2023年研究生类研究生入学考试专业课机械设计与机械原理2010-2022历年真题选编带答案难题含解析

2023年研究生类研究生入学考试专业课机械设计与机械原理2010-2022历年真题选编带答案难题含解析（图片大小可自由调整）第1卷一.历年考点试题黑钻版(共75题)1.滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从______到______的最短距离。2.在一般情况下，齿轮强度计算中，大、小齿轮的弯曲应力σF1与σF2是______的；许用弯曲应力σFP1与σFP2是______的。其原因是：______。3.标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最小齿数的计算公式为：Zmin=______；标准斜齿轮不发生根切的最小齿数计算公式是Zβmin=______。4.对心曲柄滑块机构，曲柄长度为a，连杆长度为b，则其最小传动角γmin等于______。A.arccos(b/a)B.arcsin(a/b)C.arccos(a/b)5.以下4项特性中，只属于润滑脂的特性是______。A.凝点B.滴点C.闪点D.油性6.在下列联轴器中不能够补偿两轴线之间误差的联轴器是______。A.十字滑块联轴器B.齿式联轴器C.凸缘联轴器D.膜片联轴器7.直齿圆柱齿轮压力角的标准值是指______上的压力角。A.齿顶圆B.分度圆C.齿根圆D.基圆8.在滑块行程较______的曲柄滑块机构中，往往将曲柄做成偏心轮。9.求出图所示正切机构的全部瞬心。设ω1=10rad/s，求构件3的速度v3。

10.一对闭式直齿圆柱齿轮，已知：z1=20，z2=60；m=3mm；ψd=1；小齿轮转速n1=950r/min。若主、从动齿轮的σHP1=700MPa，σHP2=650MPa；载荷系数K=1.6；节点区域系数ZH=2.5；弹性系数；重合度系数Zε=0.9。试按接触疲劳强度，求该齿轮传动所能传递的功率。11.一个K大于1的铰链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数K______。A.大于1B.小于1C.等于1D.等于212.在如图所示六杆机构中，已知LAB=150mm，LBC=500mm，LDC=265mm，LAF=600mm，LBE=250mm，LAD=210mm，φ=45°，BE⊥BC，AF⊥AD，曲柄1的等角速度ω1=20rad/s，求角速度ω3、ω4，角加速度α3、α4。(解析法和图解法均可)

13.渐开线直齿锥齿轮的当量齿数zv______其实际齿数z。A.小于B.小于且等于C.等于D.大于14.在螺栓连接中，当螺栓轴线与被连接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加______应力。15.如图所示的转轴，直径d=60mm，传递的转矩T=2300N·m，F=9000N，a=300mm。若轴的许用弯曲应力[σ-1b]=120MPa，求x的最大值。

16.两轴相交成90°的锥齿轮传动，其传动比可以表示为______。(δ为分度圆锥角)A.i=ω1/ω2=cosδ2/cosδ1B.i=ω1/ω2=sinδ2/sinδ1C.i=ω1/ω2=cosδ1/cosδ2D.i=ω1/ω2=sinδ1/sinδ217.若带所需传递的圆周力超过带与带轮间的______时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为______。18.在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于求______。19.齿轮传动在以下几种工况中______的齿宽系数ψd可取大些。A.悬臂布置B.不对称布置C.对称布置D.同轴式减速器布置20.单根V带传递的最大功率P=4.82kW，小带轮的基准直径d1=180mm，大带轮的基准直径d2=400mm，小带轮转速n1=1450r/min，小带轮的包角α1=152°，带和带轮的当量摩擦系数fv=0.25，试确定带传动的有效圆周力Fe、紧边拉力F1和张紧力F0。

附：e=2.718。21.已知锥齿轮减速器小锥齿轮轴用一对7209C型轴承(反安装)支承，两端固定，输入端与带轮相连，其示意图如题图所示。试绘出其轴、轴承组合设计结构图。(锥齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，锥齿轮与轴连在一起，而带轮与轴用键过盈配合)

