《机械设计基础》期末考试试卷。
考场号座位号学院。
班级姓名学号。
一、 正误判断(每题1分，共14分)
√）1、平键联接中键的两侧面为工作面。
√）2、用双螺母在螺栓上对顶拧紧可防止螺纹松脱。
√）3、斜齿圆柱齿轮的法向参数为标准参数。
×）4、凡是啮合传动，其传动比均可用下式进行计算。
√）5、为减小飞轮的转动惯量，宜将飞轮安装在高速轴上。
×）6、带传动的失效形式是打滑与弹性滑动。
×）7、链传动中链的长度最好采用奇数链节数。
√）8、仅用合金钢代替碳钢作为轴的材料不能提高轴的刚度。
√）9、在变应力作用下的零件，其失效形式是疲劳破坏。
√）10、曲柄摇杆机构中最小传动角出现在曲柄与机架共线的位置上。
√）11、满足动平衡条件的回转体一定是静平衡的。
√）12、构件与零件的区别在于：前者是运动的单元，后者是制造的单元。
√）13、从动件为等速运动的凸轮机构存在刚性冲击适于低速轻载的场合。
√）14、滚动轴承在基本额定寿命l10期内的可靠度为90%，实效概率为10%。
二、 选择填空(单选，每空1分，共20分)
1、外啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件为（b）、（d）和（f）。
a mt1= mt2 = m b mn1= mn2 = m c β1 = 2
d β1= -2e at1= at2 = af an1= an2 = a
2、 阶梯轴在轴径变化处宜采用较大的过渡圆角，其目的是（b）。
a 使轴上零件获得轴向定位 b 提高轴的疲劳强度 c 提高轴的刚度
3、 标准齿轮齿根弯曲疲劳强度计算中，齿形系数与 (c)有关。
a 传动比 b 分度圆直径 c 齿数
4、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中更容易发生（b）。
a 点蚀与磨损 b 胶合与磨损 c 轮齿折断与塑性变形
5、 齿轮轮齿的啮合属于（ c）。
a 移动副 b 低副 c 高副 d 转动副
6、 阿基米德蜗杆的（ c）模数，应符合国家标准数值。
a 法向 b 端面 c 轴向。
7、工作时只承受弯矩的轴，称为 (a) 。
a 心轴 b 转轴 c 传动轴。
8、曲柄滑块机构中，若机构存在死点位置，则主动件应为（b）。
a 曲柄 b 滑块 c 连杆 d 连架杆。
9、v带传动设计中，限制小带轮的直径主要是为了（b）。
a 使结构紧凑b 限制弯曲应力
c 减小带和带轮接触面间的摩擦力 d 限制小带轮上的包角。
10、在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是（c）。
a v带传动 b 链传动 c 齿轮传动 d 平带传动。
11、深沟球轴承，内径为100mm，正常宽度，轻系列，公差等级为普通级，其代号常写为（d）。
a 70220 b 70100/p0 c 60220/p2 d 6220
12、带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在(a)处 。
a 带的紧边进入主动轮 b 带的松边进入从动轮
c 带的松边退出主动轮 d 带的紧边退出从动轮。
13、当被联接件之一较厚，而又须经常拆卸的地方，宜采用（b）联接。
a 普通螺栓 b 双头螺柱 c 螺钉 d 铰制孔用螺栓。
14、常用的螺纹中，自锁性能最好的螺纹是（a）。
a 三角形螺纹 b 梯形螺纹 c 锯齿形螺纹 d 矩形螺纹。
15、渐开线齿廓的形状取决于（a）的大小。
a 基圆 b 分度圆 c 齿顶圆 d 齿根圆。
16、凸轮机构的基圆半径越大，则（b）。
a 压力角越大，传力性能愈好 b 压力角越小，传力性能愈好
c 压力角越小，传力性能愈差 d 压力角越大，传力性能愈差。
17、当转速高、径向载荷和轴向载荷均较大时，轴承宜采用（c）。
a 圆锥滚子轴承 b 深沟球轴承 c 角接触球轴承。
18、普通平键静联接最主要的失效形式为（c）。
a 磨损 b 键体剪断 c 工作面压溃。
三、计算题（共36分）
1、已知一对标准直齿圆柱齿轮 h*a=1,c*=0.25,m = 5mm ；z1 =20；z2 =40；试求出该对齿轮的传动比，分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、中心距、分度圆齿距。（取cos20°=0.
