非机械专业《机械设计基础》试题及答案(精选8篇)
非机械专业《机械设计基础》试题及答案 第1篇
一、填空题
1两构件通过 点 或 线 接触组成的运动副称为高副。机构要能够动,其自由度必须 大于零。
2满足曲柄存在条件的铰链四杆机构,取与最短杆相邻的杆为机架时,为 曲柄摇杆机构 机构,取最短杆为机架时,为 双曲柄 机构。
3在凸轮机构中,当从动件的运动规律为 等速(简谐)(正弦加速度运动)运动时,将出现刚性(柔性)(无)冲击。
4V带传动的主要失效形式是 打滑 和 发生疲劳损坏。
5直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取 节点 处的接触应力为计算依据,其载荷由 一 对齿轮承担。
6斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数的关系为 mn=mt*cosβ(写出关系式)。
7工作时既受弯矩又传递转矩的轴称为 转 轴。传动轴只传递转矩而不承受弯矩,心轴只承受弯矩而不传递转矩,转轴既传递转矩又承受弯矩 对于闭式软齿面齿轮传动,主要按 齿面接触 强度进行设计,而按 齿根弯曲 强度进行校核,这时影响齿轮强度的最主要几何参数是 齿轮直径d。
8一对标准渐开线斜齿圆柱齿轮要正确啮合,它们必须满足 模数相等、压力角相等和 螺旋角相等方向相反。
9.凸轮机构中,从动件的运动规律取决于 凸轮轮廓的形状。10带轮的基准直径越小,带所产生的弯曲应力越 大。11.两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为 运动副。
12.斜齿圆柱齿轮以 法向 模数为标准模数。法向模数=端面模数*螺旋角的余弦 13.根据工作原理分类,螺栓联接采用对顶螺母防松是属于 摩擦 防松。14.盘形凸轮的基圆半径越 大,则该凸轮机构的传动角越大,机械效率越 高。
15.普通螺栓联接在工作时主要承受拉力,它的主要失效形式是螺纹部分的 压溃或 剪断。16.带传动中,小带轮直径越 小,弯曲应力越大,弯曲应力是引起带 疲劳破坏 的主要因素。17.磨粒磨损和弯曲疲劳折断是 开式 齿轮传动的主要失效形式。
18.在铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度和 小于或等于 其它两杆长度之和,则最短杆相邻杆为机架时,可得曲柄摇杆机构。
19.型号为6307的滚动轴承,其内径d= 35mm,公差等级为 零级。
二、选择题
1.在曲柄摇杆机构中,为提高机构的传力性能,应该____________。极位角表示极位特性,压力角,其余角为传动角,传动角越大,传力特性越强
A.增大传动角 B.减少传动角 C.增大压力角 D.减少极位夹角 2.在铰链四杆机构中,机构的传动角和压力角的关系是____________。
A.=180-
B.=90+
C. =90-
D.= 3.链条的节数宜采用____________。
A.奇数 B.偶数 C.5的倍数
D.3的倍数 4.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于____________。
A.包角1太小 B.初拉力F0太小
C.紧边与松边拉力不等 D.传动过载 5.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是____________。
A.压力
B.扭矩 C.拉力 D.拉力和扭矩 6.渐开线标准齿轮的根切现象发生在 ____________。
A.齿数较少时 B.模数较小时 C.模数较大时 D.齿数较多时
7.当一对渐开线齿轮制成后,即使两轮的中心距稍有改变,其角速度比仍保持原值不变的原因是____________。
A.压力角不变 B.啮合角不变 C.节圆半径不变
D.基圆半径不变 8.在下列四种型号的滚动轴承中,____________必须成对使用。
A.深沟球轴承 B.圆柱滚子轴承 C.推力球轴承 D.圆锥滚子轴承 9.在计算轴的弯矩时,常用当量弯矩MeM2(T)2,式中在不变的转矩作用下可近似取为________________。对不变的转矩,=0.3;当转矩脉动变化时,=0.6;对频繁正反转的轴=1;
A.0
B.0.3
C.0.6 D.1 10.下列四种联轴器,能补偿两轴相对位移,且可缓和冲击、吸收振动的是____________。
A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器 C.万向联轴器 D.弹性套柱销联轴器 11.题1图为卷扬机传动示意图,图中序号3所示部分属于()A.动力部分 C.控制部分
12.由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为()A.1 C.m
B.m-1 D.m+l B.传动部分 D.工作部分
13.无急回特性的平面四杆机构,其极位夹角为(极位角越大极位特性越强)A.<0
C.≥0
14.凸轮机构的主要优点是()A.实现任意预期的从动件运动规律 C.适合于高速场合
B.承载能力大 D.凸轮轮廓加工简单 B.=0 D.>0 15.在设计直动平底从动件盘形凸轮机构时,若出现运动失真现象,则应()A.减小凸轮基圆半径 C.减小平底宽度
B.增大凸轮基圆半径 D.增大平底宽度
16.棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了()A.防止棘轮反转
C.保证棘轮每次转过相同的角度
B.对棘轮进行双向定位 D.驱动棘轮转动
17.与相同公称尺寸的三角形粗牙螺纹相比,细牙螺纹()A.自锁性好,螺杆强度低 C.自锁性差,螺杆强度高
B.自锁性好,螺杆强度高 D.自锁性差,螺杆强度低
18.普通V带传动中,若主动轮圆周速度为v1,从动轮圆周速度为v2,带的线速度为v,则()A.v1=v=v2 C.v1>v=v2
B.v1>v>v2 D.v1=v>v2
19.常用来传递空间两交错轴运动的齿轮机构是()A.直齿圆柱齿轮 C.斜齿圆锥齿轮
B.直齿圆锥齿轮 D.蜗轮蜗杆
20.选择齿轮精度的主要依据是齿轮的()A.圆周速度 C.传递功率
B.转速 D.传递扭矩
21.对齿轮轮齿材料性能的基本要求是()A.齿面要软,齿芯要韧 C.齿面要软,齿芯要脆
B.齿面要硬,齿芯要脆 D.齿面要硬,齿芯要韧
22.开式蜗杆传动的主要失效形式是()A.轮齿折断和齿面胶合 C.齿面点蚀和齿面磨损
B.齿面磨损和轮齿折断 D.齿面胶合和齿面点蚀
23.在传动中,各齿轮轴线位置固定不动的轮系称为()A.周转轮系 C.行星轮系
B.定轴轮系 D.混合轮系
24.型号为7315的滚动轴承,其内径是()3圆锥滚子轴承5推力球轴承6深沟球轴承7角接触球轴承+宽度系列代号(可省略)+直径系列代号+内径写列代号(5的倍数)+内部结构代号 A.15mm C.75mm
B.60mm D.90mm 25.当机构中主动件数目()机构自由度数目时,该机构具有确定的相对运动。A.小于
C.大于
A.大于
C.小于
A.F1/F2=eC.F2/F1=eμα
B.等于 D.大于或等于 B.等于
D.可能等于也可能大于 B.F2/F1>e
μαμα26.一对标准齿轮啮合传动时,其啮合角()其分度圆压力角。
27.带传动中紧边拉力为F1,松边拉力为F2,则即将打滑时F1和F2的关系为()。
μα
