机械设计基础试卷答案.doc

一、机械原理部分（40分） 计算图示机构自由度，若有虚约束、复合铰链或局部自由度，请指出。（5分） 解： F=3n-2PL-PH =3x7-2x9-1=2 A处为复合铰链 F处为局部自由度 无虚约束 图示轮系中，已知各轮齿数为Z1~Z6，求传动比i1H。（7分） 解： (1) n6=0 (2) 由(1) (2)联解得： 3、试设计一对外啮合渐开线圆柱齿轮，已知mn=4mm，Z1=21，Z2=32，实际中心距为110mm，问： 该对齿轮能否采用标准直齿圆柱齿轮传动？ 若采用标准斜齿轮传动来满足中心距要求，试求齿轮的分度圆螺旋角β、分度圆直径d1、d2，节圆直径d1’、d2’。(8分) 解： (1) a=m(z1+z2)/2=4(21+32)/2=106mm≠110mm 所以：不适合用标准直齿圆柱齿轮传动 (2) 由110=mn(z1+z2)/(2cosβ) 解得： β=arcos(53/55)=15.5? d1’= d1= mnz1/cosβ=87.17mm d2’= d2= mnz2/cosβ=132.83mm (或由方程组 d1’+d2’=2x110 d2’/d1’=z2/z1 解得d1’和d2’ ) 4、写出渐开线标准直齿轮、斜齿轮传动和蜗杆传动的正确啮合条件。（7分） 解：标准直齿轮传动的正确啮合条件：m1=m2=m α1=α2=α 斜齿轮传动的正确啮合条件：m1=m2=m α1=α2=α β1=±β2 （外啮合取负号） 蜗杆传动的正确啮合条件：ma1=mt2=m αa1=αt2=α γ=β 5、设计一铰链四杆机构，已知连杆lBC=40mm，连杆BC经过图示两个给定位置B1C1、B2C2，要求：连架杆AB从AB1到AB2位置时恰好转过90o；机构在第二位置时传动角γ=30o，试用作图法求解，并写出作图步骤。(10分) 解：(1) 分别连接B1B2、C1C2，并作它们的中垂线。 (2) 过B1作∠B2B1A=45?交B1B2的中垂线于A点，则∠B1A B2=90?。 (3) 过C2作∠B2C2D=30?交C1C2的中垂线于D点。 则AB1C1D即为所求的铰链四杆机构。 6、试作出凸轮机构中下列从动件运动规律的加速度线图。（3分） (1) 等速运动 (2) 等加速等减速运动 (3) 简谐运动 二、机械零件部分（60分） 1、填空题（25分） (1) 普通螺纹的公称直径是螺纹的 大径 ，管螺纹的公称直径是管子的 公称直径 ，牙型通常为 三角 形。 (2) 花键联接常用的是 矩形 花键、 渐开线 花键和 三角形 花键三种。 (3) 按照随时间变化的情况，应力可分为 静应力 和 变应力 。 (4) 齿轮弯曲强度计算中，齿形系数YF只与 轮齿形状 有关，而与 模数 无关，对标准齿轮来说，YF随齿数增加而 减小 。 (5) 硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触强度较 高 ，故可先按轮齿的接触 强度设计计算，然后按 弯曲 强度校核。 (6) 蜗杆传动中，在主平面内蜗轮与蜗杆的啮合相当于 齿轮 与 齿条 的啮合，它的设计计算都以 主平 面的参数和几何关系为准。 (7) 在机械传动中，一般带传动用于 高 速级，而链传动用于 低 速级。 (8) 带传动中，若带所传递的 圆周 力超过带与轮面间的 极限摩擦力 时，将发生打滑现象，打滑现象是 可以 避免的。 (9) 自行车的前轴是 心 轴，中轴是 转 轴，后轴是 心 轴。 2、分析计算题（35分） (1) 试在图示带传动中，标出轮1的转向n1，包角α，紧边拉力F1，松边拉力F2和带面接触弧上摩擦力的方向，说明带传动的打滑条件，并用公式表示出有效圆周力F与紧边拉力F1、松边拉力F2之间的关系(10分)