機械設計基礎試題共十套含答案

第一套一、填空題〔25分，1分/空〕1．兩構件之間為接觸的運動副稱為低副，引入一個低副將帶入個約束。2．如下圖鉸鏈四桿機構中，假設機構以AB桿為機架時，為機構；以CD桿為機架時，為機構；以AD桿為機架時，為機構。3．在凸輪機構從動件的常用運動規(guī)律中，、運動規(guī)律有柔性沖擊。FRFRFA2LLFr1Fr25．普通平鍵的工作面是，工作時靠傳遞轉矩；其剖面尺寸按選取，其長度根據(jù)決定。6．螺紋常用于聯(lián)接，螺紋聯(lián)接常用的防松方法有，和改變聯(lián)接性質三類。Fr2Fr2問答題〔16分，4分/題〕加大四桿機構原動件上的驅動力，能否是該機構越過死點位置？為什么？一對標準直齒輪，安裝中心距比標準值略大，試定性說明以下參數(shù)變化情況：〔1〕齒側間隙；〔2〕節(jié)圓直徑；〔3〕嚙合角；〔4〕頂隙在機械傳動系統(tǒng)中，為什么經(jīng)常將帶傳動布置在高速級？帶傳動正常運行的條件是什么？移動滾子從動件盤形凸輪機構假設出現(xiàn)運動失真，可采取什么改良措施？計算題〔49分〕某變速箱中，原設計一對直齒輪，其參數(shù)為m=2.5mm，z1=15，z2=38；由于兩輪軸孔中心距為70mm，試改變設計采用斜齒輪傳動，以適應軸孔中心距。試確定一對斜齒輪的主要參數(shù)〔模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、螺旋角〕，并判斷小齒輪是否根切。〔15分〕圖示輪系中，各輪齒數(shù)為：z1=z2′=z3′=15，z2=25，z3=z4=30，z4′=2〔左旋〕，z5=60，z5′=20〔m=4mm〕。假設n1=500r/min，轉向如下圖，求齒條6的線速度v的大小和方向。〔16分〕3．一對30205/P6的圓錐滾子軸承的軸系，軸上徑向載荷FR=3000N，F(xiàn)A=500N，尺寸關系如下圖，求兩軸承的徑向當量動載荷Pr1、Pr2?！?0205軸承：派生軸向力FS=Fr/(2Y)，e=0.35，當Fa/Fr≤e時，X=1，Y=0；當Fa/Fr≥e時，X=0.4，Y=1.7〕〔18分〕計算題第2題圖計算題第3題圖結構改錯〔10分〕指出以下圖設計中的錯誤，并改正?！沧ⅲ焊恼?0處以上者總分值，對尺寸比例無嚴格要求，齒輪油潤滑，軸承脂潤滑，考慮固定可靠、裝拆方便、調(diào)整容易、潤滑及加工工藝合理等，標上編號，用文字說明〕答案：一、填空題〔25分，1分/空〕1．面；22．雙曲柄機構；雙搖桿機構；曲柄搖桿機構3．等加速等減速；簡諧運動4．分度線；分度圓；分度線；節(jié)圓；相等；不等〔小齒輪高〕5．兩側面；擠壓；軸徑；輪轂長度6．三角形螺紋；摩擦防松；機械防松Fr27．Fr2二、簡答題〔16分，4分/題〕不能。根據(jù)機構死點的概念，因此時傳動角為0°，驅動力有效分力為0，機構無法運動。加大驅動力后，傳動角仍為0°，驅動力有效分力仍為0。〔1〕齒側間隙增加；〔2〕節(jié)圓直徑變大；〔3〕嚙合角變大；〔4〕頂隙變大因為帶傳動具有緩沖吸振，傳動平穩(wěn)，噪聲小的特點。正常運行的條件是帶和帶輪間不發(fā)生打滑，帶在一定限度內(nèi)不發(fā)生疲勞損壞。修改從動件的運動規(guī)律，增大基圓半徑。計算題〔49分〕解：mn=2.5mmz1=15z2=38αn=20°小齒輪改為斜齒輪后不會根切。2．解：齒條速度方向向下FRFRFA2LLFr1Fr2Fs1Fs2根據(jù)靜力學平衡方程求得Fr1=1000N，F(xiàn)r2=2000N，軸向派生力Fs1，F(xiàn)s2方向如圖，故軸承１處為松端，軸承２處為緊端。Fa1=294N，F(xiàn)a2=294+500=794N構改錯〔10分〕⑥⑦②④⑤⑧⑩①③⑨①聯(lián)軸器上應為通孔②聯(lián)軸器無軸向定位③鍵槽位置錯誤④動靜件之間應有間隙⑤軸承蓋處應設密封裝置⑥應有調(diào)整墊片⑦軸承內(nèi)圈定位過高⑧與輪轂相配的軸段長度應短于輪轂長度⑨軸段過長，不利于軸承安裝，應設計為階梯軸⑩軸承內(nèi)圈無定位第二套填空題1．一平面鉸鏈四桿機構的各桿長度分別為a=350,b=600,c=200,d=700；(1)當取c桿為機架時，它為何種具體類型？___________；〔2〕當取d桿為機架時，那么為___________。2.凸輪機構中，凸輪基圓半徑愈___________，壓力角愈___________，機構傳動性能愈好。3.螺紋聯(lián)接是指___________________。螺旋傳動是指_________________。4.螺紋的公稱直徑是指它的_______，螺紋“M12X1.5”的含義為__________________。5．某調(diào)整螺紋，用雙頭粗牙螺紋，螺距為3mm，為使螺母相對螺桿沿軸向移動12mm，那么螺桿應轉____圈。6.國標規(guī)定，三角帶有___________七種類型，代號‘B2240’表示_______________________。7.帶傳動的主動輪直徑d1=180mm，轉速n1=940r/min，從動輪的直徑為d2=710轉速n2=233r/min,那么其彈性滑動系數(shù)ε為_______________________。8.一標準直齒圓柱的齒距為15.7mm，齒頂圓直徑為400mm,那么該齒輪的齒數(shù)為________。9.齒輪傳動的標準安裝是指__________________________。10.齒輪傳動的重合度越大，表示同時參與嚙合的輪齒對數(shù)___________，齒輪傳動也越__________。11.仿形法加工齒輪，根據(jù)被加工齒輪的________，________選擇刀具刀號。12.一主動直齒輪的轉矩為100Nm,其分度圓直徑為50mm，那么其傳遞的圓周力為_______，徑向力為_______。13.滾動軸承代號“6215”的含義是__________________________________。14.額定動載荷是指__________________________15.轉軸是指______________________，傳動軸是指___________________16.一個階梯軸由______，_________，______________三局部組成。二、選擇題1.曲柄搖桿機構中，搖桿為主動件時，___________死點位置?！睞〕不存在〔B〕曲柄與連桿共線時為〔C〕搖桿與連桿共線時為2.為保證四桿機構良好的機械性能，___________不應小于最小許用值?！睞〕壓力角〔B〕傳動角〔C〕極位夾角3.__________決定了從動桿的運動規(guī)律?！睞〕凸輪轉速〔B〕凸輪輪廓曲線〔C〕凸輪形狀4.緊鍵聯(lián)接與松鍵連聯(lián)接的主要區(qū)別在于：前者安裝后，鍵與鍵槽之間就存在有___________。(A)壓緊力(B)軸向力(C)摩擦力5.采用螺紋聯(lián)接時，假設被聯(lián)接件總厚度較大，切材料較軟，在需要經(jīng)常裝卸的情況下，宜采用_______________________。用于薄壁零件聯(lián)接的螺紋，宜采用_______________________。(A)螺栓聯(lián)接(B)雙頭螺栓聯(lián)接(C)螺釘聯(lián)接(D)三角形細牙螺紋(E)三角形粗牙螺紋(F)矩形螺紋6.為使三角帶傳動中各根帶受載均勻，帶的根數(shù)不宜超過_______根。(A)4(B)6(C)2(D)107.一對齒輪嚙合時,兩齒輪的________始終相切。(A)分度圓(B)基圓(C)節(jié)圓(D)齒根圓8.一般來說，_______更能承受沖擊，_____-更適合于較高的轉速下工作。(A)滾子軸承(B)球軸承三、計算題：1、一對外嚙合齒輪標準直齒圓柱掛齒輪傳動，測得其中心距為160mm.兩齒輪的齒數(shù)分別為Z1=20，Z2=44，求兩齒輪的主要幾何尺寸。2、計算圖示機構的自由度，并判定其是否具有確定運動，〔繪有箭頭的構件為原動件〕。第2題第3題3、圖示輪系，Z1=18、Z2=20、Z2'=25、Z3=25、Z3'=2〔右〕，當a軸旋轉100圈時，b軸轉4.5圈，求Z4=？4、設計一鉸鏈四桿機構，其搖桿CD的長度為50mm，行程速比系數(shù)K=1.3。填空題：1．雙曲柄機構曲柄搖桿機構2．大

