机械设计习题

1第一章绪论一、填空题1-1零件是最小的单元，构件是最小的____单元，部件是最小的____单元。1-2设计机器应满足的基本要求是要求、要求、要求、和要求。二、选择题1-3下列对机器组成的描述中，有错误的是。A．机械是机器和机构的总称B．机器是由一个或多个机构组成的C．机构是具有确定相对运动的构件组合体D．构件可以是一个单独的零件，也可以是几个零件可动联接后形成的组合体1-4机器与机构的主要区别是。A．机器的运动较复杂B．机器的结构较复杂C．机器能完成有用的机械功或转换机械能D．机器能变换运动形式1-5机械设计基础主要研究的工作原理、特点和设计方法。A．各种机器和各种机构B．常用机构和通用零件C．专用机构和专用零件D．标准零件和标准部件三、简答题1-6分别指出自行车、汽车、普通车床的四个组成部分。原动部分传动部分执行部分控制部分自行车汽车普通车床2第二章平面机构及自由度一、填空题2-1平面机构中，两构件通过接触构成的运动副称为低副，通过或接触构成的运动副称为高副。2-2平面机构中，若引入一个低副，将带入_______个约束,保留________个自由度；若引入一个高副，将带入_______个约束，保留_______个自由度。2-3机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零，且于原动件的数目。2-4机构中滚子构件的自转运动为局部自由度，其转动的快慢，对机构的输出运动并无影响，那么它的实际作用是。二、选择题2-5为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性，则运动简图相对于实际机构的应相同。A．构件数、运动副的类型及数目B．构件的运动尺寸C．机架和原动件D．A和B和C2-6下面对机构虚约束的描述中，不正确的是。A．机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束，在计算机构自由度时应除去虚约束。B．虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。C．虚约束应满足某些特殊的几何条件，否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动，为此应规定相应的制造精度要求。虚约束还使机器的结构复杂，成本增加。D．设计机器时，在满足使用要求的情况下，含有的虚约束越多越好。三、作图计算题2-7绘制图示手动压力机的机构运动简图，并计算其自由度。32-8绘制图示油泵的运动简图，并计算其自由度。2-9图示为一学生设计的简易冲床的结构简图。设计者的意图是让凸轮1为原动件，做匀速转动，通过构件2带动构件3做上下往复移动，从而实现冲压运动。1）绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。2）该简图能否实现设计者的意图？为什么？3）如不能实现设计者的意图，请画出一种改进方案，并计算其自由度。4）机械设计中计算机构自由度有何意义？42-10计算图示发动机机构的自由度，判断其是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，需引线指出。2-11计算图示缝纫机送布机构（图a）和平炉渣口堵塞机构（图b）的自由度，判断其是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，需引线指出。a）b）a）b）52-12计算图示冲压机构（图a）和椭圆机构（图b）的自由度，判断其是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，需引线指出。2-13计算图示压力机机构（图a）和行星轮系机构（图b）的自由度，判断其是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，需引线指出。a）b）a）b）6第三章平面连杆机构一、填空题3-1图示铰链四杆机构中：1）当构件AD为机架时，其为机构。2）当构件AB为机架时，其为机构。3）当构件BC为机架时，其为机构。4）当构件CD为机架时，其为机构。5）要使此机构成为以AB为曲柄的曲柄摇杆机构，则AB长度的允许变动范围为______________。