機械設計基礎2試題樣卷庫 簡答題答案課程概論1、機械設計基礎的性質與任務。答案：機械設計基礎是一門重要的技術基礎課，是一門具體研究機器或機構的原理、特性、設計計算的技術基礎課程。它是研究機械類產品的設計、開發、制造，滿足經濟發展和社會需求的基礎知識課程。機械設計工作涉及工程技術的各個領域。一臺新的設備在設計階段，要根據設計要求確定工作原理及合理的結構，進行運動、動力、強度、剛度分析，完成圖樣設計，還要研究在制造、銷售、使用以及售后服務等方面的問題。設計人員除必須具有機械設計及與機械設相關的深厚的基礎知識和專業知識外，還要有飽滿的創造熱情。2、機器的主要特征。答案：(1)它們都是人為實體（構件）的組合。(2)各個運動實體（構件）之間具有確定的相對運動。(3)能夠實現能量的轉換，代替或減輕人類完成有用的機械功。3、一部完整的機器由以下四部分組成答案：根據功能的不同，一部完整的機器由以下四部分組成：(1)原動部分：機器的動力來源。(2)工作部分：完成工作任務的部分。(3)傳動部分：把原動機的運動和動力傳遞給工作機。(4)控制部分：使機器的原動部分、傳動部分、工作部分按一定的順序和規律運動，完成給定的工作循環。4、什么叫機構？機構的主要特征。答案：機構是由兩個以上具有確定相對運動的構件組成的。機構的主要特征： (1)它們都是人為實體（構件）的組合; (2)各個運動實體之間具有確定的相對運動。從結構和運動學的角度分析，機器機構之間并無區別，都是具有確定相對運動的各種實物的組合，所以，通常將機器和機構統稱為機械。5、機械分類。答案：根據用途不同，機械可分為： (1)動力機械實現機械能與其他形式能量間的轉換。 (2)加工機械改變物料的結構形狀、性質及狀態。 (3)運輸機械改變人或物料的空間位置。 (4)信息機械獲取或處理各種信息。6、什么叫構件？答案：構件所謂構件，是指機構的基本運動單元。它可以是單一的零件，也可以是幾個零件聯接而成的運動單元。7、什么叫構件？答案：零件是組成機器的最小制造單元。8、材料的選擇基本原則。答案：合理選擇材料是機械設計中的重要環節。選擇材料首先必須保證零件在使用過程中具有良好的工作能力，同時還要考慮其加工工藝性和經濟性。9、機械零件的失效及主要失效形式答案：機械零件由于某種原因喪失正常工作能力稱為失效。對于通用的機械零件，其強度、剛度、磨損失效是主要失效形式，對于高速傳動的零件還應考慮振動問題。10、機械零件的設計準則。答案：(1)強度設計準則(2)剛度準則(3)耐磨性準則(4)振動穩定性準則(5)可靠性準則11、機械零件設計的一般步驟答案：機械零件的設計大體要經過以下幾個步驟： (1)根據零件的使用要求（功率、轉速等），選擇零件的類型及結構形式。 (2)根據機器的工作條件，分析零件的工作情況，確定作用在零件上的載荷。 (3)根據零件的工作條件（包括對零件的特殊要求，如耐高溫、耐腐蝕等），綜合考慮材料的性能、供應情況和經濟性等因素，合理選擇零件的材料。 (4)分析零件的主要失效形式，按照相應的設計準則，確定零件的基本尺寸。 (5)根據工藝性及標準化的要求，設計零件的結構及其尺寸。 (6)繪制零件工作圖，擬定技術要求。 機械機構12、什么叫平面機構？答案：若組成機構的所有構件都在同一平面或平行平面中運動，則稱該機構為平面機構。工程中常見的機構大多屬于平面機構。13、什么叫運動副？答案：機構是具有確定相對運動的多構件組合體，為了傳遞運動和動力，各構件之間必須以一定的方式連接起來，并且具有確定的相對運動。兩構件之間直接接觸并能產生一定相對運動的連接稱為運動副。兩構件之間直接接觸并能產生一定相對運動的連接稱為運動副。 14、什么叫平面運動副？