22.作转子静平衡时，应选______个平衡平面；而动平衡时，应选______个平衡平面。23.已知一标准渐开线圆柱斜齿轮与斜齿条传动，法面模数mn=8mm，法面压力角αn=20°，斜齿轮齿数z1=20，分度圆上的螺旋角β=20°，此齿轮的节圆直径等于______mm。A.169.27B.170.27C.171.2724.回转体的不平衡可分为两种类型，一种是______，其质量分布特点是______；另一种是______，其质量分布特点是______。25.一个偏置尖端直动推杆盘形凸轮机构(见下图)，凸轮的一段廓线为渐开线，其基圆半径r0等于偏心距，当凸轮以等角速度ω转动时，推杆上升速度为______。推杆以变速上升还是以______。

26.设计滚子从动件盘状凸轮轮廓线时，若将滚子半径加大，那么凸轮凸形廓线上各点曲率半径______。A.一定变大B.一定变小C.不变D.可能变大也可能变小27.在如图所示轮系中，各齿轮齿数为：z1=z2=40，z2'=z2"=z3=z4=20，z3'=z5=40，z5'=60，z6=2(右旋)。又知n4=1200r/min，n6=1800r/min，转向如图所示，试求轴1的转数n1的大小及转向。

28.试说明题图所示盘形凸轮机构是有利于偏置，还是不利于偏置。如将该凸轮廓线作为直动滚子推杆的理论廓线，其滚子半径rT=8mm。试问该凸轮廓线会产生什么问题，为什么?为了保证推杆实现同样的运动规律，应采取什么措施(图中μl=0.001m/mm)?

29.在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中，______有刚性冲击；______、______运动规律有柔性冲击；______运动规律无冲击。30.使机械的原动件加速运动的力称为阻抗力。31.如图所示转鼓存在空间分布的不平衡质量。已知m1=10kg、m2=15kg、m3=20kg、m4=10kg，各不平衡质量的质心至回转轴线的距离r1=50mm、r2=40mm、r3=60mm、r4=50mm，轴向距离l12=l23=l34，相位夹角α12=α23=α34=90°。设向径rⅠ=rⅡ=100mm，试求在校正平面Ⅰ和Ⅱ内需加的平衡质量mⅠ和mⅡ及其相位。

32.如下图所示为一螺旋拉紧装置，旋转中间零件，可使两端螺杆A和B向中央移近，从而将被拉两零件拉紧。已知：螺杆A和B的螺纹为M16(d1=13.835mm)，单线；其材料许用拉伸应力[σ]=80MPa；螺纹副间摩擦系数f=0.15。试计算允许施加于中间零件上的最大转矩Tmax，并计算旋紧时螺旋的效率η。

33.一对斜齿轮传动，其法面模数mn=8mm，法面压力角αn=20°，=1，=0.25，β=30°，z1=20，z2=40，b=30mm，求这对齿轮的齿顶圆直径da，齿根圆直径df，中心距a及重合度e。34.机构如图所示，试：

(1)计算自由度(若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请在图上标出)。

(2)将其中的高副化为低副，画出高副低代后的机构示意图。

(3)若机构原动件取为与机架构成转动副的连架杆(构件自定)，试说明该机构从动件系统由哪些杆组组成，杆组的级别和机构的级别如何?35.合金钢经热处理后弹性模量远大于碳钢，所以重要场合的齿轮应选用合金钢材料。36.在下图(a)所示的机构中，已知各构件的尺寸及机构的位置，长度比例尺为μl(m/mm)，各转动副处的摩擦圆如图中的虚线圆，移动副及凸轮高副处的摩擦角为φ，凸轮顺时针转动，作用在构件4上的工作阻力为Q。若不计各构件的重力和惯性力，试求：

(1)在图示位置各运动副的反力；

(2)在图示位置需施加于凸轮上的驱动力矩M1；

(3)机构在图示位置的机械效率η。

37.通过热处理可改变毛坯或零件的内部组织，从而改善它的力学性能。钢的常用热处理方法有：退火、正火、淬火、调质、表面淬火和渗碳淬火等。试选择其中三种加以解释并简述其应用。38.单根带传递最大功率P=4.7kW，小带轮的d1=200mm，n1=1800r/min，α1=135°，fv=0.25。求紧边拉力F1和有效拉力Fe(带与轮间的摩擦力已达到最大摩擦力)。39.一中速、中载的蜗杆减速器，蜗杆轴轴承处的直径为45mm，轴承跨距l≈350mm，结构示意图如题图所示。试按如下三种情况画出蜗杆轴、轴承组合结构。(蜗杆与轴承皆用油润滑)

