机械设计基础例题和习题(设计)
机械设计基础习题及答案
第一章平面机构的自由度和速度分析题1-1在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。
试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。
题1—2图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。
B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。
试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。
题1—3计算题1－3图a）与图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。
题1－3图a）题1－3图b）题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。
题1—5图 题解1—5图题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。
第二章 连杆机构题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l AD =60mm ，AD 为机架。
试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求l AB 的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。
题2-2 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作 行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g min ； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。
D题2-1图题2-3图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置，并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。
题2-4设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm，摇杆的两极限位置的夹角为45°，行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm。
机械设计基础试题试题库及答案
机械设计基础试题试题库及答案机械设计基础试题库及答案一、判断(每题一分)1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。
……( ?2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。
(× )4、机构是具有确定相对运动的构件组合。
………………………………(? )5、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。
………………(? )6、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。
……( × )7、连杆是一个构件，也是一个零件。
………………………( ?)8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。
……………………………(× ) 二、选择(每题一分)1、组成机器的运动单元体是什么,( B )A(机构 B(构件 C(部件 D(零件2、机器与机构的本质区别是什么,( A )A(是否能完成有用的机械功或转换机械能 B(是否由许多构件组合而成 C(各构件间能否产生相对运动 D(两者没有区 3、下列哪一点是构件概念的正确表述,( D )A(构件是机器零件组合而成的。
B(构件是机器的装配单元 C(构件是机器的制造单元 D(构件是机器的运动单元 4、下列实物中，哪一种属于专用零件,( B ) A(钉 B(起重吊钩 C(螺母 D(键5、以下不属于机器的工作部分的是( D )A(数控机床的刀架 B(工业机器人的手臂 C(汽车的轮子 D(空气压缩机三、填空(每空一分)1、根据功能，一台完整的机器是由(动力系统 )、(执行系统 )、(传动系统)、(操作控制系统)四部分组成的。
车床上的主轴属于( 执行)部分。
2、机械中不可拆卸的基本单元称为(零件 )，它是( 制造 )的单元体3、机械中制造的单元称为( 零件 )，运动的单元称为(构件 )，装配的单元称为(机构)。
4、从( 运动 )观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为( 机械)。
5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。
机械设计基础习题及答案4套
机械设计基础（上）绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系？2、何谓机架、原动件和从动件？第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
（a）(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、 试求出下列机构中的所有速度瞬心。
