郑州大学现代远程教育《机械设计基础》考核.doc

郑州大学现代远程教育《机械设计基础》课程
考核要求
说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD2003格式的文档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功。
一． 作业要求
1. 作业题中涉及到的公式、符号以教材为主；
2. 课程设计题按照课堂上讲的“课程设计任务与要求”完成。设计计算说明书不少于20页。
二． 作业内容
（一）.选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的号码填在题干的括号内，每小题1分，共20分）
1．在平面机构中，每增加一个高副将引入 。 （ C ）
A．0个约束 B．1个约束
C．2个约束 D．3个约束
2.无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为 。 ( B )
A.< B.=
C.≥ D.>
3．在圆柱凸轮机构设计中，从动件应采用 从动件。 （ B ）
A．尖顶 B．滚子
C．平底 D．任意
4．齿轮的齿形系数只与 有关。 （ B ）
A．模数 B．齿形
C．传动比 D．中心距
5．闭式硬齿面齿轮传动中，齿轮的主要失效形式为 。 （ C ）
A．齿面胶合 B．齿面磨损
C．齿根断裂 D．齿面点蚀
6．在其它条件相同的蜗杆传动中，蜗杆导程角越大，传动效率 。 （ B ）
A．越低 B．越高
C．不变 D．不确定
7、带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为 _____。 （ C ）
A.带的材料不符合胡克定律 B.带容易变形和磨损
C.带的弹性滑动. D带在带轮上打滑
8、链传动设计中，当载荷大，中心距小，传动比大时，宜选用_____。 （ B ）
A 大节距单排链 B 小节距多排链
C 小节距单排链 D 大节距多排链
9、平键联接选取键的公称尺寸b × h的依据是_____。 （ D ）
A.轮毂长 B.键长
C.传递的转矩大小 D.轴段的直径
10、齿轮减速器的箱体和箱盖用螺纹联接，箱体被联接处的厚度不太大，且经常拆装，一般用 联接. （ C ）
A.螺栓联接 B.螺钉联接
C. 双头螺柱联接
11、自行车的前轮轴是 。 （ C ）
A．转轴 B．传动轴
C．心轴 D．曲轴
12、通常把轴设计为阶梯形的主要目的在于 。 （ C ）
A．加工制造方便 B．满足轴的局部结构要求
C．便于装拆轴上零件 D．节省材料
13、 不属于非接触式密封。 （ D ）
A .间隙密封 B.曲路密封
C.挡油环密封 D.毛毡圈密封
14、工程实践中见到最多的摩擦状况是_____。 （ D ）
A.干摩擦 B. 流体摩擦
C.边界摩擦 D.混合摩擦
15、联轴器和离合器的主要作用是 。 （ A ）
A.联接两轴，使其一同旋转并传递转矩 B.补偿两轴的综合位移
C.防止机器发生过载 D.缓和冲击和振动
16、对于径向位移较大，转速较低，无冲击的两轴间宜选用_____联轴器。 （ C ）
A.弹性套柱销 B.万向
C.滑块 D.径向簧片
17、采用热卷法制成的弹簧，其热处理方式为_____。 （ D ）
A.低温回火 B.渗碳淬火
C.淬火 D.淬火后回火
18、圆柱形螺旋弹簧的弹簧丝直径按弹簧的____要求计算得到。 （ A ）
A.强度 B.稳定性
C.刚度 D.结构尺寸
19、回转件达到动平衡的条件是 。 （ C ）
A.各不平衡质量的离心惯性合力偶距为零 B.各不平衡质量的离心合力为零 C.回转件上各个质量的离心力系的合力、离心力所形成的合力偶矩为零
20、不均匀系数δ对机械速度的影响是_____。 （ B ）
A. δ越小，机械速度的波动越大 B. δ越小，机械速度的波动越小
C. δ与机械速度的波动无关
（二）.判断题（在正确的试题后面打√，错误的试题后面打×。每题 1 分，共 15 分）
1 .零件破坏了，那么零件就一定是失效了。 （ √ ）
2.机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零。 （ √ ）
3．在铰链四杆机构中，若采用最短杆为曲柄，则该机构为曲柄摇杆机构。 （ √ ）
4．在结构允许范围内，凸轮基圆半径越大越好。 （ √ ）
5．渐开线上齿廓各点的压力角均相等。 （ × ）
6．闭式齿轮传动中，齿轮的主要失效形式是齿面点蚀。 （ √ ）
7.蜗杆传动的自锁性是指只能由蜗轮带动蜗杆，反之则不能运动。 （ √ ）
8、带传动的打滑和弹性滑动都是其失效形式。 （ × ）
9、在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀性，设计时，应选择较小节距的链条.（ √ ）
10、平键的工作面是两侧面。 （ √ ）
11、为了使滚动轴承内圈轴向定位可靠，轴肩高度应大于轴承内圈高度。 （ × ）
12、滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承的寿命的平均值。 （ × ）
13、若两轴刚性较好，且安装时能精确对中，可选用刚性凸缘联轴器。 （ √ ）
14、弹簧秤是利用弹簧的变形量与其承受的载荷成正比的原理制成的。 （ √ ）
15、回转件的动平衡要在两个校正平面内加校正质量。 （ √ ）
（三）计算分析题（共35分）

