14A 15A 16A 17B 18A 19A 20C 21D 22A 23B 24D 25B 26B 27C 3-4 解：1凸轮的基圆和基圆半径的标注如图所示2从动件的位移线图s-t 和升程h 的标注如图所示 3-5 解：凸轮的位移线图如图所示;3-6 解：1凸轮的位移线图如图所示2凸轮的位移线图如图所示3-7 解：所设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构如图所示3-8 解：所设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示3-9 解：各凸轮机构中b、c点的压力角如图所示四、间歇运动机构4-1 判断题1√ 2√ 3× 4√ 5√ 6× 7× 8×4-2 填空题1周期性 2棘轮 3内 42 5锯4-3 选择题1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A8A 9A 10A 11A五、联接5-1 判断题1× 2√ 3√ 4× 5√ 6√ 7×8× 9× 10× 11× 12√ 13× 14×15× 16× 17√ 18× 19× 20√ 5-2 填空题1牙型 2大 3越高 4自锁性 54 6螺钉 7拧紧力矩 8防松 9一致 10摩擦 11直线 12梯形 13传力,传导,调整 14右 15轴和毂,挤压 16轴的直径,轴头 17A,B,C,C 18增加键的长度 19B 2080 5-3 选择题1B 2A 3A 4C 5D 6C 7B 8A 9A 10D 11B 12A 13B 14B 15C 16A 17B 18A 19A 20B 21A 22B 23A 24B 25C 26B 27D 28B 29C 30A 31A 32A 33A 34D 35A 36A 37A 38A 39A 40A 41A 42B 43A 44D 45A 5-4 解：该螺栓连接为松螺栓连接,其强度条件为：[]214Fσσπd =≤ 拉杆材料为Q235,其235MPa s σ=,取安全系数S =,则：[]235138.24MPa 1.7s σσS=== 则：114.56mm d ≥== 查教材表5-2可知,选小径d 1=,公称直径d =20mm 的粗牙普通螺纹; 答：拉杆螺纹的直径为M20;5-5 解：该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为：[]215.2a e F σσπd =≤ 0Ra CF F F zmf=≥,查教材表5-2可知,M16的螺栓的小径d 1=;取C =,则：答：该螺栓组能承受的横向载荷应不大于; 5-6 解：该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为：[]215.2a e F σσπd =≤ 各螺栓所受轴向工作载荷220005500N 4Q E F F n=== 各螺栓所受残余预紧力F R =,各螺栓所受总轴向拉力F a =F E +F R = F E =×5500=8800N拉杆材料为Q235,其235MPa s σ=,取安全系数S =,则：[]235156.67MPa 1.5s σσS===则：19.64mm d查教材表5-2可知,选小径d 1=,公称直径d =12mm 的粗牙普通螺纹; 答：所求螺栓直径为M12; 5-7 解：该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为：[]215.2ae F σσπd =≤ 材料为35钢,其315MPa s σ=,取安全系数S =,则：[]315210MPa 1.5s σσS===查教材表5-2可知,M16的螺栓的小径d 1=;则：0Ra CF F F zmf=≥,[]221420.15 3.1413.83521024.27kN 5.2 5.2 1.2R zmf πd σF C ⨯⨯⨯⨯⨯≤==⨯答：允许承受的最大载荷不大于;5-8解：1确定螺杆的直径该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为：[]215.2a e F σσπd =≤ F a =W =20kN材料为45钢,其355MPa s σ=,该连接不需严格控制预紧力,取安全系数S =4,则：查教材表5-2可知,选小径d 1=,公称直径d =24mm 的粗牙普通螺纹; 2确定扳手手柄的最小长度查教材表5-2可知公称直径d =24mm 粗牙普通螺纹中径d 2=,则：122.05120221102.55mm 200ad F L F ⨯≥==,取L =1103mm 答：1螺杆直径为M24;2扳手手柄的最小长度为1103mm; 5-9解：1校核螺栓的剪切和挤压强度该螺栓连接为受横向工作载荷的铰制孔螺栓连接：剪切强度条件为：[]204F ττm πd =≤；挤压强度条件为：[]p 0p σδσ≤=d F查教材表5-3可知：级的螺栓的σbp =800Mpa ；σs =640Mpa ；查教材表5-4可知：s τ=,s p =则：[]640256MPa 2.5sτστS ===；bp p p800320MPa 2.5σσS ⎡⎤===⎣⎦ 2204424237.72MPa 256MPa /41 3.1412F τm πd ⨯===<⨯⨯；p 02423 5.27MPa<320MPa 2023F σd δ===⨯ 答：所用螺栓满足剪切和挤压强度要求 2平键的选择及强度校核选A 型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b =16mm,h = 10mm,L = 70mm;键的标记为：键 16×70 GB/T 1096 —2003;答：所选择的键不满足强度要求; 5-10解：该螺栓连接为受横向工作载荷的普通螺栓连接,其强度条件为：[]215.2a e F σσπd =≤ 级的螺栓的640MPa s σ=,取安全系数S =,则：[]640426.67MPa 1.5s σσS===取C =,则：31.263012.115kN 660.166510a CT F fr -⨯≥==⨯⨯⨯则：查教材表5-2可知,可选小径d 1=,公称直径d =10mm 的粗牙普通螺纹; 答：螺栓直径为M10; 5-11解：该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为：[]215.2ae F σσπd =≤ 受力分析如图所示将外载荷P 向螺栓组中心简化得螺栓组所受的转矩T 和横向载荷P 横向载荷P = 10000N ；转矩T =⨯ = 3000000 N ·mm,方向如图所示由于横向载荷作用每个螺栓受到的横向力1234100002500N 44P P P P P F F F F ======由于转矩作用每个螺栓受到的横向力12347071N 4T T T T T F F F F r ======由图可知,螺栓1、2所受的横向力相等,螺栓3、4所受的横向力相等,且螺栓1、2所受的横向力最大,其值为m =1,取C =,则：1 1.29013.867603.5N 10.16a CF F mf ⨯≥==⨯ 查设计手册可知,可选小径d 1=,公称直径d =36mm 的粗牙普通螺纹;答：该螺栓组螺栓的小径须大于,可选M36的螺栓;5-12 解：略 5-13解：1确定螺柱直径该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为：[]215.2a e F σσπd =≤ 每个螺栓平均承受的轴向工作载荷：223.1431607536N 448E πpDF z ⨯⨯===⨯ 取残余预紧力F R =,则各螺栓所受总轴向拉力F a =F E +F R = F E =×7536=级螺栓的400MPa s σ=,按控制预紧力取安全系数S =,则：[]400266.67MPa 1.5sσσS === 则：111.03mm d ≥查教材表5-2可知,可选小径d 1=,公称直径d =16mm 的粗牙普通螺纹; 2确定螺柱分布直径取螺柱间距为5d ,则055816203.82mm 3.14zd D π⨯⨯===,取D 0=200mm答：连接螺栓直径可选M16的粗牙普通螺纹,分布直径为200mm; 5-14解：1平键类型和尺寸选择安装齿轮处的键：选A 型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 25mm,h = 14mm,L =80mm;键的标记为：键 25×80 GB/T 1096 —2003;安装联轴器处的键：选A 型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 20mm,h = 12mm,L =100mm;键的标记为：键 20×100 GB/T 1096 —2003;2平键连接强度的校核安装齿轮处平键强度校核：()()p 4480046.18MPa 100~120MPa 90148025T σdhl⨯===<⨯⨯-安装联轴器处平键强度校核：()()p 4480047.62MPa 50~60MPa 701210020T σdhl⨯===<⨯⨯-所选择的平键满足强度要求答：所选择的平键满足强度要求5-15解：1平键类型和尺寸选择选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 22mm,h = 14mm,L =100mm;此键的标记为：键 22×100 GB/T 1096 —2003;2传递的最大扭矩查教材表5-7得σp =100 ~ 120Mpa,取σp =120Mpa答：能传递的最大扭矩不大于·m;5-16解：1平键类型和尺寸选择选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b= 25mm,h= 14mm,L = 90mm;此键的标记为：键 25×90 GB/T 1096 —2003;2平键连接强度的校核所选择的平键满足强度要求答：所选择的平键为键 25×90 GB/T 1096 —2003;经验算该键满足强度要求;六、带传动和链传动6-1 判断题1× 2× 3√ 4√ 5× 6× 7×8√ 9× 10× 11√ 12× 13√ 14√15× 16× 17× 18× 19× 20× 21√22× 23× 24√ 25×6-2 填空题1中心角,120° 2两侧,40° 3梯形,7,Y4初拉力,摩擦系数,小轮包角 5越大 65~25 7小8带的基准长度 9平行,对称平面应在同一平面 10小11传动比 12张紧轮 13摩擦力 14可以15弹性滑动,打滑 16打滑 1710 18外19主 20小 214 22型号 23主24绳芯 25平均,瞬时 26链轮的多边效应27不能保持恒定的瞬时传动比；传动平稳性差；工作时有噪音等28偶,奇 