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1、班级姓名哈工大2005 年秋季学期机械设计基础（80学时）试题答案题 号一二三四五六七八九十总 分分 数注 一、填空题（共24分，每空1分）意 1）按照两表面间的润滑状况，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、行流体摩擦和混合摩擦 。为 2）当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常装拆 豐时，往往采用螺纹联接中的螺钉 联接。3）带传动中，带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态下，紧边拉 力F与松边拉力F之间的关系为 F二F e.。1 2 1 2遵 4）滚动轴承的基本额定寿命L，是指一批相同的轴承，在相同的条件 守 下运转，其中90%的轴承在疲劳点蚀前所能转过的总转数,单位为 考 106r
2、。场纪 5）非液体摩擦滑动轴承限制pv值，主要是为了防止轴瓦胶合失效。 律 6）弹簧指数C= D/d，C越大，弹簧刚度越 小。7）当机构处于死点位置时，机构的压力角为90。管导核字 主领审签8）有一紧螺栓连接，已知预紧力F =1500N，轴向工作载荷F=1000N, 螺栓的刚度C=2000N/mm,被连接件的刚度C =8000N/mm,则螺栓所受的bm总拉力F二1700 N，剩余预紧力F = 700 N，保证结合面不出现缝隙 0 的最大轴向工作载荷F二1875 Nomax 9）对于软齿面闭式齿轮传动，通常先按 齿面接触疲劳 强度进行设 计，然后校核 齿根弯曲疲劳 强度。10）蜗杆传动的失效形式
3、主要是 齿面点蚀 、 齿面胶合 和齿面磨损，而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。11）在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中，等速 运动规律使凸 轮机构产生刚性冲击， 正弦加速度运动规律则没有冲击,等加速 等减速、 余弦加速度运动规律产生柔性冲击。二、选择题（共11分，每小题1分）1）一阀门螺旋弹簧，弹簧丝直径d=，因环境条件限制，其弹簧外径D2不得大于，则弹簧指数不应超过c） 。a）5; b） ; c） 6; d） 72）平键的剖面尺寸bXh是根据 d） 从标准中查取。a）传递转矩的大小；b）载荷特性；c）键的材料；d）轴的直 径。3）带传动采用张紧轮的目的是d）。a）减轻带的弹性滑动；b）提高带
4、的寿命；c） 改变带的运动方向; d） 调节带的初拉力。4）润滑良好的闭式软齿面齿轮传动最常见的失效形式为b） 。a）齿面磨损；b）齿面疲劳点蚀；c） 齿面胶合;d） 齿面塑性变形。5）在V带传动设计中，取小带轮基准直径d 2d ，主要是为了考虑d1 dmina）对传动带疲劳强度的影响a）弯曲应力；b）离心拉应力；c） 小带轮包角;d） 初拉力。6）蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆的头数，则传动效率b）。a）降低； b）提高；c）不变； d）可能提高，可能降低。7）工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为a）。a）心轴； b）传动轴；c）转轴； d）曲轴。8) 半圆键连接的主要优点是 c)
5、a) 对轴的强度削弱较轻; b) 键槽的应力集中较小；c) 适于锥形轴端的连接。9) 齿式联轴器属于b)联轴器。a)刚性联轴器； b)无弹性元件挠性联轴器； c) 有弹性元件挠性联轴器。10) 在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的联轴器是d)。a)凸缘联轴器；b)齿式联轴器；c) 万向联轴器；d) 弹性柱销联轴器。11) 在某一瞬时，从动件运动规律不变的情况下，要减小凸轮的基圆半径，则压力角b)a) 减小；b) 增大；c) 保持不变。三、简答题(共20分，每小题4分)1) 写出带传动所能传递的最大有效圆周力的计算公式，并说明其大小与哪些因素有关。答：Fmaxe
