机械设计基础

机械设计基础模拟题1一、单向选择题1.机构具有确定运动的条件是原动构件数（B）机构的自由度数。A.多于B.等于C.少于2.曲柄摇杆机构的急回特性可以用（A）表示，其值越大，急回性能越（C）。A.行程速比系数KB.摇杆的摆角φC.显著D.不显著3.在h*a和α相同时,斜齿轮不根切的最少齿数（B）直齿轮不根切的最少齿数。A、等于B、小于C、大于4.混合轮系中，太阳轮（中心轮）指的是（C）。A.轴线不固定的齿轮B.轴线固定的齿轮C.轴线固定且与行星轮啮合的齿轮。5.机械结构中，常用（B）螺纹作为联接螺纹。A.梯形B.三角形C.矩形6.在平键联接中，键的剖面尺寸b、h是按（A）选取的。A.轴的直径B.键的强度C.轮毂尺寸7.一对齿轮啮合传动时，大、小齿轮上齿面的接触应力（C）。A.σH1=σH2B.σH1σH2C.σH1σH2二、填空题1．两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。2、斜齿轮的端面参数为标准参数，而几何尺寸计算中，套用直齿轮公式时，应代入端面参数3.铰链四杆机构ABCD中，已知AB＝25mm、BC＝70mm、CD＝65mm、AD＝95mm，当AD为机架时，是曲柄摇杆机构，当AB为机架时，是双曲柄机构。4.周转轮系按太阳轮是否运动分为行星轮系和差动轮系两类5.直齿锥齿轮的强度计算是按齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮进行的。6.经过动平衡的回转构件能达到静平衡。三、作图题1.在图示尖底从动件盘状凸轮机构中，凸轮作逆时针转动，绘出图中凸轮机构的压力角。2、图示减速带传动，要求在图上标出：1）n1的转向2）画出带在传动过程中应力分布图，并指出最大应力发生在何处，写出max的表达式解：发生在带的紧边开始绕上小带轮处321max四、自由度计算题计算图示机构自由度，如有局部自由度、虚约束、复合铰链应指出，并判定机构运动是否确定。（绘有箭头的构件为原动件）。解：D为局部自由度B为复合铰链F为虚约束F=3*6-2*8-1=1=原动件数运动确定五、齿轮机构计算题已知齿轮1、2是一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮，m=2mm,α＝20°,z1＝20，z2＝48；齿轮3、4是一对外啮合标准斜齿圆柱齿轮,z3＝16，z4＝37,mn=2.5mm,αn＝20°,试完成:①计算直齿轮1的分度圆半径r1,齿顶圆半径ra1,基圆半径rb1,及齿距(周节)p1；②若斜齿轮3、4的中心距与直齿轮1、2的标准中心距相等,试求斜齿轮的螺旋角,并判断齿轮3是否根切。六、轮系计算题图示周转轮系中，已知各轮齿数分别为：Z1=15，Z2=25，Z3=20，Z4＝60，n1=200rpm,n4=50rpm，试求：转臂H的转速nH的大小和方向。(1)n1、n4转向相同时；(2)n1、n4转向相反时。七、联接计算题图示汽缸内的工作压力p＝1.4MPa，内径D＝220mm，缸盖与缸体间由沿圆周均布的10个普通螺栓相联接,螺栓的许用应力[б]＝120MPa，取残余预紧力F″为工作载荷F的1.5倍。试求：1）每个螺栓所受的工作载荷F；2）每个螺栓所受的总拉力F0；3）计算所用螺栓公称直径d。八、齿轮强度计算题已知外啮合标准直齿圆柱齿轮减速器输出轴的转速n2=400r/min，输入轴功率P1=4kW,K=1.4,ZE=189.8MPa,ZH=2.5，其余参数如下表所示。验算齿轮传动的接触疲劳强度（忽略摩擦损失）。注：齿面接触强度条件式：九、轴承计算题大径d(mm)12161820小径d1(mm)10.10613.83515.29417.294参数轮号m(mm)Zb(mm)［σH］MPa小齿轮2.52055600大齿轮2.55050540DMPauubdKTZZHHEH122111234H图示为受轴向载荷FA作用的轴，两端用相同的70000AC型轴承支承，已知：Fr1=2100N，Fr2=4200N，FA=1000N；有关参数见表，试求：1）内部轴向力Fs1，Fs2，并在图上标出方向；2）轴承所受的轴向负荷Fa1，Fa2；3）当量动负荷Pr1，Pr2，并指出哪个轴承先失效。