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2013 / 2014 學(xué)年第二學(xué)期《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》試卷 使用班級(jí)： 閉卷 課程編號(hào)： 答題時(shí)間： 120 分鐘 題號(hào) 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 總分 得分 共 7 頁(yè) 第 1 頁(yè) 得分 一、填空題（本題共10分，每空1分） 1、構(gòu)件作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性，稱為構(gòu)件的 自由度 。 2、兩構(gòu)件通過(guò)面接觸形成的運(yùn)動(dòng)副稱為 低副 ，又可分為 轉(zhuǎn)動(dòng) 副和移動(dòng)副。 3、 原動(dòng)件 是機(jī)構(gòu)中接受外部給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的活動(dòng)構(gòu)件。 4、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)按其連架桿的名稱，分為 曲柄搖桿 機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。 5、在凸輪機(jī)構(gòu)中， 凸輪 是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。 6、漸開線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件是： 。 7、摩擦型帶傳動(dòng)，按傳動(dòng)帶的橫截面形狀可分為平帶傳動(dòng)、 V帶 傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和圓形帶傳動(dòng)。 8、傳動(dòng)鏈按其齒形結(jié)構(gòu)又可分為 滾子鏈 和齒形鏈兩種。 二、判斷題（本題共10分，每題1分） 得分 1、兩構(gòu)件通過(guò)一個(gè)移動(dòng)副聯(lián)接時(shí)，會(huì)形成兩個(gè)約束。（ √ ） 2、極位夾角愈小，機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)特性愈顯著。（ ） 3、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，可利用從動(dòng)件曲柄的慣性保證機(jī)構(gòu)順利通過(guò)死點(diǎn)位置。（ √ ） 4、漸開線上各點(diǎn)壓力角相等。（ ） 5、節(jié)圓就是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。（ ） 6、用標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，為避免產(chǎn)生根切，則最少齒數(shù)。（ √ ） 7、V帶的工作面是與帶輪表面相接觸的內(nèi)表面。 （ ） 8、在鏈傳動(dòng)中，應(yīng)盡量避免采用偶數(shù)節(jié)鏈節(jié)。 （ ） 9、過(guò)盈聯(lián)接一般宜用作不可拆聯(lián)接。 （ √ ） 10、工作時(shí)既承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為心軸。 （ ） 共 7 頁(yè)第 2 頁(yè) 三、選擇題（本題共20分，每題2分） 得分 1、運(yùn)動(dòng)副以線接觸或點(diǎn)接觸的是 B 。 （A）低副 （B）高副 （C）轉(zhuǎn)動(dòng)副 （D）移動(dòng)副 2、若兩個(gè)連架桿，一個(gè)為曲柄，一個(gè)為搖桿，這個(gè)機(jī)構(gòu)是 A 。 （A）曲柄搖桿機(jī)構(gòu) （B）雙曲柄機(jī)構(gòu) （C）雙搖桿機(jī)構(gòu) （D）曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 3、在長(zhǎng)度順次為60mm、150mm、120mm和100mm的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若以150mm的邊作為機(jī)架，形成的是 A ？ （A）曲柄搖桿機(jī)構(gòu) （B）雙曲柄機(jī)構(gòu) （C）雙搖桿機(jī)構(gòu) （D）曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 4、在凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，使機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生剛性沖擊的是 。 （A）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （B）正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （C）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （D）余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 5、在周轉(zhuǎn)輪系中，幾何軸線固定的是 。 （A）系桿 （B）行星輪 （C）行星架 （D）中心輪 6、用于兩帶輪軸線平行、兩輪共面、轉(zhuǎn)向相同的傳動(dòng)的是 。 （A）開口傳動(dòng) （B）交叉?zhèn)鲃?dòng) （C）半交叉?zhèn)鲃?dòng) （D）V帶傳動(dòng) 7、構(gòu)造簡(jiǎn)單、裝拆方便，用于可制通孔的場(chǎng)合的螺紋聯(lián)接是 。 （A）雙頭螺柱聯(lián)接 （B）螺栓聯(lián)接 （C）螺釘聯(lián)接 （D）緊定螺釘聯(lián)接 8、下列敘述中，不屬于軸上零件軸向固定方式的是 。 （A）套筒 （B）彈性擋圈 （C）圓螺母 （D）鍵 9、代號(hào)為6308的滾動(dòng)軸承，其內(nèi)徑尺寸為 。 （A）40mm （B）20mm （C）60mm （D）30mm 10、不能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移的聯(lián)軸器是 。 （A）固定式剛性聯(lián)軸器 （B）可移式剛性聯(lián)軸器 （C）十字滑塊聯(lián)軸器 （D）齒輪聯(lián)軸器 得分 共 7 頁(yè)第 3 頁(yè) 得分 四、問答題（本題共30分，每題5分） 1、V帶傳動(dòng)為什么比平帶傳動(dòng)承載能力大？ V帶傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力大于平帶傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力，相當(dāng)于摩擦因數(shù)從f增加到3.07f，這種現(xiàn)象也稱V帶傳動(dòng)的楔面摩擦效應(yīng)。另外，V帶傳動(dòng)通常是多根帶同時(shí)工作，所以V帶傳動(dòng)與平帶傳動(dòng)相比可傳遞更大的功率，因此應(yīng)用比平帶傳動(dòng)更為廣泛。 2、鏈條節(jié)數(shù)應(yīng)如何選擇，其理由是什么？ 鏈的節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，這時(shí)在鏈的環(huán)形接頭處，正好是內(nèi)鏈板與外鏈板相連，可直接用開口銷或彈簧夾將活動(dòng)銷軸鎖住。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則應(yīng)采用過(guò)渡鏈節(jié)。由于過(guò)渡鏈節(jié)受附加彎曲載荷，所以應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)節(jié)鏈節(jié)。但在重載、沖擊、反向等條件下工作時(shí)，采用全部用過(guò)渡鏈節(jié)構(gòu)成的鏈，柔性較好，能減輕振動(dòng)和沖擊。 3、滾動(dòng)軸承的主要失效形式有哪幾種？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？ 疲勞點(diǎn)蝕和塑性變形，此外，由于維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng)或密封不良等也會(huì)引起軸承早期磨損、膠合、內(nèi)、外圈和保持架破損等不正常失效。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：對(duì)于一般轉(zhuǎn)速（）的軸承，應(yīng)進(jìn)行防止疲勞點(diǎn)蝕的壽命計(jì)算。對(duì)于低速或只作低速擺動(dòng)（）的軸承，應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于高速軸承，除進(jìn)行壽命計(jì)算外，還需驗(yàn)算極限轉(zhuǎn)速。 共 7 頁(yè)第 4 頁(yè) 4、什么是齒廓的根切現(xiàn)象？根切有什么危害？如何避免根切？ 用展成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)超過(guò)被切齒輪的極限點(diǎn)N，則刀具的齒頂會(huì)將被切齒輪齒根的漸開線齒廓切去了一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。根切的齒廓將使輪齒的彎曲強(qiáng)度大大減弱，而且當(dāng)根切侵入漸開線齒廓工作段時(shí)，將引起重合度的下降。嚴(yán)重的根切（），將破壞定傳動(dòng)比傳動(dòng)，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，故應(yīng)力求避免根切。 避免根切的方法：為避免根切，標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)使最少齒數(shù)。當(dāng)齒輪傳動(dòng)由于尺寸的限制，或由于傳動(dòng)比的要求，需要小齒輪的齒數(shù)少于最少齒數(shù)時(shí)，可采用刀具變位來(lái)加工齒輪避免根切。 5、螺紋聯(lián)接的種類有哪些？它們各自的特點(diǎn)和應(yīng)用如何？ 螺紋聯(lián)接的種類：螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。 應(yīng)用場(chǎng)合：螺栓聯(lián)接無(wú)需在被聯(lián)接件上切制螺紋，使用不受被聯(lián)接件材料的限制。構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，應(yīng)用廣泛。用于可制通孔的場(chǎng)合；雙頭螺柱的一端旋入并緊定在被聯(lián)接件之一的螺紋孔中。用于結(jié)構(gòu)受限制而不能用螺栓或要求聯(lián)接較緊湊的場(chǎng)合；螺釘聯(lián)接不用螺母，應(yīng)用與雙頭螺柱相似，但不宜用于經(jīng)常裝拆的聯(lián)接，以免損壞被聯(lián)接件的螺紋孔；緊定螺釘聯(lián)接旋入被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，其末端頂住另一被聯(lián)接件的表面或頂入相應(yīng)的坑中，以固定兩個(gè)零件的相互位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。 6、在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，對(duì)于一般使用的閉式硬齒面、閉式軟齒面和開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則分別是什么？ 一對(duì)閉式齒輪的主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕和齒根彎曲疲勞折斷，因此在設(shè)計(jì)閉式齒輪傳動(dòng)時(shí)要進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，其中閉式軟齒面齒輪以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主，閉式硬齒面齒輪，由于齒芯強(qiáng)度較低，則以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是齒面磨損和齒根彎曲疲勞折斷，由于當(dāng)前磨損計(jì)算方法尚不完善，因此只進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，并適當(dāng)考慮磨損的影響。 共 7 頁(yè)第 5 頁(yè) 五、計(jì)算題（本題共30分，每題10分） 得分 1、計(jì)算如圖1所示機(jī)構(gòu)的自由度。 a) b) 共 7 頁(yè)第 6 頁(yè) 2、已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，，，試分別求出分度圓直徑、基圓直徑、齒頂高、齒根圓直徑和齒距。 