答案：兩構件只能在同一平面內做相對運動的運動副稱為平面運動副。15、平面運動副的分類。答案：按兩構件間接觸性質不同，平面運動副通常可分為低副和高副。 16、低副及分類。答案：兩構件形成面與面接觸的運動副稱為低副，又分轉動副和移動副。 17、什么叫高副？答案：兩構件以點或線的形式相接觸而組成的運動副稱為高副。18、轉動副和移動副的運動特點有何區別和聯系？答案：轉動副是具有一個獨立相對轉動的運動副；移動副是沿一個方向獨立相對移動的運動副。它們都是平面低副，具有一個自由度。19、機構中的構件類型。答案：機構中的構件有三類：固定不動的構件稱為機架（或固定構件）；按給定的運動規律獨立運動的構件稱為原動件；機構中其他活動構件稱為從動件。從動件的運動規律取決于原動件的運動規律及運動副的結構和構件尺寸。20、什么叫機構運動簡圖？答案：在研究機構運動特性時，為使問題簡化，可不考慮構件和運動副的實際結構，只考慮與運動有關的構件數目、運動副類型及相對位置。用規定的線條和符號表示構件的運動副，并按一定的比例確定運動副的相對位置及與于東有關的尺寸，這種表明機構的組成和各構件間運動關系的簡單圖形稱為機構運動簡圖。 21、什么叫機構示意圖？答案：不嚴格按比例繪制的機構運動簡圖稱為機構示意圖。22、什么叫構件的自由度？ 答案：運動構件相對于參考系所具有的獨立運動的數目，稱為構件的自由度。23、什么叫構件的約束？答案：當兩構件組成運動副后，它們之間的某些相對運動受到限制，對于相對運動所加的限制稱為約束。每加上一個約束，自由構件便失去一個自由度。運動副的約束數目和約束特點取決于運動副是低副還是高副。24、什么叫平面機構的自由度？平面機構的自由度的計算。答案：設一個平面構由N個構件組成，其中必有一個構件為機架，則活動構件數為n=N-1。它們在未組成運動副之前，共有3n個自由度。用運動副連接后便引入了約束，減少了自由度。若機構中有PL個低副、PH個高副。則平面機構的自由度F的計算公式為：F=3n-2PL-PH 25、機構具有確定的相對運動的條件是什么？答案：機構的原動件數等于機構的自由度數26、什么叫復合鉸鏈？ 怎么處置。答案：兩個以上的構件在同一處以同軸線的轉動副相連，稱為復合鉸鏈。一般地，k個構件形成復合鉸鏈應具有（k-1）個轉動副，計算自由度時應注意找出復合鉸鏈。27、什么叫局部自由度？ 怎么處置。答案：機構中某些構件所產生的局部運動并不影響其他構件的運動。這些構件所產生的這種局部運動的自由度稱為局部自由度。 在計算機構自由度時，局部自由度應略去不計。28、什么叫虛約束？虛約束常出現在那些場合。答案：機構中與其他約束重復而對機構運動不起新的限制作用的約束，稱為虛約束。計算機構自由度時，應除去不計。虛約束常出現在下列場合:(1)兩構件間形成多個具有相同作用的運動副。構件在同一軸線上組成多個轉動副。計算機構自由度時應按一個轉動副計算。 兩構件組成多處接觸點公法線重合的高副同樣應只考慮一處高副，其余為虛約束。 兩構件組成多個導路平行或重合的移動副。(2)兩構件上連接點的運動軌跡互相重合。 在計算機車車輪聯動機構的自由度時應除去不計。29、什么叫連桿機構？ 答案：連桿機構是由若干構件通過低副連接而形成的機構，又稱為低副機構。30、什么叫平面連桿機構？ 答案：活動構件均在同一平面或在相互平行的平面內運動的連桿機構稱為平面連桿機構。31、平面連桿機構的特點。答案：平面連桿機構的特點是：低副中的兩運動副元素為面接觸，壓強小，易于潤滑，磨損小，壽命長；能獲得較高的運動精度；可以實現預期的運動規律和軌跡等要求。但當要求從動件精確實現特定的運動規律時，設計計算較繁雜，而且運動副中的間隙會引起運動積累誤差，故往往難以實現。