29疲劳破坏,胶合 30外链板与销轴31制造精度的影响,致使各排链的载荷分布不均32大,跳齿 33少,冲击,动载荷6-3 选择题1C 2B 3B 4A 5A 6A 7C8A 9B 10B 11A 12A 13C 14A15C 16A 17A 18C 19A 20D 21D22A 23A 24B 25A 26A 27A 28A29D 30B 31B 32A 33B 34A 35B36A 37B 38C6-4解：1小轮包角2带的几何长度查教材表6-3可知,选带的基准长度L d=2800mm3不考虑带传动的弹性滑动时大带轮转速1221d d n d i n d ==,11221460150547.5r /min 400d d n d n d ⨯===4滑动率ε=时大带轮的实际转速()12211d d n d i n d ε==-,()()11221146015010.015539.3r /min 400d d n d εn d -⨯⨯-=== 答：1小轮包角为°；2带的几何长度为,应选带的基准长度2800mm ；3不考虑带传动的弹性滑动时大带轮转速min ；4大带轮的实际转速min;6-5解：1确定带的基准长度L d查教材表6-3可知,选带的基准长度L d =1600mm 2确定实际中心距a 取实际中心距a =530mm 3计算所需带的根数z查教材表6-5得P 0＝；查教材表6-6得ΔP 0＝；查教材表6-7得K α=；查教材表6-3,K L =,则：取z =3根答：1带的基准长度L d =1600mm ；2实际中心距a =530mm ；3所需带的根数为3根;6-6解：查教材表6-3可知,选带的基准长度L d =1600mm 取实际中心距a =460mm查教材表6-5得P 0＝；查教材表6-6得ΔP 0＝；查教材表6-7得K α=；查教材表6-3,K L =,查教材表6-8取工作情况系数K A =答：能传递的最大功率为; 6-7解： 1选择V 带型号查教材表6-8取工作情况系数K A =,故：c 1.17.58.25kW A P K P =⨯=⨯= 根据P c 和n 1,由图6-12选用A 型普通Ｖ带; 2确定大小带轮基准直径由1选择知小带轮基准直径d d1的取值范围为112~140mm,又由教材表6-5知此范围内d d1只有112mm 、125mm 、140mm 三种取值,现选取d d1=125mm;则：根据教材表6-2选从动轮基准直径d d2=280mm; 3验算带速带速在5~25m/s 范围内,带速合适; 4求V 带的基准长度和中心距初定中心距的取值范围0283.5810a ≤≤,现取初定中心距a 0=500mm 带的初定长度：查教材表6-3可知,选带的基准长度L d =1600mm 带传动的中心距：d d0016001648500476mm 22L L a a --≈+=+=取实际中心距a =476mm中心距变动范围为452~500mm 5验算小轮包角α1=°>120°,合适;6确定带的根数查教材表6-5得P 0＝；查教材表6-6得ΔP 0＝；查教材表6-7得K α=；查教材表6-3,K L =,则：取z =5根7计算单根Ｖ带的预紧力查教材表6-1得q =m,则： 8计算带轮轴上的压力 9带轮结构设计略 6-8解： 1求链节数由教材表6-9查得链节距p=取链节数L p=1322求链所能传动的最大功率由教材图6-25查得P0=10kW,查表6-11得K A=,查表6-12得K Z=,单排链取K m=1,则：答：1链节数L p=132；2链所能传动的最大功率P=10kW;6-9解：由教材表6-9查得链节距为p=的链号为12A由n1=min、链号12A查教材图6-25可得P0=20kW6-10解：由教材表6-9查得满足极限载荷Q = 50kN的链号为16A,链节距为p=由教材图6-25查得P0=40kW,查表6-12得K Z=,单排链取K m=1,则：答：链能传递的功率为;6-11解：1选择链号由传动比i= 3查教材表6-10 取z1=25,则z2=i z1=3×25=75查表6-11取K A=,查表6-12取K z=,单排链取K m=1,由式6-22b得根据P0=和n l=720r/min查教材图6-25可选链号10A2确定润滑方式由表6-9查得链节距p=答：由链号10A,v=s,查图6-26,可选择油浴或飞溅润滑;6-12解：1两轮的合理转向如图所示2两轮的包角如图所示3V带与带轮接触处的弯曲应力分布如图所示,σb1＞σb24载荷过大时,打滑首先出现在小带轮处;由于小带轮上的包角小于大带轮上的包角,因此小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力,故打滑首先出现在小带轮处5d11 3.1410014607.64m/s 601000601000πd n v ⨯⨯===⨯⨯,带速在5~25m/s 范围内,带速合适6-13解：图a 、b 、c 所示的链传动布置中链轮均按逆时针旋转七、齿轮传动7-1 判断题1√ 2× 3× 4√ 5× 6× 7× 8√ 9× 10√ 11√ 12√ 13√ 14√ 15× 16× 17× 18√ 19× 20× 21× 22× 23× 24× 25× 26× 27√ 28× 29× 30√ 31× 32√ 33× 34× 35× 7-2 填空题1基圆,基圆 220° 3等于,大于 4恒定,不变 5两轮的模数相等、压力角相等 6≥1,实际啮合线段/基圆齿距 7轴向力,8°～25° 8两轮的模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等方向相反9右,14°30′,3mm 10相切,相割,相离11正,弯曲 1217 13少,小 14≤350HBS,齿面点蚀 15轮齿折断 16高20～50HBS,5～10mm 17齿面磨损 18硬度 19相反,相同 20相同,不同 21多 22 2320～40 24少,大,弯曲 25浸油 2610 27直径大小 28500 29铸造30同时参加啮合的齿对数 7-3 选择题1B 2C 3A 4C 5B 6B 7C 8B 9C 10D 11D 12D 13A 14D 15B 16D 17A 18C 19A 20C 21A 7-4解：1啮合线N 1N 2如图所示；2节点P 如图所示；3两轮的节圆如图所示 7-5解：分度圆直径：11 2.52050mm d mz ==⨯=,22 2.540100mm d mz ==⨯= 齿顶圆直径：a11a (2)(2021) 2.555mm d z h m *=+=+⨯⨯=齿根圆直径：f 11a (22)(202120.25) 2.543.75mm d z h c m **=--=-⨯-⨯⨯= 基圆直径：b11cos 50cos 2046.985mm d d α==⨯= 标准中心距：125010075mm 22d d a ++=== 答：两轮的分度圆直径分别为50mm 、100mm,两轮的齿顶圆直径分别为55mm 、105mm,两轮的齿根圆直径分别为、,两轮的基圆直径分别为、,标准中心距为75mm;7-6解：模数：12221204mm 2040a m z z ⨯===++ 分度圆直径：1142080mm d mz ==⨯=,22440160mm d mz ==⨯= 齿顶圆直径：a11a (2)(2021)488mm d z h m *=+=+⨯⨯=齿根圆直径：f 11a (22)(202120.25)470mm d z h c m **=--=-⨯-⨯⨯=答：两轮的模数为4mm,两轮的分度圆直径分别为80mm 、160mm,两轮的齿顶圆直径分别为88mm 、168mm,两轮的齿根圆直径分别为70mm 、150mm;7-7解：1验算齿面接触疲劳强度查表7-6取载荷系数K =,查表7-7取弹性系数Z E =22175325z u z ===,275mm b b ==,1132575mm d mz ==⨯= []Hlim H H S σσ=,查表7-4取Hlim1580MPa σ=、Hlim2300MPa σ=,Hlim Hlim2300MPa σσ== 查表7-8取H 1.1S =,[]Hlim H H300272.73MPa 1.1S σσ===满足齿面接触强度要求; 2验算齿根弯曲强度查图7-26得Y Fa1=、Y Fa2=,查图7-27得Y Sa1=、Y Sa2=[]FFE F S σσ=,查表7-4取FE1450MPa σ=、FE2230MPa σ=,查表7-8取F 1.25S =[]FE1F1F450360MPa 1.25S σσ===,[]FE2F2F 230184MPa 1.25S σσ=== 满足齿根弯曲强度要求;答：齿面接触强度和齿根弯曲强度均满足 7-8解：开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和齿根折断, 由[]1Fa SaF F 212KTY Y bm z σσ=≤得齿轮所能传递的最大转矩21F 1max Fa Sa[]2bm z T K Y Y σ=⋅查表7-6取载荷系数K =,b =b 2=40mm查图7-26得Y Fa1=、Y Fa2=,查图7-27得Y Sa1=、Y Sa2=考虑磨损对齿厚的影响[]FE F F0.7S σσ=⨯,查表7-4取FE1FE2120MPa σσ==,查表7-8取F 1.3S =F1Fa1Sa 2[]64.6214.232.91 1.56Y Y σ==⨯,F2Fa2Sa2[]64.6216.362.27 1.74Y Y σ==⨯,F F1F2Fa Sa Fa1Sa1Fa2Sa2[][][]min ,14.23Y Y Y Y Y Y σσσ⎧⎫==⎨⎬⎩⎭齿轮传动传递的最大功率1max 1max 66118583.33500.62kW 9.55109.5510T n P ⋅⨯===⨯⨯ 答：该齿轮传动所能传递的最大功率为; 7-9解：1选择材料、确定许用应力1由表7-4选小齿轮材料用38SiMnMo 调质,硬度为260HBS,σHlim1=720MPa,σFE1=590MPa,大齿轮材料为40Cr 调质,硬度为230HBS,σHlim2=700MPa,σFE2=580MPa;属软齿面传动,二者的硬度差为30HBS;2由表7-8取S H =,S F =,许用应力[]Hlim1H1H720654.55MPa 1.1S σσ===,[]H2700636.36MPa 1.1σ== []FE1F1F590472MPa 1.25S σσ===,[]F2580464MPa 1.25σ== 2按齿面接触强度设计 1设齿轮的精度等级为8级2齿轮齿数取z 1=25,z 2=iz 1=×25=80,实际传动比80 3.225i ==3小齿轮传递的转矩 4计算小齿轮分度圆直径由表7-6取载荷系数K =,由表7-9取齿宽系数d 1φ=,由表7-7取弹性系数Z E =2,则：5模数1153.24 2.13mm 25d m z ===,由表7-1取标准值m = 齿轮分度圆直径：11 2.52562.5mm d mz ==⨯=,22 2.580200mm d mz ==⨯=6齿宽d 1162.562.5mm b d φ==⨯=,取b 2=63mm,b 1=68mm7中心距3验算轮齿的弯曲强度由图7-26得齿形系数Y Fa1=,Y Fa2=,由图7-27得应力修正系数Y Sa1=,Y Sa2= 故所设计齿轮是安全的; 4齿轮的圆周速度查表7-5可知齿轮选用8级精度是合适的; 其他计算从略; 7-10解：1选择材料、确定许用应力1由表7-4大、小齿轮材料均选用40Cr 调质后表面淬火,小齿轮齿面硬度为52HRC,σFE1=720MPa,大齿轮齿面硬度为50HRC,σFE2=700MPa;属硬齿面传动;2由表7-8取S F =,考虑磨损对齿厚的影响,许用应力[]FE F F0.7S σσ=⨯[]FE1F1F7200.70.7403.2MPa 1.25S σσ=⨯=⨯=,[]F27000.7392MPa 1.25σ=⨯= 2按齿轮弯曲强度设计1齿轮齿数取z 1=17,z 2=iz 1=×17=,取z 2=73,实际传动比73 4.2917i ==2小齿轮传递的转矩 3计算齿轮模数由表7-6取载荷系数K =,由表7-9取齿宽系数d 0.6φ=由图7-26得齿形系数Y Fa1=,Y Fa2=,由图7-27得应力修正系数Y Sa1=,Y Sa2=Fa1Sa1F1 3.07 1.530.0116[]403.2Y Y σ⨯==,Fa2Sa2F2 2.26 1.750.0101[]392Y Y σ⨯== 由表7-1取m =3mm 4齿宽d 10.631730.6mm b d φ==⨯⨯=,取b 2=32mm,b 1=37mm其他计算从略; 7-11解：螺旋角：n 12()4(2150)arccos arccos 184********m z z a β+⨯+'''===⨯ 分度圆直径：n 1142188.73mm cos cos184748m z d β⨯==='''齿顶圆直径：a11n 288.732496.73mm d d m =+=+⨯= 齿根圆直径：f11n 2.588.73 2.5478.73mm d d m =-=-⨯=答：螺旋角为847418'''︒,分度圆直径分别为、,齿顶圆直径分别为、,齿根圆直径分别为、;7-12解：小齿轮传递的转矩：6611109.55109.551079583.33N mm 1200P T n =⨯⨯=⨯⨯=⋅ 小齿轮分度圆直径：n 1132886.96mm cos cos15m z d β⨯=== 圆周力：1t1t 212279583.331830.34N 86.96T F F d ⨯==== 径向力：t1n r1r2tan 1830.34tan 20689.69N cos cos15F F F αβ⨯==== 轴向力：a1a 2t1tan 1830.34tan15490.44N F F F β===⨯= 答：作用在两个齿轮上的圆周力为,径向力为,轴向力为;7-13解：1选择材料、确定许用应力1由表7-4选大、小齿轮材料均用40Cr,并经调质后表面淬火,齿面硬度为50~55HRC,σHlim1=σHlim2=1200MPa,σFE1=σFE2=720MPa,属硬齿面传动;2由表7-8取S H =1,S F =,许用应力[][]Hlim1H1H2H12001200MPa 1S σσσ====,[][]FE1F1F2F 720576MPa 1.25S σσσ==== 2按齿根弯曲强度设计 1设齿轮的精度等级为8级2齿轮齿数取z 1=17,z 2=iz 1=×17=,取z 2=61,实际传动比61 3.5917i ==3小齿轮传递的转矩 4初选螺旋角β=15o 5计算法向模数由表7-6取载荷系数K =,由表7-9取齿宽系数d 0.5φ= 当量齿数：1v1331718.86cos cos 15z z β===,v236167.69cos 15z == 由图7-26得齿形系数Y Fa1=,Y Fa2=,由图7-27得应力修正系数Y Sa1=,Y Sa2=[]Fa1Sa1F1 2.97 1.550.0080576Y Y σ⨯==,[]Fa2Sa2F2 2.29 1.730.0069576Y Y σ⨯== 由表7-1取标准值m n = 6中心距n 12() 2.5(1761)100.94mm 2cos 2cos15m z z a β+⨯+===⨯,取实际中心距a =101mm7修正螺旋角 8齿轮分度圆直径n 11 2.51744.03mm cos cos15739m z d β⨯===''',n 22 2.561157.97mm cos cos15739m z d β⨯==='''9齿宽d 10.544.0322.02mm b d φ==⨯=,取b 2=25mm,b 1=30mm3验算齿面接触强度由表7-7取弹性系数Z E =2 所设计齿轮是安全的; 4齿轮的圆周速度查表7-5可知齿轮选用8级精度是合适的; 其他计算从略; 7-14解：分度圆锥角：11219arctanarctan 26335438z z δ'''===, 分度圆直径：1151995mm d mz ==⨯=,22538190mm d mz ==⨯= 齿顶圆直径：a1112cos 9525cos 263354103.94mm d d m δ'''=+=+⨯⨯= 齿根圆直径：f1112.4cos 95 2.45cos 26335484.27mm d d mδ'''=-=-⨯⨯=锥距：1106.21mm 2R === 齿顶角和齿根角：a f 1.2 1.25arctan arctan 31359106.21m R θθ⨯'''====顶锥角：a11a 26335431359294753δδθ'''''''''=+=+= 根锥角：f 11f 26335431359231955δδθ'''''''''=-=-=答：分度圆锥角分别为453326'''︒、66263'''︒,分度圆直径分别为95mm 、190mm,齿顶圆直径分别为、,齿根圆直径分别为、,锥距为,齿顶角和齿根角为95313'''︒,顶锥角分别为357429'''︒、50466'''︒,根锥角为559123'''︒;7-15解：小锥齿轮传递的转矩：661139.55109.551029843.75N mm 960P T n =⨯⨯=⨯⨯=⋅ 小锥齿轮分度圆直径：11425100mm d mz ==⨯= 小锥齿轮分度圆锥角：11225arctan arctan 22371160z z δ'''=== 小锥齿轮齿宽中点的分度圆直径：m111sin 10050sin 22371180.77mm d d b δ'''=-=-=圆周力：N d T F F m t t 98.78377.8075.29843221121=⨯=== 径向力、轴向力：N F F F t a r 28.248117322cos 20tan 98.738cos tan 1121='''︒⨯︒⨯===δα 答：作用在两个齿轮上的圆周力为,齿轮1的径向力和齿轮2的轴向力为,齿轮1的轴向力和齿轮2的径向力为;7-16解：1两图在K 点的圆周力和轴向力的方向如图所示 2两图各轮的转向如图所示 3斜齿轮的旋向如图所示 7-17解：1齿轮2的轮齿旋向及转动方向如图所示 2两轮在啮合点处各力的方向如图所示 7-18解：1从动轮2的转动方向如图所示 2各轮在啮合点处各力的方向如图所示 7-19解：1其它各轴的转向如图所示2齿轮2、3、4的轮齿旋向如图所示3各轮齿在啮合处的三个分力方向如图所示7-20解：1斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向如图所示2圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各力的方向如图所示八、蜗杆传动8-1 判断题1× 2√ 3× 4× 5× 6× 7√ 8×9× 10√ 11× 12× 13√ 14× 15√8-2 填空题1斜,齿轮 2低,好,1、2、4、6 3越大 4低5合金钢,渗碳淬火,锡青铜 6m a1=m t2=m,αa1=αt2=α ,γ=β旋向相同7斜齿轮齿条的啮合 8mq 9直径系数 10蜗轮11浸油,压力喷油8-3 选择题1C 2A 3A 4A 5A 6A 7A8A 9A 10A 11A 12D 13B 14A15A 16A 17A 18B8-4解：1各图未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向如图所示2a图蜗轮左旋,b图蜗杆左旋,c图蜗轮右旋,d图蜗轮右旋3各图蜗杆和蜗轮在啮合点处的各分力方向如图所示a bc d8-5解：1各轮的转动方向如图所示2斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的轮齿螺旋线方向如图所示 8-6解：25.1345312===z z i ,()()m m 5.157531055.05.02=+⨯⨯=+=z q m a 答：传动比为,标准中心距为; 8-7解：11轮为左旋,2轮为右旋,4轮为顺时针转动 22轮各分力的方向如图所示 3根据中心距相等2cos 2)(4321d d z z m a n +=+=β,解得9105120'''=β根据γtan 33mz d =,解得6381110'''=γ 34341213434ηηi i T i T T == 解得m N 03.4394⋅=T答：斜齿轮螺旋角为12°50′19″,蜗杆导程角11°18′36″,作用在蜗轮上转矩为·m8-8解：1蜗杆旋向如图所示,蜗轮右旋 2蜗轮啮合点处各力的方向如图所示3轴向力和圆周力方向反向,径向力方向不变 4m m 64881=⨯==mq d ,m m 48060822=⨯==mz d ,mm 272248064221=+=+=d d a 答：蜗杆的分度圆直径为64mm,蜗轮的分度圆直径为480mm,传动的中心距为272mm;九、轮系9-1 判断题1× 2√ 3× 4× 5× 6× 7√ 8√ 9√ 10× 9-2 填空题1固定 2周转 3首轮,末 4行星,差动 5行星,差动 6定轴,差动,行星 7行星轮,中心轮 8行星架 9－n H ,转化轮系 10大,简单 9-3 选择题1A 2B 3B 4C 5A 6B 9-4解：1根据213d r r +=和齿轮1、2、3模数相同得：60202202213=⨯+=+=z z z 2该轮系为定轴轮系,其传动比为： 3min r/45.1773.51001515===i n n 4各轮转向如图所示答：齿轮3的齿数为60,轮系的传动比为,n 5大小为min,各轮的转向如图所示; 9-5解：1该轮系为定轴轮系,其传动比为：2各轮转向如图所示答：n 