(完整版)北京理工大學(xué)2013-2014學(xué)年第一學(xué)期《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》期末試題A卷及參考答案

1、課程編號：03000138北京理工大學(xué)20132014學(xué)年第一學(xué)期i2011級機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)期末試題A卷答案班級 學(xué)號 姓名 成績、是非題（正確的在括號內(nèi)劃 M錯誤的劃X,每題2分，共10分）1 .滾動軸承座圈和滾動體的常用材料是 45鋼調(diào)質(zhì)。（F）2 .在錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，壓力角越小，機(jī)構(gòu)的傳動性能越好。（T）3 .帶傳動中對帶的疲勞壽命影響最大的應(yīng)力是小帶輪上的彎曲應(yīng)力（T）4 .只要是漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，在齒輪齒廓上任一位置處的壓力角都應(yīng)為國家標(biāo)準(zhǔn)值20o （F）5 .滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，為便于互換和生產(chǎn)，軸承內(nèi)圈孔與軸的配合應(yīng)采用基軸制（ F）二、選擇題（把正確的答案選項(xiàng)填入空格內(nèi)，每題 2分，

2、共20分）1 .利用范成法加工漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，若被加工的齒輪（ D ）太小，就會發(fā)生根切現(xiàn)象。A模數(shù) B壓力角 C齒厚 D齒數(shù)2 .設(shè)計(jì)凸輪時(shí)，若工作行程中的最大壓力角大于許用壓力角，則應(yīng)（A）oA 增大基圓半徑 B 減小基圓半徑 C增大滾子半徑D減小滾子半徑3 .只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為（C ）。A傳動軸 B 轉(zhuǎn)軸 C 心軸 D 曲軸4 .為了提高齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，可以（B ）。A 加大模數(shù) B加大中心矩 C減小齒寬系數(shù) D減小嚙合角5 .鍵的長度主要是根據(jù)（B ）來選擇。A傳遞轉(zhuǎn)矩大小B輪轂長度C軸直徑 D鍵剖面尺寸6 .被連接件受橫向外力作用時(shí)，如采用普通螺栓連接，則螺栓可

3、能的失效形式為（ C ） A 剪切破壞B擠壓破壞 C拉、扭聯(lián)合作用下斷裂 D拉、扭聯(lián)合作用下塑性變形7 .在載荷不平穩(wěn)且有較大沖擊和振動的情況下，一般宜選用（ C）聯(lián)軸器。A剛性 B無彈性元件撓性 C有彈性元件撓性 D安全8 .在同樣載荷和同樣工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的同一批生產(chǎn)的同型號的滾動軸承，它們的壽命一 股（B）。A相同 B不相同 C 90%軸承相同 D 10%軸承相同9 .在軸的初步計(jì)算中，軸的直徑是按（B）進(jìn)行初步確定的。A彎曲強(qiáng)度 B扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度C軸段長度 D軸段上所裝配零件的孔徑。10 .蝸桿傳動熱平衡計(jì)算的目的是為了控制溫開，防止（B）。、A蝸桿力學(xué)性能下降B潤滑油變質(zhì)和膠合 C傳動效率下

4、降D蝸輪材料退火三、（本題8分）試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，若含有復(fù)合銀鏈、局部自由度和虛約束請指出, 并判斷該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動。K答案：C處為復(fù)合銀鏈，G處為局部自由度,H、I兩處移動副其中一處為虛約束。（2分）F 3n 2PL pH 3 8 2 10 1 3 （5分）該機(jī)構(gòu)自由度為3,只有1個(gè)原動件，因此該機(jī)構(gòu)不滿足具有確定性運(yùn)動的條件（1分）。四、（本題9分）已知四桿機(jī)構(gòu)搖桿的兩極限位置如圖，搖桿的長度為 30mm, A點(diǎn)在水平線 上，此四桿機(jī)構(gòu)沒有急回特性，試用作圖法設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)（即確定出另外3個(gè)桿件的長度） 并確定此機(jī)構(gòu)的最小傳動角0答案：作圖正確得2分，無作圖步驟說明扣1分Ia

5、d30tan 67.50 72.45mm （1 分）1ac278.39mm 1cle222.96mm 1Ad 55.43mmLab=0.5lC1c2 = 11.5mm 或 Lab=0.5（lAC2 1ac1）11.5mm, （2 分）Lbc=0.5（1AC1 M 67mm, （2 分）最小傳動角如圖所示為65度（2分） 五、（本題8分）已知一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪，z1 20, z2 80 , m=5mm, 20 ,ha 1, c 0.25，女裝中心距 a 255 mm 。（1）非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，分別求取分度圓和節(jié)圓上的壓力角大?。?分）。（2）小輪齒廓上最大壓力角（3分）。（3）求取齒輪

