华工机械设计基础第二套试题有答案.docx

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华工机械设计基础第二套试题有答案

机械设计基础试卷

一、选择题：

本大题共15个小题，每小题3分，共45分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。

1．下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是

A．双摇杆机构B.曲柄摇杆机构

C．双曲柄机构D.对心曲柄滑块机构

2．平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则

A．机构的传力性能较好B.机构的传力性能较差

C．可以满足机构的自锁要求D.机构的效率较低

3．当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变，原因是：

A.压力角不变B.啮合角不变

C．节圆半径不变D.基圆半径不变

4．渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为

A．ε<0B.ε=0C.ε<1D.ε≥1【

5.塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为

A．σBB.σsC.σ0D.σ－1【

6.下列四种螺纹中，自锁性能最好的是

A．粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹

C．梯形螺纹D.锯齿形螺纹【

7．普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其

A．挤压强度B.剪切强度

C．弯曲强度D.耐磨性【

8．一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2,其接触应力的大小是

A．σH1<σH2B.σH1>σH2

C.σH1=σH2D.可能相等，也可能不等【

9．实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系数之间的关系为

A．直齿圆柱齿轮的最大B.斜齿圆柱齿轮的最大

C．直齿圆锥齿轮的最大D.三者数值相同【

10．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为：

A．减小齿面滑动速度υsB.减少蜗杆头数Z1

C．增加蜗杆头数Z1D.增大蜗杆直径系数q【

11.带传动中，弹性滑动

A．在张紧力足够时可以避免

B．在传递功率较小时可以避免

C．在小带轮包角足够大时可以避免

D．是不可避免【

12．带传动作减速传动时，带的最大应力σmax等于

A.σ1+σb1+σcB.σ1+σb2+σc

C.σ2+σb1+σcD.σ2+σb2+σc【

13.转轴的变曲应力为

A．对称循环变应力B.脉动循环变应力

C．非对称循环变应力D.静应力【

14．在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为

A．10%B.80%C.90%D.99%

15．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指

A．弹簧外径与簧丝直径之比值

B．弹簧内径与簧丝直径之比值

C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值

D．弹簧中径与簧丝直径之比值【

二、填空题：

16．槽轮机构的主要参数是和。

17．机械速度的波动可分为和两类。

18．轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平面。

19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是

和。

20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取处的接触应力为计算依据，其载荷由

对轮齿承担。

21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe3制作的蜗轮，承载能力取决于抗

能力；锡青铜ZCuSn10P1制作的蜗轮，承载能力取决于抗能力。

22．若带传动的初拉力一定，增大和都可提高带传动的极限摩擦力。

23．滚子链传动中，链的链速是常数，而其链速是变化的。

24．轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。

25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使；而为了防止过热必须使。

三、分析题：

本大题2个小题，共15分

26．（本题满分5分）

图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a=250mm,b=650mm,C=450mm,d=550mm。

试问：

该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。

图1

27．（本题满分10分）

图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n1和齿轮1、2的轮齿旋向如图所示。

为使中间轴II所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3的轮齿旋向，并在图上标出齿轮2、3所受的圆周力Ft2、Ft3和轴向力Fa2、Fa3的方向。

（垂直纸面的力，向纸内画稍，向纸外画⊙）

图2

四、计算题；本大题共5个小题，共48分。

28．（本题满分6分）

计算图3所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出）。

图3

29．（本题满分12分）

一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a=160mm，传动比i12=3,大齿轮齿数Z2=60，齿顶高系数h*a=1,径向间隙系数C*=0.25，分度圆压力角a=20°.试求出：