4的大小为min,各轮的转向如图所示; 9-6解：1该轮系为定轴轮系,其传动比为： 2各轮转向如图所示答：n 8的大小为40r/min,各轮的转向如图所示; 9-7解：1该轮系为周转轮系,其传动比为： 25.128010003113－－===n n i 答：n 3=－80 r/min ,i 13=－; 9-8解：1根据2231r r r r ++='和各轮模数相等得：202025652213==='－－－－z z z z 2该轮系为周转轮系,其传动比为：n H 的转向与n 1相同答：齿轮3的齿数为20,n H 的大小为min,n H 的转向与n 1相同; 9-9解：该轮系为周转轮系,其传动比为：n H 的转向与n 1相反答：行星架H 的转速的大小为min,n H 的转向与n 1相反; 9-10解：1该轮系为周转轮系,其自由度F =3n ―2p l ―p h =3×4―2×4―3=1,该轮系为行星轮系2该轮系为周转轮系,其传动比为：208013213231H 13－－－－－====z z z z z z n n n n i H H ,03=n =H i 1 5n 1与n H 转向相同答：图示轮系为行星轮系,轮系的传动比为5,n 1与n H 转向相同;十、轴承10-1 判断题1× 2√ 3× 4√ 5× 6√ 7× 8√ 9√ 10× 11√ 12√ 13× 14× 15√ 10-2 填空题1滑动,滚动 2承受轴向载荷,轴向承载,越大3外圈,内圈,滚动体,保持架 4阻力小,冲击 5向心,推力 660 7深沟球轴承,6312 8轴向承载 9点蚀,磨损,塑性变形 10接触式,非接触式 11外圈,承载 12液体摩擦,非液体摩擦 13向心,推力 14散热,减小接触应力,吸振,防锈 15内表面 16间歇,低,轻 17滑动18形成楔形油楔,相对运动,有一定粘度的润滑油 19低,高 20磨损,胶合10-3 选择题1D 2A 3A 4D 5C 6B 7B 8A 9C 10B 11A 12A 13A 14A 15B 16C 17A 18A 19A 20A 21A22D 23C 24A 25A 26C 27A 28A 29B 30A 10-4解： 1初选轴承型号由于轴径已确定,所以采用验算的方法确定轴承的型号;初选6207轴承,查教材附表3得6207轴承的C =25500N,C 0r =15200N2求当量动载荷F a /C or = 720/15200= ,根据F a /C or 值由教材表10-7线性插值求e 值0.220.260.220.0470.0280.0560.028e --=--,0.247e = F a /F r =720/1770=>e ,由教材表10-7查得X =,根据F a /C or 值由教材表10-7线性插值求Y 值1.99 1.71 1.990.0470.0280.0560.028Y --=--, 1.8Y = P =XF r +YF a =×1770+×720=3求轴承寿命查教材表10-8取f t =1,表10-9取f p = 所选轴承6207不合适改选6307轴承按照上述步骤重新计算,此处不再详细计算,只给出计算结果如下：C =33200N,C 0r =19200N,F a /C or = ,e =,F a /F r =>e ,X =,Y =,P =,L h =12089h>6000h答：所选轴承6307合适 10-5解：P =F r =1500N,查教材表10-8取f t =1,表10-9取f p =,查教材附表3得6309轴承的C =52800N答：该轴承满足使用寿命要求 10-6解： 1选择轴承根据轴承类型为角接触球轴承和轴颈70mm 从表中选择7214C 轴承 2计算轴承寿命P =40600N,查教材表10-8取f t =1,表10-9取f p =,从表中查得7214C 轴承的C =69200N3判断轴承的压紧和放松当A +S 2<S 1时,轴承1被压紧,轴承2被放松答：1选择7214C 轴承；2轴承寿命为13340h ；3当A +S 2<S 1时,轴承1被压紧,轴承2被放松;10-7解：1求轴承所受的径向力80802800933.3N 240240r rC F F ⨯===,2800933.31866.7N rD r rC F F F =-=-= 2确定轴承内部附加轴向力的方向：S C 向左,S D 向右 3求轴承的内部附加轴向力S C ==×=,S D ==×=4求轴承的轴向力A +S D =750+=>>S C ,所以轴承C 被压紧,轴承D 被放松 F aC = A +S D =,F aD = S D =答：F aC =,F aD =10-8解：1确定轴承内部附加轴向力S的方向：S1向左,S2向右2求轴承的内部附加轴向力S1==×1400=952N,S2==×900=612N3求轴承的轴向力A+S2=800+612=1412N>952N>S1,所以轴承1被压紧,轴承2被放松F a1= A+S2=800+612=1412N,F a2= S2=612N4求轴承的当量动载荷查教材表10-7知7210AC轴承的e=F a1/ F r1＝1412/1400＝>= e,查教材表10-7取X1＝,Y1＝F a2/ F r2＝612/900＝= e,查教材表10-7取X2＝1,Y2＝0P1＝X1F r1+Y1F a1=×1400+×1412=P2＝X2F r2+Y2F a2=1×900+0×612=900NP=max{P1,P2}=5求轴承寿命查教材表10-8取f t=1,查教材附表4得7210AC轴承的C=40800N, 答：该轴承的寿命为;10-9解：1确定轴承内部附加轴向力S的方向：S1向右,S2向左2求轴承的内部附加轴向力查设计手册得30212轴承的e=,Y=S1=F r1 /2Y=4800/3=1600N,S2=F r2 /2Y=2200/3=,3求轴承的轴向力A+S1=650+1600=2250N>>S2,所以轴承2被压紧,轴承1被放松F a1=S1=1600N,F a2= A+S1=2250N4求轴承的当量动载荷F a1/ F r1＝1600/4800＝<= e,查教材表10-7取X1＝1,Y1＝0F a2/ F r2＝2250/2200＝>= e,查教材表10-7取X2＝,Y2＝P1＝X1F r1+Y1F a1=1×4800+0×1600=4800NP2＝X2F r2+Y2F a2=×2200+×2250=4255NP=max{P1,P2}=4800N5求轴承寿命查教材表10-8取f t=1,10-9取f p=,查教材附表5得30212轴承的C=102000N, 答：该对轴承合适10-10解：1初选轴承型号由于轴径已确定,所以采用验算的方法确定轴承的型号;初选30207轴承,查设计手册得30207轴承的e=,Y=,C=54200N2求轴承所受的径向力119519527102072.4N 60195255rr FF⨯===+,2127102072.4637.6Nr r rF F F=-=-=3确定轴承内部附加轴向力S的方向：S1向右,S2向左4求轴承的内部附加轴向力S1=F r1 /2Y==,S2=F r2 /2Y==,5求轴承的轴向力A +S 2=960+=>>S 1,所以轴承1被压紧,轴承2被放松 F a1=A +S 2=,F a2= S 2=6求轴承的当量动载荷F a1/ F r1＝＝>= e ,查教材表10-7取X 1＝,Y 1＝ F a2/ F r2＝＝<= e ,查教材表10-7取X 2＝1,Y 2＝0 P 1＝X 1F r1+Y 1F a1=×+×= P 2＝X 2F r2+Y 2F a2=1×+0×= P =max{P 1,P 2}=7求轴承寿命查教材表10-8取f t =1,10-9取f p = 答：选用30207轴承合适 10-11解： 1选择轴承材料选择轴承材料为ZCuSn10P1,查教材表10-16得ZCuSn10P1的p =15Mpa,pv =15Mpa ·m/s,v =10m/s2选择轴承宽径比据径向滑动轴承宽径比的选择范围,选取B/d =1,B =1×100 =100mm 3验算轴承工作能力压强p 的验算：[]r 200002MPa<15MPa=100100F p p Bd ===⨯ pv 的验算：[]r 20000120012.57MPa m/s<15MPa m/s=1910019100100F n pv pv B ⨯===⋅⋅⨯v 的验算：[]3.1410012006.28m/s<10m/s=601000601000πdn v v ⨯⨯===⨯⨯答：从上面的验算可知所选择的轴承材料合理10-12解： 1选择轴承材料选择轴承材料为ZCuSn5Pb5Zn5,查教材表10-16得ZCuSn10P1的p =8Mpa,pv =15Mpa ·m/s,v =3m/s2验算轴承工作能力压强p 的验算：[]r 50000.16MPa<8MPa=200160F p p Bd ===⨯ pv 的验算：[]r 50003000.39MPa m/s<15MPa m/s=1910019100200F n pv pv B ⨯===⋅⋅⨯v 的验算：[]3.141603002.51m/s<3m/s=601000601000πdn v v ⨯⨯===⨯⨯答：从上面的验算可知所选择的轴承材料合理 10-13解： 1查许用值查教材表10-16得ZCuSn10P1的p =15Mpa,pv =15Mpa ·m/s 2由压强p 确定的径向载荷 3由pv 确定的径向载荷答：轴承的主要承载能力由pv 确定,由2和3可知,该轴承的最大径向载荷为23875N;十一、轴11-1 判断题1× 2× 3× 4× 5√ 6√ 7× 8√ 9√ 10√ 11× 12× 13× 14× 15√ 11-2 填空题1转轴,心轴,传动轴 2心,转 3回转 4轴径5轴向定位,工作 6相对转动,键连接,花键连接 7轴端,轴向 83nPC d ≥ 9[]w 1-3e e 1.0σσ≤=d M 10应力集中 11-3 选择题1A 2A 3A 4A 5B 6A 7B 8A 9A 10C 11A 12A 13A 14A 15A 16A 11-4解：材料为40Cr 的传动轴,C 取小值98,则：07mm .5280129833=⨯=≥n P C d ,圆整为标准值取d =56mm答：轴的直径可取56mm; 11-5解：由[]3T 62.01055.9nP d τ⨯≥得[]631055.92.0⨯≤nd P T τ,则：答：该轴能传递的最大功率为; 11-6解： 1计算支反力425.5r/min 1212==n z z n ,mm 246886N 1055.9262⋅=⨯=n PT 圆周力F t ：N 21667632468862222t =⨯⨯==d T F 合力F n ：N 230520cos 2166cos 0t n ===αF F 支反力：N 5.11522n r2r1===FF F2计算弯矩并绘制弯矩图。