6）将AD的长度改为80，其余杆长不变，则当四个构件分别为机架时所得机构均为机构。3-2在平面四杆机构中，若机构的极位夹角θ于零，则其具有急回特性。具有急回特性的四杆机构有机构、机构和机构等。3-3牛头刨床利用急回特性的意义是。3-4摆动导杆机构中，若导杆的摆角60，则其行程数比系数K=_________。3-5在平面连杆机构中，机构的传动角越或压力角越，则机构的传力性能越好。当机构的传动角γ=时，机构存在止点位置。3-6在曲柄滑块机构中，当为原动件时，曲柄与连杆的共线位置为机构的止点位置。内燃机采用的是曲柄滑块机构，单缸内燃机克服死点的方法是；多缸内燃机克服止点的方法是或。二、选择题3-7铰链四杆机构存在周转副的条件是：最短杆与最长杆长度之和其余两杆长度之和。A．大于B．等于C．小于D．小于等于3-8在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为主动件，其最小传动角出现在_____。A．曲柄与机架共线的两个位置B．摇杆的两个极限位置C．曲柄与连杆共线的两个位置D．曲柄与摇杆共线的两个位置3-9平面连杆机构中，上的点可以实现复杂的运动轨迹。A．机架B．可转动的连架杆C．可移动的连架杆D．连杆3-10下面对平面连杆机构特点的概括中，不完全正确的是。A．运动副全为低副，面接触，承载能力小B．低副中，转动副元素为圆柱面，移动副多为平面，形状简单，加工方便C．运动形式和轨迹多样，可满足不同的运动要求D．构件数多、运动副间隙导致累积误差较大、惯性力不容易平衡，设计复杂，一般只能近似实现给定的运动规律7三、作图分析题3-11画出图示机构的传动角和压力角。3-12图示为一曲柄摇杆机构，曲柄主动，试在原图上用作图法求出：1）摇杆CD的摆角ψ=_________。机构的极位夹角θ=_________。行程数比系数K=。机构的最小传动角γmin=________。2)若希望摇杆向右摆动时慢，则曲柄应时针转动。3）当摇杆主动时，该机构是否存在死点位置，为什么？83-13图示为一曲柄滑块机构，曲柄主动，试在原图上用作图法求出：1)滑块的行程S=_________。机构的极位夹角θ=_________。行程数比系数K=。机构的最小传动角γmin=________。2)如果该机构用作曲柄压力机，滑块向右运动是冲压工件的工作过程（慢速），试确定曲柄的合理转向和传力效果最好的机构瞬时位置，并标出该位置的传动角γmax。四、设计题3-14设计一曲柄摇杆机构ABCD。已知摇杆LCD=260mm，摆角ψ=43°，行程速比系数K=1.4，机架长度LAD=200mm，试用作图法确定曲柄和连杆的长度。（比例尺1:2）93-15设计一曲柄摇杆机构ABCD。已知图示位置为机构处于两极限位置时连杆BC的两个方位（B铰链中心的位置待定），且知机构在其中一个极限位置时的压力角为零（曲柄主动）。试用作图法确定四个构件的长度。3-16设计一曲柄滑块机构ABC。已知滑块的行程H=50mm，偏距e=16mm，行程速比系数K=1.4，试用作图法确定曲柄和连杆的长度。（比例尺1:1）3-17设计一摆动导杆机构ABC。已知行程速比系数K=1.2，机架长度LAC=50mm。试用作图法确定曲柄的长度LAB。（比例尺1:1）10第四章凸轮机构一、选择题4-1与连杆机构相比，凸轮机构具有如下特点，其中不正确的是。A．构件数少，结构简单、紧凑B．只要设计适当的轮廓曲线，即可较精确实现各种复杂的运动规律，且设计简单C．凸轮与从动件之间为点或线高副接触，易于磨损，不宜传递大动力，多用于自动机械中D．一般来说，凸轮比连杆机构中的零件容易加工，成本低4-2凸轮机构中，摩擦磨损小、承载较大、应用最广泛的从动件是。A．尖底从动件B．滚子从动件C．平底从动件D．尖底和平底从动件4-3当凸轮的转速较高、受载较大时，为减小冲击，从动件不宜采用规律。A．等速运动B．等加速等减速运动C．简谐运动D．等加速等减速运动或简谐运动4-4在滚子从动件盘形凸轮机构设计中，为避免因凸轮的实际廓线变尖和交叉而引起从动件运动规律失真，滚子半径应凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径，必要时还可以选择较大的基圆半径。A．等于B．大于C．小于D．