(完整版)长安大学机械设计809第1学期期末试题B

长安大学机械设计809第1学期期末试题（ B ）卷

课程名称 学生姓名 机械设计基础 考试日期 年 月 日 学号 共七题 学院 机械学院 班级 一．单项选择题（每题2分，共20分） 1．在下列平面四杆机构中， 无论以哪一构件唯主动件，都不存在死点位置。 A．双曲柄机构； B．双摇杆机构； C．曲柄摇杆机构； D．曲柄滑块机构。 2. 在凸轮机构中，对压力角加以，因为 。 A．压力角越大，机构的传力性能越好； B．压力角与机构的传力性能没关系； C．压力角越小，机构的传力性能越好； D．影响从动件的运动规律。 3．一对渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件是 。 A．理论啮合线长度大于齿距； B．理论啮合线长度大于基圆齿距； C．啮合弧长度大于基圆齿距； D．实际啮合线长度大于基圆齿距。 4．螺旋的牙型角为α，牙型斜角为β，螺旋升角为λ，当量摩擦角为ρv，则螺旋副的自锁条件为 。 A．； B．v； C．v； D．v。 5．带传动工作时的弹性滑动，是由于 。 A．小带轮包角过小； B．带与带轮间的摩擦系数偏低； C．带的初拉力不足； D．带的松边和紧边拉力不相等； 6. 在非液体摩擦滑动轴承的设计中，pυ值的主要目的是 。 A．避免轴承过热而胶合； B．避免轴承过度磨损； C．避免轴承因过热而产生塑性变形； D．避免轴承因发热而卡死。 7．一般在滚子链传动中，为使链条磨损均匀， 。 A．链节数Lp和链轮齿数Z均应取偶数； B．链节数Lp和链轮齿数Z均应取奇数； C．链节数Lp取为偶数，链轮齿数Z均应取为奇数； D．链节数Lp取为奇数，链轮齿数Z均应取为偶数。 8. 在螺纹联接中，当有一个被联接件太厚，并需要经常装拆时，宜选用 。 A．螺栓联接； B．双头螺柱联接； C．螺钉联接； D．紧定螺钉联接。 9. 在普通圆柱蜗杆传动中，蜗杆头数和模数不变，如提高蜗杆直径系数，将使 。 A．蜗杆的强度和传动效率提高； B．蜗杆的强度和传动效率降低； C．蜗杆的强度提高和传动效率降低； D．蜗杆的强度降低和传动效率提高。 10. 在用弯扭合成当量弯矩法计算转轴时，采用校正系数α是考虑到 。 A．弯曲应力可能不是对称循环应力； B．扭转剪应力可能不是对称循环应力； C．轴上有应力集中； D．轴的表面粗糙度不同。 二．简要回答下列问题：（每小题4分，共20分） 1. 连杆机构具有整转副的条件是什么？ 2. 齿式棘轮机构中棘爪能够正常工作的条件是什么？ 第 1 页(共 3 页)

3. 双万向联轴器器实现主、从动轴角速度相等的条件是什么？ 4. 根据动压润滑理论，形成动压油膜的必要条件是什么？ 5. 简述齿轮常见的失效形式。 三．计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出。 （10分） CAB=BC=BDBDAa)题3图b)LMINJFKGCHEDBA 四．在图示装置中，已知z148,z227,z245,z3102,z4120,z41z550。设输入转速n13750r/min，齿轮1的方向如图所示。试求蜗轮n5的速度、转向和传动比i15。 （12分） 3242'54'1 五．某传动装置采用一对中系列的3309E轴承支承，轴承的额定动负荷Cr.8KN，额定静负荷C0r61.2KN。轴上所受外载荷F12800N,F21000N，轴的转速n960r/min，工作温度小于100°，负荷系数fP1.2。试计算轴承的当量动负荷P。 （14分） 题4题F230150题5图50F1 第 2 页(共 3页)

3309E轴承的内部轴向力SFr/2Y e 0.41 FaFre X 1 Y 0 FaFre X 0.4 Y 1.5 六、一矩形钢板用2个M24的普通螺栓联接到机架上，各尺寸如图所示。已知作用于板的载荷板和螺栓的材料均为Q235，材料屈服强度s240 MPa，安全系数为3.5，P2800N，螺纹小径d120.752mm，板与机架间的摩擦系数f0.2，可靠性系数为1.1。试校核螺栓的联接强度。 （12分） Pa＝200OL＝300题6图 七． 指出图中齿轮轴轴系的错误结构，轴承采用脂润滑。（12分） 题7图第3页（共3页）

