2011-2012机械设计基础内蒙古科技大学

内蒙古科技大学2011/2012学年第一学期

《机械设计基础》考试试题A

课程号：64000209

考试方式：闭卷

使用专业、年级：成型、冶金、建环、材料、热能、矿物、采矿、安全、稀土、无机等 09级 任课教师：侯文英、高耀东、韩利、李震、李丽、高琳、张鑫宇 考试时间：2012 年1月3日19:00-21:00

备 注：

一、填空题（共15题，每空1分，共15分）

1. 两构件之间为 接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入 个约束。

2.当机构的极位夹角 零时，机构具有急回特性。（填大于、小于或等于之一）

3. 压力角越大，则机构的传力性能越 。

4. 曲柄滑块机构是由 机构摇杆无限长演化而来的。

5. V 带传动的最大应力发生在 处，最大值为： 。

6.普通V 带的楔角为 ，相对高度为 。

7.直齿圆柱外齿轮齿顶圆的压力角 20°。（填大于、小于或等于之一） 8.一对齿轮连续传动的条件为 。

9.根据轮系运转时齿轮的轴线是否固定可将轮系分为 、 。 10.半圆键的工作面为 、同普通平键相比有 好的优点。

二、选择题（共10题，每题2分，共20分）

1．渐开线齿轮的标准压力角是指 上的压力角。

A.基圆

B.分度圆

C.齿顶圆

2.在切制斜齿轮时，刀具进刀方向一般是垂直于其法面，故斜齿轮的 与刀具

参数相同。

A 端面参数

B 法面参数

C 端面和法面 3．允许内外圈轴线有较大偏斜量的轴承是 。

A 深沟球轴承

B 调心球轴承

C 圆锥滚子轴承

D 角接触球轴承

4． 对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，如小轮1和大轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同，则齿根弯曲应力⎽⎽⎽⎽⎽。

A ．σ F 1＞σ F 2

B ．σ F 1＜σ F 2

C ．σ F 1 =σ F 2 5． 属于固定式刚性联轴器。

A ．套筒联轴器 B. 滑块联轴器 C. 齿轮联轴器

6． 一对齿轮啮合传动时主动轮齿面上的接触应力δH 1与从轮齿面上的接触应力δH 2 的关系为 。

A ．δH 1＜δH 2

B ．δH 1 = δH 2

C ．δH 1 > δH 2 7. 齿轮设计中，齿形系数主要与有关。 A ．齿数 B ．模数 C ．齿宽系数

8曲柄摇杆机构，取（ ）为主动件时，机构有死点位置

A 连杆

B 机架

C 曲柄

D 摇杆

9曲柄摆动导杆机构的摆角ψ与极位夹角θ的关系是（ ）

A ψ<θ

B ψ>θ

C ψ=θ

D 不确定 10减速器的高速轴属于（ ）

A 心轴

B 转轴

C 传动轴

D 光轴

三.解答题（15分）

1.联轴器和离合器的相同点与区别？（4分）

2.轴的强度计算公式2

2)(e T M M α+=中α的含意是什么？其大小如何确定？（3分）

3.写出螺纹摩擦防松的三种结构形式？（3分）

4.轮齿的五种失效形式？（5分）

四、计算题（共5题，共50分）

1（8分） 已知轴用正装一对角接触球轴承支撑，滚动轴承载荷F r1=1050N ，F r2=2100N ，

K A =500N ，方向如图1所示、内部轴向力S =1.14F r ， 试求 （1） 求内部轴向力S 1、S 2的大小、并画出其方向？ （2） 判断哪个轴承压紧，哪个放松？

（3） 计算两轴承的轴向载荷F a1，F a2为多少？

计算题第一题图1

2. （8分）如图2所示蜗杆蜗轮及斜齿轮组成的传动系统，蜗杆主动，其转动方向如图，螺旋线方向为右旋。若使Ⅰ轴上的轴向力最小： （1）回答斜齿轮3、4的螺旋线方向如何？

