第一学期——机械研究设计基础总复习.doc

2011-2012第一学期——机械设计基础总复习
目录

第一章绪论1
第二章平面机构的机构分析2
第三章平面四杆机构5
第四章凸轮机构8
第五章齿轮机构9
第八章轮系14
第九章挠性传动19
第十章支承设计20
第十一章螺纹传动23

第一章 绪论
一 题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二 知识点回炉

三例题讲解
1、构件是机构的基本单元。
A、制造 　B、运动 C、联结 D、加工
1、机床的主轴是机器的(　　　　)。
A、动力部分B、工作部分 C、传动装置 D、自动控制部分
1、 机构就是具有相对运动的构件的组合。( )

第二章 平面机构的机构分析
一题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二知识点回炉

三例题讲解
1、平面机构中，若引入一个低副，将带入个约束，保留个自由度。
2、平面机构中，若引入一个高副，将带入个约束，保留个自由度。
1. 若设计方案中，构件系统的自由度F＝0，改进方案使F=1，
可以在机构适当位置，以使其具有确定的运动。
A、增加一个构件带一低副 B、增加一个构件带一高副
C、减少一个构件带一低副
11. 若设计方案中，计算其自由度为2，构件系统的运动不确定，
可采用，使其具有确定运动。
A、增加一个原动件 B、减少一个原动件
C、增加一个带有2个低副的构件
20. 机构具有确定运动的条件是。
A、机构的自由度数目等于主动件数目
B、机构的自由度数目大于主动件数目
C、机构的自由度数目小于主动件数目
D、机构的自由度数目大于等于主动件数目
2、平面运动构件最多具有( )自由度。
A、一个 B、两个
C、三个 D、四个
3、凸轮与从动件接触的运动副属( )。
A、移动副 B、低副 C、转动副 D、高副
1、平面机构中，若引入一个移动副，将带入个约束，保留个自由度。
4、齿轮啮合传动中，齿轮副属(　　　　)。
A、移动副 B、转动副 C、低副 D、高副
10、在平面机构中，若引入一个凸轮副，将带入个约束，保留个自由度。
2、 两个以上的构件共用同一转动轴线所构成的转动副称为复合铰链。( )

1、求图示机构自由度，并判断机构的运动是否确定。

1、解： n=7, PL=9, PH=1 （ 2分）
F=3n-2 PL - PH =3×6-2×8-1=1 （2分）
机构的自由度数目等于原动件数目，机构具有确定的运动。 （2分）

1、判断此机构中是否存在局部自由度，若存在说明局部自由度的作用，并计算图示机构自由度。

1.解：图示机构存在局部自由度。
局部自由度的作用在于改善构件之间的受力状况，变滑动摩擦为滚动摩擦，减少磨损。2分
在此机构中n=7, PL=9, PH=1。
则此机构的的自由度为：F=3n-2PL-PH
=3×7-2×9-1=2

第三章 平面四杆机构
一 题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二 知识点回炉

三例题讲解
1、构件是机构的基本( )单元。
1、铰链四杆机构具有急回特性的条件是。
3. 在曲柄摇杆机构中，当以 4 为主动件时，机构会有死点位置
出现。
9. 曲柄摇杆机构中，压力角越 13 ，传动性能越好；传动角越大，
传动性能越 14 。
2. 在条件下，曲柄滑块机构有急回特性。
A、偏距e大于零 B、偏距e等于零
4、为保证四杆机构良好的力学性能，( )不应小于最小许用值。
A、压力角 B、传动角　C、极位夹角 D、螺旋角
2、在曲柄摇杆机构中，当以为主动件时，机构会有死点位置出现。
3、一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350，b=600，c=200，d=700。当取c杆为机架时，它为机构，当取d杆为机架时，它为机构。
3、偏置曲柄滑块机构没有急回特性。( )
4、在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就有曲柄。( )
6、曲柄的极位夹角越大，机构的急回特性也越显著。( )
2、在曲柄摇杆机构中，只有当(　　　　)为主动件，才会出现死点位置。
A、曲柄 B、连杆 C、摇杆 D、机架
3、平面四杆机构的压力角和传动角的关系为(　　　　)。
A、互为余角 B、互为补角 C、A，B都可能 D、A，B都不可能
15、有急回特性的平面连杆机构的行程速度比系数(　　　　)。
A、K>1 B、K=1 C、K<1 D、K≥1
1、双曲柄机构中，当原动曲柄转动时，从动曲柄做变速转动。
4、曲柄摇杆机构中，压力角越，传动性能越好；摆动导杆机构的传动角等
于度。
3、偏置曲柄滑块机构没有急回特性。( )
4、虚约束没有独立约束作用，在实际机器可有可无。( )
1、说明铰链四杆机构的三种基本类型，并阐述铰链四杆机构曲柄存在的条件。

