华北理工大学机械设计基础李建功主编期末复习题.doc
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1、华北理工大学2016年机械设计基础李建功主编期末复习题(含答案)第1章 绪论习题1绘制如图所示的颚式破碎机的机构运动简图。 习题1 习题1答案习题2绘制如图所示的偏心轮传动机构的机构运动简图。 习题2 习题2答案习题3通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动(图中箭头所示构件为原动件)。如果不满足有确定运动的条件,请提出修改意见并画出运动简图。 习题3 习题3答案习题3答案:计算自由度:n=4, PL=6, PH=0, F=3n-2PL-PH=34-26-10=0,运动链不能动。修改参考方案如图所示。习题4计算图示运动链的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束(应说明属于哪一类
2、虚约束)。最后判断该运动链是否有确定运动(图中箭头所示构件为原动件),为什么?习题4习题4答案:没有复合铰链、局部自由度、虚约束。n=4, PL=5, PH=1F=3n-2PL-PH=34-25-1=1。运动链有确定运动,因为原动件数 = 自由度数。习题5计算图示运动链的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束(应说明属于哪一类虚约束)。最后判断该运动链是否有确定运动(图中箭头所示构件为原动件),为什么?习题5习题5答案:F处为复合铰链,因为有3个构件在此处组成成转动副,所以应算2个转动副。B处为局部自由度,假设将滚子同构件CB固结。移动副M、N中有一个为虚约束,属于两构件在多处组
3、成运动副。n=7, PL=9, PH=1, F=3n-2PL-PH=37-29-1=2。运动链没有确定运动,因为原动件数 自由度数。习题6计算图示运动链的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束(应说明属于哪一类虚约束)。最后判断该运动链是否有确定运动(图中箭头所示构件为原动件),为什么?习题6习题6答案:无复合铰链。C处为局部自由度,假设将滚子同构件CB固结。在滚子高副C、C和凸轮高副F、F中各有一个虚约束,属于两构件在高副接触处(C与C之间,F与F之间)的距离分别相等。n=4, PL=4, PH=2, F=3n-2PL-PH=34-24-12=2。运动链有确定运动,因为原动件数
4、 = 自由度数。习题7 填充题及简答题1)平面运动副的最大约束数为 ,最小约束数为 。2)平面机构中若引入一高副将带入 个约束,而引入一个低副将带入 个约束。3)机构具有确定运动的条件是什么?4)何谓复合铰链、局部自由度和虚约束? 习题7答案:1) 平面运动副的最大约束数为2,最小约束数为12) 平面机构中若引入一高副将带入1个约束,而引入一个低副将带入2个约束。3) 机构具有确定运动的条件是:机构的自由度大于零,且自由度数等于原动件数。4) 复合铰链:在同一点形成两个以上的转动副,这一点为复合铰链。局部自由度:某个构件的局部运动对输出构件的运动没有影响,这个局部运动的自由度叫局部自由度。虚约
5、束:起不到真正的约束作用,所引起的约束是虚的、假的。习题8计算下图机构的自由度,若含有复合铰链,局部自由度,虚约束等情况时必须一一指出,图中BC、ED、FG分别平行且相等。要使机构有确定运动,请在图上标出原动件。习题8答案:B点为复合铰链,滚子绕B点的转动为局部自由度,ED及其两个转动副引入虚约束,I、J两个移动副中只能算一个 F=3n-(2Pl+Ph-P)-F=38-(211+1-1)-1=1 根据机构具有确定运动的条件,自由度数等于原动件数,故给凸轮为原动件。 习题9 题图2-3所示为一内燃机的机构简图,试计算其自由度, 题图2-3习题9答案:注意其中的、F、点并不是复合铰链。习题10虚约
6、束对运动不起真正的约束作用,那么机构中为什么要引入虚约束?习题10答案:虚约束对运动虽不起真正的约束作用,但是考虑机构的受力均衡,避免运动不确定,增加传递的功率等设计时要加入虚约束。习题11绘制如图(a)所示的内燃机的机构运动简图。习题11答案:解答:图(a)中带有半圆形平衡质量m的曲轴1绕A轴转动,A轴的轴承固连于汽缸体6上。连杆2分别以曲轴销B及活塞销C与曲柄1及活塞3相连;连杆4分别以铰链D和E与连杆2和5相连。显然该主体机构以活塞3为原动件,汽缸体6为机架。由上述机构组成可以判断出各构件作何种运动。根据给定的各构件尺寸,即可按比例绘制出机构运动简图,如图(b)所示。 例题1(a) 例题
7、1 (b)习题12:如图(a)所示为简易冲床,动力由齿轮1输入,带动同轴上的凸轮2,推动杆3,从而使推杆4(冲头)上下移动以达到冲压的目的。1画出运动链的运动简图;2通过自由度计算判断该运动链是否有确定运动;3如果不满足有确定运动的条件,请提出修改意见并画出运动简图。习题12答案:解答:1运动链的运动简图如图(b)所示。2n=3, PL=4, PH=1, F=3n-2PL-PH=33-24-11=0;运动链不能动。3修改后的机构运动简图如图(c)所示。例题2(a) 例题2(a)-共62页,当前页是第62页-第2章 联接习题1 选择题1 在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是_。(1)三角形螺
