《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》試題庫及答案(一)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試題庫 TOC o 1-5 h z 一判斷（每題一分）一部機(jī)器可以只含有一個(gè)機(jī)構(gòu)，也可以由數(shù)個(gè)機(jī)構(gòu)組成。（V）機(jī)器的傳動部分是完成機(jī)器預(yù)定的動作，通常處于整個(gè)傳動的終端。（X）機(jī)構(gòu)是具有確定相對運(yùn)動的構(gòu)件組合。 （，）構(gòu)件可以由一個(gè)零件組成，也可以由幾個(gè)零件組成。 （，）整體式連桿是最小的制造單元，所以它是零件而不是構(gòu)件。（X ）連桿是一個(gè)構(gòu)件，也是一個(gè)零件。 （ V）二選擇（每題一分）組成機(jī)器的運(yùn)動單元體是什么？（B ）A.機(jī)構(gòu)B.構(gòu)件 C.部件 D.零件機(jī)器與機(jī)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別是什么？（A ）A 是否能完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能B 是否由許多構(gòu)件組合而成C 各構(gòu)件間能否產(chǎn)生相對運(yùn)

2、動D 兩者沒有區(qū)別下列哪一點(diǎn)是構(gòu)件概念的正確表述？（ D ）A 構(gòu)件是機(jī)器零件組合而成的。B 構(gòu)件是機(jī)器的裝配單元C 構(gòu)件是機(jī)器的制造單元D 構(gòu)件是機(jī)器的運(yùn)動單元D）5 以下不屬于機(jī)器的工作部分的是（A.數(shù)控機(jī)床的刀架B.工業(yè)機(jī)器人的手臂C.汽車的輪子D.空氣壓縮機(jī)三、填空（每空一分）1、 根據(jù)功能，一臺完整的機(jī)器是由（動力系統(tǒng)）、（執(zhí)行系統(tǒng)）、（傳動系統(tǒng)）、（操作控制系統(tǒng)）四部分組成的。車床上的主軸屬于（ 執(zhí)行）部分。、 機(jī)械中制造的單元稱為（ 零件），運(yùn)動的單元稱為（構(gòu)件 ），裝配的單元稱為（機(jī)構(gòu)）。、 從（運(yùn)動）觀點(diǎn)看，機(jī)器和機(jī)構(gòu)并無區(qū)別，工程上統(tǒng)稱為（機(jī)械）。2平面機(jī)構(gòu)一、填空題（每空

3、一分）.兩構(gòu)件之間以線接觸所組成的平面運(yùn)動副，稱為高 副,它產(chǎn)生 1 個(gè)約束，而保留，個(gè)自由度。.機(jī)構(gòu)具有確定的相對運(yùn)動條件是原動件數(shù)等于 機(jī)構(gòu)的自由度。.在平面機(jī)構(gòu)中若引入一個(gè)高副將引入 _個(gè)約束，而引入一個(gè)低副將引入_2 個(gè)約束，構(gòu)件數(shù)、約束數(shù)與機(jī)構(gòu)自由度的關(guān)系是F=3n-2Pl-Ph 。.當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成運(yùn)動副后，仍需保證能產(chǎn)生一定的相對運(yùn)動，故在平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)運(yùn)動副引入的約束至多為 2,至少為 1。.在平面機(jī)構(gòu)中，具有兩個(gè)約束的運(yùn)動副是低 副,具有一個(gè)約束的運(yùn)動副是高 副。計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的公式為F= F=3n-2Pl-Ph ,應(yīng)用此公式時(shí)應(yīng)注意判斷：A.復(fù)合較鏈,局部自由度，C. 虛

4、約束。三、計(jì)算圖示平面機(jī)構(gòu)的自由度。（機(jī)構(gòu)中如有復(fù)合較鏈，局部自由度，虛約束，予以指出。）（每題5分）F=3 X5-2 X7=1F=3 7-2 9-1=2三、平面連桿機(jī)構(gòu)一、填空：（每空一分）.平面連桿機(jī)構(gòu)由一些剛性構(gòu)件用轉(zhuǎn)動 副和 移動 副相互聯(lián)接而組成。.在錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，能作整周連續(xù)旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為曲柄 ，只能來回?fù)u擺某一角度的構(gòu)件稱為一搖桿一，直接與連架桿相聯(lián)接，借以傳動和動力的構(gòu)件稱為一連桿。.圖1-1為較鏈四桿機(jī)構(gòu)，設(shè)桿 a最短，桿b最長。試用符號和式子表明它構(gòu)成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的條件:a+b q+d。(2)以_b或d_為機(jī)架，則_a 為曲柄二、選擇題：(每空一分).在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，只

