(主观题及答案)《机械设计基础》试题库

机械设计基础》题库题型说明：一、单项选择题（每小题1分，共10分）二、多项选择题（每小题2分，共20分，错选或漏选均不得分）三、填空题（每小题2分，共20分）四、分析设计题（每小题10分，共30分）（一）第一小题：运动简图、自由度计算或受力分析（二）第二小题：连杆机构或凸轮机构的分析与设计（三）第三小题：轴系结构改错五、计算题（每小题10分，共20分）（一）第一小题：齿轮机构或轮系相关计算（二）第二小题：带传动、齿轮传动、轴承、联接等相关计算第二部分主观题四、分析设计题（一）第一小题：运动简图、自由度计算或受力分析1、根据下列题图，绘制活塞泵的机构运动简图，注意标注构件或运动副的编号（10分）。

1、答：如图所示，以规定的符号绘出机构的运动副A、B、C、D、E、F（5分，D或E错扣1分，其他错一个扣0.5分），以简单的线条绘出构件AB、BC、CE、EF及机架（5分，错一个扣1分）102、根据下列题图，绘制的牛头刨床的机构运动简图，注意标注构件的编号10分）。2、答：如图所示，以简单的线条绘出构件机架1分）。2、答：如图所示，以简单的线条绘出构件机架1、2、3、4、5、6、7（7分，错一个扣1分），以规定的符号绘出机构的运动副（3分，错一个扣0.5分）3、指出下图所示机构的活动构件数n、低副数PL和高副数PH,计算该机构的自由度，说明其是否存在复合铰链、局部自由度和虚约束，并判定其是否具有确定的相对运动（标有箭头的构件为原动件）。（10分）3、答：n=7（1.5分）;PL=9（1.5分）;PH=1（1分）;F=3n-2PL-PH=2（1分）C处存在复合铰链（1分），F处存在局部自由度（1分），E处或E'处存在虚约束（1分）。由于题中机构自由度为2，而题中有2个原动件，自由度与原动件数相等，故题中机构有确定的相对运动（2分）。4、指出下图所示机构的活动构件数n、低副数PL和高副数PH,计算该机构的自由度，说明其是否存在复合铰链、局部自由度和虚约束，并判定其是否具有确定的相对运动（标有箭头的构件为原动件）。（10分）4、答：n=6（1分）;PL=8（1分）;PH=1（1分）;F=3n-2PL-PH=1（1分）B处存在局部自由度（1分），I处或H处存在虚约束（2分）。由于题中机构自由

度为1，而题中有1个原动件，自由度与原动件数相等，故题中机构有确定的相对运动（3分）5、受力分析题。图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮 1的螺旋线方向和轴Ⅲ的转向，试求：（1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图b上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；（2）在图a上标出轴I、II的回转方向；（3）在图b上标出齿轮2、3所受各分力的方向。（10分）5、答：如图所示。（1）齿轮2,3均为右旋（2分）；（2）I、II回转方向如图（2分）；（3）6个分力（各1分，共6分）。6、受力分析题。图示中蜗杆为主动，试求：（1）在图中画出蜗轮的转向，标出作用在蜗杆、蜗轮上各力的符号；（2）说明蜗杆、蜗轮的旋向。（10分）分，共6分；蜗杆16、答：如下图所示，蜗轮转向为顺时针（2分）；每力各1右旋，蜗轮2分，共6分；蜗杆1Ⅰ轴为输入轴，Ⅰ轴为输入轴，为使2、3两轮的轴（3）在图中分别标Fr的方向。（10分）7、图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知：转向如图所示。试分析：（1）在下图中标出各轮转向。（2）向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。出2、3两轮在啮合点处所受圆周力Ft、轴向力Fa和径向力7、解：（1）各轴转向如图所示（3分）。（2）3轮左旋，4轮右旋（2分）。（3）2、3两轮的各分力方向下图所示（5分，每错一处扣1分）。8、试分析画出下图所示蜗杆传动中各轴的回转方向，蜗轮 2、蜗轮4的螺旋方向，以及蜗杆1、蜗轮2、蜗杆3、蜗轮4所受各力的作用位置和方向。（10分）

