机械设计基础(新)

　　答题卡 答题卡 一、计算( 每题参考分值5分 ) 1、在图示轴上安装有一对70000AC角接触球轴承。已知FR1＝3500N，FR2＝1800N。外加轴向力FA＝1000N，载荷有轻微冲击。试分别按图示两种装配方案，计算两轴承的当量动载荷。（取fp=1.2,已知e=0.7,当FA/FRe时,X=0.41,Y=0.85 ） 正确答案： 计算（a）方案中两轴承的当量动载荷 1）求两轴承在径向载荷作用下产生的内部轴向力 FS1＝0.7FR1=0.7×3500=2450N FS2=0.7FR2=0.7×1800=1260N 2）求两轴承的轴向力FA1 FA2 因为：FS1+FA＝2450＋1000＝3450N＞FS2=1260 N 所以，FA1＝FS1＝2450N（放松端） FA2＝FS1＋FA＝3450N（压紧端） 3）求两轴承的当量动载荷P1，P2 FA1／FR1 =2450N／3500 = 0.7 = e ，X1 = 1 ，Y1 = 0 P1 = fP FR1 = 1.2 × 3500 = 4200 N FA2／FR2 = 3450／1800 = 1.92 e = 0.7，X2 = 0.41 ，Y2 = 0.85 P2 = fP (X2 FR2 + Y2 FA2) = 1.2 × (0.41×1800 + 0.85×3450) = 4404.6 N 计算（b）方案轴向力FA1，FA2 答题卡 答题卡 1）求两轴承在径向载荷作用下产生的内部轴向力 FS1＝0.7FR1=0.7×3500=2450N FS2=0.7FR2=0.7×1800=1260N 求两轴承的轴向力FA1 FA2 因为：Fs2＋FA＝1260＋1000＝2260N＜Fs1＝2450N所以，FA1＝FS1＝2450N（放松端） FA2=FS1－FA＝2450－1000＝1450N （压紧端） 求两轴承的当量动载荷P1，P2 FA1／FR1 =2450N／3500 = 0.7 = e ，X1 = 1 ，Y1 = 0 P1 = fP FR1 = 1.2 × 3500 = 4200 N FA2／FR2 = 1450／1800 = 0.806 e ，X2 = 0.41 ，Y2 = 0.85 P2 = fP (X2 FR2 + Y2 FA2) = 1.2 × (0.41×1800 + 0.85×1450) = 2364.6 N 2、图所示为偏置曲柄滑块机构。已知构件AB长a=150 mm，BC长b=400 mm， 偏距e =50 mm，试求滑块行程H、 机构的行程速比系数K和最小传动角γmin。 正确答案： 滑块的行程H： 机构的极位夹角θ 答题卡 答题卡 行程速比系数K 求偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin 最小传动角gmin发生的位置：曲柄为主动件时，最小传动角gmin发生在曲柄AB与滑块导路垂直且曲柄和铰链A位于导路同侧的位置。 3、如图所示轮系中，已知各轮齿数Z1=20，Z2=40，Z2’ =20 ，Z3=30，Z4=80。计算传动比i1H 。 正确答案： 分解轮系：轮2’，3，4，H组成周转轮系，轮1，2为定轴轮系 周转轮系传动比： 答题卡 答题卡 =-4 定轴轮系传动比： =-2 其中n4=0 ，n2= n2’ i1H = n1 /nH = -10 负号说明系杆H与齿轮1转向相反。 4、试判别如图所示机构为何种机构？设构件AB为原动件，试确定该机构从动件的摆角ψ和机构的最小传动角 γ min。如果分别以构件AB、BC和CD为机架，它们又分别为什么机构（各杆长度见图所示，单位为mm）？ 正确答案： 机构类型――曲柄摇杆机构 因为：lmin+lmxa=15+35=50 30+25=50且连架杆为最短杆，所以为曲柄摇杆机构。 2）从动件的摆角ψ： 答题卡γmin发生在曲柄与机架拉直和重共线处： 答题卡 因δ90°，所以γ2= δ=75.522 ° γmin= min（ γ1 、γ2）= 15.36° 3）分别以构件AB、BC和CD为机架时机构类型： 以构件AB为机架时，机架为最短杆，机构为双曲柄机构 以构件BC为机架时，最短杆为连架杆，机构为曲柄摇杆机构以构件CD为机架时，最短杆为连杆，机构为双摇杆机构 5、一阿基米德蜗杆传动，已知：传动比i=18，蜗杆头数z1=2，直径系数q=10，分度圆直径d1=80mm。试求： 模数m、蜗杆分度圆柱导程角γ、蜗轮齿数z2及分度圆柱螺旋角β； 蜗轮的分度圆直径d2及蜗杆传动中心距a。 正确答案： （1）确定蜗杆传动的基本参数 m=d1/q=80/10mm=8mm z2=iz1=18×2=36 γ=arctan(z1/q)=arctan(2/10)=11°18′36” β=γ=11°18′36” （2）求d2和中心距a d2=z2m=36×8mm=288mm a=m(q+z2)/2=8×(10+36)/2=184mm 6、如图所示的轮系中， z1＝10, z2＝20, z3＝50，轮3固定, 求i1H 。 答题卡 答题卡 正确答案： ∴ i1H=6 =-5 齿轮1转6圈，系杆转1圈，且两者转向相同。 