机械设计基础复习题要点

机械设计基础复习题一、简答题：1 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈?大于10圈有可能会因为积累螺距误差造成螺丝不通顺再说了一般螺纹塞规的通端是10圈也就是说检验内螺纹最多检验10圈再说了积累螺距误差的出现虽然不能说不通顺但是至少螺纹受力时 10圈以外的螺纹肯定没有10圈以内的承受力大所以一般情况下螺纹滑扣就是那么几扣所以一般情况下10圈以上的螺母没有必要用2 螺纹联接中拧紧目的是什么?举出几种控制拧紧力的方法。

3试指出普通螺栓联接、双头螺柱连接和螺钉连接的结构特点，各用在什么场合? 4为什么螺纹联接常需要防松?防松的实质是什么?有哪几类防松措施?5 为什么对于重要的螺栓联接应尽可能不采用直径小于M12～M16的螺栓?若必须使用直径较小的螺栓时应采取什么措施?6 V带轮的轮槽应该与所选V带的型号相对应，V带截面楔角为40°而带轮轮槽工作面的夹角却制成小于40°，说明理由？7带传动的设计准则是什么?8带传动弹性滑动和打滑都是由什么原因引起的?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么?9在V带传动设计中，为什么要限制？10带传动为何要有张紧装置?常用张紧装置有哪些?具有张紧轮的带传动，张紧轮最好放在什么位置?为什么? 11 渐开线上各点的压力角是否相等？为什么？基圆上的压力角等于多少？12 齿廓啮合基本定律是什么？13 渐开线齿轮的正确啮合条件是什么？14 什么是渐开线齿廓的根切现象？产生根切原因是什么？标准直齿圆柱齿轮不根切的最小齿数是多少？ 15 渐开线齿廓的啮合特点是什么？16 齿轮的基本参数有哪些？什么是标准齿轮？—对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：问：1) 哪个齿轮的接触强度弱? 2) 哪个齿轮的弯曲强度弱? 为什么 ?18 标准齿轮的正确安装条件是什么？19 现有一对啮合的大、小齿轮，问：1) 哪个齿轮的弯曲应力大? 2) 写出大、小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件的表达式；3) 若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，那么哪一个齿轮齿根 1弯曲疲劳强度高?20 对于圆柱齿轮传动，一般小齿轮齿宽b1大于大齿轮齿宽b2，为什么?在进行强度计算时，齿宽系数φd=bd1中的齿宽b应代入哪一个？21 常用螺纹按牙型分为哪几种?各有何特点?各适用于什么场合?22 在V带传动设计中，为什么小带轮包角不能过小?增加小带轮包角的措施有哪些?23 常用滚动轴承代号意义。

二、计算分析题：1 机构具有确定运动的条件是什么？试通过计算判定下列构件系统能否有确定运动，如有复合铰链、局部自由度和虚约束，须注明（画箭头的表示原动件）。

2 计算图示机构的自由度，判断是否有确定运动？若不能，试绘制改进后的机构运动简图（改进后AC仍为原动件）3 在图示轮系中，已知：蜗杆为头且右旋，转速n1=1440 r/min,转动方向如图示，其余各轮齿数为：' =20，z4 =60，试： z2 =42，z'=24，z3=32，z32（1）说明轮系属于何种类型；（2）计算齿轮4的转速n4；（3）在图中标出齿轮4的转动方向。

4 在图示的轮系中，已知各轮齿数为z1=z2=z3=z5=z6=25，z4=100已知齿轮1、4、5、7为同轴17。

线，试求该轮系的传动比i5 图示轮系，已知z1=15,'z2=25,z2=15,'z3=30,z3=15,z4=30,z4=2(右旋)，'z5=60求该轮系的传动比i15,并判断各轴及蜗轮5的转动方向（右上图）6、图示轮系，已知z1=20,判断各轴转动方向2′3′'z2=40,z2=20,142'z3=30,z3=20，z4=40,求该轮系的传动比i14,并241335'＇7、图示轮系，已知z1=z2=z3=z4=20,1与3、2与4、3与5共轴线 ,求该轮系的传动比i15。

（右上图）8 图示轴上装有一对30208E型圆锥滚子轴承，轴的转速n=1180r/min，轴上作用的轴向力为Fae1=550N，Fae2=350N，两轴承的径向力分别为Fr1=2600N，Fr2=5000N，载荷系数fp=1.2，温度系数ft=1.0，试计算轴承的基本额定寿命是多少小时。

(30208E型圆锥滚子轴承参数为：C=63.0kNe=0.37，Fd=Fr2Y，FaFr≤e时，X=1，Y=0；FaFr>e时，X=0.4，Y=1.69、图示，轴上装有一对32907圆锥滚子轴承，齿轮安装在两轴承之间，要求轴系有较高的刚度，问轴承应采用哪种布置形式?（A或B）为什么？已知：n=1500r/min，Fr1=1600N，Fr2=2300N，Fae=280N，动载系数fp=1.3，温度系数ft=1.0。

此轴系一天两班工作，单班工作8小时，年工作日为260天，要求寿命为8年，问轴承能否满足?10 图示，某轴拟选用一对7306AC型角接触球轴承。

已知：Fr1=3200N ，Fr2=1200N ，'=7200h，载荷平稳，常温下工作。

试问所选轴承是否合适?Fae=500N ，n=1200r/min，预期寿命Lh,提示: 7306AC轴承: Cr=25.2kN,Fd=0.7Fr,e=0.68X=0.41Y＝0.87Fa/Fr≤e 时 X=1Y=0。

