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文本内容:
《机械设计基础》
一、填空题
1、机器的三个共同特征为都是人为的实物组合;各部分形成运动单元,各单元之间具有确定的相对运动;能实现能量转换或完成有用的机械功P
12、按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同,一般工况下把磨损分为磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损P
113、两构件之间以点或线接触所组成的平面运动副,称为 高 副,它产生 一 个约束
4、轴承的密封方式主要有 接触式 密封和 非接触式 密封P
3095、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取节点处的接触应力为计算依据,其载荷由一对齿轮承担
6、闭式齿轮传动的润滑方式有油浴润滑和喷油润滑两种,一般根据齿轮的轴承转速确定采用哪种方式
7、螺纹的防松方法很多,按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、永久防松和化学防松
8、链传动是一种常见的机械传动形式,其兼有带传动和齿轮传动的一些特点
9、普通V带按截面尺寸由小至大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E7种型号
10、能将连续回转运动转化为从动件的间歇回转运动的机构是槽轮机构,将连续回转运动转化为从动件的间歇移动运动的机构是不完全齿轮与齿条机构
11、只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴(传递转矩而不承受弯矩,或所承受的弯矩很小的轴称为传动轴)
12、对于闭式软面齿轮传动,齿面疲劳点蚀是主要的失效形式,应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算
13、机器是由有机构组成,常用的机构有齿轮机构凸轮机构
14、运动副之间的摩擦导致了零件表面材料的逐渐损失,这种现象称为磨损在摩擦副之间加入润滑剂的措施称为润滑常用的润滑剂有润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂P10-
1215、使两个构件直接接触并能产生一定的相对运动的连接,称为运动副平面运动副的低副引入了2个约束,以限制构件的运动【低副(面接触)2个约束,1个自由度;高副(点接触或线接触)1个约束,2个自由度】
16、请为下图凸轮机构命名偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构在图中标出基圆半径rb并画出偏距圆
17、螺纹连接的防松是防止螺纹副的相对转动常用的防松方法有机械防松、化学防松、摩擦防松和永久防松试举例工程中常用的防松方法弹簧垫圈、槽型螺母、开销口和焊接
18、滚子链传动设计,链条的节数取偶数,链轮齿数取奇数,这样可以使磨损均匀,同时避免采用偶数链节
19、蜗杆传动的中间平面是过蜗杆的轴线并垂直于蜗轮轴线的平面
20、轴上零件轴向固定的目的是为了防止在轴向力作用下,零件沿轴向窜动,试举例常用的轴向定位方式楔键连接等
21、轴按承载性质可分为传动轴、转轴和心轴,其中工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴
22、平键是标准件,其中剖面尺寸(键宽bx键高h)按轴径d从有关标准选定,键长L应小于轮毂长度并符合标准系列
23、套筒滚子链是由链板,销轴,套筒和滚子组成链板制成“”形,可以减轻链条的,并且满足的要求
24、蜗杆传动对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆直径d1,是为了减少滚刀的数量,有利于标准化
25、轴与轮毂连接主要是为了实现轴与轮毂之间周向固定,并用来传递运动与转矩常见的轴毂连接的方式有平键连接,花键连接等
26、V带传动,工作时带的截面产生最大应力σc,其中是弯曲应力,为了防止σb1过大导致带的寿命降低,对每种型号的V带都规定了小带轮的最小直径P
12227、一级圆柱齿轮减速器的输出轴,既要承受转矩,又要承受弯矩,因此,该轴是转轴
29、机器和机构的主要区别在于 机构是机器的主要组成部分
30、带传动过程中,打滑是由于过载而引起,弹性滑动是由于拉力差引起的,其二者中,弹性打滑是不可避免的
31、齿数为Z,螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮的当量齿数ZV=z/cos3β
33、用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮,发生根切的原因是 刀具的齿顶线(或齿顶圆)超过理论啮合线极限点而导致被加工齿轮齿根附近的渐开线轮廓被切去一部分
34、滚动轴承内圈与轴的配合采用 基孔 制,轴承外圈与轴承座孔的配合采用 基轴 制
36、两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为 高 副,它产生 一 个约束,而保留 2 个自由度
二、选择题
1、对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是(D)A.拉力B.扭矩C.压力D.拉力和扭矩
2、在蜗杆传动中,引进特性系数q的目的是为了(D)A.便于蜗杆尺寸参数的计算B.容易实现蜗杆传动中心距的标准化C.提高蜗杆传动的效率D.减少蜗轮滚刀的数量,有利于刀具的标准化
3、在轴的初步计算中,轴的直径是按(B)来初步确定的A.弯曲强度B.扭转强度C.轴段的长度D.轴段上零件的孔径
4、在减速蜗杆传动中,用(D)来计算传动比i是错误的A.B.C.D.
