机械设计基础试卷C及答案.doc

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班 级

姓 名

学 号

试卷（C卷）及答案
课程名称：《机械设计基础》
专业、年级：（本科）
考核方式：考试（闭卷）
【考生注意】：
①除试卷有特殊说明外，所有答案均应写在答题纸上，不必抄题，但须标明题号。
②本试题共（2）页，如有缺页或字迹不清，请向监考教师说明。
③密封线内不准答题，发卷30分钟内不准交卷。

一、填空题（共10分，每题1分）
1.机械系统由原动机、（ ）、执行结构、控制系统组成。
2.制造机械零件的非金属材料主要有（ ）、塑料、其它非金属材料。
3.作相对运动的3个构件的3个瞬心必（ ）。
4.在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越（ ），所设计的机构越紧凑。
5.棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构均为（ ）运动机构。
6.当安装一对渐开线直齿圆柱齿轮时，若使两轮的中心距稍许增大，则其传动比将（ ）。
7.p表示链条节距，z表示链轮齿数，当转速一定时，要减少链传动的运动不均匀性和动载荷，采取的措施是（ ）。
8.在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数z1和模数m一定，若增大导程角，则传动效率（ ）。
9.轴上零件的周向固定的常用方法有键、花键、销联接、（ ）等。
10.标准规定，滚动轴承代号由前置代号、（ ）、后置代号，三段组成。
二、单项选择题（共10分，每题1分）
1.用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副所绘制的机构简图称为（ ）。
A.机构运动简图 B.机构示意图 C.运动线图 D.运动分析图
2.当凸轮基圆半径相同时，采用偏置式从动件可以（ ）凸轮机构推程的压力角。
A.变大 B.不变 C.变小 D.两者无关
3.传动要求速度不高、承载能力较大的场合常应用的从动件形式为（ ）。
A.尖顶式 B.滚子式 C.平底式 D.曲面式
4.自行车后轴上的“飞轮”采用的的机构是（   ）。 
A.棘轮机构  B.槽轮机构   C.不完全齿轮机构 D.变速机构 
5.套筒滚子链传动中心距过小的缺点是( )。
A.链条工作时颤动，运行不平稳 B.链条运动不均匀性与冲击性作用增强
C.链条磨损快，小链轮上的包角小 D.容易发生“脱链”现象
6.低速链传动中(V<0.6 m／s)，这时链的主要破坏是（ ）。
A.冲击破坏 B.链条铰链的磨损 C.胶合 D.过载拉断
7.对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ ）联接。
A.普通平键 B.半圆键 C.楔键 D.切向键
8.（ ）结构比弹性套柱销联轴器简单，制造容易，维护方便。适用于轴向窜动量较大、正反转启动频繁的传动和轻载的场合。
A.凸缘联轴器 B.万向联轴器 C.轮胎式联轴器 D.弹性柱销联轴器
9.（ ）是只能承受径向载荷的轴承。
A.深沟球轴承 B.调心球轴承 C.角接触球轴承 D.圆柱滚子轴承
10.在滑动轴承材料中，（ ）通常只用作双金属轴瓦的表层材料。
A.铸铁　 　B.巴氏合金　 　C.铸造锡磷青铜　 　D.铸造黄铜
三、判断题（共10分，每题1分，正确的划“√”，错误的划“×”）
1.机构能做有用功或转换能量。 （ ）
2.由三个或三个以上构件组成的轴线重合的转动副称为虚约束。 （ ）
3.铰链四杆机构的曲柄存在条件是连架杆或机架中必有一个是最短杆；最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。 （ ）
4.凸轮压力角的大小与基圆半径的关系是基圆半径越大，压力角偏小。（ ）
5.利用调位遮板，可以调节棘轮的转向和棘轮转角的大小。 （ ）
6.斜齿圆柱齿轮可以作为滑移齿轮。 （ ）
7.一般蜗轮材料多选用磨擦系小，抗胶合性好的材料。 （ ）
8.链传动的链节数最好取为偶数。 （ ）
9.圆锥销有1：50的锥度，易于安装，有可靠的自锁性，定位精度高。 ( )
10.用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。 ( )
四、名词解释（共10分，每题2分）
1.刚度
2.标准化
3.虚约束
4.制动器
5.轴承
五、简答题（共20分，每题5分）
1.何谓平面连杆机构的压力角、传动角？研究传动角的意义是什么？
2.渐开线具有哪些特性？
3.滑动轴承设计包括哪些主要内容？ 
4.螺纹联接预紧的目的是什么？并举例说两种防松措施。 
六、计算题（共30分）
1.计算如图所示的计算齿轮机构的自由度。（本题5分）

