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1、机械设计基础课程习题第1章 机械设计基础概论1-1试举例说明机器、机构和机械有何不同？1-2试举例说明何谓零件、部件及标准件？1-3机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1-4常见的零件失效形式有哪些？1-5什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1-6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途：Q275、40Mn、40Cr、45、ZG310 -570、QT600 3。第2章现代设计方法简介2-1简述三维CAD系统的特点。2-2试写出优化设计数学模型的一
2、般表达式并说明其含义。2-3简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。2-4优化设计的一般过程是什么？2-5机械设计中常用的优化方法有哪些？2-6常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7常用的可靠性尺度有那些？2-8简述有限元法的基本原理。2-9机械创新设计的特点是什么？2-10简述机械创新设计与常规设计的关系。第3章 平面机构的组成和运动简图3-1举实例说明零件与构件之间的区别和联系。3-2平面机构具有确定运动的条件是什么？3-3运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3-4 计算自由度时需注意那些事项？3-5机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图?3-6绘制图示提升式水泵机构的运动简图
3、，并计算机构的自由度。3-7试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。3-8试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。3-9试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。若是, 判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。3-10计算图a b、c、d、e、f所示各机构的自由度，如有复合校链、局部自由度、或 虚约束请指出。并判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。(a)累0锯主体机构(c) UBE规机构题图3 9构件组合系统第4章平面连杆机构4-1四杆机构的急回特性是何含义？什么条件下机构才具有急回特性？4-2什么是四杆机构的死点？试举出几个利用和
4、克服死点的实例。4-3试述压力角的概念，并分析它对机构的工作性能有什么影响？4-4 举例说明较链四杆机构的三种演化方法。4-5 如图所示，已知 AD =250 mm； BC =265 mm； CD =110 mm； AB = 60 mm,且是主动件。试确定:(1)该校链四杆机构的类型；该机构的行程速比系数 Ko4-6分析图示偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件。当取滑块为主动件时，试确定机构的死点位置。曲柄存在条件分析4-7如图所示，已知钱链四杆机构各杆长度，试问:(1)是钱链四杆机构中的哪种基本机构； 若AB是原动件，在图中画出此机构最小传动角出现的位置; 若以AB为原动件，该机构有无急回特性，为什
5、么？4-8试设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。如图所示，要求踏板机构CD在水平位置上下各摆 10,且CD的长度500 mm , AD的长度是1000 mm。试用图解法求曲柄 AB和连杆BC的长度？却图4-12解析法设件较链四杆机构鹿图4/7较进四杆机构艇图4-片轧稿机曲柄福杼机构疆图4 -9偏置曲柄符块机构4-9试用图解法设计一自动上料机所用的偏置曲柄滑块机构，如图所示。要求曲柄主动时，行程速比系数K = 1.4,被推运的工件的长度l=40 mm,初选偏距e= 20 mm ,工作行程最大压力角为amax = 45。滑块的行程H应比工件的长度略大些，以保证料斗上的工件能顺利下落帜=70;种120
6、,快=110。试用解析法确定各杆的长度。4-10试用图解法设计一摆动导杆机构，已知机架长度为50 mm,行程速比系数K = 2,求曲柄的长度4-11试用图解法设计曲柄摇杆机构 ABCDo已知摇杆CD长度是75mm,行程速比系数 K =1.5,机架AD长度为100 mm。摇杆的一个极限位置与机架间的夹角/CDA = 454-12已知某操纵装置采用图示较链四杆机构，要求两连架杆的对应位置为6=45。，U=50。；e=80。,第5章凸轮机构5-1凸轮机构常用的四种从动件运动规律中，哪种运动规律有刚性冲击？哪种运动规律有柔性冲击？哪种运动规律没有冲击？5-2在图示偏置直动从动件盘形凸轮机构中，已知AB
7、段为凸轮推程廓线，试在图上标出推程运动角共。5-3 已知从动件升程 h= 30 mm , 3 =1500, Ss= 30q Sh=i20o, 6s=60o,从动件在推程作简谐运动， 在回程作等加速等减速运动，试用作图法或公式计算绘出其运动线图S2t、V2 t和a2 t。5-4 设计图示偏置直动从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度3i顺时针方向回转，偏距 e=10 mm,凸轮基圆半径r0= 60 mm,滚子半径rT =10 mm,从动件的升程及运动规律与题 5-2相同，试用图解法绘出 凸轮的轮廓并校核推程压力角。SS5-25-5已知条件同题5-4,试用解析法通过计算机辅助设计求凸轮理论轮廓和实际轮