8、纹 (2)梯形螺纹 (3)锯齿形螺纹 (4)矩形螺纹2 在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的螺纹是_。(1)三角形螺纹 (2)梯形螺纹 (3)锯齿形螺纹 (4)矩形螺纹3 当两个被联接件不太厚时,宜采用_。(1)双头螺柱联接 (2)螺栓联接 (3)螺钉联接(4)矩形螺纹4 当两个被联接件之一不太厚,不宜成通孔,且需要经常拆装时,往往采用_。(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接5 当两个被联接件不太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用_。(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接6在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很多方法,例如_。(1
9、 增加拧紧力 (2)使用测力矩扳手或定力矩扳手 (3)增加扳手力臂7螺纹联接防松的根本问题在于_。(1)增加螺纹联接能力 (2)增加螺纹联接的横向力 (3)防止螺纹副的相对转动 (4)增加螺纹联接的刚度8 螺纹联接预紧的目的之一是_。(1) 增加联接的可靠性和紧密性 (2)增加被联接件的刚性(3) 减小螺栓的刚性 9 对受轴向变横载的紧螺栓联接,在限定螺栓总拉力的情况下,提高螺栓疲劳强度的有效措施是_。(1) 增大被联接件的刚度 (2)减小被联接件的刚度 (3)增大螺栓的刚度10在下列联接方式中,( )只能用于轴毂静联接;( )既可用于轴毂静联接,也可用于轴毂动联接。 (1)花键联接;(2)
10、楔键联接;(3)导向键联接;(4)滑键联接。11对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是( )联接。 (1)普通平键; (2)半圆键; (3)楔键; (4)切向键。12设计时,键的截面尺寸是根据( )从标准中选取的。 (1)传递的转矩;(2)轴的转速;(3)轮毂长度;(4)轴的直径。13下列结构中,可以减小螺栓附加弯矩的是( );可以减小螺栓所受应力幅的是( );可以改善螺纹牙载荷分布不均现象的是( )。(1)钩头螺栓; (2)悬置螺母; (3)空心螺栓; (4)加工出沉头座4普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间_。(1)沿轴向固定并传递轴向力 (2)沿轴向可作用相对滑动并具有导向作用 (3)沿
11、周向固定并传递转矩 (4)安装与拆卸方便15设计键联接的几项主要内容是:a) 按轮毂长度选择键的长度 b) 按使用要求选择键的主要类型 c) 按轴的直径选择键的剖面尺寸 d) 对联接进行必要的强度校核。在具体设计时,一般顺序是_。(1) bacd (2)bcad (3) acbd (4)cdba16键的剖面尺寸通常是根据_按标准选择。(1) 传递转矩的大小 (2)传递功率大小 (3)轮毂的长度 (4)轴的直径17键的长度主要是根据_来选择。(1)传递转矩的大小 (2)轮毂的长度 (3)轴的直径18 常用来制造键的材料是_。(0) 低碳钢 (2)中碳钢 (3)高碳钢 (4)合金钢19轴的键槽通常
12、是由_加工而得的。(1)插削 (2)拉削 (3)钻及铰 (4)铣削20标准平键联接的承载能力,通常是取决于_。(1)轮毂的挤压强度 (2)键的剪切强度 (3)键的弯曲强度(4)键工作表面的挤压强度习题1答案:1 在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是 (4) 。(1)三角形螺纹 (2)梯形螺纹 (3)锯齿形螺纹 (4)矩形螺纹2 在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的螺纹是 (1) 。(1)三角形螺纹 (2)梯形螺纹 (3)锯齿形螺纹 (4)矩形螺纹3 当两个被联接件不太厚时,宜采用(2) 。(1)双头螺柱联接 (2)螺栓联接 (3)螺钉联接(4)矩形螺纹4 当两个被联接件之一不太厚,不宜成通孔
13、且需要经常拆装时,往往采用(3) 。(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接5 当两个被联接件不太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用(2) 。(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接6在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很多方法,例如(2)。(1) 增加拧紧力 (2)用测力矩扳手或定力矩扳手 (3)增加扳手力臂7螺纹联接防松的根本问题在于(3)。(1)增加螺纹联接能力 (2)增加螺纹联接的横向力 (3)防止螺纹副的相对转动 (4)增加螺纹联接的刚度8 螺纹联接预紧的目的之一是(1)。(1) 增加联接的可靠性和紧密性 (2)增加被联接
