《機械設計基礎》復習題.doc
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機械工程基礎A 試題 班級 姓名 學號 第 1 頁 2005~2006學年第一學期期末《機械工程基礎》試題(A) 題目 一 二 三 四 五 六 七 八 總分數 分數 評卷人 一、 是非題 (共10分)(用‘‘√’’或‘‘’’) 1、 蝸桿傳動比 ( ) 2、 對于剛性轉子,滿足動平衡,必然滿足靜平衡。 ( ) 3、 尺寸越小的一對漸開線標準齒輪越容易發(fā)生根切。 ( ) 4、 漸開線標準直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 ( ) 5、 周轉輪系的轉化機構是相對系桿的定軸輪系。 ( ) 6、 一般參數的閉式齒輪傳動的主要失效形式是點燭 。 ( ) 7、 鉸制孔用螺栓只能承受橫向載荷和扭矩。 ( ) 8、 V帶傳動中其它條件相同時,小帶輪包角愈大,承載能力愈大。 ( ) 9、 滾動軸承所受的當量動載荷超過其基本額定動載荷,就會發(fā)生破壞。( ) 10、 軸的計算彎矩最大處可能是危險截面,必須進行強度校核。 ( ) 二、 填空題(共21分) 1. 一緊螺栓的性能等級為3.6,則該螺栓中的抗拉強度極限σB=___________、 屈服極限σs=________。 2. 帶傳動在工作過程中,帶內所受的應力有__________、_________和_________, 最大應力[σ]max=___________________,發(fā)生在________________。 3. 齒輪傳動的主要失效形式有__________、__________、__________、________。 4. 當______________________時,軸承所能承受的載荷,稱為基本額定動載荷。 5. 工作時只承受彎矩、不傳遞轉矩的軸稱為______。 6. 外嚙合斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是:_______________。 7. 漸開線直齒外嚙合負傳動的一對齒輪,其中心距條件為_______。 8. 平面相對運動的兩個構件的速度瞬心的含義_____________。 9. 凸輪輪廓的形狀是由____________________決定的。 10. 凸輪機構從動件按____________運動規(guī)律將產生____________沖擊,按 ____________運動規(guī)律將產生____________沖擊。 三、 選擇填空題(共9分) 1、 用范成法加工負變位齒輪時,刀具應如何移位?______。 A:刀具中線與分度園相切; B:刀具中線與分度園相離; C:刀具中線與分度園相割; 2、 基本桿組的自由度應為_________。A: —1 B:+1 C: 0 3、 滿足桿長條件的四桿機構,當選擇最短桿為機架時,機構演化為______機構。A:曲柄搖桿 B:雙曲柄 C:雙搖桿 4、 機構的壓力角是指在不考慮摩擦情況下,作用力與著力點的______方向的夾角。A:法線 B:速度 C:加速度 D:切線 5、 循環(huán)特性r = -1的變應力是______應力。 A: 對稱循環(huán)變 B: 脈動循環(huán)變 C: 非對稱循環(huán)變 D: 靜; 6、 帶傳動不能保證準確傳動比,是因為______。 A.帶在帶輪上出現打滑 B.帶出現了磨損 C.帶傳動工作時發(fā)生彈性滑動 D.帶的松弛 7、 在一定轉速下,要減輕鏈傳動的運動不均勻性和動載荷,應______。 A.增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數 B.增大鏈節(jié)距,減小鏈輪齒數 C.減小鏈節(jié)距,增加鏈輪齒數 D.減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數 8、 當轉速很高、只受軸向載荷時,宜選用_______。 A.推力圓柱滾子軸承 B.推力球軸承 C.深溝球軸承 D.角接觸球軸承 9、 聯接既可用于傳遞轉矩,又可承受單方向的軸向載荷.A平鍵 B楔鍵 C半圓鍵 機械工程基礎A 試題 班級 姓名 學號 第 2 頁 四、 (10分)如圖所示機構為一個高副低代后的機構運動簡圖,試計算機構的自由度。 五、(15分)已知被加工齒輪毛坯ω=1 rad/s ,齒條刀具移動線速度υ=60mm/s,模數m=4mm,刀具分度線(中線)與齒輪毛坯配種中心距離a=58mm,問: ① 這樣加工出來的齒輪的分度園半徑r是多少?齒數z為多少? ② 這樣加工出來的齒輪是標準齒輪還是變位齒輪?