有些構件所產生的慣性力難以平衡，高速時會引起較大的振動和動載荷。因此，平面連桿機構常與機器的工作部分相連，起執行和控制作用。32、平面連桿機構的類型。答案：33、什么叫鉸鏈四桿機構？ 答案：運動副都是轉動副的平面四桿機構稱為鉸鏈四桿機構。34、鉸鏈四桿機構的組成名稱。答案：鉸鏈四桿機構中，固定不動的構件為機架；與機架相聯的構件為連架桿，不與機架直接相聯的構件稱為連桿。連架桿中，能繞機架的固定鉸鏈作整周轉動的稱為曲柄，僅能在一定角度范圍內往復擺動的稱為搖桿。 35、平面四桿機構存在曲柄的條件答案：(1)連架桿和機架中必有一桿為最短桿（簡稱最短桿條件）。(2)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和（簡稱長度和條件）此條件亦稱桿長條件。36、什么叫急回特性？ 答案：當主動件等速轉動時，做往復運動的從動件在返回行程中的平均速度大于工作行程的平均速度的特性 。37、什么叫壓力角和傳動角？ 對機構傳力性能有何影響。答案：作用在從動件搖桿CD上的力F，與該力作用點C運動線速度vc 之間所夾的銳角稱為壓力角。傳動角：壓力角的余角即連桿與從動件間所夾的銳角。 壓力角越小，傳動角越大，機構的傳力效果越好。由此可見，壓力角和傳動角是反映機構傳力性能的重要標志。38、什么叫死點位置？ 答案：在曲柄搖桿機構中，若搖桿為主動件，當搖桿處于兩極限位置時，從動曲柄與連桿共線，主動搖桿通過連桿傳給從動曲柄的作用力通過曲柄的轉動中心，此時曲柄的壓力角=90，傳動角=0，因此無法推動曲柄轉動，機構的這個位置稱為死點位置。39、加大四桿機構原動件上的驅動力，能否是該機構越過死點位置？為什么？答案：不能。根據機構死點的概念，因此時傳動角為0，驅動力有效分力為0，機構無法運動。加大驅動力后，傳動角仍為0，驅動力有效分力仍為0。40、機構的“死點”位置在什么情況下需要克服？在什么情況下應當利用？答案：運動時克服，固定夾緊時利用。41、在什么情況下凸輪機構的從動桿才能得到運動的停歇？答案：向徑、高度無變化42、簡述帶傳動的優點？答案：適于中心矩較大的場合；帶具有良好的擾性，可緩和沖擊、吸收振動；過載時帶與帶輪間會出現打滑，打滑雖使傳動失效，當可防止損壞其他零件；結構簡單、成本低廉；43、何謂帶傳動的彈性滑動和打滑？二者的性質有何不同？答案：傳動帶是彈性體，受到拉力后會產生彈性伸長，伸長量隨拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞過主動輪進入松邊時，帶的拉力由F1減小為F2,其彈性伸長量也由1減小為2，帶在緊邊和松邊時彈性伸長量不同,因此必然在包角范圍內產生收縮或伸長,與帶輪表面產生相對滑動。這說明帶在繞過帶輪的過程中，相對于輪面向后收縮了（1-2），帶與帶輪輪面間出現局部相對滑動，導致帶的速度逐步小于主動輪的圓周速度，這種由于帶的彈性變形而產生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是一種全面的相對滑動，是可以避免的。而彈性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發生彈性滑動，彈性滑動是帶傳動固有特性，所以彈性滑動是不可以避免的。44、在機械傳動系統中，為什么經常將帶傳動布置在高速級？帶傳動正常運行的條件是什么？答案：因為帶傳動具有緩沖吸振，傳動平穩，噪聲小的特點。正常運行的條件是帶和帶輪間不發生打滑，帶在一定限度內不發生疲勞損壞。45、帶速越高，帶的離心力越大，不利于傳動，但在多級傳動中，常將帶傳動放在高速級，這是為什么？答案：帶傳動放在高速級可使傳動緊湊，同時有過載保護作用。