Fa/Fr>e，时，11 如图所示，某轴用一对30307圆锥滚子轴承支承，轴承上所受的径向载荷Fr1=2400N ，Fr2=5050N 作用在轴上的外部轴向载荷Fae1=450N，Fae2=2400N。

轴在常温下工作，载荷平稳fp=1。

试计算轴承当量动载荷大小，并判断哪个轴承寿命短些?F=Fr/(2Y)F/Fr>e(注:3037轴承的 Y=1.6,e=0.37，d ；当a时，X=0.4, Y=1.6；当Fa/Fr≤e时。

X=1,Y=0 )12 已知Fr1=300N，Fr2=400N，Fae=100N，求Fa1、Fa2。

13 轴系由一对70206轴承支承，轴承正装，见图13-15。

已知：n=980r/min，Fre1=1200N，Fre2=1800N，Fae=180N，a=270mm，b=230mm，c=230mm，求危险轴承寿命？（C=33400N，e=0.7，Fd=0.7Fr，X=0.4,Y=0.85）14 某轴两端各由一个30307轴承支承，受力情况如图13-19所示。

已知：Fre=2500N,Fae=1000N，载荷系数fP=1.1。

试求：1) 两轴承的当量载荷P1,P2； 2) 判别哪个轴承的寿命Lh较短，为什么? [注：a) 30307轴承，Cr=39800N,C0r=35200N,Fr2Y附加轴向力，Fd=e；b)下表]FaFr≤eFaFr>eX0.321Y 0X 0.4Y 1.915 一对30205/P6的圆锥滚子轴承的轴系，轴上径向载荷FR=3000N，FA=500N，载荷稳定，尺寸关系如图所示，求两轴承的径向当量动载荷Pr1、Pr2并求危险轴承的寿命。

（30205轴承Cr=49450N，派生轴向力FS=Fr/(2Y)，Y=1.7，e=0.35，当Fa/Fr≤e 时，X=1，Y=0；当Fa/Fr≥e时，X=0.4，Y=1.7）16v刀=60mm/s，其模数m刀=4mm(1)被加工齿轮的齿数应是多少?(2)这样加工出来的齿轮是标准齿轮还是变位齿轮？如为变位齿轮，那么是正变位，还是负变位？其变位系数x是多少？**17 已知一渐开线直齿圆柱标准齿轮的有关参数如下:z=33,α=20 ,ha=1,c=0.25,齿顶圆直径da=140 mm。

试求该齿轮的模数m、分度圆半径r、分度圆齿厚s和齿槽宽e、齿全高h。

18 已知一对渐开线直齿圆柱标准齿轮的参数为：m=10 mm，α=20，z1=30，z2=54，若安装时的中心距a'=422 mm，试计算这对齿轮传动的啮合角α'及节圆半径r1'和r2'。

19 一对按标准中心距安装的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，其小齿轮已损坏，需要配制，今测得两轴中* *心距a=312 mm，大齿轮齿数z2=100，齿顶圆直径da2=408mm，α2=20，ha=1，c=0.25，试确定小齿轮的基本参数及其分度圆和齿顶圆的直径。

=3，20 已知一对标准安装(无侧隙安装)的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮的中心距a=360 mm,传动比i12**两轮模数m=10 mm, ha=1, c=0.25。

试求：两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径、齿厚和齿槽宽，以及两轮的节圆直径和顶隙c。

**21 一对正确安装的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知z1=20，i12=1.5，ha=1，c=0.25，α=20︒。

(1)当两轮中心距a=100mm时，试求齿轮模数m，两轮的分度圆直径，根圆直径，基圆直径和径向间隙。

'(2)若中心距增至a=102mm时，试问上述各值有无变化，如有应为多少？两轮的节圆直径应为多少？**22 已知一对渐开线直齿圆柱齿轮，其m=5 mm,a=20,ha=1,c=0.25,z1=20，z2=40，试计算：（1）求两个齿轮的分度圆半径r1、r2和基圆齿距pb1、pb2；（2）求小齿轮的齿顶圆半径ra1和大齿轮的齿根圆半径rf2；（3）求这对齿轮正确安装时的啮合角α和中心距a；'（4）将上述中心距a加大5 mm，求此时的啮合角α'及此时两轮的节圆半径r1'、r2'。

23 测得一正常齿制、压力角α=20°、标准齿轮的齿顶圆直径da=164mm，齿高h=9mm。

试求该齿轮的齿数Z、模数m、分度圆直径d和基圆直径db。

24 图示为一四杆机构，已知lBC=100 mm, lCD=70 mm, lAD=100 mm，并以lAD 杆为机架，试问该机构欲成为曲柄摇杆机构，AB杆的取值范围为多少？25 图示铰链四杆机构中，已知lBC=50 mm, lCD=35 mm, lAD=30 mm，试分析lAB 之值在何范围内时该机构成为双曲柄机构。

b, c, d 表示(单位为 mm), 其中 a 为机架。

试 26 在图示铰链四杆机构中，各杆的长度分别以 a,求：1）当此机构设计成双曲柄机构时 a 值的范围；（2）当设计成曲柄摇杆机构时 a 值的范围。

27 图示三角形杆系结构中，AB为直径d=22mm的圆截面钢杆，AC为边长a=75mm的正方形木杆，已知钢材的许用应力［σ］＝170Mpa, 木材的许用应力［σ］＝10Mpa,试校核AB、AC杆的强度。

28 画下面物体的受力图。

(a) (b)三、结构分析题：1 指出下列图中各轴系结构设计的错误，说明原因并改正。