机械设计基础考试试题及答案

《机械设计基础》试题一一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为( A ) A 零件 B.机构 C.构件 D.部件2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( B )A.转动副B.移动副C.球面副D.螺旋副3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( D )A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆 4.机构具有确定相对运动的条件是( A )A.机构的自由度数目等于主动件数目B.机构的自由度数目大于主动件数目C.机构的自由度数目小于主动件数目D.机构的自由度数目大于等于主动件数目 5.一般转速的滚动轴承计算准则为( C )A.进行静强度计算B.进行极限转速计算C.进行疲劳寿命计算D.进行热平衡计算 6.柴油机曲轴中部的轴承应采用( B )A.整体式滑动轴承B. 剖分式滑动轴承C.深沟球轴承D.圆锥滚子轴承 7.螺纹联接的自锁条件为( A )A.螺纹升角≤当量摩擦角B.螺纹升角>摩擦角C.螺纹升角≥摩擦角D.螺纹升角≥当量摩擦角 8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为( C ) A.σωω=-max min B. σωω=+max min2C. σωωω=-max min mD. σωωωω=-+max min max min9.铰链四杆机构的死点位置发生在( A )A.从动件与连杆共线位置B.从动件与机架共线位置C.主动件与连杆共线位置D.主动件与机架共线位置 10.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用( C )A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承 11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( A )A.对称循环B.脉动循环C.恒定不变D.非对称循环 12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用( C )A.圆型带传动B.同步带传动C.V 型带传动D.平型带传动13.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( B )A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( B ) A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接 D.紧定螺钉联接 15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动( A )A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击 16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数Y FS 值有关的参数是( C ) A.工作齿宽b B.模数m C.齿数z D.压力角α 17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( B )A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部分18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是( B ) （注：下标t 表示端面，a 表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮） A.m t1=m a2, αt1=αa2,γ=β B.m a1=m t2, αa1=αt2,γ=β C.m t1=m a2, αt1=αa2,γ=-β D.m a1=m a2, αa1=αt2,γ=-β19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( D )A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器 20.带传动的主要失效形式是带的( A )A.疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲劳点蚀二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和受力情况。

