北京理工大學(xué)2013

課程編號：03000138 北京理工大學(xué)2013?2014學(xué)年第一學(xué)期2011級機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)期末試題A卷答案班級 學(xué)號 姓名 成績 一、 是非題（正確的在括號內(nèi)劃V，錯誤的劃X,每題2分，共10分）滾動軸承座圈和滾動體的常用材料是45鋼調(diào)質(zhì)。 （F）在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，壓力角越小，機(jī)構(gòu)的傳動性能越好。（T）帶傳動中對帶的疲勞壽命影響最大的應(yīng)力是小帶輪上的彎曲應(yīng)力（T）只要是漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，在齒輪齒廓上任一位置處的壓力角都應(yīng)為國家標(biāo)準(zhǔn)值20o（F）滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，為便于互換和生產(chǎn)，軸承內(nèi)圈孔與軸的配合應(yīng)采用基軸制（F）二、 選擇題（把正確的答案選項填入空格內(nèi)，每題2分，共20分）利用范成法加工漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪時，若被加工的齒輪（D）太小，就會發(fā)生根切現(xiàn)象A模數(shù)B壓力角C齒厚D齒數(shù)設(shè)計凸輪時，若工作行程中的最大壓力角大于許用壓力角，則應(yīng)（A）。A增大基圓半徑B減小基圓半徑C增大滾子半徑D減小滾子半徑只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為（C）。A傳動軸B轉(zhuǎn)軸C心軸D曲軸為了提高齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，可以（B）A加大模數(shù)B加大中心矩C減小齒寬系數(shù)D減小嚙合角鍵的長度主要是根據(jù)（B）來選擇。A傳遞轉(zhuǎn)矩大小B輪轂長度C軸直徑D鍵剖面尺寸被連接件受橫向外力作用時，如采用普通螺栓連接，則螺栓可能的失效形式為（C）。A剪切破壞B擠壓破壞C拉、扭聯(lián)合作用下斷裂D拉、扭聯(lián)合作用下塑性變形在載荷不平穩(wěn)且有較大沖擊和振動的情況下，一般宜選用（C）聯(lián)軸器。A剛性B無彈性元件撓性C有彈性元件撓性D安全在同樣載荷和同樣工作條件下運轉(zhuǎn)的同一批生產(chǎn)的同型號的滾動軸承，它們的壽命一般（B）。A相同B不相同C90%軸承相同D10%軸承相同在軸的初步計算中，軸的直徑是按（B）進(jìn)行初步確定的。A彎曲強(qiáng)度B扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度C軸段長度D軸段上所裝配零件的孔徑。蝸桿傳動熱平衡計算的目的是為了控制溫升，防止（B）。、A蝸桿力學(xué)性能下降B潤滑油變質(zhì)和膠合C傳動效率下降D蝸輪材料退火三、 （本題8分）試計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，若含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束請指出，并判斷該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運動。

￡C￡C答案：C處為復(fù)合較鏈，G處為局部自由度，H、I兩處移動副其中一處為虛約束。（2分）（5分）F=3n一2p-p-3x8一2x10一1（5分）LH該機(jī)構(gòu)自由度為3,只有1個原動件，因此該機(jī)構(gòu)不滿足具有確定性運動的條件（1分）。四、（本題9分）已知四桿機(jī)構(gòu)搖桿的兩極限位置如圖，搖桿的長度為30mm,A點在水平線上，此四桿機(jī)構(gòu)沒有急回特性，試用作圖法設(shè)計此四桿機(jī)構(gòu)（即確定出另外3個桿件的長度）。并確定此機(jī)構(gòu)的最小傳動角。A DA D答案：作圖正確得2分，無作圖步驟說明扣1分。l=3Otan67.5o=72.45mm（1分）ADl=78.39mml=22.96mml=55.43mmTOC\o"1-5"\h\zA（2 qC2 AC1Lb=0.51 =11.5mm或Lb=0.5（l 一l）=11.5mm，（2分）\o"CurrentDocument"ab C1C2 abAC2 AC1Lb=0.5（l +1）=67mm，（2分）\o"CurrentDocument"bCAC1 AC2最小傳動角如圖所示為65度（2分）五、（本題8分）已知一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪，z=20，z=80,m=5mm,a=202，h*=1，c*=0.25，安裝中心距a'=255mm。a（1） 非標(biāo)準(zhǔn)安裝時，分別求取分度圓和節(jié)圓上的壓力角大小（3分）。