XⅠ=1YⅠ=0
PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N
FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e
XⅡ=0.4YⅡ=1.88
PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N
五、设计题(本大题共2小题,每小题7分,共14分)
37.图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。
已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。
试用作图法在图上标出:
(1)当凸轮从初始位置转过
=90°时,从动件走过的位移S1;
(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时,凸轮转过的相应角度
。
说明:
(1)不必作文字说明,但必须保留作图线;
(2)S1和
只需在图上标出,不必度量出数值。
37.如图所示,正确作出偏距圆,按-ω方向转90°,在图上正确标出S1
过B2点作偏距圆切线,正确标出
2角
38.图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。
试按例①所示,指出图中的其它结构错误(不少于7处)。
(注:
润滑方式、倒角和圆角忽略不计。
)
38.
(1)缺少调整垫片;
(2)轮毂键槽结构不对;
(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上;
(4)键槽处没有局部剖;
(5)端盖孔与轴径间无间隙;
(6)多一个键;
(7)齿轮左侧轴向定位不可靠;
(8)齿轮右侧无轴向定位;
(9)轴承安装方向不对;
(10)轴承外圈定位超高;
(11)轴与轴承端盖相碰。
《机械设计基础》试题二
一、选择填空题(有7小题,每题2分,共14。
在每小题的选项中,只有一项是符合题目要求的,把所选项的字母填在题中的横线上)
1.家用缝纫机踏板机构属于_A_机构;
A)曲柄摇杆,B)双曲柄,C)双摇杆
2.V带(三角带)传动的带轮基准直径应取为_____B_________;
A)D1B)D2C)D3D)D4
3.设计V带传动时,带轮直径不能太小,是为了限制_D_;
A)带的长度,B)传动的中心距,C)带的离心力,D)带的弯曲应力
4.标准蜗杆传动中,如果模数m不变,增大蜗杆特性系数q,则蜗杆的刚度将_.A_;
A)增大,B)减少,C)增大或减少,D)不变
5.普通螺纹的公称直径是_A_径;
A)大,B)小,C)中
6.齿轮弯曲强度计算中所用的齿形系数YF的大小与齿轮的_A_有关;
A)齿数,B)模数,C)齿宽
7.齿轮的渐开线形状取决于它的_C_。
A)齿顶圆,B)分度圆,C)基圆,D)齿根圆
二、填空题(有4小题,16个空,每空1分,共16分。
把答案填在题中横线上)
8.机构运动简图是用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副,并按一定比例绘制各运动副的相对位置,因而能说明机构各构件间相对运动关系的简单图形。
9.6105(旧标准代号105)轴承,精度是_P0_内径为_25_特轻_系列的_深沟球_轴承;
10.工作中只受弯矩不受转矩的轴叫作心轴,只受转矩不受弯矩的轴叫作传动轴,同时受弯矩和转矩的轴叫作转轴,自行车的前轴是心轴,中轴是转轴,后轴是心轴;
11.平键联接靠_挤压_传递转矩,楔键联接靠_摩擦_传递转矩,楔键联接的主要缺点是_对心性不好_;
三、问答题(有3小题,每题5分,共15分)
12.对轴瓦材料的主要要求有哪些?
12.答:
(1)强度、塑性、摩擦顺应性和嵌入性好;
(2)跑合性、减摩性和耐磨性好;(3)耐腐蚀性强;(4)润滑性和导热性良好;(5)工艺性好
13.螺纹联接有哪几种基本类型?
它们各适用于什么场合?
13.答:
序号
螺纹联接的基本类型
适用的场合
1
螺栓联接
普通螺栓联接
两被联接件通孔
铰制孔螺栓联接
两被联接件通孔,且两被联接件需要精确固定相对位置,或承受横向载荷
2
双头螺柱联接
被联接件之一太厚不宜制成通孔,材料又较软,且需经常拆卸
3
螺钉联接
被联接件之一太厚不宜制成通孔,受力不大,且不需经常拆卸
4
紧定螺钉联接
固定两个零件的相对位置,且力或转矩不大时;也用于调整零件的位置
14.典型的滚动轴承由哪些基本元件组成?
