机械基础试题及答案.doc

一、 名词解释    1.机械：机器、机械设备和机械工具的统称。    2.机器：是执行机械运动，变换机械运动方式或传递能量的装置。    3.机构：由若干零件组成，可在机械中转变并传递特定的机械运动。    4.构件：由若干零件组成，能独立完成某种运动的单元    5.零件：构成机械的最小单元，也是制造的最小单元。    6.标准件：是按国家标准(或部标准等) 大批量制造的常用零件。    7.自由构件的自由度数：自由构件在平面内运动，具有三个自由度。    8.约束：起限制作用的物体，称为约束物体，简称约束。    9.运动副：构件之间的接触和约束，称为运动副。    10.低副：两个构件之间为面接触形成的运动副。    11.高副：两个构件之间以点或线接触形成的运动副。12.平衡：是指物体处于静止或作匀速直线运动的状态。13.屈服极限：材料在屈服阶段，应力波动最低点对应的应力值，以s表示。14.强度极限：材料-曲线最高点对应的应力，也是试件断裂前的最大应力。15.弹性变形：随着外力被撤消后而完全消失的变形。    16.塑性变形：外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。    17.延伸率：=(l1-l)/l100，l为原标距长度，l1为断裂后标距长度。18.断面收缩率：=(1)/ 100，为试件原面积，1为试件断口处面积。19.工作应力：杆件在载荷作用下的实际应力。20.许用应力：各种材料本身所能安全承受的最大应力。   21.安全系数：材料的极限应力与许用应力之比。    22.正应力：沿杆的轴线方向，即轴向应力。23.剪应力：剪切面上单位面积的内力，方向沿着剪切面。24.挤压应力：挤压力在局部接触面上引起的压应力。   25.力矩：力与力臂的乘积称为力对点之矩，简称力矩。26.力偶：大小相等，方向相反，作用线互相平行的一对力，称为力偶 27.内力：杆件受外力后，构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。28.轴力：横截面上的内力，其作用线沿杆件轴线。   29.应力：单位面积上的内力。30.应变：=l/l，亦称相对变形，l为伸长(或缩短) ，l为原长。31.合力投影定理：合力在坐标轴上的投影，等于平面汇交力系中各力在坐标轴上投影的代数和。32.强度：构件抵抗破坏的能力。33.刚度：构件抵抗弹性变形的能力。34.稳定性：受压细长直杆，在载荷作用下保持其原有直线平衡状态的能力。35.硬度：是指材料抵抗其他物体在表面压出凹陷印痕的能力。36.冲击韧性：材料抵抗冲击破坏能力的指标。37.弹性系数：材料抵抗弹性变形的能力。38.虎克定律：在轴向拉伸(或压缩) 时，当杆横截面上的应力不超过某一限度时，杆的伸长(或缩短) l与轴力N及杆长l成正比，与横截面积成正比。39.重心：整个物体的重力是物体每一部分重力的合力，合力的作用点，就是物体的重心。    40.拉(压)杆的强度条件：拉(压)杆的实际工作应力必须小于或等于材料的许用应力。41.剪切强度条件：为了保证受剪构件在工作时不被剪断，必须使构件剪切面上的工作应力小于或等于材料的许用剪应力。42.挤压强度条件：为了保证构件局部受挤压处的安全，挤压应力小于或等于材料的许用挤压应力。43.圆轴扭转强度条件：保证危险点的应力不超过材料的许用剪应力。44.弯曲正应力强度条件：为了保证梁的安全，应使危险点的应力即梁内的最大应力不超过材料许用应力。45.中性层：在伸长和缩短之间必有一层材料既不伸长也不缩短。这个长度不变的材料层称为中性层。46.中性轴：中性层与横截面的交线称为中性轴。47.塔式起重机的稳定性：起重机必须在各种不利的外载作用下，抵抗整机发生倾覆事故的能力，称为塔式起重机的整机稳定性。48.空间力系：物体所受力系的各个力的作用线，不在同一平面内，此力系称为空间力系。49.自锁：当主动力位于摩擦锥范围内，不论主动力增加多少，正压力和磨擦力的合力与主动力始终处于平衡状态，而不会产生滑动，这种现象称为自锁。  50.功：当力的作用点或力矩作用的物体在其作用方向发生线位移或角位移时，力或力矩就要作功。  功率：力或力矩在单位时间内所作的功，称为功率。51.机械效率：是有用功率和输入功率之比。52.位移：表示动点几何位置的变化。    路程：动点沿轨迹运动时在给定时间内累计的轨迹弧长。53.速度合成定理：动点的绝对速度等于牵连速度和相对速度的矢量和。54.刚体的转动惯量：等于刚体各个质点的质量与该质点到轴线距离平方成正比。  55.刚体的平面运动：当刚体运动同时包含平动和在平动平面内的转动时，即为刚体的平面运动。 56.机构具有确定运动的条件：当机构给定主动件运动规律的数目等于自由度数时，即机构具有确定运动。57.死点位置：当曲柄摇杆机构的连杆和从动件共线时，即为死点位置。58.急回性质：平面连杆机构中的摇杆往复摆动时所需时间一般并不相同，要求返回空行程明显快于工作行程。59.凸轮基圆：凸轮轮廓曲线的最小半径所作的圆。60.从动件的位移曲线：从动件一个工作循环的位移时间曲线。