（1）齿轮的模数m,小齿轮1的分度圆半径r1;基圆半径rb1;分度圆上的齿厚S。

（2）若实际安装中心距a=164mm时，计算啮合角a，及小齿轮的节圆半径r1

30.（本题满分10分）

已知图4所示轮系中各齿轮的齿数为：

Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=25，Z5=50。

求轮系的传动比i15。

图4

31．（本题满分10分）

图5表示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N，若取接合面间的摩擦系数ƒ=0.2，可靠性系数KS=1.2，螺栓材料的的许用应力[σ]=120N/mm2,螺栓的小径d1=17.294mm。

试校核螺栓的强度。

图5

32．（本题满分10分）

一对70000AC型角接触球轴承背对背反安装在图6所示轴系中，轴承1的径向载荷R1=2000N，轴承2的径向载荷R2=4000N，轴上作用的轴向外载荷FA=800N，轴承附加轴向力S的计算式为S=0.68R。

求轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2。

图6

五、作图题：

本大题只有1个小题，满分10分

33．已知一对心直动尖顶移动从动件盘形凸轮机构如图7所示，凸轮为以B点为中心的圆盘，A点为其回转中心。

试用作图法画出：

（1）凸轮的基圆和基圆半径r0;

（2）凸轮机构的从动件尖顶在图示位置C点与凸轮接触时，从动件的位移S；

（3）从动件尖顶在图示C点和D点接触时压力角α。

图7

六、结构改错题：

本大题只有1个小题，满分12分

34．在图8上直接改正轴系结构的错误。

（齿轮传动油润滑，滚动轴承脂润滑，轴端安装V带轮）

机械设计基础试题参考答案及评分标准

一、选择题：

每小题3分，共45分。

1.B2.A3.D4.D5.B

6.B7.A8.C9.A10.C

11.D12.A13.A14.C15.D

二、填空题：

每空1分，共20分。

16．槽数z拨盘圆销数K17.周期性非周期性

18．动两19.分度圆直径d1（或中心距a）齿宽b

20.节点一21.胶合点蚀

22．包角

摩擦系数23.平均瞬时

24．弯矩扭矩25.

三、分析题：

共15分

26．（本题满分5分）最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。

……………（3分）

故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。

……………（2分）

27．（本题满分10分）

答案参见第27题答案图

斜齿轮3、4的轮齿旋向……………（2分）

Ft2、Fa2、Ft3、Fa3的方向……………（8分）

第27题答案图

四、计算题：

共48分。

28．（本题满分6分）

解

……………（4分）

E、F处之一为虚约束……………（2分）

29．（本题满分12分）

解

（1）小齿轮齿数

模数

……………（2分）

分度圆半径

……………（2分）

基圆半径

……………（2分）

分度圆齿厚

……………（2分）

（2）

节圆半径

=41.00mm

（或

）……………（2分）

30．（本题满分10分）

解该轮系为混合轮系。

由齿轮1、2、3和转臂H组成行星轮系，齿轮3固定，

。

则

得

由题图知

……………（6分）

由题图轮4、5组成定轴轮系，则

……………（2分）

……………（2分）

31．（本题满分10分）

解一个螺栓的横向工作载荷

……………（1分）

预紧力

……………（4分）

强度校核

N/mm2

强度满足……………（4分）

32．（本题满分10分）

解

S1、S2方向见第32题答案图

轴承1“压紧”，A1=FA+S2=3520N……………（5分）

轴承2“放松”，A2=S2=2720N……………（5分）

第32题答案图

五、作图题：

本题满分10分。

33．答案见第33题答案图。

基圆和基圆半径r0……………（3分）

从动件在C点接触时位移s……………（3分）

在C点和D点接触时压力角α……………（4分）

第33题答案图

六、结构改错题：

本题满分12分

34．答案见第34题答案图

第34题答案图

①应画出键；②去掉套筒，画出定位轴肩；

③画出密封件；④轴承改为面对面正安装；

⑤缩短装齿轮的轴段长度；⑥键长应短于轮毂长度；

⑦左右两轴承内侧加档油环；⑧左右两轴承盖与箱体间加垫片。

每改正1处错误……………（2分）

（改正6处错误得满分）