D.F2/F1 C.30000 D.60000 三、判断题 1.在铰链四杆机构中,当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,为双曲柄机构。X 2.在凸轮机构中,基圆半径取得较大时,其压力角也较大。X 3.一对齿轮啮合时,其齿相互作用的轮齿上受的接触应力大小相等。V 5.在蜗杆传动中,由于蜗轮的工作次数较少,因此采用强度较低的有色金属材料 7.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。X 8.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。V 9.推力调心球轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。X(单列球轴承仅承受单向轴向荷载,双列球轴承可承受双向轴向荷载)10.四杆机构的传动角是指从动揺杆的受力方向与受力点的速度方向之间所夹的锐角。(X) 11.带传动的最大应力点发生在紧边绕上小带轮处,其值近似地表示为:σ(V) 12.螺纹的公称直径为:与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。(V) 13.一标准直齿圆柱齿轮传动,主动轮1和从动轮2的材料和热处理硬度不相同,齿数Z1 四、问答题 五、分析计算题 1.在铰链四杆机构中,已知lAB=30mm,lBC=70mm,lCD=67mm,lAD=80mm,试判断该机构的类型,并说明理由。(本题6分) 曲柄摇杆机构因为30+80≦70+67,且最短边的邻边作机架 max=σ1+σb2+σc。 题 五、1图 2.计算题33图所示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度和虚约束,请明确指出。 活动构件5个,平面高副0个,低副7个,所以自由度=3*5-2*7=1,其中e、f处为虚约束,d处仅仅是滑动副。 3.计算图示机构的自由度,如有复合铰链、局部自由度和虚约束,必须编号明确指出。有虚约束,两处都有复合铰链,活动构件=7,低副=10,高副=0,自由度=3*7-2*10=1,由一个自由度有一个主动力,所以机构有确定的运动。 4.如题37图所示,设计一摆动导杆机构。已知机架lAC=50mm,行程速比系数K=2,用图解法求曲柄的长度lAB。 (注:写出简单的作图步骤,并保留作图线。) 5.已知图示机构中,LAB=72mm,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? 50+120=170大于72+96=168,所以 机构没有整转副,所以无论那个机构作为机架都只能得到双摇杆机构。 6.下图蜗杆传动中,标出未注明的蜗轮的螺旋线旋向、蜗轮转向,并绘出蜗杆传动中蜗杆的三个分力方向(本题12分)逆时针 7.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中,1轮为主动轮,其螺旋线方向为左旋,圆周力Ft1方向如题31图所示。在图上标出从动轮2的螺旋线方向,轴向力Fa1、Fa2及圆周力Ft2的方向,两轮转向。轮1逆时针旋转,轮2顺时针旋转,轮2右弦,轮2圆周力向右(2图中),轮1轴向力水平向右,轮2轴向力水平向左(1图中) 8.图示一斜齿轮一蜗杆传动装置(转向如图)。(1)分析蜗杆3受力,用分力表示于啮合点A;(2)判断蜗轮4转动方向(标明在图上)。逆时针 9如下图示,一钢制液压油缸,已知油压p=1.6N/mm2,D=160 mm,采用8个螺栓进行联接。根据密封性要求,对于压力容器可取残余预紧力Qr=1.8Qe(工作载荷)。另外,螺栓材料的屈服强度为s=306,安全系数可取3。试计算其缸盖联接螺栓的直径d。(本题15分)1.轴向工作荷载fe=p*a/z=1.6*160*160/8=5120n;2.残余预紧力:fr=1.8*fe=1.8*5120=9216,则总的轴向荷载为:fa=fe+fr=5120+9216=14336n;3.螺栓材料的屈服强度为s=306,安全系数取3,则【s】=s除以s =306/3=102mpa;4.故螺栓小径为:d≧√4*1.3fa/3.14/【s】=15.25;5.查表,取m20,则螺栓分布圆直径为DO=D+2E+2B=160+2*(20+(3-6))+2B=? 10.如题35图所示轮系中,已知各轮的齿数为:z1=20,z2=40,zz3=30,z4=30,z2=50,3=20,试求此轮系的传动比i1H。 11.在图示轮系中,已知z1=40、z2=20、n1=120r/min,求使系杆转速nH=0时齿轮3的转速n3的大小和方向。 12.图示单个铰制孔螺栓联接,两被联接件的材料及厚度相同,已知该联接承受横向载荷为Ft=5000N,光杆部分直径为d0=9mm,h1=8mm 13.一对角接触球轴承反安装(宽边相对安装)。已知:径向力FrI=6750N,FrII=5700N,外部轴向力FA=3000N,方向如图所示,试求两轴承的当量动载荷PI、PII,并判断哪个轴承寿命短些。注:内部轴向力Fs=0.7Fr,e=0.68,X=0.41、Y=0.87。(本题15分) 题 五、5图 14一工程机械的传动装置中,根据工作条件拟在某传动轴上安装一对型号为7307AC的角接触球轴承,如题36图所示。已知两轴承的径向载荷Frl=1000N,Fr2=2060N,外加轴向载 荷FA=880N,内部轴向力为FS=0.68Fr,判别系数e=0.68,当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0;当Fa/Fr>e时,X=0.41,Y=0.87。试画出内部轴向力FS1、FS2的方向,并计算轴承的当量动载荷P1、P2。 .15某轴系部件用一对角接触球轴承支承。已知斜齿圆柱齿轮上的轴向力FA=1200N,方向如图所示,轴承内部轴向力FS1=2800N、FS2=2400N。(1)试画出FS1、FS2的方向,并确定轴承1的轴向载荷Fa1;(2)若轴向力FA方向向左,试确定轴承1的轴向载荷Fa1。.16 下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑,轴承用脂润滑,指出该设计的错误。要求: 1. 在图中用序号标注设计错误处; 2. 在图下方的空白处标注序号,按序号列出错误,并提出修改建议; 3. 不必在图中直接改正。看收藏的幻灯片“轴的作业” 1.端盖与轴接触且无密封,应有一定的空隙且装有密封; 2.套筒与轴承接触时超过轴承内圈高度,使轴承装卸不方便,应低于轴承内圈高度; 3.套筒顶不住齿轮,应使轴肩适当向齿轮内部,使套筒只是顶在齿轮上; 4.精加工面过长,且装卸轴承不方便,应该给轴分级; 5.联轴器的键和齿轮的键位置不对,两者的键应该在同一条直线上; 6.轴肩过高超过轴承内圈高度,无法拆卸轴承,应适当降低高度,使其在轴承内圈内; 题六图 17.题38图所示轴系结构,按示例①,编号指出其他错误(不少于7处)。(注:不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)。示例:①—缺少调整垫片 1.端盖直接与轴接 触,且无密封; 2.套筒太高,超过轴承内圈高度; 3.键过长,套筒无法装入; 4.精加工面过长,且装卸轴承不方便; 5.轴无分级,致使轴套无法紧固齿轮; 6.轴肩过高,超过了轴承的内圈高度,无法装卸轴承; 7.轴承不用用键周向固定; 8.缺少调整垫片,无法调整轴承间隙。 18.指出轴系中的错误结构,编号说明其错误原因。 1.此处不用键,无周向旋转构件可固定; 2.精加工面过长,使轴承装卸不方便; 3.端盖直接与轴接触且无密封; 4.无调整垫片,无法调整轴承间隙; 5.套筒太高,超过了轴承内圈,无法装卸轴承; 6.套筒无法固定住齿轮; 7.轴承左侧无轴向固定件; 1.两构件通过.点或线接触组成的运动副称为高副。 2.满足曲柄存在条件的铰链四杆机构,取与最短杆相邻的杆为机架时,为曲柄摇杆机构,取最短杆为机架时,为双曲柄机构。 3.在凸轮机构中,常见的从动件运动规律为匀速运动时,将出现刚性冲击。 4.