機械設計基礎試卷試題帶答案.doc

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2013 / 2014 學年第二學期《機械設計基礎》試卷 使用班級： 閉卷 課程編號： 答題時間： 120 分鐘 題號 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 總分 得分 共 7 頁 第 1 頁 得分 一、填空題（本題共10分，每空1分） 1、構件作獨立運動的可能性，稱為構件的 自由度 。 2、兩構件通過面接觸形成的運動副稱為 低副 ，又可分為 轉動 副和移動副。 3、 原動件 是機構中接受外部給定運動規(guī)律的活動構件。 4、鉸鏈四桿機構按其連架桿的名稱，分為 曲柄搖桿 機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構。 5、在凸輪機構中， 凸輪 是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件。 6、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件是： 。 7、摩擦型帶傳動，按傳動帶的橫截面形狀可分為平帶傳動、 V帶 傳動、多楔帶傳動和圓形帶傳動。 8、傳動鏈按其齒形結構又可分為 滾子鏈 和齒形鏈兩種。 二、判斷題（本題共10分，每題1分） 得分 1、兩構件通過一個移動副聯(lián)接時，會形成兩個約束。（ √ ） 2、極位夾角愈小，機構的急回運動特性愈顯著。（ ） 3、在曲柄搖桿機構中，可利用從動件曲柄的慣性保證機構順利通過死點位置。（ √ ） 4、漸開線上各點壓力角相等。（ ） 5、節(jié)圓就是齒輪上具有標準模數(shù)和標準壓力角的圓。（ ） 6、用標準齒條形刀具切制標準齒輪時，為避免產生根切，則最少齒數(shù)。（ √ ） 7、V帶的工作面是與帶輪表面相接觸的內表面。 （ ） 8、在鏈傳動中，應盡量避免采用偶數(shù)節(jié)鏈節(jié)。 （ ） 9、過盈聯(lián)接一般宜用作不可拆聯(lián)接。 （ √ ） 10、工作時既承受彎矩又傳遞轉矩的軸稱為心軸。 （ ） 共 7 頁第 2 頁 三、選擇題（本題共20分，每題2分） 得分 1、運動副以線接觸或點接觸的是 B 。 （A）低副 （B）高副 （C）轉動副 （D）移動副 2、若兩個連架桿，一個為曲柄，一個為搖桿，這個機構是 A 。 （A）曲柄搖桿機構 （B）雙曲柄機構 （C）雙搖桿機構 （D）曲柄滑塊機構 3、在長度順次為60mm、150mm、120mm和100mm的鉸鏈四桿機構中，若以150mm的邊作為機架，形成的是 A ？ （A）曲柄搖桿機構 （B）雙曲柄機構 （C）雙搖桿機構 （D）曲柄滑塊機構 4、在凸輪機構從動件常用運動規(guī)律中，使機構會產生剛性沖擊的是 。 （A）等加速等減速運動規(guī)律 （B）正弦加速度運動規(guī)律 （C）等速運動規(guī)律 （D）余弦加速度運動規(guī)律 5、在周轉輪系中，幾何軸線固定的是 。 （A）系桿 （B）行星輪 （C）行星架 （D）中心輪 6、用于兩帶輪軸線平行、兩輪共面、轉向相同的傳動的是 。 （A）開口傳動 （B）交叉?zhèn)鲃? （C）半交叉?zhèn)鲃? （D）V帶傳動 7、構造簡單、裝拆方便，用于可制通孔的場合的螺紋聯(lián)接是 。 （A）雙頭螺柱聯(lián)接 （B）螺栓聯(lián)接 （C）螺釘聯(lián)接 （D）緊定螺釘聯(lián)接 8、下列敘述中，不屬于軸上零件軸向固定方式的是 。 （A）套筒 （B）彈性擋圈 （C）圓螺母 （D）鍵 9、代號為6308的滾動軸承，其內徑尺寸為 。 （A）40mm （B）20mm （C）60mm （D）30mm 10、不能補償兩軸的相對位移的聯(lián)軸器是 。 （A）固定式剛性聯(lián)軸器 （B）可移式剛性聯(lián)軸器 （C）十字滑塊聯(lián)軸器 （D）齒輪聯(lián)軸器 得分 共 7 頁第 3 頁 得分 四、問答題（本題共30分，每題5分） 1、V帶傳動為什么比平帶傳動承載能力大？ V帶傳動產生的摩擦力大于平帶傳動產生的摩擦力，相當于摩擦因數(shù)從f增加到3.07f，這種現(xiàn)象也稱V帶傳動的楔面摩擦效應。