答案：1、极位夹角大于零或者行程速度变化系数大于1 2、 3、 4、 5、

第四章 凸轮机构
一 题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二 知识点回炉

三例题讲解
1、构件是机构的基本( )单元。
3. 若要使凸轮机构的从动件在某段时间内停止不动，对应的凸轮
轮廓应是什么曲线？
A．一段直线 B.一段圆弧
C.一段抛物线 D.以凸轮转动中心为圆心的圆弧
12. 下述几种运动规律中，既不会产生柔性冲击也不会产生
刚性冲击，可用于高速场合。
A.等速运动规律 B.摆线运动规律（正弦加速度运动规律）
C.等加速等减速运动规律 D.简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
9、凸轮机构中的压力角是指( )间的夹角。
A、凸轮上接触点的切线与该点的线速度
B、凸轮上接触点的法线与该点的线速度
C、凸轮上接触点的切线与从动件的运动方向
D、凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向
5、凸轮机构在从动杆运动规律不变情况下，若增大凸轮基园半径，则压力角将。
1、盘形凸轮的基圆半径越大，行程也越大。( )
9、滚子传动件盘形凸轮的基圆半径对(　　　　)有影响。
A、凸轮的压力角B、从动件的运动是否失真
C、凸轮机构的自锁 D、从动件运动行程
8、凸轮机构从动件的两种常用运动规律中，________________运动有刚性冲击，这是因为其____________有突变,________________运动无冲击。

第五章 齿轮机构
一 题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二 知识点回炉

三例题讲解
1、构件是机构的基本( )单元。
6. 在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是
sH1 9 sH2。
7. 齿轮传动时，为了使渐开线齿轮各对轮齿间能连续啮合工作，
应该使实际啮合线段大于 10 。
12. 从齿面硬度和制造工艺分，把齿面硬度HBS≤350的齿轮称为
17 齿面，把齿面硬度HBS≥350的齿轮称为 18 齿面。
7. 齿条不同高度廓线的模数和压力角。
A、从齿根到齿顶逐渐增大 B、始终不变
C、从齿根到齿顶逐渐减小 D、从齿根到齿顶模数逐渐增加，压力角不变
16. 渐开线齿廓上任意点的法线都切于。
A、分度圆 B、基圆 C、节圆 D、齿根圆
17. 一对渐开线齿轮啮合，一对齿廓啮合开始点是齿轮的齿
顶圆与的交点。
A、主动 B、从动 C、中心线 D、啮合线
18. 普通斜齿内啮合圆柱齿轮传动的正确啮合条件是。
A、mt1＝mt2，at1＝at2，β1=β2 B、mn1＝mn2，an1＝an2，β1=─β2
C、mt1＝mn2，at1＝an2，β1=β2 D、mn1＝mt2，an1＝at2，β1=─β2
5、当渐开线圆柱齿轮的齿数少于17时，可采用( )的办法来避免根切。
A、正变位 B、负变位C、减少切削深度 D、增大切削深度
7、齿条不同高度齿廓线的模数和压力角( )。
A、从齿根到齿顶逐渐增大 B、始终不变
C、从齿根到齿顶逐渐减小 D、从齿根到齿顶模数逐渐增加，压力角不变
12、选择齿轮传动平稳性精度等级时，主要依据是( )。
A、传递的功率 B、转速 C、传递的力 D、圆周速度
13、渐开线齿廓上任意点的法线都切于( )。
A、基圆 B、节圆 C、齿根圆 D、分度圆
4、渐开线齿轮要实现连续传动时，其重合度必须。
7、齿轮渐开线的形状取决于基圆大小，基圆半径越大，其渐开线的曲率半径。
9、标准直齿圆柱齿轮的模数等于3mm，则齿根高等于mm。
11、两个相互啮合的齿轮，其材料或齿面硬度及寿命系数一般是的，其齿面接触应力，齿根弯曲应力。
7、对于任何齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。 ( )
8、用仿形法加工标准直齿圆柱齿轮（正常齿）时，当齿数少于17时产生根切。( )
3、直齿圆柱齿轮传动和斜齿圆柱齿轮传动，哪个平稳，为什么？
13、用展成法切制齿轮时，只要两齿轮(　　　　)，就可以用同一把滚刀。
A、模数和压力角分别相等 B、模数和压力角相等
C、模数相等 D、压力角相等
3、用展成法加工齿轮时，标准渐开线直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数是。
5、标准渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为，实现连续传动的条件为__。
7、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。
9、改变刀具与齿坯相对位置切制出来的齿轮，叫齿轮。
11、正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，避免根切的最小齿数是________。
7、用仿形法加工标准直齿圆柱齿轮时，易产生根切。( )
3、对于闭式软齿面齿轮传动，轮齿的主要失效形式是什么？相应的设计准则是什么？