2.需要传动比i=4的一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，现有三个渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数为：z1=20，z2=z3=80，齿顶圆直径分别为da1=44mm，da2=164mm，da3=246mm。问哪两个齿轮能正确啮合?并计算其中心距a、齿厚s。（本题10分）
3.在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a使3´和4´啮合。双移动双联齿轮b使齿轮5´和6´啮合。已知各轮的齿数为z1=42，Z2=58,Z3´=38,Z4´=42,Z5´=48,Z6´=48电动机的转速为n1=1445r/min，求带轮转速的大小和方向。（本题5分）

4.图示两种传动方案中，你认为哪种方案较合理?试分析，说明原因。（本题10分）

七、案例分析题（10分）
试分析图示轴系结构，指出加工工艺性方面错误，说明原因。

一、填空题（共10分，每题1分）
1.传动机构 2.橡胶 3.位于同一直线上 4.小 5.间歇
6.不变 7.减小p增加z 8.变大 9.过盈配合 10.基本代号
二、单项选择题（共10分，每题1分）
1.A 2.C 3.B 4.A 5.C 6.D 7.A 8.C 9.D 10.B
三、判断题（共10分，每题1分，正确的划“√”，错误的划“×”）
1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.× 7.√ 8.√ 9.√ 10.√
四、名词解释（共10分，每题2分）
1.刚度:材料在受力时（1分）抵抗弹性变形的能力（1分）。
2.标准化：通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、设计方法、制图要求等（1分），制定出大家共同遵守的标准（1分）。
3.虚约束:对机构的运动实际（1分）不起作用的约束（1分）。
4.制动器:具有使运动部件(或运动机械)减速、停止（1分）或保持停止状态等功能的装置（1分）。
5.轴承：机构中通过运动件相对其他零件的定位而起支承作用的部件（1分），或支承相对旋转的部件（1分）。
五、简答题（共20分，每题5分）
1.答：压力角：作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度（1分）之间所夹的锐角（1分）。
压力角的余角称为传动角（1分）。
研究的意义：传动角可以在运动简图可以直接度量，比压力角方便（1分），所以在平面连杆机构设计中常用传动角衡量传动的质量（1分)。
2.答：1)发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长；（1分）
2)渐开线上任意点的法线恒为基圆的切线。（1分）
3)发生线与基圆的切点B也是渐开线在K点的曲率中心，线段BK是渐开线在K点的曲率半径。（1分）
4) 渐开线的形状取决于基圆的大小。（1分）
5) 基圆内无渐开线。（1分）o
3.答：1）决定轴承的结构型式；（1分）2）选择轴瓦和轴承衬的材料；（1分）3）决定轴承结构参数；（1分）4）选择润滑剂和润滑方法；（1分）5）计算轴承工作能力。（1分）
4.答：目的：螺纹联接在装配时一般都必须拧紧，以增强联接的可靠性（1分），紧密性（1分）和防松能力（1分）。
防松举例：摩擦防松，如弹簧垫圈（1分）；机械防松，如开口销。（1分）
六、计算题（共30分）
1.（本题5分）解：活动构件数n=3 （1分）
低副数pL=3（1分）
高副数 pH=2（1分）
F=3n－2pL－pH（1分）=3×3－2×3－2=1 （1分）
2.（本题10分）
答：标准准齿轮正常齿制，ha*=1（1分）
da1=m1(z1+2)（1分），得出m1=2mm（1分）
da2=m2(z2+2)（1分），得出m2=2mm（1分）
da3 =m3(z3+2)（1分），得出m3=3mm（1分）
1与2齿轮能正确啮合（1分），
a=m(z1+z2)/2=80mm（1分）
s==π=3.14mm（1分）
3.（本题5分）解：因为：=（1分）=（1分）=-=-（1分）
所以：（1分）
方向：与电动机转动方向相反。（1分）
4.（本题10分）
答：第二种方案较为合理。原因是：
1）带传动宜放在高速级，功率不变情况下（1分），高速级速度高，带传动所需有效拉力就小（1分），带传动的尺寸也比较小。（1分）
2）带传动直接与电机相联，可对传动系统的冲击、振动起缓冲作用，对电机有利。（2分）
3）齿轮减速器中输入和输出的轴段长（1分），原动机和工作机的振动和冲击对齿轮传动影响小（1分）；轴的单位长度扭转变形小（1分），轴的扭转刚性较好（1分）。
4）第二种方案的纵向尺寸较小，结构紧凑。（1分）
试分析图示轴系结构，指出加工工艺性方面错误，说明原因。
七、案例分析题（10分）
答：1）两侧轴承端盖处箱体上没有凸台（1分），加工面与非加工面没有分开（1分）。
2）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上（1分）。
3）联轴器轮毂上的键槽没开通且深度不够（1分），联轴器无法安装（1分）。
4）轴承端盖端面加工面太长（1分），装螺钉处需加工而其余部分可不加工（1分）。
5）装右侧滚动轴承段轴精加工面太长（1分），装轴承端盖段可不需加工，故轴径应设计成阶梯形（1分），加工面与非加工面分开（1分）。

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