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2414+机械设计基础
试卷代号：
2414
中央广播电视大学2009—2010学年度第一学期“开放专科”期末考试
机械设计基础试题
2010年1月
一、判断题（判断下列所述是否正确，正确填入号，错误则填“X”号。
每题
2分，共24分）
1．
刚体受三个力作用时，这三个力的作用线必交于一点。
（X
）
2．
刚体上作用力偶的力偶矩大小与矩心的具体位置无关。
（V
）
3．
构件的刚度要求，就是构什有足够的抵抗破坏的能力。
（X
）
4．
塑性材料的失效主要为屈服失效。
（V）
5．
任何—个机构中必布山只能有一个构件为机架。
（
V）
6．
机构具有确定的运动条件是：
机构原动件的个数等于机构的自由度。
（V）
7．
由渐升线的形成过程可知，基圆内有渐开线。
（X
）
8.
斜齿轮不产生根切的最少齿数人于直齿轮。
（V
）
9．
圆锥齿轮传动是空间齿轮传动。
（V）
10
．若齿轮连续传动，其重合度要小于l。
（X）
11
．斜齿轮的端面参数是标准值。
（X）
12
．构件受两个力作用平衡时，两力的大小相等、方向相反并作用在—
条直线上。
（V）
二、选择题（每空3分，共24分）
1．对于铰链四杆机构，当满足整转副存在的条件时，若取（C）为机架，将得到双曲柄机构，（D）为机架，将得到双摇杆机构。
A
．最长杆
B
．与最短杆相邻的构件
C.
最短杆
D.
与最短杆相对的构件
2
．渐开线齿廓基圆上的压力角
（C）。
A
．大于零B
．小于零
C
．等于零D
．等于20°
3．曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，（C）为死点位置。
A．曲柄与连杆共线B．摇杆与连杆共线
C．不存在
4．凸轮机构中从动件常用的运动规律，有刚性冲击的是（A）
A．等速运动规律
B．等加等减速运动规律
C．简诣运动规律
5．下列哪项选择是标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件之—
A•两齿轮的法面模数相等B•两齿轮的端面模数相等
C.两齿轮的螺旋角同向
6•渐开线齿廓形状取决于（C）直径大小。
A
.节圆
B
•分度圆
C
.基圆
D
.齿顶圆
7•
卜列型号
V带中，哪种具有最人横截面积（D）
A.
Z型
B.C
型
C.A刑
D.E
型
三、简答题（20分）
1•两根圆截面轴，直径分别为40mm和80mm横截面上的扭矩相同，试求两轴横截面上最大扭转切应力之比。
（10分）
切应力为：
&I。
2•根据力的可传性，是否可以将作用于BC杆上的力F沿作用线移动到AB杆上为什么（10分）
不能。
力在一个刚体上有可传性，AB和BC是两个构件。
四、计算题（32分）
1•计算图示机构的自由度。
（8分）
1.解：
活动构件数n=6
低副数Pl=8
高剐数Ph=I
自由度数F=3n-2Pl-Ph=3X6-2X8-1=1
*
2.一渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知齿数Z=25,齿距p=12.566mm,压力角。
=20°,ha=|,
*
C=。
试求：
该齿轮的分度圆直径，齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿厚、齿槽宽。
（12分）
解：
模数m=p/n=/n=4mm分度圆d〔=mz=100mm
*
齿顶圆da=（Z1十2ha）m=108mm
**
齿根圆df=（Z一2ha一2C）m=90mm（2分）
基圆db=d1cosa-100Xcos20°=93.97mm
分度圆齿厚、齿槽宽s=e=p/2=6.28mm
3.图示圆截面阶梯杆，直径分别为d1=20mmd2=35mmF1=40kN,F2=20kN，材料的许用应力[=150MPa试校核该杆的强度。
（12分）
解：
（1）求轴力
Nl=Fi=40kN
N2=Fl十F2=60kN
（2）计算应力
（Ti=Fi/Ai=
（T2=F2/A2=
（3）校核强度
[T]=i50MPa
Tl<[T]安全
T2<[T]安全
试卷代号：
24i4
中央广播电视大学2009—20i0学年度第二学期“开放专科”期末考试机械设计基础试题
20i0年7月
一、判断题（判断下列所述是否正确，正确填入号。
错误则填“x”号。
每题2分。
共24分）
1.悬挂的小球静止不动是因为小球对绳向下的重力和绳对小球向上的拉力相互抵消的缘故。
（x）
2．压力角就是作用于构件上的力和速度的夹角。
（x）
3.两个以上的构件通过同轴转动副联在一处所构成的铰链称为复合铰链。
（V）
4.自由度为l的轮系称为行星轮系。
（x）
5.力偶的力偶矩大小与矩心的具体位置无关。
（V）
6.构件的刚度要求，就是构件有足够的抵抗破坏的能力。
（x）
7.直齿圆锥齿轮的分度圆直径取决于齿数和小端模数。
