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机械设计基础_罗善明_湖南科大试卷及评分标准格式A

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湖南科技大学考试试题纸( 湖南科技大学考试试题纸(A 卷)
(2006-2007 学年第一学期 学年第一学期)
机械设计基础 课程 机电工程 院 (系 ) 命题教师 04 级工业设计 01-02 杨国庆 系主任 班级 考试时量 100 分钟 学生人数 57 交题时间: 交题时间: 年 月 日

考试时间: 考试时间:2007 年 1 月 10 日

′×10) 一、填空题(1′× ) 填空题( ′× 1. 1. 非矩形螺纹的自锁条件是 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 7. 7. 8. 8.

。 ,内径为 mm。 。

滚动轴承型号为 7208AC,则其类型为 由 N 个构件组成的机构中有 普通*键的的主要失效形式是 压力角与传动角的关系是 。

带传动中预紧力 F0=1500N,有效拉力 F=1000N,则松边拉力 F2= 个速度瞬心。 。

凸轮机构基圆半径越大,压力角越______(填大或小) ,机构传动性能越好。 切齿法按其原理可以分为成型法和 法。

9. 9. 标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数________。 判断题( ′× ′×5,正确的画“√” 错误的画“×” 二、判断题(1′× ,正确的画“√” 错误的画“×” ) , 1、巴氏合金是一种常用的蜗轮材料。 2、 同一模数和压力角, 不同齿数的两个齿轮, 可以使用一把齿轮刀具进行加工。 3、 齿轮传动与蜗杆传动的传动比 i =n1/n2=z2/z1=d2/d1。 4、 带传动中弹性滑动和打滑都是无法避免的, 打滑总是在小轮上先开始的。

( ( ( (

) ) ) )

5、三角形螺纹具有较好的自锁性能。螺纹之间的摩擦力及支承面之间的摩擦力都能阻止螺 母的松脱。 所以就是在振动及交变载荷作用下, 也不需要防松。 ( ) 选择题( ′× ′×15) 三、选择题(2′× ) 1.绞链四杆机构,在满足杆长之和的条件时,若取( )为机架,将得到双曲柄机构。 A 最长杆 A 等速 A>1 B B 与最短杆相邻的构件 B 等加速等减速 k<1 C k=1 B 拉断 C 最短杆 D 与最短杆相对的构件 )运动规律。 D 简谐运动规律 ) 。 ) 。 2.为减小冲击和振动,转速较高的凸轮机构中的从动件运动规律最好采用( C 摆线运动规律 D k≠1 C 拉扭断裂 3.*面四杆机构无急回特性时,行程速比系数为(

4.被联接件受横向外力时,如采用普通螺纹联接,则螺栓可能失效的形式为( A 剪切与挤压破坏

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5.拧紧螺母的效率,主要与螺母的( A 螺纹升角 B 线数 6. 曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时, ( A 曲柄与连杆共线时 A 把键长增大到 1.5 倍

)有关。 D 螺纹升角和牙型角 C 不存在 ) 。 )死点位置。

C 螺距和牙型角 B 摇杆与连杆共线时

7.*键联接能传递的最大扭矩为 T,现要传递的扭矩为 1.5T,则应( B 把键宽增大到 1.5 倍 C 把键高增大到 1.5 倍 D 安装一对*键 8.闭式蜗杆传动的主要失效形式是( ) 。 A 蜗杆断裂 B 蜗轮轮齿折断 C 胶合、疲劳点蚀 D 磨粒磨损 )度。
0 D 150

9.在 V 型带传动中,小轮包角一般应大于或等于(
0 A 90 0 B 100 0 C 120

10.带传动正常工作时,紧边拉力 F1 和松边拉力 F2 满足关系( A F1=F2 B F1+F2=Ft C F1/F2= e


) 。

D F1+F2=F0 )