小3．利用螺紋零件把需要固定在一起的零件固連起來利用螺紋零件實現(xiàn)回轉運動轉換成直線運動4．外徑

細牙螺紋外徑12mm，螺距1.55.26.YZABCDE

B型基準長度2240mm7.0.0228．789．分度圓與節(jié)圓重合10．越多

平穩(wěn)11．模數(shù)

齒數(shù)12．4000N

1455.9N13．深溝球軸承直徑系列2內(nèi)徑75mm14．額定壽命106壽轉，L=1(106轉)時軸承所能承受的最大載荷15．既承受彎矩也承受扭矩

只承受扭矩16．軸頭軸頸軸身選擇題1．B；2．B；3．B；4．C；5．B、D；6．D；7．C；8．A、B計算題1．m=5

d1=100d2=220da1=100+10=110

da2=220+10=230df1=100-12.5=87.5df2=220-12.5=207.5

p=3.14*5=15.7s=e=7.852．P=3*6-2*8-1=1具有確定運動3．i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/4.5

z4=40第三套一、選擇題1.圖示機構中有_______虛約束?！睞〕1個〔B〕2個〔C〕3個〔D〕沒有2.圖示機構要有確定運動，需要有_______原動件?！睞〕1個〔B〕2個〔C〕3個〔D〕沒有3.平面四桿機構無急回特性時_______，行程速比系數(shù)_______〔A〕壓力角α=0〔B〕傳動角β=0