(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s -1，R =50mm ，l A0=20mm ，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v 。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。
机械设计基础习题及答案
机械设计基础习题及答案机械设计基础是机械工程专业学生的一门重要课程，它涉及机械零件的设计原理、计算方法和应用实践。
以下是一些典型的机械设计基础习题及其答案。
# 习题一：带传动设计题目：设计一个用于传送带的V带，其传动功率为7.5kW，带速为1.5m/s，传动比为2:1。
请确定所需的带长、带的型号以及所需的张紧力。
答案：首先，根据传动功率和带速计算所需的有效拉力：\[ F = \frac{P}{v \times \eta} \]其中 \( P \) 为功率，\( v \) 为带速，\( \eta \) 为传动效率。
假设 \( \eta = 0.95 \)。
然后，根据传动比和带轮直径计算带长：\[ L = 2 \times (\pi \times (D_1 + D_2) / 2) \]其中 \( D_1 \) 和 \( D_2 \) 分别为主动轮和从动轮的直径。
最后，根据带的型号和张紧力公式计算所需的张紧力：\[ F_{\text{张}} = k \times F \]其中 \( k \) 为张紧力系数，根据带的型号确定。
# 习题二：齿轮传动设计题目：设计一对直齿圆柱齿轮，已知输入轴转速为1450rpm，输出轴所需转速为300rpm，传动比为4.83，模数为5mm。
请计算齿轮的齿数、齿顶圆直径和齿根圆直径。
答案：首先，根据传动比和模数计算主动轮和从动轮的齿数：\[ N_1 = \frac{N_2 \times i}{\text{传动比}} \]\[ N_2 = \frac{N_1 \times \text{传动比}}{i} \]其中 \( i \) 为输入轴转速与输出轴转速的比值。
然后，根据模数和齿数计算齿顶圆直径和齿根圆直径：\[ D_{\text{齿顶}} = m \times Z \]\[ D_{\text{齿根}} = D_{\text{齿顶}} - 2.5 \times m \]其中 \( Z \) 为齿数，\( m \) 为模数。
机械设计基础例题及习题(设计)
7.轴承选择同一类型，便于轴和箱体加 工。
8.周向固定时，键槽宽尺寸应尽量一致 （工艺性好）（由d查手册b）。
不同轴段处的键槽对称面应置于同一轴
201面1下内学。期
机械设计基础
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9、工艺性 减少加工面，轴端倒角、 密封、紧固、垫片等。
2011下学期
r
n=5000 r/min。①说明轴承代号含义；②计算轴承的寿命
L2 因 h解直：径F F ①系a 1为 列该1 1为轴5 0 轻承 （0 0 2 为.6 2内）0 0 径8 e 系,为列5所 0，m公mX ，1 以 1 ,Y 1 0 ,则 :
称接触r1角α为250的角接触球轴 P 1 承 。X 1 F r 1 Y 1 F a 1 F r 1 1( 5 N )00 又因 F a22为 02 0.800 e8
置不在同一角度上；
④键槽处没有局部剖； ⑤端盖孔与轴径间无间隙； ⑥多一个键； ⑦齿轮左侧轴向定位不可靠； ⑧齿轮右侧无轴向定位； ⑨轴承安装方向不对； ⑩轴承外圈定位超高； ⑾)轴与轴承端盖相碰。
2011下学期
机械设计基础
14
2
2
P X F Y F 0 . 4 2 1 0 . 8 5 2 7 0 2 0 . 4 ( 0 N 7 ) 2 2 2 r 22 a 2
2因01PL 12h 下大 学于6 1 期Pn 6 1( ,故f f 0 0 t p C P 应r ) 以 轴6 承 1 5 26 的0 机械当0 设( 0 1 计量. 1 基5 础动 4 2 载0 荷. 0 4 P7 0 ) 23 为 计3 8 8 算依.0 1 0 2 据( 。h 6 ) 1 074
F/2=0.68Fr2 =0.68x2500=1700
机械设计基础典型试题及答案
机械设计基础典型试题及答案机械设计基础典型试题1一、填空题：（每题2分,共20分）1、设计时凸轮的轮廓曲线取决于_______________________________________。
2、渐开线齿廓形状取决于________大小。
3、普通螺纹的牙型为_______________形。
4、刚性联轴器无补偿__________的能力。
5、当滚子链的链节数为奇数时，接头要用_____________________。
6、阿基米德蜗杆在轴面的齿廓为______________________________。
7、槽轮轮机构常由___________________________________等组成。
8、滚动轴承72211AC中“11”表示___________________9、斜齿轮的____________参数为标准参数，____________参数为计算参数。
10、所谓高副就是指两构件的直接接触为_______________________。
二、判断题：（每题5分,共25分）1．（）根据曲柄存在的条件已判定铰接四杆机构中存在曲柄，则此机构是不会成为双摇杆机构的。
2．（）普通平键联接是依靠键的上下两面的摩擦力来传递扭距的。
3．（）三角形螺纹具有较好的自锁性能。
螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺母的松脱。
所以就是在振动及交变载荷作用下，也不需要防松。