1.如图所示，采用标准齿条刀加工渐开线直齿圆柱齿轮，已知刀具齿形a刀＝200，齿距为4π；加工时展成运动速度为v＝60mm/s，w＝1rad/ s。
（1）试求被加工齿轮的参数：m、a、z、d、db；
（2）如果刀具中线于齿轮毛坯轴心O的距离a＝58mm，问这样加工出来的齿轮是正变位还是负变位齿轮，变位系数是多少？
解: (1)
（2）因a<d/2，所以该齿轮为负变位齿轮

2、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距 a＝114mm，传动比 i12＝3，小齿轮的齿数 z1＝18。试计算大齿轮的齿数 z2，齿轮的模数 m和大齿轮的分度圆直径 d2、齿顶圆直径 da2、基圆直径 db2，齿距 p2、齿厚s2和齿槽宽 e2。
2、解：

2、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a＝108mm，传动比i12＝3，小齿轮的齿数 z1＝18。试计算大齿轮的齿数 z2，齿轮的模数m和大齿轮的分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、基圆直径db2、分度圆齿距P、齿厚s2和齿槽宽e2。
2.解：

第八章 轮系
一 题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二 知识点回炉
1、基本概念
定轴轮系、周转轮系、行星轮系、差动轮系、行星轮、中心论（太阳轮）、以及系杆（行星架）等，并掌握各基本轮系的判别方法以及空间齿轮（圆锥齿轮、蜗轮蜗杆）转向的确定方法。
2、不同类型轮系的分析方法
定轴轮系传动比计算

周转轮系传动比计算

三例题讲解
6、基本行星轮系是由( )构成。
A、行星轮和中心轮 　　　　　 B、行星轮、惰轮和中心轮
C、行星轮、行星架和中心轮 　 D、行星轮、惰轮和行星架
8、轮系运动时，各轮轴线位置固定不动的称为轮系。
2、有一个中心轮固定，自由度为1的周转轮系，是行星轮系。( )
10、简单行星齿轮系的自由度数为(　　　　)。
A、二个 B、一个 C、零 D、不确定
10、差动轮系的自由度为1。( )

1、构件是机构的基本( )单元。
1. 在图中所示轮系中，已知各轮齿数为：Z1=17，Z2=22，Z′2=16，Z3=23，Z′3=25，Z4=15，Z5=55。求传动比i1H 。
解：齿轮1，2，2’，3组成定轴齿轮系，齿轮3’，4，5和行星架组成行星齿轮系
定轴齿轮系部分：
行星齿轮系部分：
联立(1)(2)式，可得
(1)
(2)

2. 如图所示轮系中，已知各轮齿数为Z1=60，Z2=20，Z′2=20，Z3=20，Z4=20，Z5=100试求传动比i41。
解：
1. 划分基本轮系
1）行星轮系：1-2-2’-5-H；
2. 由行星轮系：1-2-2’-5-H；
(1)
2）行星轮系： 4-3-2’-5-H；
3）行星轮系： 1-2-2’-3-4-H；

3. 由行星轮系： 4-3-2’-5-H ；
(2)
由(1)(2)式可得

3、在图中所示轮系中，已知：Z1=25，Z2=50，Z3=Z5=20，Z4=40，Z6=80。n1=900r/min，且顺时针转动。求：nH =?