分度圓直徑： 基圓直徑： 齒頂高： 齒根圓直徑： 齒距： 共 7 頁(yè)第 7 頁(yè) 3、在如圖2所示的滾齒機(jī)工作臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，已知各齒輪的齒數(shù)為，，，，，被加工齒輪B的齒數(shù)為72，試計(jì)算傳動(dòng)比。 解： （1） （2） （2）/(1)式，可得 共 4 頁(yè)第 1 頁(yè) 2010/2011學(xué)年第二學(xué)期《模具設(shè)計(jì)》試卷乙答案 機(jī)制1031 一、填空題（本題共10分，每空1分） 1、自由度2、低副、轉(zhuǎn)動(dòng)3、原動(dòng)件4、曲柄搖桿5、凸輪6、7、V帶、圓形8、滾子鏈 二、判斷題（本題共10分，每題1分） 1、√2、3、√4、 5、 6、√ 7、 8、9、√10、 三、選擇題（本題共20分，每題2分） 1.B 2.A 3.A 4.C 5.D 6.A 7.B 8.D 9.A 10.A 四、問答題（本題共30分，每題5分） 1、V帶傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力大于平帶傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力，相當(dāng)于摩擦因數(shù)從f增加到3.07f，這種現(xiàn)象也稱V帶傳動(dòng)的楔面摩擦效應(yīng)。另外，V帶傳動(dòng)通常是多根帶同時(shí)工作，所以V帶傳動(dòng)與平帶傳動(dòng)相比可傳遞更大的功率，因此應(yīng)用比平帶傳動(dòng)更為廣泛。 2、鏈的節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，這時(shí)在鏈的環(huán)形接頭處，正好是內(nèi)鏈板與外鏈板相連，可直接用開口銷或彈簧夾將活動(dòng)銷軸鎖住。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則應(yīng)采用過(guò)渡鏈節(jié)。由于過(guò)渡鏈節(jié)受附加彎曲載荷，所以應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)節(jié)鏈節(jié)。但在重載、沖擊、反向等條件下工作時(shí)，采用全部用過(guò)渡鏈節(jié)構(gòu)成的鏈，柔性較好，能減輕振動(dòng)和沖擊。 3、疲勞點(diǎn)蝕和塑性變形，此外，由于維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng)或密封不良等也會(huì)引起軸承早期磨損、膠合、內(nèi)、外圈和保持架破損等不正常失效。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：對(duì)于一般轉(zhuǎn)速（）的軸承，應(yīng)進(jìn)行防止疲勞點(diǎn)蝕的壽命計(jì)算。對(duì)于低速或只作低速擺動(dòng)（）的軸承，應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于高速軸承，除進(jìn)行壽命計(jì)算外，還需驗(yàn)算極限轉(zhuǎn)速。 4、用展成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)超過(guò)被切齒輪的極限點(diǎn)N，則刀具的齒頂會(huì)將被切齒輪齒根的漸開線齒廓切去了一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。根切的齒廓將使輪齒的彎曲強(qiáng)度大大減弱，而且當(dāng)根切侵入漸開線齒廓工作段時(shí)，將引起重合度的下降。嚴(yán)重的根切（），將破壞定傳動(dòng)比傳動(dòng)，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，故應(yīng)力求避免根切。 避免根切的方法：為避免根切，標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)使最少齒數(shù)。當(dāng)齒輪傳動(dòng)由于尺寸的限制，或由于傳動(dòng)比的要求，需要小齒輪的齒數(shù)少于最少齒數(shù)時(shí)，可采用刀具變位來(lái)加工齒輪避免根切。 5、螺紋聯(lián)接的種類：螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。 應(yīng)用場(chǎng)合：螺栓聯(lián)接無(wú)需在被聯(lián)接件上切制螺紋，使用不受被聯(lián)接件材料的限制。構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，應(yīng)用廣泛。用于可制通孔的場(chǎng)合；雙頭螺柱的一端旋入并緊定在被聯(lián)接件之一的螺紋孔中。用于結(jié)構(gòu)受限制而不能用螺栓或要求聯(lián)接較緊湊的場(chǎng)合；螺釘聯(lián)接不用螺母，應(yīng)用與雙頭螺柱相似，但不宜用于經(jīng)常裝拆的聯(lián)接，以免損壞被聯(lián)接件的螺紋孔；緊定螺釘聯(lián)接旋入被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，其末端頂住另一被聯(lián)接件的表面或頂入相應(yīng)的坑中，以固定兩個(gè)零件的相互位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。 6、一對(duì)閉式齒輪的主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕和齒根彎曲疲勞折斷，因此在設(shè)計(jì)閉式齒輪傳動(dòng)時(shí)要進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，其中閉式軟齒面齒輪以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主，閉式硬齒面齒輪，由于齒芯強(qiáng)度較低，則以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是齒面磨損和齒根彎曲疲勞折斷，由于當(dāng)前磨損計(jì)算方法尚不完善，因此只進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，并適當(dāng)考慮磨損的影響。 共 4 頁(yè)第 2 頁(yè) 五、計(jì)算題（本題共30分，每題10分） 1、a) b) 2、分度圓直徑： 基圓直徑： 齒頂高： 齒根圓直徑： 齒距： 3、解： （1） （2） （2）/(1)式，可得