《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》試卷、答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1、圖 1東莞理工學(xué)院（本科）試卷（a卷）2007 -2008 學(xué)年第一學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，是非題（共 10 分，每小題 2 分，對(duì)者在括號(hào)內(nèi)打，錯(cuò)者打“x”）1、（x）對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)特性。2、（，） 一對(duì)漸開(kāi)線斜齒輪傳動(dòng)在端面上相當(dāng)于一對(duì)漸開(kāi)線直齒輪傳動(dòng)。3、（ x）同一公稱(chēng)直徑的粗牙螺紋較細(xì)牙螺紋自鎖性能好。4、（x）滾子鏈鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量取奇數(shù)。5、（ x）深溝球軸承只能承受純徑向載荷。八選擇填空題（共10 分，每空 2 分）1、齒輪傳動(dòng)中，若主動(dòng)輪1 和從動(dòng)輪 2 的材料不同，工作時(shí)小齒輪和大齒輪的齒面接觸應(yīng)力為一c _ 。h 2 ； c. h 1 2、自行車(chē)

2、的前軸是a 。a.心軸； b.轉(zhuǎn)軸； c.傳動(dòng)軸。3、鍵的剖面尺寸通常是根據(jù)d 按標(biāo)準(zhǔn)選擇。a.傳遞轉(zhuǎn)矩的大小； b.傳遞功率的大小； c.輪轂的長(zhǎng)度； d.軸的直徑4、型號(hào)為 7213ac 的滾動(dòng)軸承是內(nèi)徑為c 軸承。a. 65mm 的圓錐滾子；b. 55mm 的深溝球； c. 65mm 的角接觸球。圖 25、根據(jù)圖 1 所注明的尺寸， 判斷圖示銀鏈四桿機(jī)構(gòu)為上a.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；b.雙曲柄機(jī)構(gòu)； c.雙搖桿機(jī)構(gòu)。三、填空題（共16 分，每空 1 分）1、在凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件在推程按等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，則在推程開(kāi)始和推程終止兩個(gè)運(yùn)動(dòng)瞬間，給機(jī)構(gòu)帶來(lái)剛性沖擊。2、帶傳動(dòng)中的打滑現(xiàn)象最先出現(xiàn)在帶與上

3、 帶輪的接觸弧上。3、滾子鏈傳動(dòng)中產(chǎn)生的跳齒和脫鏈現(xiàn)象最先出現(xiàn)在大 鋅輪輪齒上。4、閉式齒輪傳動(dòng)中，齒面點(diǎn)蝕最先出現(xiàn)在靠近節(jié) 線的齒 根 面上。5、試舉出軸上零件的兩種常用軸向固定形式：軸肩 和 套筒。6、用范成法切制正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪齒廓時(shí)，避免根切的最少齒數(shù)為17 。7、三角形螺紋的牙型角60 度、常用于連接 。8、在平鍵連接中，鍵的工作面為鍵的兩側(cè) 面、當(dāng)單鍵連接強(qiáng)度不足而采用雙鍵時(shí)，兩鍵沿圓周方向按 180 度對(duì)稱(chēng)布置。9、分度圓上齒厚與齒槽寬相等、且 齒頂高和齒根高均為標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。四、簡(jiǎn)答題（共8 分，每小題 4 分）1、試述斜齒輪分度圓螺旋角b 的一般取值

4、范圍，并說(shuō)明其不能取得太大的原由。解：斜齒輪分度圓螺旋角b 的一般取值范圍為：8 20 。（計(jì) 2 分）斜齒輪分度圓螺旋角b 取得大，則重合度增大，使傳動(dòng)平穩(wěn)。但取得太大，其軸向力會(huì)較大，因而增加軸承的負(fù)載，故b 不能取得太大。（計(jì) 2 分）2、何謂帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)？它對(duì)傳動(dòng)比有何影響？解：由于帶傳動(dòng)兩邊的拉力差，會(huì)引起帶的彈性變形量的改變，從而導(dǎo)致局部帶在帶輪的局部接觸弧上產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，稱(chēng)彈性滑動(dòng)。（計(jì) 2 分）由于彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)的一種固有特性，會(huì)造成帶傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比不能恒定不變（計(jì) 2 分）五、分析計(jì)算題（共46 分）1 、（1 0 分 ） 計(jì) 算 圖 2 所 示 兩 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 的

5、自 由 度 ， 并 判 斷 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 確 定 性 ， 如 機(jī) 構(gòu)圖 2a)局部自由度b)中存在復(fù)合餃鏈、局部自由度和虛約束，請(qǐng)?jiān)趫D上示出。（a、b 各 5 分）解：a）（指出復(fù)合銀鏈、局部自由度和虛約束各得0.5 分）f 3n 2 pl ph 3 7 2 9 1 2 （計(jì) 2.5 分）機(jī)構(gòu)自由度數(shù)等于原動(dòng)件數(shù)，且大于零，故機(jī)構(gòu)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（計(jì) 1分）b）（指出局部自由度得和虛約束各得0.5 分）f 3n 2 pl ph 3 6 2 8 1 1 （計(jì) 3 分）機(jī)構(gòu)自由度數(shù)等于原動(dòng)件數(shù)，且大于零，故機(jī)構(gòu)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（計(jì) 1分）2、（6 分）在圖 3 所示定軸輪系中，已知：

