内蒙古科技大学2011/2012学年第一学期
《机械设计基础》考试试题A
课程号：64000209
考试方式：闭卷
使用专业、年级：成型、冶金、建环、材料、热能、矿物、采矿、安全、稀土、无机等 09级 任课教师：侯文英、高耀东、韩利、李震、李丽、高琳、张鑫宇 考试时间：2012 年1月3日19:00-21:00
备 注：
一、填空题（共15题，每空1分，共15分）
1. 两构件之间为 接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入 个约束。
2.当机构的极位夹角 零时，机构具有急回特性。
（填大于、小于或等于之一）
3. 压力角越大，则机构的传力性能越 。
4. 曲柄滑块机构是由 机构摇杆无限长演化而来的。
5. V 带传动的最大应力发生在 处，最大值为： 。
6.普通V 带的楔角为 ，相对高度为 。
7.直齿圆柱外齿轮齿顶圆的压力角 20°。
（填大于、小于或等于之一） 8.一对齿轮连续传动的条件为 。
9.根据轮系运转时齿轮的轴线是否固定可将轮系分为 、 。
10.半圆键的工作面为 、同普通平键相比有 好的优点。
二、选择题（共10题，每题2分，共20分）
1．渐开线齿轮的标准压力角是指 上的压力角。
A.基圆
B.分度圆
C.齿顶圆
2.在切制斜齿轮时，刀具进刀方向一般是垂直于其法面，故斜齿轮的 与刀具
参数相同。
A 端面参数
B 法面参数
C 端面和法面 3．允许内外圈轴线有较大偏斜量的轴承是 。
A 深沟球轴承
B 调心球轴承
C 圆锥滚子轴承
D 角接触球轴承
4． 对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，如小轮1和大轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同，则齿根弯曲应力⎽⎽⎽⎽⎽。
A ．σ F 1＞σ F 2
B ．σ F 1＜σ F 2
C ．σ F 1 =σ F 2 5． 属于固定式刚性联轴器。
A ．套筒联轴器 B. 滑块联轴器 C. 齿轮联轴器
6． 一对齿轮啮合传动时主动轮齿面上的接触应力δH 1与从轮齿面上的接触应力δH 2 的关系为 。
A ．δH 1＜δH 2
B ．δH 1 = δH 2
C ．δH 1 > δH 2 7. 齿轮设计中，齿形系数主要与有关。
A ．齿数 B ．模数 C ．齿宽系数
8曲柄摇杆机构，取（ ）为主动件时，机构有死点位置
A 连杆
B 机架
C 曲柄
D 摇杆
9曲柄摆动导杆机构的摆角ψ与极位夹角θ的关系是（ ）
A ψ<θ
B ψ>θ
C ψ=θ
D 不确定 10减速器的高速轴属于（ ）
A 心轴
B 转轴
C 传动轴
D 光轴
三.解答题（15分）
1.联轴器和离合器的相同点与区别？（4分）
2.轴的强度计算公式2
2)(e T M M α+=中α的含意是什么？其大小如何确定？（3分）
3.写出螺纹摩擦防松的三种结构形式？（3分）
4.轮齿的五种失效形式？（5分）
四、计算题（共5题，共50分）
1（8分） 已知轴用正装一对角接触球轴承支撑，滚动轴承载荷F r1=1050N ，F r2=2100N ，
K A =500N ，方向如图1所示、内部轴向力S =1.14F r ， 试求 （1） 求内部轴向力S 1、S 2的大小、并画出其方向？ （2） 判断哪个轴承压紧，哪个放松？
（3） 计算两轴承的轴向载荷F a1，F a2为多少？
计算题第一题图1
2. （8分）如图2所示蜗杆蜗轮及斜齿轮组成的传动系统，蜗杆主动，其转动方向如图，螺旋线方向为右旋。
若使Ⅰ轴上的轴向力最小： （1）回答斜齿轮3、4的螺旋线方向如何？
（2）请在图中标出蜗轮2和斜齿轮3所受的圆周力F t 、径向力F r 、轴向力F a 的方向。
学生班级________________学生学号：
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……………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线………………
计算题第二题图2
3．（8分）一对正常齿标准渐开线外啮合直齿圆柱齿轮，已知小轮齿根圆直径
1140f d mm =，齿数120z =，传动比123i =，求大齿轮的齿根圆直径d f2齿顶圆直径d a2，
