东北大学机械设计基础期末试卷【模拟测试(参考)】.pdf
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1、模拟测试(一)一、判断题(一、判断题(正确正确 T,错误,错误 F,每小题每小题 1 分,共分,共 14 分)分)1.三角形螺纹主要用于传动。()2.为提高 V 带的寿命,小带轮直径应选小些。()3.链传动中小链轮齿数越少越平稳。()4.标准渐开线斜齿轮的端面模数为标准模数。()5.圆锥滚子轴承能同时承受径向载荷和轴向载荷。()6.受横向载荷的普通螺栓联接,螺栓受剪应力。()7.普通平键主要用来实现轴和轴上零件的轴向固定。()8.工作时,既传递转矩又承受弯矩的轴称为转轴。()9.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副。()10.采用变位蜗杆传动时,仅对蜗轮进行变位。()11.构件是机械中
2、独立制造单元。()12.一对传动齿轮,小齿轮一般应比大齿轮的材料好,硬度高。()13.凸轮机构的从动件按简谐运动规律运动时,不产生冲击。()14.在以摇杆为原动件的曲柄摇杆机构中,死点出现在曲柄与机架共线处。()二、回答下列问题(二、回答下列问题(30 分)分)1图示为铰链四杆机构,请作图表示机构的极位夹角,图示位置的压力角。(要求作图痕迹)(4 分)A B C D 2凸轮机构基本的从动件运动规律有哪几种?(3 分)3闭式蜗杆传动中,为什么要求进行热平衡计算?(5 分)4计算图示机构的自由度,并判断该机构是否具有确定的运动。(6 分)A B C D E F G 5开式和闭式齿轮传动的计算准则是
3、什么?(6 分)6何为带传动的弹性滑动与打滑现象,二者的主要区别。(6 分)三、三、(10 分)分)图示轮系,已知各齿轮的齿数,轮 1 的角60,20,25,153/221zzzz速度,轮 1 的角速度。(1)当、转向相同;(2)当rad/s 2091rad/s 5.2313、转向相反时,试分别求系杆 H 的角速度当的大小和方向。13H 1 2 2/H 3 四、四、(20 分)分)某齿轮轴由一对 30208 轴承支承,其轴向外载荷,方向如图所N 350AF 示,轴承所受径向载荷,轴的工作转速。冲N 52001RN 00831Rr/min 960 n 击载荷系数,工作温度低于 120。轴承的数据
4、为,3.1dfN59800C37.0e ,派生轴向力。时,;时,6.1YYRS2eRA0.1X0YeRA4.0X 。6.1Y试求:(1)两轴承的当量动载荷 P1,P2;(2)若轴承的预期寿命为 25000 小时,问能否满足要求。R1 R2 FA 五、五、(12 分)分)图示三块钢板,用两只普通螺栓联接,螺栓小径,螺栓材17.294mm 1d料的许用拉应力,被联接件表面摩擦系数,可靠性系数 2N/mm 9015.0f,求此螺栓组联接可传递的最大静载荷 R。2.1fK R 2R 2R 六、六、(14 分)分)图示圆锥-圆柱齿轮减速器。已知小锥齿轮 1 为主动,转动方向如图所示。试求:(1)各轴的转
5、向;(2)为使轴上的两齿轮轴向力方向相反,求齿轮 3 和 4 的螺旋方向;(3)画出齿轮 2 和 3 所收的各分力。1 2 3 4 n1 3 2 参考答案参考答案一、判断题一、判断题1.F 2.F 3.F 4.F 5.T 6.F 7.F 8.T 9.T 10.T 11.F 12.T 13.F 14.F二、回答下列问题二、回答下列问题1.2.等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律3.蜗杆传动的效率较低,发热量大,闭式传动中如果散热条件不好,会引起温升过 高使润滑油粘度降低,破坏润滑油膜,导致轮齿胶合。4.21927323hlPPnF 该机构运动不确定,因为机构的自由度数为 2,而图中只
6、有一个主动构件。5.开式齿轮-按齿根弯曲疲劳强度进行设计,通过降低许用应力的方法考虑磨损的影 响。闭式齿轮-按齿面接触疲劳强度进行设计,按齿根弯曲疲劳强度进行验算。6.由带的弹性变形引起的带与带轮之间局部微小的相对滑动 称为 弹性滑动,是带传动不可避免的 物理现象。带传动所能产生的摩擦力有一定的限度,当有效圆周力大于带传动所能产生的最大摩 擦力时,带在带轮上将发生全面相对滑动,这种现象称为打滑。带正常工作时,必须避免打滑。三、解:三、解:该轮系为差动轮系 52015602521323113/zzzziHHH(1)1、3 转向相同 52520931HHHH.解得,方向与 1、3 转向相同。sra
7、dH/17.39(2)当 1、3 转向相反,取 1为正,3为负52520931HHHH.解得rad/s,方向与 1转向相同。5.30H四、解:四、解:(1)计算派生轴向力、1S2S,N16256.125200211YRSN5.11876.123800222YRS(2)计算轴向载荷、1A2A,N1625max211AFSSA、N2225max212SFSAA、(3)计算当量动载荷、1P2P ,00137.01253.0520016251111Y.XeRA、1.6400.3756.0380022252222Y.XeRA、N4606)22251.603804.0(3.1)(N0766005213.1
