哈工大机械设计基础(80学时)试题答案

哈工大2005 年秋季学期机械设计基础（80学时）试题答案班 级姓 名题号一二三四五六七八九十总分分数一、 填空题（共24 分，每空1分） 1）按照两表面间的润滑状况，可将摩擦分为 干摩擦 、 边界摩擦 、 流体摩擦 和 混合摩擦 。2）当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常装拆时，往往采用螺纹联接中的 螺钉 联接。3）带传动中，带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态下，紧边拉力F1与松边拉力F2之间的关系为 。4）滚动轴承的基本额定寿命L，是指一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中 90 的轴承在疲劳点蚀前所能转过的总转数，单位为106r。5）非液体摩擦滑动轴承限制值，主要是为了防止轴瓦 胶合 失效。6）弹簧指数C= D/d ，C越大，弹簧刚度越 小 。7）当机构处于死点位置时，机构的压力角为 90 。8）有一紧螺栓连接，已知预紧力=1500N，轴向工作载荷F=1000N，螺栓的刚度Cb=2000N/mm，被连接件的刚度Cm=8000N/mm，则螺栓所受的总拉力F0= 1700 N，剩余预紧力= 700 N，保证结合面不出现缝隙的最大轴向工作载荷Fmax= 1875 N。9）对于软齿面闭式齿轮传动，通常先按 齿面接触疲劳 强度进行设计，然后校核 齿根弯曲疲劳 强度。10）蜗杆传动的失效形式主要是 齿面点蚀 、 齿面胶合 和 齿面磨损 ，而且失效通常发生在 蜗轮轮齿上 。11）在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中， 等速 运动规律使凸轮机构产生刚性冲击， 正弦加速度 运动规律则没有冲击， 等加速等减速 、 余弦加速度 运动规律产生柔性冲击。二、选择题（共11分，每小题1分）1）一阀门螺旋弹簧，弹簧丝直径d=2.5mm，因环境条件限制，其弹簧外径D2不得大于17.5mm，则弹簧指数不应超过 c) 。 a) 5 ; b) 6.5 ; c) 6 ; d) 7 。2）平键的剖面尺寸bh是根据 d) 从标准中查取。 a) 传递转矩的大小; b) 载荷特性; c) 键的材料; d) 轴的直径。3）带传动采用张紧轮的目的是 d) 。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) 调节带的初拉力。4）润滑良好的闭式软齿面齿轮传动最常见的失效形式为 b) 。a) 齿面磨损; b) 齿面疲劳点蚀； c) 齿面胶合; d) 齿面塑性变形。5）在V带传动设计中，取小带轮基准直径dd1ddmin，主要是为了考虑 a) 对传动带疲劳强度的影响a) 弯曲应力; b) 离心拉应力； c) 小带轮包角; d) 初拉力。6）蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆的头数，则传动效率 b) 。a) 降低; b) 提高； c) 不变； d)可能提高，可能降低。 7）工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为 a) 。a) 心轴; b) 传动轴; c) 转轴; d) 曲轴。8）半圆键连接的主要优点是 c) 。a) 对轴的强度削弱较轻; b) 键槽的应力集中较小； c) 适于锥形轴端的连接。 9）齿式联轴器属于 b) 联轴器。 a) 刚性联轴器; b) 无弹性元件挠性联轴器； c) 有弹性元件挠性联轴器。10）在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的联轴器是 d) 。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。11）在某一瞬时，从动件运动规律不变的情况下，要减小凸轮的基圆半径，则压力角 b) 。a) 减小； b) 增大； c) 保持不变。 三、 简答题（共20分，每小题4分）1） 写出带传动所能传递的最大有效圆周力的计算公式，并说明其大小与哪些因素有关。答：最大有效圆周力的大小与包角、摩擦系数f和初拉力F0有关，增大包角、摩擦系数和初拉力，都可以提高带传动所传递的有效圆周力。2）螺纹连接防松的方法很多，按其工作原理可分为哪几类？每种举出一例说明。答：螺纹防松的方法主要有：摩擦放松：比如双螺母、弹簧垫圈等；机械防松：如开口销与开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等；破坏螺纹副关系的永久性防松：点焊、冲点、胶接等。3）试述转轴的设计步骤。答：按工作要求选择轴的材料；估算轴的最小直径；轴的结构设计；轴的强度校核；必要时作刚度和振动稳定性等校核计算；4）说明蜗杆传动有哪些特点。答：单级传动比大，结构紧凑；传动平稳，噪声小；可以实现自锁；传动效率低；成本较高。5）形成流体动压油膜所必须具备的条件有哪些？答：相对运动表面间必须形成收敛形间隙；要有一定的相对运动速度，并使润滑油由大口流入，小口流出；间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。四、 计算题（共 26 分）1) 如图所示的运动链中，已知各构件长度mm，mm， mm，mm，回答下列问题：(a) 固定哪个构件可获得曲柄摇杆机构？ (2分)(b) 固定哪个构件可获得双曲柄机构？ (2分)(c) 固定哪个构件可获得双摇杆机构？ (2分)答：(a)AB或CD固定时，得曲柄摇杆机构；(b)AD固定时，得双曲柄机构；(c)BC固定时，得双摇杆机构。2) 在图示机构中，且，试计算其自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。(6分)答：EF杆引入后为需约束，应去掉。C处构成复合铰链，滚子7为局部自由度。3) 在图示的电动卷扬机减速器中，已知各轮的齿数为=24，=52，=97，=30，=78。试求传动比。(8分)答：齿轮1、3和系杆H组成一个差动轮系，齿轮、4和5组成一个定轴轮系，在差动轮系得转动机构中：在定轴轮系中：由上式联立得：齿轮1和系杆H得转动方向相同。4) 如图所示，有一轴由一对面对面配置的30208轴承支承。已知：轴承、上的径向载荷分别为：Fr=1000N，Fr=1500N，轴上的轴向载荷FA=800N，且轴承内部轴向力S与其径向载荷Fr的关系为S=Fr/(2Y)，轴承的Y=1.6。试计算轴承、上的轴向载荷Fa和Fa。(6分)FrFrS1S2W解：Fr和Fr产生的内部轴向力、分别为：因为所以分离体有向右运动的趋势，轴承受到来自机体平衡力W的作用，即：所以：五、 受力分析题（共9分）如图所示为一同轴式二级齿轮传动，均采用斜齿轮。已知轴旋转方向和齿轮1的轮齿螺旋方向如图所示。1）要使轴上两齿轮产生的轴向力相互抵消一部分，试确定其余三个齿轮的轮齿螺旋方向，并在图中画出。2）在图中画出齿轮2和齿轮3所受三个分力方向。Fa2Fr2Ft2Fa3Ft3Fr3.六、 结构改错题 （共10分）指出图中结构中的错误，并用编号在相应位置标出，在图下方的空白位置写出错误原因，并说明如何改正。在轴线下方对称位置画出正确的结构图。（注：同类错误算一个，指出及改对5个错误既得满分，指出一个错误并说明原因得1分，改对一处得1分）答：处缺少轴承游隙调整垫片，应根据轴承工作要求加适当厚度的调整垫片。处应加一非定位轴肩，以方便轴承装配；套筒的高度要小于轴承内圈的高度，以方便轴承的拆卸；轴承应面对面或背对背安装；唇形密封圈无法安装；轴上的零件沿轴向不能可靠定位，前段轴应伸入23mm；轴上零件右端应与轴肩靠紧，以实现轴向定位；键与轴毂之间应留有间隙；键槽应该加工在同一母线上。