机械设计基础课程习题 - 图文

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《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,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,

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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,如有复合铰链、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)。

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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 举例说明铰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: ⑴ 该铰链四杆机构的类型; ⑵ 该机构的行程速比系数K。

4-6 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。

4-7 如图所示,已知铰链四杆机构各杆长度,试问: ⑴ 是铰链四杆机构中的哪种基本机构;

⑵ 若AB是原动件,在图中画出此机构最小传动角出现的位置;

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⑶ 若以AB为原动件,该机构有无急回特性,为什么?

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?

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α max = 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。

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ABCD。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 = 45°。

4-12 已知某操纵装置采用图示铰链四杆机构,要求两连架杆的对应位置为υ1=45°,ψ1=50°;υ2 =80°,

ψ2 =70°;υ3= 120°,ψ3=110°。试用解析法确定各杆的长度。

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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段为凸轮推程廓线,试在图上标出推程运动角δt 。

5-3 已知从动件升程h = 30 mm,δ t =150o,δ s = 30o,δ h =120o,δ s′ = 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s 2-t、v 2-t和a 2-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ω1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。

5-5 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廓上各点的坐标值(每隔10o计算一点),推程压力角的最大值α 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l OA = 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ω1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转到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ω1逆时针方向回转,凸轮的基圆半径r 0 = 40 mm,从动件升程h =20 mm,

δ t = 120o,δ s = 30o,δ h = 120o,δ s′ = 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α,并在图上标注出来。

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17-5 图示回转件上存在空间分布的不平衡质量。已知m A =0.5 kg,mB=1 kg,r A= r B =10 mm,转速n =3000 r/min。求

⑴ 左右支承反力的大小和方向;

⑵ 若在A面上加一平衡质径积m b r b 进行静平衡,其大小和方向为何? ⑶ 静平衡后左右支承反力的大小和方向; ⑷ 静平衡后支承反力是增大还是减小?

17-6 图示为一质量m=2 kg的盘形回转件,其质心在平面Ⅲ内且偏离回转轴e。在静平衡时由于条件限制,只能在平面Ⅰ、Ⅱ内两个相互垂直的方向上加平衡质量。已知m A = m B = 0.02 kg,rA=200 mm,rB =150 mm。其他尺寸如图(单位为mm),求回转件质心的偏移量e及其位置。静平衡后是否还要动平衡?

17-7 在电动机驱动的剪床中,已知作用在剪床主轴上的阻抗力矩M r的变化规律如图所示,设驱动力矩M d等于常数,剪床主轴转速为n = 60 r/min,机械运转速度不均匀系数δ = 0.15。试求

⑴ 驱动力矩M d;

⑵ 安装在主轴上的飞轮的转动惯量J。

17-8 某机组主轴上作用的驱动力矩M d为常数,它在一个运动循环中阻抗力矩M r的变化规律如图所示。现给定ω m=25 rad/s,δ = 0.04,采用平均直径D m = 0.5 m带轮辐的飞轮,试确定飞轮的转动惯量和质量。

17-9 某机组由发动机供给的驱动力矩Md?1000 N?m(即发动机输出力矩与瞬时角速度成反比)

ω 16

阻抗力矩Mr的变化如图所示,t 1= 0.1 s,t 2= 0.9 s,若忽略其它构件的转动惯量,求在ω max =134 rad/s,ω min =116 rad/s状态下飞轮的转动惯量。

第18章 弹 簧

18-1 试述常用弹簧的类型、功用和特点。

18-2 选择弹簧材料时要考虑哪些因素?弹簧的制造工艺及方法有哪些? 18-3 弹簧的特性曲线表示弹簧的哪些性能?试画出拉伸弹簧的特性曲线。 18-4 弹簧强度计算的目的是什么?计算时为什么要引入曲度系数?

18-5 弹簧刚度计算的目的是什么?影响刚度的因素有哪些?采取什么措施可改变其刚度?

18-6 已知某圆柱螺旋压缩弹簧的簧丝直径d = 6 mm,中径D2=33 mm,工作圈数n =10圈,当受静载荷900 N时,试求:

⑴ 弹簧丝中产生的应力τ; ⑵ 应选用哪一种碳素弹簧钢?

⑶ 在所选定的弹簧材料下,该弹簧的变形量。

18-7 试设计一受静载荷的圆柱螺旋压缩弹簧的主要参数和尺寸。已知:弹簧受载荷F1?180N时,其高度H1?90mm,当F2?1200N时,H2?50mm,该弹簧套在直径为30 mm的芯棒上工作。现有材料为碳素弹簧钢丝,要求弹簧的尺寸尽可能小。

18-8 试设计一圆柱螺旋压缩弹簧。已知安装初始载荷F1?1500N,最大工作载荷F2?3200N,工作行程h =100 mm,弹簧中径D2=150 mm,材料为60Si2Mn,Ⅱ类弹簧,支承端并紧磨平。

18-9 一圆柱螺旋拉伸弹簧用于高压开关中,已知最大工作载荷F2?2070N,最小工作载荷F1?615N,弹簧丝直径d?10mm,外径D?90mm,有效圈数n?20,弹簧材料为60Si2Mn,Ⅱ类弹簧。⑴ 在F2作用时弹簧是否会断?求该弹簧能承受的极限载荷Flim;⑵ 求弹簧的

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工作行程。

(全部完)

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/robx.html

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