〔C〕極位夾角θ=0〔D〕k＞1〔E〕k＜1〔F〕k=14.在雙曲柄機構中，三桿長度為a=80mm,b=150mm,c=120mm,那么d桿長度為_______。(A)＜110mm(B)110mm≤d≤190mm(C)≥190mm5.曲柄搖桿機構中，曲柄為主動件時，_______死點位置；〔A〕曲柄與連桿共線時為〔B〕搖桿與連桿共線時〔C〕不存在6.凸輪機構中，基圓半徑是指凸輪轉動中心到_______半徑?！睞〕理論輪廓線上的最大〔B〕實際輪廓線上的最大C〕實際輪廓線上的最小〔D〕理論輪廓線上的最小7.凸輪機構中的壓力角是指_______間的夾角。〔A〕凸輪上接觸點的法線與從動件的運動方向〔B〕凸輪上接觸點的法線與該點線速度〔C〕輪上接觸點的切線與從動件的運動方向8.緊鍵聯(lián)接主要是使軸與輪轂之間_______?！睞〕沿軸向固定并傳遞軸向力〔B〕沿軸向可作相對滑動并具有作用〔C〕沿周向固定并傳遞扭矩〔D〕安裝及拆卸方便9.普通平鍵聯(lián)接傳遞動力是靠_______?！睞〕兩側面的摩擦力〔B〕兩側面的擠壓力〔C〕上下面的擠壓力〔D〕上下面的摩擦力10.設計鍵聯(lián)接的幾項主要內(nèi)容是：a按輪轂長度選擇鍵的長度b按要求選擇鍵類型c按內(nèi)徑選擇鍵的剖面尺寸d進行必要強度校核具體設計時一般順序為_______。(A)b-a-c-d(B)b-c-a-d(C)a-c-b-d(D)c-d-b-a11.平鍵聯(lián)接能傳遞的最大扭矩為T，現(xiàn)要傳遞的扭矩為1.5T，那么應_______?！睞〕把鍵長增大到1.5倍〔B〕把鍵寬增大到1.5倍〔C〕把鍵高增大到1.5倍〔D〕安裝一對平鍵12.擰緊螺母時的功率主要與螺紋的_______有關?！睞〕升角〔B〕線數(shù)〔C〕螺距和牙型角〔D〕升角和牙型角13.螺紋聯(lián)接是一種_______?！睞〕可拆聯(lián)接〔B〕不可拆聯(lián)接〔C〕具有防松裝置的為不可拆聯(lián)接，否那么為可拆聯(lián)接〔D〕具有自鎖性能的為不可拆聯(lián)接，否那么可拆14.普通螺紋聯(lián)接中的松螺紋和緊螺紋聯(lián)接的主要區(qū)別是：松螺紋聯(lián)接的螺紋局部不承受_______的作用?！睞〕拉伸〔B〕扭轉〔C〕剪切〔D〕彎曲15.被聯(lián)接件受橫向外力時，如采用普通螺紋聯(lián)接，那么螺栓可能失效的形式為_______?！睞〕剪切與擠壓破壞〔B〕拉斷〔C〕拉扭斷裂16.剛性凸緣聯(lián)軸器用四只鉸制孔螺栓聯(lián)接，螺栓中心的圓直徑D=200mm,軸傳遞扭矩T=180N.m,那么作用在每個螺栓上的力為_______。(A)1800(B)240(C)450(D)54017.三角帶傳動和平型帶傳動相比擬，其主要優(yōu)點是_______。A)在傳遞相同功率時，尺寸較小

B)傳動效率高C)帶的壽命長

D)帶的價格廉價18.標準三角帶型號的選定，取決于_______?！睞〕傳遞的功率〔B〕帶的線速度〔C〕帶的圓周力〔D〕高速軸上的扭矩19.工作條件與型號一定的三角帶，其壽命隨小帶輪直徑的增大而_______。〔A〕降低〔B〕增大〔C〕不變20.帶傳動的中心距與小帶輪的直徑一致時，假設增大傳動比，那么小帶輪上的包角_______?！睞〕減小〔B〕增大〔C〕不變21.一定型號的三角帶傳動，假設小帶輪直徑一定，增大其傳動比，那么帶饒過大帶輪上的彎曲應力_______。〔A〕減小〔B〕增大〔C〕不變22.帶在工作時產(chǎn)生彈性滑動，是由于_______?！睞〕帶不是絕對撓性件〔B〕帶與帶輪間的摩擦系數(shù)偏低〔C〕帶的緊邊與松邊拉力不等〔D〕帶繞過帶輪產(chǎn)生離心力23.帶傳動的主動輪直徑D1=180mm,轉速n1=940r/min,從動輪直徑D2=710，轉速n2=233r/min,那么滑動系數(shù)ε為_______。〔A〕1.2﹪〔B〕1.5﹪〔C〕1.8﹪〔D〕2.2﹪24.在具體設計三角帶傳動時，a：確定帶輪直徑D1，D2，b：選用帶的型號，c：確定帶的長度L，d：確定帶的根數(shù)Z，e：選定初步中心距a0，f：計算實際中心距a，g：計算作用在軸上的壓力F。以上各工程進行的順序為_______?！睞〕a-b-c-e-f-d-g(B)a-b-d-e-c-f-g(C)b-a-e-c-f-d-g(D)b-a-e-f-c-d-g25.一對齒輪要正確嚙合，它們的_______必須相等，〔A〕直徑〔B〕寬度〔C〕模數(shù)〔D〕齒數(shù)26.一個齒輪上的圓有_______?！睞〕齒頂圓和齒根圓，〔B〕齒頂圓，分度圓，基圓和齒根圓〔C〕齒頂圓，分度圓，基圓，節(jié)圓，齒根圓27.一標準直齒圓柱齒輪的周節(jié)〔齒距〕P=15.7mm,齒頂圓的直徑為d=400mm,那么該齒輪_______?！睞〕82〔B〕78〔C〕80〔D〕76二、計算題1)、以下圖是連桿機構的運動簡圖1計算該機構的自由度；2問該機構是否存在曲柄2)、如下圖，輪系中各齒輪齒數(shù)。求傳動比i1H；計算其自由度。3)、一對標準直齒圓柱齒輪傳動，兩齒輪齒數(shù)分別為40和80，并且測得小齒輪的齒頂圓直徑為420mm，求兩齒輪的主要幾何尺寸。1.【A】；2.【A】；3.【C、D】；4.【B】；5.【C】；6.【C】；7.【A】；8.【C】；9.【B】；10.【B】；11.【D】；12.【D】；13.【A】；14.【B】；15.【B】；16.【C】；17.【B】；18.【A】；19.【B】；20.【A】；21.【A】；22.【C】；23.【D】；24.【C】；25.【C】；26.【B】；27.【B】一、 計算題1〕1． F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-0=12． AB=10mm；BC=40mm；CD=30mm；AD=50mm∵AB+AD<BC+CD滿足桿長之和AB為曲柄2〕1，2，3機架構成定軸輪系4，6，5，H構成行星輪系列式求解得：3〕m=420/(40+2)=10d1=400d2=800da2=800+20=820，df1=400-2*1.25m=375df2=800-2*1.25m=775，a=10/2(40+80)=600p=3.14*m=31.4第四套一.填空題1.機器或機構之間，具有確定的相對運動。2.在曲柄搖桿機構中，如果將桿作為機架，那么與機架相連的兩桿都可以作運動，即得到雙曲柄機構。3.曲柄搖桿機構產(chǎn)生“死點”位置的條件是，搖桿為件，曲柄為件。4.凸輪機構能使從動桿按照，實現(xiàn)各種復雜的運動。5.雙圓銷外嚙合槽輪機構，槽輪有6條槽，要使槽輪轉兩圈，曲柄盤應轉圈。6.三角帶外表上印有B2240，它表示該三角帶是，長度為2240mm。7.模數(shù)是齒輪的參數(shù)，是齒輪各局部幾何尺寸計算的，齒形的大小和強度與它成。8.標準外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪的模數(shù)和都相等，齒輪的角相等而旋向。9.規(guī)定蝸桿與螺旋升角的之比，稱為蝸桿特性系數(shù)。10.在工作中同時承受和兩種作用，本身又轉動的軸，叫轉軸。二、判斷題1、運動副是聯(lián)接，聯(lián)接也是運動副?！病?、曲柄的極位夾角θ越大，機構的急回特性也越顯著?！病?、在實際生產(chǎn)中，機構的“死點”位置對工作都是不利的，處處都要考慮克服。〔〕4、分度圓上壓力角的變化，對齒廓的形狀有影響。〔〕5、速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不管對齒輪傳動還是蝸桿傳動都成立。