（x）
8.塑性材料的失效主要为屈服失效。
（V）
9.任何一个机构中必有也只能有一个构件为机架。
（V）
10.机构具有确定的运动条件是：
机构原动件的个数等于机构的自由度。
（V）
11.带传动中打滑现象是不可避免的。
（x）
二、选择题（每题3分，共24分）
1.作用在刚体上的二力平衡条件是（B）
A
B
C
D
B
C
D
B
2
B
D
B
D
A
B
节圆
C
D
（B
）
A
B
C
3.力偶对物体的作用效果，取决于下列因素（C）
A.力偶的大小和力偶在作用平面内的转向
4.AB、C点分别作用30N100N、70N的力偶矩，方向如图所示，贝U1—1截面和2—2截面的扭矩
为（C）
5.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得双曲柄机构,其机架应取（A）。
.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上
.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上
.大小相等、方向相同、作用线相同、作用在同一刚体上
.大小相等、方向相反、作用点相同
2.力对物体作用效果，可使物体
（D）。
A.产生运动B
.产生内力
C.产生变形D
.运动状态发生改变或产生变形
.力偶臂的长短和力偶在作用平面内的转向
.力偶矩的大小和力偶在作用平面内的转向
.仅取决于力偶矩的大小，与力偶在作用平面内的转向无关
A.30N•m70N•m
-30N•m,70N•m
C.30N•m-70N•m
-30N•m,-70N•m
.最短杆的相邻杆
.任何一杆
6.一对齿轮啮合时，两齿轮的（C）
始终相切。
.分度圆
.齿根圆
7.在轮系中加入惰轮可改变轮系的
.传动比
.转向
.改变传动比和转向
A.最短杆
C.最短杆的相对杆
基
&按照轴的承载情况，工作中既承受弯矩又承受转矩的轴为（A）。
A.转轴
B.心轴
C.转动轴
三、简答题（20分）
1•如图所示，已知一重为G=100N的物体放在水平面上，其摩擦因数fs二。
当作用在物体上的水平
力F大小分别为10N20N、40N时，试分析这三种情形下，物体是否平衡摩擦力等于多少（12分）
一F严
/////
厂///
{G
答:
fmax^Gfs=30N
当F=10N,f=F=10N。
物体处于平衡状态
当F=20N,f=F=202物体处于平衡状态
当F=40N>fmax,f=30N。
物体滑动
2.V带传动工作时横截面上产生哪些应力最大应力发生在何处（8分）
V带传动工作时横截面上产生拉力产生的拉应力，离心力产生的拉应力和弯曲应力。
带传动工作时的最大应力出现在V带从紧边绕上小带轮处。
四、计算题（32分）
1•计算图示机构的自由度。
（8分）
解：
活动构件数n=7
低副数PL=9
高副数PH=2
自由度数F=3n-2PL-PH=3X7-2X9-2=l
2•已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径dai=77.5mm齿数乙=29。
现要求设计一个大齿
轮与其相啮合，传动的安装中心距a=145mm试计算这个大齿轮的主要尺寸（分度圆直径d、齿顶圆直径d
a2、齿根圆直径df2）。
（10分）
解：
由dai=（zi+2ha）m,=（29十2）Xmm=
由u=+）/2（^+29）X2.5/2Pz2=S7
分度圆宜径丛=血器£=217.5mm〈2分）
齿顶圆直径此==5mm（2分）
齿根圆直径山=（卷一2嚅-3）7/z=211.25mni
3.如图所示的圆形横截面的梁，承受载荷F=10kN,M=20kNm,梁长2a=4m,材料的许用应力[（共14分）
（1）梁A、B端的约束力；
（2）画出梁的弯矩图；（6分）
（3）确定横截面的尺寸。
F
'一rB忽
a
4—■
L飞r
—
“1
3,计算（14分）
⑴S=0
—F*已十M+Fr*2曰=0
心=F=10kN（2分）
<2）MDW]t=20kN*ni（2分）
试卷代号：
2414
中央广播电视大学2010-2011学年度第一学期”开放专科”期末考试
机械设计基础试题
2011年1月
一、单选题（每题3分，共24分）
1.如图所示，图中A点处形成的转动副数为（B）
A.1
B.2
C.3
图1
2.当急回特性系数（C）时，曲柄摇杆机构才有急回运动。
A.KB.K=l
C.K>l
3.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，（C）为死点位置。
A.曲柄与连杆共线
B.摇杆与连轩共钱
C.不存在
4.凸轮机构中从动件常用的运动规律，有刚性冲击的是（A）
A.等速运动规律
B.等加等减速运动规律
C.简谐运动规律
5.对于正常齿制的标准直齿圆柱齿轮而言，避免根切的最小齿数为（B）
A.16
B.17
C.18
6.标准直齿圆柱齿轮的全齿高等于9mm则模数等于（D）
A.2mm
B.