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取节线处的接触应力为计算依据,其载荷由一对对齿轮承担。5.为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合,它们的模数m 和压力角必须分别相等。 6.两齿数不等的一对齿轮传动,其弯曲应力6.相等等;两轮硬度不等,其许用弯曲应力不相等等。 7.V带传动的主要失效形式是.打滑和疲劳断裂。 8.在设计V带传动时,V带的型号是根据计算功率Pc 和小轮转速n1 选取的。 9.链传动中的节距越大,链条中各零件尺寸越大,链传动的运动不均匀性增大。 10.工作时只受弯矩不承受转矩的轴称为心轴。 二、选择题(每小题1分,共5分) 二、选择题 C B D B D 1.渐开线标准齿轮的根切现象发生在。A.模数较大时 B.模数较小时 C.齿数较少时 D.齿数较多时 2.在下列四种型号的滚动轴承中,必须成对使用。A.深沟球轴承 B.圆锥滚子轴承 C.推力球轴承 D.圆柱滚子轴承 3.在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动的是。 A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器 C.万向联轴器 D.弹性套柱销联轴器 4.在铰链四杆机构中,机构的传动角 和压力角 的关系是。 A.B.C.D.5.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是。 A.拉力 B.扭矩 C.压力 D.拉力和扭矩 三、判断题(正确的打“V”,错误的打“X”。每小题1分,共8分) 三、判断提 X X V X X X X V 1.在铰链四杆机构中,当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,为双曲柄机构。()2.在凸轮机构中,基圆半径取得较大时,其压力角也较大。(3.在平键联接中,平键的两侧面是工作面。()4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是大端模数。()5.带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。()6.转轴弯曲应力的应力循环特性为脉动循环变应力。()7.向心推力轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。() 8.圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递转矩。(四、问答题(每小题3分,共9分)1.试述齿廓啮合基本定律。2.试述螺纹联接防松的方法。 3.试分析影响带传动承载能力的因素? 四、问答题 1.所谓齿廓啮合基本定律是指:作平面啮合的一对齿廓,它们的瞬时接触点的公法线,必于两齿轮的连心线交于相应的节点C,该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。 2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有:弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母 机械防松有:开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝 破坏螺纹副防松有:冲点法、端焊法、黏结法。 3.初拉力Fo? 包角a? 摩擦系数f? 带的单位长度质量q? 速度v 36.某锥齿轮减速器主动轴选用外圈窄边相对安装的30206轴承支承,已知轴上的轴向外载荷FA=560N,方向如图所示,两轴承的径向载荷分别为FrI=1500N,FrII=3500N,内部轴向力为Fs=Fr/2Y,Y=1.6,判别系数e=0.37(当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0;当Fa/Fr>e时,X=0.4,Y=1.6)。试画出内部轴向力FSI、FSII的方向,并计算轴承当量动载荷PI、PII。 题36图 (1)内部轴向力 …………(2分) FsFr1500469N 2Y21.6 FsFr35001094N 2Y21.6 (2)轴向力 …………(2分) FSⅡ+FA=1094+560=1654N>FSⅠ 轴承Ⅰ被压紧 FaⅠ=FSⅡ+FA=1654N 轴承Ⅱ被放松 FaⅡ=FSⅡ=1094N (3)当量动载荷 …………(2分) FaⅠ/FrⅠ=1654/1500>e XⅠ=0.4 YⅠ=1.6 PⅠ=XⅠFrⅠ+YⅠFaⅠ=0.4×1500+1.6×1654=2646.4N FaⅡ/FrⅡ=1094/3500 XⅡ=1 YⅡ=0 PⅡ=XⅡFYⅡ=1×3500=3500N 31.已知在某二级直齿锥齿轮——斜齿圆柱齿轮传动中,1轮为驱动轮,3轮的螺旋线方向如题31图所示。为了使II轴轴承上所受的轴向力抵消一部分,试确 定1轮的转动方向。并将各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4轮的螺旋线方向和1轮的转动方向标在图中。 题31图 31.轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4轮的螺旋线方向和1轮的转动方向,答对一个给1分 无锡职业技术学院在对毕业生职业岗位及职业能力调研、分析的基础上, 提出高职机械类专业学生的培养目标是:培养德、智、体、美等方面全面发展, 适应现代制造业需要的高素质技能型专门人才。按照“以就业为导向”的要求, 毕业生就业后应能胜任通用机床及数控机床操作岗位, 从业2~3年后, 逐步能够胜任机械加工工艺编制、工装设计、新品试制、生产现场管理等岗位, 根据本地区企业用人要求, 毕业生可选择向CAD绘图、机械维修、机械设备管理、质量检测等岗位顺利迁移。为了能胜任初始岗位就业的需要, 以及今后岗位迁移的需要, 毕业生必须获得车工 (中级) 、数控车工 (中级) 、加工中心操作工 (中级) 中的一种职业资格证书。 《机械设计基础》是机械类、机电类、近机类专业必修的一门技术基础课, 是培养学生具有初步机械设计能力的一门技术基础课程。该课程为机械类各专业学生提供机械设计的基本知识、基本理论和基本方法的训练, 在机械专业高职人才的培养目标中起重要的作用。通过本课程学习, 学生应掌握通用机械零件的工作原理、方法, 掌握对典型机械零件的材料确定, 能定性确定构件受力后失效形式与危险截面位置, 从而完成通用零件的选择与专用零件的结构设计;通过课程的学习, 使学员具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力, 具有设计一般简单零件和简单机械装置的能力, 为后续专业课程学习和今后完成从业岗位任务打下坚实的基础。 当前该课程部分教学内容比较陈旧, 与毕业生从业岗位要求不相适应;理论教学与实践活动还不能融合, 为提高教学效果, 需要探索新的课程体系, 实践新的教学方法和教学手段。 二、课程改革的实践 1. 调整课程内容结构体系, 加强实践性教学环节 高职教育课程中的实践教学与理论知识传授同等重要, 且强调先实践后理论的顺序以及理论对实践的指导作用。所以, 课程内容采取“实践→理论→实践”的结构体系:首先安排一周机械拆装 (专用周的形式) , 利用实训室现有的实物与模型对常用机械零部件及机构建立感性认知;再以多媒体教学、现场教学及课堂讲授为形式的理论授课;最后通过两周“机械设计基础课程设计”综合实践训练, 让学生在实践中巩固提高。 2. 