5、有當(dāng) C 為主動件時(shí)，才會出現(xiàn)“死點(diǎn)”位置。A.連桿B.機(jī)架C.搖桿D.曲柄.平面四桿機(jī)構(gòu)中，如果最短桿與最長桿的長度之和大于其余兩桿的長度之和，最短桿為連桿，這個(gè)機(jī)構(gòu)叫做 A 。A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.雙曲柄機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.以上答案均不對.B 能把轉(zhuǎn)動運(yùn)動轉(zhuǎn)變成往復(fù)擺動運(yùn)動。A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.雙曲柄機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu). C 能把轉(zhuǎn)動運(yùn)動轉(zhuǎn)換成往復(fù)直線運(yùn)動，也可以把往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動運(yùn)動B.雙曲柄機(jī)構(gòu)A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.曲柄滑決機(jī)構(gòu).設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，為了具有良好的傳動條件，應(yīng)使 A 。A.傳動角大一些，壓力角小一些B.傳動角和壓力角都小一些C.傳動角和壓力

6、角都大一些。.在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)寸g桿為主動件，且 D 處于共線位置時(shí),機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置。A.曲柄與機(jī)架B.曲柄與連桿C.連桿與搖桿.在擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動件時(shí)，其傳動角 A變化的。A.是由小到大 B.是由大到小 C.是不。.下圖所示的擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)的傳動角是B 。A.角 A B.角 B D.0 E.90 。.壓力角是在不考慮摩擦情況下作用力和力作用點(diǎn)的C 方向所夾的銳角A.法線 B.速度 C.加速度 D.切線。.為使機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動，要求行程速比系數(shù)E。A.K=1B.K1C.Ke 時(shí)，x=.41 , y=.85 , A/R S2:軸左移，軸承2被壓緊A2= Si=140N軸承

7、1被放松A1= S 1=140N2、計(jì)算當(dāng)量動載荷A1/ R 1=140/200=0.7=ex1=1 , y1=0A2/ R 2=140/100=1.4X2=0.41 , y2=0.85取 fp=1.0則 P1=fp (x1 R1 + y1 A1 )=200NP2=fp(X2 R2+ y2 A2 )=160N2、如圖所示為某機(jī)械中的主動軸，擬用一對角接觸球軸承支承。初選軸承型號為 7211AC o已知軸的轉(zhuǎn)速n=1450r/min ,兩軸承所受的徑向載荷分別為Fr1=3300N , Fr2=1000N ,軸向載荷 Fa=900N ,軸承在常溫下工作，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有中等沖擊，Cr=50500N圓錐滾子

8、軸承角接觸球軸承70000c ( 0=15)70000AC ( a=250)70000B ( a=400)FS=Fr/ (2Y)FS=e FrFs=0.68 FrFs=1.14 Fr軸承類型Fa/CoeFa/FreFa/FFXYXY角接觸a=250一0.680.410.8710秋軸承a=40一1.140.350.5710載荷系數(shù)年載荷性質(zhì)無沖擊或輕微沖擊中等沖擊強(qiáng)烈沖擊fp1.0 1.21.2 1.81.8 3.0解.計(jì)算軸承的軸向力 Fa1、Fa2由表查得7211AC軸承內(nèi)部軸向力的計(jì)算公式為Fs=0.68Fr ,故有:Fsi=0.68 Fr1=0.68 X3300N=2244NFs2=0.

