解：根据给定的传动比i，可计算从动轮的齿数 z2 = iz1 =3.5× 20 = 70
已知齿轮的齿数z2及模数m，由表5-2所列公式可以计算从动轮各部分尺寸。
分度圆直径 d2 = mz2 = 2×70 = 140 mm
齿顶圆直径 da2 = (z2 + 2ha*) m = (70+2×1)2=144 mm
齿根圆直径 df = (z2 - 2ha*- 2c*) m = (70-2×1-2×0.25)2=135mm 齿全高 h=(2ha*+c*)m = ( 2×1 + 0.25) 2= 4.5 mm 中心距
《机械设计基础》试题五参考答案
一．选择题
1．C 2．B 3．A 4．B 5．D 6．C 7．D 8．B 9．D 10．A
a?d1?d2m2?(z1?z2)?(20?70)?90222
mm
二．填空题
1．防止螺栓承受弯矩。2．阶梯轴，固定心轴。3．键宽X键高。4．25.4。
5．0度。6．0。7．双曲柄机构。8．0。9．自由度=原动件数。10．有用功，总功，总。 11．弹性变形，塑性变形。 12．有一最短杆，最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。13．小，增大。14．模数，压力角15．法面模数mn 大端模数m
16．模数，压力角和螺旋角17．节点，一。18．轴径d，轮毂长度。19．弯矩，扭矩。 20．周期性 非周期性。
三．结构改错题
1．解题要点
此轴承组合设计有以下四个方面的错误：
（1） 转动件与静止件接触：轴与轴盖；套筒与轴承外圈 （2） 轴上零件未定位、未固定：筒顶不住齿轮（过定位）；卡圈不需要 （3） 工艺不合理：
加工：精加工面过长且加工不方便；联轴器孔未打通；箱体加工面与非加工面没有分开
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安装：轴肩过高，无法拆卸轴承；键过长，套筒无法装入 调整：无垫片，无法调整轴承游隙
（4） 润滑与密封：齿轮用油润滑，轴承用脂润滑而挡油盘；缺缺密封件
四．计算题
解题要点：
（1） 本题所示为一个定轴轮系。 （2） 其转动比为
i2235612=
n1n=(-1)zzzzzz60X60z?36??9 61z2z4z5z1z420X20 nn16?i?14409?160(rmin) 12 齿轮6的转向与齿轮1的转向相同。如图所示。
五、计算题
解：根据给定的传动比i，可计算从动轮的齿数
z2 = iz1 =3.5× 20 = 70
已知齿轮的齿数z2及模数m，由表5-2所列公式可以计算从动轮各部分尺寸。分度圆直径 d2 = mz2 = 2×70 = 140 mm
齿顶圆直径 da2 = (z2 + 2ha*) m = (70+2×1)2=144 mm
齿根圆直径 df = (z2 - 2ha*- 2c*) m = (70-2×1-2×0.25)2=135mm 全齿高 h=(2ha*+c*)m = ( 2×1 + 0.25) 2= 4.5 mm 中心距 a?d1?d22?m2(z)?21?z22(20?70)?90 mm
《机械设计基础》试题六及答案
一、填空题 （每空1分，共30分）
1. 机构具有确定运动的条件是 自由度F>0 且 原动件数等于自由度F 。
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2. 在曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线位置时称为 死点 ，此时机构的传动角为 0°，压力角为 90°。
3. 在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中， 等速 运动规律有刚性冲击； 正弦加速度 运动规律无冲击。 4. 带传动工作时，最大应力发生在 紧边进入小带轮处 ，最大值为 ?1??b1??c。 5. 带传动的设计准则为：在保证带传动不发生 打滑 的前提下，带具有一定的 疲劳 强度和使用寿命。
6. 一对渐开线齿轮正确啮合条件为： 模数相等 、 压力角相等 及 ?1???2，齿轮连续啮合条件为：重合度大于1 。
7. 图示减速器中，1为蜗杆，2为蜗轮，3、4均为斜齿轮，主动轴蜗杆为顺时针旋转，蜗轮为右旋，则蜗杆螺旋线方向为 右旋 ，若希望蜗轮2和小齿轮3的轴向力能抵消一部分，则齿轮3的螺旋线方向为右旋 ，齿轮4的轴向力方向为 向上 。
8. 按轴工作时所承受的载荷不同，可把轴分成 心轴 ， 转轴 ， 传动轴 。
