1、机械设计基础参考试题及答案（湖科大）（2013 - 2014 学年度第 二 学期）课程名称 机械设计基础 A 开课学院 机电工程 命题上课学院 机电工程 年级 12 班级 测控 1-2 班 考核方式（闭卷） 交题时间：2014 年 4 月 10 日 一、填空题（每空 1 分，共 18 分）1、按照接触形式，运动副可以分为 、 。 2、平面四杆机构的基本类型有 、 与双摇杆机构。 3、如果一个机构中有 N 个活动构件，则速度瞬心的数目为 。 4、在滚子推杆凸轮机构中，滚子的自转属于 自由度，有利于 。 5、开式齿轮传动的主要失效形式是 ，软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式为 。6、斜齿轮的螺旋角为
2、 ，则齿数为 z1时对应的当量齿数为 。7、带传动中对应带中最大应力发生在_，其大小为_。8、螺纹连接防松的根本问题在于_，其防松方法有_，机械防松与粘合防松。9、滚动轴承型号 61208，6、08 分别代表_和_。10、根据承载的不同，轴可以分为_、_与转轴。二、选择题（每题 2 分，共 12 分）1、计算一对直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳强度时，若齿形系数、应力修正系数和许用应力均不相同，则应以_为计算依据。A. F较小者 B. Y FaYSa较大者 C. F/( YFaYSa)较小者 D. F/( YFaYSa)较大者2、普通平键的主要失效形式是_。A. 剪断 B. 磨损 C. 胶合 D. 压溃
3、3、当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，粗牙螺纹的自锁性能比细牙螺纹的相比，_。A.要好 B.要差 C. 相同 D. 不一定4、对于受轴向载荷的紧螺栓连接，在限定螺栓总拉力的条件下，提高螺栓疲劳强度的措施为_。A. 增加螺栓刚度，减小被连接件的刚度 B. 减小螺栓刚度，增加被连接件的刚度C. 同时增加螺栓、被连接件的刚度 D. 同时减小螺栓、被连接件的刚度5、机械零件的强度条件可以写成_。A , ,或 SS ，S S B , ,或 SS ，S S C , ,或 SS ，S S D , ,或 SS ，S S 6、滑动轴承轴瓦上的油沟不应开在_。A.油膜承载区内 B.油膜非承载区内 C. 轴瓦
4、剖面上三、判断题（每题 1 分，共 5 分。正确的画“”，错误的画“”）1、在蜗杆传动中，失效一般总是发生在蜗杆上。 ( )2、粗牙螺纹的螺距和升角较大，所以容易自锁。 ( )3、链传动的平均传动比以及齿轮传动、蜗杆传动的传动比 i =n1/n2=z2/z1=d2/d1。 ( )4、基本额定寿命为 106 小时时，轴承所能承受的恒定载荷为基本额定载荷。 ( )5、 在曲柄摇杆机构中，在连杆与曲柄共线会出现“顶死”现象，此位置称为死点。( )四、简答题，选做 4 题（每题 5 分，共 20 分）1、什么是机构的急回特性？它用什么表达？什么叫极位夹角？它与急回特性有啥关系？2、简要介绍一下欧拉公式
5、，并分析可用什么措施来提高带的传动能力？3、滑动轴承材料有哪些性能要求？常用的材料有哪些？4、试分析齿轮的主要失效形式。5、简述齿轮齿数的选择原则。五、作图题（每题 5 分，共 15 分）1、作出下面某泵机机构的机构运动简图。2、如图 5.2 所示，1）画出凸轮的基圆；1 分2）根据反转法画图表示凸轮转 45时，机构的压力角 以及传动角 。4 分3、在所示齿轮传动中，1、2 为直齿圆锥齿轮，3、4 为斜齿轮。1）为了减少轴 II 的轴向载荷，确定齿轮 3、4 的旋向；2 分2）用受力图表示齿轮 2 上啮合点各分力的方向。3 分六、综合题（每题 10 分，共 30 分）1、指出下图机构运动简图中
6、的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算机构的自由度。2、图示四杆机构，各杆长度为 a=240mm，b=640mm，c=400mm，d=500mm，试问：（1）当取杆 4 为机架时，是否有曲柄存在？3 分（2）若各杆长度不变，分别通过选哪一杆作为机架可以获得双曲柄机构和双摇杆机构？3 分（3）若 a，b ，c 三杆长不变， 4 为机架，要获得曲柄摇杆机构， d 的取值范围为多少？4 分3、在图示标准齿轮标准安装后对应的轮系中已知 z1=30、z 2=18，转速 n1=6000 r/min，转向如图所示。1）根据中心距的关系求齿数 z3；3 分2）求系杆 H 的转速以及传动比 i1H；3 分3)