机械设计基础(机电类第三版)习题参考答案

机械设计基础（第3版）复习题参考答案第2章平面机构运动简图及自由度2-1 答：两构件之间直接接触并能保证一定形式的相对运动的连接称为运动副。

平面高副是点或线相接触，其接触部分的压强较高，易磨损。

平面低副是面接触，受载时压强较低，磨损较轻，也便于润滑。

2-2 答：机构具有确定相对运动的条件是：机构中的原动件数等于机构的自由度数。

2-3 答：计算机构的自由度时要处理好复合铰链、局部自由度、虚约束。

2-4 答：1. 虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。

2. 局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动，对整个机构的自由度不产生影响，这种局部运动的自由度称为局部自由度。

3. 说虚约束是不存在的约束，局部自由度是不存在的自由度是不正确的，它们都是实实在在存在的。

2-5 答：机构中常出现虚约束，是因为能够改善机构中零件的受力，运动等状况。

为使虚约束不成为有害约束，必须要保证一定的几何条件，如同轴、平行、轨迹重合、对称等。

在制造和安装过程中，要保证构件具有足够的制造和安装精度。

2-6 答：1.在分析和研究机构的运动件性时，机构运动简图是必不可少的；2. 绘制机构运动简图时，应用规定的线条和符号表示构件和运动副，按比例绘图。

具体可按教材P14步骤（1）~（4）进行。

2-7 解：运动简图如下：2-8 答：1. F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1。

该机构的自由度数为1。

2.机构的运动简图如下：2-9答：（a）1.图（a）运动简图如下图；2.F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1，该机构的自由度数为1CB4（b）1.图（b）运动简图如下图；2. F=3n－2P L－P H =3×3－2×4－0=1。

该机构的自由度数为1。

2-10 答：（a）n=9 P L=13 P H=0F=3n－2P L－P H=3×9－2×13－0=1该机构需要一个原动件。

机械设计基础习题及答案4套

机械设计基础（上）绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系？2、何谓机架、原动件和从动件？第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（a）(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。

(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。

(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s -1，R =50mm ，l A0=20mm ，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v 。

题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。

各相切轮之间作纯滚动。

试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。

4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。

《机械设计基础》试题和答案

《机械设计基础》试题和答案《机械设计基础》是机械工程专业的一门重要课程，涵盖了机械设计的基础知识和基本技能。

下面是一份试题和答案，希望能对读者有所帮助。

一、选择题1、下列哪个零件不属于标准件？（） A. 螺栓 B. 轴承 C. 齿轮 D. 连杆答案：D. 连杆2、在机械设计中，哪种材料具有较好的耐磨性和耐腐蚀性？（） A. 铝合金 B. 钢 C. 聚合物 D. 陶瓷答案：D. 陶瓷3、下列哪个零件是机械传动系统中的核心零件？（） A. 轴 B. 轴承 C. 齿轮 D. 联轴器答案：C. 齿轮4、下列哪个参数是用来描述齿轮的尺寸大小的？（） A. 模数 B. 压力角 C. 齿数 D. 螺旋角答案：A. 模数5、下列哪个零件属于常用件？（） A. 弹簧 B. 滚动轴承 C. 联轴器 D. 滑动轴承答案：A. 弹簧二、填空题1、机械设计的基本要求包括________、、、和。

答案：使用性能好、经济性好、可靠性高、安全可靠、环保性好2、根据轴的承载情况，轴可分为________、和。

答案：心轴、传动轴、转轴3、机械传动系统一般由________、________、________和________组成。

答案：原动机、传动装置、工作机构、控制系统4、齿轮的失效形式有________、________、和。

答案：轮齿折断、齿面磨损、齿面胶合、齿面点蚀5、弹簧的特性线有________、和。

答案：直线型、抛物线型、对数型三、简答题1、请简述机械设计在工业设计中的重要性。

答案：机械设计在工业设计中具有举足轻重的地位。

机械设计为产品的实现提供了技术和美学的支撑，是产品性能和使用寿命的重要保障。

同时，机械设计的美学价值也在现代工业设计中发挥着越来越重要的作用，成为产品外观和结构设计的灵感来源。

2、请说明机械零件常用金属材料应具备哪些性能。

答案：机械零件常用金属材料应具备以下性能：力学性能，包括强度、硬度、塑性和韧性等；物理性能，如导热性、导电性和密度等；化学性能，如耐腐蚀性和抗氧化性等；工艺性能，如铸造性、焊接性、切削加工性和热处理性等。

《机械设计基础》试题及答案(精选篇)

《机械设计基础》试题及答案(精选篇)一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪个选项不是机械设计的基本要求？A. 安全可靠性B. 经济性C. 美观性D. 可维修性答案：C2. 在机械设计中，下列哪个零件主要用于传递运动和动力？A. 螺纹B. 键C. 轴承D. 齿轮答案：D3. 下列哪个传动方式属于有级传动？A. 链传动B. 齿轮传动C. 摩擦轮传动D. 皮带传动答案：B4. 在机械设计中，下列哪个机构用于实现间歇运动？A. 凸轮机构B. 齿轮机构C. 摇杆机构D. 槽轮机构答案：D5. 下列哪个材料具有较高的弹性模量？A. 钢B. 铝C. 铜D. 塑料答案：A6. 在机械设计中，下列哪个因素对零件疲劳强度影响最大？A. 材料的疲劳极限B. 零件尺寸C. 表面粗糙度D. 零件的工作条件答案：D7. 下列哪个零件主要用于连接两根轴？A. 联轴器B. 轴承C. 齿轮D. 键答案：A8. 在机械设计中，下列哪个零件主要用于减少摩擦和磨损？A. 滑动轴承B. 滚动轴承C. 齿轮D. 皮带答案：B9. 下列哪个机构可以实现快速返回？A. 凸轮机构B. 齿轮机构C. 摇杆机构D. 槽轮机构答案：A10. 在机械设计中，下列哪个零件主要用于支撑和固定其他零件？A. 螺纹B. 键C. 轴承D. 垫片答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 机械设计的基本要求包括：安全可靠性、经济性、（）、可维修性。

答案：美观性2. 机械设计中常用的传动方式有：齿轮传动、（）、（）、（）。

答案：链传动、摩擦轮传动、皮带传动3. 零件的疲劳强度主要取决于：材料的疲劳极限、（）、（）、（）。

答案：零件尺寸、表面粗糙度、零件的工作条件4. 机械设计中的常用机构有：凸轮机构、（）、（）、（）。

答案：齿轮机构、摇杆机构、槽轮机构5. 在机械设计中，常用的连接零件有：螺栓、（）、（）、（）。

答案：螺母、垫圈、键三、判断题（每题2分，共20分）1. 机械设计中的安全可靠性是首要考虑的因素。

机械设计基础考试题库及答案

机械设计基础考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 机械设计中，通常所说的“三度”是指（）。

A. 精度、刚度、强度B. 温度、湿度、压力C. 速度、加速度、减速度D. 硬度、韧性、弹性答案：A2. 在机械设计中，静强度计算的目的是（）。

A. 确定零件的尺寸B. 确定零件的材料C. 确定零件的重量D. 确保零件在静载荷作用下不发生破坏答案：D3. 机械零件的疲劳破坏通常发生在（）。

A. 零件表面B. 零件内部C. 零件连接处D. 零件的任何位置答案：A4. 机械设计中，摩擦力的计算公式为（）。

A. F = μNB. F = N/μC. F = N * μD. F = N - μ答案：A5. 机械零件的接触应力通常分为（）。

A. 正应力和剪应力B. 拉应力和压应力C. 接触应力和弯曲应力D. 弯曲应力和扭转应力答案：C6. 机械设计中，材料的许用应力通常由（）确定。

A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 材料的塑性答案：A7. 机械设计中，为了提高零件的疲劳强度，可以采取的措施是（）。

