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1、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：B. 啮合角不变A. 压力角不变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 0B.=0C.
2、Z1，b1b2,其接触应力的大小是A H1 H2C. H1= H2D.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A减小齿面滑动速度C增加蜗杆头数 Z110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：B. 减少蜗杆头数 Z1D. 增大蜗杆直径系数 q11. 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max 等于A.1+b1+ c
3、C. 2+ b1+cB. 1+b2+ cD. 2+ b2+ cB.脉动循环变应力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13. 转轴的变曲应力为 A 对称循环变应力 C非对称循环变应力D.99%C 是指A10%B. 80% C.90%15在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数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
4、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ZCuAl10Fe 3 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。的。23滚子链传动中，链的链速是常数，而其链速是变化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
5、 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127（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
6、个小题，共 48 分28（本题满分 6 分）局部自由度和虚约束等情况时，计算图 3 所示机构的自由度 （若图中含有复合铰链、 具体指出）。图329（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 r 1;基圆半径 r b1;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 r 130. （本题满分 10分）已知图
7、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431（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? =0.2，可靠性系数 K S=1.2，螺栓材料的的许用应力 =120N/mm 2,螺栓的小径d1=17.294mm 。试校核螺栓的强度。图532（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R1=2000N ，轴承 2 的径向载荷 R2=4000N ，轴上作用的轴向外载荷 FA=800
8、N ， 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。1 的径向载荷 轴承附加轴向R1 图 6 R2五、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（ 3）从动件尖顶在图示 C 点和 D 点接触时压力角 。B 点为中心S；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
9、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、选择题：每小题 3 分，共 45 分。1.B2.A3.D4.D5.B6.B7.A8.C9.A10.C11.D 12.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20.节点一21. 胶合 点蚀22包角 1摩擦系数23. 平均 瞬时24弯矩扭矩25. p p p pa） 齿宽 b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3 分）2 分）450+550
10、），满足存在曲柄的必要条件，且最短杆为连架杆。故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。27（本题满分 10 分）2 分）8 分）第 27 题答案图四、计算题：共 48 分28（本题满分 6 分）解 F 3 4 2 5 1 1E、F 处之一为虚约束29（本题满分 12 分）解（ 1）小齿轮齿数z1 z2 60 201 i34 分）2 分）模数m 2a 2 160 4mmz1 z2 20 60mz1 4 20分度圆半径 r mz1 4 20 40mm22基圆半径rb1 r1cos40cos 20 37.59mm2 分）2 分）2 分）分度圆齿厚m 3.14 4 6.28mm22 分）2) cosacos1
11、60cos20 0.9168答案参见第 27 题答案图 斜齿轮 3、4 的轮齿旋向 Ft2、Fa2、Ft3、Fa3 的方向23.54节圆半径 r1 rb1 / cos37.59/cos23.54=41.00mm2 分）或 r1 1a i 11643 41.00mm ）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， 3 0 。则H 1 Hz380 4133Hz120得 i1H1 5H由题图知4 Hi14 i1H 5 （ 6 分）由题图轮4、5 组成定轴轮系，则4z5 50i4545（ 2 分）5z425i15 i14i45 5 2 1
12、0 （ 2 分）31（本题满分 10 分）解 一个螺栓的横向工作载荷 R F 6000 3000N （ 1 分） z2预紧力QpKsRfm1.2 30000.2 118000 N4 分）1.3Qp 1.3 18000 99.67 2 强度校核 2 2 99.67 N/mm d1217.2942444 分）强度满足32（本题满分 10 分）解S1 0.68R1 0.68 2000 1360NS2 0.68R2 0.68 4000 2720NS1、 S2方向见第 32 题答案图FA S2 800 2720 3520N S1轴承 1“压紧”，A1=FA+S2=3520N（ 5 分）轴承 2“放松”， A 2=S 2=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 r 0（ 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 （ 4 分）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2 分）应画出键；画出密封件；缩短装齿轮的轴段长度； 左右两轴承内侧加档油环； 每改正 1 处错误去掉套筒，画出定位轴肩；轴承改为面对面正安装；键长应短于轮毂长度；左右两轴承盖与箱体间加垫片。改正 6 处错误得满分）
