機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)零件結(jié)構(gòu)練習(xí)題

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)零件結(jié)構(gòu)練習(xí)題姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細(xì)閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、填空題1.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中，用于連接軸與軸承的零件稱為軸套。

2.常見的滑動軸承有徑向滑動軸承和推力滑動軸承兩種類型。

3.螺紋緊固件的公稱直徑指的是螺紋的最大直徑。

4.鍵連接按用途分為傳遞扭矩的鍵連接、傳遞運(yùn)動和扭矩的鍵連接和導(dǎo)向鍵連接三種。

5.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，用來傳遞和分配運(yùn)動和動力的構(gòu)件稱為傳動裝置。

6.常用的齒輪有直齒輪、斜齒輪、人字齒輪和圓錐齒輪等類型。

7.摩擦聯(lián)軸器主要用于過載保護(hù)和補(bǔ)償兩軸相對位移的聯(lián)接。

8.在機(jī)械設(shè)計(jì)中，用以傳遞動力和運(yùn)動的零件稱為傳動零件。

答案及解題思路：

答案：

1.軸套

2.徑向滑動軸承，推力滑動軸承

3.螺紋的最大直徑

4.傳遞扭矩的鍵連接，傳遞運(yùn)動和扭矩的鍵連接，導(dǎo)向鍵連接

5.傳動裝置

6.直齒輪，斜齒輪，人字齒輪，圓錐齒輪

7.過載保護(hù)，補(bǔ)償兩軸相對位移

8.傳動零件

解題思路：

1.軸套作為軸與軸承之間的連接件，其作用是支撐軸承并提供軸向定位。

2.滑動軸承根據(jù)其工作面的方向不同，分為徑向滑動軸承和推力滑動軸承。

3.螺紋緊固件的公稱直徑指的是螺紋的最大尺寸，是設(shè)計(jì)時(shí)的重要參數(shù)。

4.鍵連接根據(jù)其用途不同，可以分為三種類型，分別用于傳遞扭矩、運(yùn)動和扭矩以及導(dǎo)向。

5.傳動裝置是機(jī)械設(shè)計(jì)中傳遞和分配運(yùn)動和動力的關(guān)鍵構(gòu)件。

6.齒輪是常見的傳動零件，根據(jù)其齒形和安裝方式的不同，有直齒輪、斜齒輪、人字齒輪和圓錐齒輪等類型。

7.摩擦聯(lián)軸器通過摩擦作用實(shí)現(xiàn)兩軸的連接，主要用于過載保護(hù)和補(bǔ)償兩軸的相對位移。

8.傳動零件是機(jī)械設(shè)計(jì)中用于傳遞動力和運(yùn)動的零件，包括齒輪、帶輪、鏈輪等。二、選擇題1.軸承按其承受載荷的方向分為______。

A.向心軸承；

B.推力軸承；

C.混合軸承

2.常用的滑動軸承潤滑方式有______。

A.潤滑脂潤滑；

B.油浴潤滑；

C.噴油潤滑；

D.粉末潤滑

3.螺紋緊固件的公稱長度指的是______。

A.實(shí)際長度；

B.有效長度；

C.全長；

D.間隙長度

4.按照作用原理，鍵連接可分為______。

A.平鍵連接；

B.半圓鍵連接；

C.凸鍵連接；

D.鍵與軸肩連接

5.下列哪個(gè)是齒輪傳動的主要優(yōu)點(diǎn)______。

A.傳動效率高；

B.傳動比范圍廣；

C.結(jié)構(gòu)簡單；

D.可靠性高

6.摩擦聯(lián)軸器主要用于______和______的聯(lián)接。

A.同軸；

B.異軸；

C.軸與軸肩；

D.軸與軸承

7.下列哪個(gè)是機(jī)械設(shè)計(jì)中傳遞動力和運(yùn)動的零件______。

A.軸；

B.輪；

C.軸承；

D.聯(lián)軸器

答案及解題思路：

1.答案：A、B、C

解題思路：軸承按承受載荷方向分類，向心軸承主要承受徑向載荷，推力軸承主要承受軸向載荷，混合軸承則同時(shí)承受徑向和軸向載荷。

2.答案：A、B、C、D

解題思路：滑動軸承潤滑方式包括潤滑脂潤滑、油浴潤滑、噴油潤滑和粉末潤滑，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景和需求選擇合適的潤滑方式。