长安大学机械设计809年第 1 学期机械设计基础试题B卷答案

一．选择题：(每小题2分，共20分) 1 A 2 C 3 D 4 D 5 D 6 C 7 C 8 B 9 C 10 B 二、简答题：（每小题4分，共20分） 1. 答：铰链四杆机构有整转副的条件是：（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）整转副是由最短杆与其邻边组成的。

2、答：齿式棘轮机构中棘爪能够正常工作的条件是棘齿偏斜角φ大于棘齿与棘爪之间的当量磨擦角ρ。

3、答：双万向联轴器器实现主、从动轴角速度相等的条件是：（1）主动轴、从动轴与中间件的夹角必须相等；（2）中间件两端的叉面必须位于同一平面内；（3）主、从动轴和中间件必须位于同一平面。

4、答：根据动压润滑理论，形成动压油膜的必要条件是：1）两工作表面间必须有楔形间隙；2）两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体；3）两工作表面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面流出。

5、答：齿轮常见的失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。 三、（每题5分，共10分）

解：a）C（或D）处有一个虚约束。 ——（2分）

F33241 ——（3分）

b) 杆件CF, FG, FH, IJ, IK, IF, LM, LN, IL均为虚约束，C点为复合铰链。 F35271 四、（共12分）

解：本机构由两个周转轮系复合而成，齿轮1、2、3构成一个行星轮系，齿轮1、2、2＇和4构成

一个差动轮系。因此计算从两个方面着手考虑：

zn1nH102173 (1) ——（2分）

n3nHz1488nnzz271203Hi141H24 (2)——（2分）

n4nHz1z248452其中，n13750 r/min, n30，则

Hi13联立（1）和（2）式可以求得：n4500 r/min “－”表示与n1方向相反。——（3分）

n4z550，n4n4 n5z4得：n510 r/min，其方向为逆时针旋转。 ——（3分）

n3750i151375。 ——（2分）

n510由i45五．（共14分）

F2AB3050F1150题5图 得：FrB3533N。

解：1）求支座反力： MA0，FrB150F230F12000 FrAFrBF1733N ——（4分）

2）轴承产生的轴向力：轴承A：SA 轴承B：SBFrA733244N 2Y21.5FrB35331178N 2Y21.5由于SBF2117810002178NSA244N

所以轴承A被压紧，轴承B被放松。

则FaA2178N, FaB1178N ——（4分） 3）计算当量动负荷：

FaA21782.97e0.41，则XA0.4,YA1.5 FrA733FaB11780.33e0.41，则XB1,YB0 FrB3533PAfP(XAFrAYAFaA)1.2(0.47331.52178)4272N PBfP(XBFrBYBFaB)1.2(1353301178)4239.6N

因为PAPB，以轴承A的当量动负荷为计算依据。 ——（6分） 六（共12分）

解：1）求每个螺栓的工作载荷F：

把外载荷P向螺栓组形心O简化，螺栓组受载为：

mm 横向载荷：P2800 N；力矩：TPL28003008.410 Ng由P，和力矩T使每个螺栓受力为：

T8.41054200 N 下移力 F11400 N， 转动力： F2a200每个螺栓上收到的横向载荷F为：F2）校核螺栓联接强度：

计算预紧力Q0：

5F12F2214002420024427 N

Q0KF1.1442724349 N fm0.21校核螺栓强度： 许用应力 sS24068.6 N/mm2 3.5

按强度条件

1.3Q01.3243494d12493.6 N/mm2

20.7522由此可知，M24螺栓不满足强度要求。 七、（共12分，每点1分）

解：图示齿轮轮系有以下几个方面的错误结构： 1.转动件与静止件接触

（1）轴与右端盖之间应留有间隙；

（2）套筒与右轴承接触，应减小套筒的外径尺寸； 2、轴上零件的定位与固定

（3）齿轮轴向固定不可靠，套筒顶不紧齿轮； （4）联轴器轴向缺少定位与固定；

（5）联轴器周向无固定； （6）弹性挡圈为多余定位；

3、工艺不合理

（7）精加工面过长，装拆轴承不便； （8）轴肩过高，无法拆卸轴承； （9）键过长，套筒无法装入；

（10）缺少垫片，无法调整轴承间隙； 4、润滑与密封

（11）齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，缺少挡油环； （12）轴的伸出端无密封。