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机械设计基础(第一篇)
一、判断题:正确的打符号T,错误的打符号F
1.在实际生产中,有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( T )
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。 ( T )
3.若力的作用线通过矩心,则力矩为零。 ( T )
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。 ( F )
5.带传动中,打滑现象是不可避免的。 ( F )
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。 ( F )
7.标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( T )
8.平键的工作面是两个侧面。 ( T )
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。 ( T )
10.螺纹中径是螺纹的公称直径。( F )
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。( T )
12.在运动副中,高副是点接触,低副是线接触。 ( F )
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。 ( F )
14.加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( T )
15.渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( F )
16.周转轮系的自由度一定为1。 ( F )
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。 ( T )
18.代号为6205的滚动轴承,其内径为25mm。 ( T )
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。 ( T )
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。( T )
二、填空题
1.直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 模数 相等, 压力角 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
导程 。
3.在V带传动设计中,为了限制带的弯曲应力,应对带轮的 最小直径 加以限制。
4.硬齿面齿轮常用 低碳合金钢 渗碳淬火来得到,热处理后需要 磨齿 加工。
5.要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动,可用槽轮 机构。
6.轴上零件的轴向固定方法有 轴肩、轴环、套筒、圆螺母、弹性挡圈、轴端挡圈、紧定螺钉、圆锥面 等。
7.常用的滑动轴承材料分为 金属材料 、 多孔质金属材料 、 非金属材料 三类。
8.齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为 仿形法 和 范成法 两类。
9.凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类,可分为直动从动件凸轮机构和 摆动从动件 凸轮机构。
10.带传动的主要失效形式是 打滑 、 疲劳破坏 及带与带轮的磨损。
11.蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小 相等 和旋向 相同 。闭式蜗杆传动必须进行 热平衡计算 以控制油温。
12.软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造,其中大齿轮一般经 正火 处理,而小齿轮采用 调质 处理。
13.若要将主动件的往复摆动转换为从动件的间歇转动,可用 棘轮 机构。
14.只传递扭矩而不受弯矩的轴称为 传动轴 ,同时承受扭矩和弯矩的轴称为 转轴 。
15.滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分称为 轴瓦 。
三、单项选择题
1.作用在刚体上的二力平衡条件是( B )。
A.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上
B.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上
C.大小相等、方向相同、作用钱相同、作用在同一刚体上
D.大小相等、方向相反、作用点相同
2.下列机构中,不属于间歇机构的是 ( C )。
A.棘轮机构
B.槽轮机构
C.齿轮机构
D.不完全齿轮机构
3. A,B、C点分别作用 10kN、40kN,30 kN的力,方向如图1所示,则 1-1截面和 2-2截面的轴力为( A )。
A.10KN,-30KN
B.-10KN,30KN
C.-10KN,40KN
D.10KN,-40KN
图1
4.在铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,为了获得双曲柄机构,其机架应取( A )。
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
5.在轮系中加入惰轮可改变轮系的( B )。
A.传动比
B.转向
C.转向和传动比
6.两轴在空间交错90º的传动,如已知传动比较大,则宜选用( D )。
A.直齿圆柱齿轮传动
B.斜齿圆柱齿轮传动
C.圆锥齿轮传动
D.蜗轮蜗杆传动
7.同一轴段上若采用两个平键时,一般设在( D )的位置。
A.同一母线
B.相隔90º
C.相隔120º
D.相隔180º
8.带传动设计时,若传动中心距取值过大,则使( A )。
A.传动结构不紧凑
B.带传动的传递功率降低
C.带传动易发生打滑
D.带传动的疲劳强度降低
9.力F使物体绕点O转动的效果,取决于下列因素( C )。
A.力F的大小和力F使物体绕O点转动的方向
B.力臂d的长短和力F使物体绕O点转动的方向
C.力与力臂的乘积Fd的大小和力F使物体绕O点转动的方向
D.仅取决于力与力臂的乘积Fd的大小,与转动方向无关
10.机器与机构的区别在于 ( C )。
A.是否由各种零件经装配而成的组合体
B.它们各部分之间是否有确定的相对运动
C.在工作时是否能完成有效的机械功或能量转换
11.平面四杆机构无急回特性时,行程速比系数( C )。
A.大于1
B.小于1
C.等于1
12.一对齿轮啮合时,两轮的( A )始终相切。
A.节圆
B.分度圆
C.基圆
D.齿根圆
13.带传动的弹性滑动现象是由于( A )而引起的。
A.带的弹性变形
B.带与带轮的摩擦系数过小
C.初拉力达不到规定值
D.带型选择不当
14.键的截面尺寸b×h主要是根据( D )来选择。
A.传递转矩的大小
B.传递功率的大小
C.轮毂的长度
D.轴的直径
15.采用螺纹联接时,若被联接件总厚度较大,在需要经常装拆的情况下宜采用( D )。
A.螺栓联接
B.紧定螺钉联接
C.螺钉联接
D.双头螺柱联接
16.当两轴距离较远时,且要求传动比准确,宜采用( C )。
A.带传动
B.一对齿轮传动
C.轮系传动
D.槽轮传动
四、指出图2中轴结构不合理之处,并作简要说明
1、左侧轴承拆卸困难,轴颈靠轴肩处应有砂轮越程槽
2、轴头太长,轮毂无法轴向固定
3、套筒左端面应与轮毂右端面接触,套筒右端面太高,右侧轴承拆卸困难
4、应有退刀槽
5、螺纹无法加工
6、两键槽应布置在同一母线上
五、计算题
1.计算图3所示机构的自由度
解:
活动构件数
n=5
低副数
PL=6
高副数
PH=2
机构自由度数
F=3n-2 PL-PH=3×5-2×6-2=1
2.计算图4所示机构的自由度,并判断机构是否具有确定的运动
解:
活动构件数
n=7
低副数
PL=10
高副数
PH=0
机构自由度数
F=3n-2 PL-PH=3×7-2×10-0=1
机构自由度数与原动件数目相同,故机构有确定的运动。
3.一渐开线标准直齿圆柱齿轮,已知齿数Z=25,模数m=4mm,压力角α=20º,ha*=1,c*=0.25。试求该齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径和分度圆齿厚
解:
分度圆直径
d=mz=4x25=100mm
齿顶圆直径
da=m(z+2 ha*)=4x(25+2x1)=108mm
齿根圆直径
df=m(z-2 ha*-2 c*)=4x(25-2x1-2x0.25)=90mm
基圆直径
db=dcosα=100xcos20º=93.97mm
分度圆齿厚
s=3.14xm/2=6.28mm
4.如图5所示轮系中各齿轮齿数:Z1= Z2= 20,Z3= 60,Z3’= Z4’= 20,Z4=Z5= 40试求传动比i14和i15,并判断n5相对n1的转向
轮系传动比计算:
解:i14=Z3 Z4/ Z1 Z3’=60X40/20X20=6
i15= Z3Z4 Z5/ Z1 Z3’Z4’= i14 i15=6X40/20=12
n5转向与n1的相反。
5.圆截面简支梁如图6所示,已知F=1KN,试求:
(1)梁A、B端的约束反力
(2)计算弯矩,并画出弯矩图
(3)若梁直径d=40mm,求梁的最大应力
解:
⑴约束力计算
⑵弯矩计算
Mc=FA·1=0.667KN·m
⑶最大应力
6.求图7所示梁支座的约束反力。已知F=2KN
解:
①画出约束反力
②求FB
③求FAX
④求FAY
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