〔〕三、簡答題1.什么叫標準齒輪？2.為什么要限制齒輪的最少齒數(shù)？3.兩軸相互平行的情況下采用什么類型的齒輪傳動，并表達其優(yōu)點。4.帶傳動中，打滑和彈性滑動有何不同？5.舉例說明急回特性在生產(chǎn)中有什么意義？四、計算題1.有一對標準直齒圓柱齒輪，m=2mm，α=200，Z=25，Z2=50，求〔1〕如果n1=960r/min，n2=？〔2〕中心距a=？〔3〕齒距p=？2.在圖示輪系中，各輪齒數(shù)z1=60，Z2=40，z2'=z3=20，z4=20，z5=40，z5'=z6，z6'=1，z7=60。求：〔1〕i17的大小；〔2〕假設輪1按圖示方向轉動，試畫出輪7的轉動方向。一、填空：1構件2最短桿

整周回轉3主動件

從動件4凸輪輪廓曲線

5126B

基準長度〔公稱〕7主要

依據(jù)

正比8法面

法面

螺旋角

相反

9

頭數(shù)

正切10

彎矩

扭矩

二、判斷1錯2對3錯4對5

錯三、簡答1壓力角200模數(shù)為標準值，分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪2范成法加工齒輪齒數(shù)低于17發(fā)生根切3直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪〔傳動平穩(wěn)、承載大〕4

傳動帶是彈性體，受到拉力后會產(chǎn)生彈性伸長，伸長量隨拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞過主動輪進入松邊時，帶的拉力由F1減小為F2,其彈性伸長量也由δ1減小為δ2。這說明帶在繞過帶輪的過程中，相對于輪面向后收縮了〔δ1-δ2〕，帶與帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對滑動，導致帶的速度逐步小于主動輪的圓周速度，這種由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。

彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是可以防止的。而彈性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以防止的。5例牛頭刨床空程速度快提高生產(chǎn)率計算1

、

n2=480

a=75

p=6.282、〔1〕1、2、2′、3為周轉輪系，輪4的軸線為行星架。4，5--5′，6為定軸輪系，〔2〕輪7的轉向為順時針方向。第五套一、填空題1.運動副是指能使兩構件之間既能保持________接觸，而又能產(chǎn)生一定的形式相對運動的_______。2.在_______機構中，如果將_______桿對面的桿作為機架時，那么與此相連的兩桿均為搖桿，即是雙搖桿機構。3.平面連桿機構當行程速比K________時，機構就具有急回特性。4.曲柄搖桿機構產(chǎn)生“死點”位置的條件時搖桿為__________，曲柄為__________。5.凸輪機構能使從動桿按照_____________實現(xiàn)各種復雜的運動。6.鍵20X70GB1095—79的含義是_____________。7.三角帶C2800的含義是______________。8.牛頭刨床的工作臺進給機構用的是_________________機構。9.由于漸開線齒輪的傳動比等于_________，所以即使兩輪的安裝中心距略有偏差，也不影響兩輪的傳動比。10.分度圓上的壓力角等于____________，摸數(shù)取的是____________值，齒厚和齒槽寬____________的齒輪，稱為標準齒輪。二、判斷題1．機構都是可動的。2．通過離合器聯(lián)接的兩軸可在工作中隨時別離。3．在平面連桿機構中，連桿與曲柄是同時存在的，即有連桿就有曲柄。4．凸輪轉速的上下，影響從動桿的運動規(guī)律。5．外嚙合槽輪機構，槽輪是從動件，而內(nèi)嚙合槽輪機構，槽輪是主動件。6．在任意圓周上，相鄰兩輪齒同側漸開線間的距離，稱為該圓上的齒距。7．同一模數(shù)和同一壓力角，但不同齒數(shù)的兩個齒輪，可以使用一把齒輪刀具進行加工。8．只有軸頭上才有鍵槽。三．簡答題1．擺動導桿機構有無急回特性？2．機構的“死點”位置在什么情況下需要克服？在什么情況下應當利用？3．分度圓上壓力角的變化，對齒廓的形狀有無影響？4．在什么情況下凸輪機構的從動桿才能得到運動的停歇？5．怎樣計算直齒圓柱齒傳動的圓周力、徑向力？四、計算題1、某傳動裝置中有一對漸開線。標準直齒圓柱齒輪〔正常齒〕，大齒輪已損壞，小齒輪的齒數(shù)zz1=24，齒頂圓直徑da1=78mm,中心距a=135mm,試計算大齒輪的主要幾何尺寸及這對齒輪的傳動比。2、在圖示輪系中，z1、z2、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。求傳動比i16。3、一軸由一對7211AC的軸承支承，F(xiàn)r1=3300N,Fr2=1000N,Fx=900N,如圖。試求兩軸承的當量動載荷P。