如果是變位齒輪,是正變位還是負變位?變位系數x=? 是否會產生根切? 六、(10分)如圖輪系中,已知:,,, 試求傳動比 七、(10分)有一牽曳鉤用2個M10(d1=8.376mm)的普通螺栓固定于機體上,如題圖所示,已知接合面問摩擦系數f=0.15.可靠性系數Ks=1.2,螺栓材料的許用拉伸應力[σ]=80MPa,試計算該螺栓組連接允許的最大牽引力Rmax=? 機械工程基礎A 試題 班級 姓名 學號 第 3 頁 八、(15分)如圖所示,某軸承部件采用一對7208AC軸承,軸承載荷Fr1=1000N,Fr2=2060N,軸上軸的載荷FA=880 N,軸的轉速n=800r/m軸承的C=20500N,Fd=0.4Fr,軸承的預期壽命為L’h=20000小時,設fP=1,試校核軸承的壽命。 一選擇填空(30分) 1. 普通平鍵聯接靠 面來傳遞轉矩;楔鍵聯接主要靠 面來傳遞轉矩。 2. 矩形花鍵聯接采用 定心;漸開線花鏈聯 接采用 定心。 3. 在速度很低的鏈傳動中,鏈的主要失效形式是 ,在速度很高的鏈傳 動中,鏈的主要失效形式是 。 4. 帶傳動工作時,帶中的應力有 , , , 帶中最大應力發(fā)生在 處。 5. 在下列特點中, 不屬于蝸桿傳動的特點。 (1) 傳動比大 (2)傳動平穩(wěn) (3)傳動效率高 (4)對材料有配對使用的要求。 6. 溫度對潤滑油粘度的影響是隨著溫度升高,潤滑油的粘度 。 (1)提高 (2)不變 (3)降低 7. 凸輪傳動中,常用的有四種基本運動規(guī)律,其中具有剛性沖擊的運動規(guī) 律為 。 8. 有一個滾動軸承的牌號為7111,則該軸承的全稱為 ,軸承的內徑為 毫米。 二、概念題(30分) 1. 畫簡圖標出螺紋的大徑、中徑和小徑?其中哪個直徑是公稱直徑? 2. 螺紋連接的基本類型有哪幾種?各應用在什么場合? 3. 普通螺栓聯接和鉸制孔用螺拴聯接的結構有何不同?主要失效形式是什么?計算準則是什么? 4. 在受軸向載荷作用的緊螺栓聯接中,螺栓桿上的總拉力Q、預緊力Qp和工作載荷F之間有何關系?為什么Q≠Qp+F? 5. 設鏈傳動的傳動比i和鏈的平均速度v保持不變。試分析在下列情況中,鏈傳動周期性速度波動的大小有何變化? (1) 齒數z1和z2不變,鏈的節(jié)距p增大。 (2) 鏈的節(jié)距p不變,齒數z1和z2增加。 (3) 鏈輪分度圓直徑d1和d2不變,鏈的節(jié)距p增大。 6. 什么是滾動軸承的基本領定壽命和基本額定動載荷? 7. 要加工一個模數為5,齒數為40的一個直齒圓柱齒輪,試問齒輪毛坯件的外徑至少為多大? 8. 機械材料中的高、中、低碳鋼是如何劃分的? 9. 齒輪傳動中的齒面點蝕通常發(fā)生在輪齒的什么部位? 三. 已知一傳動軸的轉速n=60 r/min,軸的直徑d=60mm,如果軸上的許用扭轉剪應力不超過40 MPa,試問該軸所能傳遞的功率是多少?(10分) 四. 如圖所示,夾緊聯接柄承受載荷F=400N,采用兩個M16的普通螺栓聯接(d1=13.835mm),聯接柄長度L=360mm,軸的直徑dz=60 mm,夾緊接合面間的摩擦系數f=0.15,可靠性系數Ks=1.2,螺栓材料的許用應力[σ]=75MPa。試驗算該夾緊聯接是否可靠?(15分) 五. 有一軸用一對7310AC(46310)型軸承支承,軸上受力為Fr=2400N,Fa=1500N,載荷系數fp=1.2,尺寸和軸承系數如圖所示。試求兩軸承的當量動載荷(派生軸向力Fd=0.68Fr)。(15分) 一、 填空(每個空1分) 1、 中碳鋼的含碳量為百分之 至百分之 。 2、 說出三種常用的熱處理方法 、 、 。 3、 四連桿機構的三種基本形式 、 、 。 4、 標準直齒圓柱齒輪變位后,其分度元直徑 (變小、不變、變大)。 5、 在機構的死點位置,其傳動角為 。 6、 變應力的循環(huán)狀態(tài)共有哪三種 、 、 。 7、 一對相互嚙合的標準直齒圓柱齒輪的中心距為 。 (用齒輪模數和齒數表達) 8、 齒輪常見的失效形式 、 、 、 。 9、 凸輪基元半徑增大時,凸輪機構的壓力角如何變化 。 10、 帶傳動中存在有彈性滑動是否說明皮帶傳動失效 (是,否)。 二、 基本概念(每小題6分) 1、 在圖示的應力應變圖中,標出屈服應力、和極限應力并寫出彈性階段的應力應變公式。 2、 標出機構的極位夾角,并計算行程速比系數。 3、 請寫出圓柱斜齒輪的正確嚙合條件。 機械設計基礎試題 班級 姓名 學號 第 2 頁 2002~2003學年第二學期期末考試試題 題目 一 二 三 四 五 六 七 八 總分數 分數 評卷人 4、 說明帶傳動中皮帶一共承受幾種應力、說明這幾種應力的名稱,并指出最大的應力所處的位置。 5、 試述滾動軸承的基本額定動載荷的定義: 三、 計算圖示機構的自由度。