试卷代号：2414 座位号■■ 国家开放大学（中央广播电视大学）2014年春季学期“开放专科”期末考试 机械设计基础 试题 2014年7月 題 号 二 三 四 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、单选题（每空3分，共24分】 1.作用在刚体上的二力平衡条件是()。 A.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上 B.大小相等、方向相同、作用线相同、作用在同一刚体上 C.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上 D.大小相等、方向相反、作用点相同 2.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得 双曲柄机构，其机架应取( )。 A.最短杆 B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆 3.机械中常利用( )的惯性力来越过机构的死点位置。 A.主动构件 B.联接构件 C.从动构件 D.任何构件 1422
试卷代号 座位号 国家开放大学(中央广播电视大学 4年春季学期"开放专科"期末考试 机械设计基础试题 2014 年7 |题号|一|二|三|四|总分| |分数 I I I I I |得分|评卷人| I 1.作用在刚体上的二力平衡条件是( )。 A.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上 B. 小相等 大小相等 用线 互作 D. 相等 用点 2. 最长杆长度 小于其余 双曲柄机构，其机架应取( ). A. B. 相对 D. 3. 利用 )的惯性力来越过机构的死点位置。 A. B. 接掏 D. 1422
4.标准齿轮的( )上的压力角为20°。 A.基圆 B.分度圆 C.节圆 D.齿顶圆 5.为了使一对渐开线标准直齿圆柱齿轮能进人啮合，它们必须相同的是()。 A,直径 B.宽度 C.齿数 D.基圆齿距 6.蜗杆蜗轮传动中，蜗杆的头数为Z1,直径系数为9，蜗轮齿数为Z2,则蜗杆蜗轮传动的 标准中心距a=( )。 A.m(Z1+Z2)/2 B.m(g+Z)/2 C.m(q+Z2)/2 D.mg/2 7.当两个被联接件之一太厚不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用( )。 A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接 8.在键联接设计中，普通平键的长度尺寸主要依据( )选定。 A.传递转矩的大小 B.轮毂材料的强度 C.轮彀装配工艺性 D.轮毅的宽度尺寸 1423
4. 齿轮 )上的压力角为 2 0 • A. 圆B. C. 圆D. 5. 线标 柱齿 必须相 同 的 ) • A.直径B.宽度 C. 数D. 齿距 6. 蜗杆 直径 蜗轮齿 为Z2' 标准中心距 ). A. m(ZI +Z2)/2 B.m(q+Z1)/2 C. m(q+Z2)/2 D. mq/2 7. 个被联接 且联 需要经 采用 ). A. 螺栓联接 B. C. 柱联 定螺 联接 8. 普通 )选定。 A. B. c.轮毅装配工艺性 D. 轮蟹 1423
得分 评卷人 二、判断题（判断下列所述是否正确，正确填入“√”号，错误则填“X” 号。每题2分，共24分) 9.刚体上作用力偶的力偶矩大小与矩心的具体位置无关。() 10.当m个构件用复合铰链相联接时，组成的转动副数目也应为m个。（) 11.曲柄的极位夹角0越大，机构的急回特性也越显著。（) 12.凸轮机构中，从动件的运动可以是等速、变速、连续、间歌地运动。() 13.构件的刚度要求，就是构件有足够的抵抗破坏的能力。() 14.当齿数一定时，模数越大，齿轮的齿顶圆直径越大。() 15.单对齿轮传动不宜用于两轴间距离大的场合。() 16.在开式齿轮传动中，一般是不会产生点蚀失效的。（) 17.带传动中打滑现象是不可避免的。（) 18.三角形螺纹具有较好的自锁性能，即使是在振动及交变载荷作用下，也不需要防松。 () 19.一个平键联接能传递的最大扭矩为T,则安装一对平键能传递的最大扭矩为2T。 20.心轴在工作时，只传递转矩而不承受弯矩。() 1424
|得分|评卷人| I I I 二、判断题{判断下列所述是否正确，正确填入 "号，错误则填 号。每题 2 4 9. 上作 大小 矩心 体位 ) 10. 伎链相联接时 组成 也应 ) 1. 极位 越大 特性 显著 ) 12. 轮机构 动可 是等 连续 ( ) 13. 要求 构件 抗破坏 ) 14. 模数 齿顶 直径越 。 ( ) 15. 对齿轮 ) 16. 在开式齿轮 会产 ) 17. 打滑现象是不 ) 18. 螺纹 锁性能 使是在振 交变 荷作用下 ( ) 19. 传递 最大扭矩 则安 能传 大扭 T. ( ) 20. 工作时 传递 ) 1424
得 分 评卷人 三、简答题(8分) 21.为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？ 得 分 评卷人 四、计算题(44分) 22.(10分)计算图示机构的自由度。若AB杆为原动件，判断图示机构是否有确定的运 动？ E y N 23.(10分)如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F=40kN,AB=BC=2m, a=30°。求两吊杆的受力的大小。 24.如下图所示变截面杆AC,在A、B两处分别受到50kN和140kN的力的作用，材料 E=200GPa。试求： (1)(4分)画出轴力图； 1425
