《机械设计基础》试题（十三） 一、填空题(25分) 1.在齿轮强度计算中，节点区域系数(Z)是用来考虑」 的影响。对a=20°的标准直齿 圆柱齿轮，Z= 2.在一般闭式齿轮传动中，轮齿的主要失效形式是 和 3.当一对齿轮的材料、传动此及齿宽系数一定时：由齿面接触强度所决定的承载能力，仅与或 有关。 4.在齿轮弯曲强度计算中，对于标准直齿圆柱齿轮，齿形系数()仅决定于 5.平键的 是工作面，普通平键联接的主要失效形式是工作面的 若强度 不够时，可采用两个键按 布置。 6.为提高紧螺栓联接强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小 刚度 或增大 刚度。 7.在两轴交错角为90°的蜗杆传动中，其正确啮合的条件是 和 8.V带在运转过程中受变应力作用，最大应力发生在 其值为 (用书中 规定符号表示)。 9.对于某一个轴承来说，正常的实际使用中，未达到额定寿命而提前发生疲劳点蚀的概率 是 10.根据轴所承受载荷的不同，称既传递转矩又承受弯矩的轴为 :称只传递转矩 而不承受弯矩或弯矩很小的轴为 :称只承受弯矩而不传递转矩的轴 为 11.有一单个紧螺栓联接，已知该螺栓所受预紧力=1000N,所受轴向工作载荷Q=500N,螺 栓的相对刚性系数 ,=02,则螺栓所受的总拉伸载荷Q=—一：残余预紧力 K。+Kc :为保证接合面不出现缝隙，则该联接允许的最大轴向工作载荷Q≤ 12.在液体动压润滑的滑动轴承中，润滑油的动力粘度与运动粘度的关系式为■ 。(需注明式中各符号的意义) 二、问答题（共10分）
《机械设计基础》试题（十三） 一、填空题（25 分） 1．在齿轮强度计算中，节点区域系数（ZH）是用来考虑 的影响。对α＝20°的标准直齿 圆柱齿轮，ZH＝ 。 2．在一般闭式齿轮传动中，轮齿的主要失效形式是 和 。 3．当一对齿轮的材料、传动比及齿宽系数一定时；由齿面接触强度所决定的承载能力，仅与 或 有关。 4．在齿轮弯曲强度计算中，对于标准直齿圆柱齿轮，齿形系数（YF）仅决定于 。 5．平键的 是工作面，普通平键联接的主要失效形式是工作面的 ，若强度 不够时，可采用两个键按 布置。 6．为提高紧螺栓联接强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小 刚度 或增大 刚度。 7．在两轴交错角为 90°的蜗杆传动中，其正确啮合的条件是 、 和 。 8． V 带在运转过程中受变应力作用，最大应力发生在 ，其值为 （用书中 规定符号表示）。 9．对于某一个轴承来说，正常的实际使用中，未达到额定寿命而提前发生疲劳点蚀的概率 是 。 10．根据轴所承受载荷的不同，称既传递转矩又承受弯矩的轴为 ；称只传递转矩 而不承受弯矩或弯矩很小的轴为 ；称只承受弯矩而不传递转矩的轴 为 。 11．有一单个紧螺栓联接，已知该螺栓所受预紧力 Q0＝1000N，所受轴向工作载荷 Qe＝500N，螺 栓的相对刚性系数 = 0.2 b + C b K K K ，则螺栓所受的总拉伸载荷 Q＝ ；残余预紧力 Qr ＝ ；为保证接合面不出现缝隙，则该联接允许的最大轴向工作载荷 Qmax≤ 。 12．在液体动压润滑的滑动轴承中，润滑油的动力粘度与运动粘度的关系式为 。（需注明式中各符号的意义） 二、问答题（共 10 分）
1.绘图说明在相同条件下，平带与V带相比，V带能传递较大的功率。(5分) 2.试述齿宽系数W的定义及选择y。时应考虑哪些问题？(5分) 三、分析计算题（共20分） 有一提升机构如图1所示。已知：蜗杆螺旋线的旋向为右旋，蜗杆和从动大齿轮同轴，该轴两端 采用接触向心球轴承支承，面对面安装，两轴承所受径向力分别为F2=800N,Fa=1200N,小齿轮所受 轴向力F=300N,蜗杆所受轴向力F。600N,轴承产生的内部轴向力S=0.7F 试问： (1)为使蜗杆轴向力和大齿轮轴向力能相互抵消一部分，试确定小齿轮1和大齿轮2的螺齿轮旋 线方向。(2分)（在图上直接标出或说明即可） (2)重物上升时，小齿轮1轴的转动方向(1分)（在图中用带箭头的线段表示） (3)计算重物上升，大齿轮左端支承轴承I所受的轴向力F和蜗杆右端支承轴承Ⅱ所受轴向力 F2各为多少？(10分)（请在答题纸上解答） (4)卷筒用4个M8(小径d=6.647mm)的普通螺栓固定在蜗轮端面上，已知卷筒直径d=150mm, 螺栓分布圆直径：180mm,卷筒与蜗轮端面间的摩擦系数f=0.15,可靠性系数k.=1.2,螺栓材料的许 用应力[o]=120MP,试求该螺栓组联接允许的最大提升重量Wm:(7分)（请在答题纸上解答） A-A 普通螺栓 卷簡 图1 四、绘图题(5分) 绘出齿轮与轴的装配结构图
