《机械设计基础（第五版）杨可桢》试题库及答案

一、填空（每空1分）

T-1-1-01-2-3、构件是机器的 运动 单元体；零件是机器的 制造 单元体；部件是机器的 装配 单元体。

T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为 低副 和 高副 ，低副又可分为 转动副 和 移动副 。

T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为 低副和 高副 。

T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为 2 。

T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目 等于 主动件数目。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的 工作情况和 受力情况 。 T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 高副 。 T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构 无 死点位置，而当摇杆为原动件时，机构 有 死点位置。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆 共线 位置。

T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为： 急回特性 。

T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为 相等 。

T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由 机架、凸轮、从动件 三个基本构件组成的。

T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的 齿根_推动从动齿轮的 齿顶 ，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮 齿顶圆 与啮合线的交点；当主动齿轮的 齿顶 推动从动齿轮的 齿根 ，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮 齿顶圆 与啮合线的交点。

T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为 模数 和 压力角 分别相等。 T-7-2-20-2-2、渐开线齿形常用的加工方法有 仿形法 和 范成法 两类。

T-7-2-21-2-2、在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是σH1 = σH2。 T-7-10-22-2-2、斜齿圆柱齿轮的重合度 大于 直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动平稳，承载能力 高 ，可用于高速重载的场合。

T-10-1-27-2-2、轮系运动时，所有齿轮几何轴线都固定不动的，称定轴轮系轮系，至少有一个齿轮几何轴线不固定的，称 周转星轮 系。 二、判断题(正确的打√，错误的打×)（每题2分）

P-1-1-01-2-2、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（×）

P-3-2-02-2-2、铰链四杆机构中，传动角γ越大，机构传力性能越高。（√ ） P-3-2-03-2-2、极位夹角是曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角。 (×) P-3-2-04-2-2、机构处于死点位置时，其传动角等于90°。 (×)

P-4-2-05-2-2、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。(×)

P-4-2-06-2-2、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（√） P-6-3-07-2-2、带传动的弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。 (√ )

P-7-1-09-2-2、基圆以内无渐开线。(√)

P-7-9-20-2-2、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。（×）

P-9-1-23-2-2、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（×） 三、选择题 (将正确答案的序号填在括号中)（每题2分） A-1-1-01-3-2、在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为(A)

A.零件 B.机构 C.构件 D.部件

1

A-2-2-02-3-2、平面运动副所提供的约束为（C） A.1 B.2 C.1或2 D.3 A-2-2-03-3-2、若两构件组成低副，则其接触形式为（A）

A.面接触

B.点或线接触

C.点或面接触

D.线或面接触

A-2-4-04-3-2、机构具有确定相对运动的条件是(A)

A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目 C.机构的自由度数目小于主动件数目 D.机构的自由度数目大于等于主动件数目

A-3-2-05-3-2、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取(B)

A.最短杆 B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆

A-4-2-06-3-2、在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动(A) A.将产生刚性冲击 B.将产生柔性冲击 C.没有冲击 D.既有刚性冲击又有柔性冲击 A-7-2-10-3-2、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于(D)

A.分度圆 B.齿顶圆 C.齿根圆 D.基圆

A-7-10-15-3-2、一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的(A)均为标准值。 A.法面模数、分度圆上的法面压力角 B.端面模数、分度圆上的端面压力角 C.端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角 D.法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角

四、问答题(每题5分)

W-4-2-01-2-5、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。

答：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律（余弦加速度运动规律）；等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合。 W-7-1-01-2-5、简述齿廓啮合基本定律。

不论齿廓在任何位置接触，过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点，才能保证传动比恒定不变。

五、计算题

J-2-5-01-4-10、说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？（10分）

解：机构具有确定相对运动的条件是：

机构的自由度数等于机构中（接受外界给定运动规律的） 原动件的个数。 n=3，PL=3，PH＝2

机构自由度 F＝3n－2PL－PH＝1 ， 因为W＝1＝F，所以机构的运动确定。

J-2-5-02-4-15、说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？（15分）

2

解答:机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数 等于机构中(接受外界给定运动规律的)原动件的个数。 机构中，n=7，PL=9，PH=1 F＝3n－2PL－PH=2＝W>0， 所以机构运动确定。

