1、南 京 航 空 航 天 大 学第 1 页 （共 9 页）二八 二九学年 第 2 学期课程名称： 机械设计基础 III参考答案及评分标准命题教师：周飞、郭勤涛 试卷类型： 试卷代号：A一、填空题（每空 1 分，共 10 分， 。 ）1 变应力作用下的破坏称为_疲劳破坏_。2 房门的开关运动，是 转动 副在接触处所允许的相对转动。3 螺旋副的自锁条件是 。4 在曲柄摇杆机构中，如果将 最短 杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作 周转 运动，即得到双曲柄机构。5 导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的 机架 而演变来的。6 凸轮机构中，当从动件为等加速等减速运动规律时，会产生 柔性 冲击。7 一对
2、渐开线齿轮连续传动的条件是 齿轮传动重合度 。18 在定轴轮系中，每一个齿轮的回转轴线都是 固定 的。9 带传动工作时，带内应力是 周期 性质的变应力。10 不完全液体润滑滑动轴承验算 值是为了防止 轴承工作时产生过多的热量而导致摩擦面pv的胶合破坏 。二 选择题（10 分）1机构具有确定运动的条件是 C 。A.自由度数目原动件数目； B.自由度数目原动件数目；C.自由度数目=原动件数目； 2. 曲柚摇杆机构的传动角是 B A .连杆与从动摇杆之间所夹的余角；B. 连杆与从动摇杆之间所夹的锐角；C.机构极位夹角的余角。第 2 页（共 10 页）3对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 D 。A按
3、接触强度设计齿轮尺寸，再验算弯曲强度B只需按接触强度设计，再把结果放大 510C按弯曲强度设计齿轮尺寸，再验算接触强度D只需按弯曲强度设计，再把结果放大 5104. 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能 A 。A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定5. 设计凸轮机构，当凸轮角速度 1、从动件运动规律已知时，则_B_A基圆半径 r0 越大，压力角 就越大; B基圆半径 r0 越小，压力角 就越大;C滚子半径 rb越小，压力角 就越小; D滚子半径 rb 越大，压力角 就越小 6. 斜齿圆柱齿轮的法面模数 mn 与端面模数 mt 的关系式，应该是 _
4、C_Am n=mtsin B. mn=mt/cos Cm n=mtcos D. mn=mtcos 7. 带传动是依靠 B 来传递运动和功率的。A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带与带轮接触面之间的摩擦力C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力8. 在 B 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。A. 重载 B. 高速C. 工作温度高 D. 承受变载荷或振动冲击载荷9. 根据轴的承载情况， A 的轴称为转轴。A既承受弯矩又承受转矩 B只承受弯矩不承受转矩C不承受弯矩只承受转矩 D承受较大轴向载荷10. 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数 q，将使传动效率 C 。A. 提高 B
5、. 减小C. 不变 D. 增大也可能减小三、简答题( 共 5 小题，共 20 分)1计算所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出） ，图中画有箭头的构件为原动件。第 3 页（共 10 页）F6X3 2X8 112简述齿轮产生根切的原因及防止措施。齿轮产生根切的原因是由于范成加工时刀具的齿顶圆超过轮坯的啮合极限点，把渐开线轮廓切掉一部分。 防止措施：增大齿数；采取正变位。3带和带轮的摩擦系数、包角与有效拉力的关系。摩擦系数、包角增大，有效拉力增大。其最大有效拉力满足欧拉公式。4滑动轴承的摩擦状态有哪几种？何为动压润滑和静压润滑？滑动轴承的摩擦状态有：干摩擦、液体摩擦和边界摩擦
6、和混合摩擦。自动形成油膜的液体摩擦称为动压润滑；靠外界压力形成油膜的称为静压润滑。5. 试简述飞轮进行周期性速度波动调节的原理。 （本题 4 分）由于飞轮具有很大的转动惯量，在转速增加时吸收能量，在转速减小时施放能量，因此可以进行周期性速度波动的调节。第 4 页（共 10 页）四、计算题(共 6 小题 50 分)1 （本题满分 6 分） 设计一偏置滑块机构。如图所示，已知滑块行程 LC1C2=50mm，偏心距 =15mm，行程速比系数K=1.4。求曲柄 LAB和杆 LBC 的长度。请按比例重新画图（不在原图上画） 。解：极位夹角： 1.41808030OOOK根据图解法解得： 2ABLm48B