(15分 計算過程要求寫出計算公式,如有局部自由度、虛約束或復合鉸鏈的,均需指明) 機械設計基礎試題 班級 姓名 學號 第 3 頁 2002~2003學年第二學期期末考試試題 題目 一 二 三 四 五 六 七 八 總分數 分數 評卷人 四、 已知一對相互嚙合的直齒標準圓柱齒輪,如圖所示的標準安裝。已知r1=40mm, r2=70mm,模數 = 5。試分別計算兩齒輪的基元直徑和齒頂元直徑,在圖中畫出齒輪傳動過重中的實際嚙合線。(20分) 五、 已知輪系如圖所示,z1=20, z2=40, z2’ =18, z3= 45, z3’ = 17, z4 = 51, 試計算如圖所示輪系的傳動比i14 。(15分) 機械設計基礎試卷(A) 六、 填空(每個空1分) 11、 鋼材常用的熱處理方法有低、中、高溫回火,其中調質屬于哪一種回火 , 調質處理的回火溫度范圍是 ℃到 ℃,其主要作用是 。 12、 在空格處填寫出受力和變形的四種基本形式 、 、 、 。 13、 寫出機構行程速比系數和極位夾角的關系式 。 14、 寫出機構傳動角和壓力角之間的關系 。 15、 凸輪傳動中,常用的有四種基本運動規(guī)律,請?zhí)顚懢哂腥嵝詻_擊的兩種運動規(guī) 律 、 。 16、 一對相互嚙合的標準直齒圓柱齒輪的實際中心距大于標準中心距時,下列參數有何 變化(變大、變小或不變):傳動比 嚙合角 分度圓半徑 節(jié) 圓半徑 頂隙 壓力角 。 17、 有一個滾動軸承的牌號為7212,則該軸承的全稱為 ,軸承的內徑為 毫米。 七、 基本概念 6、 如果一個機構的原動件數目小于機構的自由度數目,說明機構的運動將會發(fā)生何種情況: 7、 根據圖中給出的四桿機構中各桿的連接情況和尺寸,試通過分析確定該機構中是否有曲柄存在。 a b c d 為機架 (題二 2 圖) 8、 摩擦角是根據摩擦系數所確定的一個參數,試結合繪圖的方法,推導出摩擦角和摩擦系數的關系式。 9、 標出圖示凸輪機構的壓力角。 (題二 4 圖) 10、 一對標準安裝的直齒輪和一對標準安裝的斜齒輪,該兩對齒輪的標準模數均相同,試通過計算分析,指出哪一對齒輪的安裝更緊湊(即哪一對齒輪的標準安裝中心距更小些)。 11、 試寫出蝸輪蝸桿轉動的正確嚙合條件 12、 要加工一個模數為10,齒數為50的一個直齒圓柱齒輪,試問齒輪毛坯件的外徑至少為多大? 13、 試述滾動軸承的額定壽命的定義: 八、 計算圖示機構的自由度。(計算過程要求寫出計算公式,如有局部自由度、虛約束或復合鉸鏈的,均需指明) 圖??????? 九、 計算如圖所示輪系的傳動比i 。 十、 校核圖示機構橫向螺栓的強度并校核平鍵的剪切強度。 一、 基本概念(35分) (1) 寫出中碳鋼含碳量的百分比范圍。(2分) (2) 試述外嚙合斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件。(2分) (3) 說明帶傳動中皮帶共承受幾種應力;說明這幾種應力的名稱,并指出最大的應力所處的位置。(5分) (4) 試述滾動軸承的基本額定動載荷的定義(3分) (5) 變應力根據其循環(huán)特性可分為非對稱循環(huán)、脈動循環(huán)和對稱循環(huán),用畫圖的形式分別繪制出表現這些應力狀態(tài)的(σ-t)圖形。(6分) (6)有一個滾動軸承的牌號為6316,試說明該軸承牌號的意義(3分) (7)如圖所示的蝸輪蝸桿傳動中,已知蝸桿為主動。試判斷蝸輪的受力方向以及旋轉方向?(4分) (8)在圖示的應力應變圖中,標出試件的屈服極限應力、和強度極限應力并寫出彈性階段的應力應變方程式。 (5分) (9)在圖中標出機構的極位夾角,并利用近似測量出的該極位夾角的大小,并計算該機構的行程速比系數。(5分) 機械工程基礎A 試題 班級 姓名 學號 第 2 頁 二、 已知標準直齒圓柱齒輪1的模數m=4、齒數z=30,轉速n=1400r/m,并通過軸與聯軸器2相聯接,聯軸器的轉向如圖所示,T=24Nm。(1)請在圖上標出齒輪2為主動輪時嚙合點的受力Ft和Fr的正確方向(用箭頭標出);(2)求兩軸承的徑向支反力;(3)分別畫出軸的扭矩圖和彎矩圖;(4)若該對軸承為深溝球軸承,其基本額定動載荷C=3000N,在不考慮溫度系數和載荷系數的情況下,求該對軸承的壽命。(20分) 三、 計算圖示機構的自由度。(計算過程要求寫出計算公式,如有局部自由度、虛約束或復合鉸鏈的,均需指明10分)。 四、 已知一對心直動尖端盤形凸輪的基圓半徑和推桿的運動位移曲線如圖所示,試利用反轉法原理設計出該凸輪的輪廓(10分)。 試題 班級 姓名 學號 第 3 頁 五、 在圖示的輪系中,已知Z1=20,Z2=45,Z2’=40,Z3=25,Z3’=35,Z4=30,求該輪系的傳動比i I II(10分)。 