3.答案：B

解題思路：螺紋緊固件的公稱長度指的是實(shí)際使用中，緊固件所發(fā)揮有效作用的部分長度，即有效長度。

4.答案：A、B、C

解題思路：鍵連接按作用原理分類，包括平鍵連接、半圓鍵連接和凸鍵連接。鍵與軸肩連接屬于其他類型的連接方式。

5.答案：B

解題思路：齒輪傳動的主要優(yōu)點(diǎn)包括傳動比范圍廣、傳遞功率大、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊等。傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高雖然也是齒輪傳動的特點(diǎn)，但不是其主要優(yōu)點(diǎn)。

6.答案：A、B

解題思路：摩擦聯(lián)軸器主要用于同軸和異軸的聯(lián)接。同軸聯(lián)接是指兩軸在同一軸線上，異軸聯(lián)接是指兩軸不在同一軸線上。

7.答案：A

解題思路：軸是機(jī)械設(shè)計(jì)中傳遞動力和運(yùn)動的零件，承擔(dān)著傳遞扭矩、支撐零件和導(dǎo)向等作用。輪、軸承、聯(lián)軸器雖然在機(jī)械設(shè)計(jì)中扮演重要角色，但不是主要傳遞動力和運(yùn)動的零件。三、判斷題1.滑動軸承按其潤滑方式可分為干摩擦滑動軸承和液體摩擦滑動軸承。（）

答案：√

解題思路：滑動軸承的潤滑方式確實(shí)是根據(jù)潤滑介質(zhì)的不同來分類的，分為干摩擦和液體摩擦兩種。干摩擦滑動軸承通常在無潤滑條件下工作，而液體摩擦滑動軸承則使用油或脂作為潤滑介質(zhì)。

2.螺紋緊固件的公稱直徑指的是螺紋的最大直徑。（）

答案：×

解題思路：螺紋緊固件的公稱直徑實(shí)際上是指螺紋的直徑，而不是最大直徑。公稱直徑是指標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸，用以表示該螺紋緊固件的大小。

3.鍵連接按用途分為平鍵連接、半圓鍵連接和凸鍵連接。（）

答案：×

解題思路：鍵連接按用途通常分為平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和凸鍵連接等。凸鍵連接并不是一個(gè)常見的分類，因此這個(gè)說法是錯誤的。

4.齒輪傳動比范圍廣，傳動效率高。（）

答案：√

解題思路：齒輪傳動確實(shí)具有傳動比范圍廣和傳動效率高的特點(diǎn)。通過不同齒數(shù)的齒輪組合，可以實(shí)現(xiàn)很大的傳動比，且在良好的潤滑條件下，齒輪傳動的效率可以非常高。

5.摩擦聯(lián)軸器主要用于同軸聯(lián)接。（）

答案：×

解題思路：摩擦聯(lián)軸器主要用于補(bǔ)償兩軸之間的相對位移，它可以連接不同軸線的軸。雖然同軸聯(lián)接是摩擦聯(lián)軸器的一種應(yīng)用，但它并不是主要用于同軸聯(lián)接的。四、簡答題1.簡述軸的分類及其特點(diǎn)。

軸的分類包括傳動軸、軸套軸、曲軸和心軸等。

傳動軸用于傳遞扭矩，特點(diǎn)包括高轉(zhuǎn)速、大扭矩和較好的抗扭強(qiáng)度。

軸套軸用于支撐轉(zhuǎn)動部件，特點(diǎn)包括承受徑向載荷、軸向載荷和磨損。

曲軸用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動，特點(diǎn)包括高強(qiáng)度、耐磨性和良好的動力學(xué)特性。