3、解：1）分解轮系 （2分）
齿轮3、4、5、6及H杆组成一周转轮系；
齿轮1、2组成一定轴轮系。
2）分别列出各单级轮系的传动比计算式
定轴轮系
（2分）

周转轮系 （2分）

3）找出各轮系的转速关系，联立求解 ，设n1为正
由图知： n2 =n3故由（a）式得n3=n2=－n1/2= -450r/min
将n3= -450rpm、n6=0代入（b）式，得

（3分）
系杆H与齿轮1转向相反。

3、图中所示是一个大传动比的减速器，已知各轮齿数为：z1=100，z2=101，=100，z3=99，求输入件H对输出件1的传动比iH1。

3.解：

第九章 挠性传动（带传动）
一 题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二 知识点回炉

三例题讲解
1、构件是机构的基本( )单元。
6. 带传动中，v1为主动轮圆周速度，v2为从动轮圆周速度，v为带
速。这些速度之间存在的关系是。
A、v1＝v2＝v B、v1＞v＞v2
C、v1＜v＜v2 D、v1＝v＞v2
8. V带传动工作时，与带轮轮槽接触。
A、带的底面 B、带的顶面
C、带的两侧面 D、带的两侧面和底面
15. 带传动在工作中产生弹性滑动的原因是。
A、带与带轮之间的摩擦系数较小 B、带绕过带轮产生了离心力
C、带的弹性与紧边和松边存在拉力差 D、带传递的中心距大
10、在设计V带传动时，V带的型号是根据和选取的。
9、带传动传动比不能严格保持不变，其原因是容易发生弹性滑动。( )
10、普通V带的工作面为与轮槽相接触的两侧面。( )
1、弹性滑动与打滑有什么区别？为什么说打滑一般发生在小带轮上？
6、带传动不能保证精确的传动比是由于(　　　　)。
A、带的弹性滑动 B、打滑 C、带容易磨损和变形 D、包角过大
7、V带传动工作时，(　　　　)与带轮轮槽接触。
A、带的底面 B、带的顶面
C、带的两侧面D、带的两侧面和底面
5、带传动的最大应力值发生在进入主动轮处。( )
2、带传动设计时，松边在上好还是紧边在上好？为什么？

第十章 支承设计
一 题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二 知识点回炉

三例题讲解
1、构件是机构的基本( )单元。
5. 轴环的作用是。
A.加工轴时的定位面 B.提高轴的强度
C.使轴上零件获得轴向定位
14. 轴最细处的直径是按来初步计算的。
A.弯曲强度 B.扭转强度
C.轴段上零件的孔径
11、用来安装轮毂的轴段长度应比轮毂宽度短( )。
A、1~2mm B、2~3mmC、3~5mm D、5~10mm
15、型号为6303的滚动轴承，其内径为( )。
A、10mmB、12mmC、15mmD、17mm
12、轴承的功用是支承轴及轴上零件，保持轴的，减少与之间的摩擦和磨损。
13、齿轮减速器中的轴，既传递转矩又承受弯矩，该轴叫做轴。
2、进行轴的结构设计时，应满足哪些要求?
11、工作时，既承受弯矩又承受转矩载荷的轴称(　　　　)。
A、心轴 B、传动轴 C、转轴 D、连接轴
12、当轴上有2个键槽时，要将轴径增大(　　　　)以提高轴的强度。
A、2% B、5%C、10% D、20%
2、根据支承处相对运动表面的摩擦性质，轴承分为轴承和轴承。
9、当轴上有多个键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上。( )

1. 一传动装置的主动轴，拟采用一对向心角接触球轴承7206 AC支承，安装方式为正装，如图所示。已知轴承所受径向载荷为 Fr1=1600N，Fr2=1000N，轴向载荷FA=900N，轴的转速n=1460r/min，轴承在常温下工作f T = 1，工作中有中等冲击f p = 1.4，要求预期寿命为30000h，试判断该对轴承是否适用？（注：FS＝0.68Fr）。7206 AC轴承的参数：e = 0.68，ε= 3 ，Fa1/Fr1 ≤ e 时：X = 1、Y = 0；Fa2/Fr2 ＞ e时：X = 0.41 、Y = 0.87。
轴有向右移的趋势，由于两轴承为正装，故可判断，轴承1为放松端，轴承2为压紧端，两轴承得轴向载荷分别为
解：（1）计算内部轴向力
（2）计算轴向载荷Fa1，Fa2

