机械设计基础期末考试习题及答案05

闭卷【√】课程：机械设计基础出卷人：考试类型：开卷【】适用班级：

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要求：所有题目都在答题纸上做

一、判断题(10×1′)

1、一对齿轮啮合，两齿面接触应力相等，许用接触应力可能不等。（）

2、滚子对心从动件盘形凸轮机构的基圆半径是指理论轮廓线上的基圆半径（）

3、铰链四杆机构在死点位置的压力角为0。（）

4、斜齿圆柱齿轮的法向参数为标准值，作为加工、设计、测量的依据（）

5、凸轮机构中从动件选用等速运动规律时，从动件的运动没有冲击。（）

6、弹性滑动是带传动工作时不可避免的现象。（）

7、与标准直齿圆柱齿轮的复合齿形系数Y FS值有关的参数是模数m。（）

8、设计轴时，一般先按弯扭合成估算轴的最小直径。（）

9、型号为6306的轴承是深沟球轴承，其内径大小为40mm。（）

10、极位夹角就是从动件在两个极限位置的夹角（）

二、简答题(24分)

1、当斜齿圆柱齿轮的材料为45钢时，一般采用何种设计准则？

2、为了修配一对齿轮查阅了原设计资料，已知大小齿轮均使用45钢正火。试指出设计的不妥之处和轮齿的失效形式，并提出改进的措施。

3、什么是机构的急回特性？写出三种具有急回特性的机构名称。

4、带传动中，弹性滑动与打滑有什么区别？

5、请写出联轴器与离合器的异同点

6、制造轴的材料有几种？若轴的刚度不够，是否

可采用高强度合金钢提高轴的刚度？为什么？

三、综合题(66’)

1、已知：差动轮系的z l=z3、z4=2z5，试求转速n l、

n3、n5的关系式（6’）

2、已知铰链四杆机构的行程速度变化系数K=1.4，摇杆长度CD为200mm，摆角为45°。若要求机架AD长为180mm。试用作图法设计此铰链四杆机构，并量出其余两构件AB、BC 长度和最小传动角。（以1：5mm的比例作图）（12′）

3、计算自由度（如有复合铰链、虚约束、局部自由度，请在图中指出）（10分）

4、设计一带式输送机传动系统中的普通V带传动，带传动所传递的功率P=5.5kW；

小带轮转速为n1=1440r/min；大带轮转速为n2=550r/min；工人单班制工作，载荷变

动小，原动机轻载起动。(16分)

求∶（1）选择带的型号

（2）小带轮的基准直径d d1=112mm，则大带轮的基准直径可以取多少？

（3）初定的中心距a0=500mm时，用第2问中所确定的大、小带轮的基准直径

的值，则该传动带的基准长度Ld取多少？

（4）若带轮的包角小于120度，如何解决？

5、有一对30308轴承安装方式如下图所示∶轴承1的F r1=5000N；轴承2的F r2=2600N；外加轴向力FA=800N；查表得：30308 轴承基本额定动载荷

C r=90500N，Y＝1.7，e=0.35，冲击载荷系数fp＝1.2。

求：（1）判断该对轴承是正装还是反装；(14’)

（2）写出该轴承代号的含义。

（3）两轴承的轴向力Fa1，Fa2是多少？

（4）两轴承的当量动载荷P1、P2各是多少？

6、下图为一输出轴，试指出1～8标注处的错误。（8分）

二、判断题(10×1′)

1【√】、2【√】、3【×】、4【√】、5【×】、6【√】、7【×】、8【×】、9【√】、10【×】二、简答题(24分)

1答：按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核

2答：小齿轮应采取调质，大齿轮采用正火，轮齿的失效形式为齿面疲劳点蚀。

小齿轮的硬度应比大齿轮的硬度值应高出30～50HBS。

3答：当主动件等速转动时，从动件来回运动的速度不同，返回速度较大，机构的

这种性质称为机构的急回特性。曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构

4答：（1）由于带有弹性，在传动过程中会拉长和缩短，导致带沿着带轮的表面向前或相后爬行，产生弹性滑动；打滑是由于过载导致带在带轮上打滑，能起到过载保护的作用。（2）弹性滑动不可避免；打滑可以避免

5答：联轴器和离合器可联接主、从动轴，使其一同回转并传递扭矩，有时也可用

作安全装置。联轴器联接的分与合只能在停机时进行，而离合器联接的分与合可随

时进行。

6答：轴的材料主要有碳素钢和合金钢。若轴的刚度不够，不应采用高强度合金钢来提高轴的刚度。因合金钢在常温下的弹性模量与普通碳素钢基本相同。

三、综合题(66’)

1解：转速n l、n3、n5的关系式为：n l+n3=n5

2解：作图过程略。AB约13×5＝65mm，BC约36×5＝180mm，γ＝35°（可允

许有一定的作图误差）

3解：F=3n－2P L－P H=3×6－2×8－1＝1；E或F处虚约束，G处局部自由度，B处复合铰链。

F=3n－2P L－P H=3×4－2×5－1＝1；B处局部自由度。

4解：（1）带的型号∶KA=1.1；Pc=1.1*5.5kW=6.05kW；A型带

（2）若小带轮的基准直径d d1=112mm，则大带轮的基准直径=112*1440/550=293.24mm；查表取280mm

（3）当初定的中心距a0=500mm时，用第2问中所确定的大、小带轮的基准直径的

值，(计算数值约为1630mm)则该传动带的基准长度Ld取1600mm。（4）加大中心

距

5解：（1）改轴承为正装

（2）轴承内径为40mm、30308 为圆锥滚子轴承

（3）计算轴承的轴向载荷

两轴承的内部轴向力分别为：Fs1=1470.6N 、Fs2=764.7N

Fs1+ F A= 2270.6N>764.7N,轴有向右移动的趋势。轴承2被压紧，轴承1 被放松故

Fa1 = Fs1=1470.6N、Fa 2 = Fs1+ F A= 2270.6N

（4）计算当量动载荷