（a）
解析：（a）n?8，
（b）
lp?11?7，
ph?1， F?1，EF、AD处虚约束，凸轮有局部自由度。
（b）n=5，pl
，F=1，对称虚约束。
2. （10分）找出下图螺纹联接结构图中的错误，并用文字说明其错误的原因。
（a） （b） 解析：（a）主要错误有：
1）螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；
2）普通螺栓联接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被联接件孔与螺栓杆之间无间隙； 3）被联接件表面没有加工，应做出沉头座并刮平，以保证螺栓头及螺母支撑面平整且垂直4）于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力。 5) 一般联接，不应采用扁螺母； 6) 弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对； 7) 螺栓长度不标准 8）螺栓中螺纹部分短了 。 （b）双头螺栓联接主要错误：
1）双头螺栓的光杆部分不能拧进被联接件的螺纹孔内，M12不能标注在光杆部分；
2）锥孔角度应为120°，而且应从螺纹孔的小径（粗实线处）画锥孔角的两边 3）若上边被联接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没有加工。 4）弹簧垫圈厚度尺寸不对。
3.（5分）现欲设计一机构系统，改该机构系统的输入运动为连续转动，输出运动为间隙转动（可间歇转动一周）。现已确定包含原动件AB的曲柄摇杆机构ABCD为该系统的一部分（注意CD为摇杆），完成该系统的构型设计，画出系统简图（示意图）。 解析：结构示意图：
四．机构计算分析题（17分）
1. (10分)在图示的轮系中，已知各轮齿数：Z1=1，Z2=40，Z3=72，Z4=114，蜗杆左旋，旋向如图所示。求：
（1） 轮系的传动比1H。 （2） 输出杆H的转向。 解析：
（1）对定轴轮系
i
对周转轮系：
2.（7分）已知在某二级直齿锥齿轮—斜齿圆柱齿轮传动中，I为驱动齿轮，3轮的螺旋线方向如图所示，为了使Ⅱ轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试： （1） 确定1轮的转动方向。
（2） 确定各轮轴向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4轮的螺旋线方向。
解析：1、轮1方向↓，
2、受力方向略，4轮的螺旋线向右旋。
五．问答题（15分）
1.（7分）影响V带传动工作能力和使用寿命的主要参数有哪些（简述理由）设计时如何选择这些参数？
解析：影响带使用寿命的因素有：带的长度，传动比，包角，带的型号，带的材质和带传递的功率等。带的长度影响这带受到弯曲应变的次数，带越长弯曲应力循环次数少，因此适当的加大带轮长度可以提高带传动使用寿命；传动比的大小影响这带轮的包角，进而会影响到带传动的使用寿命，设计时要保证包角不宜过小；包角的大小决定带轮的有效拉应力大小，也是带轮承载能力的表现，设计式要保证大的包角；适当的选择带的型号（如多契带，同步带）等承载能力强的带传动；带的材质一方面决定摩擦系数的大小，另一方面决定带的寿命； 带传递的功率影响带传动时的有效拉应力，因而也会影响带的寿命。
2.（8分）现有两对齿轮传动，A组齿轮的模数
mA?2mm，齿数zA1?34,zA2?102；B
组齿轮的模数
mB?4mm，齿数zB1?17，zB2?51。两组齿轮选择的材料及热处理对应
相等并且按无限寿命考虑，齿宽也相等，传递功率及小齿轮转速也相等。试分析哪一对齿轮的弯曲强度低？哪一对齿轮的接触强度低？为什么？ 解析：根据已知条件分别计算两轮的中心距：
α1=（34+102）*2/2=136mm； α2=（17+51）*4/2=136mm
因两齿轮的中心距相等，功率和转速相等，则两组齿轮面接触应力一样，又因两者许用接触应力一样，故接触强度相等；由公式
荷等条件相通的条件下，A组齿轮的模数小，弯曲应力大，因此强度低。
在中心距与所受载
六． 计算（45分）
1. （15分）已知斜齿轮传动齿数Z1=20,Z2=40,模数mn=8mm，压力角距a=250mm，试求其： （1）螺旋角β （2）齿顶圆直径
an?20?，中心
da1，
da2
（3）当量齿数Z1=16时是否会产生根切，请说明理由。
1解析：（1）由a?mn(z1?z2)/cos?得，cos??2 （2）
**m(z?z)?0.96，??16.26?
n122amnz1?2?182.67， da1?d1?2hanmn?coshanmn?**
mnz2?2da2?d2?2hanmn?coshanmn?349.33
?zv（3）
?z?18.1?17，故不会产生根切。 cos?132．（15分）图中所示轴承中，采用一对角接触球轴承（轴承的附加轴向力的计算式为S=0.7R，Cr=64200N），轴承的径向载荷分别为R1=15000N，R2=7000N，作用在轴上的轴向外加载荷Fa=5600N，46312型轴承的e=0.68，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比A/R＞e时，X= 0.41，Y= 0.87， fp=1，试计算： （1）两个轴承的轴向载荷A1、A2； （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。 （3）轴承的寿命。
S1 Fa R1 R2 解析：（1）由径向载荷引起的派生轴向力分别为：
S2 ss1?0.7R1?0.7?15000N?10500N，方向水平向右 ?0.7R2?0.7?7000N?4900N，方向水平向左
2 由于 S2+Fa=10500N=S1 则两轴承的轴向载荷为：
A1 = A2 = 10500N （2）
AR2211?10500?0.7?e?0.68；则X1=0.41，Y1=0.87； 15000
AR1?10500?1.5?e?0.68；则X2=0.41，Y2=0.87； 7000故当量动载荷：
P1?f(XR?YA)?0.41?15000?0.87?10500?15285N
p1111p2222P?f(XR?YA)?0.41?7000?0.87?10500?12005N
CrP13（3）计算轴承的使用寿命：
L10,1?()?(64200)1528533?70.10 （
1066转）
64200??()()L12005P210,2Cr3?152.94 （
10转）
3. （15分）如图所示为一起重用的斜齿轮—蜗杆传动装置。设卷筒直径D=240mm，工作是的效率为： ?0.99，?轴承（1对）?齿轮?0.98，蜗杆?0.80；蜗杆为右旋。
试求：
（1）确定电动机转速n1的大小及方向。
（2） 若要求轴Ⅱ上两传动件所受的轴向力Fa2与Fa3的方向相反，在图上表明蜗杆螺旋线的方向和齿轮1、2的螺旋线方向。 （1） 起重时，电动机输入功率P1需多大？
?
华中科技大学机械考研模拟题(两套)
