郑大远程教育机电专科12秋季机械设计考试.doc

郑州大学现代远程教育《机械设计基础》课程
考核要求
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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．当计算一机构的自由度为3时，该机构需要 个主动件才能具有确定的运动。 C ）
A．0 B．1
C．3 D．5
2．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
3．在曲柄摇杆机构中，压力角与传动角的关系为 。 （ C ）
A．相等 B．压力角大于传动角
C．互余 D．压力角小于传动角
4.无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为 。 ( B )
A.< B.=
C.≥ D.>
5．在凸轮机构设计中，其压力角越大，传动效率 。 （ A ）
A．越低 B．越高
C．不变 D．不确定
6．一般常用螺栓上的螺纹属于 。 （ A ）
A．普通螺纹 B．管螺纹
C．英制螺纹 D．矩形螺纹
7．齿轮齿廓渐开线的形状取决于其 的直径。 （ C ）
A．齿顶圆 B．齿根圆
C．基圆 D．分度圆
8．闭式软齿面齿轮传动中，齿轮的主要失效形式为 。 （ D ）
A．齿面胶合 B．齿面磨损
C．齿根断裂 D．齿面点蚀
9．普通圆柱蜗杆传动中，蜗杆的标准模数规定在 。 （ C ）
A．法面 B．端面
C．中间平面 D．任意平面
10.常用来传递空间两交错轴运动的齿轮机构是 。 ( D)
A.直齿圆柱齿轮 B.直齿圆锥齿轮
C.斜齿圆锥齿轮 D.蜗轮蜗杆
11．下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有 是专用零件。 （　D）
A．3种 B．4种
C．5种 D．6种
12、带传动采用张紧轮的目的是 _______ 。 （ A ）
A.减轻带的弹性滑动 B.提高带的寿命
C.改变带的运动方向 D.调节带的拉力
13、在链传动中，链速的不均匀性主要取决于_______ 。 （ C ）
A．主动链轮齿数 B．从动链轮齿数
C．链的节距 D．链的长度
14、当被联接件中有一个厚度较大，而且两被联接件不需要经常拆装的场合，一般选用_______ 。 （ B ）
A．螺栓联接 B．螺钉联接
C．双头螺柱联接 D．紧定螺钉联接
15、计算表明某钢制调质处理的轴刚度不够，采用______措施可以提高轴的刚度。（ A ）
A．增加轴的直径尺寸 B．用合金钢代替碳素钢
C．采用淬火处理 D．加大支撑间距
16、为了把润滑油导入整个摩擦表面之间，应在轴瓦的 开设油沟。（ A ）
A.非承载区 B.承载区
C.任意位置 D.承载区与非承载区之间。
17、在良好的润滑和密封条件下，滚动轴承的主要失效形式是 。 （ D ）
A .塑性变形　　 B .胶合　
C .磨损　　 D .疲劳点蚀
18、零件表面在混合润滑状态时的摩擦系数比液体润滑状态时的摩擦系数 。（ A ）
A.大 B.小
C.相等 D.不确定
19、零件表面在混合润滑状态，能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的是 。 （ C ）
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
20、设计时，圆柱螺旋压缩弹簧的工作圈数（有效圈数）应按照 计算确定。 （ A ）
A.变形条件（刚度条件） B.强度条件
C.应力条件 D.稳定性条件
（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．运动副是由回转副和高副两部分组成。 （ X ）
2．当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构存在死点。 （ x ）
3．当从动件以等加速等减速运动规律运动时，凸轮机构有柔性冲击。 （ √ ）
4．斜齿圆柱齿轮的标准参数是指其法面参数。 （ √ ）
5．蜗杆传动的传动比为 。 （ X ）
6. 汽车发动机的连杆部件是属于构件，而其中的联接螺栓、螺母则是属于零件。 （ √ ）