整合课程内容, 增强适应性 在高校扩招后, 生源素质有了很大的变化, 高职入校新生的高考文化成绩大都位于考生群体的中间层, 逻辑思维智能优势不突出;另一方面随着社会发展与科学技术进步, 新技术、新工艺不断涌现, 催生了特殊功能的零件。按照高职学生的培养目标, 课程内容中对常用零部件设计要加强“失效分析、结构设计、精度设计”, 淡化“承载设计计算”。对于常用机构应用着重于类型、选择与应用, 淡化设计。为了使学生能够适应科技不断发展的现实, 要注重培养学生查阅、应用资料能力及把各类方法灵活应用实际的能力。目前我院对课程原有内容作了增删。如已删去齿轮传动强度计算、滚动轴承寿命计算公式的推导, 简化公式中的系数分析, 变位齿轮传动只作简介;加强了同步齿形带传动、删除滚动螺旋传动内容, 增加了介绍新型联轴器、新型连接、齿轮制造新技术的内容;删除了平面四杆机构的运动分析、动力分析及三位置的设计方法内容, 淡化了凸轮机构从动件的运动规律及盘型凸轮机构的设计中理论性较强的内容;增加了新型机构、创新机构类型介绍。 3. 课程教学中几个需注意的环节 (1) 导入 导入是教学中很重要的环节, 对调动学生学习的兴趣、明确学习目的具有重要的作用;是传递教师对教学内涵认识与要求的重要纽带。导入一般可分为课程导入与新内容导入。笔者在实践中, 课程导入安排在绪论进行, 通常采用问答式导入。具体做法:通常设三问, 用时45分钟, 先对机器机械、机构构件、零件等三个名词提问, 然后一一回答并提出本课程学习内容;再问“假设有没考上大学直接进企业工作的同学, 三年后你大学毕业恰好分在与你同学同一单位同一岗位, 与同学相比你有何优势?”顺势提出课程目标、专业目标乃至高职生培养目标;最后问“你上课的同时, 你父母在做什么?”再提出学习中的其他要求。后两个问题触及学生内心深处, 相对有较好的效果。 新内容导入主要围绕课程内容特点及应用展开, 在每次课中用时约10分钟左右, 如螺纹连接, 先介绍应用, 再介绍一般结构, 最后提出学习的重点是会选择标准件、确定连接的结构;再如轴的讲课时, 先从轴的功用导入, 然后叙述传动件及轴承、箱体的相对位置, 引出轴的结构设计内容。 (2) 教学内容的互相联系 加强各章节间的内容联系。机械设计课程各章节之间具有相对独立性, 应该注重它们之间的相互联系。如讲齿轮传动的优缺点时注意和带传动对比;讲蜗杆传动的失效形式时, 可比较齿轮传动的失效形式;介绍滑动轴承轴瓦材料时与蜗轮材料相比较。可从另一个角度进行教学内容的联系:用轴把轴系零件联系起来, 用减速器把机械零件的主要内容联系起来。这样, 有助于学生把零散的教学内容串联起来, 提高对内容整体概念的把握。 加强和前置课程的联系。《工程力学》的重点内容在《机械设计基础》课程中被直接应用, 如受力分析作为重要知识及能力点, 在各零件受力分析时均要用到;四种基本变形 (力学模型) 及强度计算作为主要知识与能力点, 分别应用于“螺纹连接及键连接”、“齿轮传动”、“轴”、“轴承”。在讲授中要不断提示和反复加深印象, 这有利于学生对力学中重要知识点与能力点的巩固与应用, 也有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。 加强与横向课程的联系。本课程与《机械制图》、《公差与配合》、《金属材料与热处理》等课程有紧密联系。如表达连接的结构、轴的结构设计、轴承的组合设计、零件的材料及许用应力、零件的精度设计及绘制零件图时均不同程度上要应用前述横向课程的内容, 应用时有意不断提示与重复, 提高学生综合应用的能力。 (3) 改进教学手段 充分利用多媒体教学手段。多媒体技术具有声画并茂、图文交互以及包容信息量大等优势, 如在“导入”、“齿轮传动整合原理”、“轴的结构设计”、“平面连杆机构应用”、“新型联轴器”、“新型连接”、“创新机构”等内容中使用后, 效果显著, 能提高学生的学习兴趣, 尤其是借助于多媒体, 使“机构”部分的内容变“活”了, 学生容易理解和掌握。 根据资源条件采用现场教学手段。我院配有“机零机构陈列室”、“机械拆装实训室”、“机构创新实训室”, 有一半以上的课安排现场教学, 通过对机械零部件及机构实物或模型的现场观摩学习, 增强学生对机械实物的感性认识, 使书本上枯燥、难以理解的内容变得生动易懂了, 大大地提高了学习效率和教学质量。 (4) 实践教学 课程改革后, 实践教学主要体现在:首先是机械拆装, 分五组轮换分别对减速器、微型冲床、常用机构进行拆装, 在使用常用工具对机械零部件拆装的同时, 认识常用机械零部件的结构及机构的类型与运动, 增强学生对机械零部件及机构的感性认识, 弥补了学生实践经验不足, 为本课程的学习打下实践基础;其次是现场教学, 通过对典型机械零部件及机构的分析、观摩、动手, 加深对课程内容的理解;第三是课程设计, 通过模拟实际工作环境、减速器设计, 达到提高理论联系实际、正确应用所学知识分析问题、解决问题的能力。 课程教改方案的实施, 加强了实践性环节, 提高了学生的学习兴趣, 改善了教学效果与教学质量。但实际工程中应用极广的类比法、反求法以及机械设计软件、机械绘图软件的应用还没能充分体现, 有待于实践改进并继续深化改革。 摘要:文章从高职机械专业学生的培养目标及课程教学目标出发, 对调整课程内容结构体系, 加强实践教学环节, 以及教学中几个需注意的环节进行了初步探讨。 关键词:调整课程内容结构,整合,教学实践,环节 参考文献 [1]李华, 齐武福.高职培养目标确定[J].国土资源高等职业教育研究, 2008, (3, 4) . [2]孙燕华.“机械制造基础平台”课程群项目化整体改革[J].无锡职业技术学院学报, 2008, (3) . 关键词:非机械专业;机械设计基础;教学研究 TH122-4 机械设计基础是一门技术基础课。随着机械化生产规模的日益扩大,除机械制造部门外,在能源动力、石油化工、冶金、采矿、轻纺、食品等诸多生产部门工作的工程技术人员,都会经常接触各种类型的通用机械和专用机械。这要求他们必须对机械的基础知识,如机构的基本组成和工作原理、零件的受力和失效形式、设备的选购、正确使用和维护及故障分析等具有一定的了解。 机械化生产对国民经济进步和社主主义现代化建设的发展具有重要意义,机械设计基础这门课程发挥的作用也愈来愈大[1]。对原有的机械设备进行全面的改造和技术升级,能够充分发挥企业的潜力,为企业带来更多利润;设计各种高质量、先进的成套设备来装备新兴的生产部门,促进经济的多元化;研究、设计高度智能化的机械设备,实现空间探索、海底开发和生产过程的自动化。同时,在经济发展和社会进步过程中,机械设计基础这门课程自身也将得到更大的发展。 一、非机械专业本课程的教学特点及现状分析 机械设计基础这门课程是机械类的专业必修课,同时也是工程学科非机械专业的一门重要的技术基础课程,国内许多高校中具有工程性质的非机械专业都开设有本门课程,比如南京航空航天大学的材料科学与工程、能源动力与工程、自动化工程、航空宇航工程等。本门课程最显著的特点是基础理论与工程实际的结合,学习本门课程要用到物理、数学、力学、机械制图和工程材料以及机械制造基础等先修课程的知识,尤其是理论力学课程的知识。但并不是这些课程的简单重复,而是要引导学生如何运用所学的知识解决工程实际中所遇到的问题。 由于非机械专业学生的基础知识与机械类专业有所不同,因此本门课程对非机械专业的教学具有一定的独特性。首先是教学目的,本课程不是研究某种具体的机械,而是着重研究一般机械的共性问题,即机构的结构分析和综合的基本理论和基本方法,这些基本理论和方法是紧密为工程服务的,为进一步学习专业机械的课程打下理论基础,为从事工艺、运行和管理工作的技术人员提供一定的基础知识。其次是教学内容,非机械专业与机械类专业学生对本门课程内容的要求不同,非机械专业注重对内容的一般了解,因此削减了大量的公式推导与证明等内容,添加了部分工程实际的案例。