8、)(2222211111AYRXfPAYRXfPdd (4)计算轴承寿命hL10 ,故按照轴承 1 计算,21PP 310h2485667605980019606010601031061610 PCfnLth 轴承计算寿命,不能满足寿命要求。2500010hL五、解:五、解:普通螺栓联接,2,2zm,则 213.14dQp N22.162623.14294.17903.14221dQp,所以RKfzmQfpN108412.1222.022.1626fpKfzmQR六、解:六、解:分析结果如图所示。1 2 3 4 n1 3 2 n n Fa2 Fa3 Fr2 Fr3 Ft3 Ft2 模拟测试(二
9、)一、选择正确答案(每小题一、选择正确答案(每小题 2 分,共分,共 20 分)分)1.普通平键的横截面尺寸是根据_,按照标准选择。A传递转矩的大小 B传递功率的大小 C轴的直径 D轮毂长度2.设计 V 带传动时,限制带轮的最小直径是为了限制_。A小带轮的包角 B带的长度 C传动中心距 D带的弯曲应力3.一对齿轮传动,已知 Z1Z2,则一对齿相啮合时,齿面的接触应力_。A B C D21HH21HH21HH21HH4.若、分别代表主、从动链轮的齿数,、分别代表主、从动链轮的角速度,1z2z12、分别代表主、从动链轮的角速度,、分别代表主、从动链轮的分度圆直径,1n2n1d2d则链传动的瞬时传动
10、比_。A B C D12zz2112dd21nn5.设计轴的当量弯矩时,若转矩频繁正反转变化,则应力折算系数 取为_。A B C D 110110116、双线螺纹的直径为:大径,小径,中径,mmd20mmd294.171mmd376.182螺距,则螺纹升角为_。mmp5.2A2.48 B4.55 C4.95 D5.267.图示四杆机构为_。A双曲柄机构 B曲柄摇杆机构 C双摇杆机构 D曲柄滑块机构 60 70 100 50 8.受轴向工作载荷作用的普通螺栓联接,其强度条件为_。A B 221N/mm314dQ.221N/mm314dQ.pC D 221N/mm4dQ 221N/mm31dQ.9
11、.带传动在工作时,设小带轮为主动轮,则带内应力的最大值发生在带_。A进入大带轮处 B进入小带轮处 C离开大带轮处 D离开小带轮处10.在计算齿轮的弯曲强度时,将轮齿看作一悬臂梁,并假定全部载荷作用于轮齿的_,以这时的齿根弯曲应力作为计算强度的依据。A齿顶处 B节圆处 C分度圆处 D齿根处二、(15 分)分)在图示轮系中,已知各轮齿数为,求系杆 H 与齿39,2,203/221zzzz轮 1 的传动比iH1。1 2 3 2/H 三、(9 分)分)某开式直齿圆柱齿轮传动,小齿轮为 45 号钢正火,21N/mm500H,大齿轮为 HT250,21N/mm150F22N/mm350H22N/mm60F
12、,mm 4m201z802z5mm 41b0mm 41b51.K 821.YF,求能传递的最大转矩 T。(已知:,2322.YF231N/mm1285HHbuuKTa,考虑磨损的影响,将降低 20%。)211N/mm2FFFYmbdKT F四、四、(20 分)分)图示为蜗杆斜齿圆柱齿轮传动,蜗杆主动,右旋,转向如图。为使、轴上的轴向力方向相反。,试求:(1)蜗轮的螺旋线方向;(2)齿轮 3、4 的螺旋线方向;(3)蜗轮 2、齿轮 3 的受力分析。n1 O1 1 2 3 4 五、五、(6 分)分)指出卷筒轴的类型(传动轴、心轴、转轴)P P P(a)(b)(c)六、六、(20 分)分)计算图示滚
13、动轴承寿命 Lh。已知:,工作温度低于 120,1000N1R1500N2R500NAFr/min 500n21.fd轴承相关参数件下表。轴承型号C(N)eXYS7307AC328000.70.410.850.63R R1 R2 FA 1 2 七、七、(6 分)分)计算机构的自由度并确定机构具有确定运动的主动构件数。A B C D E F G E/八、八、(4 分)分)画出凸轮从图示位置转过 45 角后,从动件的压力角。45 参考答案参考答案一、选择正确答案一、选择正确答案1.C 2.D 3.C 4.B 5.D 6.C 7.C 8.A 9.B 10.A二、解:二、解:,又 /HHnnnni21
14、32031H13zzzz120223/zz,n所以,40392zzzz21321HHnnn4011nniHH三、解:三、解:开式齿轮传动按弯曲疲劳强度设计,即 FF mmN2)201(1.Kmbd.YTFF,、2211FFFFFFYYY 571538215011.YFF 9262326022.YFF所以,mmN91853512420440809126.T四、解:四、解:n1 O1 1 2 3 4 Fa2 Fr2 Ft2 Fa3 Ft3 Fr3 五、解:五、解:(a)转动心轴 (b)不转动心轴 (c)转轴六、解:六、解:(1)计算派生轴向力945N0051630630N,630100063063