940）（14分）
解：1.传动比 i=z2/z1=40/20=22分。
2、分度圆直径d1=m z1=5×20=1001分。
d2=m z2=5×40=2001分。
3、齿顶圆直径da1=m(z1+2h* a)=5×(20+2×1)=110………1分。
da2=m(z2+2h* a)=5×(40+2×1)=210………1分。
4、齿根圆直径df1=d1－2(h* a+c*)m=110－2(1+0.25)×5=87.5㎜……1分。
df2=d2－2(h* a+c*)m=210－2(1+0.25)×5=197.5㎜……1分。
5、基圆直径db1= d1cos20o=100×cos20o =93.97………1分。
db2= d2cos20o=210×cos20o =197.4………1分。
6、分度圆齿距p=mπ=5×3.14=15.7052分。
7、a=m(z1+ z2)/2=5×(20+40)/2=150………2分。
2、 已知各轮齿数z1=100,z2=101,z2′=100,z3=99，求传动比ih1.（4分）
i h 13= ,n3=0………2分。
i1h=n1/nh=1－z2 z3/z1 z21分。
ih1=1/ i1h = z1 z2’/(z1 z2’－z2 z3)=100*100/(100*100－101*99)=10000/(10000－9999)=10000……1分。
3、计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指出）。并说明该机构需几个原动件才具有确定的运动（标在图上）。(6分)
解： (1分)
其中 (1分)
则该机构需两个原动件。 (1分)
4．用两个m10的普通螺钉固定拉曳钩，若螺钉的，安装时不控制预紧力，结合面摩擦因数5，可靠系数k=1.2，求其允许的最大静拉曳力fr =?m10螺钉的） （7分）
1．计算螺栓可承受的工作载荷。
因为正常工作时螺栓的复合应力σv≤[σ螺栓的许用应力 [σ420mpa—1分。
v=1.3 f0/(πd12/4) ≤1分。
得：f0≤[σd12/(4×1.3)= 420×π×8.3762/(4×1.3)=17802n—2分。
2.求核螺栓联接的可承受的总拉力fs
f0m≥kfs——2分。
螺栓可受的总拉力 fs≤μf0m /k=0.15×17802×2/1.2=4451(n) …2分。
5.如图所示为采用一对角接触球轴承支撑的轴，设作用在轴承载荷作用中心的径向载荷为：fr1、=1600 n ，fr2 =800 n，作用在轴心线上的轴向外载荷为 fx=1000 n；试分别求出两轴承所受的实际轴向载荷fa1、fa2。
（注：轴承的内部轴力fs=0.68 fr）（5分）
解：fs1=0.68 fr1=0.68×1600=1088n
fs2=0.68 fr2=0.68×800=544n
fx+fs2=1000+544=1544n
fs1=1088n
fx+fs2＞fs1 1轴承被压紧，2轴承被放松。
fa1= fx+fs2=1544n
fa2= fs2=544n
四、作图题（14分）
1、在图示凸轮机构中用作图法求解（保留作图过程，可以不写作图步骤）（8分）
1. 凸轮的基圆半径rb；
2. 当凸轮转过90°时从动件的位移增量s和压力角。
3.从动件的最大行程h
2、图示为曲柄摇杆机构，曲柄为主动件，请作出该机构的极位夹角θ；摇杆的最大摆角ψ；图示位置机构的压力角；并判断该机构是否有急回特性。(可不写作图过程，但要保留作图线) （6分）
解：极位夹角θ－－2分。
摇杆的摆角ψ－－2分。
压力角－－1分。
有急回特性－－1分。
五、受力分析（4分）
图示为二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，已知主动轮1的转向和旋向，为使ⅱ轴上两齿轮的轴向力相互抵消。试确定：
1）斜齿轮的螺旋线方向；（1.5分）
2）各轴的转向；（1）
3）画出中间ⅱ轴上的2齿轮受力图（即标出ft2、fr2、fa2的方向）（1.5分）。
六、回答问题（6分）
简述螺纹联接防松有哪几种方法并各举一例。
答：1、摩擦防松如：双螺母对顶拧紧，加弹簧垫圈或锁紧螺母。
2、机械防松如：使用开槽螺母加开口销，加止动垫圈。
3、破坏螺纹副关系如：冲点铆住或粘结。
七、分析题(6分，答对任意6个即可得满分)
分析图示齿轮轴系采用双支点各单向固定结构存在的主要问题并指出。
示例：—缺少调整垫片。
1．应加调整垫片； 2.角接触球轴承应面对面安装。
3.左侧角接触球轴承外圈定位多余 4.联轴器和轴之间没有周向定位，应加键定位；
5.联轴器轴端过长，不利于定位 6. 右侧角接触球轴承内径配合轴段过短。
7.左侧轴承配合段轴太长，不便于轴承的装拆，应设有台阶。
8轴承端盖和轴不能直接接触，应有间隙；并且应加密封圈；
9左轴承右侧定位套筒高度过高，应低于轴承内圈高度。
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