另外，V帶傳動通常是多根帶同時工作，所以V帶傳動與平帶傳動相比可傳遞更大的功率，因此應用比平帶傳動更為廣泛。 2、鏈條節(jié)數(shù)應如何選擇，其理由是什么？ 鏈的節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，這時在鏈的環(huán)形接頭處，正好是內鏈板與外鏈板相連，可直接用開口銷或彈簧夾將活動銷軸鎖住。當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則應采用過渡鏈節(jié)。由于過渡鏈節(jié)受附加彎曲載荷，所以應盡量避免采用奇數(shù)節(jié)鏈節(jié)。但在重載、沖擊、反向等條件下工作時，采用全部用過渡鏈節(jié)構成的鏈，柔性較好，能減輕振動和沖擊。 3、滾動軸承的主要失效形式有哪幾種？設計準則是什么？ 疲勞點蝕和塑性變形，此外，由于維護和保養(yǎng)不當或密封不良等也會引起軸承早期磨損、膠合、內、外圈和保持架破損等不正常失效。 設計準則：對于一般轉速（）的軸承，應進行防止疲勞點蝕的壽命計算。對于低速或只作低速擺動（）的軸承，應進行靜強度計算。對于高速軸承，除進行壽命計算外，還需驗算極限轉速。 共 7 頁第 4 頁 4、什么是齒廓的根切現(xiàn)象？根切有什么危害？如何避免根切？ 用展成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點超過被切齒輪的極限點N，則刀具的齒頂會將被切齒輪齒根的漸開線齒廓切去了一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。根切的齒廓將使輪齒的彎曲強度大大減弱，而且當根切侵入漸開線齒廓工作段時，將引起重合度的下降。嚴重的根切（），將破壞定傳動比傳動，影響傳動的平穩(wěn)性，故應力求避免根切。 避免根切的方法：為避免根切，標準齒輪應使最少齒數(shù)。當齒輪傳動由于尺寸的限制，或由于傳動比的要求，需要小齒輪的齒數(shù)少于最少齒數(shù)時，可采用刀具變位來加工齒輪避免根切。 5、螺紋聯(lián)接的種類有哪些？它們各自的特點和應用如何？ 螺紋聯(lián)接的種類：螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。 應用場合：螺栓聯(lián)接無需在被聯(lián)接件上切制螺紋，使用不受被聯(lián)接件材料的限制。構造簡單，裝拆方便，應用廣泛。用于可制通孔的場合；雙頭螺柱的一端旋入并緊定在被聯(lián)接件之一的螺紋孔中。用于結構受限制而不能用螺栓或要求聯(lián)接較緊湊的場合；螺釘聯(lián)接不用螺母，應用與雙頭螺柱相似，但不宜用于經(jīng)常裝拆的聯(lián)接，以免損壞被聯(lián)接件的螺紋孔；緊定螺釘聯(lián)接旋入被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，其末端頂住另一被聯(lián)接件的表面或頂入相應的坑中，以固定兩個零件的相互位置，并可傳遞不大的力或轉矩。 6、在工程設計實踐中，對于一般使用的閉式硬齒面、閉式軟齒面和開式齒輪傳動的設計計算準則分別是什么？ 一對閉式齒輪的主要失效形式是齒面點蝕和齒根彎曲疲勞折斷，因此在設計閉式齒輪傳動時要進行齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算，其中閉式軟齒面齒輪以保證齒面接觸疲勞強度為主，閉式硬齒面齒輪，由于齒芯強度較低，則以保證齒根彎曲疲勞強度為主。開式齒輪傳動的主要失效形式是齒面磨損和齒根彎曲疲勞折斷，由于當前磨損計算方法尚不完善，因此只進行齒根彎曲疲勞強度計算，并適當考慮磨損的影響。 共 7 頁第 5 頁 五、計算題（本題共30分，每題10分） 得分 1、計算如圖1所示機構的自由度。 a) b) 共 7 頁第 6 頁 2、已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪，，，試分別求出分度圓直徑、基圓直徑、齒頂高、齒根圓直徑和齒距。 分度圓直徑： 基圓直徑： 齒頂高： 齒根圓直徑： 齒距： 共 7 頁第 7 頁 3、在如圖2所示的滾齒機工作臺的傳動系統(tǒng)中，已知各齒輪的齒數(shù)為，，，，，被加工齒輪B的齒數(shù)為72，試計算傳動比。 