河南理工大学安全、消防专业2007-2008-2008-2009机械设计基础试卷答案

河南理工大学2007-2008学年第二学期《机械设计基础》试卷（A卷）一、填空题（每空1分，共30分）1. 机构具有确定运动的条件是。

2. 两构件通过或接触组成的运动副称为高副。

平面高副引入约束。

3. 连杆机构在运动过程中只要存在_ __角，该机构就具有急回作用，其急回程度用_系数表示。

4.在凸轮机构常用的推杆运动规律中，运动规律有刚性冲击。

5.带传动工作时，最大应力发生在，带传动的主要失效形式是和___ 。

6.一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件为：和；齿轮连续啮合传动条件为：。

7.在齿轮传动设计时，软齿面闭式传动常因_______________ 而失效，故通常先按____________强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算齿轮的____________强度。

8.凸轮的基圆半径越小，机构的压力角越，机构的传力性能越。

9.在矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和三角形螺纹四种螺纹中，传动效率最高的是螺纹只能用于单向传动的是螺纹。

10.轮系可分为三种类型，即轮系、轮系和轮系。

11.代号为72308的滚动轴承，其类型名称为，内径为mm，为宽度系列代号，为直径系列代号。

12.按受载类型，轴可分为轴、___________轴和____________轴。

二、简答题（每题6分）1.铰链四杆机构存在曲柄的条件是什么？2.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？3.什么是渐开线齿轮传动的可分性？4.螺纹联接为什么要防松？有哪几类防松方法？三、分析计算题（共46分）1．（10分）计算图中所示机构的自由度数。

若该机构存在局部自由度、复合铰链、虚约束等请在图中指明。

2．（8分）已知铰链四杆机构中各杆的长度为：l AB =80mm, l BC =115mm, l CD =95mm, l A D =120mm。

请分析：（1）该机构中是否存在曲柄？（2）如果存在曲柄，该机构是否具有急回运动特性？（3）计算该机构的最小传动角？CBAD3. （10分）一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a=160mm，传动比i12=3,大齿轮齿数Z2=60，齿顶高系数h*a=1,径向间隙系数C*=0.25，分度圆压力角a=20°.试求出：齿轮的模数m,两齿轮的分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径、分度圆上的齿厚S。

4．（105. （8分）图示轴系由一对圆锥滚子轴承支承（基本额定动载荷C r =57700N ），轴的转速n=1380r/min ，已求得轴承的径向支反力为：F r1=4000N ，F r2=8000N ，轴向外载荷F A =860N ，受力方向如图所示，载荷系数f d =1.2。

求两轴承的当量动载荷?（轴承e=0.3， 时，X=0.4，Y=2 ）河南理工大学 2008-2009学年第 1 学期《机械设计基础》试卷（ A 卷）考试方式：闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 80 %复查总分 总复查人一、选择题：本大题共10个小题，每小题2分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。

1．连杆机构在运动过程中只要存在_ __角，该机构就具有急回作用。

( )A ．压力角 B.极位夹角C ．传动角 D.摆角2．平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则( )A ．机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差F F e a r＞C．可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低3．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，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4．渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为( )A．ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥15．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是( )A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹6．传动时每个齿轮的几何轴线都是固定的，这种轮系称为（）A 行星轮系B 差动轮系C 定轴轮系D 转化轮系7．螺纹联接的自锁条件是( )AC8d1d min，若d1过小，则带的将过大而导致带的寿命降低。

（）A弯曲应力 B 离心应力C 紧边拉应力D 松边拉应力9．带传动过程中，带承受变应力。

最大应力发生在的接触处。

（）A 紧边与大轮B 松边与大轮C 紧边与小轮D 松边与小轮10．在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为( ) A．10% B. 80% C.90% D.99%二、填空题：本大题共5个小题，每空1分，共10分。

把答案填在题中横线上。

1．两构件通过或接触组成的运动副称为高副。

平面高副引入个约束。

2．一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件为：和；3．在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中，运动规律有刚性冲击；4．代号为72308的滚动轴承，其类型名称为，内径为；5．轴如按受载性质区分，主要受弯矩的轴为，主要受扭矩的轴为。

三、简答题（每题6分，共24分）1.简述凸轮机构中压力角和基圆半径的关系？2.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？3.根据渐开线的形成过程，简述渐开线的主要特性？4.螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？四、计算题；本大题共5个小题，共46分。

1．（本题满分8分）计算图1所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）。

图12．（本题满分10分）图2所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a=250mm,b=650mm, C=450mm,d=550mm。

试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。

图23.（本题满分10分）一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a=160mm，传动比i12=3,大齿轮齿数Z2=60，齿顶高系数h*a=1,径向间隙系数C*=0.25，分度圆压力角a=20°.试求出：齿轮的模数m,小齿轮1的分度圆半径r1;基圆半径r b1;分度圆上的齿厚S。

4. (本题满分10分)已知图3所示轮系中各齿轮的齿数为：Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。