61.间歇运动机构：指专用于产生从动件间歇运动的机构。62.弹性滑动：带具有弹性，紧边拉力大，应变大，松为拉力小，应变小。当带由紧边侧进入主动轮到从松边侧离开主动轮有个收缩过程，而带由进入从动轮到离开从动轮有个伸长过程。这两个过程使带在带轮上产生弹性滑动。63.打滑：由于张紧不足，摩擦面有润滑油，过载而松弛等原因，使带在带轮上打滑而不能传递动力。   64.齿廓啮合基本定律：一对定速比传动齿轮的齿廓曲线的公法线始终与两轮的连心线交于定点。   65.节点：啮合线与两轮连心线的交点必是定点，即为节点。     66.节圆：过节点作一对相切的圆，称为节圆。 67.分度圆：直径等于齿数乘模数的圆，称为分度圆。    68.正确啮合条件：两齿轮的模数必须相等；两齿轮的压力角必须相等。69.连续传动的条件：一对齿轮必须满足正确啮合条件，而且重合度1。70.根切现象：展成法加工齿轮时，若齿数太少，刀具会把轮齿根部齿廓多切去一部分，产生根切现象。     69.变位齿轮：采用齿轮刀具变位的方法，即把齿条刀具的中线移动一段距离，加工出来的齿轮。    70.蜗杆传动的主平面：通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为主平面。71.轮系：机械传动系统中一系列相互啮合齿轮组成的传动装置。72.定轴轮系：轮系齿轮轴线均固定不动，称为定轴轮系。73.周转轮系：至少有一个齿轮的轴线绕其他齿轮的轴线转动的轮系。74.液压传动：是利用液体作为工作介质；利用液体压力传递运动和动力的一种传动方式。  75.静压传递原理：液压系统可看成密闭容器及静止液体，当一处受到压力作用时，压力通过液体传到连通器中的任意点，各个方向的压力都相等，压力总是垂直作用在容器的内表面上，这原理称为静压传递原理。76.螺纹公称直径：螺纹大径。77.心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴称为心轴。78.传动轴：仅传递扭矩的轴称为传动轴。79.转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴称为转轴。    80.轴承的接触角：滚动体与外圈滚道接触点的法线与轴承回转半径之间的夹角称为接触角。      81.弹簧的特性曲线：表示弹簧载荷和变形之间的关系曲线。        82.弹簧刚度：弹簧的载荷增量与变形增量之比。     判断题1. 二力平衡的必要和充分条件是：二力等值、反向、共线。()2. 合力一定大于分力。()3. 只受两力作用但不保持平衡的物体不是二力体。()4. 平面汇交力系平衡的必要和充分条件是力系的力多边形封闭。() 5. 画力多边形时，变换力的次序将得到不同的结果。()6. 力的作用点沿作用线移动后，其作用效果改变了。()7. 力对一点之矩，会因力沿其作用线移动而改变。()8. 作用在物体上的力，向一指定点平行移动必须同时在物体上附加一个力偶。()9. 力偶可以合成为一个合力。()10. 力偶在任何坐标轴上的投影代数和恒为零。()11. 力偶就是力偶矩的简称。()12. 合力偶矩等于每一个分力偶矩的矢量和。()13. 两物体的接触面上产生的静摩擦力为一定值。()14. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。()15. 一个高副可约束构件的两个自由度。()16. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。()17. 静滑动摩擦系数与动摩擦系数相等。()18. 静滑动摩擦力为一定值。 ()19. 静不定结构在机械工程中不得应用。()20. 两个相互接触表面间的静摩擦系数与动摩擦系数不相等。()21. 切向加速度既改变动点速度的大小，也改变速度的方向。()22. 在弹性变形范围内，正应力与正应变成反比关系。()23. 质点作匀速圆周运动时，既有法向加速度，又有切向加速度。()24. 牵连运动是动参考系相对于定参考系的运动。()25. 绝对速度va是牵连速度ve和相对速度vr之和，因此，va必然大于ve和vr。()26. 灰铸铁的抗拉和抗压的能力是相近似的。()27. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。()28. 合金钢是塑性材料。()29. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。()30. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。()31. 虚约束是在机构中存在的多余约束，计算机构自由度时应除去。()32. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。()33. 压力角越大对传动越有利。() 34. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。