(1)一对32209E型轴承，两端固定(见图(a))。

(2)固定端为一对7209C型轴承(正安装)，游动端为一个6209型轴承(见图(b))。

(3)固定端为一个6209型及一个52209型轴承，游动端为一个6209型轴承(见图(c))。

40.某连杆机构极位夹角为30°，若输出件工作行程需时7s，则空回行程需时______。41.如图所示为铰链四杆机构。已知LAB=62mm，LBC=40mm，LCD=60mm，LAD=19mm，试问：

(1)该机构为何种类型机构?有无曲柄存在?如有，指出哪个构件是曲柄。

(2)当以AB为主动件时，标出从动件的压力角。42.在图所示大传动比行星轮系中的两对齿轮，能否全部采用直齿标准齿轮传动?试提出两对齿轮传动的选择方案。

43.在设计直齿圆柱齿轮机构时，首先考虑的传动类型是______，其次是______，在不得已的情况下______，只能选择______。44.如图所示轴的两支点上各安装一个圆锥滚子轴承。已知轴承的预期寿命为Lh=15000小时，寿命指数ε=10/3；轴承所受径向载荷Fr1=5000N，Fr2=4000N；外加轴向载荷Fa=1000N，方向如图所示；派生轴向力Fd=Fr/(2Y)；温度系数fr=1，载荷系数fd=1.2；轴的转速n=1500r/min；当Fa/Fr≤e时，径向载荷系数X=1，轴向载荷系数Y=0，当Fa/Fr＞e时，X=0.4，Y=2.06；判断系数e=0.29。试计算轴承需要的基本额定动载荷。

45.某零件受稳定交变弯曲应力作用，最大工作应力σmax=180MPa，最小工作应力σmin=150MPa，材料的力学性能σ-1=180MPa，σ0=240MPa，σs=240MPa，按无限寿命设计，并略去综合影响系数Kσ的影响。试分别由图解法及计算法求出：(1)等效系数ψσ值；(2)安全系数Sca值。46.题图所示的曲柄滑块机构中，滑块C的质量m3=0.4kg，试确定连杆BC与曲柄AB的质量m2与m1，以使机构惯性力完全平衡。构件AB与BC的重心S1与S2的坐标lAS1=100mm，lBS2=100mm，而lAB=100mm，lBC=400mm。

47.如图所示的盘状转子上有两个不平衡质量：m1=1.5kg，m2=0.8kg，r1=140mm，r2=180mm，相位如图。现用去重法来平衡，试求所需挖去的质量的大小和相位(设挖去质量处的半径r=140mm)。

48.已知一传动轴直径d=32mm，转速n=1725r/min，如果轴上的扭切应力不许超过50MPa，问该轴能传递多大的功率?49.平面运动副所提供的约束数为______。A.1B.2C.3D.1或250.对大批量生产、尺寸较大(D＞50mm)、形状复杂的齿轮，设计时应选择______毛坯。51.用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同试验条件下进行拉伸试验，得到的应力应变曲线如图所示。则：拉伸强度最高、弹性模量最小、塑性最差的材料分别是______。

A.a、b、cB.b、c、aC.c、b、aD.a、c、b52.当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到______，而带传动的最大有效拉力取决于______、______、______和______四个因素。53.在如图所示双滑块机构中，已知机构位置与构件尺寸如图所示，构件2的质心S2在AB的中点，各构件的重量G1=G2=25N，构件2对质心S2的转动惯量JS2=0.04kg·m2。此机构的加速度图已在图中给出。试确定构件1、2和3的惯性力。

54.对于结构尺寸为b/D＜0.2的不平衡刚性转子，需进行______。A.静平衡B.动平衡C.不用平衡55.摆动导杆机构，当导杆处于极限位置时，导杆______与曲柄垂直。A.一定B.不一定C.一定不56.试根据图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。