但是具体的教学知识点并无明显差别,都包含机械设计的基本理论,如结构学、运动学和动力学等;常用机构及其传动设计,如连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等;通用零部件设计,如机械连接、机械传动和轴系零件等。最后是教学过程,由于知识背景不同,对非机械专业的教学过程中需要简单引入机械类的专业基础知识,如在讲授机械设计的工艺性要求时需要简单介绍机械加工的基本知识,以便于学生理解工艺性的含义。然而,由于许多任课教师没有注意到非机械专业和机械类专业的教学特点的异同,在教学内容和教学方法上不区别对待,导致教学中出现了一些问题,学生在理解教學内容上有一定的困难,感觉枯燥、抽象,进而厌学甚至弃学,教学效果不够理想。 二、非机械专业本课程的教学方法与手段 1.适当调整教学内容 机械设计基础这门课程是以多门先修课程为基础的[2],而由于种种原因,非机械专业学生并没有学习过某一门或某几门先修课程,这给本门课的教学带来一定的困难。为达到良好的教学效果,教师必须根据教学要求和目的,对教学内容进行适当调整。非机械专业注重对机械设计基础知识的一般了解,是为了学习专门机械奠定基础,而并不注重设计机器,因此教学内容应删减难度较大的公式推导和定理证明等,而是直接给出实用性的公式或定理,重点讲授它们的工程应用及使用方法。如在校核机械零件的接触强度时用到赫兹公式,它属于弹性力学的知识,在讲授时直接给出赫兹公式的具体形式,讲明其中各个参数的含义,重点讲述该公式在校核计算零件的接触强度,如齿轮传动的齿面接触强度计算中的应用和注意事项,而不必要介绍该公式的推导过程。如果强制讲授,则学生会觉得枯燥、难以理解,且占用宝贵的课时,教学效果差。 2.以工程需求为导向,加强学生学习兴趣 兴趣是最好的导师。机械设计基础这门课程的基本理论和方法是紧密为工程服务的,以工程需求为导向的教学方法必然激起学生的学习兴趣,加快加深对知识的理解,达到良好的教学效果。这种方法改变了传统的教师按部就班地讲、学生被动听的教学模式,有利于学生主动思考,激起学生强烈的求知欲。以工程需求引出教学内容,如以汽车后桥差速器为例讲授差动轮系的分解运动,由于汽车是日常生活中常见的机器,而大部分学生对汽车转弯过程中机构的运动原理并不了解,这就激发了他们学习的乐趣。在课堂之外,当他们看到汽车时,仍能主动回忆起所学内容,加深了对知识点的理解。教学过程多引入工程案例或日常案例,能帮助学生理解所学内容。如在讲授平面四杆机构的死点位置时,以家庭常用的缝纫机的踏板机构为例进行讲解。 3.与知识背景相结合,提高学生学习热情 机械设计基础课程中的许多名词和符号是机械类专业中学习过的,对于非机械类专业的学生来说比较陌生,导致他们对学习本门课程的目的不清楚,觉得学习本门课的意义不大,因而厌学甚至弃学。若能将该课程与他们的专业知识背景相结合,必将提高学生的学习热情。针对航空航天类学校的学生,将机械设计基础知识与航空航天应用相结合,教学过程中引入航空航天应用案例,如在讲授齿轮的失效形式和设计计算准则时,以航空发动机用齿轮为例进行讲解,由于航空发动机用齿轮的特殊工作环境及应力状态,设计时应选取合适的材料、加工精度,并注意校核强度等参数。 4.多媒体与传统教学手段相结合,增强直观性教学 机械设计基础所研究的对象多为运动的机构和机械,而多媒体能够将文字、图像、动画和声音等教学素材进行合理编排,使原本枯燥难懂的知识点形象化、趣味化,因此多媒体技术在本门课的教学中非常重要。但是在利用多媒体技术教学时,由于信息量增大,教学速度加快,易导致学生的思路难以跟上教师的讲解进度,学生没有思考时间,不利于对知识点的掌握。将多媒体与传统教学手段结合则可有效解决这一问题。由于非机械专业学生的理论基础薄弱,缺乏实践经验和空间想象力,因此使用多媒体技术教学可以变静为动,帮助学生理解。如使用动画演示机构的运动过程,可以帮助学生理解各构件间的相对运动,培养了学生的空间想象力;同时在黑板上对输出构件进行受力分析,使学生将力与运动结合起来,激发他们主动思考。 5.加强实践教学,注重学以致用 实践教学是培养学生工程实践能力的重要环节,在讲授机械设计基础理论内容的同时,要加强对学生工程实际应用能力的培养,提高学生工程实践能力,为将来走上工作岗位打下基础。实践教学包括多种形式,首先是实验教学,这是理论教学的补充和深化,实验教学过程能够培养学生思考问题、解决问题的能力[3],消化课堂上所学知识,动手解决生产中出现的问题。比如齿轮参数测定实验和减速器拆装实验,使学生产生对齿轮及轮系、轴类零件等的直观认识,同时学习和掌握了具体的测量技术和方法。其次是参观实习,带学生进入生产企业参观,现场讲解所看到的机构、零件等,扩展学生的空间思维,加深对课堂知識的印象。最后是创新比赛,如指导学生参加大学生机械创新设计大赛,充分发挥学生的创新能力,提高他们的动手能力,学以致用。 三、结束语 本文对机械设计基础这门课程对非机械专业的教学特点和现状进行了分析,对教学方法和手段进行了研究。由于本课程内容多,涉及先修课程多,这就要求教师必须不断创新教学方法,与时俱进,充分调动学生学习的积极性,切实提高学生的工程实践能力,培养学生的动手能力和创新思维能力。 参考文献 [1]郭攀成,穆玺清.机械设计基础课程教学内容的改革与实践[J].中国电力教育,2009,134:129-130. [2]黄小龙,杨洋,刘相权.“机械设计基础”课程教学改革研究[J].教育教学论坛,2016,04:112-114. [3]田君,韩立发.基于卓越工程师培养目标下机械设计基础课程教学的改革[J].东莞理工学院学报,2013,20:100-104. 作者简介: 一、单项选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中,轴4称为(D)A.零件 B.机构 C.构件 D.部件 2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动,则称这种运动副为(B)A.转动副 B.移动副 C.球面副 D.螺旋副 3.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 4.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 5.一般转速的滚动轴承计算准则为()A.进行静强度计算 B.进行极限转速计算 C.进行疲劳寿命计算 D.进行热平衡计算 6.柴油机曲轴中部的轴承应采用()A.整体式滑动轴承 B.部分式滑动轴承 C.深沟球轴承 D.圆锥滚子轴承 7.螺纹联接的自锁条件为()A.螺纹升角≤当量摩擦角 B.螺纹升角>摩擦角 C.螺纹升角≥摩擦角 D.螺纹升角≥当量摩擦角 8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数,其表达式为(A.maxmin B.maxmin2 C.maxmin D.maxmin mmaxmin9.铰链四杆机构的死点位置发生在()A.从动件与连杆共线位置 B.从动件与机架共线位置 C.主动件与连杆共线位置 D.主动件与机架共线位置) 10.当轴的转速较低,且只承受较大的径向载荷时,宜选用()A.深沟球轴承 B.推力球轴承 C.圆柱滚子轴承 D.圆锥滚子轴承 11.作单向运转的转轴,其弯曲应力的变化特征是()A.对称循环 B.脉动循环 C.恒定不变 D.非对称循环 12.在一般机械传动中,若需要采用带传动时,应优先选用()A.圆型带传动 B.同步带传动 C.V型带传动 D.平型带传动 13.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()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 14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时,宜采用()A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接 D.