7、求行星轮 2 的转速并指出其转向与轮 1 的是否相同。4 分答案一、填空题（每空 1，共 18）1、高副、低副； 2、曲柄摇杆机构、双曲柄机构； 3、N （N+1 ）/2 ；4、局部，减小高副的磨损； 5、齿面磨损、疲劳点蚀； 6、z 1/cos3；7、紧边进入小带轮处， 1+b1+c； 8、防止螺纹副的相对转动，摩擦防松9、深沟球轴承，轴承内径为 40mm； 10、心轴、传动轴。二、选择题（每题 2，共 12）1 2 3 4 5 6C D B B C A三、判断题（每题 1，共 5。正确的画“”，错误的画“”）1 2 3 4 5 四、简答题，选做 4 题（每题 5，共 20）1、当主动件以等
8、速运动时，从动件在回程时具有较大的平均速度。从动件的这种性质称为急回运动。为了表明急回运动的急回程度，通常用所谓行程速度变化系数 K 来衡量。原动件在其转动一周过程中，有两次与连杆共线，从动件分别位于两极限位置。机构在两个极位时，原动件所处两个位置之间所夹的锐角 称为极位夹角。K 与 的关系为2、带在出现打滑趋势而未打滑的临界状态时，若忽略离心力的影响，带的紧边拉力 F1与松边拉力 F2满足柔性体摩擦的欧拉公式： ；同时，初始拉力 F0满足，因此可得带的有效拉力 Fec为 ，所以增大初始拉力 F0、包角 、摩擦系数均有利于提高带的传动能力。 3、滑动轴承的材料性能要求：摩擦系数小，有良好的耐磨
9、性、耐腐蚀性、抗胶合能力强；热膨胀系数小，有良好的导热性；有良好的机械强度与可塑性。常用的轴承材料有轴承合金、青铜等。4、齿轮最重要的部分为轮齿。它的失效形式主要有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和齿面的塑性变形。轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，称为过载折断。开式齿轮传动容易化发生齿面磨损，软齿面闭式齿轮传动容易发生疲劳点蚀，高速重载容易发生齿面胶合。5、若保持分度圆直径不变，增加齿数，除能增大重合度，改善传动的平稳性外，还可以减小模数，从而减少齿槽中被切掉的金属量，可节省制造费用。因此，在满足齿根弯曲疲劳强度的条件下，以齿数多一些、模数小一些为好。闭式齿轮传动一般转速较高，
10、为了提高传动的平稳性，小齿轮的齿数宜选多一些，可取 z1=20-40；开式齿轮传动一般转速较低，齿面磨损会使轮齿的抗弯能力降低。为保证齿根有足够的弯曲疲劳强度，应适当减少齿数，使齿轮有较大的模数，一般可取 z1=17-20。五、作图题（每题 15，共 15）3、斜齿轮3、4 的旋向分别为左旋、右旋；2 分齿轮 2 上啮合点各分力的方向为：3 分六、综合题（每题 10，共 30）1、E 处有 1 复合铰链；局部自由度为滚子接触处，在 B 点附近；1 虚约束在 I 或 G 处。4.5 分活动构件数 n=9, 低副 Pl=12, 高副 Ph=2，机构自由度为 F=3n-2Pl-Ph=1 5.5 分2
11、、（1）240+640400+500，杆长条件 a+bc+d 成立；又因为 a 是最短杆、且为连架杆，所以该机构为曲柄摇杆机构。 3 分（2）若各杆的长度不变，可以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构。 若选 AB 为机架，可得双曲柄机构；若选 CD 为机架，可得双摇杆机构。 3 分（3）若 a，b ，c 三杆的长度不变， 4 为机架时，要获得曲柄摇杆机构，d 的取值范围仍需用杆长条件来判断： 若 d 不是最长杆，则 b 应是最长杆，所以满足杆长条件需 a+bc+d，即 240+640400+d，故d480mm； 若 d 是最长杆，则需满足 a+db+c ，即 240+d400+640，d800mm； 综合考虑以上两种情况，可知，480mmd800mm。 4 分3、1）根据齿轮的正确啮合条件，其端面模数相等，假定为 mt，则根据齿轮标准安装后的中心距关系有：(z 1+2z2)mt/2=z3mt/2，所以 z3= z1+2z2=66。2）轮 1、3 的轴线位置固定，轮 2 的轴线绕轮 1 转动，故为周转轮系。又因轮 3 固定，轮系自由度为 1，故为行星轮系，其转化轮系传动比可得 nH=1875 r/min，转向与轮 1 相同， i1H=n1/nH=3.2。3）可得，n 2=6667 r/min，转向与轮 1 相反。