心軸主要用于支撐旋轉(zhuǎn)部件，特點(diǎn)包括輕便、結(jié)構(gòu)簡單和良好的支撐功能。

2.簡述軸承的作用和分類。

軸承的作用是支撐軸旋轉(zhuǎn)，減少摩擦和磨損，傳遞扭矩和承受載荷。

軸承的分類包括滑動軸承和滾動軸承。

滑動軸承包括滑動套軸承、滑動球軸承和滑動針軸承等，特點(diǎn)為磨損小、潤滑方便、精度高。

滾動軸承包括滾珠軸承、滾柱軸承和滾針軸承等，特點(diǎn)為摩擦系數(shù)小、載荷承載能力強(qiáng)、使用壽命長。

3.簡述鍵連接的類型及其應(yīng)用。

鍵連接的類型包括平鍵連接、斜鍵連接和花鍵連接等。

平鍵連接適用于軸向載荷傳遞，如軸與齒輪、軸與軸套的連接。

斜鍵連接適用于軸向載荷和扭矩傳遞，如軸與軸套、軸與軸承的連接。

花鍵連接適用于大扭矩傳遞，如齒輪與軸的連接。

4.簡述齒輪傳動的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：齒輪傳動具有傳動精度高、傳動平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn)：齒輪制造復(fù)雜、成本較高，且齒輪嚙合時(shí)存在噪聲。

5.簡述摩擦聯(lián)軸器的工作原理及其應(yīng)用。

摩擦聯(lián)軸器的工作原理是利用兩個(gè)軸之間的摩擦力傳遞扭矩。

應(yīng)用：摩擦聯(lián)軸器適用于扭矩波動大、轉(zhuǎn)速變化范圍大的場合，如電機(jī)與傳動軸的連接。

答案及解題思路：

1.軸的分類及其特點(diǎn)：根據(jù)軸的功能和承受載荷的不同，將其分為傳動軸、軸套軸、曲軸和心軸等。傳動軸具有高轉(zhuǎn)速、大扭矩和較好的抗扭強(qiáng)度；軸套軸承受徑向和軸向載荷，耐磨性好；曲軸將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動，高強(qiáng)度、耐磨性良好；心軸用于支撐旋轉(zhuǎn)部件，輕便、結(jié)構(gòu)簡單。

2.軸承的作用和分類：軸承主要用于支撐軸旋轉(zhuǎn)，減少摩擦和磨損，傳遞扭矩和承受載荷。軸承分類包括滑動軸承和滾動軸承?；瑒虞S承具有磨損小、潤滑方便、精度高等特點(diǎn)；滾動軸承具有摩擦系數(shù)小、載荷承載能力強(qiáng)、使用壽命長等特點(diǎn)。

3.鍵連接的類型及其應(yīng)用：鍵連接的類型包括平鍵連接、斜鍵連接和花鍵連接等。平鍵連接適用于軸向載荷傳遞；斜鍵連接適用于軸向載荷和扭矩傳遞；花鍵連接適用于大扭矩傳遞。

4.齒輪傳動的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：齒輪傳動具有傳動精度高、傳動平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是齒輪制造復(fù)雜、成本較高，且齒輪嚙合時(shí)存在噪聲。

5.摩擦聯(lián)軸器的工作原理及其應(yīng)用：摩擦聯(lián)軸器的工作原理是利用兩個(gè)軸之間的摩擦力傳遞扭矩。適用于扭矩波動大、轉(zhuǎn)速變化范圍大的場合，如電機(jī)與傳動軸的連接。五、計(jì)算題1.已知某軸直徑為50mm，轉(zhuǎn)速為3000r/min，求該軸的角速度和線速度。

a)角速度\(\omega\)的計(jì)算：

\[\omega=\frac{2\pin}{60}\]

其中\(zhòng)(n\)為轉(zhuǎn)速（r/min），代入數(shù)值：

\[\omega=\frac{2\pi\times3000}{60}=100\pi\text{rad/s}\]

b)線速度\(v\)的計(jì)算：

\[v=\omega\timesr\]