57.45钢齿轮，经调质处理后其硬度值为______。A.45～50HRCB.220～270HBWC.160～180HBWD.320～350HBW58.已知一渐开线标准斜齿圆柱齿轮与斜齿条传动，法面模数mn=8mm，法面压力角αn=20°，斜齿轮的齿数z=20，分度圆上的螺旋角β=20°，则斜齿轮的节圆直径等于______mm。A.170.27B.169.27C.171.27D.172.2759.在如图所示的摆动导杆机构中，已知LAB=30mm，LAC=100mm，LBD=50mm，LDE=40mm，φ1=45°，曲柄1以等角速度ω1=10rad/s沿逆时针方向回转。求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度(用相对运动图解法)。

60.何谓周期性速度波动?何谓非周期性速度波动?它们各用何种装置进行调节?经过调节之后主轴能否获得匀速转动?61.在轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与______无关。62.如图所示为THK6355型数控自动换刀镗床的刀库转位装置。齿轮4与刀库连接成一体，内齿轮3与机架固联，各轮齿数为：z1=24，z2=z2'=28，z3=80，z4=78(变位齿轮)。试计算油马达与刀库间的转速关系。

63.图a所示为偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮1实际轮廓线为一圆心在O点的偏心圆，其半径为R，从动件3的偏距为e，试用作图法：

(1)确定凸轮1的合理转向并简要说明理由。

(2)画出凸轮的理论廓线及基圆r0。

(3)标出当从动件3从图示位置升到位移s时，对应凸轮的转角δ及压力角α。

(4)标出凸轮机构的行程h。

64.对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是______，但目前尚无成熟可靠的______计算方法，故按______强度计算。这时影响齿轮强度的主要几何参数是______。65.齿轮分度圆是指______的圆，节圆是指______的圆。66.运动副与一般的刚性连接的根本区别在于______。67.下述材料中，______是轴承合金(巴氏合金)。A.20CrMnTiB.38CrMnMoC.ZSnSb11Cu6D.ZCuSn10P168.渐开线齿轮传动的啮合角等于节圆上的压力角。69.滚动轴承的主要失效形式是______和______。70.在齿轮传动设计中，影响齿面接触应力的主要几何参数是______和______；而影响极限接触应力σHlim的主要因素是______和______。71.潜艇在发射鱼雷或导弹时(见下图)，为防止海水涌进潜艇发射筒内，用什么方法来保证潜艇发射鱼雷或导弹时，发射筒具有严密的防水性的呢?

潜艇发射鱼雷72.一对渐开线齿廓啮合传动时，它们的接触点在______线上，它的理论啮合线长度为______。73.如图所示轮系中，已知各齿轮齿数分别为：z1=18，z2=45，z2'=z4=50，z4'=40，z5=30，z5'=20，z6=48，nA=100r/min，方向如图所示。试求B轴转速大小及方向。

74.凸轮从动件以等速运动规律运动时，存在无穷大的加速度。75.设计一槽轮机构，要求槽轮的运动时间等于静止时间，试选择槽轮的槽数和拨盘的圆销数。第1卷参考答案一.历年考点试题黑钻版1.参考答案：凸轮回转中心；凸轮理论廓线2.参考答案：不相等；不相等；大小齿轮的材料及热处理不同及工作循环次数不同3.参考答案：4.参考答案：C5.参考答案：B[解析]润滑脂的主要性能指标是锥入度和滴点。6.参考答案：C[解析]凸缘联轴器是常用的固定式刚性联轴器，固定式刚性联轴器不能够补偿两轴线的相对位移；膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移，属于挠性联轴器。7.参考答案：B8.参考答案：小9.参考答案：解：该正切机构的全部瞬心如图所示。

图正切机构

由可得，构件3的速度：方向垂直向上。10.参考答案：解：接触疲劳强度校核公式为

(1)上述提示式中

u=z2/z1=60/20=3

d1=mz1=3×20mm=60mm

b=ψdd1=1×60mm=60mm

因为大齿轮的许用应力较低，应按大齿轮计算，故

(2)该齿轮所能传递的功率为

11.参考答案：A12.参考答案：(1)速度分析

vB=ω1lAB=20×0.15m/m=3m/s

取画速度多边形(图a)，得

作速度影像图△bce～△BCE，则

(2)加速度分析

取，画加速度多边形，如图b所示，得

13.参考答案：D14.参考答案：弯曲15.参考答案：解：分析可知该轴的最危险截面位于F点作用截面处，且最大弯矩值为对于频繁正反转的轴，可作为对称循环变应力，α=1。认为该轴的扭转切应力为对称变应力循环，所以取折合系数α=1，则当量弯矩