6、415, z2 25, z2? 15, z3 30, z3?15, z4 30, z42（右旋），z5 60, z520,構(gòu)件 5和 6 分別為漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪和直齒條，其模數(shù)m=4mm, 若 n1=500r/min, 求齒條 6 的線速度丫6的 大小和方向。解：i15 n5 乙 z2,z3z4 25 30 30 60 15 15 15 2 200, （計(jì) 2 分）n5 n i15 500 200 2.5r/min, （計(jì) 2 分）z2z3z4z5通過(guò)箭頭法判斷得到齒條6 的線速度方向向右。（計(jì) 1 分）齒條 6 的線速度和齒輪速相等，因此有：5分度圓上的線速度相等，而齒輪5的轉(zhuǎn)速和齒輪 5

7、的轉(zhuǎn)v6 30 30 2 2.5 3.14 4 20 30 2 10.5mm/s （計(jì) i 分）fs2fa 136 40 176 fsi 204 .? ? 軸承 2 被“壓緊”、軸承 1 被“放松fa1 fsi 204n, （2 分）3、（6 分）試比較正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓和齒根圓，在什么條件卜基圓大于齒根圓？什么條件下基圓小于齒根圓？解：正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒根圓直徑為：d f d 2hf mz 2.5m （計(jì) 2 分）基圓直徑為：db d cos mzcos20 （計(jì) 2 分）假定d f db, 由 mz 2.5m mzcos20 得z 42 因此，當(dāng)齒數(shù) z

8、41 時(shí)，正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓大于齒根圓；當(dāng)齒數(shù) z 42 時(shí)，正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓小于齒根圓。（計(jì)24、（12 分）如圖 4 所示為兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，已知主動(dòng)齒輪1 的螺旋角旋向及轉(zhuǎn)向，問(wèn)：1）齒輪 2、3、4 的螺旋角旋向應(yīng)如何選擇才能使中間軸（軸ii）上兩齒輪的軸向力相反？（6 分）2）試在圖上標(biāo)出齒輪1、2、3、4 輪齒所受圓周力 的作用位置和方向。（6 分）r 口nifti、徑向力fri和軸向力fai （i=1,2,3,4 ）解答如圖示。1）每個(gè)螺旋角計(jì) 2 分，共 6 分；2）每個(gè)力計(jì) 0.5 分，共 6 分。5、（12 分）一根軸用兩個(gè)同型號(hào)

9、的角接觸球軸承支承（如圖5 所示），已知兩軸承受的徑向載荷為fr1 300n , fr2 200n ,軸向外載荷fa 40n ,給定軸承內(nèi)部軸向力fs=0.68 fr , 判斷系數(shù) e 0.68, 當(dāng)fa / fr 時(shí)，e時(shí)，x=0.41, y=0.85; 當(dāng)fa/fr e 6x=1 , y=0, lh 10 tc , 求：60n fpp 1）兩軸承的軸向載荷fa1、fa2；（6分）2）兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷之比p1/p2 （3 分）解：（1）由圖示布置形式可知fs1、fs2的方向如圖所示。已知：fs1 0.68fr1 0.68 300 204 n （1 分）fs2 0.68fr2 0.68 20

10、0 136n （1 分）lh1/lh2(f2/r) (1/1.355)30.4023）兩軸承壽命之比lhi/lh2。(3 分) (2) f1fr1 204 300 0.68 e, . xi=1.0, yi=0 fa2 不164 200 0.82 ? 二 x2=0.41, y2=0.85 根據(jù)p xfr yfa 有: p1 x1fr1 y1fa1 1 300 0 204 300n （1分）p2x2fr2 y2fa2 0.41 200 0.85 164 221.4n （1分）p1/p2 300/221.4 1.3550 （1分）(3)根據(jù) lh 106 ftc 60n fpp 球軸承，3 ,又; 兩軸承同型號(hào)、同軸、同工作環(huán)境，, , n1 n2、c1 c2 , ft1 ft2 ， f p1 fp2 ，（1分）（1分）六、改錯(cuò)題（共 10 分）分析圖 6 所示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，請(qǐng)將不合理之處編上序號(hào)，并用文字說(shuō)明錯(cuò)誤所在及改正措施或畫(huà)出改正結(jié)構(gòu)圖（找出10 個(gè)錯(cuò)誤即可）。（1 分）解：此結(jié)構(gòu)的主要錯(cuò)誤有：1 處聯(lián)軸器左端未軸向定位。2 處聯(lián)軸器右端未軸向定位3 處聯(lián)軸器沒(méi)有周向定位。4 處端蓋軸孔處未設(shè)計(jì)密封裝置，且端蓋軸孔與軸之間沒(méi)有間隙。5 與 10 處軸承端蓋與箱體結(jié)合面間未設(shè)計(jì)密封