C、G处复合铰链，E处虚约束，F处局部自由度

J-2-5-03-4-15、计算图示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束请明确指出。（15分）

解答: C处为复合铰链,则 n=5, PL=7, PH=0

F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1

J-2-5-04-4-15、计算图示机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度和虚约束请明确指出。（15分）

解答: F处为复合铰链,H(或I ) 处为虚约束,则

n=6, PL=8, PH=1

F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1

J-3-2-05-3-10、图示四杆机构中，已知a=62mm,b=152mm,c=122mm,d=102mm。取不同构件为机架，可得到什么类型的铰链四杆机构？ （15分） 解：因为最短构件与最长构件长度之和小于 等于另外两构件的长度之和，满足构件的长度 和条件，所以取AB为机架，得双曲柄机构； 取BC或AD为机架，得曲柄摇杆机构； 取CD为机架，得双摇杆机构；

J-3-2-06-3-10、已知图示机构中，LAB=82mm，LBC=50mm，

LCD=96mm，LAD=120mm问：

（1）此机构中，当取构件AD为机架时，是否存在曲柄？如果存在，指出是哪一构件？（必须根据计算结果说明理由）

（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？（10分）

3

解答：因为LBC+ LAD=50+120=170 mm

LBC +LCD=82+96=178 mm

所以LBC+ LAD< LBC +LCD符合曲柄存在的杆长之和条件.

1) 当取AD为机架时, 不存在曲柄, 得到双摇杆机

构;

2) 当分别取AB或CD为机架时,均得到曲柄摇杆机

构;

当取BC为机架时, 得到双曲柄杆机构.

J-3-2-07-3-10、如图所示铰链四杆机构，已知各构件的长度LAB=50mm, LBC=110mm, LCD=80mm, LAD=100mm。

（1）该机构是否有曲柄？如有，请指出是哪个构件（必须根据计算结果说明理由）； （2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？（10分） 解答：因为LAB+LBC=50+110=160mm

LAB+LBC=80+100=180mm

所以LAB+LBC< LAB+LBC符合曲柄存在的杆长之和条件.

1)当取AD为机架时, 得到曲柄摇杆机构;

2)当取AB为机架时,得到双曲柄杆机构; 当取BC为机架时;得到曲柄摇杆机构;

当取CD为机架时;得到双摇杆机构.

J-7-3-08-3-10、已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=200mm，齿数Z1=20，Z2=80，齿顶高系数ha* =1，压力角=20° 。试求这对齿轮的模数m，传动比i12，节圆直径及啮合角。

z280mi???412?z1?z2?a?2a2*200z1202解： m? ??4

(z1?z2)20?80

节圆直径=分度圆直径

d 1=mz1=4×20=80mm d 2=mz2=4×80=320mm mm

啮合角?压力角?20

J-7-3-09-4-15、某标准直齿圆柱齿轮，已知齿距p=12.56mm，齿数z=20，正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、、齿根圆直径df、基圆直径db、、齿高h及齿厚s。(cos20o≈0.94) 解答：

p＝12.56 mm，m=4 mm; 分度圆直径d=m·z=4×20=80 mm;

基圆直径db=d ·cos20o=75.2 mm; 齿顶圆直径da=m·(Z+2ha*)=88 mm; 齿根圆直径df= m·(Z－2ha*－2c*)=70 mm; 齿高h= m ·(2ha*+c*) =9 mm; 齿厚s=6.28mm

J-7-3-10-3-10、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮齿数Z1=18。试确定大齿轮的齿数Z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径。

?解:由 i12=

Z2Z1=3 ,得Z2=3*18=54,

4