(S=0.68Fr

e=0.68

X=0.41,Y=0.87)一、填空題：1直接接觸

聯(lián)接2最短桿

對面3

K>14

主動

從動5

凸輪廓線6

A型平鍵寬度b=20mm，長度L=70mm

7

C型公稱長度28008

棘輪機構9基圓半徑的反比10

200，標準值

相等

二、判斷題1

對2

對3

錯4

錯5

錯6

對7

對8

對三、簡答題1有急回特性極位夾角不等于零2

運動時克服，固定夾緊時利用

3

有影響4

向徑、高度無變化5

Ft1=2T1/d1

Fr1=Ft1tg200四、計算題1、78=m(24+2)

m=3

a=m/2(z1+z2)

135=3/2(24+z2)

z2

=66

da2=3*66+2*3=204

df2=3*66-2*1.25*3=190.5

i=66/24=2.75

2、

i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5'3、

S=0.68Fr

S1=0.68Fr1=0.68*3300N=2244N

S2=0.68Fr2=0.68*1000N=680N

S2+Fx=680+900=1580N<S1

Fa1=S1=2244N

Fa2=S1-Fx=2244-900=1344N

Fa1/Fr1=2244/3300=0.68=e

Fa2/Fr2=1340/1000=1.344>e

P1=3300N

P2=0.41*1000+0.87*1344=1579N第六套一、填空題〔33分〕構件在外力作用下抵抗的能力稱為強度；構件在外力作用下抵抗的能力稱為剛度；構件在外力作用下保持的能力稱為穩(wěn)定性。2．在其它條件不變的情況下，受軸向拉伸桿件的直徑增大一倍，橫截面上的正應力將減少，相對變形將減少，絕對變形將減少。3．以下各圖中的剪切面面積分別為Aa=，Ab=，Ac=。4．在條件相同的情況下，采用空心軸，可以節(jié)省，減輕，提高。5．如果某截面的梁慣性矩為，那么該截面的形狀是，中性軸是軸，其梁的高度為，寬度為，中性軸與平行，與垂直。6．橫截面積相等時，矩形、圓形、工字形截面以選擇截面作為梁的截面最為合理。7．以下圖a中的AB桿將近產(chǎn)生變形，圖b中的AB桿產(chǎn)生變形，圖c中的AB桿將近產(chǎn)生變形。8．三種材料的曲線如圖，其中曲線1的材料最好，曲線2的材料最好，曲線3的材料最好。9．材料力學的根本假設有，，，，。10．強度條件可解決工程上的三類問題〔1〕?！?〕，〔3〕。二、判斷題〔對打√，錯打×。10分〕1．桿件所受的軸力FN愈大，橫截面上的正應力σ愈大。〔〕2．如下圖二桿，假設材料、長度和橫截面面積都相同，根據(jù)理論力學中力的可傳性原理把圖b中的力F從B點移至A點，那么兩桿的絕對變形和相對變形都相等?！病硞鲃虞S上輸入與輸出功率的齒輪位置不同，軸上最大扭矩數(shù)值不變?！病尺x用高強度鋼可以提高大柔度壓桿的穩(wěn)定性?！病巢牧系钠跇O限與構件的疲勞極限不同，構件的疲勞極限一般小于材料的疲勞極限?！病橙?、選擇題〔將正確答案的序號填寫在括號內(nèi)，10分〕1．尺寸相同的鋼桿和銅桿，在相同的軸向拉力作用下，其伸長比為8：15，假設鋼桿的彈性模量為E1=200GPa，在比例極限內(nèi)，那么銅桿的彈性模量E2=〔〕。a.b.c.等于E1d.以上都不正確2．用螺栓聯(lián)接兩塊鋼板，當其它條件不變時，螺栓的直徑增加一倍，擠壓應力將減少〔〕。a.1倍b.c.倍d.倍e.以上都不正確3．等直圓軸扭轉時，橫截面上的切應力合成的結果是〔〕。a.一集中力b.一力偶c.一內(nèi)力偶矩d.一外力偶矩e.以上都不正確4．在保持重量不變的情況下，空心軸與實心軸在強度和剛度方面較好的是〔〕。a.實心軸b.空心軸c.兩者都一樣d.以上都不正確5．圖中yoz截面對y軸的慣性矩為〔〕。a.b.c.d.e.四、計算題〔47分〕1．圖示結構中AB梁的變形及重量可忽略不計。桿1為鋼質圓桿，直徑d1=20mm，E鋼=200GPa。桿2為銅質圓桿，直徑d2=25mm，E銅=100GPa。試問：〔1〕載荷F加在何處，才能使加力后剛梁仍保持水平？〔2〕假設此時F=30kN，那么兩桿內(nèi)正應力各為多少？2．外伸梁受力如下圖，梁為T形截面。q=10kN/m，材料的許用應力[σ]=160MPa，試確定截面尺寸a。3．曲拐軸受鉛垂載荷作用如以下圖所示，P=30kN，[]=160MPa，試按第四強度理論設計AB軸的直徑。答案：1．破壞，變形，原有平衡狀態(tài)；2．3/4，3/4，3/4；3．πd12/4，πd22/4，πd3t，4．材料，自重，承載能力；5．矩形，Z，h,b,b,h；6．工字型；7．壓彎組合，彎扭組合，拉彎組合；8．強度，剛度，塑性；9．連續(xù)性假設，均勻性假設，各向同性假設，小變形假設，完全彈性假設；10．強度校核，設計截面尺寸，確定許可載荷。二．判斷題1．×，2．×，3．×，4．×，5．×，6．×。三．選擇題1．a(chǎn)，2．b，3．c，4．b，5．e四．計算題1．x=1.08m，δ1=44MPa，δ2=44MPa2．Mmax=89KN·m，a=21.1mm3.d=72mm第七套空題〔每空1分，共30分〕1．由于帶傳動存在，所以不能保證。2．在一定的條件下，f為一定值時，要增加帶傳動的傳動能力，就應增加和。3．齒數(shù)愈少，齒根厚度就愈；輪齒的彎曲應力就愈；因此，齒形系數(shù)Yf就愈。4．蝸桿傳動的失效形式主要有和。5．根據(jù)受載荷的不同，軸分為；；。其中主要承受彎矩；主要承受扭矩；既承受彎矩，也承受扭矩。6．根據(jù)磨擦狀態(tài)分，滑動軸承的磨擦狀態(tài)一般分為；兩類。按承受載荷的方向不同，將滑動軸承分為和。7．滾動軸承的典型結構由；；；等四局部組成。8．