4．（）m，d，ha＊ c＊都是标准值的齿轮是标准齿轮。
5．（）渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不变。
三、简答题：（20分）1、简述滚动轴承的3类、6类、7类的类型名称及应用特点。
2、分析比较带传动的弹性滑动和打滑现象。
四、综合题（1 题2 分，2题8分，3题5分，共15分）已知一四杆机构各杆长为AB = 50�L ，BC = 90�L ，CD = 80�L，AD = 100 �L 。
机械设计基础 试题及参考答案
试卷一1. 轴与传动件轮毂配合的部分称为 __ 。
A.轴颈B.轴头C.轴肩 D .轴身2. 为了实现两根空间交错轴之间的传动，可以采用。
A.蜗杆传动B.斜齿圆柱齿轮传动C.直齿锥齿轮传动D.直齿圆柱齿轮传动4.对于工作中载荷平稳，不发生相对位移，转速稳定且对中性好的两轴宜选用。
A．刚性凸缘联轴器B．万向联轴器C．弹性套柱销联轴器D．齿式联轴器5. 当两个被联接件一厚一薄，厚工件不便加工通孔，且不宜经常装拆，常采用。
A. 螺栓联接B. 螺钉联接C. 双头螺栓联接D. 紧定螺钉联接6. 雷达天线采用的是机构。
A．曲柄摇杆机构 B.曲柄滑块机构 C.定块机构 D.双摇杆机构7. 能保持瞬时传动比恒定的传动是。
A. 摩擦轮传动B. 链传动C. 齿轮传动D. 带传动8. 构件是的单元。
A.制造B.运动C.传力9. 渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于。
A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆10. 常用于锥形轴端的键联接类型是。
A、普通平键B、导向平键C、半圆键11、___________不属于原动机。
A、电动机B、内燃机C、减速器D、气压缸和液压缸12、关于合力与分力，下列说法正确的是。
A、合力的大小一定大于每个分力的大小B、合力的大小至少大于其中的一个分力C、合力的大小可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小D、合力不可能与其中的一个分力相等13、下列构件是二力杆的是ADB CFEA 、AB杆B 、CD杆 C、EF杆 D、都是14、一对正常齿标准直齿圆柱齿轮传动，m=4mm，z1=22，z2=80，标准中心距a 为。
A．408mm B .204mm C .102mm D.306mm15、材料抵抗破坏的能力称为。
A 、强度B、硬度C、刚度D、稳定性二、简答题（10分）联轴器和离合器的功用是什么？二者有什么区别？三、一等直杆受力如图所示，试求出指定截面轴力，并作轴力图。
（写出计算过程）。
（12分）四、如图所示的空间定轴轮系中，己知Z1=20，Z2=30，Z2＇=20，Z3=40，Z3＇=2（右旋），Z4=60，n1=1440r/min，转向如图所示。
《机械设计基础》试题及答案(精选篇)
《机械设计基础》试题及答案(精选篇)一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪个选项不是机械设计的基本要求？A. 安全可靠性B. 经济性C. 美观性D. 可维修性答案：C2. 在机械设计中，下列哪个零件主要用于传递运动和动力？A. 螺纹B. 键C. 轴承D. 齿轮答案：D3. 下列哪个传动方式属于有级传动？A. 链传动B. 齿轮传动C. 摩擦轮传动D. 皮带传动答案：B4. 在机械设计中，下列哪个机构用于实现间歇运动？A. 凸轮机构B. 齿轮机构C. 摇杆机构D. 槽轮机构答案：D5. 下列哪个材料具有较高的弹性模量？A. 钢B. 铝C. 铜D. 塑料答案：A6. 在机械设计中，下列哪个因素对零件疲劳强度影响最大？A. 材料的疲劳极限B. 零件尺寸C. 表面粗糙度D. 零件的工作条件答案：D7. 下列哪个零件主要用于连接两根轴？A. 联轴器B. 轴承C. 齿轮D. 键答案：A8. 在机械设计中，下列哪个零件主要用于减少摩擦和磨损？A. 滑动轴承B. 滚动轴承C. 齿轮D. 皮带答案：B9. 下列哪个机构可以实现快速返回？A. 凸轮机构B. 齿轮机构C. 摇杆机构D. 槽轮机构答案：A10. 在机械设计中，下列哪个零件主要用于支撑和固定其他零件？A. 螺纹B. 键C. 轴承D. 垫片答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 机械设计的基本要求包括：安全可靠性、经济性、（）、可维修性。
答案：美观性2. 机械设计中常用的传动方式有：齿轮传动、（）、（）、（）。
答案：链传动、摩擦轮传动、皮带传动3. 零件的疲劳强度主要取决于：材料的疲劳极限、（）、（）、（）。
答案：零件尺寸、表面粗糙度、零件的工作条件4. 机械设计中的常用机构有：凸轮机构、（）、（）、（）。
答案：齿轮机构、摇杆机构、槽轮机构5. 在机械设计中，常用的连接零件有：螺栓、（）、（）、（）。
答案：螺母、垫圈、键三、判断题（每题2分，共20分）1. 机械设计中的安全可靠性是首要考虑的因素。
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L2因 h F 为 a110 20.6 0 8e,
F 1500
所 X以 1 ,Y0 ,则 :
1
1
r1
P X F Y F F 1( 5 N )00
FA
1
1r 1 1a 1 r 1
又因 Fa2为 202 00.808e
Fr2 2500
所 X 0 以 .4 ,Y 1 0 .8 ,则 7 :
2
解：①由正确啮合条件可 知：齿轮2为左旋 。
由轴向力平衡得斜齿轮 3的轴向力方向和其转动 方向可知：
斜齿轮3的旋向为左旋
由正确啮合条件可知：
