机械设计基础 李秀珍

机械设计基础试题库答案
一、填空题
1.最短杆2.增大基圆半径 3.Z/COSB3 4.重叠共线 5.双摇杆 6.b>=a 7.没有 8.大、平直、厚 9.偏距为10.点 线 11.曲柄摇杆，双曲柄 12.匀速 刚性 13.节线 一对 14.模数m 压力角 15.相等 不相等 16.打滑 疲劳断裂 17.计算功率Pc 小轮转速n1 18.越大? 增大19.弯矩 转矩半径，凸轮转动中心为圆心的圆 20.模数、压力角、螺旋角
21 双曲柄机构 曲柄摇杆机构
22 曲柄与连杆共线时为
23 传动角
24 凸轮轮廓曲线
25 大 小
26 摩擦力
27 B型键宽度b=18mm，长度L=80mm
28 利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来 利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动
29 外径 细牙螺纹外径12mm，螺距1.5
30 双头螺栓联接 三角形细牙螺纹
31 2
32 Y Z A B C D E B型基准长度2240mm
33 0.022
34 10
35 节圆
36 78
37 分度圆与节圆重合
38 越多 平稳
39 模数 齿数
40 4000N 1455.9N
41 深沟球轴承 直径系列2 内径75mm
42 滚子轴承 球轴承
43 额定寿命106寿转，L=1(106转)时轴承所能承受的最大载荷
44 既承受弯矩也承受扭矩 只承受扭矩
45 轴头 轴颈 轴身搭蠢卖
46 构件
47 最短杆 整周回转
48主动件 从动件
49 凸轮轮廓曲线
50 12
51B 基准长度（公称）
52 主要 依据 正比
53 法面 法面 螺旋角 相反
54 头数 正切
55 弯矩 扭矩
56 原动件数等于机构的自由度数
571
58双曲柄机构
59不存在
60大 小
61 周向固定 传递运动和转矩
62 安装一对平键
63 外径 左旋细牙螺纹公称直径12
64 扭转
65 1/3
66 Y Z A B C D E 基准长度2240mm
67 带和两轮接触面之间的摩擦力
68 小于40度
69 变小
70 基圆
71 模数相等，压力角相等
72 多 平稳
73 76
74 齿面接触疲劳 齿根弯曲疲劳强度
75 定轴轮系 行星轮系
76直接接触 联接
77 最短杆 对面
78 K>1
79 主动 从动
80 凸轮廓线
81 A型档毁平键 宽度b=20mm，长度L=70mm
82 C型 公称长度2800
83 棘轮机构
84 基圆半径的反比
85 200，标准值 相等
86 1
87 1
88 双曲柄机构
89 110≤d≤190
90 凸轮廓线
91 实际轮廓线上的最小
92 沿周向固定并传递扭距
93 B
94 安装一对平键
95导程角和牙型角
96 双头螺柱联接
97 拉断
98剪切与剂压破坏
99传动效率高
100.Y Z A B C D E Y A型标准长度1000mm
101 与负载无关
102 减小
103 传动轴
104 基圆
105 齿顶圆，齿根圆，分度圆，基圆
106 模数和压力角相等
107 蜗轮蜗杆传动
108 轮系传动
109 m=5
110.齿根弯曲疲劳强度 模数
111 确定运动 机械功 能量
112 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构
113 基圆
114 棘轮、槽轮机构
115 600 外径
116 Y Z A B C D E 400
117 抖动 老化（失效）
118 大 200
119 法面模数和压力角相等，螺旋角大小相等，方向相反。
120 轴径
121 角接触3、7（6） 向心6、N
122 周向、轴向
123 原动件数等于自由度数
124 扭转强度
125 不存在
126 大、小
127 凸轮上接触点的法线知逗与该点的线速度方向
128 B 型 长度50mm
129 A B C
130 B C A D
131 外径 细牙螺纹外径16螺距2
132 三角形细牙螺纹
133 2
134 Y Z A B C D E B 型 长度2280mm
135 带和两轮之间接触面之间的摩擦力
136 增大
137 <40度
138 0.022
139 10
140 基圆
141 模数压力角相等
142 节圆分度圆重合
143 多 平稳
144. Z m
145. 深沟球轴承 直径系列3内径60