()35. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。()36. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。()37. 减速传动的传动比i1。()38. 型带所能传递的功率最大。()39. 在带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。()40. 带传动一般用于传动的高速级。()41. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。()42. 选择带轮直径时，直径越小越好。()43. 链传动一般用于传动的高速级。()44. 链传动是一种摩擦传动。()45. 滚子链的节距p越大，则承载能力越大。()46. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。() 47. 基圆直径越大渐开线越平直。() 48. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。() 49. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。() 50. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。() 51. 受横向载荷的螺栓联接中的螺栓必受剪切力。()52. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。()53. 圆柱销与销孔之间必须采用过盈配合。()54. 挤压就是压缩。() 55. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。() 56. 仅传递扭矩的轴是转轴。()57. 一般应使轴颈的耐磨性和硬度大于轴瓦。() 58. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。()59. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。() 60. 对载荷小，而工作平稳的轴可选用球轴承。()61. 用联轴器时无需拆卸就能使两轴分离。() 62. 用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。() 63. 凸缘联轴器属于固定式刚性联轴器。()64. 花键联接只能传递较小的扭矩。()65. 弹簧是弹性元件，能产生较大的弹性变形，所以采用低碳钢丝制造。()二、 简答题：1.  机器与机构的主要区别是什么？答：机构不能作为传递能量的装置。2.  构件与零件的主要区别是什么？答：构件运动的最小单元，而零件是制造的最小单元。3.  何谓标准件？它最重要的特点是什么？试列举出五种标准件。答：是按国家标准(或部标准等) 大批量制造的常用零件。最重要的特点是：具有通用性。例如：螺栓、螺母、键、销、链条等。4. 什么叫二力杆？答：一个杆件所受二力大小相等、方向相反、作用在两铰中心连线上。5. 某刚体受平面力系作用，问哪一图是平衡力系？哪一图有合力？合力是哪一个？(题2-11)答：b) 、d) 平衡，c) 力系的合力为3。6.   什么是自锁？答：当主动力位于摩擦锥范围内，不论增加多少，正压力和摩擦力的合力与主动力始终处于平衡状态，而不会产生滑动，这种现象称为自锁。  7. 何谓“截面法”，它与静力学中的“分离体”有何区别？答：截面法是揭示和确定杆件内力的方法。分离体是取消约束后的实物，用以画出所受全部主动力和约束反力的受力图。8. 杆件有哪些基本变形？答：杆件有四种基本变形：拉伸和压缩、剪切、扭转、弯曲。9. 杆件在怎样的受力情况下才会发生拉伸(压缩)变形？答：杆件在轴向拉(压)力作用下才会发生拉伸(压缩)变形。10. 根据构件的强度条件，可以解决工程实际中的哪三方面的问题？答：校核强度、确定截面尺寸、确定载荷。11. 圆轴扭转时，横截面上产生什么应力？怎样分布？怎样计算？答：扭转剪应力。剪应力沿半径分布，与到圆心的距离成正比，圆心处剪应力为零，最大应力发生在周边，剪应力方向与半径垂直。12. 何谓中性层、中性轴？答：中性层：在伸长和缩短之间必有一层材料既不伸长也不缩短。这个长度不变的材料层称为中性层。    中性轴：中性层与横截面的交线称为中性轴。13. 直梁弯曲时，横截面上产生什么应力？怎样分布？怎样计算？答：直梁弯曲时，横截面上由弯矩产生弯曲正应力。中性轴把截面分成两部分，梁弯曲的外凸部分受拉应力，内凹部分受压应力。计算公式为：max=Mmax/W。14. 受弯矩的杆件，弯矩最大处是否一定是危险截面？为什么？答：不一定，由公式可知max不仅取决于Mmax，还与W(或直径d) 有关，比值最大处才是危险截面。15. 工程中常见的交变应力有哪几种？答：有对称循环交变应力和非对称循环交变应力两种。16. 