机械设计试题样例

1、一一、填空题（本题填空题（本题14分，每空分，每空1分）分）1 1含有含有7 7个构件的平面机构其速度瞬心共有个构件的平面机构其速度瞬心共有 个，个， 有有 个绝对瞬心。个绝对瞬心。6212 2闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式为闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式为 。齿面点蚀齿面点蚀3 3滚动轴承的代号为滚动轴承的代号为72097209，其类型为，其类型为 ，内径为，内径为 mmmm。角接触球轴承角接触球轴承454 4带传动的打滑是指带传动的打滑是指 ，多发生在，多发生在 带轮上。带轮上。由于过载造成的全面滑动由于过载造成的全面滑动小小5 5调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加入调节周期性速

2、度波动的常用方法是在机械中加入 。飞轮飞轮6 6矩形螺纹主要用于矩形螺纹主要用于 ，而普通三角螺纹主要用于，而普通三角螺纹主要用于 。传动传动连接连接7 7普通平键的工作面是普通平键的工作面是 ，楔键的工作面为，楔键的工作面为 。两侧面两侧面上下面上下面8 8按照随时间变化的情况，应力可分为按照随时间变化的情况，应力可分为 和和 。静应力静应力变应力变应力二二、选择题（本题选择题（本题10分，每小题分，每小题1分分 ）1 1链传动的大链轮齿数不宜过多的原因是链传动的大链轮齿数不宜过多的原因是 。A A 减小速度波动减小速度波动 B B 避免传动比过大避免传动比过大 C C避免磨损导致过早掉链避

3、免磨损导致过早掉链C2 2斜齿圆柱齿轮，螺旋角越大，其传动平稳性斜齿圆柱齿轮，螺旋角越大，其传动平稳性 。A A越低越低 B B越高越高 C C没有影响没有影响B3 3处于死点位置的铰链四杆机构，其压力角为处于死点位置的铰链四杆机构，其压力角为 。A A9090度度 B B=90=90度度 C C900 B0 B0 C1 D1 D11C6 6蜗杆传动较为理想的材料组合是蜗杆传动较为理想的材料组合是 。A A钢和铸铁钢和铸铁 B B钢和青铜钢和青铜 C C钢和铝合金钢和铝合金 D D钢和钢钢和钢7 7承受预紧力承受预紧力F F0 0的紧螺栓连接在受工作拉力的紧螺栓连接在受工作拉力F FE E时，

4、时， 残余预紧力为残余预紧力为F FR R， 其螺栓所受的总拉力其螺栓所受的总拉力FaFa为为 。A A F F0 0F FE E B B F FR RF FE E C C F F0 0F FR R D D F FE E+F+F0 08 8用于单向传动的螺纹的轴向剖面形状，宜采用用于单向传动的螺纹的轴向剖面形状，宜采用 。A A梯形梯形 B B矩形矩形 C C锯齿形锯齿形 D D三角形三角形9 9渐开线齿轮的齿廓上任意一点的法线与齿轮的渐开线齿轮的齿廓上任意一点的法线与齿轮的 相切。相切。A A基圆基圆 B B齿根圆齿根圆 C C分度圆分度圆 D D节圆节圆1010一对渐开线标准直齿轮啮合传动

5、中，其啮合角的大小变化是一对渐开线标准直齿轮啮合传动中，其啮合角的大小变化是 。A A 由大到小逐渐变化由大到小逐渐变化 B B 由小到大逐渐变化由小到大逐渐变化 C C 由小到大再到小逐渐变化由小到大再到小逐渐变化 D D始终保持不变始终保持不变CBBDA三、（本题三、（本题25，每题，每题5分）分）标出图示机构的速度瞬心，构件标出图示机构的速度瞬心，构件1 1的转速为的转速为， 求求: :构件构件2 2的速度的速度v2的大小和方向。的大小和方向。123BA21312vp p2如图铰链四杆机构中，如图铰链四杆机构中，BC50mm，CD=35mm, AD=30mm,（1）当该机构为曲柄摇杆机构

6、，其中）当该机构为曲柄摇杆机构，其中AB为曲柄，为曲柄，AB的取值范围。的取值范围。（2）若该机构为双曲柄机构，）若该机构为双曲柄机构，AB的取值范围。的取值范围。35305015ABBCCDADABCDADBC解：（解：（1）（2） 若若AB为最长杆，则为最长杆，则AD+ABBC+CDABBC+CD-AD=50+35-30=55若若AB不是最长杆，则不是最长杆，则AD+BCAB+CDABAD+BC-CD=30+50-35=45所以所以 55 AB451603平带传动，传动的功率为平带传动，传动的功率为P40kW，带速为，带速为v10m/s，带在小，带在小轮上的包角为轮上的包角为 ，带与轮面的

