大连理工大学机械设计基础期末模拟试卷2

课程名称：机械设计基础试卷: 模拟试卷2试卷共6页 命题单位：过控石油1302命题人：城哥 2015年12月

十 总分 标准分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 一、填空选择题（每空1分，共20分）

1.发生相对运动的任意两个构件间都有一个瞬心，如机构由12个构件组成，则瞬心数目为。

2.平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则（）

A．机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差 C．可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低 3.在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越，所设计的机构越紧凑，但是压力角，使机构的工作情况变坏。

4.齿轮传动的主要失效形式有、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和。 5.直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（）。 A、提高了轮齿的弯曲强度 B、提高了齿面的接触强度 C、降低了轮齿的弯曲强度 D、降低了齿面的接触强度 6.轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择 个回转平面。

7. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是（）

A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹

8. 普通平键的工作面是；楔键的工作面为键的____面，平键的剖面尺寸b×h按

来查取。

9. 齿轮常用的热处理方法有，表面淬火，，调质。正火，。

10.在齿轮传动设计时，硬齿面闭式传动常先按设计公式确定传动的尺寸，然后验算齿轮的

11.带传动作减速传动时，带的最大应力σmax等于（）

A.σ1+σb1+σc B. σ1+σb2+σc C. σ2+σb1+σc D. σ2+σb2+σc

12. 代号为6302的滚动轴承，其类型名称为，内径为mm，，直径系列代号为3.

二、计算题（共80分）

2.（本题8分）说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？

3.（本题10分）图示为一移动滚子从动件盘形凸轮机构，滚子中心位于B0点时为该机构的起始位置。试求：

（1）滚子与凸轮廓线在B1' 点接触时，所对应的凸轮转角φ1。 （2）当滚子中心位于B2点时，凸轮机构的压力角α2。

4.（本题9分）如图给出的条件，设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆DC在两个极限位置时与机架的夹角分别为=135°。φ2=60°，摇杆DC的长度LDC=50mm，

1机架AD的长度LAD=70mm。试：用作图法求出曲柄AB的长度LAB、连杆BC的长度LBC，以及行程速比系数K。

φ2φ2

5.（本题8分）图示为里程表中的齿轮传动，已知各轮的齿数为z1=17，z2＝68，

z3=23，z4=19，z4=20，z5=24。试求传动比i15。 ：

6. （本题9分）一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距

a=160mm，传动比i12=3,大齿轮齿数Z2=60，齿顶高系数h*a=1,径向间隙系数C*=0.25，分度圆压力角a=20°.试求出：

（1）齿轮的模数m,小齿轮1的分度圆半径r1;基圆半径rb1;分度圆上的齿厚S。 （2）若实际安装中心距a=164mm时，计算啮合角a，及小齿轮的节圆半径r1

7.（本题8分）单根V带（三角带）传动的初拉力F0=354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角α1=150°，带与带轮上的摩擦系数为f=0.485。

试求：（1）V带紧边、松边的拉力F1和F2；（忽略带的离心拉力的响）

（2）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0。

8.（本题9分）一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（d1＝13.835mm）的普

通螺栓，螺栓材料的许用拉应力[]180MPa，螺栓的相对刚度cb/(cbcm)0.5，按紧密性要求，剩余预紧力F1=1.83F，F为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强pmax及每个螺栓连接所需的预紧力F0。

9. (本题9分)图示为两个同型号的单列圆锥滚子轴承支承的轴，根据外载荷情况，己算出轴承1、2的径向支反力为Fr1＝4000N，Fr2＝5000N。轴上两零件所受的轴向力如图示。试计算轴承1、2所受的轴向载荷Fa1、Fa2。

注：1）已知该轴承的Y＝2

F 2）轴承内部轴向力的计算式为：Sr

2Y 1 2

900N 300N

S1 S2

Fr2

Fr1

10.（本题10分）试分析图示轴系结构的错误，并在图中以改正。齿轮用油润滑、轴承用脂润滑

答案

1.66 2.A

3.小，增大

4. 轮齿折断轮齿塑性变形。 5.c 6.动，两

7.B

8两侧面； __上下_____ 轴径d 。 9. 渗碳淬火，渗氮。

10.齿根弯曲疲劳强度，接触疲劳强度 11.A

12.深沟球轴承，15.

计算题 2.

解：机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数等于机构中接受外界给定运动规律的原动件的个数。

机构中，n=8，Pl=10，PH=1 F＝3n－2Pl－PH=2>0，所以机构运动确定。 3.