紧定螺钉联接 15.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.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 16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数YFS值有关的参数是()A.工作齿宽b B.模数m C.齿数z D.压力角α 17.齿轮传动中,轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在()A.齿根部分 B.靠近节线处的齿根部分 C.齿顶部分 D.靠近节线处的齿顶部分 18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是()A.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=β B.ma1=mt2, αa1=αt2,γ=β C.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=-β D.ma1=ma2, αa1=αt2,γ=-β (注:下标t表示端面,a表示轴向,1表示蜗杆、2表示蜗轮) 19.下列联轴器中,能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是()A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器 C.万向联轴器 D.弹性柱销联轴器 20.带传动的主要失效形式是带的()A.疲劳拉断和打滑 B.磨损和胶合 C.胶合和打滑 D.磨损和疲劳点蚀 二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和________。22.对于动不平衡的回转件,需加平衡质量的最少数目为________。23.摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为________。 24.在内啮合槽轮机构中,主动拨盘与从动槽轮的转向________。25.普通平键的剖面尺寸(b×h),一般应根据________按标准选择。 26.链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的,所以应属于________传动。27.在一对齿轮啮合时,其大小齿轮接触应力值的关系是σH1_____σH2。 28.蜗杆传动的效率包括三部分,其中起主要作用的是________的摩擦损耗效率。 29.滑动轴承的转速越高,所选用的润滑油粘度越________。 30.联轴器型号是根据计算转矩、转速和________从标准中选取的。 三、分析题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)31.已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。 32.试分析只受预紧力F′作用的单个螺栓联接的应力情况,写出其强度计算公式,并指出公式中每个参数的物理意义。 四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)33.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。 34.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,小齿轮的齿数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、齿顶圆直径。35.在图示传动装置中,已知各轮齿数为:z1=20, z2=40, z3=20, z4=30, z5=80,运动从Ⅰ轴输入,Ⅱ轴输出,nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。 36.某轴用一对圆锥滚子轴承支承,外圈窄边相对安装,已知两轴承所承受的径向载荷分别为FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N,其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时,X=0.4,Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。 五、设计题(本大题共2小题,每小题7分,共14分)37.图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出: (1)当凸轮从初始位置转过1=90°时,从动件走过的位移S1; (2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时,凸轮转过的相应角度2。说明:(1)不必作文字说明,但必须保留作图线; (2)S1和2只需在图上标出,不必度量出数值。 38.图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例①所示,指出图中的其它结构错误(不少于7处)。 (注:润滑方式、倒角和圆角忽略不计。) 机械设计基础试题参考答案 一、单项选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分)1.A 2.B 3.D 4.A 5.C 6.B 7.A 8.C 9.A 10.C 11.A 12.C 13.B 14.B 15.A 16.C 17.B 18.B 19.D 20.A 二、填空题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)21.受力情况 22.2 23.两者相等 24.相同 25.轴径 26.啮合 27.等于(或=)28.轮齿啮合时 29.大 30.轴径 三、分析题(本大题共2小题,每小题6分,共12分)31.蜗轩转动方向如图所示 蜗杆为右旋 Ft2与蜗轮分度圆相切,指向左端 Ft1与蜗杆分度圆相切,指向右端 Fa1与蜗杆轴线平行,指向右 Fa2与蜗轮轴线平行,指向左 32.螺栓受到拉应力σ和扭转剪应力τ的作用 σ= 1.3F ≤[σ] 2d14 σ—拉应力,d1—螺栓最小直径,[σ]—许用拉应力。 四、计算题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)33.(1)F处为复合铰链 H处(或I处)为虚约束,应除去 (2)计算自由度 n=6, PL=8, PA=1 F=3n-2P1=PH =3×6-2×8-1 =1 34.∵i12=z2=3 z∴Z2=i12Z1=3×18=54 m ∵a=(z1+z2)∴m= 2a2108 =3mm z1z218 d1=mz1=3×18=54mm d2=mz2=3×54=162mm da1=d1+2ha*m=54+6=60mm da2=d2+2ha*m=162+6=168nn 35.这是一个混合轮系:齿轮3、4、5和系杆H组成一个行星轮系;齿轮1、2组成一个定轴轮系。 对于3、4、5、H组成的行星轮系,有 n3nHz5804 n5nHz320nnH 将n5=0代入上式得 34 nHH i35 即 n3=1+4=5 ……………(1)nHn1z2402 n2z120 对于1、2齿轮组成的定轴轮系,有 i12 即n1=-2…………(2)n2nII5 nI联立解(1)、(2)式,并考虑到nⅠ=n1, n2=nH,n3=nⅡ得 将nⅠ=1000r/min代入,得nⅡ=-2500r/min 负号说明nⅡ转向与nⅠ转向相反。