5、一根转轴采用一对滚动轴承支承,其承受载荷为径向力和较大的轴向力,并且有冲击、振动较大因此宜选择( C )A.深沟球轴承 B.角接触球轴承 C.圆锥滚子轴承D.调心球轴承
6、渐开线标准齿轮的根切现象发生在(C)A.模数较大时B.模数较小时C.齿数较少时D.齿数较多时
7、在下列四种型号的滚动轴承中,(B)必须成对使用A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承C.推力球轴承D.圆柱滚子轴承
8、在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动的是(D)A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性套柱销联轴器
9、在铰链四杆机构中,机构的传动角和压力角的关系是(B)A.B.C.D.
11、凸轮传动中,从动件以(A)运动时存在刚性冲击A.等速运动规律B.等加速等减速运动规律C.正弦加速度运动规律D.余弦加速度运动规律
12、构件运动确定的条件是(C)A 自由度大于1B自由度大于零C自由度等于原动件数D自由度等于
113、对于一个单销外槽轮机构,槽数为6时,其运动系数τ等于( )A1/2 B1/3 C1/4 D1/5
14、曲柄摇杆机构处于死点位置时,角度等于零度的是( B )A.压力角 B.传动角C.极位夹角 D.摆角12选择蜗轮材料通常根据蜗杆传动的( B )A.传递功率 B.滑动速度C.传动比 D.效率
15、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,宜采用( D )A.螺栓联接 B.螺钉联接C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接
16、矩形花键联接常采用的定心方式是(C)A.按大径定心B.按侧面齿宽定心C.按小径定心D.按大径和小径共同定心
17、在闭式蜗杆传动设计中,除进行强度计算外,还必须进行(C)A磨损计算B.刚度计算C.热平衡计算D.稳定性计算
三、是非题(对的打√,错的打×)
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(×)
6、转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力(×)
7、向心推力轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷(√)
8、圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩(√)
9、滚动轴承的外圈与轴承座孔的配合采用基孔制(×)
10、受拉螺栓连接只能承受轴向载荷 ×
四、简答题
1、已知在某二级斜齿圆柱齿轮传动中,1轮为主动轮,3轮的螺旋线方向和转动方向如题31图所示为了使Ⅱ轴轴承上所承受的轴向力抵消一部分,试确定各轮的螺旋线方向及各轮轴向力Fa
1、Fa
2、Fa
3、Fa4的方向,并将其标在图中
2、已知一阶梯轴上直径为d的轴段安装一齿轮轴和轴毂连接选用普通平键A型,标准号为GB1096-
79.1)在选择平键型号时,平键的截面尺寸bxh和键长L如何确定?2)若已知平键的截面尺寸为12x8,键长L等于50,该键如何标记?12×8×50GB1096-
793、现设计一闭式直齿圆柱齿轮传动,齿轮采用软齿面传动,试分析1轮齿的主要失效形式是?答
1.轮齿折断
2.齿面点蚀
3.齿面磨损
4.齿面胶合
5.齿面塑性变形2)针对失效形式的设计准则是?答:对于闭式软齿面齿轮传动齿面点蚀是主要失效形式应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算确定齿轮的主要参数和尺寸然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度.
