机械设计基础答案及评分统一标准.doc

A卷

—第一学期
《机械设计基本》试卷

（闭卷，考试时间120分钟）

专业班级
姓 名
学 号
开课系室 机械设计与车辆工程系
考试日期

题 号
一
二
三
四
五
总分
得 分

阅卷人

一、理论简答题 （共35分）
1.缝纫机踏板机构是哪种饺链四杆机构？在实际使用中，缝纫机有时会浮现踏不动或倒车现象，是什么因素引起？有什么办法克服？(6分)

是曲柄摇杆机构。（2分）在实际使用中，缝纫机有时会浮现踏不动或倒车现象，是由于机构处在死点位置引起。（2分）在正常运转时，，借助安装在机头主轴上飞轮（即上带轮）惯性作用，可以使缝纫机踏板机构得曲柄冲过死点位置。（2分） 
2. 螺纹连接基本类型有哪几种？它们各自特点和应用如何？‚惯用螺纹中，效率最低、自锁性最佳是？效率较高，牙根强度较大、制造以便是？ (10分)
.螺栓连接 （1分） 2.螺钉连接 （1分）3.双头螺柱连接（1分） 4.紧定螺钉连接。（1分）
应用场合：螺栓联接无需在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料限制。构造简朴，装拆以便，应用广泛。用于可制通孔场合；（1分）双头螺柱一端旋入并紧定在被联接件之一螺纹孔中。用于构造受限制而不能用螺栓或规定联接较紧凑场合；（1分）螺钉联接不用螺母，应用与双头螺柱相似，但不适当用于经常装拆联接，以免损坏被联接件螺纹孔；（1分）紧定螺钉联接旋入被联接件之一螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件表面或顶入相应坑中，以固定两个零件互相位置，并可传递不大力或转矩（1分）
三角螺纹（1分），梯形螺纹，（1分）
3.依照课本所学请举例阐明机械中经常使用机构（至少写出4种）？欲要实现把回转运动变化为直线运动，可以采用哪些机构（至少写出2种）?（6分）
  1）机械中经常使用机构有连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、带传动机构、链传动机构、间歇运动机构等；（每个1分）（2）要把回转运动变化为直线运动，可采用曲柄滑块机构和导杆机构。（每个1分）
4. 简述齿轮传动失效形式和开式齿轮传动设计准则（5分）
失效形式涉及： 轮齿折断、齿面接触疲劳磨损（点蚀）、齿面磨粒磨损、齿面胶合、轮齿塑性变形。 （4分，少一种扣一分）
开式齿轮传动设计准则：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后考虑磨损影响将模数恰当加大。（1分）
5.如图所示，图示属于什么传动‚惯用类型有哪些ƒ带传动设计准则是什么，重要失效形式是什么？„为了增长传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做与否合理？）（8分）

带传动。（1分）用有平带传动、（1分）V带传动、（1分）多楔带传动（1分）和圆带传动（1分）等。
在保证带传动不打滑条件下，具备一定疲劳强度和寿命。（1分）
打滑和疲劳破坏。（1分）不合理，样会加剧带磨损，减少带寿命。（1分）

二、分析作图题 （共25分）
1. 图示为一简易冲床设计图。作出机构运动简图‚试分析设计方案与否合理。如不合理，则绘出修改后机构运动简图ƒ机构定义（7分）

（2分）
（3分）
可有各种改进方案
机构，指由两个或两个以上构件通过活动联接形成构件系统，具备拟定相对运动构件组合，它是用来传递与变换运动和力可动装置. （2分）
2、在图示电动绞车系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知蜗轮蜗杆均为右旋，并且设计时Ⅱ轴上齿轮2与蜗杆3轴向力可以互相抵消一某些，试回答下列问题（8分）

① 齿轮1轮齿螺旋线方向是  旋。（1分） 
② 在图中用箭头表达出重物上升时齿轮1和齿轮2转动方向以及齿轮2在节点A所受轴向力Fa2方向。）（每个1分） 
③ 重物上升时，在节点B处画出蜗杆3所受轴向力Fa3、圆周力Ft3和径向力Fr3方向，在节点B处画出蜗轮4所受圆周力Ft4方向。（每个1分） 

左旋。 
3. 、图示斜齿圆柱齿轮—蜗杆传动，积极齿轮转动方向和齿旋向如图示，设规定蜗杆轴轴向力为最小时，试画出蜗杆转向和作用在轮齿上力（以三个分力表达），并阐明蜗轮轮齿螺旋方向。（4分）

蜗轮左旋，顺时针转动。

（力方向2分，别的各一分）
4. 试分别标出三种凸轮机构在图示位置压力角（凸轮转向如箭头所示）（6分）

（每个2分）
三、应用计算题 （共24分）
1．计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束在图中指出并阐明。（9分）

 (a) n = 7    PL = 10  PH = 0   
 F = 3n – 2PL – PH = 3*7-2*10 = 1  (b) n = 3    PL =3  PH = 2    
F = 3n – 2PL – PH = 3*3-2*3 -2 =1 
        滚子处为局部自由度。
（每个1分，计算1分。指出局部自由度1分）
 2.  如下图所示，齿轮系为差动轮系，已知Z1=17，Z3=85，n1=1000r/min。 求：（1）当nH=100r/min时，n3=?,  i13=?；若n1转向为顺时针，n3转向？    （2）当n3=0r/min时，轮系变为简朴轮系， nH=?,  i1H=?（10分）

图中齿轮系为差动轮系，写出式1
（2分）

已知Z1=17，Z3=85，n1=1000r/min。代入上式，得：
n3=—80r/min （2分）
阐明齿轮1和齿轮3转动方向相反，若n1转向为顺时针，n3转向为顺时针。 （2分）
（2）把n3=0r/min代入式（1），得：
nH=166.67r/min；（2分）=6 （2分）
3.盘状转子上有两个不平衡质量：kg，，，，相位如图。现用去重法来平衡，求所需挖去质量大小和相位(设挖去质量处半径)。（5分）

不平衡质径积
（1分）

（1分）

静平衡条件
（1分）

解得

应加平衡质量
（1分）

挖去质量应在矢量反方向，140mm处挖去1kg质量。（1分）

四、构造改错题 （共10分）（每个1分）

标出图中轴系构造不合理之处，并分析因素。

五、方案设计题 （共6分）

不合理之处：
1）带传动应置于高速级。（2分）

2）有一种斜齿轮螺旋角方向画反。（2分）
3）应尽量将高速级齿轮布置在远离转矩输入端，以缓和轴弯曲变形引起载荷分布不均匀。（2分）