A. 增大零件的尺寸B. 减小零件的尺寸C. 增加零件的表面粗糙度D. 提高零件的表面光洁度答案：D8. 机械设计中，热处理的目的不包括（）。

A. 提高材料的硬度B. 改善材料的韧性C. 增加材料的塑性D. 调整材料的内部结构答案：C9. 机械设计中，齿轮传动的效率主要受（）影响。

A. 齿轮材料B. 齿轮的制造精度C. 齿轮的润滑条件D. 所有上述因素答案：D10. 机械设计中，轴承的寿命与（）成正比。

A. 载荷大小B. 转速高低C. 轴承材料D. 轴承的安装精度答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 机械设计中，常见的传动方式包括（）。

A. 齿轮传动B. 皮带传动C. 链传动D. 液压传动答案：ABC12. 机械设计中，零件的失效形式包括（）。

A. 断裂B. 磨损C. 腐蚀D. 变形答案：ABCD13. 机械设计中，提高零件疲劳强度的措施包括（）。

机械设计基础试题及答案

机械设计基础试题及答案机械设计基础试题及答案「篇一」一.填空题：1 .凸轮主要由( 凸轮 )，( 从动件 )和 ( 机架 )三个基本构件组成。

2 .凸轮机构从动件的形式有由 ( 尖顶 )从动件，( 滚子 )从动件和( 平底 )从动件。

3 .按凸轮的形状可分为( 盘型 )凸轮、( 移动 )凸轮、( 圆柱 )凸轮、( 曲面 )4. 常用的间歇运动机构有( 棘轮 )机构，( 槽轮)机构，(凸轮间歇)机构和( 不完全齿 ) 机构等几种。

5 螺纹的旋向有( 左旋 )和( 右旋 ); 牙形有 ( 三角形 ). ( 梯形 ). ( 矩形 ). ( 锯齿形 )6. 标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的(法面模数 )和(法面压力角 )都相等，齿轮的( 螺旋 ) 相等 ( 旋向 )_相反7 已知一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=150, b=500, c=300,d=400，当取c 杆为机架时，它为( 曲柄摇杆 )机构;当取d杆为机架时，则为( 双摇杆 )机构。

8 平面连杆机构当行程速比K( >1 )时，机构就具有急回特性。

9 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：当为( 曲柄 )主动件( 曲柄与机架 )共线时。

13 螺纹联接的基本类型有( 螺栓联接 )、( 双头螺柱联接 )、( 螺钉联接 )、( 紧定螺钉联接 )四种。

14 轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分为(定轴 )轮系和(周转 )轮系。

15 滚动轴承代号为62305/P5;各部分的含义是：“6”表示(沟球轴承);“23”表示( 宽度系数); “05”表示( 内径代号 );P5表示( 精度公差等级 )。

16.螺纹的公称直径是指它的( 大径 )，螺纹“M12X1.5左”的含义是 ( 左旋细牙螺纹公称直径12 )。

17.螺纹的公称直径是指它的 ( 大径 )。

M16*2的含义是 ( 细牙螺纹外径16螺距2 )。

18.滚动轴承代号“6215”的含义是_ ("6"_表示是普通深沟球轴承，2_是宽度系列 5是内径代号 )。

机械设计基础题库及答案

机械设计基础题库及答案一、判断题1、零件是机械的最小单元。

答案答案（√）2、机械是机器和机构的总称。

答案答案（√）3、机械设计的强度准则就是保证刚度、机械设计的强度准则就是保证刚度。

答案答案 (×(×) ) 4、机器与机构它们都是人为的产物，有确定的运动，并有能量的转化。

答案(×(×) ) 5、构件系统的自由度为F （>0），若给定的原动件数目等于F ，该传动系统能成为机构。

答案答案 (√)6、一切自由度不为1的机构，其各构件之间都不可能具有确定的相对运动。

答案 (×(×) ) 7、机构主要是由主动件、从动件和机架组成。

答案答案 (×(×) ) 8、两构件通过点或线接触组成的运动副是高副。

答案答案 (√) 9、两构件通过面接触组成的运动副是低副。

答案答案 (√)10、平面低副引入的约束数为1。

答案答案 (×(×) ) 11、每个运动副都是一个构件。

答案答案 (×(×) ) 12、凡是有滚子的地方都存在局部自由度。

答案答案 (×(×) ) 13、机构的自由度就是构件的自由度。

答案答案 (×(×) ) 14、复合铰链与转动副和移动副都有关。

答案答案 (×(×) ) 15、转动副和移动副都是平面低副。

答案答案 (√)16、平面机构和自由度为2，说明需要2 个原动件才能有确定运动。

个原动件才能有确定运动。

答案答案 (√) 17、机构中每个主动件相对机架可以有几个独立运动。

答案答案 (×(×) ) 18、在绘制机构运动简图时，不仅要考虑构件的数目，而且要考虑构件的构造。

答案答案 (×(×) ) 19、在平面机构中，自由度的减少数就等于约束数。

答案答案 (√) 20、机构可能会有自由度F=0的情况。

机械设计基础期末考试题及答案

机械设计基础期末考试题及答案
一、单选题
1. 下列设计准则中，强调利用经济有效的方式实现系统目标的是
A. 功效准则
B. 重量准则
C. 质量准则
D. 成本准则
答案：D. 成本准则
2. 设计优化的基本思想是
A. 全局优化
B. 局部优化
C. 简化优化
D. 时间优化
答案：A. 全局优化
3. 重点分析消除设备可靠性问题的方法是
A. 使用先进设计技术
B. 处理故障影响因素
C. 控制原材料质量
D. 设置严格的维护规定
答案：B. 处理故障影响因素
4. 以下技术中能够有效提高零部件多功能化水平的是
A. 技术设计
B. 小型化设计
C. 精密加工技术
D. 模块化设计
答案：D. 模块化设计
5. 机械结构降低重量的方法是
A. 全空心结构
B. 连接部件多空心结构
C. 半空心框架结构
D. 预制成型轻质结构
答案：D. 预制成型轻质结构
二、多选题
1. 材料优势评价包括
A. 经济性
B. 物理性
C. 力学性
D. 化学性
答案：A. 经济性 B. 物理性 C. 力学性 D. 化学性
2. 结构设计主要技术内容有
A.图像分析
B. 有效利用材料
C. 非晶结构设计
D. 动力结构优化
答案：A.图像分析 B. 有效利用材料 C. 非晶结构设计 D. 动力结构优化
三、判断题
1. 能满足各种质量要求的设计是有效质量设计。

答案：正确
2. 质量设计不仅包括减轻系统实现成本，还包括改进可靠度和可靠性。

答案：正确。

机械设计基础考试题库及答案

机械设计基础考试题库及答案一、单项选择题1. 机械设计中，通常所说的“三传”指的是（）。

A. 传动、传递、传递B. 传递、传动、传递C. 传动、传动、传递D. 传递、传递、传动答案：C2. 机械设计中，齿轮传动的主要失效形式是（）。

A. 疲劳点蚀B. 塑性变形C. 磨损D. 断裂答案：A3. 机械设计中，滚动轴承的基本额定寿命是指（）。

A. 轴承在额定动载荷下工作时，其内部材料发生疲劳破坏前所转过的转数B. 轴承在额定静载荷下工作时，其内部材料发生疲劳破坏前所转过的转数C. 轴承在额定动载荷下工作时，其内部材料发生塑性变形前所转过的转数D. 轴承在额定静载荷下工作时，其内部材料发生塑性变形前所转过的转数答案：A4. 机械设计中，轴的强度校核通常采用（）。

