机械设计基础试卷a卷答案及评分标准。
一、选择题（只填正确答案序号，每题2分，共20分）
1.在调节机构中，采用螺距为5mm的双线螺纹，螺母是不能转动，螺杆旋转的圈数为3圈，则螺杆和螺母的轴向相对位移应当达到 ④
① 15mm ； 7.5mm ； 10/3mm ； 30mm 。
2.根据等强度理论设计一对软齿面齿轮传动，在确定大小齿轮材料的硬度时，应使 ①
① 小齿轮硬度高些； ②大齿轮硬度高些； ③两者硬度相等；④ 小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面。
3.轴结构设计中轴端倒角的作用是 ②
① 使轴上零件有确定的轴向位置； ②便于轴上零件的装配；③ 减小应力集中，提高轴的疲劳强度； ④方便轴的加工。
4.某槽轮机构，拨盘圆销数目k=2，槽轮槽数z=6，其运动系数τ等于 ④
5.某机械运转过程中发生周期性速度波动，在一个整运转周期中，驱动力所做的功 ② 阻力所做的功。
大于； ②等于； ③小于；④ 没有直接关系。
6.棘轮轮齿工作面相对棘轮半径朝齿体内有一偏斜角φ，其作用是 ③
① 便于加工制造； ②减小应力集中； ③使棘爪顺利落入棘轮轮齿根部；④ 提高棘轮机构的传动效率。
7.铰链四杆机构中，衡量机构是否传动轻便的参数是 ②
① 极位夹角θ； 传动角γ； 摆角ψ。
8.圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的工作圈数n是按弹簧的 ④ 确定的，而弹簧丝直径d则是按弹簧的 ② 通过计算来确定的。
① 稳定性；② 强度；③ 安装和结构条件；④ 刚度。
9.凸轮机构设计中，为了防止凸轮推程轮廓变尖，则应当限制 ①
① 滚子圆半径rt； ②从动件的行程h； ③基圆半径rmin； ④推程运动角δt。
10.下列诸方法中，提高普通圆柱蜗杆传动效率的正确方法是选取 ③
① 较大的蜗杆分度圆直径d1； ②较大的模数m； ③较大的蜗杆分度圆柱导程角γ； 较大的蜗杆直径系数q 。
二、填空题（22分，每小题2分）
1．机构是具有确定相对运动的构件组合体，构件是由零件组成的刚性组合体。
2．铰链四杆机构中，死点位置是连杆与从动杆的共线位置；最小传动角的位置则是曲柄与机架共线位置。
3．滚动轴承轴系设计中，单支点双向固定的固定方式常用在长轴
或工作温升较大场合。
4．忽略摩擦力的影响，导杆机构的传动角是90度 ，故该机构的传动性能好 。
5．半圆键的工作面是侧面 ；楔键的工作面是上下表面 。
6．静平衡是单面平衡，其平衡条件是： 离心力的合力为零 ；
动平衡是双面平衡，其平衡条件是： 离心力的合力与合力偶矩均为零。
7．从装拆角度出发，螺钉联接主要用于不经常装拆的场合，而双头螺柱则主要用于经常装拆的场合。
8．普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件为中间平面模数相等 ，压力角相等。
9．代号为32311/p53的滚动轴承，其类型名称为圆锥滚子轴承 ；内径尺寸为d= 55 mm；直径系列为中 ；公差等级符合国家标准规定的 5级 。
10．三个构件必然有三个瞬心，且它们应当位于同一直线上 。
11．带传动打滑的原因是工作阻力大于临界有效拉力 ；而打滑则总是发生于带与小带轮之间。
三、计算下面各机构的自由度（必须有计算过程），如有复合铰链，局部自由度或虚约束，必须明确指出（10分）
解：1).滚子为局部自由度，有一处复合铰链，一个虚约束。 3分。
f= 3n-2pl-ph=3×8-2×11-1=12分
2).无复合铰链、虚约束和局部自由度3分。
f= 3n-2pl-ph=3×7-2×10-0=12分。
四、计算题（共28分）
1、有一承受轴向静载荷的紧螺栓联接，施加在其上的预紧力为f0=500n，轴向工作拉力fe=750n，若螺栓的相对刚度为kb/（kb+kc）=0.3，问此螺栓在工作过程中所受的轴向载荷fa为多少？被联接件间的残余预紧力fr为多少？