8、解：（1）各轴的回转方向如图所示（2分）。（2）蜗轮轮齿的螺旋方向：由于两个蜗杆均为右旋，因此两个蜗轮也必为右旋（2分）。（3）蜗杆1、蜗轮2、蜗杆3、蜗轮4所受各力的作用位置和方向如图所示（6分）。二）第二小题：连杆机构或凸轮机构的分析与设计1、分析下列曲柄摇杆机构，在图中画出C点处的压力角α，传动角γ，摇杆极限位置C1D、C2D，最小传动角γmin（须说明绘制最小传动角的过程）。（10分）1、答：如下图画出C点处的压力角α（2分）和传动角γ（2分）以B1、B2为圆心，以BC为半径，画出摇杆的极限位置C1D、C2D（2分）

当BC杆处于B1C1位置时，δ=∠B1C1D为最大值，传动角γ1=180°-∠B1C1D（1分）当BC杆处于B2C2位置时，δ=∠B2C2D为最小值，传动角γ2=∠B2C2D（1分）。最小传动角γmin为γ1和γ2中的最小值（2分）。2、分析下列曲柄摇杆机构，在图中画出其极位夹角θ，2、分析下列曲柄摇杆机构，在图中画出其极位夹角θ，摇杆摆角ψ，死点位置如果行程速比系数K为1.2，则此时极位夹角θ为多少？（10分）死点位置：曲柄AB与连杆BC共线的两个位置（3分）。K1 1.21极位夹角18018016.36（2分）K1 1.21

3、已知一曲柄滑块机构的曲柄长度lAB＝15mm，偏距e＝10mm，连杆的长度lBC=35mm。试求：（1）画出滑块的极限位置及行程H；（2）画出极位夹角及任意曲柄转角时的压力角α;（3）描述任意曲柄转角时压力角的方程；（4）画出最小传动角γmin（即最大压力角αmax）的位置，并量出其角度值。3、解：（1）滑块的极限位置C1、C2及行程H如图所示（2分）2）标出极位夹角θ及任意曲柄转角时的压力角α（4分）（3）根据图中的几何关系，任意位置的压力角α为：sin（elABsin）/lBC （2分）（4）显然，除了曲柄转角 之外，其它参数均为常数所以当＝90°时，压力角最大，测量可得αmax=45.6°（1分）1分）故最小传动角γmin=90°-αmax=44.44、已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1.4，摇杆的摆角φ=40°，摇杆长度CD=42m，m机架长度AD=30m，m1分）TOC\o"1-5"\h\z4、解：计算θ＝180°（K-1）/（K+1）=30°； （1分）选择适当的比例，作等腰三角形腰长为CD，夹角为φ=40°；（1分）作C2P⊥C1C2，作C1P使∠C2C1P=90°－θ,交于P; （1分）作△PC1C2的外接圆，则A点必在此圆上； （1分）以D点为圆心，以AD为半径做圆弧与外接圆相交求得A点；（1分）由AC1=AB1+BC1，AC2=BC2-AB2，得AB=（AC1－AC2）/2； （1分）以A为圆心，AC2为半径作弧交于E,得AB=EC1/2； （1分）作EC1的垂直平分线，得AB的长度（即EC1/2）； （1分）以A点为圆心，以EC1/2为半径作圆求得B1、B2； （1分）AB、BC、CD、AD所组成的连杆机构即为题目所求机构。 （1分）5、设计偏置尖顶直动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知该凸轮的基圆半径r0（按比例缩小后等于下图中7到7'的距离），从动件偏距e（按比例缩小后等于下图中3到3'的距离）,凸轮角速度的方向为逆时针，从动件的运动规律如下图所示（部分曲线已做等分），请设计该凸轮的轮廓曲线，并说明设计作图过程。（10分）5、答：如下图所示。①选比例尺l，作基圆r0和偏距圆e（2分）。②等分位移曲线及反向等分各运动角（2分），确定反转后对应于各等分点的从动件的位置（3分）。③确定反转后从动件尖顶在各等分点占据的位置（2分）。④将各尖顶点连接成一条光滑曲线（1分）。6、设计对心滚子移动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知凸轮的基圆半径 r0（按比例缩小后等于下图中7到7'的距离），滚子半径rT（按比例缩小后等于下图中1到1'的距离），凸轮角速度的方向为逆时针，从动件的运动规律如下图所示，设计该对心滚子移动从动件盘形凸轮的轮廓曲线，并说明设计作图过程