8、廓上各点的坐标值（每隔10o计算一点），推程压力角的最大值 “max,并打印凸轮轮廓。5-6在图示自动车床控制刀架移动的滚子摆动从动件凸轮机构中， 已知 Ioa = 60 mm , l ab =36 mm , r0= 35 mm , rT= 8 mm。从动件的运动 规律如下：当凸轮以角速度31逆时针方向回转150o时，从动件以简谐运动向上摆15o；当凸轮自150o转至I 180o时，从动件停止不动；当凸轮 自180o转到300o时，从动件以简谐运动摆回原处；当凸轮自 300o转到 360o时，从动件又停止不动。试绘制凸轮轮廓。5-7试设计一平底直动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度31逆时
9、针方向回转，凸轮的基圆半径r o = 40 mm,从动件升程h =20 mm,St = 1200, 5s = 30q Sh = 1200, Ss = 90o,从动件在推程和回程均作简谐运动。试绘出凸轮的轮廓5-8用作图法求图示中各凸轮从图示位置转过45o后机构的压力角 ”，并在图上标注出来。第6章齿轮机构6-1渐开线齿轮上哪一圆的压力角为标准值？哪一圆的压力角最小？ 一般所说压力角是指哪个圆上 的压力角，压力角取 50?会有何问题？6-2 现有 4 个标准齿轮： m 1 = 4 mm , zi = 25 , m2 = 4mm, z2 = 50, m3 =3 mm, z3= 60; m4 = 2
10、.5 mm, Z4 =40;试问：(1)哪些齿轮的渐开线形状相同？ 哪些齿轮可以配对正确啮合？ 哪些齿轮可用同一把滚刀切制？6-3斜齿轮和锥齿轮的当量齿轮以及当量齿数是如何定义的，其意义何在？6-4渐开线变位齿轮和标准齿轮相比较，哪些参数和尺寸发生了改变？哪些未发生改变？6-5试述所学各种齿轮机构的一对齿轮的正确啮合条件。6-6蜗杆机构的传动比如何计算？能否用分度圆直径之比表示其传动比？为什么？6-7为何要引入蜗杆直径系数 q ?6-8 有一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮机构，已知： m = 2.5 mm, a = 112.5 mm , i = 2.6。试计算 这对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径
11、、齿根圆直径；齿顶高、齿根高、全齿高、顶隙和公法线长度和分度 圆弦齿厚。6-9 一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮的小齿轮丢失，现测得大齿轮：z2 = 52, da2= 135 mm , m = 2.5 mm,a= 112.5 mm。试确定这对齿轮的齿制以及小齿轮的齿数和齿顶圆直径，以便配制。6-10 标准直齿圆柱齿轮机构中的一对齿轮，已知模数mn =2 mm , a= 20?, z1 = 20, z2 =40,若安装中心距a =61 mm,试问(1)这对齿轮是否属于标准安装？此时，节圆半径与分度圆半径、啮合角与压力角是否相等？6-11用齿条插刀切制一直齿圆柱齿轮。已知被加工齿轮轮坯的角速度31 =
12、 5 rad/s,刀具的移动速度为0.375 m/s ,刀具的模数 m= 10 mm,压力角 a =20?,试问：(1)被加工齿轮的齿数z 1 = ?如果齿条的中线距离齿轮坯中心为77 mm,则被加工齿轮的分度圆齿厚是多大？6-12 一对正常齿制的外啮合标准斜齿圆柱齿轮z 1 = 33, z2 = 66, m = 5 mm。试问：(1)若标准中心距a = 250 mm,试求螺旋角 6分度圆直径d和齿顶圆直径d a；若不改变模数和齿数，能否将这对齿轮装在中心距为255 mm的两平行轴上。6-13 已知一对正常齿制渐开线标准斜齿圆柱齿轮a = 250 mm , z1 =23, z2 = 98, m
13、 n= 4 mm ,试计算其螺旋角、端面模数、端面压力角、当量齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。6-14已知一对正常齿制等顶隙收缩的渐开线标准直齿圆锥齿轮，轴交角 2 = 90?, zi= 17, Z2=43, m = 3 mm,试求两轮的分度圆锥角、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、锥顶距、齿顶角、齿根角、顶 锥角、根锥角和当量齿数。6-15 已知蜗杆机构的参数如下：蜗杆头数z i =2 ,蜗杆直径系数q=8,蜗轮齿数z 2 =46,模数m=8 mm。试计算该蜗杆机构的传动比i、中心距a及蜗杆和蜗轮的主要尺寸。第7章间歇运动机构7-1试比较棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构及凸轮间
14、歇运动机构的特点和用途。7-2槽轮机构的运动特性系数t= 0.4表示什么意义？为什么运动特性系数必须大于零而小于1?五个槽的单销槽轮机构的运动特性系数。等于多少？7-3 已知槽轮的槽数z=6,拨盘的圆销数K=1,转速n = 60 r/min ,求槽轮的运动时间td和静止时间tj。7-4设计一槽轮机构，要求槽轮机构的运动时间等于停歇时间，试选择槽轮的槽数和拨盘的圆销数。7-5 在六角车床上六角刀架转位用的槽轮机构中，已知槽数 z=6,槽轮的静止时间tj=5/6 s,槽轮的运 动时间td=2 s,求槽轮机构的运动系数。及所需的圆销数 Ko第8章联 接8-1试比较普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的 应用。8-2螺纹的自锁性和效率各与哪些因素有关？8-3试计算普通螺纹 M20、M20X1.5的螺纹升角；并说明在静载荷下这两 种螺纹能否自锁（已知摩擦因数f = 0.10.15）。8-4将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分的直径缩小，有什么好处？8-5如图所示三块板用4个M10螺栓固定，若螺栓的性能等级为4.6,装配时控制预紧力，接合面间的摩擦因数f = 0.15,求其允许的最大横向拉力F。8-6如图所示为一拉杆螺纹联接，已知拉杆上的拉力F为50000 N,载荷稳定，拉杆材料为Q235钢（对照螺栓的性能等级为 4.6）,试设计此联接。定