求轮系的传动比i15。

图3 5．（本题满分8分）图示轴系由一对圆锥滚子轴承支承（基本额定动载荷C r=51500N），轴的转速n=1440r/min，已求得轴承的径向支反力为：F r1=1000N，F r2=2000N，轴向外载荷F A=800N，受力方向如图所示，载荷系数f d=1.5。

求两轴承的当量动载荷?（轴承e=0.37时，X=0.4，Y=1.6 ）河南理工大学 2008-2009学年第 1 学期《机械设计基础》试卷（ B 卷）考试方式：闭卷本试卷考试分数占学生总评成绩的80 %复查总分总复查人一、单项选择题：（每小题1分，共20分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代码填在题干后面的括号内。

不选、错选或多选者，该题无分。

1、四杆机构中是否存在死点，取决于是否与连杆共线。

（）A 主动件B 从动件C 摇杆D 滑块2、平面运动副中，转动副引入个约束。

（）A 1B 2C 3D 43、凸轮机构从动件作等速规律运动时会产生冲击。

（）A 刚性B 柔性C 刚性和柔性D 无冲击4、在渐开线齿轮传动中，若实际中心距稍大于标准中心距，则传动比（）A 增大B 减小C 不变D 周期性变化5、一曲柄摇杆机构，若取最短杆的相对杆为机架，则曲柄摇杆机构演化为（）A 双曲柄机构B 双摇件机构C 曲柄摇杆机构D 导杆机构6、在螺旋传动中，螺旋副的自锁条件是螺纹升角当量摩擦角。

（）A 等于B 大于C 小于D 大于等于7、三角带的公称长度是指带的（）A 基准长B 节线长C 外周长D 内周长8、在凸轮设计中，若最大压力角max超过许用值，可采用办法修改设计。

（）A 减小基圆半径B 减小滚子半径C 增大基圆半径D 增大滚子半径9、在设计直滚子从动件盘形凸轮机构时，若凸轮实际轮廓线出现尖点，或发生相交，应（）A 加长从动件B 缩短从动件C 减小基圆半径D 加大基圆半径10、传动时每个齿轮的几何轴线都是固定的，这种轮系称为（）A 行星轮系B 差动轮系C 定轴轮系D 转化轮系11、一个作平面运动的自由构件有个自由度。

（）A 4B 3C 2D 112、使用齿条刀切削齿数Z=15的正常齿制标准直齿渐开线齿轮时根切。

（）A 不会产生B 会产生轻微C 会产生严重D 无法确定是否产生13、在轴向载荷作用下，角矩形螺纹的摩擦阻力矩形螺纹的摩擦阻力。

（）A 等于B 大于C 小于D 大于等于14、齿面硬度小于350的齿轮称为软齿面齿轮，其常用的热处理方法是（）A 表面淬火B 渗碳淬火C 调质或正火D 渗氮15、自由度为1的周转轮系称为（）A 差动轮系B 行星轮系C 混合轮系D 转化轮材16、带传动过程中，带承受变应力。

最大应力发生在的接触处。

（）A 紧边与大轮B 松边与大轮C 紧边与小轮D 松边与小轮17、小带轮直径d1应大于或等于规定的最小直径d min，若d1过小，则带的将过大而导致带的寿命降低。

（）A弯曲应力 B 离心应力C 紧边拉应力D 松边拉应力18、轴的设计在选材时，如果使用合金钢，应从结构上避免横截面积的突变，因为合金钢（）A 具有较高的强度B 具有较高的刚度C 对应力集中敏感D 对应力集中不敏感19、由渐开线的形成过程可知：（）A 分度圆的切线总为渐开线上某一点的法线B 渐开线的形状取决于基圆的大小C 渐开线齿廓上某点的法线与该点速度方向线之间所夹的锐角称为该点的传动角D 基圆之内存在有渐开线20、滚动轴承代号中，在起始1~2位数字表示尺寸（）A 内径B 外径C 中径D 宽度二、、填空题：（每小题2分，共20分）1、机构中按给定独立运动规律运动的构件称为。

2、在曲柄摇杆机构中，若将曲柄改为机架，变成机构。

3、凸轮机构中，从动件运动方向和接触处凸轮轮廓法线方向之间所夹的锐角称为。

4、机械系统中，若驱动功小于阻抗功时称。

5、两构件通过点或线接触形成的运动副称为。

6、同一公称直径的粗牙和细牙螺纹中螺纹自锁性较好。

7、一对标准渐开线直齿轮分度圆相切时的中心距称为8、轴的结构设计就是使轴的各部分具有。

9、轴承套圈与滚动体接触处的法线与轴承径向平面之间的夹角称为。

10、机构中随着主动件的运动而运动的其余活动构件均称为。

三、简答题（共24分）1、为什么三角带的张紧轮常压在带的内侧，其致使包角有所减小，而不压在外侧，使包角增加？（6分）2、曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时会出现死点位置，这时机构传动有什么影响？（4分）3、齿轮传动的设计准则是什么？（4分）4、分析带传动中两带轮中心距a取值大小对传动的影响。

（4分）5、滚动轴承的双支点单向固定方法用在什么场合？一支点固定另一支点游动方法用在什么场合？（6分）四、计算题（共36分）1、计算图示机构的自由度。