机械设计基础2008-2009第2学期考试试卷A.doc

中国矿业大学2008～2009学年第 2 学期
《机械设计基础》试卷（A）卷
考试时间100分钟 考试方式：闭卷

学院______ ___班级 _________姓名 ____ ___ __学号 ____ _____
题 号
一
二
三
四
五
总成绩
应 得 值
30
15
5
40
10
100
实 得 分

阅 卷 人

一、 选择题（每小题 2 分，共 30 分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确答案。
1． 下列关于“机构”说法不正确的是：
A： 是一个构件系统
B： 可以用来传递运动和力
C： 具有变换或传递能量、物料、信息的功能
D： 组成机构的各构件之间是通过运动副连接的 【C】
2． 凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到_______半径。
A： 理论轮廓线上的最大
B： 实际轮廓线上的最大
C： 实际轮廓线上的最小
D： 理论轮廓线上的最小 【C】
3． 当行程速比系数K__时，平面连杆机构就具有急回特性。
A：>1 B：=1 C：<1 D：=0 【A】
4． 紧键联接主要是使轴与轮毂之间_______。
A： 沿轴向固定并传递轴向力
B： 沿轴向可作相对滑动并具有作用
C： 沿周向固定并传递扭矩
D： 安装及拆卸方便 【C】
5． 滚子从动件凸轮机构为了防止出现运动失真现象，则滚子半径rT与理论轮廓曲线的最小曲率半径ρmin的关系必须满足：
A： rT≥ρmin B： rT＞ρmin
C： rT＝ρmin D： rT＜ρmin 【D】
6． 拧紧螺母时的功率主要与螺纹的_______有关。
A： 升角 B：线数 C：螺距和牙型角 D：升角和牙型角 【D】
7． 用于支撑渐开线齿轮的轴承磨损后，其中心距变大，此时齿轮传动的传动比应：
A：增大 B：变小 C：不变 D：视具体情况而定 【C】
8． 标准齿轮发生根切的主要原因是：
A：模数较大 B：齿数较多
C：模数较小 D：齿数较少 【D】
9． 软齿面闭式齿轮传动中，齿面发生的疲劳点蚀失效常出现在：
A：齿顶圆附近 B：齿根圆附近
C：节线附近 D：基圆附近 【C】
10． 三角带传动和平型带传动相比较，其主要优点是_______。
A：在传递相同功率时，尺寸较小    B：传动效率高
C：带的寿命长                  D：带的价格便宜 【B】
11． 非矩形螺纹发生自锁的条件是：
A：螺纹升角≤当量摩擦角 B：螺纹升角=当量摩擦角
C：螺纹升角≥当量摩擦角 D：螺纹升角≠当量摩擦角 【A】
12． 下述热处理方式不能获得硬齿面的是：
A：调质 B：表面淬火 C：渗碳淬火 D：渗氮 【A】
13． 闭式齿轮传动，在设计软齿面齿轮时应该采用的强度设计准则是：
A：按照接触疲劳强度设计，再按照弯曲疲劳强度校核
B：按照弯曲疲劳强度设计，再按照接触疲劳强度校核
C：只需按照弯曲疲劳强度设计，不需要校核
D：只需按照接触疲劳强度设计，不需要校核 【A】
14． 后轮驱动的汽车，其前轮的轴是：
A：主轴 B：转轴 C：心轴 D：传动轴 【C】
15． 即有径向载荷又有较大的轴向载荷时，可选用的轴承类型是：
A：深沟球轴承 B：圆锥滚子轴承
C：圆柱滚子轴承 D：调心滚子轴承 【B】
二、 填空题：（共15分）把答案填在题中横线上。
1． 机构具有确定运动的条件是：机构自由度数F>0 ，且 F等于原动件数 。
2． 作相对平面运动的四个构件共有 6 个瞬心。
3． 由于等速运动规律存在 刚性冲击 ，所以不宜单独使用，运动开始和终止段必须加以修正。
4． 渐开线圆柱直齿轮正确啮合的条件是：两轮的模数和压力角必须分别相等 ；齿轮实现连续传动的条件是： 重合度大于1 。
5． 为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的端部应有 倒角 ；需要磨削的轴段应有 砂轮越程槽 ；车制螺纹的轴段应有 螺纹退刀槽。
6． 机器主轴转速呈周期性速度波动时，使用__飞轮 调速；当主轴转速呈非周期性速度波动时，使用_离心调速器_调速。
7． 国标规定斜齿轮的 法 向参数取为标准值；而 端 面参数为非标准值。
8． 渐开线上任意点的法线一定与__基圆_相切。
9． 在滚动轴承中，62203表示的轴承内径是 17 。
10． 凸轮机构中，凸轮基圆半径愈____大____，压力角愈____小___ ，机构传动性能愈好。
三、 简答题：（共5分）
1． 简述螺纹连接的防松方法。（5分）
1) 利用附加摩擦力防松：弹簧垫圈，对顶螺母，尼龙圈锁紧螺母等（列出1种即可得分）；（2分）
2) 采用专门防松元件防松；槽型螺母和开口销，圆螺母带翅垫片，止动垫片（列出1种即可得分）（2分）
3) 其他方法防松：冲点法防松，粘合法防松。（列出1种即可得分）（1分）

