华中科技大学《机械设计基础》期末试卷及答案.doc

华中科技大学2008—2009学年
《机械设计基础》期末考试试题

一、填空题(每空1分，共30分)
1、构件是机器的______单元体；零件是机器的______单元体，分为______零件和_______零件；部件是机器的_______单元体。
2、运动副是使两构件________，同时又具有_________的一种联接。平面运动副可分为________和_______。
3、机构处于压力角α=_________时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构______死点位置，而当摇杆为原动件时，机构______死点位置。
4、绘制凸轮轮廓曲线，需已知__________、___________和凸轮的转向。
5、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥__________。
6、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为______和______分别相等。
7．斜齿圆柱齿轮的重合度______直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动______，承载能力______，可用于____________的场合。
8.机械静联接又可以分为______联接和______联接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于_________。
9.螺纹联接防松的目的是防止___________________________，按工作原理的不同有三种防松方式：_________、_________、_________。
10.按轴的承载情况不同，可以分为转轴、________、_________。
二、判断题(每题1分，共10分)
1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（ ）
2、铰链四杆机构中，传动角γ越大，机构传力性能越高。（ ）
3、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（ ）
4、V带型号中，截面尺寸最小的是Z型。（ ）
5、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（ ）
6、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。（ ）
7、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。（ ）
8、设计键联接时，键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。 （ ）
9、在螺纹联接的结构设计中，通常要采用凸台或鱼眼坑作为螺栓头和螺母的支承面，其目的是使螺栓免受弯曲和减小加工面。（ ）
10、在相同工作条件的同类型滚动轴承，通常尺寸越大，其寿命越长。（ ）
三、选择题(每空2分，共20分)
1、若机构由n个活动构件组成，则机构自由度为 （ ）
A、>3n　　　　B、=3n 　　　　C、<3n
2、为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装什么轮增大惯性？ （√）
A、齿轮 B、飞轮 C、凸轮
3、当曲柄为原动件时，下述哪种机构具有急回特性？ （√）
A、平行双曲柄机构 B、对心曲柄滑块机构 C、摆动导杆机构
4、凸轮机构中，从动件在推程按等速运动规律上升时，在何处发生刚性冲击？( )
A、推程开始点 B、推程结束点 C、推程开始点和结束点
5、带传动的中心距过大将会引起什么不良后果？ （ ）
A、带产生抖动 B、带易磨损 C、带易疲劳断裂
6、渐开线在基圆上的压力角为多大？（ ）
A、0° B、20° C、90°
7、蜗杆传动传动比的正确计算公式为（ ）
A、 B、 C、
8、经校核，平键联接强度不够时，可采用下列措施中的几种?①适当地增加轮毂及键的长度；②改变键的材料；③增大轴的直径，重新选键；④配置双键或选用花键。（ ）
A、①、②、③、④均可采用 B、采用②、③、④之一
C、采用①、③、④之一 D、采用①、②、④之一
9、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处的厚度不太大，且需经常拆装，一般宜选用什么联接? （ ）
A、螺栓联接 B、螺钉联接 C、双头螺柱联接
10、刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是什么? （ ）
A、性联轴器内有弹性元件，而刚性联轴器内则没有
B、性联轴器能补偿两轴较大的偏移，而刚性联轴器不能补偿
C、性联轴器过载时打滑，而刚性联轴器不能

四、简答题(每题3分，共12分)
1、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。

2、说明带的弹性滑动与打滑的区别

3、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？

4、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?（指出四种以上）

五、计算题(每题7分，共28分)
1、说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？

2、已知四杆机构中各构件长度LAB=55mm, LBC=40mm, LCD=50mm, LAD=25mm。要求：
（1）指出连架杆存在曲柄的条件
（2）哪个构件固定可以获得曲柄摇杆机构？哪个构件固定可以获得双摇杆机构？哪个构件固定可以获得双曲柄机构？

3、已知图示的轮系中各齿轮的齿数为Z1=15，Z2=20，Z2′=65，Z3=20，Z3′=15，Z4=65，试求轮系的传动比i1H。

4、某标准直齿圆柱齿轮，已知齿距p=12.566mm，齿数z=25，正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、、齿根圆直径df、基圆直径db、、齿高h及齿厚s。

《机械设计基础》期末考试试题答案
一、填空题（每空1分，共30分）
1、运动、制造、通用、专用、装配
2、接触、确定相对运动、低副、高副
3、90°、无、有
4、基圆半径、从动件运动规律
5、120°
6、模数、压力角
7、大于、平稳、高、高速重载
8、可拆、不可拆、可拆连接
9、螺纹副的相对运动、摩擦力防松、机械防松、其它方法防松
10、心轴、传动轴
二、判断题（每题1分，共10分）
1、× 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、× 7、× 8、× 9、√ 10、√
三、单项选择题（每题2分，共20分） 
  1、C 2、B 3、C 4、C 5、A 6、A 7、A 8、C 9、A 10、A
四、简答题（每题3分，共12分）
1、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。
答：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律（余弦加速度运动规律）、摆线运动规律（正弦加速度运动规律）；等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合；摆线运动规律（正弦加速度运动规律）无冲击，用于高速场合。
2、说明带的弹性滑动与打滑的区别
答：弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就不产生打滑，所以，打滑是可以避免的。
3、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？
蜗杆传动存在着相对滑动，摩擦力大，又因为闭式蜗杆传动散热性差，容易产生胶合，所以要进行热平衡计算。
4、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?（指出四种以上）
轴向固定：轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈
轴肩、轴环、轴套固定可靠，可以承受较大的轴向力；弹性档圈固定可以承受较小的轴向力；轴端挡板用于轴端零件的固定。
五、计算题（每题7分，共28分）
1、解：机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数等于机构中接受外界给定运动规律的原动件的个数。
机构中，n=9，Pl=12，PH=1 F＝3n－2Pl－PH=2＝W>0，所以机构运动确定。
C处复合铰链，E处虚约束，F处局部自由度
2、连架杆是曲柄的条件：（1）构件的长度和条件：最短构件与最长构件长度之和小于等于另外两构件的长度之和；（2）最短构件条件：连架杆和机架之一为最短构件
取AD为机架，得双曲柄机构；取AB或CD为机架，得曲柄摇杆机构；取BC为机架，得双摇杆机构。
3、定轴轮系传动比i12=n1/n2=z2/z1=4/3，n2=0.75n1
行星轮系传动比i2′4H= (n2′- nH)/ (n4- nH)= z3 .z4/z2’.z3’=4/3
将n2’＝n2=0.75n1，n4=0代入上式，得i1H＝n1/nH＝-4/9
4、P＝12.566mm，m=4mm;分度圆直径d=mz=4╳25=100mm;基圆直径db=dcos20º=94mm;
齿顶圆直径da=m(Z+2ha﹡)=108mm;齿根圆直径df= m(Z－2ha﹡－2c﹡)=90mm;齿高h=(2ha﹡
+c﹡)=9mm;齿厚s=0.5p=6.283mm