根据弯扭强度条件可得：

解得：x≤0.238m。16.参考答案：B17.参考答案：极限摩擦力；打滑18.参考答案：同一构件上不同点之间19.参考答案：C20.参考答案：解题要点：

(1)带的速度

(2)带的有效圆周力

(3)带的紧边拉力F1。

联解

其中

则

解得

F1=727.333N，

F2=374.736N

(4)张紧力F0。

21.参考答案：其轴承部件组合结构如图所示，说明如下。

采用圆锥滚子轴承，反排列，与上述方案比较，虽支承刚度稍大，但结构较复杂，安装和调整也不方便，故应用不广。同理，当用于转速较高和载荷不大的场合时，也可采用角接触球轴承(6000系列)。采用毡圈密封。

22.参考答案：1

223.参考答案：B24.参考答案：静不平衡

在同一回转面上

动不平衡

不在同一回转面上25.参考答案：ωr0

等速上升26.参考答案：B27.参考答案：28.参考答案：[解]

是合理偏置，因为可使推程段的压力角减小。当以rT=8mm求作凸轮的实际廓线时，因为理论廓线的最小曲率半径ρmin=6mm，所以凸轮的实际廓线会出现交叉现象，可采用减小滚子半径rT或增大基圆半径r0的方法来改进。29.参考答案：等速运动规律；等加速、等减速运动规律；余弦加速度；正弦加速度30.参考答案：B31.参考答案：解：先求得各不平衡质径积的大小为

m1r1=10×50=500kg·mm，m2r2=15×40=600kg·mm

m3r3=20×60=1200kg·mm，m4r4=10×50=500kg·mm

将各不平衡质径积分解在平面Ⅰ和平面Ⅱ上，在平面Ⅰ内，可得

(m1r1)Ⅰ=500kg·mm

(m4r4)Ⅰ=0kg·mm

在平衡基面Ⅰ上并向x、y轴上投影得

(mr)ⅠX=-(m1r1)Ⅰcos0°+(m3r3)Ⅰcos180°=-100kg·mm

(mr)ⅠY=-[(m2r2)Ⅰsin90°]=-400kg·mm

又可得：

加在平面Ⅰ上的质径积：(mr)Ⅰ=412.3kg·mm。

计算得加在平面Ⅰ上的平衡质量：mⅠ=4.123kg。

方向：由得：αⅠ=255.96°。

同理，加在平面Ⅱ上的平衡质量：mΠ=8.544kg，方向：αΠ=20.56°。32.参考答案：解题要点：

(1)计算螺杆所能承受的最大轴向拉力Fmax。

由

得

所以

(2)计算螺纹副间的摩擦力矩T1max。

查M16螺纹的参数如下：

大径d=16mm；中径d2=14.701mm；螺距p=2mm；单线，即线数n=1，所以，螺旋升角为

而当量摩擦角为

已知

所以

螺纹副间的最大摩擦力矩为

(3)计算允许施加于中间零件上的最大转矩Tmax。

因为施加于中间零件上的转矩要克服螺杆A和B的两种螺纹副间摩擦力矩，故有

Tmax=2T1max=2×14834N·mm=29668N·mm

(4)计算旋紧时螺旋的效率η。

因为旋紧中间零件一周，做输入功为Tmax·2π，而此时螺杆A和B各移动1个导程l=np=1×2mm=2mm，做有用功为2Fmaxl，故此时螺旋的效率为

或按公式[解析]由题给条件可知；旋转中间零件，可使两端螺杆受到拉伸；施加于中间零件上的转矩T愈大，两端螺杆受到的轴向拉力F愈大；而螺杆尺寸一定，所能承受的最大轴向拉力Fmax则受到强度条件的限制。因此，对该题求解时首先应按强度条件式，计算出Fmax；然后由Fmax计算螺纹副间的摩擦力矩T1max；最后求出允许旋转中间零件的最大转矩Tmax。效率可按定义或公式计算。33.参考答案：分度圆直径