10分）6、答：如下图所示。①选比例尺l，作基圆r0。（1分）。②等分位移曲线及反向等分各运动角（2分），确定反转后对应于各等分点的从动件的位置（2分）。③确定反转后从动件滚子中心在各等分点占据的位置（2分）。④将各点连接成一条光滑曲线（1分）。⑤作滚子圆族及内（外）包络线（2分）7、如图所示为偏置直动推杆盘形凸轮机构，AFB、CD为圆弧，AD、BC为直线，A、B为直线与圆弧AFB的切点。已知偏距e=8mm，基圆半径r0=15mm，直线OC、OD的长度为30mm，∠COD=3°0，凸轮逆时针方向转动。试用图解法求：（1）推杆的升程h,凸轮推程运动角为δ0，回程运动角δ0和远休止角δ02；（2）推杆推程最大压力角αmax的数值及出现的位置；（3）推杆回程最大压力角α'max的数值及出现的位置。注：当前题图只用于示意，请选择适当的比例重新作图求解（10分）。

TOC\o"1-5"\h\z7、解：取适当尺寸比例尺作图 （2分）（1）推杆的升程如图所示，测量得h=27mm （1分）凸轮推程运动角如图所示，测量得δ0=79° （1分）回程运动角如图所示，测量得δ'0=44° （1分）远休止角如图所示，测量得δ02=208° （1分）（2）推程段最大压力角出现在D点，其值为αmax=44°（2分）（3）回程段最大压力角出现在C点，其值为α'max=71°（2分）8、在图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮逆时针方向转动8、在图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮逆时针方向转动,试求：（1）在图中画出理论轮廓曲线、偏距圆、基圆；（2）在图中画出凸轮从图示位置转过90度时的压力角α和从动件的位移s。（10分）

8、解：结果如图所示。评分标准：理论轮廓曲线如图所示（所示（2分），基圆如图所示（8、解：结果如图所示。评分标准：理论轮廓曲线如图所示（所示（2分），基圆如图所示（2分）；凸轮从图示位置转过图所示（2分），从动件的位移s如图所示（2分）。2分），偏距圆如图90度时的压力角α如三）第三小题：轴系结构改错1、结构改错题。分析下列图示标号处是否存在结构错误，如有错误则说明错误原因（选答10处标号即可，每错一处扣1分）。（10分）1、评分标准：每错一处扣1分。位置1：无密封 位置2：套筒接触到了轴承外圈位置3：齿轮安装轴段的长度应小于齿轮宽度位置4：联轴器轴段无轴向定位，应设计成阶梯轴位置5：无键槽 位置6：轴承左侧定位方式不对位置7：与轴承内圈配合轴段太长，应设计成阶梯轴位置8：联轴器端面应打通 位置 9：应加调整垫片位置10：轴肩太高，轴承内圈无法拆卸位置11：键槽孔太长 位置 12：机箱体应加凸台以减小加工面积位置13：缺甩油环 位置 14：端盖孔径应大于轴径位置15：端盖不应与轴相接触2、结构分析题。如图所示为某减速器输出轴的结构图，试分析下列图示标号处是否存在结构错误，如有错误则说明错误原因。（10分）

2、评分标准：每错一处扣1分。①轴左侧无定位轴肩，零件无法轴向固定；②轴承端盖与轴应有间隙，并且要有密封装置；③键槽过长；④装轴承处的轴段应设置为非定位轴肩，以保证加工精度；⑤套筒外径应小于轴承内圈外径；⑥轴承内圈无法定位；⑦轴段长度应小于齿轮轮毂宽度；⑧轴承端盖两处均应加轴承间隙调整垫片；⑨角接触轴承应正装；⑩角接触球轴承应成对使用。3、结构分析题。如图所示，斜齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。试分析下列图示标号处是否存在结构错误，如有错误则说明错误原因。（10分）3、评分标准：每错一处扣1分。1左右两边轴承端盖均无调整垫片；2左边轴承内圈固定错误，低于轴肩；3键过长；4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm；5套筒高度高过右边轴承内圈的高度；6右边轴承端盖与轴要留有间歇；7右边轴承端盖与轴间要有密封圈；8右端轴承配合轴段作成非定位轴肩；9两端的轴承要设有挡油环；10联轴器没有周向定位。