它们的作用是什么?
14.答:
内圈,内圈用来和轴颈装配。
外圈,外圈用来和轴承座装配。
滚动体,滚动体的作用是当内圈、外圈相对转动时,滚动体在内、外圈的滚道间滚动,从而形成滚动摩擦。
保持架,保持架的作用是避免相邻的滚动体直接接触。
四、改错题(有1小题,每题2分,共2分,圈出题中文字错误处,并用线引在题外的空白处改正)
15.最大应力σmax值相同,循环特征r分别是+1、0、-1的应力,其中r=+1的应力最易使零件疲劳损伤。
15.答:
r=+1→r=-1
五、计算题(有4小题,分别为5分,8分,8分,8分,共29分)
16.计算图示机构的自由度。
如有复合铰链、局部自由度和虚约束,应指出。
16.(本小题6分)
B处存在局部自由度。
17.不完全液体润滑(混合润滑)径向滑动轴承,d=60mm,宽径比B/d=1.2,轴承材料的[p]=5MPa,[V]=3m/s,[pV]=10MPa.m/s。
求当n=600r/min时,轴承允许的最大载荷为多少。
17.(本小题8分)
由
;
得
由
得
所以轴承允许的最大载荷为
,即
18.一起重吊钩通过尾部螺纹拧上螺母挂在吊具的孔中(看作松螺栓联接)已知载荷Q=25kN,吊钩材料为35钢,许用应力[σ]=60N/mm2,试求吊钩尾部螺纹的小径。
18.(本小题8分)解:
由松螺栓联接的设计公式得螺纹小径为
19.已知V带传动中,最大传递功率P=8kW,带的速度v=10m/s,若紧边拉力F1为松边拉力F2的2倍,此时小带轮上包角α1=120︒,求:
(1)有效拉力Fe;
(2)紧边拉力F1;(3)当量摩擦因数fˊ。
19.(本小题8分)解:
有效拉力Fe=1000P/v=1000×8/10=800N(2分)
又知:
F1-F2=Fe,F1=2F2
则紧边拉力F1=2Fe=1600N(3分)
根据欧拉公式
得当量摩擦系数f'=ln(F1/F2)/α=ln2/(3.14×120/180)
=0.693/2.0933=0.331(3分)
六、作图题(有4小题,每题2.5分,共10分)
21.对图所示的机构,用作图法找出滑块C的两个极限位置。
利用曲柄与连杆共线时,滑块达到极限位置这一知识,以A为圆心,分别以BC-AC和BC+AC为半径画圆,与导路的两个交点C1和C2即可得到滑块C的两个极限位置,
20.画出普通螺栓联接的结构图;
22.画出普通平键A型、B型、C型的形状;
23.按μl=1mm/mm画出模数m=10mm,α=20°的标准齿条齿廓,最少三个齿;24.答:
根据齿距p=πm=3.14×10=31.4mm,齿顶高ha=m=10mm,齿根高hf=1.25m=12.5mm,齿廓压力角α=20
七、结构改错题(每指出一处,并正确说明错误内容的,得2分,总分为10分)
24.图中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系,齿轮油润滑,轴承脂润滑,轴端装有联轴器。
试指出图中的错误(在图中错误处写出序号
…),并按序号简要说明错误的内容,不必在图中改正。
25.答:
错误处见图
1)键的位置应与齿轮处在同一直线上,而且结构不正确;
2)轴承盖孔径应大于轴径,避免接触;
3)此处不应有键联接;
4)轴长应短于轮毂长度,保证轴套压紧齿轮;
5)轴应有轴环,使齿轮定位;
6)轴承应正装;
7)轴不应与轴承盖相碰,且不需这么长;
8)左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片;
9)两轴承内侧应加封油环;
10)箱体加工面与非加工面未分开;
11)齿轮啮合的画法不对;
12)两齿轮的宽度应不等,B1=B2+(3~5);
13)右端轴承缺中心线;
14)箱体机座孔的投影线漏画;
15)右轴承盖缺联接螺钉;
16)左轴承盖的加工面与非加工面未分开。
《机械设计基础》试题三
一、选择填空题(有8小题,每题2分,共16。