7、图示的轮系中，已知各齿轮的齿数Z1=20, Z2=40, Z2’=15, Z3=60, Z3’=18, Z4=18, 蜗杆头数为1（左旋），蜗轮齿数 Z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求蜗轮6的速度和方向。 正确答案： 答题卡 答题卡 =0.3125r/min 画箭头可知，蜗轮6的转向为顺时针方向。 8、蜗轮轴上安装有一对30207轴承，轴承上的载荷分别为FR1＝5000N，FR2＝2800N，轴向载荷FA＝1000N，工作温度为 125℃，载荷平稳，n＝720 r/min。试计算两轴承的寿命。 正确答案： 对于30207轴承，Cr= 51.5 KN，e=0.37， FA/FRe时,X=0.4,Y=1.6 1）计算轴承轴向载荷 计算当量动载荷P1，P2 答题卡 答题卡 计算两轴承的寿命Lh1，Lh2 9、图示轮系中，已知1轮转向如图示，n1 = 500 r/min，各轮齿数为： Z1=Z2ˊ=Z4′=20，Z2=Z3=Z5=25，Z4=Z6=70，试求：1）i16；2）n6大小及其转动方向。 正确答案： 在轮系运转时，所有齿的轴线相对于机架的位置都是固定的，且各轮的轴线相互平行，故为平面定轴轮系。 n6 = n1/i16 = 500/-15.3 = - 32.7 r/min n6与n1转向相反（即n6 向下）。 答题卡10、某传动装置，轴上装有一对6309轴承，两轴承上的径向负荷分别为：FR1＝ 5600 N，FR2＝ 2500 N，FA= 1800 N，轴 答题卡 的转速为n＝ 1450 r/min，预期寿命为Lh′＝2500h，工作温度不超过100℃，但有中等冲击。试校核轴承的工作能力。若工作能 力不满足要求，如何改进？ 正确答案： 确定轴承轴向力FA1，FA2： 由组合结构可知，轴承I（左端）为固定支承，轴承II为游动支承，其外部轴向力FA由轴承I承受，轴承II不承受轴向力，两轴承的轴向力分别是FA1＝FA＝1800N，FA2=0 。 计算轴承当量动载荷P1，P2 由手册查得6309轴承的Cr＝ 40.8 KN，COr= 29.8 KN, 有中等冲击，查表14-13得fp=1.5。因轴承I同时承受径向载荷和轴向载荷，故： 查表14-12由插值法 而轴承II，因其只承受纯径向载荷，则 3）校核轴承工作能力 答题卡 答题卡 4）改进措施 改选轴承型号为6409轴承,经计算（计算过程略）满足轴承寿命要求。 二、单选( 每题参考分值2.5分 ) 11、设计V带传动，限制带轮最小直径是为了限制 。 A. 小轮包角α B. 带的弯曲应力 C. 带的长度 D. 以上皆不是 错误:【B】 12、平键的宽度和高度根据 进行选择。 A. 传递的功率 B. 传递的扭矩 C. 轴的转速 D. 轴的直径 错误:【D】 13、下列轴承中必须成对使用的轴承是 。 A. 深沟球轴承 答题卡 B. 答题卡 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 错误:【B】 14、曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时， 死点位置。 A. 不存在 B. 曲柄与连杆共线时为 C. 摇杆与连杆共线时为 D. 曲柄与机架共线、平面机构中的一个高副将引入 个约束 。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 不确定 错误:【A】 16、拟将曲柄摇杆机构改为双摇杆机构，应取原机构中的 作为机架。 A. 曲柄 答题卡 B. 答题卡 连杆 C. 摇杆 D. 机架 错误:【C】 17、凸轮机构中，若从动件的运动规律是等速运动规律，则该机构将产生 冲击。 A. 刚性 B. 揉性 C. 不产生冲击 D. 无穷大冲击 错误:【A】 18、带传动中，若产生打滑现象，是 。 A. 沿小轮先发生 B. 沿大轮先发生 C. 沿两轮同时发生 D. 不确定 错误:【A】 19、标准直齿圆柱齿轮不根切的最小齿数是 。 答题卡 A. 20 答题卡 B. 17 C. 23 D. 30 错误:【B】 20、标准齿轮按标准中心距安装时,其节圆与分度圆 。 A. 重合 B. 分离 C. 变大 D. 变小 错误:【A】 21、带传动不能保证准确的传动比，其原因是 。 A. 带容易变形和磨损 B. 带在带轮上出现打滑 C. 带传动工作时发生弹性滑动 D. 带的弹性变形不符合虎克定律 错误:【C】 22、设计V带传动时，限制带轮的最小直径是为了限制 。 A. 小带轮包角 答题卡 B. 答题卡 带的弯曲应力 C. 带的长度 D. 带与带轮间的摩擦力 错误:【B】 23、机构具有确定运动的条件是原动件数目等于 的数目。 A. 从动件 B. 机构自由度 C. 运动副 D. 铰链 错误:【B】 24、用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹 。 A.

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