146. L=1(106转)时承受的载荷
147. 滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀。

二、选择题
1.C 2.D 3.D 4.C 5.C 6.B 7.D 8.D 9.A 10.A 11．B 12．B 13．B 14．B 15．D 16．B 17．B 18．B
19.C 20.B 21.D 22.B 23.D24.B 25.D 26.C 27.D 28.D 29.D 30.D 31.C 32. C 33.D 34.C
35.C 36.B 37.B 38.C
39. 1
40. 1
41. 极位夹角θ=0 K=1
42 .110mm≤d≤190mm
43. 不存在
44 .实际轮廓线上的最小
45 .凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向
46 . 沿周向固定并传递扭矩
47 .两侧面的挤压力
48 . b-c-a-d
49 . 安装一对平键
50.升角和牙型角
51.可拆联接
52 . 扭转
53 . 拉断
54 . 450
55. 传动效率高
56 . 传递的功率
57 . 增大
58 . 减小
59 . 减小
60 . 带的紧边与松边拉力不等
61. 2.2％
62 . b-a-e-c-f-d-g
63 .模数
64. 齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆
65 . 78
66. 有两个
67.最短杆
68. 齿顶圆、齿根圆 分度圆、基圆
69. 等于零
70. Z<17
71. 轮毂的挤压强度
72. 先按接触强度条件计算
73. 轴面
74. 连杆与摇杆之间所夹锐角
75. 减小滚子半径
三、简答题
123略
4、（a）∵F=3×4-2×60=0，∴机构不能运动，设计不合理修改如下：
则F=3×5-2×7=1
运动确定
（b）∵F3×4-2×5-2=2，而原动件数目为1
∴机构运动不确定，设计不合理，修改如下：
此时F=3×3-2×4=1
还动确定
5、解：（1）取μl=1mm/mm，画机构图
（2）先将整个机构加一个（-ω1）角速度使构件1相对固定，得一转化机
构，取μV=2mm/s/mm
求转化机构的VD
VD： VC = VD + VCD
大小?? √?
方向 ⊥BC? ⊥AD ⊥CD
式中：VC=ω21.lCB=2×30=60/S
画速度多边形pcd,其中 =VC/μV
得转化机构的 VD= .μV
VCD= μV
则 ω41= =（ .μV）/lAD=（25×2）/40=1.25S-1
ω31= =（ .μV）/lCD=（33×2）/25=2.64S-1
ω1=-ω41=-1.25S-1
故ω3=ω31+ω1=2.64-1.25=1.39S-1
（注意：ωk1=ωk-ω1）
6、解：（1）由V刀=ω1r=ω1.
得：Z= = =30
∴被加工齿轮的齿数为30
（2）由L=r+xm
得：
其中：r= = =60mm
∴x= =-0.5 ∴是负变位齿轮
7、所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。
8、螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。
摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母
机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝
破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。
9、初拉力Fo 包角a 摩擦系数f 带的单位长度质量q 速度v
10.解：此四杆机构的四杆满足杆长和条件
Lab＋Lad《 Lbc＋Lcd
且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构
11.解：
1）3齿轮为右旋
2）受力方向如图
12．
1）解：F＝3n－2PL－Ph
＝3*3－2*3－2
＝1
此题中存在局部自由度，存在2个高副。
此机构主动件数等于自由度数，机构运动确定
2）解：F＝3n－2PL－Ph
＝3*7－2*10－0
＝1
此构主动件数等于自由度数，机构运动确定构运动确定
13.
