机械设计基础试卷，机械零件是运动的单元

一、判断题（每小题1分，共10分）

（　）1.机械零件是运动的单元，而构件是制造的单元。

（　）2.一切自由度不为1的机构，其各构件之间都不可能具有确定的相对运动。

（　）3.滚子从动件盘形凸轮基圆半径是凸轮的最小向径。

（　）4.普通V带传动的弹性滑动是带传动中一定要避免的一种现象。　

（　）5.在一定转速下，要减轻链传动的不均匀性和动载荷，应减小链条节距、增大链轮齿数。

（　）6.与滚动轴承相比，滑动轴承承载能力高、抗振性好、噪声低。

（　）7.蜗杆传动中的标准模数值是在法向平面上。

（　）8.在平面定轴轮系中，其传动比的符号可用外啮合齿轮的对数确定。

（　）9.两标准齿轮安装时实际中心距大于标准中心距，则α′＞α。

（　）10.弹性联轴器是利用弹性元件的变形来补偿两轴间的位移的。

二、选择题（每小题2分，共20分）

1.机构处于死点位置时其压力角为（　）。

A.0° B.45° C.90° D.60°

2.在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该（　）。

A.增大传动角γ B.减小传动角γ

C.增大压力角α D.减小极位夹角θ

3.渐开线标准齿轮的根切现象，发生在（　）。

A.模数较大时　 B.模数较小时

C.齿数较少时　 D.齿数较多时

4.转化轮系传动比应为（　）。

A.nG/nKB.(nG-nH)/(nK-nH)

C.(nK-nH)/(nG-nH)

5.设计链传动时，在一般情况下最好用（　）。

A.奇数链节 B.偶数链节 C.均可

6.在凸轮机构中，基圆半径减小，会使机构压力角（　）。

A.增大 B.减小 C.不变

7.带传动中V带是以（　）作为公称长度的。

A.外周长度 B.内周长度 C.基准长度

8.按齿面接触疲劳强度设计计算圆柱齿轮传动时，若两齿轮材料的许用接触应力，则在计算公式中应代入（　）进行计算。

A.大者 B.小者 C.两者分别代入

9.平键连接中的平键截面尺寸b×h是按（　）选定的。

A.转矩T B.功率P C.轴径d

10.进行螺栓连接的结构设计时，被连接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为了（　）。

A.不致损伤螺栓头和螺母 B.增大接触面积，不易松脱

C.防止产生附加载荷

三、简答题（每小题5分，共25分）

1.找出下列机构在图示位置时的所有瞬心（用符号Pij直接标注在图1上）。

2.根据图2中注明的尺寸判断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，并说明原因。

图1

图2

3.请说明带的弹性滑动及打滑的区别。为什么说打滑一般发生在小带轮上？

4.分别说明外啮合平行轴斜齿圆柱齿轮传动、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件。

5.闭式软齿面齿轮传动的设计准则是什么？闭式硬齿面齿轮传动的设计准则是什么？

四、计算题（共35分）

1.计算如图3所示机构的自由度（若含有复合铰链、局部自由度或虚约束，应明确指出），并说明原动件数应为多少合适。（10分）

图3

2.某传动装置中有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮（正常齿制）。其中小齿轮z1=24，da1=78 mm，标准中心距a=135 mm。试计算所需大齿轮的主要几何尺寸。

（1）模数m及齿轮2的齿数z2；(www.xing528.com)

（2）齿轮2的分度圆直径d2及齿顶圆直径da2；

（3）齿轮2的齿顶高ha及齿根高hf、分度圆上的齿距p及齿厚s；

（4）这对齿轮传动的传动比i12。（10分）

（1）轴承1和轴承2的轴向载荷FA1和FA2。

（2）轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。（15分）

图4

五、结构改错题（10分）

试指出图5中的错误（不少于10个），用数字作记号标出轴系结构设计中的错误之处，并分别说明各处错误的原因。润滑方式、倒角和圆角忽略不计。（例：①—加工面和非加工面没区分开）

图5

参考答案：

一、判断题

1.×　2.×　3.×　4.×　5.√　6.√　7.×　8.√　9.√　10.√

二、选择题

1.C　2.A　3.C　4.B　5.B　6.A　7.C　8.B　9.C　10.C

三、简答题

1.如图6所示。

2.（1）40+110＜70+90，且最短杆为机架，故该机构为双曲柄机构；

（2）45+120＜70+100，且以最短杆相邻杆为机架，故该机构为曲柄摇杆机构；

（3）50+100＞70+60，故该机构为双摇杆机构；

（4）50+100＜70+90，且以最短杆对面杆件为机架，故该机构为双摇杆机构。

3.（1）弹性滑动是由于带工作时紧边与松边的拉力差和带的弹性变形引起的带与带轮

图6

间微量的相对滑动，是带传动工作时的固有特性，不可避免。打滑时由于过载引起的带与带轮间显著的相对滑动，是一种失效形式，可以避免。

（2）由于大带轮的包角总是大于小带轮上的包角，大带轮上的最大有效拉力大于小带轮上的最大有效拉力，所以打滑容易发生在小带轮上。

4.外啮合平行轴斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件：

阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件：

5.（1）按照齿面接触疲劳强度设计，按照齿根弯曲疲劳强度校核。

（2）按照齿根弯曲疲劳强度设计，按照齿面接触疲劳强度校核。

四、计算题

1.解：F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-2=1　

F处有一个复合铰链；D、D′处其中之一为虚约束；B处有一个局部自由度。原动件数目应等于自由度数，所以原动件数应为1。

2.解：（1）∵da1=mz1+2h*am

图7

③求轴向载荷FA：

∵FS2+Fa=555+146=701(N)＞FS1=182.5 N

∴左轴承1被压紧，右轴承2被放松。

∴FA1=FS2+Fa=701 N

FA2=FS2=555 N

（2）求当量动载荷P。

∴X1=0.4，Y1=1.6

∴P1=X1FR1+Y1FA1=0.4×584+1.6×701=1 355.2(N)

∴X2=1，Y2=0

∴P2=X2FR2+Y2FA2=1×1 776+1.6×555=2 664(N)

五、结构改错题（见图8）

图8

①—缺少调整垫片；
②—联轴器轮毂键槽结构不对，键顶面不应与轮毂接触；
③—与齿轮键槽不在轴的同一母线上；
④—键槽处没有局部剖；
⑤—端盖孔与轴之间无间隙；
⑥—多一个键；
⑦—齿轮左端面定位不可靠；
⑧—齿轮右侧无轴向定位；
⑨—轴承安装方向不对；
⑩—轴承外圈定位超高；
⑪—轴与轴承盖相碰。