解（1）这是灵活运用反转法的一种情况，即已知凸轮廓线，求当从动件与凸轮廓线上从一点到另一点接触时，凸轮转过的角度。

求解步骤如下：

1）正确作出偏距圆，如图（b）所示

2）用反向包络法求处在B1'点附近的部分理论廓线η。 3）找出滚子与凸轮在B1'点接触时滚子中心的位置B1。

4）过B1点作偏心圆的切线，该切线即为滚子与凸轮在B1' 点接触时从动件

的位置。该位置与从动件起始位置线间的夹角，即为所求得凸轮转角φ1。如图所示，φ1也可在偏心圆上度量。

（2）这是灵活运用反转法的另一种情况，即已知凸轮廓线，求当凸轮从图示位置转过某一角度到达另一位置时，凸轮机构的压力角。求解步骤如下：

1）过B2点作偏心圆的切线，该切线即为滚子中心位于B2点时从动件的位置。

2）过B2点作出凸轮廓线的法线nn，该法线必通过滚子中心B2，同时通过滚子与凸轮廓线的切点，它代表从动件的受力方向。

3）该法线与从动件位置线间所夹的锐角即为机构在该点处的压力角α2，如图（b）所示。 4.

解按已知条件连接AC1和AC2，则

lAC1lBClAB49.5mm lAC2lBClAB104.4mm 联立解出

lBClAB104.449.576.95mm 2104.449.527.45mm

2

（允许作图时有少量误差） 量出极位夹角21.08

K1801.265

180

5.

解：齿轮1、2组成定轴轮系，（1′） 齿轮3、44及H组成周转轮系。（1′）

i12n1z2（2′） n2z1n1 4即n2Hi35n3nHn5nHnn2zz1924345n5n22320z3z4nH=n2 （1′）

（2′）

n30（1′） 求得n1456n5，则： 6.解（1）小齿轮齿数z1模数mz26020 i32a21604mm z1z22060

分度圆半径rmz142040mm 22基圆半径rb1r1cos40cos2037.59mm

3.1446.28mm

22acos160cos200.9168 （2）cosa分度圆齿厚sm

23.54

节圆半径r1rb1/cos37.59/cos23.54 =41.00mm （或r17.

a16441.00mm） 1i13

8.计算每个螺栓允许的最大总拉力：

[]d12F2.........................2分 41.320815N.............................1分1、 计算容器内液体最大压强

F2F1F2.8F........................1分208157434N.....................1分2.8 2D/4Fpmax............................1分12pmax1.82MPa..............................1分F3、

F0F2CbF...........................................2分CbCm

(208150.57434)17098N......................1分9.解：轴承的内部轴向力为 1

900N F40001000（N） S1＝r2Y22S1

Fr50001250（N） S2＝

2Y22Fr1

方向如图所示。

分析轴承受力：

外部轴向合力为FA＝900－300＝600N，方向与S1相同。 因为S1＋FA＝1000＋600=1600N>S2 所以轴承1为放松端Fa1＝S1＝1000 N 轴承2为压紧端 Fa2＝S1＋FA＝1600 N 10.

（1）支点轴向固定结构错误

2

300N

S2

Fr2

1）该例为两端固定结构，但应将两轴承由图示的反安装型改为正安装，否则轴向力无法传到机座上；

2）左轴端的轴用弹性挡圈多余，应去掉。

3）无法调整轴承间隙，端盖与机座间应加调整垫片。

（2）转动件与静止件接触错误 1）左轴端不应顶住端盖； 2）联轴器不应与端盖接触；

3）右端盖不应与轴接触，孔径应大于轴径。 （3）轴上零件固定错误

1）套筒作用不确定，且轴上有键，无法顶住齿轮；套筒不能同时顶住轴承的内、外圈；齿轮的轴向固定不可靠（过定位）； 2）联轴器轴向位置不确定。

（4）加工工艺不合理

1）轴上两处键槽不在同一母线上； 2）联轴器键槽未开通，深度不符标准； 3）箱体外端面的加工面与非加工面未分开。 （5）装配工艺错误

1） 轴肩、套筒直径过大，两轴承均无法拆下； 2） 齿轮处键过长，轴颈右侧应减小直径。 （6）润滑与密封错误 1）轴承处未加挡油盘； 2）右端盖未考虑密封。 改正后的结构见图解。