6、的法向齒距。（2分）答案：（1）兩齒輪在分度園上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值20°。（1分）1標(biāo)準(zhǔn)中心矩為 a m（乙 z2） 0.5 5 （20 80） 250 mm2則節(jié)圓上壓力角為arccos（acos /a（2）小齒輪齒頂圓上壓力角最大，則 .*ra1r1 ham 0.5 5 20 1 5 55mm）22.89（1分）（2分）rb1r1 cos0.5 5 20 cos2046.985mm根據(jù)maxicos k 一 rkaiarccosebi/rai）31.32（2分）（3）齒輪法向齒距PmPbmcos5 cos200 = 14.76mm （2 分）六、（本題9分）圖示為兩級斜齒圓柱齒輪減

7、速器，輪 1主動，輪4螺旋線方向和III軸轉(zhuǎn)向如 圖所示，求：1） I、II軸的轉(zhuǎn)向。（2分）2）已知齒輪1的模數(shù)mn 3mm,螺旋角1 15，齒數(shù)z1 21 , z2 54,齒輪3模數(shù)mn 5mm,齒數(shù)Z3 20 , Z4 60 ,為使II軸所受軸向力完全抵消，試確定齒輪 2的螺旋角旋向和齒輪3的螺旋角大小。（其中：Fa Ft tan ） （7分）答案:7（1）轉(zhuǎn)向如圖所示（2分）2為左旋。（2（2）因齒輪3軸向力向下，則齒輪2軸向力向上，根據(jù)其旋向由此判斷齒輪分）齒輪2所受軸向力大小為：Fa2 Fa1 Ft1 tan 1 Ft2 tan 1齒輪3所受軸向力大小為：Fa3Ft3 tan 3a

8、若使II軸上各傳動件的軸向力完全抵消，則 Fa2Fa3a a即 Ft2 tan 1Ft3 tan 3 （2 分）假定T2為II軸上的扭矩則有：*an 1 %an 3d2d3將d 三代入上式cossin 3mn3z3 sin 1-20 sin15 （3 分） 5 9.19mn1z23 54知各輪齒數(shù)為乙13 , z2 52, 54 0齒輪1、2、2、3模數(shù)相同;七、（本題12分）如圖示輪系中，已 公 Z4 20, Z4' 21, Z5 Z6 45, Z6 36 , Z7 齒輪4、4、5、6模數(shù)相同。試確定：（D該輪系的類型 （2）求取傳動比i17答案:（1）該輪系為混合輪系（或復(fù)合輪系）

9、（1分）（2） 1、2、2、3組成定軸輪系1,5、4、4、6組成周轉(zhuǎn)輪系2,其中3為系桿。6、7組成定軸輪系2（2分）11對止軸輪系1:根據(jù)傳動關(guān)系有：a12m z1 z2 a23m z3 z222Z3乙Z2Z213 52 20 85（2 分）i13n1%Z2Z3Z1Z252z313 20= 17（2分）.3i56任小Z4Z6204520n6n3z5z4452121% 00 n320稟 21i3620 （3 分）n6i6 7n7Z7Z654363,2（1 分）i 17 il3 i36 i6717 20-510 (1 分)2八、（本題12分）一斜齒輪減速器主動軸，用3 2 0 7軸承支撐（如圖所

10、示），轉(zhuǎn)速為n=1500r/min ,已知斜齒輪嚙合產(chǎn)生的軸向力 Fa=250N ,兩軸承的徑向支反力分別為 Fr1=800N,Fr2=2000N,要求使用壽命不低于50000小時(shí)，C=29400N, S=0.27Fr,試校核該對軸承是否滿2 由Fr2足壽命使用要求。Fr / Fa < eFr / Fa > eeX = 1, Y = 0X = 0. 4, Y = 1.880.681 qFa解：1)首先求求派生的軸向力：S1=0.27Fr1=0.27X 800=216(N)&= 0.27Fr2=0.27X 2000=540(N) (2 分)& +Fa=540+250=

11、790(N) S1 =216(N)軸有向左移動的趨勢，軸承1受壓(2分)Fa1=S2 + Fa =790(N)Fa2= &=540(N) (2 分)Fa1/Fr1 = 790 / 800 = 0.99 e = 0.68X1 = 0.4Y1 =1.883)計(jì)算當(dāng)量動載荷P1 = X1 Fr1 + Y1 Fa1=0.4 義 800+1.88X 790= 1805(N)v P1 P2； 2軸承危險(xiǎn) (3分)1016667 C1666729400 百L10hT-"7ZnP215002000Fa2/Fr2 =540 / 2000 = 0.27X2 = 1Y 2 = 0P2 = Fr2 =2000 (N)86460h>50000 小時(shí)e = 0.68該對軸承滿足壽命使用要求（3分） 九、（本大題12分）結(jié)構(gòu)題指出圖示軸系中的結(jié)構(gòu)錯誤（用筆圈出錯誤之處，并簡要說明錯誤的原因，不要求改正）評分標(biāo)準(zhǔn)，每指出一處錯誤并說明原因得一分，得滿 12分為止，未指出錯誤只給出錯誤 原因者不得分。(1)彈性擋圈為多余零件，造成過