（2）请在图中标出蜗轮2和斜齿轮3所受的圆周力F t 、径向力F r 、轴向力F a 的方向。

学生班级________________学生学号：

□□□□□□□□□□□□学生姓名：________________

……………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线………………

计算题第二题图2

3．（8分）一对正常齿标准渐开线外啮合直齿圆柱齿轮，已知小轮齿根圆直径

1140f d mm =，齿数120z =，传动比123i =，求大齿轮的齿根圆直径d f2齿顶圆直径d a2，

基圆齿距2b P 和分度圆直径d 2？现测实际中心距比标准中心距大1mm ，求啮合角'

a ？ 4．（9分）计算下图3机构的自由度，并指出哪些位置有复合铰链、局部自由度，说明机构是否存在确定的运动？

计算题第四题图3

5. （9分）如图4所示轮系中，已知各轮的齿数， Z 1=19，Z 2=76, Z 2’=40, Z 3=20,

Z 4=80 试求传动比i 1H 。

计算题第五题图4

6. （8分）如图5所示，已知AB=200mm ；BC=500 mm ；CD=350mm ；DA=400 mm ；且AB 是原动件，顺时针转动，试问：

1）当取AD 为机架时，该铰链四杆机构为哪种类型。 2）如图当取构件AB 为原动件，标出极位夹角θ。（可在原图上作图，要求保留作图痕迹）

3）标出图示位置机构的压力角α和传动角γ，并指出二者的关系。

计算题第6题图5

内蒙古科技大学2011/2012学年第一学期

《机械设计基础》试题评分标准及答案（A 卷） 课程号：64000209 考试方式：闭卷 使用专业、年级：成型、冶金、建环、材料、热能、矿物、采矿、安全、稀土、无机等 09级 09

标准制定人：高耀东、侯文英、韩利、李丽、高琳、张鑫宇、李震

第一题：（每空1分）

1.面 2个

2.大于

3.坏（不好）

4.曲柄摇杆机构

5.带紧边绕上小带轮处，

11max b c σσσσ++=。

6.40° 0.7

7.重合度大于1（B 1B 2/Pn >=1） 8.定轴轮系 周转轮系 9.侧面 定心性

第二题 （每题2分）

1-5 B B B A Ａ ６－10 Ｂ A D C B 第三题：

1、相同点：链接轴与轴、以传递运动和转矩，有时可以作为安全装置。2分 不同点：联轴器在机器运转时不可以分离，只有停止转动才可以分离，1分 离合器，在机器运转时可以随时接合和分离的装置。1分 2. 答：α为将扭转应力转变为当量弯曲应力的修正系数（1分），对于不变的转矩α=0.3，脉动循环的转矩，α=0.6，对于频繁正反转的轴（对称循环变应力）α=1。（2分）

3.对顶螺母、（1分）弹簧垫圈（1分）、自锁螺母 （1分）

4.轮齿折断、（1分）齿面点蚀、（1分）齿面胶合、（1分）齿面磨损、（1分）齿面塑性变形（1分） 第四题： 1.

内部轴向方向S 1,S 2共2分 S 1 = 1.14 F r1＝ 1.14×1050 N =1197 N 1分

S 2 = 1.14 F r2＝ 1.14×2100 N =2394 N 1分 因 K A ＋S 1= 1697 N < S 2，

所以右端轴承1压紧、左端轴承2放松。 2分

F a2 ＝S 2 =2394 N 1分

F a1 = S 2 -K A = 1894 N 1分

2. 齿轮3右旋 4左旋 2分 每个一分

3. 解：*

*112(),8f a d mz h c m m mm =-+⋅=依得 2分

*

21212496a a d mi z h m mm

=+⋅= 1分

d f2＝(z 2－2*a h －2*c )m ＝(60－2－0.5)×8＝460 mm 1分 d 2=mz 2=8×60=480mm 1分

2c o s 23.62b P m m m πα== 1分

1

12(1)3202

mz i mm +=a=

1分 1320c o s 20

c o s ()20.48321

α-

⨯'== 1分

4. C 处有复合铰链 2分 F 处局部自由度 1分

32362811L H F n P P =--=⨯-⨯-= 4分

自由度等于原动件数目机构有确定运动 2分

K A

S 2 S 1