六、 四桿機構中個構件的連接順序如圖所示,已知a=80,b=70,c=90,d=40,取構件c為機架。(1)試判斷該四桿機構的類型;(2)若以b為原動件則此機構是否出現死點?(3)重新按比例畫圖做出所有的死點位置;(4)標出這些死點位置的壓力角并指出該位置上傳動角的大小。(15分)。 七、 基本概念(25分) (6) 寫出45# 鋼含碳量。(2分) (7) 表述直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件。(2分) (8) 要加工一個模數為10,齒數為50的一個標準直齒圓柱齒輪,試問齒輪毛坯件的外徑至少為多大?(5分) (9) 試述滾動軸承的基本額定壽命的定義(3分) (10) 如果一個機構的原動件數目小于機構的自由度數目,試說明機構的運動狀況。(3分) (11) 零件工作時,常常會受到外力作用,列舉零件的3種最常見的受力狀態(tài)。(3分) (7)有一個滾動軸承的牌號為7211AC,試說明該軸承牌號的意義(3分) (8)簡述皮帶傳動中的彈性滑動和打滑的區(qū)別(4分) 二、有一牽曳鉤用2個M10(d1=8.376mm)的普通螺栓固定于機體上,如題圖所示,已知接合面問摩擦系數f=0.15.可靠性系數Ks=1.2,螺栓材料的許用拉伸應力[σ]=100MPa,試計算該螺栓組連接允許的最大牽引力FΣ(10分) 機械工程基礎B 試題 班級 姓名 學號 第 2 頁 三、 已知齒輪1的直徑d=200mm,嚙合點受力為Fa=200N,Fr=700N;聯軸器2和齒輪1所受的扭矩如圖所示,T=100Nm。(1)求兩軸承的徑向支反力;(2)分別畫出軸的扭矩圖和彎矩圖。(10分) 四、 某深溝球軸承只承受徑向力作用,已知Fr=5000N,工作轉數n=1440r/min,不考慮載荷系數和溫度系數,要求工作壽命為6000小時。試求該軸承的基本額定動載荷(10分) 五、 計算圖示機構的自由度。(計算過程要求寫出計算公式,如有局部自由度、虛約束或復合鉸鏈的,均需指明10分)。 六、 已知某一對心直動尖端盤形凸輪的基圓半徑rb=15mm,推桿的運動位移曲線如圖所示,試利用反轉法原理設計出該凸輪的輪廓(10分)。 機械工程基礎B 試題 班級 姓名 學號 第 3 頁 七、 在圖示的輪系中,已知Z1=21,Z2=50,Z3=26,Z3’=30,Z4=106,求該輪系的傳動比i 1H(10分)。 八、 已知某一曲柄滑塊機構,要求其行程速比系數K=1.4,滑塊的行程S=100mm。(1)試設計該曲柄滑塊機構;(2)若以曲柄為原動件問此機構是否出現死點?(3)在圖上標出曲柄處于兩水平位置時,機構的壓力角和傳動角。(15分)。 1. 帶傳動的主要失效形式是打滑和疲勞破壞;因此帶傳動的設計準測是 在保證帶傳動不打滑的條件下,具有一定的疲勞強度和使用壽命。 2. 聯接根據工作原理的不同進行分類,其中鉸制孔用螺栓聯接屬于形鎖合聯接;普通螺栓聯接屬于摩擦鎖合聯接。 3. 螺紋聯接中一般需要預緊,通常在實際應用中我們采取控制擰緊力矩大小的辦法來控制預緊力。 4. 平鍵的主要尺寸是鍵的截面尺寸及鍵長L,其中截面尺寸根據軸徑在標準中查得,鍵的長度可按輪轂的長度確定。 5. 軸承代號6415中的6代表深溝球軸承,15的含義是內徑尺寸為75mm 。 6. 軸的工作應力多為交變應力,故軸的主要失效形式為 疲勞破壞。 1.帶傳動有那些優(yōu)缺點? 帶傳動的優(yōu)點是: 1) 帶具有良好的彈性,能緩沖吸振,尤其是V帶沒有接頭,傳動較平穩(wěn),噪聲小; 2) 過載時帶在帶輪上打滑,可以防止其他器件損壞; 3) 結構簡單,制造和維護方便,成本低; 4) 適用于中心距較大的傳動。 帶傳動的缺點是: 1) 工作中有彈性滑動,使傳動效率降低,不能準確地保持主動軸和從動軸的轉速比關系; 2) 傳動的外廓尺寸較大; 3) 由于需要張緊,使軸上受力較大; 4) 帶傳動可能因摩擦起電,產生火花,故不宜用于易燃易爆的場合。 2.螺紋聯接的主要失效形式是什么(并在圖中標識發(fā)生破壞的主要部位)?螺紋聯接計算的主要問題是什么? 螺紋聯接的失效形式多為螺紋部分的塑性變形和斷裂及螺桿的疲勞斷裂。螺紋聯接計算的主要問題是根據聯接的裝配情況(預緊或不預緊),外載荷的大小和方向以及材料性能等按強度條件確定螺紋直徑(或校核其危險截面的強度)。 15% 20 65% 3.滾動軸承的基本額定壽命和基本額定動載荷的定義是什么?它們之間有何什么關系? 滾動軸承的額定壽命是指一批軸承,在同樣工作條件下,其中10%的軸承產生疲勞點蝕,而90%的軸承不產生疲勞點蝕時轉過的總轉數。軸承的基本額定動載荷是指軸承基本額定壽命為時,軸承所能承受的最大載荷。 基本額定壽命和基本額定動載荷的關系式: 填空題答案: 7. 