36.轴向力:FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ 轴承Ⅰ被放松 FaⅠ=FSⅠ=2430N 轴承Ⅱ被压紧 FaⅡ=FSⅡ=3430N 当量动载荷 FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27 XⅠ=1 YⅠ=0 PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e XⅡ=0.4 YⅡ=1.88 PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N 五、设计题(本大题共2小题,每小题7分,共14分)37.如图所示,正确作出偏距圆 按-ω方向转90°,在图上正确标出S1 过B2点作偏距圆切线,正确标出2角 38.(1)缺少调整垫片; (2)轮毂键槽结构不对; (3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上; (4)键槽处没有局部剖; (5)端盖孔与轴径间无间隙; (6)多一个键; (7)齿轮左侧轴向定位不可靠; (8)齿轮右侧无轴向定位; (9)轴承安装方向不对; (10)轴承外圈定位超高; (11)轴与轴承端盖相碰。 38.(1)缺少调整垫片; (2)轮毂键槽结构不对; (3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上; (4)键槽处没有局部剖; (5)端盖孔与轴径间无间隙; (6)多一个键; (7)齿轮左侧轴向定位不可靠; (8)齿轮右侧无轴向定位; (9)轴承安装方向不对; (10)轴承外圈定位超高; 一、填空题(每空1分,共30分) 1.平面运动副可分为________和_______,低副又可分为_______和_______。 2.曲柄摇杆机构,当曲柄为原动件时,机构______死点位置,而当摇杆为原动件时,机构______死点位置。 3.当主动件等速连续转动,需要从动件做单向间歇转动时,可采用_____________、____________机构。 4.如果从动件的运动规律相同,凸轮的基圆半径越大,其最大压力角____________。5.普通V带传动的应力由三部分组成,即______________、____________和______________。带中最大应力发生在_____________________,带的主要失效形式为__________和__________。 6.正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮,不发生根切的最小齿数Zmin=______,而短齿,不发生根切的最小齿数Zmin=___。 7.齿轮传动的五种失效形式分别为____________、_____________、___________、____________、____________。软齿面闭式齿轮传动,其主要失效形式为____________;高速重载齿轮传动,其主要失效形式为____________;开式齿轮传动,其主要失效形式为____________。 8.普通螺纹牙型角α=_____,螺纹的公称直径是螺纹的_________,同一公称直径按螺距大小,分为________和_________。一般联接多用_________螺纹。 二、判断题(每小题1分,共10分) 1、极位夹角θ是从动件在两个极限位置时的夹角。() 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。() 3、带传动不能保证传动比不变的原因是易发生打滑。() 4、将行星轮系转化为定轴轮系后,其各构件的相对运动发生了变化。() 5、对于一对齿轮啮合传动时,其接触应力和许用接触应力分别相等。() 6、蜗杆传动中,蜗杆的头数越多,其传动效率越低。() 7、设计键联接时,键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。() 8、汽车变速箱与后桥之间的轴是传动轴,它的作用是传递运动和动力。() 9、滚动轴承的基本额定动载荷C值越大,则轴承的承载能力越高。() 10、联轴器和离合器的主要区别是:联轴器靠啮合传动,离合器靠摩擦传动。() 三、选择题(每小题2分,共20分) 1、设计凸轮时,若工作行程中αmax>[α],可采取哪种措施。()A、减小基圆半径rb B、增大基圆半径rb C、加大滚子半径 rT 2、带传动的打滑现象首先发生在何处?() A、大带轮 B、小带轮 C、大、小带轮同时出现 3、平面内自由运动的构件有几个自由度?()A、1个 B、3个 C、无数个 4、一对齿轮要正确啮合,它们的()必须相等,A、直径 B、宽度 C、模数 D、齿数 5、为保证四杆机构良好的机械性能,()不应小于最小许用值。A、压力角 B、传动角 C、极位夹角 6、欲提高蜗杆传动的效率,可采用哪种措施?() A、增大导程角 B、增大蜗杆直径系数 C、减小蜗杆头数 7、设计键联接的主要内容是:①按轮毂长度确定键的长度②按使用要求确定键的类型③按轴径选择键的截面尺寸④对联接进行强度校核。在具体设计时,一般按下列哪种顺序进行?() A、①—②—③—④ B、②—③—①—④ C、③—④—②—① 8、螺纹联接预紧的目的是什么?() A、增强联接的强度 B、防止联接自行松脱 C、保证联接的可靠性或密封性 9、只承受弯矩的轴是什么类型的轴?() A、传动轴B、转轴C、心轴 10、下列滚动轴承中哪类轴承的极限转速较高?()A、深沟球轴承 B、圆锥滚子轴承 C、推力球轴承 四、简答题(每题3分,共12分) 1、试述构件和零件的区别与联系。 2、何为连杆机构中的急回特性?如何判断机构有无急回特性? 3、为什么螺纹连接通常要防松?常用的防松方法有哪些? 4、轴按所受载荷的不同分为哪三种?常见的轴大多属于哪一种? 五、计算题(共20分) 1、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?(6分) 2、图示四杆机构中,已知a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm。取不同构件为机架,可得到什么类型的铰链四杆机构?(7分) 3、一对外啮合齿轮标准直齿圆柱齿轮传动,测得其中心距为160mm,两齿轮的齿数分别为Z1=20,Z2=44,求两齿轮的主要几何尺寸。(7分) 六、指出图中结构不合理之处,并改正。(共8分) 《机械设计基础》期末考试试题二答案 一、填空题(每空1分,共30分) 1、低副、高副、转动副、移动副 2、无、有 3、槽轮机构、棘轮机构 4、越小 5、拉力产生的拉应力、离心力产生的拉应力、弯曲变形产生的弯曲应力、带绕入小带轮处、打滑、疲劳破坏 6、17、14 7、轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、塑性变形、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损。8、60°、大径、粗牙、细牙、粗牙 二、判断题(每小题1分,共10分) 1、× 2、√ 3、× 4、× 5、× 6、× 7、× 8、√ 9、√ 10、× 三、单项选择题(每小题2分,共20分) 1、B 2、B 3、B 4、C 5、B 6、A 7、B 8、C 9、C 10、A 四、简答题(每题3分,共12分) 1、试述构件和零件的区别与联系? 