B.3mm
mm
7.在轮系中如入惰轮可改变轮系的（B）
A.传动比
B.转向
C.改变传动比和转向
8.按照轴的承载情况，工作时只受弯矩，不传递扭距的轴，称为（B）
A.转轴
B.心轴
C传动轴
二、判断下列所述是否正确，正确填"号，错误则填"X号。
（每题2分，共24分）
9.构构中的主动件和从动件，都是构件。
（V）
10.运动副的作用是限制和、或约束构件的自由运动。
（V）
11.机构具有确定的运动条件是：
机构原动件的个数大于零，且等于机构的自由度。
（V
12.校链四杆机构都有摇杆这个构件。
（X）
13.压力角就是主动件所受驱动力的方向线与该点速度的方向钱之间夹角。
（X）
14.构件的刚度主要求，就是构件有足够的抵抗破坏的能力。
（X）
15.塑性材料的失效主要为屈服失效。
（V）
16.齿轮的标准压力角和标准模数都在分度圆上。
（V）
17.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件：
只要两齿轮模数相等即可。
（V）
18.同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用同一把前轮刀具进行加工。
f41"I
19.传动比公式"I乩，不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。
（X）
20.带传动中弹性滑动现象是不可避免的。
（V）
三、简答题（15分）
21•为什么多数螺纹联接工作前均要预紧如何控制螺栓联接的预紧力螺栓联接的主要防松方法有哪几类（9分）
答：
预紧的目的是为了增加联接的刚性、紧密拉和防松能力。
装配螺栓联结时，可通过测力矩扳手或定力矩扳手等工具进行测量和控制。
螺栓联结防松的方法按其工作原理可分为机械防松、靡擦防松、永久防松三大类。
22.联轴器与离合器的主要功用和区别是什么（6分）
联轴器和离合器主要都是用来联接两轴并传递扭矩。
用联轴器联接的两根轴，只有机器停止运转后,经过拆卸才能分离；而用离合器联接的两根轴在运转过程中能随时根据需要结合或分离。
四、计算题（37分）
23.（12分）计算图示机构的自由度。
机构自由度计算（12分）
解：
活动构件数n=8
低副数PL=11
高副数PH=l
自由度数F=3n-2PL-PH=3X8-2X11一仁1
24.（10分）在图示平面铰链四杆机构中，巳知各杆杆长分别为Ibc=150mm,lcd=120mm,lab=100mm
AD为机架。
若想得到双曲柄摇杆机构、，求IAB的最小值。
（1）若AB为最长杆，则lAB仝lBC=150mm
由杆长条件得：
lAD+lABWlCD十lBC，贝UlABW170mm
所以150mmiIABw170mm
⑵若BC为最长杆，则IABwlBC=150mm
由杆长条件得：
IAD+IBCw|AB十ICD，则IAB仝IAD十IBC-ICD=130mm所以130mnWIABw150mm
综上，IAB的最小值为130mm
25.（15分）简支梁受力情况如图所示。
试求：
⑴梁A、B端约束力p
Qmax
Mmax
（2）画出剪力图，并计算最大剪力
（3）画出弯矩图，并计算最大弯矩
解：
（1）求支反力
SMk™0—4HM卜2F7
R再=锐2孔NRp=3+75kN（5分）
由wsy=c得知支反力计算无俣=
（2）由几何关乘求出几个逐更点的剪力直；
在A点左截面2=5在A点右截面2亠乩Y・25kN
在G点左截面tQ=Ra=6,25kN）#C点右藏面应=恥=一生75kN.
在B点左截廊=-在H点右哉血，&=0
画出剪力图。
晟大剪力Q^=6^SkN・（5分）
（3）同理，懂据几何关系求处几处弯炬直：
注A点
在C点，皿：
丘=心><2=1比5kN,
在B点fAJ—Qe
画出弯矩图。
绘大弯矩M“=12・5kN・g（5分）
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