基圆齿距2b P 和分度圆直径d 2？现测实际中心距比标准中心距大1mm ，求啮合角'
a ？ 4．（9分）计算下图3机构的自由度，并指出哪些位置有复合铰链、局部自由度，说明机构是否存在确定的运动？
计算题第四题图3
5. （9分）如图4所示轮系中，已知各轮的齿数， Z 1=19，Z 2=76, Z 2’=40, Z 3=20,
Z 4=80 试求传动比i 1H 。
计算题第五题图4
6. （8分）如图5所示，已知AB=200mm ；BC=500 mm ；CD=350mm ；DA=400 mm ；且AB 是原动件，顺时针转动，试问：
1）当取AD 为机架时，该铰链四杆机构为哪种类型。
2）如图当取构件AB 为原动件，标出极位夹角θ。
（可在原图上作图，要求保留作图痕迹）
3）标出图示位置机构的压力角α和传动角γ，并指出二者的关系。
计算题第6题图5
内蒙古科技大学2011/2012学年第一学期
《机械设计基础》试题评分标准及答案（A 卷） 课程号：64000209 考试方式：闭卷 使用专业、年级：成型、冶金、建环、材料、热能、矿物、采矿、安全、稀土、无机等 09级 09
标准制定人：高耀东、侯文英、韩利、李丽、高琳、张鑫宇、李震
第一题：（每空1分）
1.面 2个
2.大于
3.坏（不好）
4.曲柄摇杆机构
5.带紧边绕上小带轮处，
11max b c σσσσ++=。
6.40° 0.7
7.重合度大于1（B 1B 2/Pn >=1） 8.定轴轮系 周转轮系 9.侧面 定心性
第二题 （每题2分）
1-5 B B B A Ａ ６－10 Ｂ A D C B 第三题：
1、相同点：链接轴与轴、以传递运动和转矩，有时可以作为安全装置。
2分 不同点：联轴器在机器运转时不可以分离，只有停止转动才可以分离，1分 离合器，在机器运转时可以随时接合和分离的装置。
1分 2. 答：α为将扭转应力转变为当量弯曲应力的修正系数（1分），对于不变的转矩α=0.3，脉动循环的转矩，α=0.6，对于频繁正反转的轴（对称循环变应力）α=1。
（2分）
3.对顶螺母、（1分）弹簧垫圈（1分）、自锁螺母 （1分）
4.轮齿折断、（1分）齿面点蚀、（1分）齿面胶合、（1分）齿面磨损、（1分）齿面塑性变形（1分） 第四题： 1.
内部轴向方向S 1,S 2共2分 S 1 = 1.14 F r1＝ 1.14×1050 N =1197 N 1分
S 2 = 1.14 F r2＝ 1.14×2100 N =2394 N 1分 因 K A ＋S 1= 1697 N < S 2，
所以右端轴承1压紧、左端轴承2放松。
2分
F a2 ＝S 2 =2394 N 1分
F a1 = S 2 -K A = 1894 N 1分
2. 齿轮3右旋 4左旋 2分 每个一分
3. 解：*
*112(),8f a d mz h c m m mm =-+⋅=依得 2分
*
21212496a a d mi z h m mm
=+⋅= 1分
d f2＝(z 2－2*a h －2*c )m ＝(60－2－0.5)×8＝460 mm 1分 d 2=mz 2=8×60=480mm 1分
2c o s 23.62b P m m m πα== 1分
1
12(1)3202
mz i mm +=a=
1分 1320c o s 20
c o s ()20.48321
α-
⨯'== 1分
4. C 处有复合铰链 2分 F 处局部自由度 1分
32362811L H F n P P =--=⨯-⨯-= 4分
自由度等于原动件数目机构有确定运动 2分
K A
S 2 S 1
5. 419
76
122112====
z z n n i 2分 240
80
3243424
2-=-=-=--='''z z z z n n n n i H H H 4分
n 4=0
32='i
1234.`21222122111=⨯==⋅=⋅==
'H H
H H H i i n n
n n n n n n n n i 3分
6. 1）BC+AB=600mm<AD+CD=850mm
曲柄摇杆机构 3分 2) 见图 2分
3）如图所示,压力角与传动角互余。
3分
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