《机械设计基础》试题库及答案 

d 1=mz1=4×20=80mm d 2=mz2=4×80=320mm mm

9、某标准直齿圆柱齿轮，已知齿距p=12.56mm，齿数z=20，正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、、齿根圆直径df、基圆直径db、、齿高h及齿厚s。(cos20o≈0.94) 解答：

p＝12.56 mm，m=4 mm; 分度圆直径d=m·z=4×20=80 mm;

基圆直径db=d ·cos20o=75.2 mm; 齿顶圆直径da=m·(Z+2ha*)=88 mm; 齿根圆直径df= m·(Z－2ha*－2c*)=70 mm; 齿高h= m ·(2ha*+c*) =9 mm; 齿厚s=6.28mm 10、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=108mm,传动比i12=3,小齿轮齿数Z1=18。试确定大齿轮的齿数Z2、齿轮的模数m和两轮的分度圆直径。 解:由 i12=

啮合角?压力角?20?

Z2Z1=3 ,得Z2=3*18=54,

又由m?2a2*108??3 mm,

Z1?Z218?54d1?mz1?3*18?54 mm,

分度圆直径:

d2?mz1?3*54?162 mm。

11、如下图所示轮系中，已知Z1=16，Z2=36，Z3=25，Z4=50，Z5=2，Z6=20，若n1=600r/min，求蜗轮

的转速n6及各轮的转向。（10分）

解: 1z2.z4.z6n1600i16??? z1.z3.z5n6n6i16?n6?O1n213O3O2436*50*20600?18*25*2n6600?15 40 5O46G

12、在图示传动装置中，已知各轮齿数为：Z1=20, Z2=40, Z3=20, Z4=30, Z5=80，运动从Ⅰ轴输入，Ⅱ轴输出，nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。（20分）

6

解:由Z3、Z4、Z5、H系杆组成星行轮轮系，可得：

Hi35?n3?nHz*zz80??45??5????4

n5?nHz3*z4z320n3?nH??4

0?nH其中：n5=0，所以：

即：

n3?nHn?4或：3?5； nHnH

n1n1z40???2????2 又：i12?n2nHz120又因为：iⅠⅡ?n1n1/nH?2?? n3n3/nH5所以：

1000?2?， n35解得:nⅡ=n3=－2500 r/min，

负号表示nⅡ与nⅠ方向相反，如图所示。

13、某轴用一对圆锥滚子轴承支承，外圈窄边相对安装，已知两轴承所承受的径向载荷分别为FrⅠ=9000N,Fr

Ⅱ

=5000N，其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数

e=0.32,当Fa/Fr≤e时，X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时，X=0.4，Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。

解：

7

轴向力：FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ 轴承Ⅰ被放松 FaⅠ=FSⅠ=2430N 轴承Ⅱ被压紧 FaⅡ=FSⅡ=3430N 当量动载荷

FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27

FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e XⅡ=0.4 YⅡ=1.88

PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N 六、设计题(每小题20分)

1、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。

试用作图法在图上标出：

(1)当凸轮从初始位置转过?1=90°时，从动件走过的位移S1； (2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度?2。 说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线； (2)S1和?2只需在图上标出，不必度量出数值。

解答：

如图所示，正确作出偏距圆

按-ω方向转90°，在图上正确标出S1 过B2点作偏距圆切线，正确标出?2角

七、分析题(本题20分)

1、.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将蜗杆、蜗轮的

8

轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。

解：蜗轩转动方向如图所示 蜗杆为右旋

Ft2与蜗轮分度圆相切，指向左端Ft1与蜗杆分度圆相切，指向右端 Fa1与蜗杆轴线平行，指向右 Fa2与蜗轮轴线平行，指向左

2、图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例①所示，指出图中的其它结构错误(不少于7处)。

(注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)

解答：

(1)缺少调整垫片；(2)轮毂键槽结构不对；(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上；

(4)键槽处没有局部剖；(5)端盖孔与轴径间无间隙； (6)多一个键； (7)齿轮左侧轴向定位不可靠； (8)

齿轮右侧无轴向定位；(9)轴承安装方向不对； (10)轴承外圈定位超高；(11)轴与轴承端盖相碰。

9