等于或大于4-5在滚子从动件盘形凸轮机构设计中，若从动件的运动规律和滚子半径一定，基圆半径对凸轮机构的影响是，基圆半径越大，。A．凸轮的外廓尺寸越大B．凸轮轮廓曲线的曲率半径越大，越不容易变尖和交叉C．机构的压力角越小，传力性能越好，越不容易发生自锁D．A和B和C4-6有一尖顶从动件凸轮机构，从动件已损坏，若将尖顶从动件换成滚子从动件，而仍采用原来的凸轮，则从动件的运动规律。A．保持不变B．发生改变C．不一定变化D．是否变化与滚子的大小有关二、填空题4-7在滚子从动件盘形凸轮机构中，以凸轮理论廓线上的向径所作的圆称为基圆。4-8凸轮轮廓曲线设计的基本原理是原理。4-9在凸轮机构中，为了保证凸轮与从动件始终保持接触，采取的锁合（封闭）方法有：和。三、分析题4-10图示为一尖顶对心移动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮逆时针转动。在原图上标出：凸轮的基圆半径rb、推程角δt、远休止角δs、回程角δh、近休止角δ's、从动件的行程h、从动件与凸轮上M点对应的位移s。114-11如图所示为一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，凸轮的实际廓线是一半径为R、圆心为C的圆盘。要求在图上画出：1）凸轮的理论廓线。2）凸轮的基圆rb。3）从动件的行程h。4）当前位置从动件的位移s和压力角α。5）凸轮从图示位置继续转过60°时从动件的位移s′和压力角α′。四、设计题4-12一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮基圆半径rb=45mm，滚子半径rT=12mm，凸轮按顺时针方向转动，从动件的运动规律为：凸轮转角δ0°～90°90°～150°150°～240°240°～360°从动件位移s等速上升30mm停止等加速等减速下降到原处停止要求：1）按1:1的比例，作出从动件的位移曲线图。2）按1:1的比例，作出凸轮的理论轮廓曲线图。3）按1:1的比例，作出凸轮的工作轮廓曲线图。4）画出从动件在起始位置和回程中最大速度时的压力角。题4-10图题4-11图124-12题作图处：134-13上题中，若改为平底从动件，平底与导路垂直，其它条件不变。试绘制凸轮的工作轮廓，并确定从动件平底的长度。4-14摆动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮基圆半径rb=30mm，凸轮回转中心O到从动件的摆动中心A的距离lOA=75mm，从动件长度lAB=58mm，滚子半径rT=10mm，凸轮以角速度ω1逆时针回转，摆动从动件与凸轮的初始位置如图所示，从动件的运动规律为：凸轮转角δ0°～180°180°～300°300°～360°从动件摆角φ简谐运动上摆30°等加速等减速返回原处停止摆动要求：1）画出从动件的角位移曲线图。2）按1:1的比例，画出凸轮的理论轮廓曲线图。3）按1:1的比例，画出凸轮的工作轮廓曲线图。144-14题作图处：15第五章齿轮机构一、选择题5-1下面对齿轮机构特点的概括中，不正确的是。A．瞬时传动比恒定不变，传动准确、平稳B．效率高、寿命长、工作可靠C．承载能力大，结构紧凑D．能实现各种复杂的运动规律5-2可实现两相交轴之间传动的齿轮机构是。A．圆柱直齿轮机构B．圆柱斜齿轮机构C．锥齿轮机构D．蜗杆蜗轮机构5-3由齿廓啮合基本定律可知，相互啮合的两齿轮它们的总是相切的。A．基圆B．分度圆C．节圆D．齿根圆5-4齿轮机构中，能够实现恒定传动比传动、且在生产中应用最广的共轭齿廓是。A．直线B．圆弧C．摆线D．渐开线5-5下列对渐开线齿廓啮合特性的描述中，错误的是。A．渐开线齿廓能实现定比传动，使传动平稳、准确B．渐开线齿廓间的正压力方向在传动中保持不变，也使传动平稳C．由于制造与安装误差、轴承磨损等引起中心距变化时，渐开线齿轮的瞬时传动比仍保持不变，因而具有可分性D．渐开线齿廓间为纯滚动，因而摩擦磨损小5-6我国齿轮标准规定，渐开线直齿圆柱齿轮上的模数和压力角为标准值。A．基圆B．齿根圆C．分度圆D．齿顶圆5-7模数是齿轮的一个重要几何参数，对标准齿轮而言，它对齿轮的影响是。A．模数大，轮齿大B．模数小，轮齿大C．模数大，齿轮大D．模数小，齿轮大5-8渐开线齿廓上任意点的法线都切于。A．分度圆B．基