7、摩擦系数，带与轮面的摩擦系数 f = 0.3。试求：。试求：（1）传递的圆周力；）传递的圆周力；(2)紧边、松边拉力；（紧边、松边拉力；（3）带的初拉力。）带的初拉力。解：（解：（1） 圆周力：圆周力：1000100040400010PFNv （2）140002.4467782.44 11ffeFFNe紧边拉力：紧边拉力：松边拉力：松边拉力：21400027782.44 11fFFNe（3）初拉力： F0 = 0.5（F1+F2）= 47784解释蜗杆传动中为什么要进行热平衡计算。解释蜗杆传动中为什么要进行热平衡计算。答：蜗杆传动效率低，发热量大，会引起箱答：蜗杆传动效率低，发热量大，会引起箱

8、体内油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损加体内油温升高，润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合，故需要热平衡计算。剧，甚至出现胶合，故需要热平衡计算。5一对角接触球轴承正安装在某传动轴上，已知轴承所受的径一对角接触球轴承正安装在某传动轴上，已知轴承所受的径向支反力分别为向支反力分别为Fr1=1500N和和Fr2=3090N。外加轴向力。外加轴向力FA=980N,若内部轴向力若内部轴向力FS=0.7Fr，计算轴承的轴向载荷。，计算轴承的轴向载荷。解：内部轴向力解：内部轴向力 110.70.7 15001050srFFN220.70.7 30902163srFFN由于由于FS1+FAFS2, 所以轴

9、承所以轴承1被压紧被压紧 121183asAFFFN222163asFFN四、（本题四、（本题1010分）分）计算图示机构的自由度。计算图示机构的自由度。若有复合铰链、虚约束或局部自由度，均需指明。若有复合铰链、虚约束或局部自由度，均需指明。323 82 11 11LHFnPP 复合铰链复合铰链D、E虚约束虚约束FG局部自由度局部自由度B五、（本题五、（本题1010分）分）已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮标准齿轮传动，其已知一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮标准齿轮传动，其*1218,21, 10, 20 , 1, *0.25,azzmmmhC试求：两轮的分度圆直径，基圆直径，齿顶圆直径，顶隙和齿距

10、？试求：两轮的分度圆直径，基圆直径，齿顶圆直径，顶隙和齿距？112210 181801021210dmzmmdmzmm解：解：1122cos180 cos20169cos210 cos20197bbddmmddmm*11*2221802 10 120022102 10 1230aaaaddmhmmddmhmm *11*222 ()1802 10 1.251552 ()2102 10 1.25185fafaddm hcmmddm hcmm *0.25 102.5cc mmm3.14 1031.4pmmm六、（本题六、（本题12分）分）图示轮系中，各齿轮均为标准齿轮，已知图示轮系中，各齿轮均为标准

11、齿轮，已知求传动比求传动比i15的大小和方向。的大小和方向。1234520,60,18,54,zzzzz解：解： 对定轴轮系：对定轴轮系： 545454318ziz对于周转轮系：对于周转轮系： 31133160320HHHznninnz 4Hnn由于由于联立以上联立以上3式式i15=12，方向与齿轮，方向与齿轮1相同。相同。 七、（本题七、（本题10分）分）图示的蜗杆图示的蜗杆斜齿轮传动，已知蜗杆旋向（主动）及蜗轮齿的螺斜齿轮传动，已知蜗杆旋向（主动）及蜗轮齿的螺旋线方向。试在图中直接标出旋线方向。试在图中直接标出(1)(1)蜗杆蜗杆1 1的螺旋线方向和蜗轮的螺旋线方向和蜗轮2 2的转速方向；

12、的转速方向；(2)(2)齿轮齿轮3 3、4 4的转向和螺旋线方向的转向和螺旋线方向( (要求中间轴的轴向力抵消一部分要求中间轴的轴向力抵消一部分) )；(3)(3)标出蜗轮标出蜗轮2 2和齿轮和齿轮3 3所受各分力。所受各分力。左旋左旋八、改错题（本题八、改错题（本题8分）分）指出图中结构设计错误和不合理之处指出图中结构设计错误和不合理之处 精加工面太长精加工面太长轴承选择错误轴承选择错误1234561,20,15,25,20,60,zzzzzz13000 /minnrHn图示的轮系中，已知图示的轮系中，已知蜗杆转速蜗杆转速。若蜗杆为右旋，求转臂。若蜗杆为右旋，求转臂H的转速的转速的大小和方向。的大小和方向。对定轴轮系：对定轴轮系：212120201ziz解：解：对于周转轮系：对于周转轮系： 3463663525 60515 20HHHnnz zinnz z 由于由于32nn联立以上联立以上3式式nH=n1/120=25 r/min解：解：螺钉数螺钉数z2，接缝面数，接缝面数m=1，则所需预紧力则所需预紧力RRR3212 . 02 . 1FFmzCFF强度条件为强度条件为 13412.Fdd18 .376mm