7、 V带和平带均利用带的底面与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。 （ X ）
8、 布置链传动时，应使链条的紧边在上，松边在下以保证链条工作平稳，噪音小。 （ x ）
9、平键的工作面是两侧面。 （ x ）
10、为了防止轴上零件与轴产生相对转动，轴上的各传动件应进行轴向固定。 （ x ）
11、滚动轴承内圈与轴颈的配合，通常采用基孔制。 （ x ）
12、边界摩擦是指接触表面吸附着一层很薄的边界膜的摩擦现象，接触情况介于干摩擦与流体摩擦两种状态之间。 （ √ ）
13、联轴器和离合器的主要区别是：联轴器靠啮合传动，离合器靠摩擦传动。 （ x ）
14、弹簧刚度与旋绕比C值有关，C值越大，则弹簧的刚度越大。 （ x ）
15、静平衡的回转件一定也是动平衡。 （ x ）
（三）.计算分析题（共35分）
1．（7分）计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束必须指出。
解：解：C处为复合铰链； E和H其中之一为虚约束； F处滚子为局部自由度。机构的可动构件数n=7, 低副数Pl＝9, 高副数Ph=1。

F＝3n－2Pl－Ph ＝3×7－2×9－1＝2

此机构自由度数等于2, 与原动件数相等，即W=F，机构具有确定的相对运动。

A
B
C
D
E
F
G
O
H

2．（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，Z2=40，分度圆压力角，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．（8分）已知在某二级直齿圆锥齿轮——斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为驱动轮，3轮的螺旋线方向如图所示。为了使II轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，将各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4轮的螺旋线方向和1轮的转动方向标在图中。

解：
Fa3

222222222 2222
1111

Fa4
Fa1

Fa2

4．（10分)如图所示一对角接触球轴承正安装（面对面）。轴承1的径向载荷Fr1=2500N，轴承2的径向载荷Fr2=5000N，轴承的附加轴向力FS=0.68Fr 。
试求：
（1）当轴上作用的轴向外载荷FA=2000N时，轴承1和轴承2的轴向载荷和；
（2）当轴上作用的轴向外载荷FA=1000N时，轴承1和轴承2的轴向载荷和；

（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。
解：1、

2、 齿轮的几何尺寸计算
（1） 分度圆直径d
d1=mz1=2×15=30mm
d2=mz2=2×55=110 mm
（2） 中心距
a=1/2(d1+d2)=1/2(30+110)=70 mm
（3） 齿顶圆直径da
da1=m(z1+2)=2(15+2)=34 mm
da2=m(z2+2)=2(55+2)=114 mm
（4） 全齿高
h=2.25m=2.25×2=4.5 mm
（5） 齿厚
s=p/2=πm/2=3.14 mm
（6） 齿顶高
ha=m=2 mm
（7） 齿根高
hf=1.25m=2.5 mm
（8） 齿根圆直径df
df1=d1-2hf=30-2×2.5=25 mm
df2=d2-2hf=110-2×2.5=105 mm

齿轮的结构设计
小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。
大齿轮的尺寸如下：
轴孔直径d=32 mm
轮毂直径D1=1.6d=51.2 mm
轮毂厚度δ0=(3～4)m=6～8m 取δ0=8 mm
轮毂内径D2=da-2h-2δ0=114-2×4.5-2×8=139 mm
腹板厚度c=0.3B2=0.3×30=9 mm
齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1 mm
轴的设计
根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。结构如图2所示。

轴承的选择
考虑轴受力较小且主要承受径向力，故选用单列向心球轴承。主动轴承选用6204 2个（GB276-82）,从动轴承6206 2个（GB276-82）

键的选择
考虑到键在轴中部安装，故选键10×22 GB1096-79，b=10mm L=22mm , h=10mm。选择45钢。

减速器润滑方式、密封形式的简要说明
1、润滑方式
（1） 齿轮采用浸油润滑
（2） 轴承采用润滑脂润滑
2、密封形式
（1） 箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。
（2） 观察孔与油孔等处接合面的密封在观察孔与机体之间加耐油橡胶垫圈进行密封；油塞与机体间用石棉橡胶纸密封。
（3） 轴承的密封
轴的外伸端与透盖间的间隙用毛毡毡圈加以密封。轴承靠近机体内壁处用挡油环密封，防止润滑油进入轴承内部。