11. 两对斜齿轮,第①对,mn1=5,z1=40,z2=158,第②对 mn1=10,z1=20,z2=79,其它结构 参数(如β、b 等)和工作条件均相同。相比之下, )的接触疲劳强度承载能力高, ( ( 的弯曲疲劳强度承载能力高。若在传动速度低、有短时过载的情况下,宜采用第( 齿轮。 A ①;②;① B ②;①;② C ①;②;② ) 。 D ①;①;② ) ;当转速较低,同时受径向 12.当转速较高、径向载荷和轴向载荷都较大时,宜选用( 载荷和轴向载荷,要求便于安装,宜选用( A 深沟球轴承;圆锥滚子轴承 C 角接触球轴承;圆锥滚子轴承 13.与齿轮传动相比, A 传动*稳,噪声小 )对

B 调心球轴承;推力圆柱滚子轴承 D 推力球轴承;调心滚子轴承 C 可以自锁 D 传动效率高

不是蜗杆传动的优点。 B 传动比可以很大

14. 有一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其变位系数分别为 x1、x2。如它们作无侧隙的传 动,则当 x1 + x2 =0 的零传动时,其安装中心距 动时,其安装中心距 A 小于,等于 15.公差等级最高的轴承是 标准中心距( 。 ) 。 B 等于,大于 C 等于,小于 标准中心距;当 x1 + x2 >0 的正传

A N316/P6X B 30306/P4 C 6306/P5 D 30206/P2 简答题( ′× ′×3) 四、简答题(5′× ) 1.根据欧拉公式,用什么措施可以提高带的传动能力? 2.论述形成动压油膜的基本条件是什么? 3. 按照所承受的载荷不同,轴可以分为哪几类,并对每一个类型各举一个例子。

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五、作图题(5′) 作图题( ′ 如图 1 所示:已知蜗杆为主动件,转向如图所示,旋向为右旋,轮 3 和轮 4 为斜齿轮,试 判断轴Ⅱ、轴Ⅲ的转向 n2 和 n3(用↑或↓表示) ,并判断蜗轮 2、两斜齿轮的旋向(用左旋或右旋表
示) 。

2

3

六、计算题(35′) 计算题( ′ 1.如图 1 所示已知,若斜齿轮 3 为右旋,螺旋角 为 β ,所受的圆周力为 Ft,请对斜齿轮 4 进行 受力分析,即用公式表示轮 4 啮合位置的 Fr、Fa 的大小并标出 Fr、Fa、Ft 方向)(7′) 。 ′



1
Ⅰ n1 Ⅲ

2.计算图 2 所示机构的自由度 F(要列出计算公式, 若存在局部自由度、复合铰链、虚约束,请指出) 。(10′) ′ 3.在图 3 所示的减速器中,已知 z1=24,Z2=48, Z2′=21,Z3=63,Z3′=21,Z4=21,Z5=63; 求① i13 ;②i35;③求 i1H。 ′) (10′
D C B E A G F H
H

4

图1 H 2′ ′ 4 3′ ′ 1

2

图2

I

3 图3

5

4. 一工程机械传动装置中的选用了一对 7208AC 轴承支承,面对面安装,已知轴承载荷 Fr1=1000N,Fr2=2000N,转速 n=5000r/min, FA=800N,载荷系数 fp=1.5,温度系数 ft=1.0, 轴承的径向基本额定动载荷为 C=35000N,内部轴向力 FS= e ? Fr ,e=0.68,当 Fa/Fr≤e 时,
10 6 ? f t c ? ? ? Lh = 60n ? f p P ? ? ? 试计算: ′) X=1,Y=0;当 Fa/Fr>e 时,X=0.41,Y=0.87。 (8′ ①轴承所受的轴向载荷 Fa1、Fa2;②轴承的当量动载荷 P1、P2;(P=XFr+YFa) ③计算承载较大的轴承的使用寿命(用小时表示) 。
1 FR1 FR2 FA 2
ε

FS1

FS2

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湖南科技大学考试试题参考答案及评分细则
学期) (2006 -2007 学年第 一 学期) 机电工程学院 机械设计基础 课程 A 卷) 机电工程学院 系) 工业设计 04 级 1-2 班 ( ( 级 应试学生人数 57 分钟 命题教师 10 日 杨国庆 实际考试学生人数 57 考试时量 班

100

审核人: 审核人:

考试时间: 考试时间:2007 年 1 月

′×10) 一、填空题(1′× ) 填空题( ′× 1、ψ ≤ ρ ′,即螺纹升角小于当量摩擦角 2、角接触球轴承,40; 6、小; 7、两者之和为 90°或互余; 8、范成; 9、17。 判断题( ′× ′×5,正确的画“√” 错误的画“×” 二、判断题(1′× ,正确的画“√” 错误的画“×” ) , 1~5:×,√,×,×,× 选择题( ′× ′×15) 三、选择题(2′× ) 1~5:C、C、C、A、D;6~10:C、D、C、C、C;10~15:C、C、D、B、D 四、简答题(5′× ) 简答题( ′×3) ′× 1.承载力 F 是预紧力、当量摩擦系数、小轮包角的函数 2′;增大预紧力和小 轮的包角以及提高提高当量摩擦系数都可以提高带的承载能力 3′。 2.形成动压油膜的基本条件:①两工件之间的间隙必须有楔形间隙 1.5′;②两 ③两工件表面必须有相 工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体 1.5′; 对滑动速度 1.5′。其运动方向必须保证润滑油从大截面流进,从小截面流出 来 0.5′。 3.按照所承受的载荷不同,轴可以分为转轴、传动轴和心轴 3′;如自行车前 轴是心轴,自行车后轴是转轴,汽车上的传动轴是传动轴 2′。 五、作图题(5′) 作图题( ′ 轴Ⅱ的转向 n2↑;(1′) 轴Ⅲ的转向 n3↓;(1′) 蜗轮 2 的旋向为右旋;(1′) 斜齿轮 3 的旋向为右旋;(1′) 斜齿轮 4 的旋向为左旋。(1′) 计算题( ′ 六、计算题(35′) 1.Fr=Ft*tan20/cos β ;Fa=Ft*tan β 方向如图:(3′) Ft*tan20/cos β (4′) 3、1000N; 4、N(N-1)/2; 5、剪切或压溃;

Ft Fa Fr

2.滚子 B 带来一个局部自由度,应除去滚子引入的局部自由度,即将其与构件 BC 固连;H、I 之一引入一个虚约束,计算自由度时只算一个低副。 (4′) 已知 n=6 pL=8 pH=1 (6′) F=3n-2pL- pH=3*6-2*8-1=1
H 3. ① i13 = (3 ′ )

Z Z n1H n ? nH 48 × 63 = 1 = ( ?) 2 3 = ? = ?6 H ′ n3 ? n H 24 × 21 n3 ZZ
1 2

(1)

3 ② i35= (2) (3 ′ ) ③由(2)式可得 n3=-3n5,从图 3 可以看出 n5=nH 得:n3=-3nH,代入公式(1) 得:

n3 Z 63 = ( ?) 5 = ? = ?3 ′ n5 21 Z

n1 ? n H = ?6 ? 3n H ? n H
i1H=25
(4 ′ )

4.①先计算轴承 1、2 的轴向力 Fa1、Fa2
FS1= e ? Fr 1 =0.68*1000=680N FS2= e ? Fr 2 =0.68*2000=1360N
Q FS1+FA=680+800=1480N> FS2 ∴ 轴承 2 为压紧端:Fa2= FS1+FA=1480N ∴ 轴承 1 为放松端:Fa1= FS1=680N ②计算轴 1、2 的当量动载荷
(1 ′ ) (1 ′ ) (1 ′ ) (1 ′ )

Fa1 680 Fa2 1560 = = 0.68;     = = 0.78 > 0.68 Fr1 1000 Fr2 2000

∴ X1=1,Y1=0;X2=0.41;Y2=0.87
P 1=
(1 ′ )

X1Fr1+Y1Fa1=1000N X2Fr2+Y2Fa2=0.41*2000+0.87*1480=2107.6N

P 2=
(1 ′ )

③Q P2 >P1,依题意该计算轴承 2 的使用寿命
3 6 10 6 ? f t c ? ? 35000 ? ? ? = 10 Lh = ? ? 60n ? f p P ? 60 * 5000 ? 1.5 * 2107.6 ? ? ? =4523.2 (h) (2 ′ )

ε




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