机械设计基础天津大学作业答案.doc

机械设计基础复习题
单项选择题
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1.对于一对齿轮传动，若保持其传动比，齿轮分度圆直径和齿宽不变，改变其模数，则( )
A.齿轮的弯曲强度不变，接触强度不变。
B.齿轮的弯曲强度改变，接触强度不变。
C.齿轮的弯曲强度不变，接触强度不变。
D.齿轮的弯曲强度改变，接触强度改变。
2.机构具有确定相对运动的条件是( )
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
3.在下列平面四杆机构中，无急回性质的机构是（　　）。
A.曲柄摇杆机构 B.摆动导杆机构
C.对心曲柄滑块机构 D.偏心曲柄滑块机构
4.滚子推杆盘形凸轮机构设计中，为避免凸轮实际轮廓曲线失真，正确的方法是（ ）
A.增大滚子半径 B.增加从动件长度
C.减小基圆半径 D.增大基圆半径
5.一般中速中载条件，蜗轮齿圈常用什么材料制造( )
A.碳刚 B.合金刚 C.青铜 D.铸铁
6.在安装标准直齿圆柱齿轮时，若实际中心距大于标准中心距，则将使( )
A.重合度变大 B.定角速比无法保证
C.啮合角变大 D.分度圆压力角变小
7．齿轮传动中的齿面接触应力变化特征可简化为（ ）
A.脉动循环变应力 B.对称循环变应力
C.不变化的静应力 D.无规律变应力
8.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在（ ）
A.齿根部分 B.靠近节线处的齿根部分
C.齿顶部分 D.靠近节线处的齿顶部分
9.在传动中，各齿轮轴线位置固定不动的轮系称为( )
A.周转轮系 B.定轴轮系
C.行星轮系 D.混合轮系
10.在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴相对位移以及可缓和冲击、吸收振动的是( )
A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器；
C.万向联轴器 D.弹性柱销联轴器。
11.转轴工作时承受( )
A.转矩和弯矩 B.弯矩 C.转矩 D.摩擦力矩
12.既可以单独作成轴瓦，也可以作成轴承衬的材料是（　　）
A.锡基轴承合金 B．铸锡青铜
C.铅基轴承合金 D．耐磨铸铁
13.一般转速的滚动轴承计算准则是( )
A.进行静强度计算 B.进行极限转速计算
C.进行疲劳寿命计算 D.进行热平衡计算
14.滚动轴承的基本额定动载荷是指（　　）
A.滚动轴承能承受的最大载荷
B.滚动轴承能承受的最小载荷
C.滚动轴承在基本额定寿命L10＝106转时所能承受的载荷
D.一批滚动轴承能承受的平均载荷。
15.在机械中安装飞轮，可以（ ）
A.减小周期性速度波动 B.消除周期性速度波动
C.减小非周期性速度波动 D.消除非周期性速度波

单项选择题
1.B 2.A 3.C 4.D 5.C
6.C 7.A 8.B 9.B 10.D
11.A 12.B 13.C 14.C 15.A

填空题
1.机器的组成通常包括_____________、___________、 和___________。
2.机器是人们根据要求而制造的一种执行_______________的装置，用来_______________或______________能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。
3.导程Ph、螺距P、和线数Z的关系为： 。
4.飞机起落架应用了 机构的 特性。
5.根据工作原理不同，带传动的类型分为 和 。
6.平面连杆机构中的运动副都是 副。
7.链传动按其用途不现，链可以分为 、 、 。
8.渐开线齿轮啮合特性有 、 。
9.齿轮齿条传动的主要目的是将齿轮的 转变为齿条的 。
10.常见的齿轮失效形式有 、 、 、 和 。
11.蜗杆传动由 和 组成，且通常 为主动件， 为从动件。
12.轴上零件轴向固定的目的是： 。
13.滚动轴承工作时所受到的接触应力的变化特征是_　　　______。
14.链传动水平布置时，最好 　　　　　 边在上， 　　　　 在下。
15.带传动的主要失效形式为　　　　　　和　　　　　　。
16.带传动工作时的最大应力出现在Ｖ带从紧边进入小带轮处，其值为：　　　　　。
17.普通三角螺纹的牙形角　　　　　　　。　
18.在常用的螺纹牙型中矩形螺纹 　　　　 最高，三角形螺纹 　　　　 最好。
19.刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗 　　　　　　 的能力。零件材料的弹性模量越小其刚度就越 　　　　 。
20.为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为 　　　　 。 　
21.加工精度包括 　　　 精度、 　　 　 精度和相互位置精度三个方面。
22.加工表面的 　　　 方向称为误差敏感方向。

