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2013/ 2014 学年第二学期《机械设计基础》试卷
使用班级：闭卷
课程编号：
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4、什么是齿廓的根切现象？根切有什么危害？如何避免根切？
用展成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的交点超过被切齿轮的极限点N ，则刀具的齿顶会将被切齿轮齿根的渐开线齿廓切去了一部分，这种现象称为根切。
根切的齿廓将使轮齿的弯曲强度大大减弱，而且当根切侵入渐开线齿廓工作段时，将引起重合度的下降。
严重的根切（1<ε），将破坏定传动比传动，影响传动的平稳性，故应力求避免根切。
避免根切的方法：为避免根切，标准齿轮应使最少齿数17min =z 。
当齿轮传动由于尺寸的限制，或由于传动比的要求，需要小齿轮的齿数少于最少齿数时，可采用刀具变位来加工齿轮避免根切。
5、螺纹联接的种类有哪些？它们各自的特点和应用如何？
螺纹联接的种类：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。
应用场合：螺栓联接无需在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料的限制。
构造简单，装拆方便，应用广泛。
用于可制通孔的场合；双头螺柱的一端旋入并紧定在被联接件之一的螺纹孔中。
用于结构受限制而不能用螺栓或要求联接较紧凑的场合；螺钉联接不用螺母，应用与双头螺柱相似，但不宜用于经常装拆的联接，以免损坏被联接件的螺纹孔；紧定螺钉联接旋入被联接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的坑中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。
6、在工程设计实践中，对于一般使用的闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则分别是什么？
一对闭式齿轮的主要失效形式是齿面点蚀和齿根弯曲疲劳折断，因此在设计闭式齿轮传动时要进行齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算，其中闭式软齿面齿轮以保证齿面接触疲劳强度为主，闭式硬齿面齿轮，由于齿芯强度较低，则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折断，由于当前磨损计算方法尚不完善，因此只进行齿根弯曲疲劳强度计算，并适当考虑磨损的影响。
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2、已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮mm m 5=，
20=α，45=z ，试分别求出分度圆直径、基圆直径、齿顶高、齿根圆直径和齿距。
分度圆直径：mm mz d 225455=⨯==
基圆直径：mm d d b 43.21120cos 225cos ≈⨯==
α
齿顶高：mm m h h a a 551=⨯==*
齿根圆直径：mm m c h z h d d a f f 5.2125)25.021245()22(2=⨯⨯-⨯-=--=-=**
齿距：mm m p 7.155≈==ππ
3、在如图2所示的滚齿机工作台的传动系统中，已知各齿轮的齿数为151=z ，282=z ，
153=z ，554=z ，409=z ，被加工齿轮B 的齿数为72，试计算传动比75i 。
解：
25
84401151722891827117=⨯⨯⨯⨯===z z z z z z n n i A B （1） 15
55345115===
z z n n i （2） （2）/(1)式，可得
09.184
1525555775=⨯⨯==
n n i
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2010/2011学年第二学期《模具设计》试卷乙答案 机制1031
一、填空题（本题共10分，每空1分）
1、自由度
2、低副、转动
3、原动件
4、曲柄摇杆
5、凸轮
6、1≥ε
7、V 带、圆形
8、滚子链
二、判断题（本题共10分，每题1分）
1、√
2、×
3、√
4、×
5、×
6、√
7、×
8、×
9、√10、×
三、选择题（本题共20分，每题2分） 1.B 2.A 3.A 4.C 5.D 6.A 7.B 8.D 9.A 10.A 四、问答题（本题共30分，每题5分）
1、V 带传动产生的摩擦力大于平带传动产生的摩擦力，相当于摩擦因数从f 增加到3.07f ，这种现象也称V 带传动的楔面摩擦效应。
另外，V 带传动通常是多根带同时工作，所以V 带传动与平带传动相比可传递更大的功率，因此应用比平带传动更为广泛。
2、链的节数一般为偶数，这时在链的环形接头处，正好是内链板与外链板相连，可直接用开口销或弹簧夹将活动销轴锁住。
当链节数为奇数时，则应采用过渡链节。
由于过渡链节受附加弯曲载荷，所以应尽量避免采用奇数节链节。
但在重载、冲击、反向等条件下工作时，采用全部用过渡链节构成的链，柔性较好，能减轻振动和冲击。
3、疲劳点蚀和塑性变形，此外，由于维护和保养不当或密封不良等也会引起轴承早期磨损、胶合、内、外圈和保持架破损等不正常失效。
设计准则：对于一般转速（min /10r n >）的轴承，应进行防止疲劳点蚀的寿命计算。
对于低速或只作低速摆动（min /10r n ≤）的轴承，应进行静强度计算。
对于高速轴承，除进行寿命计算外，还需验算极限转速。
4、用展成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的交点超过被切齿轮的极限点N ，则刀具的齿顶会将被切齿轮齿根的渐开线齿廓切去了一部分，这种现象称为根切。
根切的齿廓将使轮齿的弯曲强度大大减弱，而且当根切侵入渐开线齿廓工作段时，将引起重合度的下降。
严重的根切（1<ε），将破坏定传动比传动，影响传动的平稳性，故应力求避免根切。
避免根切的方法：为避免根切，标准齿轮应使最少齿数17min =z 。
当齿轮传动由于尺寸的限制，或由于传动比的要求，需要小齿轮的齿数少于最少齿数时，可采用刀具变位来加工齿轮避免根切。
5、螺纹联接的种类：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。
应用场合：螺栓联接无需在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料的限制。
构造简单，装拆方便，应用广泛。
用于可制通孔的场合；双头螺柱的一端旋入并紧定在被联接件之一的螺纹孔中。
用于结构受限制而不能用螺栓或要求联接较紧凑的场合；螺钉联接不用螺母，应用与双头螺柱相似，但不宜用于经常装拆的联接，以免损坏被联接件的螺纹孔；紧定螺钉联接旋入被联接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的坑
中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。
6、一对闭式齿轮的主要失效形式是齿面点蚀和齿根弯曲疲劳折断，因此在设计闭式齿轮传动时要进行齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算，其中闭式软齿面齿轮以保证齿面接触疲劳强度为主，闭式硬齿面齿轮，由于齿芯强度较低，则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。
开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折断，由于当前磨损计算方法尚不完善，因此只进行齿根弯曲疲劳强度计算，并适当考虑磨损的影响。
共 4 页第 2 页 五、计算题（本题共30分，每题10分） 1、a)
1
0725323=-⨯-⨯=--=H L P P n F
b)
1
1524323=-⨯-⨯=--=H L P P n F
2、分度圆直径：mm mz d 225455=⨯==
基圆直径：mm d d b 43.21120cos 225cos ≈⨯==
α 齿顶高：mm m h h a a 551=⨯==*
齿根圆直径：mm m c h z h d d a f f 5.2125)25.021245()22(2=⨯⨯-⨯-=--=-=*
*
齿距：mm m p 7.155≈==ππ 3、解：
25
84401151722891827117=⨯⨯⨯⨯===z z z z z z n n i A B （1） 1555345115===
z z n n i （2） （2）/(1)式，可得
09.184
1525555775=⨯⨯==
n n i
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