齿顶圆直径

齿根圆直径

中心距

重合度

由公式εγ=εα+εβ得

tanαn=tanαt×cosβ，αt=22.796°

重合度εγ=1.346+0.597=1.94334.参考答案：(1)F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-2=1

图中：H处为局部自由度；B、C处均为复合铰链；齿条5及其运动副形成虚约束。

(2)高副低代后的机构示意图如下图a所示。

(3)拆分杆组结果如下图b所示。取连架杆1为原动件，拆分为2-3杆组、7-8杆组、12-6杆组、4-1l杆组及10-5杆组，五个基本杆组全为Ⅱ级杆组。机构的级别为Ⅱ级机构。

35.参考答案：B[解析]合金钢的弹性模量与碳素钢的弹性模量相差不大，合金钢经过热处理弹性模量不会发生很大变化，故热处理之后的合金钢的弹性模量不可能远大于碳素钢的弹性模量。36.参考答案：解：(1)首先，分析并标出各构件间的相对运动方向；

(2)其次，关键是确定运动副中总反力的方向；

(3)然后，从二力杆开始进行各构件的受力分析。

解：(1)求各运动副的反力。

根据机构的运动情况和力的平衡条件，可确定各运动副总反力的作用线位置和方向，如题图(a)所示，分别取构件2、4为示力体，列出力平衡方程式为

构件2

R12+R32+R52=0

构件4

R34+R54+Q=0

而

R34=-R43=R23=-R32

根据上述3个力平衡方程式，选取力比例尺μF(N/mm)作力多边形abcd，如题图(b)所示。由图可得各总反力其中为力多边形中第i个力的图上长度(mm)。

(2)求需施加于凸轮1上的驱动力矩M1。

由凸轮1的平衡条件可得

式中：l为R21与R51两方向线的图上距离，单位为mm。

(3)求机械效率η。

由机械效率计算公式η=M0/M，先求理想状态下需施加于凸轮1上的驱动力矩M10。为此，取同样的力比尺μF作出机构在不考虑摩擦状态下，即f=0，φ=0°，ρ=0，各运动副反力(即正压力)的力多边形a0b0c0d0，如题图(c)所示。由图可得正压力R210的大小为

再由凸轮1的力平衡条件可得

式中：l0为R210与R510两方向线的图上距离(mm)。

因此，该机构在图示位置的瞬时机械效率为

37.参考答案：(1)退火：将钢加热到一定温度，并保温到一定时间后，随炉缓慢冷却的热处理方法。主要用来消除内应力、降低硬度，便于切削。

(2)正火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，空冷或风冷的热处理方法。可消除内应力，降低硬度，便于切削加工；对一般零件，也可作为最终热处理，提高材料的机械性能。

(3)淬火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，浸入到淬火介质中快速冷却的热处理方法。可提高材料的硬度和耐磨性，但存在很大的内应力，脆性也相应增加。淬火后一般需回火。淬火可提高其抗腐蚀性。

(4)调质：淬火后加高温回火的热处理方法。可获得强度、硬度、塑性、韧性等均较好的综合力学性能，广泛应用于较为重要的零件设计中。

(5)表面淬火：迅速将零件表面加热到淬火温度后立即喷水冷却，使工件表层淬火的热处理方法，主要用于中碳钢或中碳合金钢，以提高表层硬度和耐磨性，同时疲劳强度和冲击韧性都有所提高。