1）曲柄存在的条件如下：
1）最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余俩杆长度之和
2）最短杆或其相邻杆应为机架
2）a曲柄摇杆机构 满足杆长和条件，且以最短杆的邻边为机架
b双曲柄机构 满足杆长和条件，且以最短杆为机架
c双摇杆机构 满足杆长和条件，且以最短杆的对边为机架
d 双摇杆机构 不满足杆长和条件，不管以什么为机架只能得到双摇杆机构。
14 具有确定运动
15 略
16略
17 速度大离心力过大 绕转的圈数多寿命低
18 1 具有确定运动
19 压力角200模数为标准值，分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮
20 范成法加工齿轮齿数低于17发生根切
21 直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮（传动平稳、承载大）
22 传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时，带的拉力由F1减小为F2,其弹性伸长量也由δ1减小为δ2。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了（δ1-δ2），带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度，这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。
23 例 牛头刨床空程速度快提高生产率
24.略
25. 螺旋升角小于当量摩擦角 由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差
26．离心力大 转数多
27．大小齿轮材料及热处理硬度差50左右，由于小齿轮转数多，更快失效
28. 有急回特性 极位夹角不等于零
29. 运动时克服，固定夹紧时利用
30. 有影响
31. 向径、高度无变化
32. Ft1=2T1/d1 Fr1=Ft1tg200

33. 向径、高度无变化
34. 2 不具有确定的运动
35. 升角小于等于当量摩擦角 三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。
36. 轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺
37. 1
38.由于牙型角三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。
39.范成法加工齿轮齿数少于17发生根切
40.配对材料大齿轮硬度大小齿轮硬度50左右
因为小齿轮受载次数多，齿根薄
41. 2 具有确定的运动
42. 1
43. 疲劳点蚀
44. 三角螺纹用于联接，梯形、锯齿、矩形螺纹用于传动
45. 小带轮上
46. 考虑轴上零件轴向定位、装拆
47. 轴承轴向、周向定位，装拆，润滑密封等
四、计算题
1.解（1）由AD为最短构件，且满足杆长和条件得：
lAD+lBC ∴lAB≥100+150-120=130mm
∴lAB的最小值为130mm
（2）由于lAB+lBC=60+150=210mm
lCD+lAD=120+100=220mm
即210mm<220mm满足杆长和条件
∴机构存在曲柄，AB为曲柄，得到的是曲柄摇杆机构。
2.（1）滑块1的力平衡方程式为：
+ + =0
则由力的三角形得： =
∴Q=Pcos= 或P=Q
（2）上滑时不自锁的条件是：
η> 0或 Q >0
即Q=P= >0
由cos（α+ +β）>0
则α+ +β90°
得α<90-（ +β）=90°-（8°+10°）=72°
∴不自锁条件为要小于72°
3.解：
α= （i12+1）
Z1= = =20
Z2=i12.Z1=2.5×20=50
d2=mz2=5×50=250mm
df2=m（z2-2.5）=5×（50-2.5）=237.5mm
da2=m（z2+2）=5×（50+2）=260mm
db2=d2cos=250×cos20°=234。9mm
4.
a）假想凸轮固定，从动件及其导路顺时针旋转，在偏距圆上顺时针方向转过45 ．求作。
b）假想凸轮固定，机架OA顺时针转过45 ，找出摆杆的位置来确定摆杆的角位移ψ．
5.解：轮系为周转轮系，在转化机构中：
i = = =+ =+
= ∵n3=0
∴ = =
iH1= =+10000 ∴H轴与I轴转向相同
6.
a）解：F＝3n－2PL－Ph
＝3*5－2*7－0
＝1
此题中存在复合铰链
备注：此题中5个构件组成复合铰链，共有4个低副
b）解：F＝3n－2PL－Ph
＝3*4－2*5－1
＝1
此题中滚子为局部自由度
7.
解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系
i54H＝n5-nH/n4－nH ＝－Z3*Z4/Z5*Z6
因为1－2－5组成定轴轮系
i12＝n1/n2＝n1/n5＝Z2/Z1
所以n5＝450r/min
把n4＝0及n5＝450r/min代入上式
得到
nH＝5.55r/min
这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致
8.
解：
单个螺栓的Q＝Q’＋F＝2.6F
Q*Z＝S*P*A
2.6F*6＝2*3.14*D2/4
得F＝2264.4N
[σ]=300/2=150N/mm
所以d1由公式得，d1＝15.81mm
取螺栓的直径为16mm
9.略
10.