（8分）
解：fa = f0+ kb fe/（kb+kc）=500+0.3*750=725（n） 3分。
fr = f0-kc fe /（kb+kc）=500-0.7*750=-25（n） 3分。
fr不可能为负，故知有：
fa =725n； fr =0n2分。
2、图示轮系中，已知z1=20，z2=38，z3=80，z4=42,z5=18，z6=20，z7=40，当n1=200r/min，试求轮3的转速n3及转向。（10分）
解：1. 齿轮及4组成周转轮系1分。
i134=(n1-n4)/(n3-n4)=-z3/z1=-80/20=-4 （a2分。
2. 齿轮组成定轴轮系1分。
i74=n7/n4=+z6 z4/z7 z5=20×42/40×18=7/62分。
n7 = n1 =200 rpm
n4=200×6/7 rpm 代入（a）式有1分。
n3 =-n1-n4)/4+ n4 =-200(1-6/7)/4+200×6/7
164.29 rpm1分。
计算结果为正表明：n3转向与n1转向相同2分。
3、有一轴两端各用一个角接触球轴承支承，受径向载荷1000n，轴向载荷300n，其余数据见下图所示。又已知常温下工作，fp =1.2。
求：1、二支点反力；
2、两轴承的当量动负荷；
备用公式：fs=0.68fr、 e=0.68；
fa/fr≤e：x=1、y=0 ；fa/fr＞e：x=0.41，y=0.87 ； 10分）
解：内部轴向力方向如下图所示2分。
1000nfs1 300n fs2
fr1×150=1000×50 ； fr2×150=1000×100
∴ fr1=1000/3 n ； fr2=2000/3 n2分。
fs1=0.68fr1=0.68×1000/3=680/3 n
fs2=0.68fr2=0.68×2000/3=1360/3 n
fs1+300=1580/3 n＞fs2=1360/3 n2分。
∴ fa1=fs1=680/3 n ； fa2=fs1+300=1580/3 n
fa1/fr1=680/1000=0.68=e=0.68 ∴ x1=1、y1=0
fa2/fr2=1580/2000=0.79＞e=0.68 ∴ x2=0.41，y2=0.872分。
p1=fp（x1fr1+y1fa1）=1.2×(1×1000/3+0×680/3)=400 n
p2=fp（x2fr2+y2fa2）=1.2×(0.41×2000/3+0.87×1580/3)=877.8 n 2分。
或： p1= x1fr1+y1fa1=1×1000/3+0×680/3≈333.3 n
p2= x2fr2+y2fa2 =0.41×2000/3+0.87×1580/3≈731.5 n 2分。
五、分析题（10分）
图示为斜齿圆柱齿轮—蜗轮、蜗杆减速器的结构简图，已知n1的转向如图所示，为使ⅱ-ⅱ轴上轴向力为最小，试求：
1． 斜齿轮的轮齿倾斜方向；
2． 画出蜗轮转向；
3． 画出ⅱ-ⅱ轴上斜齿轮2和蜗杆在啮合点a、b处的ft、fa和fr的方向（用。
”表示垂直进入纸面方向，“ 表示垂直穿出纸面方向）。
解：1. 斜齿轮1为左旋，斜齿轮2为右旋2分。
2. 蜗轮转向为顺时针2分。
3. ⅱ轴上a、b点处的各力方向如下：
ftafafr
3分 frfaft3分。
b六、简答题（共2小题，每小题5分，共10分）
1、轴与轴上旋转零件在轴线方向上的定位和固定方法有哪些？
1、答：轴与轴上旋转零件的在轴线方向上的定位和固定方法有：
轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈、轴用弹性卡环、紧定螺钉、销和过盈配合等。
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