四、 计算题：（共40分）
1． 计算下面所示两个机构的自由度。(若图中含有复合铰链﹑局部自由度或虚约束等情况时，请在图中一一指出)。（10分）
虚约束（1分）局部自由度（1分），
图（1）
F=4×3-2×4-2=2（2分）
虚约束（1分）复合铰链（1分）局部自由度（1分）
图（2） F=9×3-2×12-2=1（3分）
2． 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=3mm，z1=19，z2=41，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。（10分）
解：分度圆直径：d1=m1z=3×19=57mm d2=m2z=3×41=123mm（1分）
齿顶高：ha=ha*m=3mm （1分）
齿根高hf=(hf*+c*)m=(1+0.25)×3=3.75（1分）
中心距：（1分）
齿顶圆直径：
　　　　　（1分）
齿根圆直径：
　　　　　　（1分）
基圆直径：
（1分）
齿距：：（1分）
齿厚、齿槽宽：（2分）
3． 如下图所示的轮系机构中，已知Z1=17，Z2=20，Z3=85，Z4=18，Z5=24，Z6=21，Z7=63，求：（12分）
（1） 求当n1=10001r/min、n4=10000r/min时，np=？
（2） 当n1=n4时，np=？
（3） 当当n1=10000r/min、n4=10001r/min时，np=？
解：周转轮系中：
（5分）
定轴轮系中 ：(2分)
因为：；所以：（2分）
（1）np=1/4；(2)nP=0；（3）np=-1/4（3分）

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4． 如图所示盘形回转件，经静平衡实验得知，其不平衡质径积等于，方向沿，由于结构限制，不允许在相反的方向线上加平衡质量，只允许在和方向上各加一个质径积来进行平衡，求和的数值。（要求采用图解法，尺规作图）（8分）

解： 已知的不平衡质径积为。
设 方向的质径积为，方向的质径积为，它们的方向沿着各自的向径指向圆外。用作图法求解，作图所示（4分）。
由静平衡条件得： （2分）
由图量得 ，。（2分）（通过计算得到正确数值也可得分）

五、 设计一曲柄滑块机构如下图所示，已知滑块的行程s=50mm，偏距e=16mm，行程速度变化系数K=1.2，求曲柄和连杆的长度。（要求采用图解法，尺规作图）（10分）

解 : 作图步骤如下 （如图 ） ：
（ 1 ）求 ，；并确定比例尺。 （2分）
（ 2 ）作，顶角，。
（ 3 ）作的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。
（ 4 ）作一水平线，与 相距 ，交圆周于A点。
（ 5 ）由图量得。（作图共6分）
解得 ： 曲柄长度：
连杆长度： （2分）