聯(lián)軸器根據(jù)內(nèi)部是否有彈性零件，分為聯(lián)軸器和聯(lián)軸器；9．理想的齒輪材料性能應是齒面；齒芯。10．選擇潤滑油粘度的一般原那么是：重載低速，應選粘度的油；高速應選粘度的油；工作溫度低應選粘度的油。選擇題〔每題2分，共20分〕1．為了保證帶的傳動能力，小帶輪的包角1應。〔A〕<120(B)>120(C)<150(D)>1502．齒面的接觸疲勞強度設計準那么是以不產(chǎn)生破壞為前提建立起來的。〔A〕疲勞點蝕；〔B〕磨損；〔C〕膠合；〔D〕塑性變形。3．一對嚙合的齒輪，小齒輪為硬齒面，大齒輪為軟齒面，因此有?！睞〕H1H2，[]H1[]H2；〔B〕H1=H2，[]H1[]H2；〔C〕H1H2，[]H1[]H2；〔D〕H1H2，[]H1=[]H2。4．齒輪的齒面疲勞點蝕首先發(fā)生在的部位。〔A〕靠近節(jié)線的齒根外表上；〔B〕靠近節(jié)線的齒頂外表上；〔C〕在節(jié)線上；〔D〕同時在齒根和齒頂外表上。5．在一傳動機構中，有圓錐齒輪傳動和圓柱齒輪傳動時，應將圓錐齒輪傳動安排在?！睞〕高速級；〔B〕低速級；〔C〕中速級；〔D〕任意位置。6．裝有張緊輪的帶傳動，帶的壽命將?！睞〕增加；〔B〕減少；〔C〕不變；〔D〕不確定。7．如果一轉軸工作時是正反轉運動，那么軸的計算彎矩公式中應取?！睞〕0.3；(B)0.6；(C)1；(D)2。8．為了提高軸的剛度，應采取的措施〔A〕以合金鋼代替碳素鋼；〔B〕以球墨鑄鐵代替碳素鋼；〔C〕提高軸的外表質量；〔D〕加大軸徑。9．為了把潤滑油導入整個磨擦外表之間，應在軸瓦的開設油溝?！睞〕非承載區(qū)；〔B〕承載區(qū)；〔C〕任意位置；〔D〕承載區(qū)與非承載區(qū)之間。10．帶安裝后，帶在槽中的三個位置如下圖，其中只有是正確的。三、問答題〔每問5分，共20分〕1．一對直齒圓柱齒輪傳動，在傳動比i、中心距a及其它條件都不變的情況下，假設減小模數(shù)m并相應地增加齒數(shù)z1和z2，試問這對彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度各有什么影響？在閉式傳動中，假設強度條件允許，這種減小模數(shù)增加齒數(shù)的設計方案有什么好處？2．試標出圖中兩種傳動形式的蝸桿、蝸輪和齒輪和轉動方向，哪種傳動形式比擬合理？為什么？〔兩種傳動形式的參數(shù)均相同〕四、計算題〔共22分〕1．圖示為一齒輪軸，其上裝有一對型號為7208E的軸承。Fx=5000N，F(xiàn)rⅠ=8000N，F(xiàn)rⅡ=6000N。試計算作用于兩軸承上的總軸向載荷?！睸=Fr/2Y，Y=0.4ctg14°2′10″〕〔10分〕2．設兩級斜齒圓柱齒輪減速器的條件如下圖，試問：〔1〕低速級斜齒輪的螺旋線方向應如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反？〔2〕低速級螺旋角應取何值才能使中間軸的軸向力互相抵消？〔12分〕五、改錯題〔8分〕以下圖為一輸出軸，試指出1~8標注處的錯誤。答案:1．彈性滑動，恒定的傳動比；2．初拉力，小帶輪包角；3．小，小，大，大；4．摩損，膠合；5．心軸，傳動軸，轉軸；心軸，傳動軸，轉軸；6．滾動摩擦，滑動摩擦；向心軸承，推力軸承；7．外圈，內(nèi)圈，滾動體，保持架；8．彈聯(lián)軸器，剛性聯(lián)軸器；9．硬，韌；10．高，低，低二．選擇題1．B，2．A，3．B，4．A，5．A，6．B，7．C，8．D，9．A，10．a(chǎn)三．問答題1．答：〔1〕一對直齒圓柱齒輪傳動，在傳動比，中心距及其它條件不變的情況下，假設減小模數(shù)并相應地增加齒數(shù)時，會使彎曲強度下降，對接觸疲勞強度無影響?！?〕在閉式傳動中，假設彎曲強度條件允許，減小模數(shù)，增加齒數(shù)，可以使重合度增加，傳動的平穩(wěn)性增加，模數(shù)齒頂圓直徑也小，既可節(jié)省材料，又減少了切齒的工作量。2．〔1〕答：〔2〕第一種〔左〕形式較合理?！?〕由于蝸桿傳動的嚙合效率η是隨著滑動速度vs的增加而增大，為了提高蝸桿傳動的效率，應盡可能增大vs，即增大蝸桿的轉速n1，所以蝸桿傳動應盡可能布置在高速級。四．計算題1．〔1〕低速軸小齒輪左旋，大齒輪右旋，中間軸上兩齒輪旋向相同才能使軸向力相反?！?〕β2=8°16′04″2．FaⅠ=FX+SⅡ=6875N，F(xiàn)aⅡ=SⅡ=1875N五．改錯題1．無倒角，軸承裝拆不方便；2．軸肩過高，軸承無法拆卸；3．輪轂與軸無鍵聯(lián)接，周向固定不可靠；4．套筒與軸肩平齊，右軸承定位固定不可靠，套筒外徑過大，軸承無法拆卸；5．軸頭過長，齒輪裝拆不便；6．精加工面過長，也不利于軸承拆卸；7．軸與軸承蓋無密封件，蓋孔與軸間無間隙，動靜件未分開，工作時會干預；8．聯(lián)軸器與軸間無鍵聯(lián)接，周向固定不可靠，不利于裝拆軸上零件。第八套一、答復以下問題：〔每題6分〕〔1〕作用力與反作用力是一對平衡力嗎？〔2〕圖a中所示三鉸拱架上的作用力F，可否依據(jù)力的可傳性原理把它移到D點？為什么？〔3〕二力平衡條件、加減平衡力系原理能否用于變形體？為什么？〔4〕只受兩個力作用的構件稱為二力構件，這種說法對嗎？〔5〕等式F=F1+F2與F=F1+F2的區(qū)別何在？〔6〕圖b、c中所畫出的兩個力三角形各表示什么意思？二者有什么區(qū)別？〔7〕如下圖一傳動軸，如何改變外力偶的作用位置以提高軸的承載能力？〔8〕下兩圖為在銑床上安裝工件的兩種方法，主要工具由墊鐵l、壓板2、T形螺栓3及螺母4、墊圈5等組成，試分析這兩種方法的特點，并指出哪種方法正確。〔9〕現(xiàn)有低碳鋼和鑄鐵兩種材料，試對以下兩種結構中的桿選用適宜的材料，并說明理由?！?0〕判斷如下圖的橫截面上的切應力分布圖是否正確？二、計算題〔每題10分〕1．組合梁及其受力情況如下圖,F=qa，M=qa2，梁的自重可忽略不計，試求A、B、C、D各處的約束反力。