A. 静强度校核B. 疲劳强度校核C. 冲击强度校核D. 振动强度校核答案：B5. 机械设计中，联轴器的主要作用是（）。

A. 连接轴和轴上零件B. 传递扭矩C. 补偿轴向、径向和角向误差D. 所有上述选项答案：D二、多项选择题6. 机械设计中，下列哪些因素会影响齿轮的寿命（）。

A. 材料B. 热处理C. 润滑D. 载荷答案：ABCD7. 机械设计中，下列哪些因素会影响轴承的寿命（）。

A. 轴承材料B. 轴承精度C. 轴承安装D. 轴承润滑答案：ABCD8. 机械设计中，下列哪些因素会影响轴的强度（）。

A. 轴的材料B. 轴的尺寸C. 轴的表面处理D. 轴的载荷答案：ABCD三、判断题9. 机械设计中，齿轮的齿面硬度越高，其承载能力越大。

（）答案：正确10. 机械设计中，滚动轴承的预紧程度越大，其刚度越高。

（）答案：正确四、简答题11. 简述机械设计中，为什么要进行强度校核？答案：强度校核是为了保证机械零件在工作过程中不会因为材料强度不足而发生破坏。

通过强度校核，可以确保零件在预期的使用寿命内安全、可靠地工作，避免因零件失效导致的设备故障和安全事故。

(完整版)机械设计基础习题集及参考答案

2。铰链四杆机构存在曲柄的条件是最短杆与最长杆之和大于或等于其余两杆长度之和。（ )
3. 低副联接的三个构件不能组成机构，只能构成一个构件。 ( ）
4。机构处于死点位置时，机构中的从动件将出现自锁或运动不确定现象。( ）
5。极位夹角是从动件在两个极限位置时的夹角。（ )
6。在铰链四杆机构中，通过取不同构件作为机架,则可以分别得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。（ )
五、设计题
1. 设计过程详见参考教材22页，“已知连杆的两个位置设计四杆机构”的内容。
2。设计过程详见参考教材23页，“根据行程数比系数设计四杆机构”的内容。传动角和压力角的画法见参考教材15页的“二、压力角与传动角”内容。
第三章凸轮机构
一、判断题（正确 T，错误 F）
1. 凸轮机构出现自锁是由于驱动力小造成的. （）
2。凸轮机构是由、、三个基本构件组成的.
3。理论轮廓曲线相同而实际轮廓曲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是的。
4。凸轮轮廓形状由从动件的决定。
四、简答题
1。说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合。
五、设计题
1。设计一对心直动尖顶从动件盘型凸轮。已知凸轮顺时针以等角速度ω1回转，凸轮基圆半径，从动件运动规律如图所示.(要求：写出作图步骤，保留作图痕迹）
2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是机构中最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
铰链四杆机构的基本形式有 ①双曲柄机构——最短杆为机架;②曲柄摇杆机构--最短杆为连架杆；③双摇杆机构--最短杆为连杆。
3。图(1）为曲柄摇杆机构，原因，则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为连架杆。图（2)为双曲柄机构，原因 ,则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为机架。图（3）为双摇杆机构,原因，但是最短杆为连架杆.

机械设计基础课后习题答案(第四版)

机械设计基础课后习题答案(第四版) 第1章总论课后习题答案题1-1试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。

答：机械是机器与机构的总称。

其中机构是指用来传递与交换运动和力的可动的装置；机器是由若干构件以运动副相联接并具有确定相对运动，用来完成有用的机械功或转换机械能的组合体；机器用来完成有用的机械功或转换机械能，而机构在习惯上主要是指传递运动的机械（如仪表等）以及从运动的观点加以研究而言的。

机器中必包含一个或一个以上的机构。

零件是机器及各种设备的基本组成单元；根据机器功能、结构要求，某些零件需固联成没有相对运动的刚性组合，成为机器中运动的一个基本单元体，通常称为构件；构件与零件的区别在于：构件是运动的基本单元，而零件是制造的基本单元；有时一个单独的零件也是一个最简单的构件。

构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持确定相对运动的“可动联接”，这种可动联接称为“运动副”；当构件之间用运动副联接以后，在其联接处，它们之间的某些相对运动将不能实现，这种对于相对运动的限制称为运动副的约束。

题1-2机械运动简图和装配图有何不同？正确绘制运动简图应抓住哪些关键？请画出图1-1所列机构和机械的运动简图。

陈秀宁机械设计基础教材答案答：把复杂的机械采用一些简单的线条和规定的符号将其传动系统、传动机构间的相互联系、运动特性表示出来，表示这些内容的图称为机械运动简图；装配图是表示机器或部件的图样，它是生产中的主要技术文件之一；从机械运动简图中可以清晰地看出原动机的运动和动力通过哪些机构、采用何种方式，使机器工作部分实现怎样的运动；根据运动简图再配上某些参数便可进行机器传动方案比较、运动分析和受力分析，并为机械系统设计、主要传动件工作能力计算、机件（构件和零件之统称）结构具体化和绘制装配图提供条件。

根据实际机械绘制其运动简图时，首先应分清各种机构，判别固定构件与运动构件，数出运动构件的数目，并根据构件间相对运动性质确定其运动副的类型；测量各个构件上的运动尺寸，然后根据这些尺寸选择适当的长度比例尺和视图平面用规定的或惯用的机构、构件和运动副的代表符号绘制简图；最后仔细检查运动构件的数目、运动副的类型和数目及其相对位置与联接关系等是否正确，否则将不能正确反映实际机械的真实运动。

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《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1 —1自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 7 -(2 9 1-0) -1二21-19 -1=1或：F =3n -2P L -P H=3 6 -2 8 -1-11-6自由度为F =3n _(2P L P H _P') _F' =3 9-(2 12 1 -0) -1 =1或：F =3n -2P L - F H=3 8-2 11-1=24-22 -1=11 —10自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 10-(2 14 12 -2) -1 = 30 -28 -1=1或：F =3n-2P L - P H=3 9-2 12-1 2=27-24 -2=11 — 11F =3n -2P L -P H=3 4 -2 4 -2=21 — 13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件R4 p 3 P34 R3 1、3的角速度比。

1 - 14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。

设 •= =10rad/s ，求构件3的速度v 3 。

v 3 =v P13 =叫 P 14P 3 =10^200 = 2000mm/s1- 15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比「1/「2。

构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心⑷ 1 沃 P 14p 2 =切2 “ !~24 P 12 4-13 P3PP1 3创|P 24p 2| 2r 2 ⑷ 2 IR 4P 12I r i=10 AC tan BCA 916.565mm/s :2.9rad / s转中心的距离l AC =15mm , I AB = 90mm ,^10rad /s ，求『-00和『-1800时，从动件角速度-'2的数值和方向。

机械设计基础考试题库及答案

机械设计基础考试题库及答案一、选择题1. 下列哪项不是机械设计的基本要素？A. 功能性B. 可靠性C. 美观性D. 经济性答案：C2. 机械设计的主要目标是？A. 提高生产效率B. 降低成本C. 提高产品质量D. 所有选项都是答案：D3. 以下哪个选项与机械设计中的材料选择无关？A. 强度B. 寿命C. 可靠性D. 形状答案：D4. 以下哪种连接方式适合要求灵活性较高的零部件？A. 焊接B. 螺栓连接C. 水泵连接D. 强力胶粘答案：B5. 什么是机械设计中的公差？A. 公差是指机械零件之间的尺寸差异B. 公差是指机械零件的加工精度C. 公差是指机械零件的形状误差D. 公差是指机械零件的材料选择答案：A二、填空题1. 机械设计中常用的零件连接方式有_______、_______和_______。

答案：焊接、螺栓连接、键连接。

2. 机械设计中常用的材料选取指标包括强度、_______、耐磨性和_______。

答案：刚度、耐蚀性。

3. 公差可以通过_______加工和_______加工来控制。

答案：数控加工、磨削加工。

4. 机械设计中常用的连接件有螺栓、_______和焊接件。

答案：销轴。

5. 设计工程师在机械设计中需要考虑的因素有功能性、可靠性、_______性和经济性。

答案：美观。

三、简答题1. 请简要描述机械设计的基本要素。

答案：机械设计的基本要素包括功能性、可靠性和经济性。

功能性指机械产品需要满足一定的功能要求，如承载能力、传动效率等。

可靠性指机械产品需要在正常使用条件下保持稳定可靠的工作性能。

经济性指机械产品需要在设计、制造和使用过程中具有较低的成本。

2. 请简要介绍机械设计中常用的材料选取指标。

答案：机械设计中常用的材料选取指标包括强度、刚度、耐磨性和耐蚀性。

强度指材料的抗拉强度、屈服强度等，影响机械零件的承载能力。

刚度指材料的刚性和变形能力，影响机械零件的稳定性和设计寿命。

耐磨性指材料的耐磨损程度，影响机械零件的使用寿命。