《机械设计基础》试卷、答案及评分标准

1、图 1东莞理工学院（本科）试卷（a卷）2007 -2008 学年第一学期机械设计基础试卷参考答案及评分标准，是非题（共 10 分，每小题 2 分，对者在括号内打，错者打“x”）1、（x）对心曲柄滑块机构具有急回运动特性。2、（，） 一对渐开线斜齿轮传动在端面上相当于一对渐开线直齿轮传动。3、（ x）同一公称直径的粗牙螺纹较细牙螺纹自锁性能好。4、（x）滚子链链节数应尽量取奇数。5、（ x）深沟球轴承只能承受纯径向载荷。八选择填空题（共10 分，每空 2 分）1、齿轮传动中，若主动轮1 和从动轮 2 的材料不同，工作时小齿轮和大齿轮的齿面接触应力为一c _ 。h 2 ； c. h 1 2、自行车

2、的前轴是a 。a.心轴； b.转轴； c.传动轴。3、键的剖面尺寸通常是根据d 按标准选择。a.传递转矩的大小； b.传递功率的大小； c.轮毂的长度； d.轴的直径4、型号为 7213ac 的滚动轴承是内径为c 轴承。a. 65mm 的圆锥滚子；b. 55mm 的深沟球； c. 65mm 的角接触球。图 25、根据图 1 所注明的尺寸， 判断图示银链四杆机构为上a.曲柄摇杆机构；b.双曲柄机构； c.双摇杆机构。三、填空题（共16 分，每空 1 分）1、在凸轮机构中，从动件在推程按等速运动规律运动，则在推程开始和推程终止两个运动瞬间，给机构带来刚性冲击。2、带传动中的打滑现象最先出现在带与上

3、 带轮的接触弧上。3、滚子链传动中产生的跳齿和脱链现象最先出现在大 锌轮轮齿上。4、闭式齿轮传动中，齿面点蚀最先出现在靠近节 线的齿 根 面上。5、试举出轴上零件的两种常用轴向固定形式：轴肩 和 套筒。6、用范成法切制正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮齿廓时，避免根切的最少齿数为17 。7、三角形螺纹的牙型角60 度、常用于连接 。8、在平键连接中，键的工作面为键的两侧 面、当单键连接强度不足而采用双键时，两键沿圆周方向按 180 度对称布置。9、分度圆上齿厚与齿槽宽相等、且 齿顶高和齿根高均为标准值的齿轮称为标准齿轮。四、简答题（共8 分，每小题 4 分）1、试述斜齿轮分度圆螺旋角b 的一般取值

4、范围，并说明其不能取得太大的原由。解：斜齿轮分度圆螺旋角b 的一般取值范围为：8 20 。（计 2 分）斜齿轮分度圆螺旋角b 取得大，则重合度增大，使传动平稳。但取得太大，其轴向力会较大，因而增加轴承的负载，故b 不能取得太大。（计 2 分）2、何谓带传动的弹性滑动？它对传动比有何影响？解：由于带传动两边的拉力差，会引起带的弹性变形量的改变，从而导致局部带在带轮的局部接触弧上产生相对滑动，称弹性滑动。（计 2 分）由于弹性滑动是带传动的一种固有特性，会造成带传动的瞬时传动比不能恒定不变（计 2 分）五、分析计算题（共46 分）1 、（1 0 分 ） 计 算 图 2 所 示 两 个 机 构 的

5、自 由 度 ， 并 判 断 机 构 的 运 动 确 定 性 ， 如 机 构图 2a)局部自由度b)中存在复合饺链、局部自由度和虚约束，请在图上示出。（a、b 各 5 分）解：a）（指出复合银链、局部自由度和虚约束各得0.5 分）f 3n 2 pl ph 3 7 2 9 1 2 （计 2.5 分）机构自由度数等于原动件数，且大于零，故机构具有确定的相对运动。（计 1分）b）（指出局部自由度得和虚约束各得0.5 分）f 3n 2 pl ph 3 6 2 8 1 1 （计 3 分）机构自由度数等于原动件数，且大于零，故机构具有确定的相对运动。（计 1分）2、（6 分）在图 3 所示定轴轮系中，已知：