（3）求系数X，Y
，可得X1＝1，Y1＝0；
，可得X2＝0.41，Y2＝0.87；
（4）计算当量动载荷P1，P2
（5）计算轴承寿命Lh
因P2>P1，P＝P2＝2995.4N，则
该对轴承不满足要求。

2. 一对向心角接触球轴承，初选轴承型号为7211 AC。已知轴承所受载荷Fr1 = 3500N，Fr2 = 1500N，轴向载荷FA = 600N，轴的转速n = 1750 r/min，轴承在常温下工作f T = 1，运转中受中等冲击f p = 1.4，轴承预期寿命10000h。试问所选轴承型号是否恰当?（注：FS＝0.68Fr，
）。
7211 AC轴承的参数：e = 0.68，ε= 3，Cr＝50500N，Fa1/Fr1 ≤ e 时：X = 1、Y = 0；Fa2/Fr2 ＞ e时：X = 0.41 、Y = 0.87。
解：（1）计算内部轴向力
（2）计算轴向载荷Fa1，Fa2
轴有向右移的趋势，由于两轴承为正装，故可判断，轴承1为放松端，轴承2为压紧端，两轴承得轴向载荷分别为：

（3）求系数X，Y
，可得X1＝1，Y1＝0；
，可得X2＝0.41，Y2＝0.87；
（4）计算当量动载荷P1，P2

（5）计算轴承寿命Lh
因P2>P1，P＝P2＝3029N，则
该对轴承满足要求，选用恰当。

第十一章 连接（螺纹联接）
一 题型分析
填空、选择、判断、简答、计算

二 知识点回炉

三例题讲解
1、构件是机构的基本( )单元。
5.平键的 6 是工作面，普通平键连接的主要失效形式是工作面的
7 ，若强度不够时，可采用两个键按 8 布置。
11. 普通平键的剖面尺寸（b×h），一般应根据 16 按标准选择。
13. 为提高螺栓连接强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法
之一是减小 19 刚度或增大 20 刚度。
4. 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓
组中的螺栓。
A.必受剪切力作用 B.必受拉力作用
C.同时受到剪切与拉伸作用 D.既受剪切又受挤压作用
9. 对顶螺母和弹簧垫圈是。
A、用机械方法的防松装置 B、靠摩擦力的防松装置
C、靠增加零件的强度和弹性的防松装置
10. 凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动。
A、将产生刚性冲击 B、将产生柔性冲击
C、没有冲击 D、既有刚性冲击又有柔性冲击
13. 当螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，若用普通螺栓连接，该
螺栓组的螺栓。
A.受扭矩作用 B.受拉力作用
C.同时受扭矩和拉伸作用 D.既可能受扭转，也可能受拉伸作用
19. 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸和扭转的复合作用，
应将拉伸载荷增大到原来的倍。
A、1.1 B、1.3 C、1.5 D、1.7
8、螺纹的危险截面通常发生在( )上。
A、大径 B、中径 C、小径 D、直径
10、串联金属丝是( )。
A、用机械方法的防松装置 B、靠弹力的防松装置
C、靠增加零件的强度和弹性的防松装置 D、靠摩擦力的防松装置
14、键联接中，定心精度高、承载能力大、导向性好的是 ( )。
A、普通平键 B、半圆键 C、花键 D、导向平键
6、螺纹按照用途不同，可分为螺纹和螺纹。
5、同一直径的螺纹按螺旋线数不同，可分为单线螺纹和多线螺纹两种。( )
5、在被联接件之一的厚度较大，不经常装卸的场合，易采用(　　　　)。
　 A、普通螺栓联接 B、双头螺栓联接
　 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接
8、螺纹的危险截面应在(　　　　)上。
A、大径 B、小径 C、中径 D、直径
14、联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求(　　　　)。
A、平稳性 B、效率高 C、螺距大 D、螺距小
6、螺纹联接的放松方法很多，按工作原理可分为防松，防松和
防松。
6、螺栓的标准尺寸为大径。( )
8、平键连接的工作面为键的两侧面。( )
9、当轴上有多个键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上。( )