哈工大2004年秋季学期
班 级 姓 名 七 八 九 十 总分 机械设计基础（80学时） 试题答案
题号 分数 一 二 三 四 五 六 一、填空题：（每空1分，计32分）
1. 按表面间摩擦状态不同,滑动轴承可分为 液体摩擦 滑动轴承和 非液体摩擦 滑动轴承 2. 普通螺栓连接的凸缘联轴器是通过 摩擦力矩 传递转矩的；铰制孔螺栓连接的凸缘联轴器是通过 剪切与挤压 传递转矩的。 3. 三角形螺纹的牙型角为 60度 ，因其具有较好的 自锁 性能，所以通常用于 连接 。 4. 滑动轴承轴瓦上浇铸轴承衬的目的是 提高轴瓦的减磨耐磨性能 写出一种常用轴承衬材料的名称 轴承合金 。 5. 普通平键的工作面是 两侧面 ，其主要失效形式为 平键被压溃 ，其剖面尺寸b*h是根据 轴的直径 来选择的。 6. 轮齿折断一般发生在 齿根 部位，为防止轮齿折断，应进行 齿根弯曲疲劳 强度计算。 7. 滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承，在相同运转条件下，其中 90 ％的轴承不发生 疲劳点蚀 前所运转的总转数。 8. 按工作原理不同，螺纹连接的防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 和 破坏螺纹副防松 。
9.转速与当量动载荷一定的球轴承，若基本额定动载荷增加一倍，其寿命为原来寿命的 8 倍。 10.蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且两螺旋线方向应 相同 。 11.机构具有确定运动的条件是（1） 机构自由度大于零 （2） 原动件数等于自由度数 。
12.曲柄摇杆机构中，当 曲柄 与 机架 处于两次共线位置之一时，出现最小传动角。
13.圆柱螺旋弹簧的特性线是表示弹簧 受力与变形 之间的关系曲线；弹簧受轴向工作载荷时，其簧丝横截面上的应力最大点在 簧丝内侧点 ；
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弹簧指数是弹簧设计中的一个重要参数，其表达式为C＝
D。 d14.在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中， 匀速 运动规律有刚性冲击；等加速等减速 运动规律和 余弦 运动规律有柔性冲击； 正弦 运动规律无冲击。 二． 问答题：（每题5分，共15分）
1.试述摩擦型带传动工作中为什么会产生弹性滑动现象？写出滑动率计算式。 答：摩擦型带传动中的变形在弹性范围内，带的变形与应力成正比，因带的伸长量不同，因此带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，而从动轮的圆周速度落后于主动轮的圆周速度，带绕过从动轮时也有类似的现象，这里时带速超前于从动轮的圆周速度。这种由于带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动。滑动率：
??v1?v2n1?dd1?n2?dd2? v1n1?dd12.叙述转轴的主要设计步骤，并说明原因。 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）、轴的强度校核计算；
5）、在必要时做刚度或振动稳定性校核计算；
3．简要说明形成液体动压润滑的必要条件是什么？ 答：1）、相对运动表面间必须形成收敛形间隙（通称油楔）；
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）、间隙内要充满具有一定粘度的润滑油。
三、计算题（共25分）
1．在下图所示的机构中，已知： DE = FG = HI，且相互平行。指出该机构的活动构件数n、低副数PL 和高副数PH ,并计算该机构的自由度 ；若该机构存在局部自由度、复合铰链、虚约束等请在图中指明( 6 分)。
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解：活动构件数：n＝8，低副数PL＝11，高副数PH ＝1，
所以自由度：F＝3n－2PL－PH＝1。 图中：D和E处为复合铰链，B处为局部自由度。
2.在下图所示铰链四杆机构中，各杆的长度分别为： lAB = 25 mm , lBC = 55 mm , lCD = 40 mm , lAD = 50 mm , 试问：（6分） （1） 该机构中哪个构件是曲柄？
（2） 该机构中哪个构件是摇杆？并作图表示出摇杆的摆角范围φ（不用计算具体
数值）。
C（3） 该机构在什么情况下有死点位置？ C'
C''B解： （1）、最短杆AB为曲柄；
φ （2）、CD杆为摇杆，φ角如图所示； B' （3）、当CD杆为原动件时，机构运动到
AB、BC共线时，传动角为零，此时为死AD点位置。
' B'
z1?z3?z5?20，z2?z4?z6?40，z7=100。3．如图所示轮系中，已知各齿轮齿数为：
求传动比i17，并判断 ?1 和?7 是同向还是反向？（8分）
解：图中1、2、3、4轮为一定轴轮系。4、5、6、7轴构成一周转轮系。 所以： i14?n1zz?(?1)224?4 n4z1z327ACHIB12F35D4E7G8K9636周转轮系中，6为系杆
H?所以：i57n5?nHzz?(?1)67??5
n7?nHz5z6145又因为n4?nH，n1?n5 联立方程可以得到：
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i17?n1?10 n7?1与?7方向相同。
4.一对标准安装的外啮合斜齿圆柱齿轮传动（正常齿制）。
已知：z1?24, z2?48, m?4 mm，??20?，中心距a=150，试计算：（5分） (1)螺旋角?值；
(2)齿轮1的分度圆直径d1及齿顶圆直径da1； (3)齿轮1的当量齿数zv1
解：（1）因为： a?mn(z1?z2)/2cos??150 所以： cos??0.96，?16.30
（2）d1?z1mn/cos??100mm da1?d1?2ha?d1?2mn?108mm （3） zv1?z1/cos3??27
六、结构题（共10分）
指出下图中的错误（在错误处画×，简要说明原因），并画出其正确结构图。
（找出5处错误即可，同性质的错误算一个）
n1
n3
Ft3
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答：
① 处应有调整垫片；
② 轴承端盖应顶住轴承外环； ③ 套筒过高；
④ 不便于固定齿轮；
⑤ 应有键进行齿轮周向定位； ⑥ 应有密封；
⑦ 密封处留有间隙； ⑧ 应有连接螺钉。 ⑨
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