4、结构分析题。如图所示为某轴系结构图，试分析下列图示标号处是否存在结构错误，如有错误则说明错误原因。（10分）4、评分标准：每错一处扣1分。1两边轴承端盖应有调整垫片；2左边轴承内圈应高于轴肩；3键过长；4齿轮轮毂长度要比与其配合的轴段长1－2mm；5套筒高于轴承内圈；6右端轴承配合轴段作成非定位轴肩；7右边轴承端盖与轴间要留间歇；8右边端盖与轴间要有密封；9右边轴承端盖与联轴器不能接触；10联轴器没有周向定位。5、结构分析题。如图所示为某轴系结构图，试分析下列图示标号处是否存在结构错误，如有错误则说明错误原因。（10分）5、评分标准：每错一处扣1分。1.轴肩过高轴承无法拆卸；2.齿轮轮毂应稍长于轴段的长度，以保证齿轮的轴向固定；3.毡圈处密封槽应为梯形；4.平键上侧应有间隙，两个键应布置于一条线上；5.轴端挡圈没起作用；6.定位台阶低；7.端盖外侧不应与转动件接触；8.轴承内外圈的剖面线方向应一致；9.套筒高度过高；10.箱体剖面线方向应一致。6、结构分析题。图示为一用对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构，润滑方式、倒角和圆角忽略不计，试分析下列图示标号处是否存在结构错误，如有错误则说明错误原因。（10分）6、评分标准：每错一处扣1分。⑴缺少调整垫片；⑵键联接表达不正确（键上方无间隙）；⑶与齿轮处键槽的位置不在同一角度上；⑷键槽处周边表达不正确（应该局部剖视）⑸端盖孔与轴径间无间隙；⑹多一个键；⑺齿轮左侧轴向定位不可靠；⑻齿轮右侧无轴向定位；⑼轴承安装方向不对；⑽轴承外圈定位超高；⑾轴与轴承端盖相碰。7、结构分析题。如图所示为某轴系结构图，试分析下列图示标号处是否存在结构错误，如有错误则说明错误原因。（10分）

7、评分标准：每错一处扣1分1缺少调整垫片；2无间隙、无密封；3键太长；7、评分标准：每错一处扣1分1缺少调整垫片；2无间隙、无密封；3键太长；4无定位轴肩；6套筒高于内圈高度；7轴段和轮毂一样长，起不到定位作用；5无非定位轴肩；8无定位轴肩；9缺少调整垫片；10角接触球轴承应成对使用，且内外圈的剖面线方向应一致8、结构分析题。如图所示为某轴系结构图，试分析下列图示标号处是否存在结构错误，如有错误则说明错误原因。（10分）8、评分标准：每错一处扣1分。1轴承内外圈的剖面线方向应一致；2轴肩高于轴承内圈高度；3齿轮两边为高于轮毂的轴肩，无法安装齿轮；4齿轮轴向定位不可靠；5无非定位轴肩；6毡圈处密封槽应为梯形，且轴承端盖与轴之间应有间隙；7端盖外侧不应与转动件接触；8与其他键槽位置不在同一角度上；9缺少键槽；10轴承与轴为过盈配合，不需要键槽