|得分|评卷人| I I I 三、筒答题 1. 进行 衡计 |得分|评卷人| I I I 四、计算题 4 4 22. (1 原 动 动? B D 23. (1 连接 知 主动力 4 0 α=30 求两 力 的大小 F 24. 如下 所示变截 杆AC 在A、B 别 受 到50kN 和140kN 力 的 E=200GPa (1 )( x 1425
(2)(4分)各段正应力； (3)(4分)总变形量.（提示：虎克定律△1=员） A2=10cm2 A=5cm2 140kN 50kN B 人1m m 25.(12分)如图所示的轮系，已知1=15，z2=25,z2'=15,x3=30,z3′=15，x1=30,z,'= 2(右旋)，z5=60,z5'=20,m=4mm,若n1=500r/min,求齿条6的线速度v的大小。（提示： 齿轮齿条机构中齿条的运动速度v=πdn,其中d为齿轮分度圆直径，n为齿轮转速) 7刀6 1426
(2)(4 各段正应力z (3)(4 形量 (提7J':虎克定律，1 EA A.,=lOcm2 A)=5cm2 140kN 50kN B A • 1m _L 1m _I 25. (1 2 如 图所示 =15'%2 =25 ,%z'=15'%3 =30 , %/ = 15 向=30 = 2( '%5 =60 , %s' =20 ，m=4mm 若n\ =500r/min 条6 (提示 齿轮齿条机构中齿条的运动速度 '{} ，其中 d为齿轮分度圆直径， n为齿轮转速〉 rLJ于 2 1. 1426
试卷代号：2414 国家开放大学（中央广播电视大学）2014年春季学期“开放专科”期末考试 机械设计基础 试题答案及评分标准 (供参考) 2014年7月 一、单选题（每题3分，共24分） 1.A 2.A 3.C 4.B 5.D 6.C 7.B 8.D 二、判断题（每题2分，共24分） 9.√ 10.× 11./ 12./ 13× 14./ 15./ 16./ 17.X 18.× 19.× 20.× 三、简答题(8分) 21.答：蜗杆传动由于效率低，摩擦力大，所以工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生 的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失甚至发生胶合。 所以，必须进行热平衡计算。 四、计算题(44分) 22.解：活动构件数n=5 (2分) 低副数P=7, (2分) 高副数PH=0 (2分) 自由度数F=3n一2PL一PH=3×5-2X7-0=1 (2分) 具有确定的运动 (2分) 23.解：受力分析如下图所示： A Fe B (2分) 1427
试卷代号 2 4 国家开放大学(中央广播电视大学 4年春季学期"开放专科"期末考试 机械设计基础试题答案及评分标准 (供参考) 2014 年7 一、单选题{每题 3分，共 4分) 1. A 2. A 6. C 7. B 二、判断题{每题 2分，共 4分} 9. .J 10. X 14. .J 15. .J 19. X 20. X 3. C 8.0 11. .J 16. .J 4. B 12. .J 17. X 5.0 13X 18. X (2 (2 (2 (2 具有确定的运动 (2 23. 所示 三、筒答题 1. 杆传 效率低 工作时发热量 传动 果产 的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失甚至发生胶合. 所以，必须进行热平衡计算。 四、计算题 4分} 22. 构件数 低副数 高副数 自由度数 -PH=3X5 一2X7-0=1 A c B F (2 1427
列力平衡方程：∑F.=0:F·cosa=F。·co3a,F=F (3分) ∑F,=0:Fa·sina+F。·sina=F, (3分) =40KN .FA=Fs=2sina (2分) 24.解：(1)轴力图 (4分) 90KN ⊕ 50KN 2AB段：1=荒=积C=-1o0MPa (2分) E=90X10=90MPa BC段：o2=,10X102 (2分) AB段：4b1==一50X10X1000三-0.5mm(缩% 200×103×500 F4=90×103×1000 BC段：△L,=A:=200×10×1000 =0.45mm(伸长) △l=△l1+△l2=一0.5+0.45=-0.05mm(缩短) (4分) 25.解：i5=-=292457=200 (4分) n521z2z3z4 ns ==2.5r/min (4分) 115 rdn5=m5=0.0105m/s=10.5mm/s %=60×1000-60×1000 (4分) 1428
列力平衡方程:~凡 0 CO F;, = 0 : FA 0 sina + Fe 0 sina = F , :.FA=FB=" I!' =40KN l;slna 24. (1 N 90KN (3 (3 (2 (4 x 一50 X 103 (2)AB 的=ζ=-aJ= 一100MPa F 90 X 103 BC ~~" :~. =90MPa F Nl l l - 50 X 103 X 1000 (3)AB 段2A11=EZ7=hAA) 、 ， 一O. 5mm (缩短〉 FNZlz 90 X 103 X 1000 Be .1l 2 = £~~"Z = noJ,..v,..":; .L...v....1 ":;.L..v,..v-.v,.. =0. 45mm (伸长〉 EA2 200 X 103 X 1000 I1l =l1 l 1 +l1 l 2 (缩短〉 25. ils =生 00 nS %1%2%3%. nS =手!. =2. 5r/min V6= mm 1428 (2 (2 (4 (4 (4 (4