机械设计1.docx
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机械设计1
机械设计基础试卷
一、选择题:
本题共16个小题,每小题3分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
把所选项前的字母填在题后的括号内。
1.在曲柄摇杆机构中,为提高机构的传力性能,应该
A.增大传动角γB.减小传动角γ
C.增大压力角αD.减小极位夹角θ【】
2.渐开线标准齿轮的根切现象,发生在
A.模数较大时B.模数较小时
C.齿轮较少时D.齿数较多时
【】
3.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
A.mn=mtsinβB.mn=mt/cosβ
C.mn=mtcosβD.mn=mtcosα【】
4.调节周期性速度波动的方法是在机械中加一个飞轮,其作用是使
A.机械运转速度的波动可以消除
B.机械运转速度的波动可以减小
C.机械运转的平均角速度ωm可以减小
D.机械运转的平均角速度ωm可以增大【】
5.动平衡的条件是,回转件中各个质量产生的
A.离心力的合力等于零
B.离心力的合力和合力偶矩均等于零
C.离心力的合力偶矩等于零
D.离心力的合力和合力偶矩均不等于零
【】
6.仅受预紧力Fˊ作用的紧螺栓联接,其螺栓的计算应力σca=1.3Fˊ/
将拉应力增大30%的原因是考虑
A.安装时可能产生的偏心载荷
B.载荷可能有波动
C.拉伸和扭转的复合作用
D.螺栓材料的机械性能不稳定
【】
7.在一般工作条件下,齿面硬度HB≤350的闭式钢制齿轮传动,通常的主要失效形式为
A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀
C.齿面胶合D.齿面塑性变形
【】
8.齿轮传动中,轮齿的齿面疲劳点蚀,通常首先发生在
A.齿顶部分B.靠近节线的齿顶部分
C.齿根部分D.靠近节线的齿根部分
【】
9.标准斜齿圆柱齿轮传动中,查取齿形系数YF数值时,应按
A.法面模数mnB.齿宽b
C.实际齿数ZD.当量齿数xU
【】
10.普通圆柱蜗杆分度圆直径的计算式是
A.d1=ma1qB.d1=mnq
C.d1=ma1z1D.d1=mnz1【】
11.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于
A.包角α太小B.初拉力F0太小
C.紧边与松边拉力不等D.传动过载
【】
12.在一定转速下,要减轻滚子链传动的运动不均匀性和动载荷,应该
A.增大节距p和增加齿数Z1
B.增大节距p和减少齿数Z1
C.减小节距p和减少齿数Z1
D.减小节距p和增加齿数Z1
【】
13.转轴弯曲应力σb的应力循环特征为
A.r=-1B.r=0
C.r=+1D.-1<r<+1
【A】
14.在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是
A.6208B.N208C.3208D.5208【B】
15.在下列四种类型的联轴器中,能补偿两轴的相对位移以及可缓和冲击、吸收振动的是
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
【D】
16.计算圆柱形压缩螺旋弹簧工作圈数n时,主要根据
A.强度条件B.刚度条件
C.稳定性条件D.安装和结构条件
【】
二、填空题:
本大题共8个小题,每空1分,共16分。
把答案填在题中横线上。
17.在铰链四杆机构中,存在曲柄的必要条件是和。
18.在设计凸轮机构时,凸轮基圆半径取得越,所设计的机构越紧凑,但是压力角,使机构的工作情况变坏。
19.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮和必须分别相等。
20.斜齿圆柱齿轮的标准模数是。
直齿圆锥齿轮的标准模数是。
21.平键的截面尺寸应按轴径从键的标准中查取,键的长度L可参照
轮毂长度从标准中选取。
必要时应进行强度校核。
22.对一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时,将轮齿看作,并假定全部载荷作用于。
24.普通V带传动的设计准则是,保证带不打滑以及具有一定的疲劳强度的寿命。
24.按照滑动轴承工作时的摩擦状态,可分为液体摩擦滑动轴承和
非液体摩擦滑动轴承两种主要类型。
三、分析题:
本大题只有1个小题,满分14分。
25.图1所示蜗杆传动——斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置,蜗杆为主动件,若蜗杆1的转动方向如图中n1所示,蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。
试分析:
(1)为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分,确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向;
(2)在图1的主视图上,画出蜗轮2的圆周力Ft2、径向力Fr2和斜齿轮3的圆周力Ft3、径向力Fr3的方向:
在左视图上画出蜗轮2的轴向力Fa2和斜齿轮3的轴向力Fa3方向。
四、计算题:
本大题共5个小题,共50分)
26(本题满分4分)
计算图2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2
27.(本题满分14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,Z2=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:
齿轮的模数m;两个齿轮的分度圆半径r1、r2;基圆半径rb1、rb2;齿顶圆半径ra1、ra2。
28.(本题满分10分)
已知图3所示轮系中各齿轮的齿数为:
Z1=20,Z2=40,
=20,Z3=80。
试求轮系的传动比i1H。
29.(本题满分12分)
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,Fr2=4000N,轴上作用的轴向外载荷KA=1000N,轴承内部派生轴向力S的计算式为S=0.7Fr,当轴承的轴向载荷与径向载荷之比Fa/Fr>e时,X=0.41,Y=0.87;Fa/Fr≤e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、Fa2;
(2)两个轴承的当量动载荷P1、P2
30.(本题满分10分)
用于紧联接的一个M16普通螺栓,小径d1=14.376mm,预紧力Fˊ=20000N,轴向工作载荷F=10000N,螺栓刚度Cb=1×106N/mm,被联接件刚度Cm=4×106N/mm,螺栓材料的许用应力[σ]=150N/mm2;
(1)计算螺栓所受的总拉力F
(2)校核螺栓工作时的强度。
五、作图题(本大题只有1个小题,满分10分)
31.按图5给出的条件,设计一曲柄摇杆机构。
已知摇杆DC在两个极限位置时与机架的夹角分别为
=135°。
φ2=60°,摇杆DC的长度LDC=50mm,机架AD的长度LAD=70mm。
试:
用作图法求出曲柄AB的长度LAB、连杆BC的长度LBC,以及行程速比系数K。
(取比例尺μ1=1
)
六、结构改错题:
本大题只有1个小题,满分12分。
32.在图6上直接改正轴系结构的错语。
(轴端安装联轴器)
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48分。
1.A2.C3.C4.B5.B6.C7.B8.D
9.D10.A11.C12.D13.A14.B15.D16.B
二、填空题:
每空1分,共16分。
17.有一最短杆最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和
18.小增大19.模数压力角
20.法面模数mn大端模数m
21.轴径d轮毂长度22.悬臂梁齿顶
23.不打滑疲劳寿命24.非液体摩擦液体摩擦
三、分析题:
本题满分14分。
25.答案见第25题答案图。
(1)蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………(6分)
(2)Fa2、Fa3的方向………………(4分)
(3)Fr2、Ft2、Fr3、Ft3的方向………………(4分)
第25题答案图
四、计算题:
共50分。
26.(本题满分4分)
解
………………(3分)
滚子处局部自由度………………(1分)
27.(本题满分14分)
解
模数
………………(4分)
分度圆半径
………………(1分)
………………(1分)
基圆半径
………………(2分)
………………(2分)
齿顶圆半径
………………(2分)
………………(2分)
28.(本题满分10分)
解
………………(6分)
i1H=9………………(4分)
29.(本题满分12分)
解
(1)S1=0.7Fr1=0.7×2000=1400N
S2=0.7Fr2=0.7×4000=2800N
S1、S2方向如第29题答案图。
S1+KA=1400+1000=2400N 轴承1“压紧”,Fa1=S2-KA=1800N………………(3分) 轴承2“放松”,Fa2=S2=2800N………………(3分) (2) ………………(3分) ………………(3分) 30.(本题满分10分) 解 (1) =20000+0.2×10000=22000N………………(5分) (2) =176.2N/mm2> ………………(5分) 五、作图题: 本题满分10分。 31.答案见第31题答案图。 解按已知条件连接AC1和AC2,则 ………………(4分) 联立解出 ………………(3分) (允许作图时有少量误差) 量出极位夹角 ………………(3分) 六、结构改造错题: 本题满分12分。 32.答案见第32题答案图。 每改正1处错误………………(2分) (改正6处错误得满分) 第31题答案图 第32题答案图 ①应画出垫片; ②应画出定位轴套,并将装齿轮的轴段长度缩短; ③应画出键; ④应降低轴肩高度,便于拆卸轴承; ⑤画出轴径变化,减小轴承装配长度; ⑥画出密封件; ⑦画出联轴器定位轴肩; ⑧键长应改为短于轮毂长度;
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