1．绘图说明在相同条件下，平带与 V 带相比，V 带能传递较大的功率。（5 分） 2．试述齿宽系数 a 的定义及选择 a 时应考虑哪些问题？（5 分） 三、分析计算题（共 20 分） 有一提升机构如图 1 所示。已知：蜗杆螺旋线的旋向为右旋，蜗杆和从动大齿轮同轴，该轴两端 采用接触向心球轴承支承，面对面安装，两轴承所受径向力分别为 Fr2=800N，Fr1=1200N，小齿轮所受 轴向力 Fa1=300N，蜗杆所受轴向力 Fa3=600N，轴承产生的内部轴向力 S=0.7Fr 试问： （1）为使蜗杆轴向力和大齿轮轴向力能相互抵消一部分，试确定小齿轮 1 和大齿轮 2 的螺齿轮旋 线方向。（2 分）（在图上直接标出或说明即可） （2）重物上升时，小齿轮 1 轴的转动方向（1 分）（在图中用带箭头的线段表示） （3）计算重物上升，大齿轮左端支承轴承 I 所受的轴向力 Fa1 和蜗杆右端支承轴承Ⅱ所受轴向力 Fa2 各为多少？（10 分）（请在答题纸上解答） （4）卷筒用 4 个 M8（小径 d1=6.647mm）的普通螺栓固定在蜗轮端面上，已知卷筒直径d0=150mm， 螺栓分布圆直径 D0=180mm，卷筒与蜗轮端面间的摩擦系数ƒ=0.15，可靠性系数 s k =1.2，螺栓材料的许 用应力[σ]=120MPa，试求该螺栓组联接允许的最大提升重量 Wmax（7 分）（请在答题纸上解答） 图 1 四、绘图题（5 分） 绘出齿轮与轴的装配结构图
己知：有一斜齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径d=100mm,齿宽：40mm,轮毂与轴相联接处的孔径d45m。 试求： (1)齿轮与轴之间的周向固定采用普通平键： (2)齿轮右端与轴之间轴向采用轴肩定位： (3)齿轮左端与轴之间轴向采用圆螺母固定，并应有防松措施。 (请在答题纸上回答) 五、受力分析题（共10分） 1.在图2所示的齿轮连杆组合机构中，已知L=45mm,Lx=100mm,Ic70m,Lo=120mm,试分析： (6分) (1)齿轮1能否绕A点作整周转动（说明理由）？ (2)该机构的自由度为多少？（要有具体计算过程） 双个 图2 图3 2.在图3所示压床机构中，构件1为原动件。为使压头GH均匀下压而不倾斜，试问机构各构件 的尺寸应满足什么条件？为什么？其中构CF起什么作用？(4分) 六、综合题（共30分） 1.采用标准齿条刀加工渐开线直齿圆柱齿轮（图4）。己知刀具齿形角α刀=20°，齿距为4π： 加工时范成运动速度为u=60mm/s,o=1rad/s(8分) (1)试求被加工齿轮的参数：m、a、Z、d、6; (2)如果刀具中线与齿轮毛坯轴心0的距离a=58mm,问这样加工出来的齿轮是正变位还是负变 位齿轮，变位系数是多少？
已知：有一斜齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径da=100mm，齿宽b=40mm，轮毂与轴相联接处的孔径d0=45mm。 试求： （1）齿轮与轴之间的周向固定采用普通平键; （2）齿轮右端与轴之间轴向采用轴肩定位； （3）齿轮左端与轴之间轴向采用圆螺母固定，并应有防松措施。 （请在答题纸上回答） 五、受力分析题（共 10 分） 1．在图 2 所示的齿轮连杆组合机构中，已知 LAB=45mm，LBC=100mm，LCD=70mm，LAD=120mm，试分析： （6 分） （1）齿轮 1 能否绕 A 点作整周转动（说明理由）？ （2）该机构的自由度为多少？（要有具体计算过程） 图 2 图 3 2．在图 3 所示压床机构中，构件 1 为原动件。为使压头 GH 均匀下压而不倾斜，试问机构各构件 的尺寸应满足什么条件？为什么？其中构 CF 起什么作用？（4 分） 六、综合题（共 30 分） 1．采用标准齿条刀加工渐开线直齿圆柱齿轮(图4)。已知刀具齿形角 刀 = 20 °，齿距为 4π； 加工时范成运动速度为 u = 60mm/s, = 1rad /s （8 分） （1）试求被加工齿轮的参数：m、α、z、d、db ; （2）如果刀具中线与齿轮毛坯轴心 O 的距离 a=58mm，问这样加工出来的齿轮是正变位还是负变 位齿轮，变位系数是多少？
g 图4 图5 2.图5所示滚子摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮廓线为一偏心圆。试在图上标出凸轮在C点接触 时凸轮机构的压力角。及从动件升程W。(角位移)(6分) 3.已知图6所示轮系中各轮的齿数a=20,Z=40,=15,z=60,轮1的转速n=120r/min,转 向如图所示，试求轮3的转速的大小和方向(8分) 4.图7所示铰链四杆机构，已知机架AD长度，构件AB两个位置AB、AB2及对应摆杆的两个位置 I、Ⅱ，而且构件在AB位置进与时杆共线。试用图解法求解活动铰链C。(8分)。 图6 图7
图 4 图 5 2．图 5 所示滚子摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮廓线为一偏心圆。试在图上标出凸轮在 C 点接触 时凸轮机构的压力角 c 及从动件升程 C （角位移）（6 分） 3． 已知图 6 所示轮系中各轮的齿数 z1=20，z2=40，z3=15，z4=60，轮 1 的转速 n1=120r/min，转 向如图所示，试求轮 3 的转速 n3的大小和方向（8 分） 4．图 7 所示铰链四杆机构，已知机架 AD长度，构件 AB两个位置 AB1、AB2及对应摆杆的两个位置 Ⅰ、Ⅱ，而且构件在 AB1位置进与时杆共线。试用图解法求解活动铰链 C。（8 分）。 图 6 图 7