9、68 Fr2=0.68 X1000N=680N因?yàn)镕s2+Fa=(680 +900)N=1580N Fsi=2244N故可判斷軸承2被壓緊，軸承1被放松，兩軸承的軸向力分別為：Fai = Fsi =2244NFa2= Fsi -Fa=(2244 900)N=1344N.計(jì)算當(dāng)量動載荷Pi、P2由表查得e=0.68 ,而Fai 2244F7 3300=0.68 = eFa2F2i344i000=i.344(0.4iXi000+0.87 Xi344)N=22iiN.計(jì)算軸承壽命Lh因Pi P2,且兩個(gè)軸承的型號相同，所以只需計(jì)算軸承i的壽命，取P= Pio72iiAC軸承的Cr=50500N 。又

10、球軸承 =3,取fT=i ,則得,i06 JtC予 i06 /父5050。3Lh= I = 父 =i50i0h i2000 h60n 0 , 所以機(jī)構(gòu)運(yùn)動確定。C、G處復(fù)合較鏈，E處虛約束，F(xiàn)處局部自由度J-2-5-03-4-15、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，若含有復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束請明確指出。（15分）解答：C處為復(fù)合較鏈，則n=5, Pl=7, Ph=0F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1J-2-5-04-4-15 、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，若含有復(fù)合較鏈，局部自由度和虛約束請明確指出。（15分）解答：F處為復(fù)合較鏈，H （或I ）處為虛約束，則n=6, Pl=8, Ph=1F=3

11、 n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1取不同構(gòu)件為機(jī)架，可得到什么J-3-2-05-3-10、圖示四桿機(jī)構(gòu)中，已知 a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm類型的錢鏈四桿機(jī)構(gòu)？（15分）解：因?yàn)樽疃虡?gòu)件與最長構(gòu)件長度之和小于等于另外兩構(gòu)件的長度之和，滿足構(gòu)件的長度和條件，所以取AB為機(jī)架，得雙曲柄機(jī)構(gòu)；取BC或AD為機(jī)架，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；取CD為機(jī)架，得雙搖桿機(jī)構(gòu)；BJ-3-2-06-3-10、已知圖示機(jī)構(gòu)中，LAB=82mm , LBC=50mm , LCD=96mm ,LAD=120mm 問:（1）此機(jī)構(gòu)中，當(dāng)取構(gòu)件AD為機(jī)架時(shí)，是否存在曲柄？如果存在，指出是哪一構(gòu)

12、件？（必須根據(jù)計(jì)算結(jié)果說明理由）（2）當(dāng)分別取構(gòu)件 AB、BC、CD為機(jī)架時(shí)，各將得到什么機(jī)構(gòu)？ （10分）解答：因?yàn)?Lbc+ L ad=50+120=170 mmcLbc +Lcd=82+96=178 mm所以Lbc+ Lad Lbc +L cd符合曲柄存在的桿長之和條件1）當(dāng)取AD為機(jī)架時(shí)，不存在曲柄，得到雙搖桿機(jī)構(gòu)2）當(dāng)分別取AB或CD為機(jī)架時(shí)，均得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 當(dāng)取BC為機(jī)架時(shí)，得到雙曲柄桿機(jī)構(gòu).J-3-2-07-3-10 、如圖所示較鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件的長度 LAB=50mm, L Bc=110mm, L cD=80mm, L AD=100mm（1）該機(jī)構(gòu)是否有曲柄？如有，請

13、指出是哪個(gè)構(gòu)件（必須根據(jù)計(jì)算結(jié)果說明理由）；（2）當(dāng)分別取構(gòu)件 AB、BC、CD為機(jī)架時(shí)，各將得到什么機(jī)構(gòu)？ （10分）解答：因?yàn)?Lab+L Bc=50+110=160mmLab+Lbc =80+100=180mm所以Lab+Lbc20=80mmd 2=mz2=4X80=320mm mm嚙合角=壓力角=20j-7-3-09-4-15、某標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，已知齒距p=12.56mm ,齒數(shù)z=20 ,正常齒制。求該齒輪的分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df、基圓直徑db、齒高h(yuǎn)及齒厚s。(cos20o甩.94)解答：p= 12.56 mm, m=4 mm; 分度圓直徑 d=m z=4

14、20=80mm;基圓直徑 db=d cos20 o=75.2 mm;齒頂圓直徑 da=m (Z+2ha*)=88 mm;齒根圓直徑 df= m (Z2ha*2c*)=70mm;齒高 h= m (2ha*+c*) =9 mm;齒厚 s=6.28mma=108mm,傳動比i12=3，小齒輪齒數(shù) Z1=18。試J-7-3-10-3-10、已知一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的標(biāo)準(zhǔn)中心距確定大齒輪的齒數(shù)Z2、齒輪的模數(shù)m和兩輪的分度圓直徑。解：由 也=/=3，得 Z2=3*18=54,乙上 2a 2*108又由 m = = =3 mm,Z1 Z218 54分度圓直徑：d1 = mz1 =3*18 =54

