机械设计基础(A)-7参考答案

大连交通大学试卷

3、为避免凸轮机构承受刚性冲击，凸轮机构的从动件不宜采用规律。

基圆

4

α = α （法面压力角相等） 、 β1 =-β2 （螺旋角大小相等旋向相反） 。 5、写出两种常用的间歇运动机构 6、循环特性r = 0的变应力称为循环变应力。

7、零件危险剖面处的几何突变、截面尺寸的大小及表面状态等均影响零件的

疲劳 极限。

8、螺纹用于联接；最常用的传动螺纹是 9、楔键的工作面为面。

教研室主任

（签字）

线

10、 影响带传动工作能力的因素有0） 、 小轮包角（α1）

和 摩擦系数（f ） 。

11、 在链传动中，大链轮的齿数Z 2过多，会发生 脱链（跳齿） 现象。 12、 一大一小两齿轮传动时，两齿轮的齿面接触应力σ

而两齿轮的齿根弯曲应力σ

F1

H1

学院院长（系主任）

（签字）

与σ

H2

相等 ；

与σ

F2

不相等 。（填“相等”或“不相等”）。

13、 为避免斜齿轮的力过大，一般取螺旋角β= 8°~15°。 14、 蜗杆传动的标准参数取在平面上。

15、 为便于加工，同一轴上不同轴段处的键槽应布置在

16、 完成下表：

二、已知凸轮机构如图所示。图中AB 为圆弧，圆心为O 1；CD 为圆弧，

圆心为O 2；AD 、BC 为直线。

试在图上画出：

（1）凸轮的基圆；

（2）最大位移S max 及该处的压力角α；

（3）当凸轮从图示位置转过90°时，滚子与凸轮轮廓的接触点E 。 （10分）

（1） 凸轮的基圆------3分

（2） 最大位移S max ------2分、压力角α------2分 （3） 接触点E------3分

考生注意： 考试时间 120 分钟 试卷总分 100 分 共 4 页 第 1 页

三、一对渐开线正常齿外啮合标准直齿圆柱齿轮

机构，小齿轮齿数Z 1 = 20，传动比i 12 = 3， 模数m = 4mm， α = 20°，

试计算：（1）正确安装时，中心距a =？啮合角α′ =？

（2）小齿轮的齿根圆半径r f1 =？

大齿轮的齿顶圆半径r a2 =？ （10分）

订线

解：（1）a =

m (z 1+z 2) mz 1(1+i 12) 4⨯20(1+2=2=3) 2

=160mm α'=α=20 （2）r f 1=r 1-1. 25m =mz 142-1. 25m =⨯20

2

-1. 25⨯4=35mm r mz 1i 12a 2=r 2+m =

2+m =4⨯20⨯32

+4=124mm 3分 2分 2.5分2.5分

四、设计一铰链四杆机构。已知其摇杆CD 长l CD =50mm ，摆角ϕ=45︒， 行程速比系数K=1.5，取机架AD 长l AD =40mm 。试用图解法

求其曲柄的长度l AB 和连杆的长度l BC （取比例尺为u l =1

解：θ=180︒

mm

，保留所有作图线） mm

（10分）

K -11. 5-1

=180︒=36︒ 1分 K +11. 5+1

θ圆（外接圆）------4分 A 点------2分 曲柄长L AC 2-AC 1AB =2μ57-27

l =2⨯1=15mm 连杆长L AC 2+AC 1B C =

2μ57+27

l =2

⨯1=42mm 任一位置机构运动简图ABCD------1分

1分 1分 共 4 页第 2 页

五、 图示轮系中，Z 1= Z2= Z3

，Z 4= 120，Z 5= 50，

Z 6= 60，Z 7=20，Z 1的转向如图所示。

试求：传动比i 17=？ 并标出Z 7 的转向。 (10分)

订

解：1-2-3---------定轴轮系

4-5-6-7-H-----周转轮系 i n 1

13=

n =-z 3z =-1 3分 31 i H

n 4-n H 47

=n n =-z 5z 7=-50⨯20=-5

3分 7-H z 4z 6120⨯6036

n 线

（或 i H

7-n H 74=n -n =-z 4z 6=-120⨯60=-36

） 4H z 5z 750⨯205

n H =n 3=-n 1n 4=0 2分

n 7+n 1360+n =- i 3671+1=-

15

5 i 5

17=-41

≈-0. 122 1分

六、 图示气缸盖与气缸体用12个M16的普通螺栓联接（其小径

d 1=13.835mm），螺栓的性能等级为6.8级，取[σ]=0.7σS ，

为保证紧密性要求，取剩余预紧力Q P ′ =1.6F。 试求：允许作用在气缸盖上的最大载荷F ∑。 (10分)

解：σs =6⨯8⨯10=480MPa 1分 [σ]=0. 7σs =0. 7⨯480=336MPa 1分 1. 3Q ≤[σ]

4d 12

Q ≤

πd 12[σ]

4⨯1. 34⨯1. 3

'+F =1. 6F +F =2. 6F Q =Q P

Q 38. 85≤≈14. 94KN 2.5分 F =2. 62. 6

F ∑=ZF ≤12⨯14. 94≈179.. 28KN 2.5分

=

π⨯13. 8352⨯336

≈38854. 75N ≈38. 85KN 3分

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七、 如图所示的蜗杆——直齿锥齿轮组合传动。

已知锥齿轮4的转向，设蜗杆1主动。

试求：1、确定蜗杆1和蜗轮2的螺旋线方向及转向，并使II 轴上所受的轴

向力最小；

2、画出蜗轮2、齿轮3

在啮合点的受力方向（用分力表示）。

(10分)

订

解：1、蜗杆为右旋----1----1分； 蜗杆转向n 1如图所示----1分，蜗轮转向n 2如图所示----1分； 2、蜗轮2所受三个分力F r2、F t2、F a2及齿轮3所受三个分力

F r3、F t3、F a3方向均如图所示-----每个力1分（共6分）。

线

八、 某开式渐开线正常齿标准直齿圆柱齿轮传动，

已知：模数m =4 mm，齿数Z 1=20，Z 2=60，

齿宽b 1 = 85mm，b 2 = 75mm，Y ε=0.7，K=1.5，小齿轮转速n 1=300 r /min.

=46， =51。

试求：该齿轮传动能传递的最大功率P 1。 (10分) 附公式：σ=2KT 1

F bd Y Fa Y sa Y ε≤[σF ] (MPa) 1m

解：

∴按齿轮1计算 2分

σF 1=

T 1≤

∵

[σF ]1

Y Fa 1Y sa 1

=46〈

[σF ]2

Y Fa 2Y sa 2

=51（或：

Y Fa 1Y sa 1

σF 1

=

1Y Fa 2Y sa 21〉=） 46σF 251

2KT 1

Y Fa 1Y sa 1Y ε≤[σF ]1 bd 1m

bd 1m [σF ]175⨯4⨯20⨯4⨯46⨯0. 8

=≈420571. 43N ∙mm 5分

2KY Fa 1Y sa 1Y ε2⨯1. 5⨯0. 7

（其中：公式1分、b=b2=75mm---2分、d 1=mz1=4×20---2分、结果1分）

T 1=9. 55⨯106

P 1=

P 1

n 1

T 1n 1420571. 43⨯300

≤≈13. 21kW 3分 66

9. 55⨯109. 55⨯10

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