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1、机械设计基础试卷A卷答案及评分标准2009-6-12一、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，贝懈杆和螺母的轴向相对位移应当达到_。 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。小齿轮硬度高些；大齿轮硬度高些；两者硬度相等；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。使轴上零件有确定的轴向位置； 便于轴上零件的装配； 减小应力集中，提高轴的疲劳强度； 方便轴的加工。4某槽轮机构，拨
2、盘圆销数目K=2,槽轮槽数Z=6,其运动系数t等于 。 1/6； 1/2； 1/3； 2/3。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 的功阻力所做的功。大于；等于；小于；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，其作用是_。便于加工制造；减小应力集中；使棘爪顺利落入棘轮轮齿根部; 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。极位夹角传动角Y； 摆角叭8.圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的工作圈数n是按弹簧的 确定的,而弹簧丝 直径d贝V是按弹簧的 通过计算来确定的。稳定性；强度；安装和结构条件；刚度。9凸轮机构设计中，
3、为了防止凸轮推程轮廓变尖，则应当限制_。滚子圆半径r ；从动件的行程h； 基圆半径r ；推程运Tmin动角6。t10.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_。 较大的蜗杆分度圆直径d ； 较大的模数m； 较大的蜗杆分度1圆柱导程角Y； 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
4、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 ， Y = B 。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
5、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 X 8-2 X11-1=12 分2）.无复合铰链、虚约束和局部自由度。3分F= 3n-2PL-PH=3X7-2X10-0=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=5OON,轴向 工作拉力Fe=750N，若螺栓的相对刚度为kb/ (kb+kc)=0.3，问此
6、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=0N。2分2、图示轮系中，已知 Z=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1、2、3及4组成周转轮系：1分i134=(n1-n4)/(n3-n4)=-Z3
7、/Z1=-80/20=-4 (a)2分2. 齿轮4、5、6、7组成定轴轮系：1分i74=n7/n4=+Z6 Z4/Z7 Z5=20 X 42/40 X 18=7/62 分n7 =n1 =200 rpmn4=200X6/7 rpm 代入(a)式有：1 分n3=-(n1-n4)/4+ n4=-200(1-6/7)/4+200 X 6/7Q 164.29 rpm1 分计算结果为正表明：n3转向与珥转向相同。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：F
8、=0.68F、e=0.68；SrF /F We： X=l、Y=0 ； F /F e： X=0.41, Y=087 ； a ra r解：内部轴向力方向如下图所示：（10 分）2分O Fsi 一io300NS2011000N50100F X 150=1000X50； F X150=1000X100r1r2 F =1000/3 N ； F =2000/3 Nr1r2F =0.68F =0.68 X 1000/3=680/3 N51 r1F =068F =0. 68X2000/3=1360/3 N52 r2F +300=1580/3 NF =1360/3 NS1S2 F =F =680/3 N ； F
9、 =F +300=1580/3 Na1 S1a2 S1F /F =680/1000=0 68=e=0.68 :. X=1、Y=0a1 r111F /F =1580/2000=079e=0.68X =0.41, Y =0.87a2 r222P=f (XF +YF ) =1.2X(1X 1000/3+0X680/3)=400 N1 p 1 r1 1 a1P=f (XF +YF ) =1. 2X(0.41X2000/3+0.87X1580/3)=877.8 N2 p 2 r2 2 a2或：P= XF +YF =1X1000/3+0 X 680/3333.3 N1 1 r1 1 a1P= XF +YF
10、 =0.41X2000/3+0.87X1580/3Q731.5 N2 2 r2 2 a2五、分析题（10分）图示为斜齿圆柱齿轮一蜗轮、蜗杆减速器的结构简图，已知nl的转向如图 所示，为使IITI轴上轴向力为最小，试求：1. 斜齿轮1、2的轮齿倾斜方向；2. 画出蜗轮转向；画出II-II轴上斜齿轮2和蜗杆在啮合点A、B处的F、F和F的方向（用t ar“ ”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 II轴上A、B点处的各力方向如下：aFtFr3分六、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。（答对 5种方法可以给满分，但总分不得超过5分）2、零件在静应力和变应力下的损坏形式有哪些？对应的极限应力是什么？2、答：零件在静应力的损坏形式有两种：断裂和塑性变形，对于脆性材料，其极限应力为强度极限oB;（1分）对于塑性材料，其极限应力为屈服极限oS；（2分）零件在变应力下的损坏形式为疲劳断裂，其极限应力为疲劳极限应力。r。（2分）
2009年机械设计基础试卷A卷答案详解