在每小题的选项中,只有一项是符合题目要求的,把所选项的字母填在题中的横线上)
1.用于制造滚动轴承套圈及滚动体的常用材料是_.B_;
A)45,B)GCr15,C)HT200,D)Q235
2._.B_决定了从动件的运动规律;
A)凸轮转速,B)凸轮轮廓曲线,C)凸轮的形状
3.一对标准齿轮传动,大小齿轮齿面接触应力分别为σH1,σH2,则存在_.C_;
A)σH1>σH2,B)σH1<σH2,C)σH1=σH2
4.两个被联接件之一较厚,材料较软,强度较低,且需要经常装拆时,所用的螺纹联接应为_B_联接;
A)螺栓,B)双头螺柱,C)螺钉,D)紧定螺钉
5.带传动与齿轮传动相比的一个优点是_A_;
A)可缓和冲击、吸收振动,B)传动比稳定,C)寿命长,D)效率高
6.按弯扭合成计算轴的强度时,计算当量弯矩公式
中的系数α是考虑_.B_;
A)材料抗弯与抗扭的性能不同,B)弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同,
C)强度理论的要求
7.齿轮根切的现象发生在_A_的场合;
A)齿数较少,B)齿数较多,C)模数较小,D)模数较大
8.不能保证固定不变的传动比的传动是_B_;
A)齿轮传动,B)带传动,C)蜗杆传动
二、填空题(有6小题,16个空,每空1分,共16分。
把答案填在题中横线上)
9.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为____.基圆____;
10.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是_..m1=m2,α1=α2;__;
11.对钢制闭式齿轮传动,当HB≤350时,主要失效形式为_点蚀__和_轮齿折断_,应按_接触__强度设计,并按_弯曲__强度进行校核计算;
12.直齿标准齿轮的基本参数(用符号表示)是_.z,m,α,ha*_、c*;
13.凸轮机构主要由_.凸轮,从动件_和固定机架三个基本构件组成;
14.在铰链四杆机构中,能作整周连续旋转的构件称为_.曲柄_,只能往复摇摆某一角度的构件称为_摇杆__,直接与两连架杆相连接,借以传递运动和动力的构件称为_连杆_;
三、问答题(有4小题,每题5分,共20分)
15.螺纹联接的防松方法,按工作原理来分可分为哪几种?
要求每一种举一例。
15.答:
摩擦防松,如用对顶螺母,弹簧垫圈,自琐螺母等。
机械防松,如开口销与六角开槽螺母,止动垫圈,串联钢丝等。
其它防松,如铆冲,胶粘等
16.什么是滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷?
16.答:
按一组轴承中10%的轴承发生点蚀失效,而90%的轴承不发生点蚀失效前轴承内外圈的相对转数(以106为单位)或工作小时数作为轴承的寿命,并把这个寿命叫做基本额定寿命。
滚动轴承基本额定动载荷,就是使轴承的基本额定寿命恰好为106转时,轴承所能承受的载荷。
17.试解释带传动中弹性滑动和打滑现象。
弹性滑动和打滑会引起什么后果?
二者都可以避免吗?
17.答:
带传动的弹性滑动与打滑的主要区别是弹性滑动是局部滑动,会引起传动比不准,是不可避免的;打滑是全面滑动,将是带的磨损加剧,从动轮的转速急剧降低,甚至使传动失效,这种情况应当避免。
18.铰链四杆机构的基本形式有几种?
18.答:
铰链四杆机构的基本型式有三种:
曲柄摇杆机构;双曲柄机构;双摇杆机构
四、改错题(有1小题,每题2分,共2分,圈出题中文字错误处,并用线引在题外的空白处改正)
19.仅承受扭矩的轴叫转轴。
19.答:
转轴→传动轴
五、计算题(有4小题,分别为5分,8分,9分,8分,共30分)
20.下图为某深沟球轴承的载荷P与寿命L的关系曲线,试求:
1)此轴承的基本额定动载荷C;
2)若轴承当量动载荷P=0.1C,轴承转速n=1000r/min,轴承寿命Lh为多少?