（2） 小輪齒廓上最大壓力角（3分）。（3） 求取齒輪的法向齒距。（2分）答案：（1）兩齒輪在分度園上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值20。。（1分）標(biāo)準(zhǔn)中心矩為a=m（z+z）=0.5x5x（20+80）=250mm212TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"則節(jié)圓上壓力角為&=arccos(acosa/a')=22.89。 (2分)(2)小齒輪齒頂圓上壓力角最大，則\o"CurrentDocument"r=r+h*m=0.5x5x20+1x5=55mm (1分)al1ar=rcosa=0.5x5x20xcos20。=46.985mmbl 1根據(jù)cosa--bkrk\o"CurrentDocument"a—a—arccos(r/r)-31.32° (2分)maxl al blal(3)齒輪法向齒距p-p-兀mcosa-n?5-cos200=l4.76mm(2分)m b六、（本題9分）圖示為兩級斜齒圓柱齒輪減速器，輪1主動，輪4螺旋線方向和III軸轉(zhuǎn)向如圖所示，求：l）I、II軸的轉(zhuǎn)向。（2分）2）已知齒輪l的模數(shù)m-3mm,螺旋角0-l5。，齒數(shù)z-2l,z-54，齒輪3模數(shù)m-5mm，TOC\o"1-5"\h\zn 1 12 n齒數(shù)z-20，z-60，為使II軸所受軸向力完全抵消，試確定齒輪2的螺旋角旋向和齒輪33 4的螺旋角大小。（其中：F-Ftan0）（7分）a t答案:（1） 轉(zhuǎn)向如圖所示（2分）（2） 因齒輪3軸向力向下，則齒輪2軸向力向上，根據(jù)其旋向由此判斷齒輪2為左旋。（2分）齒輪2所受軸向力大小為：F-F-Ftan0-Ftan0TOC\o"1-5"\h\za2 al tl 1 12 1齒輪3所受軸向力大小為：F-Ftan0a3 13 3若使II軸上各傳動件的軸向力完全抵消，則F-Fa2a3\o"CurrentDocument"即Ftan0-Ftan0 （2分）12 1 13 3假定T2為II軸上的扭矩貝V有：竺2tan0-tan0d1d33將d-mn代入上式cosBn1 2-sin5n1 2-sin5x203x54（3分）B=9.19。5七、（七、（本題12分）如圖示輪系中，z'=z=20,z'=21,z=z=45,z'=36,2 4 4 5 6 6齒輪4、4、5、6模數(shù)相同。試確定:已知各輪齒數(shù)為z=13，z=52,12z7=54。齒輪1、2、2、3模數(shù)相同;（1）該輪系的類型（1）該輪系的類型答案：（1）該輪系為混合輪系（或復(fù)合輪系）（1分）（2）1、2、2'、3組成定軸輪系1，5、4、4'、6組成周轉(zhuǎn)輪系2,其中3為系桿。TOC\o"1-5"\h\z6'、7組成定軸輪系2 （2分）對定軸輪系1：根據(jù)傳動關(guān)系有：a=m（z+z）=a=m（z-z）12212 2'3232'z二z+z+z二13+52+20二85 （2分）12 2'13in3zz1 2'52z13in3zz1 2'52z13x20=_17（2分）.n一n zi3二 3= .n一n zi3二 3= 456n一n z6 3 5zz4'20x45_2045x21-210-n20 二-n一n216 3i二20（3分）36. n zi=—6^二. n zi=—6^二-^7-6'7 n z7 6'5436（1分）(3\i=i-i-i17 13i=i-i-i17 13- 36 6'7I2丿八、（本題12分）一斜齒輪減速器主動軸，用3207軸承支撐（如圖所示） ，轉(zhuǎn)速為n=1500r/min,已知斜齒輪嚙合產(chǎn)生的軸向力FA=250N,兩軸承的徑向支反力分別為Fr1=800N,Fr2=2000N,要求使用壽命不低于50000小時，C=29400N,S=0.27Fr，試校核該對軸承是否滿足壽命使用要求。F/FWer aF/F>er aeX=1,Y=0X=0.4,Y=1.880.682玉二解：1)首先求求派生的軸向力：S1=0.27Fr1=0.27X800=216(N)S2=0.27Fr2=0.27X2000=540(N)(2分)S2+FA=540+250=790(N)>S1=216(N)軸有向左移動的趨勢,軸承1受壓(2分)Fa1=SFa1=S2+FA=790(N)Fa2=S2=540(N)(2分)Fa1/Fr1=790/800=0.99>e=0.68X1=0.4 Y1=1.883)計算當(dāng)量動載荷P1=看Fr1+YFa1=0.4X800+1.88X790=1805(N)tp<P2???2軸承危險(3分)Fa2/Fr2=540/2000=0?27<幺=0?68X2=1 Y2=0P2=Fr2=2000(N)L10h16667(L10h16667(C丫丁l存丿血xf沁乍1500l2000丿86460h>50000小時該對軸承滿足壽命使用要求（3分）九、（本大題12分）結(jié)構(gòu)題指出圖示軸系中的結(jié)構(gòu)錯誤（用筆圈出錯誤之處,并簡要說明錯誤的原因,不要求改正）。評分標(biāo)準(zhǔn)，每指出一處錯誤并說明原因得一分，得滿12分為止，