14、件的刚性 (3)减小螺栓的刚性 9 对受轴向变载的紧螺栓联接,在限定螺栓总拉力的情况下,提高螺栓疲劳强度的有效措施是(1)。(1)增大被联接件的刚度 (2)减小被联接件的刚度 (3)增大螺栓的刚度10在下列联接方式中,()只能用于轴毂静联接;()既可用于轴毂静联接,也可用于轴毂动联接。 (1)花键联接;(2)楔键联接;(3)导向键联接;(4)滑键联接。11 对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是( 1 )联接。 (1)普通平键; (2)半圆键; (3)楔键; (4)切向键。12设计时,键的截面尺寸是根据( 4 )从标准中选取的。 (1)传递的转矩;(2)轴的转速;(3)轮毂长度;(4)轴的直径。
15、13下列结构中,可以减小螺栓附加弯矩的是( 4 );可以减小螺栓所受应力幅的是( 3 );可以改善螺纹牙载荷分布不均现象的是( 2 )。(1)钩头螺栓; (2)悬置螺母; (3)空心螺栓; (4)加工出沉头座。14普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间_。(1)沿轴向固定并传递轴向力 (2)沿轴向可作用相对滑动并具有导向作用 (3)沿周向固定并传递转矩 (4)安装与拆卸方便15设计键联接的几项主要内容是:a) 按轮毂长度选择键的长度 b) 按使用要求选择键的主要类型 c) 按轴的直径选择键的剖面尺寸 d) 对联接进行必要的强度校核。在具体设计时,一般顺序是(2)。(1) bacd (2)bca
16、d (3) acbd (4)cdba16键的剖面尺寸通常是根据(4)按标准选择。(1) 传递转矩的大小 (2)传递功率大小 (3)轮毂的长度 (4)轴的直径17键的长度主要是根据(2)来选择。(1)传递转矩的大小 (2)轮毂的长度 (3)轴的直径18 常用来制造键的材料是(2)。(1) 低碳钢 (2)中碳钢 (3)高碳钢 (4)合金钢19轴的键槽通常是由(4)加工而得的。(1)插削 (2)拉削 (3)钻及铰 (4)铣削20标准平键联接的承载能力,通常是取决于_。(1)轮毂的挤压强度 (2)键的剪切强度 (3)键的弯曲强度(4)键工作表面的挤压强度习题2:填空题:1( )销安装方便,定位精度高,
17、多次装拆对定位精度的影响也较小。2矩形花键可以按( )、( )和齿宽三种方式定心。3 通过减小( )的刚度,可以提高螺栓的疲劳强度;采用悬置螺母可以改善( )的现象;在螺栓联接中采用斜垫圈是为了减小( )。4当所受轴向载荷通过( )时,螺栓组中各螺栓承受的( )相等。5按键齿齿廓曲线的不同,花键分为( )花键和( )花键。 6请写出两种螺纹联接中常用的防松方法:( )和( )。7( )花键齿侧受力时,会产生径向力,故有自动( )作用。 8减小( )的刚度或增大( )的刚度 ,都能使螺栓所受的应力幅减小。9生产中是通过控制( )或控制螺栓的( )量来控制预紧力的。10对于普通平键,考虑到载荷分布
18、的不均匀性,双键联接的强度按()个键计算。习题2答案1(圆锥 )销安装方便,定位精度高,多次装拆对定位精度的影响也较小。2矩形花键可以按(大径 )、( 小径 )和齿宽三种方式定心。3通过减小( 螺栓 )的刚度,可以提高螺栓的疲劳强度;采用悬置螺母可以改善(螺纹牙受载不均 )的现象;在螺栓联接中采用斜垫圈是为了减小(螺栓所受的附加弯矩)。4当所受轴向载荷通过( 螺栓组形心 )时,螺栓组中各螺栓承受的(轴向工作拉力)相等。5按键齿齿廓曲线的不同,花键分为( 矩形 )花键和( 渐开线 )花键。 6请写出两种螺纹联接中常用的防松方法:( 双螺母等 )和( 防松垫圈等 )。7( 渐开线 )花键齿侧受力时
19、会产生径向力,故有自动( 定心 )作用。 8减小( 螺栓 )的刚度或增大( 被联接件 )的刚度 ,都能使螺栓所受的应力幅减小。9生产中是通过控制( 拧紧力矩 )或控制螺栓的( 伸长 )量来控制预紧力的。10对于普通平键,考虑到载荷分布的不均匀性,双键联接的强度按( 1.5 )个键计算。习题3:判断是非题:1对于螺栓联接,受横向载荷时,只能用受剪螺栓;受轴向载荷时,只能用受拉螺栓。( ) 2 同时受预紧力和轴向工作拉力的紧螺栓联接中,螺栓的总拉力等于预紧力与轴向工作拉力之和。( )3半圆键联接的受力情况与平键相似,故其强度计算与平键联接相同,主要计算挤压强度。( )4在只受预紧力的螺栓联接的强
20、度计算公式中,“1.3”是安全系数。( )5楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键。 ( )6性能等级为6.6级的螺栓,其屈服点600MPa。 ( )习题3答案1对于螺栓联接,受横向载荷时,只能用受剪螺栓;受轴向载荷时,只能用受拉螺栓。() 2 同时受预紧力和轴向工作拉力的紧螺栓联接中,螺栓的总拉力等于预紧力与轴向工作拉力之和。 ( )3半圆键联接的受力情况与平键相似,故其强度计算与平键联接相同,主要计算挤压强度。( ) 4在只受预紧力的螺栓联接的强度计算公式中,“1.3”是安全系数。( )5楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键。 ( )6性能等级为6.6级的螺栓,其
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