6、415, z2 25, z2? 15, z3 30, z3?15, z4 30, z42（右旋），z5 60, z520,构件 5和 6 分别为渐开线标准直齿轮和直齿条，其模数m=4mm, 若 n1=500r/min, 求齿条 6 的线速度丫6的 大小和方向。解：i15 n5 乙 z2,z3z4 25 30 30 60 15 15 15 2 200, （计 2 分）n5 n i15 500 200 2.5r/min, （计 2 分）z2z3z4z5通过箭头法判断得到齿条6 的线速度方向向右。（计 1 分）齿条 6 的线速度和齿轮速相等，因此有：5分度圆上的线速度相等，而齿轮5的转速和齿轮 5

7、的转v6 30 30 2 2.5 3.14 4 20 30 2 10.5mm/s （计 i 分）fs2fa 136 40 176 fsi 204 .? ? 轴承 2 被“压紧”、轴承 1 被“放松fa1 fsi 204n, （2 分）3、（6 分）试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆，在什么条件卜基圆大于齿根圆？什么条件下基圆小于齿根圆？解：正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径为：d f d 2hf mz 2.5m （计 2 分）基圆直径为：db d cos mzcos20 （计 2 分）假定d f db, 由 mz 2.5m mzcos20 得z 42 因此，当齿数 z

8、41 时，正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆；当齿数 z 42 时，正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆小于齿根圆。（计24、（12 分）如图 4 所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知主动齿轮1 的螺旋角旋向及转向，问：1）齿轮 2、3、4 的螺旋角旋向应如何选择才能使中间轴（轴ii）上两齿轮的轴向力相反？（6 分）2）试在图上标出齿轮1、2、3、4 轮齿所受圆周力 的作用位置和方向。（6 分）r 口nifti、径向力fri和轴向力fai （i=1,2,3,4 ）解答如图示。1）每个螺旋角计 2 分，共 6 分；2）每个力计 0.5 分，共 6 分。5、（12 分）一根轴用两个同型号

9、的角接触球轴承支承（如图5 所示），已知两轴承受的径向载荷为fr1 300n , fr2 200n ,轴向外载荷fa 40n ,给定轴承内部轴向力fs=0.68 fr , 判断系数 e 0.68, 当fa / fr 时，e时，x=0.41, y=0.85; 当fa/fr e 6x=1 , y=0, lh 10 tc , 求：60n fpp 1）两轴承的轴向载荷fa1、fa2；（6分）2）两轴承的当量动载荷之比p1/p2 （3 分）解：（1）由图示布置形式可知fs1、fs2的方向如图所示。已知：fs1 0.68fr1 0.68 300 204 n （1 分）fs2 0.68fr2 0.68 20

10、0 136n （1 分）lh1/lh2(f2/r) (1/1.355)30.4023）两轴承寿命之比lhi/lh2。(3 分) (2) f1fr1 204 300 0.68 e, . xi=1.0, yi=0 fa2 不164 200 0.82 ? 二 x2=0.41, y2=0.85 根据p xfr yfa 有: p1 x1fr1 y1fa1 1 300 0 204 300n （1分）p2x2fr2 y2fa2 0.41 200 0.85 164 221.4n （1分）p1/p2 300/221.4 1.3550 （1分）(3)根据 lh 106 ftc 60n fpp 球轴承，3 ,又; 两轴承同型号、同轴、同工作环境，, , n1 n2、c1 c2 , ft1 ft2 ， f p1 fp2 ，（1分）（1分）六、改错题（共 10 分）分析图 6 所示结构设计是否合理，请将不合理之处编上序号，并用文字说明错误所在及改正措施或画出改正结构图（找出10 个错误即可）。（1 分）解：此结构的主要错误有：1 处联轴器左端未轴向定位。2 处联轴器右端未轴向定位3 处联轴器没有周向定位。4 处端盖轴孔处未设计密封装置，且端盖轴孔与轴之间没有间隙。5 与 10 处轴承端盖与箱体结合面间未设计密封