109、分析图示轴系结构上的结构错误，指出结构错误并在图上标示相应编号10分）9、评分标准：每错一处扣1分。轴左侧无定位轴肩，零件无法轴向固定；②轴承端盖与轴应有间隙，并且要有密封装置；③键槽过长；④装轴承处的轴段应设置为非定位轴肩，以保证加工精度；⑤套筒外径应小于轴承内圈外径；⑥轴承内圈无法定位；⑦轴段长度应小于齿轮轮毂宽度；⑧轴承端盖两处均应加轴承间隙调整垫片；⑨角接触轴承应正装；⑩角接触球轴承应成对使用。轴的结构设计找出错误轴的结构设计找出错误1.轴上零件的固定与定位（1）联轴器轴向周向未定位（2）套筒对齿轮的轴向定位不可靠．转动件与静止件的关系问题（1）联轴器与轴承盖接触（2）轴与轴承端盖接触．装拆与调整方面（1）轴上还缺台阶，轴承装配不方便（2）套筒过高，轴承无法拆卸（3）箱体两端面与轴承间缺少调整垫圈，无法调整轴承间隙（4）图示为整体箱式，不便轴承装拆．润滑与密封方面（1）轴与轴承端盖间缺少密封措施（2）确挡油环．零件的结构工艺性问题（1）箱体两端面与轴承端盖接触处无凸台，是箱体加工（2）轴承盖外端面加工面积过大（3）轴的两端均伸出过长，增加了加工和装配的长度轴结构常见错误总结㈠、轴本身的常见结构错误：⑴、必须把不同的加工表面区别开来；⑵、轴段的长度必须小于轮毂的长度；⑶、必须考虑轴上零件的轴向、周向固定问题；⑷、轴外伸处应考虑密封问题。㈡、轴承安装的常见错误：⑴、角接触轴承和圆锥滚子轴承①、一定要成对使用；、方向必须正确，必须正装或反装；③、外圈定位（固定）边一定是宽边。⑵、轴承内外圈的定位必须注意内外圈的直径尺寸问题①、内圈的外径一定要大于固定结构的直径；②、外圈的内径一定要小于固定结构的直径。⑶、轴上如有轴向力时，必须使用能承受轴向力的轴承。⑷、轴承必须考虑密封问题；⑸、轴承必须考虑轴向间隙调整问题。㈢、键槽的常见错误：⑴、同一轴上所有键槽应在一个对称线上；⑵、键槽的长度必须小于轴段的长度；⑶、半圆键不用于传动零件与轴的连接。㈣、轴承端盖的常见错误⑴、对于角接触和圆锥滚子轴承，轴承端盖一定要顶在轴承的大端；⑵、和机体的联接处必须要考虑轴承的间隙调整问题；⑶、轴承端盖为透盖时，必须和轴有间隙，同时，必须考虑密封问题㈤、螺纹的常见错误⑴、轴上螺纹应有螺纹退刀槽;⑵、紧定螺钉应该拧入轴上被联接零件,端部应顶在轴上;⑶、螺纹联接应保证安装尺寸;⑷、避免螺纹联接件承受附加弯矩。五、计算题（一）第一小题：齿轮机构或轮系相关计算1、有一对外啮合正常齿制的直齿圆柱齿轮机构，现大齿轮 2已丢失，留下小齿轮1，已知中心距a＝112.5mm，z1＝28，da1＝90mm，求丢失的大齿轮2的模数，齿数，基圆直径，基圆齿距，以及这对齿轮的传动比（cos20°=0.94）。（10分）1、解：因小齿轮1为正常齿制的直齿圆柱，故ha*=1,c*=0.25,α=20°（1分）由于da1=d1+2ha=z1m+2ha*m=28m+2m=90m（m1.5分）得齿轮的模数m=3mm（1.5分）又因a=（d1+d2）/2=（z1+z2）m/2=（28+z2）×3/2=112.5mm（2分）得大齿轮2的齿数z2=47（1分）大齿轮2的基圆直径db2=d2cosα=z2mcos20°=132.54mm（1分）大齿轮2的基圆齿距pb2=pcosα=πmcos20°=8.85mm（1分）这对齿轮的传动比i=z2/z1=47/28=1.68（1分）2、一对直齿圆柱齿轮机构，已知压力角α=20°，齿轮2的齿数z2=28，模数m=3mm，传动比i12=2，安装中心距a'=65mm，求：齿轮1的齿数z1；两轮分度圆半径r1，r2；啮合角的余弦cosα'，两轮节圆半径r'1，r'2。