2．變速箱中間軸裝有兩直齒圓柱齒輪，其分度圓半徑r1=100mm，r2=72mm，嚙合點分別在兩齒輪的最低與最高位置，如下圖。圖中的尺寸單位為mm。齒輪壓力角α=20。在齒輪1上的圓周力F1=1.58kN。試求當軸平衡時作用于齒輪2上的圓周力F2與A、B軸承的反力。3．圖示直桿質量為35kg，問多大的力FP才能使其移動？接觸面間的靜摩擦因數(shù)均為0.3。4．圖示一托架，AC是圓鋼桿，許用應力[]鋼=160MPa；BC是方木桿，許用應力[]木=4MPa，F(xiàn)=60kN，試選擇鋼桿圓截面的直徑d及木桿方截面的邊長b。5．鑄鐵梁受力和截面尺寸如下圖。：q=10kN/m，F(xiàn)=2kN，許用拉應力[t]=40MPa，許用拉應力[c]=160MPa,，試按正應力強度條件校核梁的強度。假設載荷不變，將T型梁倒置成為⊥形，是否合理？〔附加題15分〕答案：一、答復以下問題：答：〔1〕不是。作用力與反作用力是分別作用在兩個不同的物體上兩個力?！?〕不可以。力的可傳性原理只適用于同一剛體上，此題不是在同一剛體上。〔3〕不可以。因其應用前提必須是剛體。〔4〕不對。在兩個力作用下保持平衡的的構件才能稱為二力構件?！?〕F=F1+F2是矢量式，包含大小和方向，F(xiàn)=F1+F2是代數(shù)式，只有大小?！?〕圖b表示力的合成，圖c表示力的平衡。前者表示F3=F1+F2，后者為F1+F2+F3=0〔7〕將4Mo向右移至2Mo處，將2Mo左移至1Mo處，將Mo左移至4Mo處可使軸的最大轉矩減少一半，使軸的承載能力提高一倍。計算如下：原來Mmax=4Mo現(xiàn)在Mmax=2Mo故軸的承載能力提高一倍。〔8〕根據(jù)力矩的定理，力臂與力成反比，如要使工件壓緊，壓板的螺栓應盡量靠近工件，故圖a〕正確?！?〕由受力分析可知，兩圖中1桿均受拉，2桿均受壓，故1桿應選用低碳鋼，2桿應選用鑄鐵?！?0〕圖〔a〕正確。二、計算題略第九套一、填空題〔每空1分，共29分〕1．在計算機構自由度是時，應注意的三種情況是；；。2．凸輪機構中，運動規(guī)律有剛性沖擊，運動規(guī)律有柔性沖擊，運動規(guī)律無沖擊。3．螺紋聯(lián)接的根本類型有；；；。4．傳動帶工作時受有三種應力，它們是：由引起的應力；由引起的應力以及由于引起的應力。5．現(xiàn)有4個標準齒輪：m1=4mm，z1=25；m2=4mm,，z2=50；m3=3mm，z3=60；m4=2.5mm，z4=40。其中齒輪的漸開線形狀相同，齒輪能正確嚙合，齒輪能用一把滾刀制造。6．在其他條件不變的情況下，載荷增加一倍時，軸承的壽命將減為原來的。7．當n>10r/min時，滾動軸承的主要失效是，此時應按確定軸承型號。8．選擇潤滑油的一般原那么是：軸承的載荷大，軸頸的圓周速度低和工作溫度高時，應選用的潤滑油；反之，那么應選用的潤滑油。9．圖示鉸鏈四桿機構中AB=80mm，BC=110mm，CD=40mm，AD=100mm，那么當AB為機架時是機構；BC為機架時是機構；CD為機架時是機構。10．帶傳動中，傳動帶在帶輪上的滑動可分為和兩種情況，其中是帶傳動正常工作時所不允許的。二．選擇題〔每題1.5分，共15分〕1．機構具有確定相對運動的條件是?！睞〕F≥0；〔B〕N≥4；〔C〕W>1；〔D〕F=W。注：F-自由度數(shù)，N-活動構件數(shù)，W-主動構件數(shù)2．曲柄連桿機構中以為主動件時，會出現(xiàn)死點?！睞〕曲柄；〔B〕連桿；〔C〕搖桿；〔D〕上述都不對。3．為了保證帶的傳動能力，應驗算小帶輪的包角1，并使1?！睞〕120；〔B〕120；〔C〕150；〔D〕150。4．按初估軸直徑公式d≥C計算出的直徑，通常作為階梯軸的的尺寸?！睞〕最大處直徑；〔B〕軸中間段直徑；〔C〕最小處直徑；〔D〕危險截面處直徑；5．齒面的接觸疲勞強度設計準那么是以不產(chǎn)生破壞為前提建立起來的?！睞〕疲勞點蝕；〔B〕磨損；〔C〕膠合；〔D〕塑性變形。6．一對嚙合的齒輪，小齒輪為硬齒面，大齒輪為軟齒面，因此有?！睞〕H1H2，[]H1[]H2；〔B〕H1=H2，[]H1[]H2；〔C〕H1H2，[]H1[]H2；〔D〕H1H2，[]H1[]H2。7．在齒輪減速器中，一般將小齒輪的寬度b1取得比大齒輪的寬度b2?！睞〕大；〔B〕??；〔C〕相等；〔D〕隨意取值。8．當分度圓直徑一定時，在滿足輪齒彎曲強度的條件下，應盡可能選取。較寬的齒寬；〔B〕較大的模數(shù)；〔C〕較多的齒數(shù)；〔D〕較大的中心距。9．為了提高軸的剛度，應采取的措施〔A〕以合金鋼代替碳素鋼；〔B〕以球墨鑄鐵代替碳素鋼；〔C〕提高軸的外表質量；〔D〕加大軸徑。10．如果一轉軸工作時是正反轉運動，那么軸的計算彎矩公式中應取?！睞〕0.3；(B)0.6；(C)1；(D)2。三、計算題(每題12分，共48分)計算以下圖各機構的自由度。2．圖示為二級斜齒圓柱齒輪減速器。主動輪1的螺旋角及轉向，為了使裝有齒輪2和齒輪3的中間軸的軸向力較小，試在圖中畫出齒輪2、3、4的輪齒螺旋角旋向和各齒輪產(chǎn)生的軸向力方向。mn2=3mm，z2=57，2=15，mn3=4mm，z3=20，試求3為多少時，才能使中間軸上兩齒輪產(chǎn)生的軸向力互相抵消？在圖示齒輪系中，z1=22，z3=88，z3'=z5試求傳動比i15。軸承的安裝形式如下圖。：Fs2+FA>FS1或FS2+FA<FS1，求：軸承上作用的軸向載荷。：FS1>FS2；FA<FS1-FS2，求：軸承上作用的軸向載荷。四、改錯題〔8分〕1．圖示為二級齒輪減速器中中間軸的結構，試指出圖中結構不合理的地方〔在圖上標出〕，并改正之。答案:1．復合鉸鏈，局部自由度，虛約束；2．等速，等加速等減速運動，余統(tǒng)弦加速度；3．螺栓聯(lián)接，雙頭螺柱聯(lián)接，螺釘聯(lián)接，緊定螺釘聯(lián)接；4．初拉力，拉應力；離心力，離心應力；彎曲，彎曲應力