7、CLm2 （本题满分 10 分）一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动，已知齿轮的齿数 Z1=30，Z 2=40，分度圆压力角,齿顶高系数 =1,径向间隙系数 C*=0.25，标准中心距 a=140mm。试求出：*ah（1）齿轮的模数 m,小齿轮 1 的分度圆半径 r1;基圆半径 rb1; 小齿轮 1 的分度圆上齿厚 S; 小齿轮1 的齿顶圆的压力角。（2）若实际安装中心距 a =143.5mm 时，计算此时的啮合角，及小齿轮的节圆半径 r1BC2 C1CeA第 5 页（共 10 页）解：（1）由 得：1212()dzma12403az分度圆半径： 13046r 基圆半径： 0coscos5.8b
8、 齿厚： 22ps 齿顶圆半径： 1614aarhm15.38cos0.b齿顶圆压力角： 02.（2）大齿轮 2 基圆半径： 022 4coscscos275.1bzr m由 得：1cosbbra156.38.9bra所以啮合角： .o小齿轮节圆半径： 1.cos24bor 3. （本题满分 9 分） 图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆 1 为主动件，为使轴、上传动件的轴向力能相抵消一部分，试确定：（1）蜗杆 1 的转动方向；（2）一对斜齿轮 3、4 轮齿的旋向；（3）用图表示轴上传动件 2 和 3 的受力情况（圆周力 Ft、径向力 Fr 和轴向力 Fa）（垂直纸面的力，向纸内画 ， 向纸外画
9、） 。第 6 页（共 10 页）解：（1）蜗杆 1 的转动方向为顺时针。（2）斜齿轮 3 为右旋，斜齿轮 4 为左旋。（3）传动件 2 有 传动件 3 有 4. （本题满分9分）轮系计算， 在图示轮系中，已知Z 1=18，Z2=90,Z3=36， Z4=33，Z5=87，求传动比i 15 。123 45H第 7 页（共 10 页）解：由 得：32112 19008HHznni108Hn由 得：55425376z54所以： 158ni5 （本题满分 7 分）如图凸缘联轴器，用六个普通螺栓联接，螺栓分布在 D=100mm 的圆周上，接合面摩擦系数f=0.16，防滑系数 KS=1.2，若联轴器传递扭
10、矩为 150Nm，试求螺栓小径。 （螺栓 =120MPa ）题 5.图解：螺栓承受的外载荷为： 1503/2./TFND螺栓预紧力为： .376SKzif其中：接合面摩擦因数 f=0.16；被连接件的接合面数 i=1；螺栓数目 z=6；防滑系数 =1.2.sK第 8 页（共 10 页）螺栓小径为： 14.341.3750.192pFd m6 （本题满分 9 分）FaS11S2题 6.图 正安装的角接触球轴承图 4 所示一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面） ，已知两个轴承的径向载荷分别为 Fr1=2000N，F r2=4000N,轴上作用的轴向外载荷 KA=1000N，轴承内部派生轴
11、向力 S 的计算式为 S=0.68Fr，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比 Fa/Fre 时，X=0.41，Y=0.87；F a/Fre 时，X=1，Y =0，e=0.68；载荷系数 fp=1.0.试计算：（1）两个轴承的轴向载荷 Fa1、F a2;（2）两个轴承的当量动载荷 P1、P 2（3）若载荷系数 fP1.2, 温度 ft1，轴承转数 ，基本额定动载荷950/minr第 9 页（共 10 页）,求轴承 1 的寿命。14.5CKN解：（1）派生轴向力 110.68.20136srFN2247由 得轴向载荷：1sAs1201720asAFN（2）轴承 1 有： 170.862arFe当量动载荷： 11.420.8712036.4raPXYF轴承 2 有： 270.684ar eF当量动载荷： 22402740ra N（3）有公式得：36610156.89thpfCL hnP其中：球轴承 。3五、结构改错题：（满分 10 分） 指出图示轴系结构序号处的具体错误。610thpfCLhnP第 10 页（共 10 页）每处 1 分 应加调整垫片；轴端太长，应减少长度，加倒角。轴肩不能高于轴承内圈。 键长应短于轮毂长度 缩短装齿轮的轴段长度 轴承处应改为阶梯轴。 轴承盖与轴接触了 应改为阶梯轴定位联轴器 键的方位应与齿轮的键一致 联轴器轴端要固定
