2、分析齿轮传动中节圆与分度圆有何区别?
【答】 节圆：两齿轮的啮合接触点所作的两齿廓的公法线与两齿轮旋转中心连线的交点称为节点。 渐开线圆柱齿轮啮合传动时由于传动比恒定使得节点到各自中心的长度不变，则节点绕各自 中心旋转而成为节圆，两齿轮啮合则相当于两个节圆纯滚动。 分度圆：是指齿顶高与齿根高分界的圆，为便于齿轮几何尺寸的计算与测量所规定的一个基 准圆，是虚拟的圆。 节圆与分度圆区别：所以，单个齿轮没有节圆直径一说，只有两齿轮啮合，才会形成节点和 节圆。在标准齿轮传动（零变位齿轮传动）和高度变位齿轮传动（等变位齿轮传动），在标 准中心距为安装距时，节圆直径跟分度圆直径相等。
【解】正常齿制标准直齿圆柱齿轮： ha* = 1
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d a = d + 2ha = mz + zha*m = m(z + 2ha*)
d m
=
z
a
+ 2ha*
=
135 25 + 2
=
135 27
=
5
d = mz =125
5、已知某传动轴传递的功率 P=37kw，转速 n=900r/min，轴上有一个键槽，如果轴上的扭 矩应力不许超过 40MPa，试求该轴直径。 【解】按扭转强度估算轴颈，可得
3、简述齿轮传动的设计计算准则。
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4、试写出两种螺纹防松的方法，并作简要说明。
[注]参考下面的答案回答两点即可。 【答】常用的防松方法有三种：摩擦防松、机械防松和永久防松。 机械防松和摩擦防松称为可拆卸防松，而永久防松称为不可拆卸防松。 常用的永久防松方法有：点焊、铆接、粘合等。这种方法在拆卸时大多要破坏螺纹紧固件， 无法重复使用。 常见摩擦防松有：利用垫片、自锁螺母及双螺母等。 常见的机械防松方法：利用开口销、止动垫片及串钢丝绳等。 （1）摩擦防松 ①弹簧垫片防松： 弹簧垫圈材料为弹簧钢，装配后垫圈被压平，其反弹力能使螺纹间保持压紧力和摩擦力，从而实现 防松。 ②对顶螺母（双螺母）防松： 利用螺母对顶作用使螺栓式中受到附加的拉力和附加的摩擦力。由于多用一个螺母，并且工作不十 分可靠，目前已经很少使用了。 ③自锁螺母防松： 螺母一端制成非圆形收口或开缝后径向收口。当螺母拧紧后，收口胀开，利用收口的弹力使旋合螺 纹间压紧。这种防松结构简单、防松可靠，可多次拆装而不降低防松性能。 ④弹性圈螺母防松： 螺纹旋入处嵌入纤维或尼龙来增加摩擦力。该弹性圈还起防止液体泄漏的作用。 （2）机械防松 ①槽形螺母和开口销防松 槽形螺母拧紧后，用开口销穿过螺栓尾部小孔和螺母的槽，也可以用普通螺母拧紧后进行配钻销孔。 ②圆螺母和止动垫片 使垫圈内舌嵌入螺栓（轴）的槽内，拧紧螺母后将垫圈外舌之一褶嵌于螺母的一个槽内。 ③止动垫片 螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被联接件的侧面折弯贴紧，实现防松。如果 两个螺栓需要双联锁紧时，可采用双联止动垫片。
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山东科技大学 2020 年全国硕士研究生招生考试
机械设计基础试卷(参考答案及解析)
一、名词解释（10 分，每题 5 分)
1、标准齿轮
标准齿轮是指 ｍ、、ｈ*a 和 ｃ*都为标准值，且 ｓ＝ｅ的齿轮。
2、滚动轴承基本额定寿命
同一批同型号的轴承在相同条件下进行实验中，90% 轴承所能达到的寿命。即按一组轴承 中10%的轴承发生点蚀破坏，而90% 的轴承不发生点蚀破坏前的转数或工作小时数作为 轴承的寿命，并把这个寿命称为基本额定寿命，记做L10 。
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④串联钢丝防松 用低碳钢钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来，使其相互制动。这种结构需要注意 钢丝穿入的方向，原则就是：当一个螺栓有松动的趋势，它应该拉动铁丝，让临近的螺栓有旋 紧的趋势。 （3）永久防松 ①冲边法防松 螺母拧紧后在螺纹末端冲点破坏螺纹。 ②粘合防松 通常采用厌氧胶粘结剂涂于螺纹旋合表面，拧紧螺母后粘结剂能够自行固化，防松效果良好。
二、简答题(40 分，每题 8 分)
1、简述机构中构件的分类。
【答】构件是机构中具有独立运动的单元体,是组成机构的基本要素。根据构件在机构中运 动情况的不同,可将其分为如下三类。 (1)机架 它是指机构中用于支承活动构件的构件,研究机构运动时,常为参考坐标系。 (2)原动件 它是指运动规律已知的活动构件(图中用箭头表示的构件)。 (3)从动件 它是指机构中随原动件而运动的其他活动构件,其运动规律取决于原动件的运动 规律和机构的组成情况。 在任何一部机器中,都必有一个机架，一个或几个原动件,其余的都是从动件。
三、计算题(75 分，ห้องสมุดไป่ตู้题 15 分)
1、计算图 1 所示机构的自由度，并说明是否存在虚约束、复合较链及局部自由度。
【答】 G 和 D 之间的连杆是虚约束； F 处是复合铰链； B 处是局部自由度，看成一个焊接的球，与偏 心轮接触形成高副 n=6，PL=8，PH=1 自由度 F=3n-2PL-PH=18-16-1=1
2、已知某曲柄摇杆机构中曲柄匀速转动，极位夹角 θ=30°，摇杆工作行程需要 7s。试问:(1） 摇杆空行程需时几秒?（8 分)（2）曲柄每分钟转数是多少?（7 分）
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标注转向如图所示
【解】从轮 2 开始，顺次标出各对啮合齿轮的转动方向。可见，1、7 两轮的轴线不平行， 1、5 两轮转向相反，2、5 两轮转向相同，故
i = n1 = z2z3z4z5z6z7 = 368018 30 30 60 = 720(, )
17 n7 z1z2'z3'z4z5'z6' 18 20 20 1815 2
1、7 两轮的轴线不平行，由画箭头判断 n7 为逆时针方向。
4、已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数 z=25，齿顶圆直径 da=135mm，求该齿轮的模 数和分度圆直径。
5、简述带传动的优点。
【答】带传动的优点有: （1）适用于中心距较大的传动; （2）带具有弹性,可缓冲和吸振; （3）传动平稳,噪音小; （4）过载时带与带轮间会出现打滑,可防止其他零件损坏,起安全保护作用; （5）结构简单,制造容易,维护方便,成本低廉。 【补充】带传动的缺点有: （1）传动的外廓尺寸较大;（2）由于带的弹性滑动,故瞬时传动比不准确,不能用于要求传动 比精确的场合;（3）传动效率较低;（4）带的寿命较短;（5）需要张紧装置。