5．1和4，1和2，1和2；6．12.5%7．疲勞點蝕，壽命計算;8．粘度高，粘度低；9．雙搖桿，曲柄搖桿，雙曲柄；10．彈性滑動，打滑，彈性滑動。二．選擇題1．〔D〕2．〔C〕3．〔B〕4．〔C〕5．〔A〕6．〔B〕7．〔A〕8．〔C〕9．〔D〕10．(C)三、計算題(a)F=1，(b)F=12，3右旋，4左旋，β=10°i15=91〕Fs2+FA>Fs1時，F(xiàn)aⅠ=Fs2+Fa2，F(xiàn)aⅡ=Fs1-Fs2+FA<Fs1時，F(xiàn)aⅠ=Fs1,FaⅡ=Fs1-FA,2〕Fs2+FA<Fs1時，F(xiàn)aⅠ=Fs1,FaⅡ=Fs1-FA,四、改錯題從左至右套筒軸肩過高，應降低高度；齒輪左端面距內(nèi)臂距離太??；兩齒輪間距太小軸環(huán)位置不對，大齒輪裝不進去，應改到兩齒輪中間；軸承類型不對，應選用同類型。第十套1.螺紋聯(lián)接的根本類型有哪些？各有什么特點及各用于什么場合？〔8分〕2．螺栓組結構設計中應注意什么？〔6分〕3．普通平鍵聯(lián)接的類型有幾種，軸端聯(lián)接一般采用哪一種類型的平鍵？鍵的尺寸是如何選出的。試舉一例?！?分〕4．自行車的前軸、中軸、后軸各是心軸還是轉軸？〔6分〕5．試分析參數(shù)dd1、1、v、i、a對V帶傳動有何影響？如何選取？〔10分〕6．為了修配一對齒輪查閱了原設計資料，知大小齒輪均使用45鋼正火。試指出設計的不妥之處和輪齒的失效形式，并提出改良的措施?！?分〕7．模數(shù)大、彎曲強度也大，那么一對齒輪傳動的齒面接觸強度必為相等，故彎曲強度也應相同，對嗎？〔6分〕8．有兩對直圓柱齒輪傳動，其中一對齒輪的m=2mm，z1=50，z2=200，b=75mm，另一對齒輪的m=4mm，z1=25，z2=100，b=75mm，當載荷及其它條件均相同時，試問：1〕兩對齒輪的接觸疲勞強度是否相同？為什么？2〕兩對齒輪的彎曲疲勞強度是否相同？為什么？〔12分〕9．制造軸的材料有幾種？假設軸的剛度不夠，是否可采用高強度合金鋼提高軸的剛度？為什么？〔6分〕10．軸承安裝形式如下圖。〔12分〕：Fs2+FA>FS1或FS2+FA<FS1，求：Ⅰ、Ⅱ軸承上作用的軸向載荷。：FS1>FS2；FA<FS1-FS2，求：Ⅰ、Ⅱ軸承上作用的軸向載荷。11．某電動機與油泵之間用彈性套柱銷聯(lián)軸器聯(lián)接，功率P=7.5kW，轉速n=970r/min，兩軸直徑均為42mm，試選擇聯(lián)軸器的型號。〔6分〕12．帶速越高，帶的離