46、帶傳動中的彈性滑動和打滑有什么不同？可以避免嗎？傳動比不準確的原因是什么？可以解決嗎？答案：彈性滑動是帶傳動不可避免的物理現象，由彈性帶引起的。打滑是由于過載引起的，可以避免。傳動比不準確的原因是由于帶有彈性滑動，如改變帶的材質可以解決。47、帶傳動張緊的目的？常用的張緊形式有哪幾種？答案：（1）v帶工作一段時間后，就會由于塑性變形而松弛，有效拉力降低，為了保證帶傳動的正常工作，應定期張緊。（2）滑道式定期張緊、擺架式定期張緊、利用自身重量的自動張緊、調位式內張緊輪張緊等。48、一對漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合條件是什么？答案：兩齒輪的模數與壓力角分別相等，且均為標準值。49、什么叫標準齒輪？答案：壓力角200模數為標準值，分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪50、試述齒廓嚙合基本定律。答案：所謂齒廓嚙合基本定律是指：作平面嚙合的一對齒廓，它們的瞬時接觸點的公法線，必于兩齒輪的連心線交于相應的節點C，該節點將齒輪的連心線所分的兩個線段的與齒輪的角速成反比。51、為什么要限制齒輪的最少齒數？答案：范成法加工齒輪齒數低于17發生根切52、兩軸相互平行的情況下采用什么類型的齒輪傳動，并敘述其優點。答案：直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪（傳動平穩、承載大）53、一對標準直齒輪，安裝中心距比標準值略大，試定性說明以下參數變化情況：（1）齒側間隙；（2）節圓直徑；（3）嚙合角；（4）頂隙。答案：（1）齒側間隙增加；（2）節圓直徑變大；（3）嚙合角變大；（4）頂隙變大54、分度圓上壓力角的變化，對齒廓的形狀有無影響？答案：有影響55、齒輪的失效形式主要有那幾種?答案：輪齒折斷、齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合以及塑性變形等。56、簡述螺紋聯接的基本類型主要有哪四種？答案：螺栓聯接、螺釘聯接、雙頭螺柱聯接、緊定螺釘聯接。57、提高螺栓聯接強度的措施有哪些？答案：降低螺栓總拉伸載荷的變化范圍；改善螺紋牙間的載荷分布；減小應力集中；避免或減小附加應力。58、螺紋聯接的基本類型有哪些？各有什么特點及各用于什么場合？答案：螺紋聯接的基本類型有螺栓聯接，雙頭螺柱聯接，螺釘聯接和緊定螺釘聯接。 螺栓聯接又分為普通螺栓聯接和鉸制孔用螺栓聯接兩種，普通螺栓聯接結構特點是被聯接件上的通孔和螺栓桿間留有間隙，故孔的加工精度要求低，結構簡單，裝拆方便，適用于被聯接件不太厚和兩邊都有足夠裝配空間的場合。鉸制孔用螺栓聯接的孔和螺栓桿多采用基孔制過渡配合，故孔的加工精度要求高，適用于利用螺桿承受橫向載荷或需精確固定被聯接件相對位置的場合。雙頭螺柱聯接，是將雙頭螺柱的一端旋緊在一被聯接件的螺紋孔中，另一 端則穿過另一被聯接件的孔，再放上墊圈，擰上螺母。雙頭螺柱聯接適用于被聯接零件之一太厚，不便制成通孔，或材料比較軟且需經常拆裝的場合。螺釘聯接是將螺釘穿過一被聯接件的孔，并旋人另一被聯接件的螺紋孔中。螺釘聯接適用于被聯接零件之一太厚而又不需經常拆裝的場合。緊定螺釘聯接是利用擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住另一零件的表面或頂入該零件的凹坑中，以固定兩零件的相互位置，并可傳遞不大的載荷。59、螺紋聯接為什么要防松？ 答案：聯接螺紋都能滿足自鎖條件，且螺母和螺栓頭部支承面處的摩擦也能起防松作用，故在靜載荷下，螺紋聯接不會自動松脫