在螺紋聯接的基本類型中雙頭螺柱聯接和 螺釘聯接適用于被聯接件之一較厚的場合。 8. 螺栓防松的方法很多,根據防松原理的不同,可分為 摩擦防松、 機械防松、 永久止動三種。 9. 軸根據承受載荷的不同分為心軸、轉軸和傳動軸三類,其中傳動軸主要承受扭矩,轉軸即承受彎矩,又承受扭矩。 10. 軸承根據承受載荷方向的不同可分為 向心軸承 、 推力軸承 和向心推力軸承三種。 問答題答案: 1.帶傳動中彈性滑動產生的原因及彈性滑動和打滑的區(qū)別。 彈性滑動產生的原因是因為帶是彈性體,受力產生彈性變形,由于帶工作中帶的兩邊拉力不同,因而彈性變形也不同,從而產生帶和帶輪之間的相對滑動。彈性滑動是帶傳動工作時的固有特性,是不可避免的。帶的打滑是由于帶傳動超載引起的帶在帶輪上的全面滑動,是不可避免的。 2. 述平鍵聯接、半圓鍵聯接和楔鍵聯接三種聯接類型的各自特點。(從結構形狀、工作表面、承載方式、定心精度、應用場合幾方面進行介紹) 平鍵的工作表面是工作表面,鍵為類長方體結構,兩端可制成圓頭結構,工作時靠鍵與鍵槽側面的擠壓來傳遞扭距,定心性能好,應用廣泛。 半圓鍵的鍵是半圓形的,其側面是工作面,鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動,以適應輪轂上鍵槽的斜度,安裝方便。但因鍵槽較深,對軸的削弱較大,故適用于輕載,多用于錐形軸端的聯接上。楔鍵的上下表面為工作面,且鍵的上表面和輪轂上槽底面各有1:100的斜度,裝配時將鍵打入,使鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊,靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩,并可作軸向固定,承受單方向的軸向力。由于楔緊而產生的裝配偏心,使其定位精度較低,故只宜用于轉速不高及旋轉精度要求低的聯接中。 3. 說明軸承代號6304和7212/P6的含義。 6304——表示內徑,中系列深溝球軸承,正常寬度,正常結構,普通公差等級。 7212/P6——表示內徑,輕系列角接觸球軸承,正常寬度,6級公差等級。 一、 填 空(每個空1分,共35分): 11. 從制造工藝的角度來看,零件是 的最小單元。 12. 牌號Q195的材料為 鋼,牌號45的鋼含碳量為 ,牌號為ZG200—400的材料為 鋼。 13. 鋼的熱處理是將鋼在固體狀態(tài)下進行不同溫度的加熱、保溫 和冷卻的工藝方法。其中調質是 加 的工藝過程。 14. 在確定機械零件的承載能力時,主要考慮零件的強度和 。 15. 四桿機構可分為 機構、 機構、 機構。 16. 在平面機構中若引入一個高副將引入 個約束,而引入一個低副將引入 個約束。 17. 連桿機構中, 越小, 越大,機構的傳力性能越好。 18. 凸輪機構的從動件常用運動軌律有: 、 、 、 。其中 運動規(guī)律有剛性沖擊。 19. 模數和齒數相同的正變位齒輪與標準齒輪比,其分度圓 ,齒厚 ,齒槽寬 ,齒頂高 。 20. 漸開線齒齒廓的嚙合特性是 , 。 21. 帶傳動的主要失效形式是 ;因此帶傳動的設計準測是 。 22. 聯接根據工作原理的不同進行分類,其中鉸制孔用螺栓聯接屬于 聯接;普通螺栓聯接屬于 聯接。 23. 螺紋聯接中一般需要預緊,通常在實際應用中我們采取控制 的辦法來控制預緊力。 24. 平鍵的主要尺寸是鍵的截面尺寸及鍵長L,其中截面尺寸根據 在標準中查得,鍵的長度可按 確定。 25. 軸承代號6415中的6代表 ,15的含義是 。 26. 軸的工作應力多為交變應力,故軸的主要失效形式為 。 二、 簡答題(每小題5分,共40分) 1. 己知一對標準直齒圓柱齒輪的中心距.傳動比,小齒輪齒數。試求:模數m和分度圓直徑,。 《機械工程基礎》(A) 試題 班級 姓名 學號 第 2 頁 2. 在圖示鉸鏈四桿機構中,分析分別以AB、BC、CD、AD桿為機架時,它為什么機構。 3. 試問如圖所示各機構是否均有急回運動特性?是否均可能有死點?在什么情況下會有死點? 4. 分別說明直齒圓柱齒輪傳動、外嚙合平行軸斜齒圓柱齒輪傳動和阿基米德圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件。 5. 試說明螺旋副中摩擦角的定義?什么是自鎖現象,以及其發(fā)生的條件。 《機械工程基礎》(A) 試題 班級 姓名 學號 第 3 頁 6. 帶傳動有那些優(yōu)缺點? 7. 螺紋聯接的主要失效形式是什么(并在圖中標識發(fā)生破壞的主要部位)?螺紋聯接計算的主要問題是什么? 8. 滾動軸承的基本額定壽命和基本額定動載荷的定義是什么?它們之間有何什么關系? 十一、 計算如圖(a)(b)所示機構的自由度。 (計算過程要求寫出計算公式,如有局部自由度、虛約束或復合鉸鏈的,均需圖示指明) (8分) (a) (b) 《機械工程基礎》(A) 試題 班級 姓名 學號 第 4 頁 十二、 在圖示輪系中,=20, =40,=23, =20, =60,=1200r/min,方向如圖,求的大小,并在圖中標出的方向。 (8分) 十三、 圖示外伸梁為圓形截面,畫出該梁的剪力、彎距圖,并根據彎曲強度確定橫截面的最小直徑。已知材料的許用應力[σ]=160MPa,。(9分) 《機械工程基礎》期末試卷(A)答案及評分標準 (2004~2005學年第二學期化02-1、2、3、4班使用) 三、 填 空(每個空1分,共35分): 1. 制造加工 2. 普通碳素結構鋼;0.45%;鑄鋼。 3. 淬火;高溫回火。 4. 剛度。 5. 曲柄搖桿;雙曲柄;雙搖桿。 6. 1;2。 7. 壓力角;傳動角。 8. 等速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律、余弦加速度運動規(guī)律、正弦加速度運動規(guī)律;等速運動規(guī)律。 9. 不變;變大;變小;變大。 10. 能滿足定傳動比傳動要求;具有傳動的可分性。 11. 打滑和疲勞破壞; 在保證帶傳動不打滑的條件下,具有一定的疲勞強度和使用壽命。 12. 形鎖合;摩擦鎖合。 13. 擰緊力矩大小。 14. 軸徑;,輪轂的長度。 15. 深溝球軸承;內徑尺寸為75mm。 16. 疲勞破壞。 四、 簡答題(每小題5分,共40分) 9. 己知一對標準直齒圓柱齒輪的中心距a=160mm.傳動比i12=3,小齒輪齒數z1=20。試求:模數m和分度圓直徑d1,d2。 解: 標準齒輪的嚙合要求模數相等,中心距等于兩齒輪分度圓半徑之和。 10. 在圖示鉸鏈四桿機構中,分析分別以AB、BC、CD、AD桿為機架時,它為什么機構。 解:最長桿與最短桿之和: 其余兩桿之和: ,滿足桿長條件。 最短桿為AB桿,所以A,B兩個轉動副為整轉副,D,C兩個轉動副為擺轉副。 所以: 當AB桿為機架時,為雙曲柄機構; 當BC、AD桿為機架時,為曲柄搖桿機構; 當CD桿為機架時,為雙搖桿機構。 11. 試問如圖所示各機構是否均有急回運動特性?是否均可能有死點?在什么情況下會有死點? 解:以上各機構均有急回運動特性;都沒有死點;在以桿3為原動件的情況下會出現死點。 12. 分別說明直齒圓柱齒輪傳動、外嚙合平行軸斜齒圓柱齒輪傳動和阿基米德圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件。 解:直齒圓柱齒輪傳動正確嚙合條件為: 外嚙合平行軸斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件: 阿基米德圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件: 13. 試說明螺旋副中摩擦角的定義?什么是自鎖現象,以及其發(fā)生的條件。 解:螺旋副中螺紋對螺母的總反力與法向反力之間的夾角稱為摩擦角。螺旋副的反行程中,必須施加一個水平方向的驅動力螺母才能松動,否則螺母不會松動的現象就是螺旋副的自鎖。發(fā)生條件為: 升角λ摩擦角φ 14. 帶傳動有那些優(yōu)缺點? 解:帶傳動的優(yōu)點是: 5) 帶具有良好的彈性,能緩沖吸振,尤其是V帶沒有接頭,傳動較平穩(wěn),噪聲??; 6) 過載時帶在帶輪上打滑,可以防止其他器件損壞; 7) 結構簡單,制造和維護方便,成本低; 8) 適用于中心距較大的傳動。 帶傳動的缺點是: 5) 工作中有彈性滑動,使傳動效率降低,不能準確地保持主動軸和從動軸的轉速比關系; 6) 傳動的外廓尺寸較大; 7) 由于需要張緊,使軸上受力較大; 8) 帶傳動可能因摩擦起電,產生火花,故不宜用于易燃易爆的場合。 15. 螺紋聯接的主要失效形式是什么(并在圖中標識發(fā)生破壞的主要部位)?螺紋聯接計算的主要問題是什么? 15% 20% 65% 解:螺紋聯接的失效形式多為螺紋部分的塑性變形和斷裂及螺桿的疲勞斷裂。螺紋聯接計算的主要問題是根據聯接的裝配情況(預緊或不預緊),外載荷的大小和方向以及材料性能等按強度條件確定螺紋直徑(或校核其危險截面的強度)。 16. 滾動軸承的基本額定壽命和基本額定動載荷的定義是什么?它們之間有何什么關系? 解:滾動軸承的額定壽命是指一批軸承,在同樣工作條件下,其中10%的軸承產生疲勞點蝕,而90%的軸承不產生疲勞點蝕時轉過的總轉數。軸承的基本額定動載荷是指軸承基本額定壽命為時,軸承所能承受的最大載荷。 基本額定壽命和基本額定動載荷的關系式: 十四、 計算如圖(a)(b)所示機構的自由度。 (計算過程要求寫出計算公式,如有局部自由度、虛約束或復合鉸鏈的,均需圖示指明) (8分) (a) (b) 解: (a) (b) 十五、 在圖示輪系中,=20, =40,=23, =20, =60,=1200r/min,方向如圖,求的大小,并在圖中標出的方向。 (8分) 解:這是一個復合輪系。1、2構成定軸輪系,,3,,4和轉臂H構成周轉輪系。 十六、 圖示外伸梁為圓形截面,畫出該梁的剪力、彎距圖,并確定橫截面的最小直徑。已知材料的許用應力[σ]=160MPa,。(9分) 解:首先求約束反力: 分段求梁的剪力和彎距,結果如右圖: 根據強度條件有: 五、 填 空(每個空1分,共35分): 27. 構件是由若干零件組成的一個剛性系統(tǒng),是 的最小單位。 28. 牌號60Si2Mn的鋼含碳量為 ,含Si為 ,含Mn量為 。 29. 寫出兩種常用的熱處理方法: 、 等。 30. 在確定機械零件的承載能力時,主要考慮零件的 和剛度。 31. 由于存在極位夾角,導致曲柄搖桿機構的運動具有 特性,通常情況下這種性質用 來表示。 32. 鉸鏈四桿機構中,固定構件稱為 ,能繞固定鉸鏈中心作整周轉動的構件稱為 ,跟固定構件連接的桿稱為 。 33. 機構中按給定的運動規(guī)律獨立運動的構件稱為 ,其余活動構件稱為 ;為分析和設計機械人們繪制 以顯示機械運動特征及運動傳遞情況。 34. 用標準齒條型刀具加工標準輪時,其刀具的 線與輪坯的 圓之間作純滾動。 35. 確定漸開線標準直齒圓柱齒輪的全部幾何尺寸與齒廓曲線的五個參數是 、 、 、 、 。 36. 兩齒輪傳動的中心距等于 稱為標準中心距。 37. 直齒圓柱齒輪的嚙合線為 ,斜齒圓柱齒輪的嚙合線為 。 38. 在螺紋聯接的基本類型中 和 適用于被聯接件之一較厚的場合。 39. 螺栓防松的方法很多,根據防松原理的不同,可分為 、 、 三種。 40. 軸根據承受載荷的不同分為心軸、轉軸和傳動軸三類,其中 主要承受扭矩, 即承受彎矩,又承受扭矩。 41. 軸承根據承受載荷方向的不同可分為 、 和 三種。 六、 簡答題(每小題5分,共40分) 17. 說明齒輪失效的主要形式以及齒輪設計計算所依據的準則。 18. 結合凸輪推桿的四種基本運動規(guī)律,解釋什么是剛性沖擊和柔性沖擊? 《機械工程基礎》(B) 試題 班級 姓名 學號 第 2 頁 19. 在圖示的齒輪—連桿組合機構中,已知lAB=45mm.lBC=100mm,lCD=70mm lAD=120mm。試分析齒輪1能否繞A點作整周轉動? (說明理由。提示:根據平面連桿機構相關知識分析。) 20. 分別說明直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪和阿基米德圓柱蝸輪蝸桿確定幾何尺寸的基準。 21. 試定義螺紋的幾個主要參數:大徑、小徑、中徑、螺距、導程、升角;對單線螺紋用作圖的方法說明導程、升角與直徑之間的關系。 22. 試述帶傳動中彈性滑動產生的原因及彈性滑動和打滑的區(qū)別。 《機械工程基礎》(B) 試題 班級 姓名 學號 第 3 頁 23. 試述平鍵聯接、半圓鍵聯接和楔鍵聯接三種聯接類型的各自特點。(從結構形狀、工作表面、承載方式、定心精度、應用場合幾方面進行介紹) 24. 試說明軸承代號6304和7212/P6的含義。 附表 滾動軸承尺寸系列代號 代號 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 寬度系列 — 特窄 — 窄 正常 寬 特 寬 直徑系列 超特輕 超 輕 特輕 輕 中 重 十七、 計算如圖(a)(b)所示機構的自由度。 (計算過程要求寫出計算公式,如有局部自由度、虛約束或復合鉸鏈的,均需圖示指明) (8分) (a) (b) 十八、 在圖示混合輪系中,設已知各齒輪的齒數分別為Z1、Z2、Z2’、Z3、Z4、Z5、Z6、Z6’、Z7、,A為行星轉臂,試計算其傳動比i1A (8分) 《機械工程基礎》(B) 試題 班級 姓名 學號 第 4 頁 十九、 圖示外伸梁為矩形截面,矩形的高寬比h:b=3:1,畫出該梁的剪力、彎距圖,并確定橫截面的最小高度。已知材料的許用應力[σ]=160MPa,。(9分) 《機械工程基礎》期末試卷(B)答案及評分標準 (2004~2005學年第二學期化02-1、2、3、4班使用) 七、 填 空(每個空1分,共35分): 42. 運動。 43. 0.6%,2%,小于1.5%。 44. 正火、退火、淬火、回火、調質(任意2個)。 45. 強度。 46. 急回運動,行程速比系數。 47. 機架;曲柄;連架桿。 48. 原動件;從動件;機構運動簡圖。 49. 分度線(中線);分度圓。 50. 模數(m)、壓力角(α)、齒數(z)、齒頂高系數(ha)、頂隙系數(c)。 51. 兩齒輪分度圓半徑之和。 52. 直線;變化的斜線。 53. 雙頭螺柱聯接;螺釘聯接。 