疲劳破坏有哪些特点？答：构件在交变应力作用下产生破坏，破坏应力值远低于静应力值；断口分为光滑区和粗糙区；疲劳破坏时，为脆性断裂。17. 何为材料的持久极限？答：材料的持久极限代表材料抵抗疲劳破坏的能力。18. 为什么空心圆截面比实心圆截面的抗扭性能好？答：由于横截面上的扭矩主要由靠近圆轴表面的那部分材料承受，靠近中心部分的材料几乎没有发挥承载作用。若把中心部分的材料移到边缘，使其成为空心轴，不仅应力提高而且半径增加，能提供更大的扭矩，就能有效提高轴的承载能力。19. 何谓脆性材料及塑性材料？如何衡量材料的塑性？比较脆性材料及塑性材料的力学性质。答：塑性材料是延伸率和断面收缩率很大的材料，延伸率5的材料。脆性材料是延伸率5的材料。其力学性质用延伸率、断面收缩率和冲击韧性来衡量。20. 根据工作机所需的功率选择电机应注意什么原则？答：根据工作机负载特点选择电机，一般分为三类：连续工作：要求电机的额定功率应接近或稍超过输入功率；断续工作：一般电机的额定功率低于负载所需功率；短时工作：电机的额定功率可比负载所需功率低很多，即允许电机短时超负荷工作，不会引起绕组温升过高。21. 剪切的受力特点是什么？变形特点是什么？答：受力特点：构件受剪切时，其两侧受一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的外力作用。    变形特点：介于作用力中间部分的截面将沿力作用的方向发生相对错动。22. 铰链四杆机构的基本形式有哪几种？各有何特点？答：基本形式有三种：曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构。曲柄摇杆机构：一般曲柄为原动件，作等速转动，连杆和摇杆为从动件分别作平面运动和往复摆动。双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的四杆机构。双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的四杆机构。23. 什么是机架、连架杆、连杆？最短的连架杆是否一定是曲柄？答：机架：固定不动的杆；连架杆：与机架相连的杆；连杆：不与机架相连的杆。只有当曲柄与最长杆之和小于戊等于其他两杆长度之和时，最短的连架杆才是曲柄。24. 连杆机构的压力角是确定值还是变化值？它对机构的传力性能有何影响？答：连杆机构的压力角是变化值。压力角小使传动运转轻便，机械效率高。25. 如何判断四杆机构是否有急回性质？极位夹角与急回性质有何关系？答：判断四杆机构是否有极位夹角；如越大，行程速比系数越大，急回特性越好。26. 棘轮机构的从动件转角如何调整？答：调节主动曲柄长度，以改变棘轮摇杆的摆动角度；采用遮板调节棘轮的转角；反变棘轮的转向。27. 槽轮机构有何特点？答：槽轮机构结构简单，效率高，能较平稳地改变从动件的角速度实现周期性的转位。但槽数较少的外槽轮机构高速运转时会产生冲击和振动。28. 为了避免带的打滑，将带轮上与带接触的表面加工的粗糙些以增大摩擦力，这样处理是否正确，为什么？答：不可以。由于带传动工作时存在弹性滑动，粗糙表面将加速带的疲劳破坏。29. 何谓带传动的弹性滑动和打滑？能否避免？答：弹性滑动：带具有弹性，紧边拉力大，应变大，松为拉力小，应变小。当带由紧边侧进入主动轮到从松边侧离开主动轮有个收缩过程，而带由进入从动轮到离开从动轮有个伸长过程。这两个过程使带在带轮上产生弹性滑动。弹性滑动不能避免。   打滑：由于张紧不足，摩擦面有润滑油，过载而松弛等原因，使带在带轮上打滑而不能传递动力。打滑能避免。30. 在设计带传动时为什么要限制带速v、小带轮直径d1和带轮包角？答：带速大则离心拉应力大，所以限制v30m/s；小带轮直径d1小则弯曲拉应力大，造成工作应力过大在交变应力作用下，带将产生疲劳破坏；一般要求带轮包角120，以防带与带轮接触弧长不足，带在轮上打滑。31. 为什么渐开线能满足齿轮的啮合基本定律？答：参见教材240的证明。32. 一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么？答：正确啮合条件：两齿轮的模数必须相等；两齿轮的压力角必须相等。33. 一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么？答：连续传动的条件：一对齿轮必须满足正确啮合条件，而且重合度1。34. 斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮比较，啮合和传动特点是什么？答：斜齿轮与直齿轮传动相比，具有重合度大，逐渐进入和退出啮合的特点，最小齿数较少。因此，传动平稳，振动和噪音小，承载能力较高，适用于高速和大功率传动。35. 为什么斜齿轮以法面参数为标准值？答：加工齿轮时，刀具是沿着斜齿轮的齿槽宽进行切削，所以取法面参数为标准值。36. 齿轮为什么会发生根切现象？答：当用展成法加工齿轮时，若齿轮齿数太少，刀具会把轮齿根部齿廓多切去一部分，产生根切现象。37. 怎样避免根切现象的发生？答：一