其中\(zhòng)(r\)為半徑，代入數(shù)值：

\[r=\frac{50}{2}=25\text{mm}=0.025\text{m}\]

\[v=100\pi\times0.025=2.5\pi\text{m/s}\]

2.一根直徑為40mm的軸，在轉(zhuǎn)速為1000r/min的情況下，求該軸的最大扭矩。

a)計(jì)算扭矩\(T\)：

\[T=\frac{P}{\omega}\]

其中\(zhòng)(P\)為功率，通常功率與扭矩成正比，所以：

\[T=\frac{9.55\times1000}{\omega}\]

由第一題已知角速度\(\omega\)為\(100\pi\text{rad/s}\)，代入計(jì)算：

\[T=\frac{9.55\times1000}{100\pi}=\frac{955}{\pi}\text{N·m}\]

3.一根直徑為60mm的軸，在扭矩為200N·m的作用下，求該軸的應(yīng)力。

a)計(jì)算應(yīng)力\(\sigma\)：

\[\sigma=\frac{T}{W_p}\]

其中\(zhòng)(W_p\)為抗扭截面模量，對于圓形截面：

\[W_p=\frac{\pid^3}{16}\]

代入直徑\(d=60\text{mm}=0.06\text{m}\)和扭矩\(T=200\text{N·m}\)：

\[W_p=\frac{\pi\times(0.06)^3}{16}=0.000566\text{m}^3\]

\[\sigma=\frac{200}{0.000566}=354,432.1\text{Pa}\]

4.一根直徑為50mm的軸，在扭矩為100N·m的作用下，求該軸的彎矩。

a)由于沒有給出具體載荷和支承情況，彎矩的計(jì)算通常需要知道更多幾何和載荷信息。在沒有更多信息的情況下，我們不能直接計(jì)算彎矩。

5.一根直徑為40mm的軸，在扭矩為300N·m的作用下，求該軸的剪切應(yīng)力。

a)計(jì)算剪切應(yīng)力\(\tau\)：

\[\tau=\frac{T}{2J}\]

其中\(zhòng)(J\)為極慣性矩，對于圓形截面：

\[J=\frac{\pid^4}{32}\]

代入直徑\(d=40\text{mm}=0.04\text{m}\)和扭矩\(T=300\text{N·m}\)：

\[J=\frac{\pi\times(0.04)^4}{32}=3.14\times10^{8}\text{m}^4\]

\[\tau=\frac{300}{2\times3.14\times10^{8}}=482,912.2\text{Pa}\]

答案及解題思路：

1.角速度\(\omega=100\pi\text{rad/s}\)，線速度\(v=2.5\pi\text{m/s}\)。

2.最大扭矩\(T=\frac{955}{\pi}\text{N·m}\)。

3.應(yīng)力\(\sigma=354,432.1\text{Pa}\)。

4.由于信息不足，無法計(jì)算彎矩。

5.剪切應(yīng)力\(\tau=482,912.2\text{Pa}\)。

解題思路：以上計(jì)算基于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中軸的應(yīng)力計(jì)算和運(yùn)動學(xué)公式。計(jì)算時(shí)注意單位的轉(zhuǎn)換，并正確應(yīng)用公式。六、問答題1.簡述軸與軸承的配合關(guān)系。

軸與軸承的配合關(guān)系是指軸和軸承內(nèi)圈之間的連接方式，這種配合關(guān)系對軸承的安裝、固定以及軸的旋轉(zhuǎn)精度有重要影響。一般分為過盈配合、過渡配合和間隙配合三種：