（1.无垫片，无法调整轴承的游系
（2.轴肩过高，无法拆卸轴承
（3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘
（4.轴套长度应小于轮毂的长度
（5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。
（6.套筒顶不住齿轮（过定位）
（7.套筒应低于轴承外圈
（8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。
（9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触
（10.键顶部与轮毂糟间应有间隙
11． m=5 d1=100 d2=220 da1=100+10=110 da2=220+10=230 df1=100-12.5=87.5
df2=220-12.5=207.5 p=3.14*5=15.7 s=e=7.85
12 . n3=n4
(n4/n6)=(z6/z4)=3
nH=n6
(n1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=-4 i16=-7
13 . 略
14. z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48
(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2
n3=0
i1H=1-48*48/20*20=-4.76
15． i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/4.5 z4=40
16. n2=480 a=75 p=6.28
17. (200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20 nH=75
18． 3*5-2*7=1
19. S1=Fr1/2Y=5200/2*0.4ctg140=1620
S2=Fr2/2Y=3800/2*0.4ctg140=1184
S1+Fx>S2 1620+2200>1184
Fa2=S2=1184
Fa1= S1+Fx=3820
Fa1/Fr1=3800/5200=0.73>e=0.37
Fa2/Fr2=1184/3800=0.31 P1=0.4*5200+0.4ctg140*3820=8208
P2=Fr2=3800
20. m=420/(40+2)=10
d1=400 d2= 800 da2=800+20=820
df1=400-2*1.25m=375
df2=800-2*1.25m=775
a=10/2(40+80)=600
p=3.14*m=31.4
21. (n1-nH)/(0-nH)=z2 z3/z1 z2'
(- n1/nH)+1=z2 z3/z1 z2'
i1H=1-(39*39/41*41)=0.095
22. 78=m(24+2)
m=3
a=m/2(z1+z2)
135=3/2(24+z2)
z2 =66
da2=3*66+2*3=204
df2=3*66-2*1.25*3=190.5
i=66/24=2.75
23. i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5'
24. z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48
(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2
n3=0
i1H=1-48*48/20*20=-4.76
25. S=0.68Fr
S1=0.68Fr1=0.68*3300N=2244N
S2=0.68Fr2=0.68*1000N=680N
S2+Fx=680+900=1580N Fa1=S1=2244N
Fa2=S1-Fx=2244-900=1344N
Fa1/Fr1=2244/3300=0.68=e
Fa2/Fr2=1340/1000=1.344>e
P1=3300N
P2= 0.41*1000+0.87*1344=1579N
26. 144=4/2(Z1+iZ1)
Z1=18 Z2=3*18=54
d1=4*18 =72
d2=4*54 =216
da1=72+2*4=80 ra1=(72+2*4)/2=40
da2=216+2*4=224 ra2=(216+2*4)/2=112
df1=72-2*1,25*4=62
rf1=(72-2*1,25*4)/2=31
df2=216-2*1,25*4=206
rf2=(216-2*1,25*4)/2=103
27. (n2-nH1)/(n5-nH1)=-Z1Z5/Z2Z1'
n5=0 n2/nH1=1+Z1Z5/Z2Z1'
nH1=100 求出n2=305.6
(n2-nH2)/(n4-nH2)=-Z4/Z2'
n2/nH2=1+Z4/Z2'
305.6/nH2=1+25/25
nH2=152.8
28. 略
29. 略
30. (n1-nH)/(n3-nH)=-Z3/Z1
n3=0
i1H=1+Z3/Z1=1+56/20=3.8
31. n3=0
(n1-nH)/(-nH)=-Z2Z3/Z1Z2'
n1/nH=2.64 nH=37.88
32. Z2=iZ1=4*20=80
m=2a/(z1+z2)=2*150/120=2.5
da2=mZ2=200
da2=200+2*2.5=205
df2=200-2*1.25*2.5=193.5
33. i17=Z2Z3Z4Z5Z6Z7/Z1Z2'Z3'Z4'Z5'Z6=50*40*20*18*22/2*1*30*26*46= 220.7

给个面子，这可是我找了好长时间的！！！