(6)渗碳淬火：将工件放入渗碳介质中加热，并保温一定时间，使介质中的碳渗入到钢件中的热处理方法，适合于低碳钢或低碳合金钢，可提高表层硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韧性和高塑性。38.参考答案：解：F1/F2=efvα=e0.25×135/57.3=1.8023

v=πd1n1/(60×1000)=π×200×1800/(6×104)m/s=18.85m/s

Fe=P/v=4.7/18.85=0.24934kN=249.34N

Fe=F1-F2=efvαF2-F2=0.8023F2

F2=Fe/0.8023=249.34/0.8023N=310.78N

F1=1.8023F2=560.12N39.参考答案：其轴承部件组合结构如图表(含说明)所示。

40.参考答案：541.参考答案：(1)因为机架AD为最短杆，且LAD+LAB＜LBC+LCD，所以该机构为双曲柄机构。两连架杆AB、CD均为曲柄。

(2)如下图所示。

42.参考答案：解：不能全部采用直齿标准齿轮传动，应至少有一对是采用变位齿轮。

欲采用下图所示大传动比行星齿轮，则各轮齿数应满足

z1=z2'，z2=z1-1，z3=z1+1

又因为齿轮1与齿轮3共轴线，设齿轮1、2的模数为m1，齿轮2'、3的模数为m2，则有

联立以上各式可得

当z1=Zmin=17时，式可取得最大值1.061；当z1→+∞时，式接近1，但不可能取到1。

因此，m1/m2的取值范围是(1，1.061)，而标准直齿圆柱齿轮的模数比是大于1.07的，故题图所示的大传动比行星齿轮不可能两对都采用直齿标准齿轮传动，至少有一对是采用变位齿轮。

43.参考答案：正传动

零传动

安装中心距小于标准中心距

负传动44.参考答案：解：如图所示

派生轴向力

Fd1=Fr1/(2Y)=5000/(2×2.06)=1213.59N

Fd2=Fr2/(2Y)=4000/(2×2.06)=970.87N

由于Fa+Fd1=1000+1213.59=2213.59N＞Fd2

故轴承1被“放松”，轴承2被“压紧”。

轴承1(放松端)所受轴向载荷Fa1=Fd1=1213.59N

轴承2(压紧端)所受轴向载荷Fa2=Fd1+Fd=2213．59N

由

当量动载荷

P1=XFr1+YFa1=1×5000+0×1213.59=5000N

P2=XFr2+YFa2=0.4×4000+2.06×2213.59=6160N

取二者大值代入基本额定动载荷计算公式

45.参考答案：解：1)用图解法

(1)按已知数据绘制极限应力图(见下图)。

r=σmin/σmax=150/180=0.833，r=c

工作应力点的坐标为M(165,15)。

(2)求ψσ。

由图可知，，量取AK和BK线段的长度，得

(3)求安全系数Sca

由图可知，当r=c时，射线OM交ABS于点M'，点M位于塑性安全区，故屈服强度安全系数为

2)用解析法

(1)求得

(2)联立求解直线SM'及OM方程：设点M'的坐标为M'(x,y)，则两方程为

x+y=σs=240

(SM'方程)

(OM方程)

联立求解得x=220，y=20。

(3)求得安全系数或(屈服安全系数)。46.参考答案：解：

m2lBS2=m3lBC

因为

m2=1.6kg

mB=m2+m3=(0.4+1.6)kg=2kg

mBlAB=m1lAS1

所以

m1=2kg47.参考答案：解题要点：

(1)计算出各不平衡质量的质径积。

m1r1=210kg·mm，m2r2=144kg·mm

(2)列出静平衡矢量方程。

静平衡条件

m1r1+m2r2+mbrb=0

(3)按比例作图求解。

解得

mbrb=140kg·mm

应加平衡质量

mb=140/140=1kg

挖去的质量应在mbrb矢量的反方向，140mm处挖去1kg质量。

48.参考答案：解：轴扭转强度条件：

该轴能传递的功率：49.参考答案：D50.参考答案：铸造51.参考答案：D[解析]由题图可知，失效时，a的应力值最大，其拉伸强度最高；在弹性变形阶段，由σ=Eε比较可知，材料c的弹性模量最小；在拉力作用下，材料b最先失效，其塑性最差。52.参考答案：最大值；包角；摩擦系数；张紧力及带速53.参考答案：Pi3=-127.45N，Pi2=-307.95N，Pi3=-280.4N54.参考答案：A55.参考答案：A56.参考答案：(a)40+110=150＜70+90=160，满足杆长条件，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

(b)45+120=165＜100+70=170，满足杆长条件，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。

(c)60+100=160＞70+62=132，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。

(d)50+100=150＜100+90=190，满足杆长条件，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。57.参考答案：B58.参考答案