9. 代号为7312C的滚动轴承，其类型名称为 角接触球轴承 ，内径为 60 mm，宽度系列代号为 0 ，直径系列代号为 3 。
10. 螺纹连接中，按其工作原理不同，螺纹防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 和 破坏螺纹副关系防松 等。
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11. 轴承的基本额定动载荷是指轴承的 基本额定寿命 恰好为 10r 时，轴承所能承受的载荷值。
二、问答题（每题6分，共24分）
1． 请说明平面机构速度瞬心的概念，并简述三心定理。
答：瞬心是指互相作平面相对运动的两构件在任一瞬时，其相对速度为0的重合点，或者是绝对速度相等的重合点。（3分）三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心（1.5分），它们位于同一直线上（1.5分）。
2． 简述闭式齿轮传动的设计准则
答：1）对于软齿面闭式齿轮传动，通常先按齿面接触疲劳强度进行设计(2分)，然后校核齿根弯曲疲劳强度(1分)。2）对于硬齿面闭式齿轮传动，通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计(2分)，然后校核齿面接触疲劳强度(1分)。
3． 平键连接的工作原理是什么？主要失效形式有哪些?平键的截面尺寸bxh是如何确
定的? 答：平键的工作面为两侧面，工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。(2分)
主要失效形式是工作面的压溃和键的剪断。(2分)截面尺寸根据轴径d由标准查出。(2分)
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4． 简述形成流体动压油膜的必要条件。
答：形成动压油膜的必要条件是：1）相对运动表面之间必须形成收敛形间隙；(2分)2）要有一定的相对运动速度，并使润滑油从大口流入，从小口流出；(2分)3）间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。(2分)
三、分析计算题：（共34分） 1．（8分） 如图示螺栓联接的受力－变形图。若保证残余预紧力F\的大小等于其预紧力F’的一半。求该联接所能承受的最大工作载荷和螺栓所受的总拉力，并在图中标出各力。
解：在受力－变形图中标出残余预紧力、预紧力及工作载荷，（4分） 由图中几何关系可知螺栓连接最大工作载荷为: F=F’ （2分）螺栓所受的总拉力为：
F0?F\?F?F\?F'?1.5F'?3F\ （2分）
2．(8分) 计算图中所示机构的自由度数，若该机构存在局部自由度、复合铰链、虚约束等请在图中指明。
答： 活动构件数：n=7低副数：PL=9 高副数：PH=1 F=3n-2PL-PH=2（5分） F处存在局部自由度（1分），E处或E’处存在虚约束（1分），C处存在复合铰链（1分）。
4.(10分) 如图所示轮系中，若已知各轮齿数z1=z2=z4=z5=20，z3=40，z6=60，求i1H 的大小, 并说明轮1与转臂H的转向相同还是相反。
解：此轮系为混合轮系，其中定轴轮系传动比：i12? n1z240???2 （2分） n2z120周转轮系的转化轮系传动比：i25?Hn2?nHz80?(?1)5????4 （3分）
n5?nHz320由于n5?0，故：
n2?nHn??4 （1分）得：2?5 （1分）故：
?nHnH15
i1H?i12i2H?n1n2???2?5??10 （2分）轮1与转臂H转向相反 （1分） n2nH四、结构题（12分）
试分析图示齿轮轴轴系结构上的结构错误，在图中编号并指出错误原因。轴承采用脂润滑。
位置1、两轴承类型一致，角接触轴承应成对使用； 位置2、旋转件和静止件接触；
位置3、齿轮安装轴段的长度应小于齿轮宽度； 位置4、无键槽；
位置5、联轴器轴段无轴向定位，应设计成阶梯轴； 位置6、与轴承内圈配合轴段太长，应设计成阶梯轴； 位置7、机箱体应加凸台以减小加工面积； 位置8、应加调整垫片； 位置9、键槽孔太长； 位置10、缺甩油环；
位置11、轴肩太高，轴承内圈无法拆卸； 位置12、无密封。
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机械设计基础考试试题及答案