（cos20°=0.94,sin20=0.34）（10分）1分）2、解：由z2=28,i12=2,1分）i12=z2/z1=2故齿轮故齿轮1的齿数z1=14 1分）1分）由z1=14，z2=28,m=3mm,1分）TOC\o"1-5"\h\zr1=mz1/2=21mm （1分）r2=mz2/2=42mm （1分）故标准安装的中心距a=r1+r2=63mm （1分）由a'=65mm，α=20°,得cosα'=a/a'cosα=63/65×cos20°=0.911 （2分）两轮节圆半径r1'=65/63r1=21.67mm （1分）r2=65/63r2=43.33mm （1分）3、一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知： a=100mm，Z1=20，Z2=30,α=20°，da1=88mm。求：①齿轮的模数m；②两轮的分度圆直径d1,d2；③两轮的齿根圆直径df1,df2；④两轮的基圆直径db1,db2；⑤顶隙c（cos20°=0.94,sin20°=0.34）。（10分）3、解：①模数m=2a/（Z1+Z2）=2×100/（20+30）mm=4mm（2分）TOC\o"1-5"\h\z②分度圆直径d1=mZ1=4×20mm=80mm （1分）d2=mZ2=4×30mm=120mm （1分）由hf=m（ha*+c*），ha*=1，c*=0.25，得 （1分）齿根圆直径df1=d1-2hf=[80-2×4×（1+0.25）]mm=70mm（1分）df2=d2-2hf=[120-2×4×（1+0.25）]mm=110mm （1分）基圆直径db1=d1cosα=80×cos20°mm=75.2mm（1分）db2=d2cosα=120×cos20°mm=112.8mm （1分）顶隙c=c*m=0.25×4mm=1mm （1分）4、某机器上有一对标准安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮机构，已知：试设Z1=20,Z2=40,m=4mm,*ha=1。为了提高传动的平稳性，用一对标准斜齿圆柱齿轮来替代，并保持原中心距、模数（法面）、传动比不变，要求螺旋角β<20°。试设计这对斜齿圆柱齿轮螺旋角β尽量接近20°时的齿数Z1,Z2（cos20°=0.94,sin20=0.34）。（10分）4、解：由Z1=20,Z2=40,m=4mm，得原中心距a=（d1+d2）/2=（z1+z2）m/2=（20+40）×4/2=120mm（1分）原传动比i=z2/z1=40/20=2 （1分）因要保持原中心距、模数（法面）传动比不变，故对斜齿轮有z2=2*z1 （1分）mn2cos(z1zmn2cos(z1z2)6z1cos120mm2分）得：cosβ=z1/20得：cosβ=z1/20，z1<20，又z1必须为整数，故 （1分）当z1=19时，cosβ=19/20=0.95>cos20°=0.94 （1分）当z1=18时，cosβ=18/20=0.9<cos20°=0.94又由于β<20°，故螺旋角β尽量接近20°时小斜齿轮的z1=19此时大斜齿轮的z2=2*z1=381分）（1分）（1分）5、如图所示的轮系为通过旋转与齿轮1相联的手柄来提升重物的传动机构，各轮的齿数如图所示，求i15，并通过画箭头的方法表示提升重物时各齿轮的转向10分）5、答：该轮系为定轴轮系，其传动比大小为i5、答：该轮系为定轴轮系，其传动比大小为i15Z2Z3Z4Z550304052577.8Z1Z2Z3Z420151183分）提升重物时各齿轮的转向如下图所示7提升重物时各齿轮的转向如下图所示7分，每个齿轮转向1分）6、如图所示轮系中，若已知各轮齿数z1=z2=z4=z5=20，z3=40，z6=60，求i1H，并说明轮1并说明轮1与转臂H的转向是相同还是相反6、答：1、2、3为定轴轮系，故（1分）i13n1z2z3z3402（2分）n3z1z2z1204、5、H、6为周转轮系，故（1分）Hi46n4nHz6 60(1)z6 60z4 203（2分）n6nH又n3n4,n60，故：(n3nH)/(H)3(1分)得：n3/nH4（1分）故：i1H i13i3H8（1分）轮1与转臂H转向相反（1分）