参考答案：四、F=1机构运动确定五、①②不根切。六、(Fa/Fr)≤e(Fa/Fr)＞eeFSXYXY100.410.870.680.68Fr11111120222cos2018.792abmzrrrmrrpm121234343min3min()682()2.5(1637)682cos2coscos0.974313.0217cos15.7nmzzamzzazzz5314241zzzznnnnHH1）n1、n4转向相同时75Hn与n1、n4同向2）n1、n4转向相反时325Hn与n4同向七、外载Q=5.322×104（N）每个螺栓F＝5.322×103（N）F0=F+F已知F＝1.5FF0=1.33×104（N）d1≥13.544(mm)查表取M16螺栓d1=13.835(mm)13.544(mm)八、i=z2/z1=50/20=2.5T1=38200Nmmb=b2=50mm[σH]=（[σH]1，[σH]2）min=540MPaσH[σH]，∴满足接触强度条件。九、1）FS1=0.68Fr1=1428NFS2=0.68Fr2=2856NFS1朝左，FS2朝右。2）Fa1=1856NFa2=2856N3）Fa1/Fr1=1856/2100eMPaH34.519Fa2/Fr2=2856/4200=e∴X2=1,Y2=0，X1=0.41,Y1=0.87Pr1=2475NPr2==4200N∵Pr2Pr1，∴2轴承先失效。机械设计基础模拟题2一、单向选择题1.如果原动件的数目大于机构自由度的数目，那么（b）。A．具有确定性运动B．可以运动，但运动不确定C．无法运动，机构可能损坏2.在曲柄摇杆机构中，常以特性参数（c）作为判断其传力性能的标志。A.摆角ψB.极位夹角θC.传动角γD.行程速比系数3.凸轮机构在从动杆运动规律不变情况下，若缩小凸轮基园半径，则压力角（c）。A.减小B.不变C．增大4.一直齿圆锥齿轮，齿数Z＝15，分度圆锥角＝30，用齿条插刀进行展成法加工时，(a)根切。A.不会B.一定C.不一定5.在定轴轮系中，惰轮(介轮)的使用，(b)传动比的大小，（a）传动比的符号。A.改变B.不改变C.不一定改变6.刚性转子动平衡的条件是（c）。A.总惯性力之和为零B.总惯性力矩之和为零C.总惯性力和总惯性力矩之和都为零7.螺纹联接防松的根本问题在于(d)。A.增加螺纹联接的轴向力B.增加螺纹联接的横向力C.防止螺纹副的相对转动D.增加螺纹联接的刚度8.在蜗杆传动中，其传动比i=（c）。A.nndd=B.ddzz=C.nnzz=二、填空题1.两构件在速度瞬心点的瞬时相对速度为__0_____，瞬时绝对速度____不为0_____。2.铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长条件必须满足：最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两构件的长度之和且必须___最短杆_作机架。3.凸轮机构中，从动件的运动规律为等速运动时，将出现刚性冲击；而从动件的运动规律为简谐运动时，将出现柔性冲击。4.平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是端面模数和端面压力角分别相等。5.齿轮机构的可分性是指传动比不受中心距变化的影响。6.齿轮传动的主要失效形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面污浊、齿面胶合、塑性变形。7.平键是靠键的侧面来传递载荷；而楔键是靠上下面来传递载荷。8.带传动的弹性滑动是由带的弹性变形引起的，它是不可避免的。三、作图题1.如图所示为一偏置曲柄滑块机构，用作图法画出：1)滑块的行程H2)曲柄为原动件时的最大压力角max。