1、（5分）标出下列铰链四杆机构的压力角。判定该机构是否会出现死点，为什么？
解：

当曲柄与连杆共线时，压力角等于90度，传动角等于0，有可能会出现死点。

2、（8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α=20°，齿顶高系数 ，径向间隙系数c*=0.25，标准中心距a =140mm。试求出： （1）齿轮的模数m（2）两个齿轮的分度圆半径r1、r2；
（3）基圆半径rb1、rb2；（4）齿顶圆半径ra1、ra2。
解：

3．(6分) 所示为一手摇提升装置,其中各轮的齿数为：z1=20, z2=50, z2′=15, z3=45,
z3′=1，z 4= 40, z 4′=17, z 5 =51。
(1) 试在图上标出提升重物时手柄及各个轮的转向；
（2）试求传动比i15 。
解：（1）如图所示：
1
2
2′
3
3′
4′
4
5
（2）

4．（6分）有一组紧螺栓联接，螺栓的个数为4，受横向工作载荷R＝16000N的作用（如图）。已知螺栓材料为45钢，，被联接件之间的摩擦系数f =0.15，C=1.2，试计算所需螺栓的最小直径 。
解：1）每个螺栓承受的横向工作载荷为：
2）每个螺栓要想承受这种横向载荷需要的轴向预紧力为：
3）承受轴向预紧力的螺栓强度条件为：
4）所以：

5．（10分） 如图所示一对角接触向心球轴承，已知轴承的径向载荷分别为 Fr1=2200N， Fr2=2000N，作用在轴上的轴向的外载荷Ka=1000N，且附加轴向力F ′=0.7Fr ，e =0.68。
（1） 试标出两端轴承的附加轴向力F1′、F2′的方向
（2） 计算轴承的当量动载荷P1和P2。
（注：当时，X=0.41 , Y=0.87 ；当时，X=1 , Y=0）

解：（1）如图所示两个附加轴向力的方向

（2）∵F′=0.7Fr ∴

又∵
∴ 轴承1被放松，轴承2压紧。
∴ 轴承1的轴向力
轴承2的轴向力
又∵ ∴X=0.41， Y=0.87
∴ P1=XFr1+YFa1=0.41*2200 + 0.87*1540=2241.8 N
又∵ ∴X=0.41， Y=0.87
∴ P2=XFr2+YFa2=0.41*2000 + 0.87*2540=3029.8

（四）课程设计题（30分）
1、绘制一级直齿圆柱齿轮减速器装配图、齿轮轴零件图；
2、书写设计计算说明书。

一级圆柱齿轮减速器设计说明书
目录
一、课程设计的目的··········································1
二、课程设计的内容和任务··································2
三、课程设计的步骤··········································2
四、电动机的选择·············································3
五、传动零件的设计计算····································5
（1）带传动的设计计算·····································5
（2）齿轮传动的设计计算···································7
六、轴的计算···················································9
七、轴承的校核················································ 13
八、联轴器的校核············································13
九、键联接的选择与计算·····································14
十、减速器箱体的主要结构尺寸·····························14
十一、润滑方式的选择········································14
十二、技术要求················································15
十三、参考资料···············································16
十四、致谢····················································17

一、课程设计的目的：
机械设计基础课程设计是机械设计基础课程的重要实践性环节，是学生在校期间第一次较全面的设计能力训练，在实践学生总体培养目标中占有重要地位。
本课程设计的教学目的是：
1、综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固和扩张。
2、学习和掌握设计机械传动和简单机械的基本方法与步骤，培养学生工程能力及分析问题、解决问题的能力。
3、提高学生在计算、制图、计算机绘图、运用设计资料、进行经验估算等机械设计方面的基本技能。
二、课程设计的内容和任务：
1、课程设计的内容应包括传动装置全部设计计算和结构设计，具体如下：
1）阅读设计任务书，分析传动装置的设计方案。
2）选择电动机，计算传动装置的运动参数和运动参数。
3）进行传动零件的设计计算。
4）减速器装配草图的设计。
5）计算机绘制减速器装配图及零件图。
2、课程设计的主要任务：
1）设计减速器装配草图1张。
2）计算机绘制减速器装配图1张、零件图2张（齿轮、轴等）
3）答辩。
三、课程设计的步骤：
1、设计准备
准备好设计资料、手册、图册、绘图用具、计算用具、坐标纸等。阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；通过对减速器的装拆了解设计对象；阅读有关资料，明确课程设计的方法和步骤，初步拟订计划。
2、传动装置的总体设计
根据任务书中所给的参数和工作要求，分析和选定传动装置的总体方案；计算功率并选择电动机；确定总传动比和各级传动比；计算各轴的转速、转矩和功率。
3、传动装置的总体方案分析
传动装置的设计方案直观地反应了工作机、传动装置和原动机三者间的
动和力的传递关系。满足工作机性能要求的传动方案，可以由不同传动机构类型以不同的组合形式和布置顺序构成。合理的方案首先应满足工作机的性能要求，保证工作可靠，并且结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

四、电动机的选择
电动机已经标准化、系列化。应按照工作机的要求，根据选择的传动方案