2010年下学期机械设计基础试卷（非机类）学习资料.doc

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…………评卷密封线………………密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理………………评卷密封线…………

中南大学考试试卷

2010~2011学年一学期机械设计基础课程时间100分钟

闭卷，总分100分，占总评成绩70%2011年1月14日

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

合计

得分

评卷人

复查人

得分

评卷人

一、计算图示机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度和虚约束请明确指出。（10分）

解：

局部自由度1处（B）和虚约束1处（I或H）

n=6，PL=8，PH=1

F=6×3-8×2-1=1

得分

评卷人

二、设计一铰链四杆机构。设已知其摇杆CD的长度LCD=75mm，行程速度变化系数k=1.5，机架AD的长度LAD=100mm，又已知摇杆的右极限位置与机架间的夹角为ψ=45°试用作图法求曲柄的长度LAB和连杆的长度LBC。（保留作图痕迹）。（10分）

（参考答案见后）

得分

评卷人

三、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出：（10分）

(1)当凸轮从初始位置转过=90°时，从动件走过的位移S1；

(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度。

说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；(2)S1和只需在图上标出，不必度量数值。

（参考答案见后）

得分

评卷人

四、已知一对正常齿制的外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的中心距a=120mm,传动比i12=3,模数m＝3，试确定两轮的齿数Z1、Z2，并计算齿轮2的分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆的直径和齿距。（10分）

解：a=m(Z1+Z2)/2，i12=Z2/Z1?Z1=20，Z2=60

d2=mZ2=180

da=d2+2hm=180+2×1×3=186

df=d2-2(h+c*)m=180-2(1+0.25)×3=172.5

db2=d2cos?=180×cos20°=169.14

p=?m=9.42

得分

评卷人

五、图示轮系中，已知Z1=Z2=20，Z4=Z5=30，Z3=60，Z6=90，n4=2000r/min，求n1的大小及方向。（10分）

解：混合轮系，其中1、2、3定轴轮系

4、5、6周转轮系

i13=n1/n3=-Z2Z3/Z1Z2=-3

i=(n4-nH)/(n6-nH)=-Z5Z6/Z4Z5=-3

nH=n1

n3=n6

联立求解得：n1=400(r/min)

n1与n4方向相同。

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姓名

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得分

评卷人

六、一平带传动，已知两带轮直径分别为150mm和400mm，中心距为400mm，小轮主动、转速为1460r/min。若传递功率为5kW，带与带轮间的摩擦系数f＝0.3。试求：（1）小带轮包角；（2）带的紧边拉力和松边拉力；（3）此带传动所需的初拉力。（10分）

解：（1）?1=180°-（d2-d1）/a×57.3°=144.2°

(2)P=Fv/1000=(F1-F2)×1460×0.15?/(4×60×1000)?F1-F2=1745(N)

F1/F2=efvα

联立求解得：F1=3293(N)，F2=1548(N)

(3)F0=(F1+F2)/2=2420.5(N)

得分

评卷人

七、图示螺栓联接中，采用两个M20的螺栓，其许用拉应力，联接件结合面间摩擦系数，防滑系数，试计算该联接允许传递的静载荷（M20的螺栓）。(10分)

（参考答案见：略）

得分

评卷人

八、在下图所示的蜗杆---斜齿圆柱齿轮传动装置中，已知轴=3\*ROMANⅠ上为输入轴，已知齿轮4为左旋齿轮，转向如图示。（1）在图上标出斜齿轮3的螺旋角方向和转向，并标出齿轮3、4所受的三个分力的方向；（2）若欲使轴=2\*ROMANII上的两轮的轴向力抵消一部分，确定蜗杆1、蜗轮2的螺旋角方向，并在图上标出轴Ⅰ、Ⅱ的转动方向。（10分）（注：土木专业仅做第一问，交通设备专业两问皆做）

（参考答案见后）

得分

评卷人

九、某一水泵轴选用6207滚动轴承支承，转速n=2550r/min，轴承所受的径向力Fr=2200N，轴向力Fa=560N，要求轴承的使用寿命为10000小时，问（1）此轴承是什么轴承，与其相配的轴的直径等于多少？（