哈工大机械设计基础(80学时)试题答案

哈工大2005 年秋季学期

班 级 机械设计基础（80学时）试题答案 姓 名 题号 分数 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 一、 填空题（共24 分，每空1分）

1）按照两表面间的润滑状况，可将摩擦分为 干摩擦 、 边界摩擦 、 流体摩擦 和 混合摩擦 。

2）当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常装拆时，往往采用螺纹联接中的 螺钉 联接。

3）带传动中，带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态下，紧边拉力F1与松边拉力F2之间的关系为 F1?F2?ef?1 。

4）滚动轴承的基本额定寿命L，是指一批相同的轴承，在相同的条件 下运转，其中 90％ 的轴承在疲劳点蚀前所能转过的总转数，单位为106r。 5）非液体摩擦滑动轴承限制pv值，主要是为了防止轴瓦 胶合 失效。 6）弹簧指数C= D/d ，C越大，弹簧刚度越 小 。 7）当机构处于死点位置时，机构的压力角为 90° 。

8）有一紧螺栓连接，已知预紧力F'=1500N，轴向工作载荷F=1000N，螺栓的刚度Cb=2000N/mm，被连接件的刚度Cm=8000N/mm，则螺栓所受的总拉力F0= 1700 N，剩余预紧力F''= 700 N，保证结合面不出现缝隙的最大轴向工作载荷Fmax= 1875 N。

9）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，然后校核 齿根弯曲疲劳 强度。

10）蜗杆传动的失效形式主要是 齿面点蚀 、 齿面胶合 和 齿面磨损 ，而且失效通常发生在 蜗轮轮齿上 。

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11）在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中， 等速 运动规律使凸轮机构产生刚性冲击， 正弦加速度 运动规律则没有冲击， 等加速等减速 、 余弦加速度 运动规律产生柔性冲击。

二、选择题（共11分，每小题1分）

1）一阀门螺旋弹簧，弹簧丝直径d=2.5mm，因环境条件限制，其弹簧外径D2不得大于17.5mm，则弹簧指数不应超过 c) 。 a) 5 ; b) 6.5 ; c) 6 ; d) 7 。

2）平键的剖面尺寸b×h是根据 d) 从标准中查取。

a) 传递转矩的大小; b) 载荷特性; c) 键的材料; d) 轴的直径。 3）带传动采用张紧轮的目的是 d) 。 a) 减轻带的弹性滑动; b) 提高带的寿命; c) 改变带的运动方向; d) 调节带的初拉力。

4）润滑良好的闭式软齿面齿轮传动最常见的失效形式为 b) 。 a) 齿面磨损; b) 齿面疲劳点蚀； c) 齿面胶合; d) 齿面塑性变形。

5）在V带传动设计中，取小带轮基准直径dd1≥ddmin，主要是为了考虑 a) 对传动带疲劳强度的影响 a) 弯曲应力; b) 离心拉应力； c) 小带轮包角; d) 初拉力。

6）蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆的头数，则传动效率 b) 。

a) 降低; b) 提高； c) 不变； d)可能提高，可能降低。 7）工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为 a) 。 a) 心轴; b) 传动轴; c) 转轴; d) 曲轴。 8）半圆键连接的主要优点是 c) 。

a) 对轴的强度削弱较轻; b) 键槽的应力集中较小； c) 适于锥形轴端的连接。

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9）齿式联轴器属于 b) 联轴器。

a) 刚性联轴器; b) 无弹性元件挠性联轴器； c) 有弹性元件挠性联轴器。

10）在下列四种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的联轴器是 d) 。

a) 凸缘联轴器; b) 齿式联轴器； c) 万向联轴器； d) 弹性柱销联轴器。

11）在某一瞬时，从动件运动规律不变的情况下，要减小凸轮的基圆半径，则压力角 b) 。

a) 减小； b) 增大； c) 保持不变。

三、 简答题（共20分，每小题4分）

1） 写出带传动所能传递的最大有效圆周力的计算公式，并说明其大小与哪些因素有关。

ef?1?1答：Fmax?2F0?f?1

e?1最大有效圆周力的大小与包角、摩擦系数f和初拉力F0有关，增大包角、摩擦系数和初拉力，都可以提高带传动所传递的有效圆周力。

2）螺纹连接防松的方法很多，按其工作原理可分为哪几类？每种举出一例说明。

答：螺纹防松的方法主要有：

摩擦放松：比如双螺母、弹簧垫圈等；

机械防松：如开口销与开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等； 破坏螺纹副关系的永久性防松：点焊、冲点、胶接等。

3）试述转轴的设计步骤。

答：①按工作要求选择轴的材料；

②估算轴的最小直径； ③轴的结构设计； ④轴的强度校核；

⑤必要时作刚度和振动稳定性等校核计算；

4）说明蜗杆传动有哪些特点。

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答：①单级传动比大，结构紧凑；

②传动平稳，噪声小； ③可以实现自锁； ④传动效率低； ⑤成本较高。

5）形成流体动压油膜所必须具备的条件有哪些？ 答：①相对运动表面间必须形成收敛形间隙；

②要有一定的相对运动速度，并使润滑油由大口流入，小口流出； ③间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。

四、 计算题（共 26 分）

1) 如图所示的运动链中，已知各构件长度

lBC?40mm，lCD?50 mm，lAB?55mm，lAD?25mm，

回答下列问题：

(a) 固定哪个构件可获得曲柄摇杆机构？ (2分) (b) 固定哪个构件可获得双曲柄机构？ (2分) (c) 固定哪个构件可获得双摇杆机构？ (2分)

答：(a)AB或CD固定时，得曲柄摇杆机构；

(b)AD固定时，得双曲柄机构； (c)BC固定时，得双摇杆机构。

2) 在图示机构中，AB//EF//CD，且AB?EF?CD，试计算其自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。(6分)

答：EF杆引入后为需约束，应去掉。C处构成复合铰链，滚子7为局部自由度。 F?3h?2PL?Ph?3?6?2?7?1?2 ?2

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