7、在如图所示的轮系中，已知各轮齿数为 Z1=6，Z2=Z'2=25，Z3=57，Z4=56，2分）8、在下图的轮系中，各齿轮的齿数如图所示，求i1H，并说明轮12分）8、在下图的轮系中，各齿轮的齿数如图所示，求i1H，并说明轮1与系杆H转向7、答：1、2、H、3为周转轮系，故（2分）H1Z35721i1H1i131(1)131Z162（2分）3、2、2‘、4、H为周转轮系，故（2分）HZ2'Z325571i4H1i431231Z4Z2562556（2分）n1i14i1HiH4n4588关系。（10分）8、答：1、2为定轴轮系，故i12=1/2=-Z2/Z1=－22′－3－4－H为周转轮系，故H

i2'42'H4H2'又2'=2;4=0，故：2'Hi2'H14i2'H5i1Hi12i2'H10轮1与系杆H转向相反（1分）（2分）（1分）（2分）1分）（1分）（1分）（1分）9、在如图所示的轮系中，已知齿数Z1=15，Z2=25，Z2'=20，Z3=60。n1=200r/min，n3=50r/min，转向见图，求nH。（10分）9、答：该轮系为差动轮系，其转化轮系的传动比Hi13HHn3n1n3设n1为正，n3为负200nH2560(50)nH 1520nH=－8.3r/minnH与n3方向相同1分）3分）1分）2分）1分）2分）二）第二小题：带传动、齿轮传动、轴承、联接等相关计算1、已知V带传动所传递的最大功率P7.5kW，带速v=10m/s，现测得紧边拉力F1是松边拉力F2的2.5倍。试求有效拉力F、初拉力F0、紧边拉力F1和松边拉力F2。（10分）1、答：（1）有效圆周力F1000P/v10007.5/10N750N（2分）（2）紧边拉力F1、松边拉力F2与初拉力F0：F12.5F2F1F2750（3分）F2500NF11250N（3分）F0(F1F2)/2875N（2分）2、某V带传动小带轮的转速1450r/min，带与带轮的当量摩擦系数0.51，包角180°，预紧力360N。试求：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若dd1100mm，其传递的最大转矩为多少？（3）若传动效率为0.95，弹性滑动忽略不计，求从动轮的输出功率。（10分）参考公式：Fec2F01111//eefa2F011/efa1/efa2参考公式：Fec2F01111//eefa2F011/efa1/efa2、解：(1)Fec236011/e0.5111/e0.51478.35N4分）（2）最大扭矩TFecdd1478.3510023917.5N.mm23分）P（3）输出功率1F0e0c00.95Fec n1dd160100010000.95478.351450100

60100010003分）0.953.63kW3、某V带传动所传递的功率P＝7.5kW，带速v＝10m/s，小带轮上的包角为2.65rad（约152°，）带与带轮间的当量摩擦系数为0.25，试求：有效圆周力，最小预紧力（初拉力），紧边拉力和松边拉力各为多少？（10分）

参考公式：Fec2F0fa1/efa1/e0.6625e1.943、解：（1）有效圆周力F参考公式：Fec2F0fa1/efa1/e0.6625e1.943、解：（1）有效圆周力Fe1000P

v10007.510750N3分）1172.9N(3分)3）紧边拉力F1F0Fe21172.975021547.9N4）松边拉力F2F0Fe21172.97502797.9N2）最小预紧力F0Feef12ef17501.94121.9412分）2分）4、一闭式外啮合标准直齿圆柱齿轮减速传动，已知：传动比i=3，模数m=3mm。小齿轮齿数z1=20，齿宽b1=70mm，大齿轮齿宽b2=60mm，若主从动轮的许用应力[σH1]=700MPa，[σH2]=550MPa，载荷系数为1.5，节点区域系数为2.5，弹性系数为189.8MPa，重合度系数为1，齿轮转速n1=1000r/min。（1）按已知条件说明参考公式中各参数的取值。（2）按接触疲劳强度，求该传动所能传递的最大转矩和功率。（10分）参考公式：HZEZHZ2KT（u1）bd2u[H]4、答：（1）弹性系数ZE189.8MPa，节点区域系数ZH=2.5，重合度系数Zε=1，载荷系数K=1.5，u=i=3，齿宽b=b2=60mm，d1=mz1=3×20=60mm，许用应力[σH]=[σH2]=550Mpa（6分，每错一个扣1分）T[H] bd12uT1(ZEZHZ)2 2K(u1)2(2)550606023 (2分)(2)(189.82.51)2 21.5(31) (2分)72551.55N.mmp1max2分）T1n1 p1max2分）669.55106 9.551065、有一滚动轴承，型号为30210,5、有一滚动轴承，型号为30210,其基本额定动载荷Cr=73300N，已知工作温度在100°C以下，运转较平稳，载荷系数kd=1.1，径向载荷Fr=6000N，轴向载荷33）紧端：Fa1=S2+FA=294.1+1000=1294.1N （1分）Fa=2500NFa=2500N，转速n=900r/min。30210其它参数：e=0.4,X=0.4,Y=1.4。（1）试计算轴承的当量动载荷P。（2）试预测轴承寿命。（10分）5、答：（1）Fa/Fr0.41670.4,X0.4,Y1.4（3分）Pkd（XFrYFa）1.1（0.460001.42500）6490N（3分）（2）轴承寿命：Lh1066106C106733003h59860h（4分）60nP6090064906、某轴由一对31106轴承支承,如图所示.两轴承所受到的径向载荷分别为Fr1=2000N,Fr2=1000N,且轴上作用有轴向载荷FA=1000N。（10分）1）请判断轴承为正装或反装？并说明轴承代号的意义；2）计算轴承内部轴向力S1，S2并确定方向；2 FA 13）求两轴承的轴向力Fa1、2 FA 1轴承类型角接触球轴