斜齿轮4的旋向为右旋。
图5
2010下学期
机械设计基础
3
②.另用视图画出1、2、3齿轮的圆周力、轴 向力和径向力的方向。
②各轮的圆周力Ft、轴向力Fa和径向力的方向如下图：
F/2=0.68Fr2 =0.68x2500=1700
FA
F/1+FA=1020+1000=2020 >F/2=1700
F/1
F轴承2被“压紧”。
Fa1=1020 N，Fa2=2020 N。
2010下学期
机械设计基础
6
6 、如图所示，轴上装一对同型号的7210AC滚动轴承，左
FA 解：① 该轴承为内径为50mm，
直径系列为轻（2）系列，公 称接触角α为250的角接触球轴 承。
2010下学期
机械设计基础
5
6 、如图所示，轴上装一对同型号的7210AC滚动轴承，左
轴承记为1，右轴承记为2,轴承基本额定动载荷Cr=40800N
所受径向载荷Fr1=1500 N，Fr2=2500 N，外界轴向力
2010h 下学6 期n0 fp P6 5 0 机械设0 1 计.基5 础 0 20 .7 482
7
6简单 、如图所示，轴上装一对同型号的7210AC滚动轴承，
左轴承记为1，右轴承记为2,轴承基本额定动载荷
Cr=40800N,所受径向载荷Fr1=1500 N，Fr2=2500 N，所受 轴系Y=向数0.载f87p荷；＝F当１a1.=F５a1F0，2≤0寿eN命时，指，F数aX2==ε210，=230Y，N=当0。，温F ea F=度r 0>.系6e8时数。，f轴tX=转1=0速，.4载1，荷
2010h 下学6 期n0 fp P6 5 0 机械设0 1 计.基5 础 0 20 .7 482
r
n=5000 r/min。①说明轴承代号含义；②计算轴承的寿命
L2因 h解直：径F F 为 ①系a1 列该1 1为轴5 0轻承 0 2（0 为.6 0 02内） 8径e系,为列5所 0，m公mX ，1以 1 ,Y 10 ,则 :
称接触r1 角α为250的角接触球轴 P 1 承 。X 1 F r 1 Y 1 F a 1 F r 1 1( 5 N )00 又因 Fa2 为 20 20.0 808 e
2
P X F Y F 0 . 4 2 1 0 . 5 8 2 0 7 2 0 0 . 4 ( N 7 2 ) 2 2 r 2 2 a 2
因PL 2大 于1 P61( ,0 故ftC 应r)以 轴承1 26 的0 当(量1 动4 载荷0 P) 23 为 8 计3 算0 依.1 0 据0 ( 。1 h 6 )4
FA=1000N,内部轴向力F’=0.68Fr。温度系数f t =1 ，载荷 系Y=数0.f87p；＝当１F.５a F ，≤e寿时命，指X=数1，ε=Y3，=0当，e=F 0a F.6>r 8e。时轴，转X=速0.n4=1，5000 r/min。①说明轴r 承代号含义；②计算轴承的寿命
Lh
② F/1=0.68Fr1=0.68x1500=1020
r
（ 分）
（ 分）
Fr2 （ 分）
2010下学期
机械设计基础
4
6 、如图所示，轴上装一对同型号的7210AC滚动轴承，左 轴承记为1，右轴承记为2,轴承基本额定动载荷Cr=40800N 所受径向载荷Fr1=1500 N，Fr2=2500 N，外界轴向力 F数YA==f01p.08＝070；１N,当.内５部，F轴寿a F向命力指≤F数e’时=ε0，.=63X8，F=r1。当，F温aYF度=r 0系>，e数时e=f，0t.6=X81=。，0.轴4载1转，荷速系 n=5000 r/min。①r 说明轴承代号含义；②计算轴承的寿命 Lh
F 2500 r2
所 X 0 以 .4 ,Y 1 0 .8 ,则 7 :
2
2
P X F Y F 0 . 4 2 1 0 . 5 8 2 0 7 2 0 0 . 4 ( N 7 2 ) 2 2 r 2 2 a 2
L 因 P1 2大6( 于0 ftC Pr 1) ,故 应以1 轴6承0 2(的1 当4 量动0 载)3 荷 8 P3 2为0 计.1 0 算0 ( 依1 h 6 )据4 。
轴承记为1，右轴承记为2,轴承基本额定动载荷Cr=40800N
所受径向载荷Fr1=1500 N，Fr2=2500 N，外界轴向力
FA=1000N,内部轴向力F’=0.68Fr。温度系数f t =1 ，载荷 系Y=数0.f87p；＝当１F.a５F ，≤e寿时命，指X=数1，ε=Y3，=0当，e=F0a .F6>r8e。时轴，转X=速0.n4=1，5000 r/min。①说明轴r 承代号含义；②计算轴承的寿命
由正确啮合条件可知：斜齿
轮4的旋向为左旋。蜗轮2的
转动方向为：
图4
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机械设计基础
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②各轮的圆周力Ft和轴向力Fa的方向（另用示图表示）。
②向力各F轮a的的方圆向周如力下Ft图和：轴
图4
2010下学期
机械设计基础
2
5、对图5所示齿轮传动：①.按Ⅱ轴轴向力平衡原 则确定齿轮2、3、4的螺旋线旋向。（标在图上）； ②.另用视图画出1、2、3齿轮的圆周力、轴向力 和径向力的方向。
4、图4为一蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动,蜗杆(右旋)为主动。 已知蜗杆的转动方向n1如图4所示。 欲使轴Ⅱ的轴向力相互抵消一部分，试确定：
①蜗轮2和斜齿轮3、4的旋向及蜗轮2的转动方向； ②各轮的圆周力Ft和轴向力Fa的方向（另用示图表示）。
解：①由正确啮合条件可知： 蜗轮2为右旋
由轴向力相互抵消一部分和 斜齿轮3的轴向力方向及其 转动方向可知：斜齿轮3的 旋向为右旋