6、f 1 一 1 ef 1 +1最大有效圆周力的大小与包角、摩擦系数f和初拉力F0有关，增大 包角、摩擦系数和初拉力，都可以提高带传动所传递的有效0圆周力。2) 螺纹连接防松的方法很多，按其工作原理可分为哪几类每种举出一 例说明。答：螺纹防松的方法主要有： 摩擦放松：比如双螺母、弹簧垫圈等； 机械防松：如开口销与开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等； 破坏螺纹副关系的永久性防松：点焊、冲点、胶接等。3) 试述转轴的设计步骤。答：按工作要求选择轴的材料; 估算轴的最小直径； 轴的结构设计； 轴的强度校核； 必要时作刚度和振动稳定性等校核计算4）说明蜗杆传动有哪些特点。答：单级传动比大，结构紧凑； 传动平
7、稳，噪声小； 可以实现自锁； 传动效率低； 成本较高。5）形成流体动压油膜所必须具备的条件有哪些答：相对运动表面间必须形成收敛形间隙； 要有一定的相对运动速度，并使润滑油由大口流入，小口流出; 间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。四、计算题（共 26分）1）如图所示的运动链中，已知各构件长度l = 55 mm， / 二 40mm， / 二 50 mm， l = 25mm， ABBCCDAD回答下列问题：（a）固定哪个构件可获得曲柄摇杆机构（2分）（b） 固定哪个构件可获得双曲柄机构（2分）（c） 固定哪个构件可获得双摇杆机构（2分） 答：（a）AB或CD固定时，得曲柄摇杆机构;（b）AD固定时，
8、得双曲柄机构；（c）BC固定时，得双摇杆机构。2）在图示机构中，AB / EF / CD，且AB二EF二CD，试计算其自由度若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。（6分）答: EF杆引入后为需约束， 应去掉。C处构成复合铰链,滚子 7 为局部自由度。F 二 3h - 2P - PLh=3 x 6 2 x 7 1 x 2二 23) 在图示的电动卷扬机减速器中z = 21, z =97, z = 18 , z =30,2334已知各轮的齿数为 z =24, z =52,12z =78。试求传动比i 。 （8分）51 H答：齿轮1、2 1!、3和系杆H组成一个 差动轮系，齿轮3,、4和5
9、组成一个定轴 轮系，在差动轮系得转动机构中：.一z zIH = 1H =313 一z z，3 H 12 在定轴轮系中：5 H由上式联立得:.z z z z zIH = I- = 1 +2 3 + 2 3 51 z z z z zH1 21 2397 x 52 78x 97 x 52=1 + + 21x 2418 x 21x 24= 54.38齿轮 1 和系杆 H 得转动方向相同。4）如图所示，有一轴由一对面对面配置的 30208 轴承支承。已知：轴承I、II上的径向载荷分别为：F =1000N, F =1500N,轴上的轴向 rlrll载荷F =800N,且轴承内部轴向力S与其径向载荷F的关系
10、为S二F /（2Y）,Arr轴承的Y二。试计算轴承I、11上的轴向载荷F和F。（6分）alall解：F和F产生的内部轴向rlrll力S、S分别为：12S = = -1000 = 312.5N1 2Y 2 x1.6F 1500S =rn = 468.75N2 2Y2 x1.6因为 S + F = 1112.5 S1 A 2 所以分离体有向右运动的趋势即：WII 二Frn轴承II受到来自机体平衡力W的作用,S + F = W + S1 A 2所以： F = S = 312.5Na11F = S + W = F + S = 1112.5 N a112 A 1五、 受力分析题（共 9分）如图所示为一同
11、轴式二级齿轮传动，均采用斜齿轮。已知I轴旋转 方向和齿轮 1的轮齿螺旋方向如图所示。1）要使II轴上两齿轮产生的轴向力相互抵消一部分，试确定其余 三个齿轮的轮齿螺旋方向，并在图中画出。2）在图中画出齿轮2和齿轮3所受三个分力方向。六、 结构改错题 （共10 分）指出图中结构中的错误，并用编号在相应位置标出，在图下方的空 白位置写出错误原因，并说明如何改正。在轴线下方对称位置画出正确 的结构图。（注：同类错误算一个，指出及改对 5 个错误既得满分，指 出一个错误并说明原因得 1分，改对一处得1分） 处缺少轴承游隙调整垫片，应根据轴承工作要求加适当厚度的调 整垫片。 处应加一非定位轴肩，以方便轴承装配； 套筒的高度要小于轴承内圈的高度，以方便轴承的拆卸； 轴承应面对面或背对背安装； 唇形密封圈无法安装； 轴上的零件沿轴向不能可靠定位，前段轴应伸入23mm； 轴上零件右端应与轴肩靠紧，以实现轴向定位； 键与轴毂之间应留有间隙； 键槽应该加工在同一母线上。