4、在技术改造中拟使用两个现成的标准直齿圆柱齿轮,已测得齿数Z1=22Z2=98,小齿轮顶圆直径da1=240mm,大齿轮的齿全高h=
22.5mm,试判断这两个齿轮能否正确啮合解h=hf+ha=(2ha*+C*)m2=2+
0.25m2=
2.25m2=
22.5m2=10da=d+2ha=m1z+2ha*=m122+2=24m1=240m1=10∵m1=m2且这两个齿轮是标准的直齿圆柱齿轮,即α=20°∴这两个齿轮能正确啮合
5、试说明带传转动工作原理,并分析带传动产生的打滑和弹性滑动的区别答:1当原动机驱动带轮1转动时由于带与带轮间摩擦力的作用使从动轮2一起转动从而实现运动和动力的传递.2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
6、直齿圆柱齿轮传动强度设计中,轮齿的齿根弯曲疲劳强度校核公式为试回答、1)式中系数名称分别是?答YF标准外齿轮的齿形系数YS标准外齿轮的应力修正系数2)系数分别考虑了那些因素对齿根弯曲应力的影响?答YF考虑齿形对齿根弯曲应力的影响,YS考虑齿根圆角处的应力集中以及齿根危险截面上压应力等的影响3)对标准齿轮,系数的取值与那个基本参数有关?答对标准齿轮,系数YF仅取决于齿数,4)大、小齿轮齿根弯曲应力相等吗?
7、已知在某二级斜齿圆柱齿轮传动中,1轮为主动轮,3轮的螺旋线方向和转动方向如图所示为了使Ⅱ轴上所承受的轴向力抵消一部分1)标出I轴和III轴的转向2)确定各轮的螺旋方向3)试对两对齿轮啮合点作力分析
五、计算题
1、计算图示机构的自由度,并判断机构是否具有确定的相对运动图中标有箭头的构件为原运动件解F=3n-2PL-PH=3×6-2×8-1=1∵自由度数目等于原动件数目,∴此机构具有确定的相对运动
2、图示的轮系中,已知各齿轮的齿数Z1=20Z2=40Z2=15Z3=60Z3=18Z4=18Z7=20齿轮7的模数m=3mm蜗杆头数为1(左旋),蜗轮齿数Z6=40齿轮1为主动轮,转向如图所示,转速n1=100r/min,
(1)在图中标明各运动件的运动方向
(2)在图中画出蜗杆及蜗轮上的各传动分力的方向
(3)试求i16及齿条8的速度
3、图所示一对型号为7208AC轴承,“背靠背”安装已知两轴承的径向载荷Fr1=6000NFr2=4000N外加轴向载荷FA=1800N,方向如图参数e=
0.68,fp=1,当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0;当Fa/Fr>e时,X=
0.41,Y=
0.87,内部轴向力Fs=
0.68Fr(12分)1)计算Fs1,Fs2并在图中画出Fs1,Fs2的方向;2)计算作用在轴承上的轴向载荷Fa1,Fa2;3)计算轴承的当量动载荷P1,P2;4)型号为7208AC的轴承,轴承类型角接触,内径=40mm,接触角a=
4、已知V带(三角带)传递的实际功率P=7kW,带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的2倍,试求带传动所需传递的有效圆周力Fe和紧边拉力F1的值解P=Fv/1000F=1000P/v=1000×7/10N=700N∵F1-F2=F2×F2=F1即F2=F=700N∴F1=1400NFe=F1-F2=1400N-700N=700N
5、如下图所示是一个偏置式曲柄滑块机构,已知曲柄LAB=22mm,连杆LBCbc=48mm,偏距e=15mm当曲柄为主动件时,试用图解法求、1)在已给机构运动简图上标表明在图示位置的压力角α和传动角γ2)滑块的行程H,并标注机构的极位夹角如下图所示是一个铰链四杆机构,已知LAB=15mm,LBC=60mm,LCD=30mm,LAD=50mm,AB杆为主动件时,试用图解法求(比例为
1、1)、1)这是铰链四杆机构的基本类型中何种机构(保留判断过程)2)在已给图中标出机构在图示位置的压力角α和传动角γ3)此机构有无急回特性(提示、图解机构的极位夹角)。