填空题答案：
1.动力部分_、_传动部分_、 执行部分 _控制部分__
2._机械运动__ __传递___ __转换___
3.Ph=PZ
4. 曲柄摇杆 死点
5. 摩擦型带传动 啮合型带传动
6. 低
7. 传动链 、 输送链 、 起重链
8.能保持瞬时传动比的恒定 、具有传动的可分离性
9.回转运动 往复直线运动
10.齿面点蚀 、 齿面磨损 、 齿面胶合 、齿面塑变 齿面折断
11. 蜗杆 蜗轮 蜗杆 蜗轮
12. 为了保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件作轴向移动，并能承受轴向力
13.脉动循环
14.紧边 松边 =
15.打滑 劳破坏
16.σmax=σ1＋σb1＋σc
17.60°度
18.传动效率 ； 自锁性
19.弹性变形 ；小
20.添加剂
21.尺寸 ；形状
22.法向

简答题
1.试述齿廓啮合基本定律
答案：
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。
2.试述螺纹联接防松的方法。
答案：
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。
3.对齿轮传动的基本要求是什么。
答案：
1）传动准确、平稳。即要求齿轮在传动过程中的瞬时角速比恒定不变，以免发生震动、冲击和噪声。
2）承载能力强。即要求齿轮在传动过程中有足够的强度、刚度，能传递较大的动力，并在使用寿命内不发生断齿、点蚀和过度磨损等现象。
判断题
1.在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。（ ）
2.在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。（ ）
3.在平键联接中，平键的两侧面是工作面。（ ）
4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。（ ）
5.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。（ ）
判断题答案：
1.× 2.× 3.√ 4.× 5.×

计算题
1.计算图示机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度和虚约束请明确指出。

解：
1.(1)F处为复合铰链
H处(或I处)为虚约束，应除去
(2)计算自由度
n=6, PL=8, PA=1
F=3n-2P1=PH
=3×6-2×8-1
=1

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。试确定大齿轮的齿数z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径、齿顶圆直径。
解：

∵i12==3
∴Z2=i12Z1=3×18=54
∵a=(z1+z2)
∴m= =3mm
d1=mz1=3×18=54mm
d2=mz2=3×54=162mm
da1=d1+2ha*m=54+6=60mm
da2=d2+2ha*m=162+6=168nn

3.某轴用一对圆锥滚子轴承支承，外圈窄边相对安装，已知两轴承所承受的径向载荷分别为FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N，其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时，X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时，X=0.4，Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。

解：

轴向力：FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ
轴承Ⅰ被放松 FaⅠ=FSⅠ=2430N
轴承Ⅱ被压紧 FaⅡ=FSⅡ=3430N
当量动载荷
FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27<e
XⅠ=1 YⅠ=0
PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N
FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e
XⅡ=0.4 YⅡ=1.88
PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N

4.已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，其传动比ｉ12＝2，主动轮转速ｎ1＝1000ｒ／min，中心距ａ＝300mm，模数ｍ＝4mm，试求从动轮转速ｎ2、齿数ｚ1及ｚ2。
解：
n2=n1/i12=1000/2=500r/min
由i12=n1/n2=z2/z1=2 (1)
a=m(z1+z2)/2=300ｍｍ (2)
联立(1)和(2)求解，得
z1=50，z2=100

5.已知液压缸内径Ｄ＝80mm，活塞杆直径ｄ＝50mm，切削负载Ｆ＝10000Ｎ，摩擦总阻力Ｆf＝2500Ｎ，设无杆腔进油为工进，有杆腔进油为快退，试计算工进时和快退时油液的压力各为多少?
解：
=2.48×106Pa.

=8.16×105Pa

6.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a=160mm，传动比i12=3,大齿轮齿数Z2=60，齿顶高系数h*a=1,径向间隙系数C*=0.25，分度圆压力角a=20°.试求出：
（1）齿轮的模数m,小齿轮1的分度圆半径r1;基圆半径rb1;分度圆上的齿厚S。
（2）若实际安装中心距a=164mm时，计算啮合角a，及小齿轮的节圆半径r1
解：
（1）小齿轮齿数
模数
分度圆半径
基圆半径
分度圆齿厚
（2）

节圆半径
=41.00mm
（或）

7.如图所示，差动螺旋传动中，螺旋副A螺距为1.5，螺旋副B螺距为1。试问：
这两部分均为右旋，当螺杆按图示转动一周时，活动螺母相对于导轨移动多少距离？方向如何？

解：L=N（PhA-PhB）
=3×(2.5-1.5)
=3(MM)
都为右旋，活动螺母移动方向向左。