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1、机械设计基础 答案及评分标准 A卷 20222022学年第一学期 机械设计基础试卷 （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.缝纫机的踏板机构是哪种饺链四杆机构？在实际使用中，缝纫机有时会出现踏不动或倒车现象，是什么原因引起的？有什么办法克服？(6分) 是曲柄摇杆机构。（2分）在实际使用中，缝纫机有时会出现踏不动或倒车现象，是由于机构处于死点位置引起的。（2分）在正常运转时，借助安装在机头主轴上的飞轮（即上带轮）的惯性作用，可以使缝纫机的踏板机构得曲柄冲过死点位置。（2分） 2.
2、螺纹连接的基本类型有哪几种？它们各自的特点和应用如何？ 常用螺纹中，效率最低、自锁性最好的是？效率较高，牙根强度较大、制造方便的是？ (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的限制。构造简单，装拆方便，应用广泛。用于可制通孔的场合；（1分）双头螺柱的一端旋入并紧定在被联接件之一的螺纹孔中。用于结构受限制而不能用螺栓或要求联接较紧凑的场合；（1分）螺钉 联接不用螺母，应用与双头螺柱相似，但不宜用于经常装拆的联接，以免损坏被联接件的螺纹孔；（1分）紧定螺钉联接旋入被联接
3、件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的坑中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩（1分） 三角螺纹（1分），梯形螺纹，（1分） 3.根据课本所学请举例说明机械中经常使用的机构（至少写出4种）？欲要实现把回转运动改变为直线运动，可以采用哪些机构（至少写出2种）?（6分） 1）机械中经常使用的机构有连杆机构、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）要把回转运动改变为直线运动，可采用曲柄滑块机构和导杆机构。（每个1分）4.简述齿轮传动的失效形式和开式齿轮传动的设计准则（5分） 失效形式包括：轮齿折断、齿面接触疲劳磨损（点蚀）、齿面
4、磨粒磨损、齿面胶合、轮齿塑性变形。（4分，少一个扣一分） 开式齿轮传动的设计准则：按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后考虑磨损的影响将模数适当加大。（1分） 5.如图所示，图示属于什么传动常用的类型有哪些带传动的设计准则是什么，主要失效形式是什么？为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理？）（8分） 带传动。（1分）用的有平带传动、（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的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。（1分）打滑和疲劳破坏。（1分）不合理，样会加剧带的磨损，降低带的寿命。（1分） 二、分析作图题（共25分） 1.图
5、示为一简易冲床的设计图。作出机构运动简图试分析设计方案是否合理。如不合理，则绘出修改后的机构运动简图机构的定义（7分） （2分） （3分）可有多种改进方案 机构，指由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统，具有确定相对运动的构件组合，它是用来传递与变换运动和力的可动装置.（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，并且设计时轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力能够相互抵消一部分，试回答下列问题（8分） 齿轮1的轮齿螺旋线方向是旋。（1分） 在图中用箭头表示出重物上升时齿轮1和齿轮2的转动方向以及 齿轮2在节点A所受的轴向力Fa2的方
6、向。）（每个1分） 重物上升时，在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力 Ft3和径向力Fr3的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力Ft4的方向。（每个1分） 左旋。 3.、图示斜齿圆柱齿轮蜗杆传动，主动齿轮转动方向和齿的旋向如图示，设要求蜗杆轴的轴向力为最小时，试画出蜗杆的转向和作用在轮齿上的力（以三个分力表示），并说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，其余各一分） 4.试分别标出三种凸轮机构在图示位置的压力角（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计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束在图中指出并说
7、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。指出的局部自由度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的转向？（2）当n3=0r/min时，轮系变为简单轮系， nH=?, i1H=?（10分） 图中的齿轮系为差动轮系，写出式1 1
8、 3 3 1 13z z n n n n i H H H- = - - =（2分） 已知Z1=17，Z3=85，n1=1000r/min。代入上式，得： n3=80r/min （2分） 说明齿轮1和齿轮3转动方向相反，若n1转向为顺时针，n3的转向为顺时针。（2分）（2）把n3=0r/min代入式（1），得： n H=166.67r/min；（2分） H H n n i1 1 =6 （2分） 3.盘状转子上有两个不平衡质量：m115 =.kg，m 2 08 =.kg ，r 1 140 = mm， r 2 180 = mm，相位如图。现用去重法来平衡，求所需挖去的质量的大 小和相位(设挖去质量处的半径r =140 mm )。（5分） 不平衡质径积 11210 kg mm m r =? （1分） 22144 kg mm m r =? （1分） 静平衡条件 1122b b 0m r m r m r +=r r r （1分） 解得b b 140 kg mm m r =? 应加平衡质量b 140/140 1 kg m = （1分） 挖去的质量应在b b m r r 矢量的反方向，140mm 处挖去1kg 质量。（1分）