机械设计基础考试题目及答案1

命题单位（盖章） 命题人 林 承 全 教研室主任审核签字 系领导审核签字

荆州职业技术学院2005~2006学年度第一学期

《机械设计基础》(1)期末考试试卷

系 机电工程 班级 姓名 考号

一．填空题（25分，每题1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．如图所示铰链四杆机构中，若机构 以AB 杆为机架时，为 机构； 以CD 杆为机架时，为 机构； 以AD 杆为机架时，为 机构。

3．在凸轮机构从动件的常用运动规律中， 、 运动规律有柔性冲击。

4．采用标准齿条刀具加工标准齿轮时，其刀具的 线与轮坯 圆之间做纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的 线与轮坯 圆之间做纯滚动。一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是 ，其接触强度的关系是 。

5．普通平键的工作面是 ，工作时靠 传递转矩；其剖面尺寸按 选取，其长度根据 决定。

6． 螺纹常用于联接，螺纹联接常用的防松方法有

， 和改变联接性质三类。

7．轴按照承载情况可分为 、 和 。自行车的前轴是 ，自行车的中轴是 。

二、答题（16分，4分/题）

1．加大四杆机构原动件上的驱动力，能否是该机构越过死点位置？为什么？ 2．一对标准直齿轮，安装中心距比标准值略大，试定性说明以下参数变化情况：（1）齿侧间隙；（2）节圆直径；（3）啮合角；（4）顶隙

3．在机械传动系统中，为什么经常将带传动布置在高速级？带传动正常运行的

条件是什么？

4．移动滚子从动件盘形凸轮机构若出现运动失真，可采取什么改进措施？

三、计算题（49分）

1．某变速箱中，原设计一对直齿轮，其参数为m=2.5mm ，z 1=15，z 2=38；由于两轮轴孔中心距为70mm ，试改变设计采用斜齿轮传动，以适应轴孔中心距。试确定一对斜齿轮的主要参数（模数、齿数、压力角、螺旋角），并判断小齿轮是否根切。（15分）

2． 图示轮系中，已知各轮齿数为：z 1= z 2′= z 3′=15，z 2=25，z 3= z 4=30，z 4′

=2（左旋），z 5=60，z 5′=20（m=4mm ）。若n 1=500r/min ，转向如图所示，求齿条6的线速度v 的大小和方向。（16分）

3．一对30205/P6的圆锥滚子轴承的轴系，轴上径向载荷F R =3000N ，F A =500N ， 尺寸关系如图所示，求两轴承的径向当量动载荷P r1、P r2。 （30205轴承：派生轴向力F S =F r /(2Y)，e=0.35，

当F a /F r ≤e 时，X=1，Y=0；当F a /F r ≥e 时，X=0.4，Y=1.7）（18分）

计算题第2题图

四、结构改错（10分）

指出下图设计中的错误，并改正。（注：改正10处以上者满分，对尺寸比例无严格要求，齿轮油润滑，轴承脂润滑，考虑固定可靠、装拆方便、调整容易、润滑及加工工艺合理等，标上编号，用文字说明）

s2

学期考试试卷标准答案

一、填空题（25分，1分/空） 1． 面； 2

2． 双曲柄机构； 双摇杆机构； 曲柄摇杆机构 3． 等加速等减速； 简谐运动

4． 分度线；分度圆；分度线；节圆；相等；不等（小齿轮高） 5． 两侧面；挤压；轴径；轮毂长度 6． 三角形螺纹；摩擦防松；机械防松 7． 转轴；心轴；传动轴；心轴；转轴

二、简答题（16分，4分/题）

5．不能。根据机构死点的概念，因此时传动角为0°，驱动力有效分力为0，机构无法运动。加大驱动力后，传动角仍为0°，驱动力有效分力仍为0。 6．（1）齿侧间隙增加；（2）节圆直径变大；（3）啮合角变大；（4）顶隙变大 7．因为带传动具有缓冲吸振，传动平稳，噪声小的特点。正常运行的条件是带和带轮间不发生打滑，带在一定限度内不发生疲劳损坏。 8．修改从动件的运动规律，增大基圆半径。

三、计算题（49分）

3．解：m n =2.5mm z 1=15 z 2=38 αn =20°

小齿轮改为斜齿轮后不会根切。

2．解：

齿条速度方向向下 3．

()

β

Cos Z Z m a n 221+=()()946.070238155.2221=⨯+⨯=+=a Z Z m Cos n β︒

=8.18β4.148.18173

3min =︒⨯==Cos Cos Z Z v βmin 115Z Z >=200215151560303025'4'3'2154325115=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅==Z Z Z Z Z Z Z Z n n i '

51515min /5.2200500

n r i n n ====s m s mm mZ n r v /01.0/5.102

204605.222602'5'5'

5'5==⨯⨯⨯=⨯=⋅=ππϖ

根据静力学平衡方程求得F r1=1000N ，F r2=2000N ，轴向派生力F s1，F s2方向如图，

故轴承１处为松端，轴承２处为紧端。F a1=294N ，F a2=294+500=794N

四、构改错（10分）

⑥

⑦

② ④⑤ ⑧ ⑩

① ③ ⑨

①联轴器上应为通孔 ②联轴器无轴向定位 ③键槽位置错误 ④动静件之间应有间隙 ⑤轴承盖处应设密封装置 ⑥应有调整垫片

⑦轴承内圈定位过高 ⑧与轮毂相配的轴段长度应短于轮毂长度 ⑨轴段过长，不利于轴承安装，应设计为阶梯轴 ⑩轴承内圈无定位

N Y F F r s 2947.121000211=⨯==N

Y F F r s 5887.122000

222=⨯==2

1794500294s A s F F F >=+=+e F

F r a <==294.010*******e F F r a >==397.02000794

2

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F P r r 100011==N F Y F X P a r r 21507947.120004.0222=⨯+⨯=⋅+⋅=