過盈配合：軸徑略大于軸承內(nèi)徑，通過加熱或壓力使軸承安裝到軸上，這種配合適用于高速旋轉(zhuǎn)或承受較大載荷的場合。

過渡配合：軸徑與軸承內(nèi)徑的尺寸基本一致，適用于一般載荷和轉(zhuǎn)速的場合。

間隙配合：軸徑略小于軸承內(nèi)徑，適用于轉(zhuǎn)速較高、振動較大的場合，便于軸承散熱和減少磨損。

2.簡述螺紋緊固件的緊固方法。

螺紋緊固件是機(jī)械結(jié)構(gòu)中常用的連接件，其緊固方法包括：

手動緊固：使用扳手、螺絲刀等工具手動旋緊。

電動緊固：使用電動扳手、電動螺絲刀等電動工具進(jìn)行緊固。

氣動緊固：使用氣動扳手、氣動螺絲刀等氣動工具進(jìn)行緊固。

精密緊固：使用扭矩扳手等工具，根據(jù)預(yù)緊力矩進(jìn)行精確緊固。

3.簡述齒輪傳動的誤差和測量方法。

齒輪傳動的誤差主要包括制造誤差、安裝誤差和運(yùn)行誤差。測量方法包括：

外徑千分尺：測量齒輪的齒厚和齒距。

內(nèi)徑千分尺：測量齒輪孔徑。

齒厚儀：測量齒輪齒厚。

齒距儀：測量齒輪齒距。

4.簡述摩擦聯(lián)軸器的特點(diǎn)和應(yīng)用。

摩擦聯(lián)軸器是一種利用摩擦力傳遞扭矩的聯(lián)軸器，其特點(diǎn)和應(yīng)用包括：

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能夠補(bǔ)償兩軸的軸向、徑向和角向位移，傳遞扭矩范圍廣。

應(yīng)用：適用于高速、中速和低速傳動，廣泛應(yīng)用于電機(jī)與工作機(jī)的連接，以及振動較大、載荷變化較大的場合。

5.簡述機(jī)械設(shè)計(jì)中軸與軸承的選擇原則。

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，軸與軸承的選擇應(yīng)遵循以下原則：

根據(jù)工作條件選擇合適的材料，保證軸和軸承的強(qiáng)度和剛度。

根據(jù)轉(zhuǎn)速選擇合適的軸承類型，如滾動軸承或滑動軸承。

根據(jù)載荷大小選擇合適的軸承尺寸，保證軸承的承載能力。

考慮到安裝、拆卸和維護(hù)的方便性，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。

答案及解題思路：

1.答案：軸與軸承的配合關(guān)系有三種，即過盈配合、過渡配合和間隙配合，分別適用于不同的工作條件。

解題思路：根據(jù)軸和軸承的工作條件，確定所需的配合類型，從而選擇合適的配合方式。

2.答案：螺紋緊固件的緊固方法包括手動、電動、氣動和精密緊固。

解題思路：根據(jù)實(shí)際需要，選擇合適的緊固工具和方法，保證緊固件牢固可靠。

3.答案：齒輪傳動的誤差有制造誤差、安裝誤差和運(yùn)行誤差，測量方法包括外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺、齒厚儀和齒距儀。

解題思路：了解齒輪誤差的種類，選擇合適的測量工具，保證齒輪精度。

4.答案：摩擦聯(lián)軸器的特點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、能補(bǔ)償軸向、徑向和角向位移，適用于高速、中速和低速傳動。

解題思路：分析摩擦聯(lián)軸器的特點(diǎn)，確定其適用的場合。

5.答案：軸與軸承的選擇原則包括材料、類型、尺寸和結(jié)構(gòu)形式的選擇。

解題思路：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)要求，綜合考慮軸和軸承的工作條件，選擇合適的軸和軸承。七、綜合應(yīng)用題1.設(shè)計(jì)一個(gè)減速器

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)減速器，輸入軸轉(zhuǎn)速為1500r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速為300r/min，傳動比為5，求減速器的齒輪參數(shù)。

解題思路：

根據(jù)傳動比計(jì)算輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速關(guān)系。

使用齒輪的基本公式計(jì)算齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等參數(shù)。

考慮齒輪的強(qiáng)度和精度要求，選擇合適的齒輪材料。

答案：

齒輪模數(shù)：m

齒數(shù)：z1和z2（其中z1/z2=