解： （1） （2） （2）/(1)式，可得 共 4 頁第 1 頁 2010/2011學年第二學期《模具設計》試卷乙答案 機制1031 一、填空題（本題共10分，每空1分） 1、自由度2、低副、轉動3、原動件4、曲柄搖桿5、凸輪6、7、V帶、圓形8、滾子鏈 二、判斷題（本題共10分，每題1分） 1、√2、3、√4、 5、 6、√ 7、 8、9、√10、 三、選擇題（本題共20分，每題2分） 1.B 2.A 3.A 4.C 5.D 6.A 7.B 8.D 9.A 10.A 四、問答題（本題共30分，每題5分） 1、V帶傳動產生的摩擦力大于平帶傳動產生的摩擦力，相當于摩擦因數(shù)從f增加到3.07f，這種現(xiàn)象也稱V帶傳動的楔面摩擦效應。另外，V帶傳動通常是多根帶同時工作，所以V帶傳動與平帶傳動相比可傳遞更大的功率，因此應用比平帶傳動更為廣泛。 2、鏈的節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，這時在鏈的環(huán)形接頭處，正好是內鏈板與外鏈板相連，可直接用開口銷或彈簧夾將活動銷軸鎖住。當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則應采用過渡鏈節(jié)。由于過渡鏈節(jié)受附加彎曲載荷，所以應盡量避免采用奇數(shù)節(jié)鏈節(jié)。但在重載、沖擊、反向等條件下工作時，采用全部用過渡鏈節(jié)構成的鏈，柔性較好，能減輕振動和沖擊。 3、疲勞點蝕和塑性變形，此外，由于維護和保養(yǎng)不當或密封不良等也會引起軸承早期磨損、膠合、內、外圈和保持架破損等不正常失效。 設計準則：對于一般轉速（）的軸承，應進行防止疲勞點蝕的壽命計算。對于低速或只作低速擺動（）的軸承，應進行靜強度計算。對于高速軸承，除進行壽命計算外，還需驗算極限轉速。 4、用展成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點超過被切齒輪的極限點N，則刀具的齒頂會將被切齒輪齒根的漸開線齒廓切去了一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。根切的齒廓將使輪齒的彎曲強度大大減弱，而且當根切侵入漸開線齒廓工作段時，將引起重合度的下降。嚴重的根切（），將破壞定傳動比傳動，影響傳動的平穩(wěn)性，故應力求避免根切。 避免根切的方法：為避免根切，標準齒輪應使最少齒數(shù)。當齒輪傳動由于尺寸的限制，或由于傳動比的要求，需要小齒輪的齒數(shù)少于最少齒數(shù)時，可采用刀具變位來加工齒輪避免根切。 5、螺紋聯(lián)接的種類：螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。 應用場合：螺栓聯(lián)接無需在被聯(lián)接件上切制螺紋，使用不受被聯(lián)接件材料的限制。構造簡單，裝拆方便，應用廣泛。用于可制通孔的場合；雙頭螺柱的一端旋入并緊定在被聯(lián)接件之一的螺紋孔中。用于結構受限制而不能用螺栓或要求聯(lián)接較緊湊的場合；螺釘聯(lián)接不用螺母，應用與雙頭螺柱相似，但不宜用于經(jīng)常裝拆的聯(lián)接，以免損壞被聯(lián)接件的螺紋孔；緊定螺釘聯(lián)接旋入被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，其末端頂住另一被聯(lián)接件的表面或頂入相應的坑中，以固定兩個零件的相互位置，并可傳遞不大的力或轉矩。 6、一對閉式齒輪的主要失效形式是齒面點蝕和齒根彎曲疲勞折斷，因此在設計閉式齒輪傳動時要進行齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算，其中閉式軟齒面齒輪以保證齒面接觸疲勞強度為主，閉式硬齒面齒輪，由于齒芯強度較低，則以保證齒根彎曲疲勞強度為主。開式齒輪傳動的主要失效形式是齒面磨損和齒根彎曲疲勞折斷，由于當前磨損計算方法尚不完善，因此只進行齒根彎曲疲勞強度計算，并適當考慮磨損的影響。 共 4 頁第 2 頁 五、計算題（本題共30分，每題10分） 1、a) b) 2、分度圓直徑： 基圓直徑： 齒頂高： 齒根圓直徑： 齒距： 3、解： （1） （2） （2）/(1)式，可得