构件是机器的运动单元体;零件是机器的制造单元体;一个构件可以是单一的零件,也可以是多个零件的刚性组合 2、何为连杆机构中的急回特性?如何判断机构有无急回特性? 连杆机构中,从动件回程时的速度大于工作行程时的速度,称为急回特性。判断机构有无急回特性,可根据机构有无极位夹角。 3、为什么螺纹连接通常要防松?常用的防松方法有哪些? 防止螺纹副之间的相对滑动,常用的防松方法有摩擦力防松、机械法防松、其它方法防松。 4、轴按所受载荷的不同分为哪三种?常见的轴大多属于哪一种? 轴按所受载荷的不同,可分为转轴、心轴、传动轴,常见的轴大多属于转轴。 五、计算题(第一题6分,第二题7分,第三题7分,共20分) 1、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。 机构中,n=3,Pl=3,PH=2 F=3n-2Pl-PH=1=W>0,所以机构运动确定。 2、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; 3、m=5;d1=100;d2=220;da1=100+10=110;da2=220+10=230;df1=100-12.5=87.5;df2=220-12.5=207.5;p=3.14*5=15.7;s=e=7.85 六、设计题(8分) 1、左端轴承处的弹性挡圈去掉。 2、左端轴承处轴肩过高,应改为低于轴承内圈。 3、齿轮右端用轴套固定,与齿轮配合的轴头长度应小短于齿轮轮毂宽度。 4、左端轴承轴肩处应有越程槽。 5、联轴器没固定,左端应改为轴肩固定。 6、右端轴承改为轴套定位。 7、箱体剖面线方向不一致。 8、轴承内外圈剖面线画法不一致。 9、与齿轮配合处的键槽过长,应短于其轮毂宽度。 10、齿轮应改为腹板式结构。 一、判断(每题一分) 1、一部机器可以只含有一个 机构,也可以由数个机构组成。??(√) 2、机器的传动部分是完成机器预定的动作,通常处于整个传动的终端。(×) 4、机构是具有确定相对运动的构件组合。(√) 5、构件可以由一个零件组成,也可以由几个零件组成。??(√) 6、整体式连杆是最小的制造单元,所以它是零件而不是构件。??(×) 7、连杆是一个构件,也是一个零件。?(√) 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体是什么?(B) A.机构 B.构件 C.部件 D.零件 2、机器与机构的本质区别是什么?(A) A.是否能完成有用的机械功或转换机械能 B.是否由许多构件组合而成 C.各构件间能否产生相对运动 D.两者没有区别 3、下列哪一点是构件概念的正确表述?(D) A.构件是机器零件组合而成的。B.构件是机器的装配单元 C.构件是机器的制造单元 D.构件是机器的运动单元 5、以下不属于机器的工作部分的是(D) A.数控机床的刀架 B.工业机器人的手臂 C.汽车的轮子 D.空气压缩机 三、填空(每空一分) 1 原使用教材存在的一些问题 原使用教材为《机械制造技术基础》第2版, 邱亚玲主编, 机械工业出版社出版。该书面向机械工程及自动化专业的本科生, 包括5篇共18章内容, 知识点较多, 难度大。教学过程中, 工业设计专业的学生在刀具几何参数、切削力、切削热、刀具的选择、切削用量选择、典型零件的公差与配合等内容的学习上, 非常吃力, 而且和专业方向关联性不大。同时该书不包含与工业设计专业相关的各种成形技术、表面质量的实现方法等, 无法拓宽学生的专业知识面。授课时会出现“讲多了, 学生听不懂;需要讲的内容, 书上却没有”的情况。 2 新编教材的特色 新编《机械制造技术基础》教材为南京航空航天大学金城学院重点建设教材立项项目, 共6章内容, 包括绪论、机械精度设计、成形技术、机械加工方法与装备、特种加工、先进机械制造技术。该书共20余万字, 由南京航空航天大学陈福林副教授、南京航空航天大学金城学院韩立祥副教授担任主编, 南京航空航天大学金城学院邢晓红讲师、南京航空航天大学金城学院窦小丽讲师担任副主编。拟在华中科技大学出版社出版发行。 由于人才市场需求的不确定性, 决定了学校对学生培养目标的不确定性。在“机械制造基础”教学中, 对不同专业的学生, 有不同的授课重点。机械类学生应以切削加工原理和切削加工方法为主;而工业设计类学生应以各种零件的成形技术和加工方法为主。原教材以金属材料成形介绍机械制造工艺知识, 而新编教材根据工业设计专业的特点, 在产品造型和产品设计时, 不仅涉及金属材料, 还有其他各种材料。新教材中增加了成形技术的内容, 包括金属材料的成形、高分子材料的成形、复合材料的成形、快速成形及毛坯成形等。对原教材的内容进行了补充, 使该专业学生能了解更多的材料成形方法, 便于更好地进行产品设计。金属切削加工原理对于工业设计专业来讲, 难度大, 学生不易理解, 和专业关联度也不高, 在新编教材中删去了该部分内容。 原教材中机械精度设计部分除了介绍尺寸精度设计、几何公差和表面粗糙度外, 还介绍了几种典型零件的精度设计。这些典型零件完全可以通过生产厂家直接购买, 无须产品设计师单独设计, 所以这部分内容在新编教材中予以删除。同时, 为了使精度设计更加全面完整, 增加了零件表面质量的处理方法等内容。 新编教材将机械零件加工工艺规程的设计放在金属加工方法与装配一章中, 便于学生理解什么是工艺路线。学完车、铣、钻、镗、磨等各种加工方法后, 按照某个零件的结构特征、精度和表面粗糙度等要求, 确定加工方法和工艺路线, 有助于学生对制造工艺有一个系统的认识。同时该书紧跟现代工业发展的步伐, 在绪论中引入了工业4.0, 阐述制造业的发展历程。 3 结语 新编教材比较全面地介绍了机械加工的方法、机械零件加工精度标准和机械加工质量, 特别介绍了机械产品设计的结构工艺性问题, 另外还特别介绍了各种加工方法形成的零件表面形态。叙述了各种机械加工方法的基本概念, 介绍了机械加工工艺过程和相关的设备, 简要介绍了其能达到的加工精度、表面质量和表面形态。针对工业设计专业的特点, 力争做到该书介绍的机械制造知识比较全面、难度不大、深度合适;力争做到理论和工程实例相结合;力争做到图文并茂。通过使用该书完成机械制造基础课程的学习, 培养学生具备基本的、比较全面的机械制造知识, 具备在工业产品设计中充分考虑到制造问题的能力, 具备和设计工程师、制造工程师正常交流的能力。 摘要:工业设计与机械工程对专业基础课的要求不同, 在学习“机械制造基础”课程的内容上也有所差别。为适应工业设计专业艺术与工程结合, 人才培养与市场需求结合, 现代设计方法与先进制造技术结合, 面向先进制造技术的复合型工业设计人才培养模式, 拟出版适合工业设计专业的特色教材“机械制造技术基础”, 目前样稿已校对完成。 关键词:工业设计,机械制造基础,教材改革 参考文献 [1]邱亚玲.机械制造技术基础[M].2版.北京:机械工业出版社, 2014. [2]于骏一, 邹青.机械制造技术基础[M].2版.北京:机械工业出版社, 2009. [3]陈朝晖.高职机械类专业《机械制造工艺》课程教改探讨[J].科技资讯, 2010 (31) :189-190. [4]周同玉.《机械制造基础》课程改革的探索与实践[J].南京工业职业技术学院学报, 2003 (3) :81-83. 【非机械专业《机械设计基础》试题及答案】相关文章: 2010年机械设计基础试题及答案公布06-22 机械专业基础课程材料02-24 机械员专业基础知识09-24 机械设计基础考试题06-04 中专学校非机械类专业CAD教学探讨02-03 煤矿机械试题库及答案03-08 机械设计专业论文05-14 机械设计试题(A卷)与答案06-07 机械设计专业论文提纲08-04非机械专业《机械设计基础》试题及答案 第2篇
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