54. 摩擦防松、機械防松、永久止動。 55. 傳動軸,轉軸。 56. 向心軸承;推力軸承;向心推力軸承。 八、 簡答題(每小題5分,共40分) 25. 說明齒輪失效的主要形式以及齒輪設計計算所依據的準則。 解:齒輪失效的主要形式有:齒輪折斷、齒面點蝕、齒面膠合、齒面磨損。 齒輪設計計算所依據的準則有:齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度兩準則。 26. 結合凸輪推桿的四種基本運動規(guī)律,解釋什么是剛性沖擊和柔性沖擊? 解:凸輪推桿有四種基本運動規(guī)律:等速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律、余弦加速度運動規(guī)律、正弦加速度規(guī)律。 在等速運動規(guī)律中,凸輪推桿等速上升,在運動開始和終了的瞬時,速度突變,加速度及由此產生的慣性力出現瞬時的無窮大,從而產生強烈的沖擊,這種沖擊就稱為剛性沖擊。 在等加速等減速運動規(guī)律中,凸輪推桿在行程的起始點、中點和終點處加速度和由此產生的慣性力有突變,不過這突變?yōu)橛邢拗?,產生的沖擊較為緩和。這種加速度有限突變產生的沖擊就稱為柔性沖擊。 27. 在圖示的齒輪—連桿組合機構中,已知lAB=45mm.lBC=100mm,lCD=70mm lAD=120mm。試分析齒輪1能否繞A點作整周轉動? (說明理由。提示:根據平面連桿機構相關知識分析。) 解:齒輪1能否繞A點作整周轉動取決于運動副A是否為整轉副。 滿足桿長條件,又因為AB桿為最短桿,所以運動副A為整轉副。 故,齒輪1能繞A點作整周轉動。 28. 分別說明直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪和阿基米德圓柱蝸輪蝸桿確定幾何尺寸的基準。 解:直齒圓柱齒輪確定幾何尺寸的基準為分度圓、斜齒圓柱齒輪確定幾何尺寸的基準為垂直齒輪螺旋線的法向圓、圓錐齒輪確定幾何尺寸的基準為大端,阿基米德圓柱蝸輪蝸桿確定幾何尺寸的基準為通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的中間平面。 29. 試定義螺紋的幾個主要參數:大徑、小徑、中徑、螺距、導程、升角;對單線螺紋用作圖的方法說明導程、升角與直徑之間的關系。 解:螺紋的最大直徑稱為大徑,最小直徑稱為小徑、螺紋軸向截面內溝槽和凸起寬度相等處的直徑稱為中徑。螺紋相鄰兩個牙型上對應點之間的軸向距離稱為螺距,螺紋上任意一點沿同一條螺旋線轉一周所移動的軸向距離稱為導程,中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面之間的夾角稱為升角。 導程,升角與中徑之間的關系如下圖: 30. 帶傳動中彈性滑動產生的原因及彈性滑動和打滑的區(qū)別。 解:彈性滑動產生的原因是因為帶是彈性體,受力產生彈性變形,由于帶工作中帶的兩邊拉力不同,因而彈性變形也不同,從而產生帶和帶輪之間的相對滑動。彈性滑動是帶傳動工作時的固有特性,是不可避免的。帶的打滑是由于帶傳動超載引起的帶在帶輪上的全面滑動,是可避免的。 31. 述平鍵聯接、半圓鍵聯接和楔鍵聯接三種聯接類型的各自特點。 (從結構形狀、工作表面、承載方式、定心精度、應用場合幾方面進行介紹) 解:平鍵的兩側是工作表面,鍵為類長方體結構,兩端可制成圓頭結構,工作時靠鍵與鍵槽側面的擠壓來傳遞扭距,定心性能好,應用廣泛。 半圓鍵的鍵是半圓形的,其側面是工作面,鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動,以適應輪轂上鍵槽的斜度,安裝方便。但因鍵槽較深,對軸的削弱較大,故適用于輕載,多用于錐形軸端的聯接上。 楔鍵的上下表面為工作面,且鍵的上表面和輪轂上槽底面各有1:100的斜度,裝配時將鍵打入,使鍵的上下兩工作面分別與輪轂和軸的鍵槽工作面壓緊,靠其摩擦力和擠壓傳遞扭矩,并可作軸向固定,承受單方向的軸向力。由于楔緊而產生的裝配偏心,使其定位精度較低,故只宜用于轉速不高及旋轉精度要求低的聯接中。 32. 說明軸承代號6304和7212/P6的含義。 解:6304——表示內徑,中系列深溝球軸承,正常寬度,正常結構,普通公差等級。 7212/P6——表示內徑,輕系列角接觸球軸承,正常寬度,6級公差等級。 二十、 計算如圖(a)(b)所示機構的自由度。 (計算過程要求寫出計算公式,如有局部自由度、虛約束或復合鉸鏈的,均需圖示指明) (8分) 解:(a) P=7, PL=10 PH=0 (b) P=7, PL=9 PH- 配套講稿:
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