ABC2.v带传动的工作原理是什么？在图上画出作用在与主动轮1接触胶带上的摩擦力方向和作用在与从动轮2接触胶带上的摩擦力方向。工作原理：利用带与带轮之间的摩擦传动四、机构自由度计算题计算下面机构的自由度，并指出其中的局部自由度、虚约束、复合铰链等，并判定机构运动是否确定。（绘有箭头的构件为原动件）。解：F=3*4-2*5-1=1=原动件数，运动是确定的。五、齿轮机构计算题在一对标准安装的外啮合渐开线正常齿制标准直齿圆柱齿轮传动中，已知:m=2mm、=20°、z1＝20、z2＝60。试求两轮下列尺寸①中心距a、分度圆半径r1、r2;基圆半径rb1、rb2;②若改为两标准外啮合斜齿轮传动,参数不变(即n=20°,mn=2mm，z1＝20、z2＝60),安装中心距为82mm,求其螺旋角的大小六、轮系计算题图示轮系，已知：Z1=20，Z2=40，Z2’＝50,Z3=30，Z3’=20，Z4=30，n1=1000r/min。求：(1)i1H；(2)nH的大小，并指出转向与n1是否相同。七、螺纹联接题FpFp122'H33'41.在图示的单个普通螺栓紧联接中，被联接件承受横向载荷Fp、摩擦系数为f、可靠性系数为C。试写出螺栓预紧力F’的表达式。2.如图1所示，方形盖板用四只M16螺钉与箱体联接，盖板中心O点装有吊环。已知Fz=20kN，残余预紧力F”=06F(F为单个螺钉的工作载),螺钉许用应力[σ]=120MPa，M16螺纹小径d1=13.835mm。试校核螺钉的强度。八、轴承计算题一个水泵选用一对型号为6307型滚动轴承，基本额定动载荷NC33200，轴承转速为min/2900r，两端轴承受到的径向力相等，均为1810N，I端轴承所受轴向力为740N，II端轴承不受轴向力的作用，要求轴承的工作寿命为15000h，载荷平稳1pf，工作温度低于120度1Tf，问此对轴承能否满足要求。PfCfnLpTh60106九、综合分析题图示为一传动装置，蜗杆为主动，通过蜗轮再带动一对直齿圆锥齿轮传动,输出轴上锥齿轮4的转向如图所示。试求：（1）为使Ⅱ轴上所受轴向力较小，在图上标出蜗杆、蜗轮的旋向；（2）在图上标出蜗杆、蜗轮的转向；（3）在图上画出蜗轮2及锥齿轮3啮合点处的各作用力方向（用三个分力表示，进入纸面的力画，从纸面出来的力画⊙）。eFa/FreFa/Fre0.23XYXY100.561.81n4参考答案：四、F=1机构运动确定五、①37.5620cos79.1820cos602202802)(2211221121rrrrmzrmzrzzmabb②68.1282a六、定轴轮系1-2：2122112zznni周转轮系2’-3-3‘-4-H:9.032432zzzznnnHH22nn（1）8.31Hi（2）16.263Hn与n1反向七、1.其中m=1，z=1ppCFCFFfmzf2.F=Fz/z=5000（N）F0=F+F=8000(N)σ＝69.18Mpa[σ]=120Mpa螺栓强度合格八、Fa/Fr=740/1810=0.4088〉e∴X=0.56,Y=1.81∴P1=Fr=1810NP2=XFr+YFa=2353NL10h=16146.8h∵L10h15000h∴此轴承合适。九、n4右旋机械设计基础模拟题3一、单向选择题1.如果机构自由度的数目大于零，那么机构（C）具有确定性运动。A.一定B．一定不C．不一定2.右图所示的铰链四杆机构中，L1=40mm、L2=100mm、L3=90mm、L4=60mm，当以（C）为机架时，此机构为双摇杆机构。A.1B.2C.3D.43.设计凸轮机构，当凸轮角速度ω1、从动件运动规律已知时，则（B）。A.基圆半径r0越大，压力角α就越大B.基圆半径r0越小，压力角α就越大C.滚子半径rb越小，压力角α就越小4.斜齿圆柱齿轮的齿数为z，分度圆处螺旋角为β,其当量齿数Zv为（B）。A、zsin3B、z3cosC、zcos5.标准直齿圆柱齿轮的齿形系数YF只与（A）有关。A.齿宽bB.齿数zC.模数mD