1)C=45000N2)
21.有一滑动轴承,其轴颈直径d=100mm,B/d=1.4,[p]=8MPa,[V]=3 m/s,[pV]=15MPa.m/s,转速n=500r/min,问此轴承允许最大工作载荷为多少?
21.(本小题8分)
所以
由此得
所以,允许最大工作载荷为80150N。
22.如图所示用两个M10(小径
,中径
,)的螺钉固定一牵引钩。
若螺钉材料为Q235钢,屈服极限
,装配时控制预紧力(安全系数取
),考虑摩擦传力的可靠性系数(防滑系数)
接合面摩擦因数μ=0.2,求其允许的牵引力FR(取计算直径dc=d1)。
许用拉应力
螺钉数z=2,接缝面数m=1,则所需预紧力
,
强度条件为
23.一对外啮合标准直齿圆柱齿轮,已知模数m=2mm,齿数z1=25,z2=75。
求齿距p,全齿高h,分度圆直径d1,d2,齿顶圆直径da1,齿根圆直径df2,标准中心距a和传动比i。
23.解:
由已知条件
齿距p=πm=3.14×2=6.28mm
全齿高h=2.25m=2.25×2=4.5mm
分度圆直径d1=mz1=2×25=50mm
d2=mz2=2×75=150mm
齿顶圆直径da1=d1+2m=50+2×2=54mm
齿根圆直径df2=d2-2.5m=150-2.5×2=145mm
标准中心距a=(d1+d2)/2=(50+150)/2=100mm
传动比i=z2/z1=75/25=3
六、分析题(有1小题,每题6分,共6分)
24.按图所示铰链四杆机构中的尺寸,分别确定各机构的名称。
.
答:
a)双曲柄机构;b)曲柄摇杆机构;c)双摇杆机构;d)双摇杆机构(
七、作图题(有2小题,每题5分,共10分)
25.请画出螺栓联接式蜗轮结构图(剖面图)。
26.试分析图中受单向轴向力Fa的角接触球轴承结构中的不合理结构处,并画出正确结构。
不合理结构:
1)受轴向力方向应为轴承“大口”指向“小口”,图中轴承装反;2)沿轴向力传递路线,角接触轴承外圈左侧的弹性挡圈无必要。
正确结构如图。
《机械设计基础》试题四
一、填空题(每空1分,共20分)
1.一个没有任何约束的物体,它有6个自由度。
2.带传动的主要失效形式是打滑,疲劳破坏及带与带轮的磨损。
3.平键联接靠键和键槽的侧面传力,高度方向有间隙,不会影响轴与轴
上零件的对中。
4.常用的滑动轴承材料分为金属材料、非金属材料粉末冶金材料三类。
5.受轴向外载荷的螺栓联接,其螺栓的轴向总载荷等于工作载荷与剩余预紧力之和。
6.行程速比系数K是表示铰链四杆机构急回运动性质的参数。
7.既受到扭矩又受到弯距的轴称为转轴。
8.在用范成法加工齿轮时,若被加工齿轮的齿数小于17,则可能出现根切现象。
9.零件受载时在传力的接触表面上会产生应力,其中面接触传力为挤压应力,点、线接触传力为接触应力。
10.在凸轮机构的设计中,适当加大凸轮的基圆半径是避免机构发生运动失真的有效措施。
11.螺杆相对于螺母转过一周时,它们沿轴线方向相对移动的距离是螺旋的导程。
12.在V带传动设计中,限制带轮最小直径主要是为了限制带传动中的弯曲应力。
13.开式齿轮传动的主要失效形式是磨损,轮齿折断。
14.滚动轴承的配合制度是轴承与轴的配合为基孔制轴承与轴承座孔的配合为基轴制。
二、计算题(每小题20分,共60分)
(1)1.计算下列结构的自由度,并指出机构中的复合铰链、虚约束。
(2)活动构件数