机械设计基础 试卷 A
班级 姓名 学号 得分 一、选择题：（每题2分，共20分）
1．平面四杆机构中，如存在急回运动特性，则其行程速比系数 （ ）
A ．K ＞1 B. K =1 C.K ＜1 D.K =0 2．设计凸轮机构，当凸轮角速度ω1、从动件运动规律已知时，则 （ ）
A ．基圆半径r 0越大，压力角α就越大
B ．基圆半径r 0越小，压力角α就越大
C ．滚子半径r b 越小，压力角α就越小
D ．滚子半径r b 越大，压力角α就越小 3．渐开线上某一点的压力角αk 与该点的向径r k 和基圆半径r b 的关系是（ ）
A ．k b k
r r αcos /=
B. k b k r r αcos =
C. k b k r r αsin /=
D. k b k r r αsin =
4．渐开线齿轮分度圆的定义是 （ ）
A ．齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆
B ．齿轮上具有标准模数的圆
C ．齿轮上齿厚与齿槽宽相等的圆
D ．两个齿轮啮合时作纯滚动的两个圆 5．直齿锥齿轮的标准模数是 （ ）
A.大端模数
B.小端模数
C.平均模数
D.求出平均模数后圆整所得的模数 6．平面连杆机构中, 当传动角较大时,则 （ ）
（A ）机构的传动性能较好 （B ）机构的传动性能较差 （C ）可以满足机构的自锁要求 （D ） 机构的效率较低 7．渐开线齿轮实现连续传动时,其重合度( )
（A ） ε<0 （B ） ε=0 （C ） ε<1 （D ） ε>=1 8．下图所示的铰链四杆机构中，( )是双曲柄机构。
A ．图(a)
B ．图(b)
C ．图(c)
D ．图(d)
9．在如图所示的单缸四冲程内燃机中，序号1和10的组合是（）
A．构件B．机构C．零件D．部件
10．下列机构中能实现间歇运动的机构是（）
A．曲柄摇杆机构 B．槽轮机构C．带传动D．链传动
二、填空题（每空1.5分，共30分）
1．四杆机构中是否存在死点位置，决定于从动件是否与连杆__________。
2．当压力角α大到某一数值时，不论推力为多大，都不能使从动件运动，凸轮机构将发生__________。
3．标准直齿圆柱齿轮的模数为4mm，齿数为28，则分度圆齿距等于__________mm。
4.渐开线上各点压力角不同，越远离基圆越____________。
5.齿轮轮齿的失效形式有轮齿折断、____________、____________、___________、齿面胶合。
6.一对斜齿轮传动，正确啮合条件为____________、____________、___________。
7.标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为____________。
8．根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副分为__________、__________。
9．渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数是齿数、、压力角、、。
10．机构具有确定运动的条件为。
11．零件是的基本单元。
12．棘轮机构是由、、摇杆及机架组成。
三、问答题（每题5分，共15分）
1.铰链四杆机构有哪几种类型，如何判别？
2.什么是凸轮的压力角?它对凸轮机构有何影响？
3.渐开线的基本性质是什么？
四、计算题（共 20分）
1．计算图示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度、虚约束必须明确在图中指出。
（8分）
2.在一对标准斜齿圆柱齿轮传动中，已知传动的中心距a=190mm ，齿数z 1＝30，
z 2＝60，法向模数m n ＝4mm 。
试计算其螺旋角β、基圆直径d b 、分度圆直径d 及齿
顶圆直径d a 的大小.（12分）
五、设计题（15分）
1.已知一铰链四杆机构的形程速比系数K=1.25,其摇杆长度为400mm ，最大摆角为90°，当摇杆在两个极限位置时与机架上的两固定铰链中心连线所成的夹角分别为60°和30°（如图所示,mm m l 01.0=μ）。
试求其曲柄、连杆及机架的长度（注：写出作图过程，并要保留作图线）。
试卷A 答案
一、选择题：
1.A
2.B
3.A
4.A
5.A
6.A
7.D
8.D
9.B 10.B 二、填空题： 1、共线 2、自锁 3、112 4、大 5、齿面点蚀、齿面磨损、塑性变形 6、αn1=αn2,m n1=m n2,β1=±β2 7、17 8、高副、低副 9、模数、齿顶高系数、顶隙系数 10、W=F ≠0 11、制造 12、棘轮、棘爪 三、问答题：
1、基本类型为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
判别方法：
(1)当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时： 1）若最短杆的相邻杆为机架，则机构为曲柄摇杆机构； 2）若最短杆为机架，则机构为双曲柄机构；
3）若最短杆的对边杆为机架，则机构为双摇杆机构。
(2) 当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，机构均为双摇杆机构。
2、凸轮机构中，从动件运动速度与从动件所受凸轮作用力方向之间所夹的锐角，称为凸轮机构的压力角。
压力角越小，有效分力就越大，凸轮机构的传力性能就越好。
反之，压力角越大，有效分力就越小，有害分力就越大，机构的摩擦阻力增大、效率降低。
当压力角增大到某一值时，有效分力会小于由有害分力所引起的摩擦阻力，此时无论凸轮给从动件多大作用力，都无法驱动从动件运动，机构处于自锁状态。
3、渐开线的基本性质为：
1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长。
2）发生线是渐开线在任意点的法线。
3）渐开线齿廓上任意点的法线与该点的速度方向线所夹的锐角称为该点的压力角。
4）渐开线形状取决于基圆的大小。
5）基圆内无渐开线。
四、计算题： 1．F=3n-2P L -P H
=3*8-2*11-1 =1 2．9474.0)1902/()6030(42/)(cos 21=⨯+=+=a z z m n β 所以 0418'
︒=β
3842.00418cos /20tan cos /tan tan ='︒︒==βααn t
所以 121'︒=t α
mm
mm d d mm mm d d mm mm m d d mm mm m d d mm mm z m d mm mm z m d t b t b n a n a n n 479.2369335.0325.253cos 239.1189335.0662.126cos 325.261)8325.253(2662.134)8662.126(2325.2539474.0/604cos /662.1269474.0/304cos /221122112211=⨯===⨯===+=+==+=+==⨯===⨯==ααββ
五、设计题
（1）作摇杆弧线交于两极限位置的C1、C2点； （2）因为K=1.25 所以︒=+-︒=+-︒
=201
25.11
25.118011180K K θ 过C1、C2点分别作P
C C P C C P C C 212112,90,90∆︒=∠-︒=∠得θ
(3)作P C C 21∆的外接圆，与机架线相交于A 点；
（4）连接A 、C1和A 、C2得AC1、AC2。
并以A 点为圆心，AC2为半径作弧交于AC1线上得E 点，故由图量得：
mm
m AD l mm m C B l mm m AB l mm
AD mm AB AC C B mm EC AB l AD l BC l AB 805805.05.8001.0930093.9301.024024.02401.05.8093242
11111111
1==⨯=•===⨯=•===⨯=•=∴==-===μμμ
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