15、 mm,d2 =mz) =3*54 =162 mm。J-9-1-11-3-10、如下圖所示輪系中，已知 Z1=16, Z2=36, Z3=25 , Z4=50 , Z5=2 , Z6=20,若 n1=600r/min ,求 蝸輪的轉(zhuǎn)速n6及各輪的轉(zhuǎn)向。(10分)解:i16Z2.Z4.Z6n1600Z1.Z3.Z5%i1636*50*2060018*25*2600 :1540J-9-1-12-4-20 、在圖示傳動裝置中，已知各輪齒數(shù)為：Z1=20, Z2=40, Z 3=20, Z 4=30, Z 5=80 ,運(yùn)動從I軸輸入，口軸輸出，n=1000r/min,轉(zhuǎn)動方向如圖所示。試求輸出軸口的轉(zhuǎn)

16、速n n及轉(zhuǎn)動方向。（20分）解:由Z3、Z4、Z5、H系桿組成星行輪輪系，可得:.H n3 -nHZ4* Z5Z58035 -一一 一一 一一 ccn5 -nHZ3* Z4Z320n3 -nH .其中：n5=0,所以：=一40 - nH-n3 1nH- n3即：H-=4 或： 二=5;nHnH又：心上二上一三一竺n2 nHz120又因?yàn)?nini/nHi I 5=飛 飛人-25所以:1000 _ -2一 ,%5解得：n 產(chǎn) n3= 2500 r/min ,負(fù)號表示nn與n方向相反，如圖所示J-12-2-13-4-20、某軸用一對圓錐滾子軸承支承，外圈窄邊相對安裝，已知兩軸承所承受的徑向載荷分

17、別為Fri=9000N,F rn=5000N，其內(nèi)部軸向力分別為 Fs =2430N,F s上1350N,傳動件作用于軸上的軸向力Fa=1000N,判斷系數(shù)e=0.32,當(dāng)Fa/FrW 時(shí)，X=1,Y=0,當(dāng)Fa/Fre時(shí)，X=0.4 , Y=1.88 。試分別計(jì)算出軸承的當(dāng)量動載荷。解:軸向力：Fs+Fa=2430+1000=3430NS 口軸承I被放松 Fa=Fs=2430N軸承口被壓緊Fa n=F s r3430N當(dāng)量動載荷Fa/Fr =2430/9000=0.27eXf0.4 丫產(chǎn)1.88P fX nFY 葉丫 nFa 產(chǎn)0.4 X5000+1.88 X3430=12672.6N六、設(shè)

18、計(jì)題（每小題20分）B0點(diǎn)接觸時(shí)為初始位J-4-3-14-4-20、圖示為一偏置式直動尖底從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知從動件尖底與凸輪廓線在置。試用作圖法在圖上標(biāo)出:(1)當(dāng)凸輪從初始位置轉(zhuǎn)過 *=90。時(shí)，從動件走過的位移Si;(2)當(dāng)從動件尖底與凸輪廓線在B2點(diǎn)接觸時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)過的相應(yīng)角度中2說明：(1)不必作文字說明，但必須保留作圖線;(2)S 1和中2只需在圖上標(biāo)出 , 不必度量出數(shù)值。解答:如圖所示，正確作出偏距圓按-3方向轉(zhuǎn)90 ,在圖上正確標(biāo)出Si過B2點(diǎn)作偏距圓切線，正確標(biāo)出中2角七、分析題（本題20分）J-8-2-15-4-20、.已知在一級蝸桿傳動中，蝸桿為主動輪，蝸輪的螺旋線方向和轉(zhuǎn)動方向如圖所示。試將蝸桿、蝸輪的軸向力、圓周力、蝸桿的螺旋線方向和轉(zhuǎn)動方向標(biāo)在圖中。解：蝸軒轉(zhuǎn)動方向如圖所示蝸桿為右旋Ft2與蝸輪分度圓相切，指向左端Ft1與蝸桿分度圓相切，指向右端Fai與蝸桿軸線平行，指向右F