15、02211.R.S.R.S(2)计算轴向载荷945Nmax1445N,max122211AAFS,SAFS,SA(3)计算当量动载荷017063015009458504107044511000144522221111Y,X.e.RA.Y,.X.e.RA、1800N1500211966N14458501000410212222211111.AYRXfP.AYRXfPdd(4)计算轴承的寿命,计算时取,球轴承21PP 1PP 3154792h196632800015006010601036610.PCfnLth七、解:七、解:233,hlP,Pn12323323hlPPnF该机构具有确定的运动。八
16、、解:八、解:45 模拟测试(三)一、回答下列问题(共一、回答下列问题(共 8 小题,每题小题,每题 5 分)分)1.计算图示机构的自由度,并判断是否有确定的运动。2.判断图示机构属于哪种类型,并说明理由。A B C D E 70 90 100 40 题 1 图 题 2 图3.凸轮机构从动件的等速运动规律和等加速等减速运动规律存在的冲击属于哪种类型并说明各自适用范围。4.齿轮传动的载荷系数包括哪些?各考虑了哪些因素的影响?5.计算非液体摩擦滑动轴承时,为什么要验算 p 和 pv 值?6.按载荷性质轴可分为几类?7.为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算?8.一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动中
17、,试mm 5.2m201z402z计 算齿轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆直径和齿轮传动的中心距。二、二、(10 分)分)在图示传动装置中,已知各轮齿数为,811z,3为单头右旋632z202 z403z蜗杆,4 为蜗轮,运动从 1 轮输入,404z,方向如图所示。r/min10001n试求蜗轮 4 的转速,并指出其转动方向。4n三、三、(6 分)分)计算图示机构的自由度,若含有复合铰链、局部自由度、虚约束,请明确指出。四、四、(10 分)分)图示为一铰链四杆机构。已知杆 1 作整周回转,杆 3 在一定角度内摆动,最大摆角为,且,当杆 3 摆到左极限位置时,当75mm114CDLmm1022CAL杆
18、3 摆到右极限位置时,。试求:杆 1 和杆 2 的长度及行程速比系数。mm2291CALK(按一定的比例尺作图,保留作图痕迹)五、五、(8 分)分)指出图示轴系结构的错误(轴承的支承形式为全固式)。六、六、(16 分)分)图示为齿轮轴简图。用一对 7307AC 型角接触球轴承支撑,轴承所受径向 载荷,轴向外载荷,轴的工作转速,N40001RN42502RN560AFr/min960n 工作温度低于 120,冲击载荷系数。轴承的数据为,5.1dfN 34200 C,68.0e 派生轴向力。当时,;当时,RS68.0eRA0,0.1YXeRA。87.0,41.0YX 试求该轴承的寿命。10hL R
19、1 R2 FA 七、七、(10 分)分)把下图中的螺栓联接节补画全参考答案参考答案一、回答下列问题一、回答下列问题1.0,75,hlPPn10725323hlPPnF 该机构具有确定的运动。2.,即最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆长度之和,907016014040100 机构中存在曲柄,又最短杆为连架杆,所以,该机构为曲柄摇杆机构。3.等速运动规律:速度存在突变,具有刚性冲击。只能用于低速和从动件质量较小的凸 轮机构中。等加速等减速运动规律:加速度存在突变,具有柔性冲击。只能用于中速的凸轮机构中。4.齿轮传动的载荷系数包括使用系数,动载系数,齿向载荷分布系数和齿间AKvKK载荷分配系数。使
20、用系数考虑齿轮啮合的外部因素引起的动力过载影响的系数;KAK动载系数考虑齿轮本身的啮合振动产生的内部附加动载荷影响的系数;齿向载荷分vK布系数考虑载荷沿齿宽方向分布不均匀影响的系数;齿间载荷分配系数考虑同KK时啮合的齿对之间分配不均匀的影响系数。5.限制平均压强的目的在于避免因轴承单位面积负荷过大,润滑油被挤出而产生过快的 磨损;对于滑动速度较大的摩擦表面要限制单位接触面上的摩擦功不要过大,防止摩 擦表面温升过高使油膜破坏,磨损加剧,甚至出现胶合。6.分为三类,即转轴、传动轴和心轴,心轴又分为固定心轴和转动心轴。7.蜗杆传动效率较低,工作是发热量大,如果产生的热量不能及时散逸,则随着油温的 升
21、高将使润滑油黏度降低,从而使润滑状态变坏,甚至会导致胶合。所以蜗杆传动必 须进行热平衡计算,以保证单位时间内的发热量能在同一时间内散逸出去,从而维持 良好的润滑状态,保证蜗杆传动正常工作。8.,mm50205.211 mzdmm100405.222 mzdmm550.12205.22*11aahzmdmm1050.12405.22*22aahzmdmm75.4325.00.12205.22*11chzmdafmm75.9325.00.12405.22*22chzmdafmm7540205.2212121zzma二、解:二、解:该轮系为定轴轮系,其传动比为,则160120184040363214
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