大连交通大学研究生院

大连交通大学2014年硕士研究生招生入学考试业务课试题

考试科目代码及名称：802机械设计基础本页为第1页共6页

注意：本试题共十二道大题，满分150分，答题时间为3小时，其中第五、第九、

第十题答案写在试题纸5、6页上，其它各题的答案均应写在由考场发给的

专用答题纸上，答在其它地方为无效。

一、填空题（本题共8小题，每空1分，共16分）

1、凸轮的基圆半径越小，机构的压力角越

，机构的传力性能越。

2、机构要能够运动，自由度必须，机构具有确定运动的条件是。

3、渐开线上任一点的法线与基圆，渐开线上半径越大的点，曲率半径

越

。

4、四杆机构的急回运动特性可以由行程速比系数K和极位夹角θ表征，极位夹角

θ越，急回运动越显著。

5、普通平键的工作面是

，其主要失效形式为，其剖面尺寸b×h

是根据来选择的。

6、转速与当量动载荷一定的球轴承，若基本额定动载荷增加一倍，其寿命为原来

寿命的

倍。

7、工作中只受弯矩不传递扭矩的轴叫轴。

8、代号为7210C/P5轴承的类型是，内径为mm，公称接触角

为，公差等级为。

二、选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分）

1、当摇杆为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角

min

γ总是出现在。

A.连杆与曲柄共线时B.连杆与机架共线时

C.曲柄与机架共线时D.曲柄、连杆与机架共线时

2、直齿圆柱外齿轮的齿根圆大于基圆。

A.一定B.不一定C.一定不

3、为提高螺栓联接的疲劳强度，应。

A．减小螺栓刚度，增大被联接件刚度

B．同时减小螺栓与被联接件刚度

C．增大螺栓刚度，减小被联接件刚度

D．同时增大螺栓与被联接件刚度

4、在V带设计中，取d

d1

≥d

dmin

，主要是为了考虑的影响。

A.弯曲应力B.离心拉应力C.小带轮包角D.初拉力

5、齿轮传动中，若中心距及其他条件不变，当，则齿根弯曲强度增大。

A.减小模数，增多齿数时B.增大模数，减少齿数时

C.增多齿数，两齿轮均负变位时D.增大传动比

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6、在闭式蜗杆传动设计中，除进行强度计算外，还必须进行

。

A.磨损计算B.热平衡计算C.刚度计算D.稳定性计算

7、角接触球轴承承受轴向载荷的能力，随着接触角的增大而。

A.增大B.减小C.不变

三、（7分）列出公式计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约

束，必须明确指出），并判断该机构是否具有确定的运动。

第三题图第四题示意图

四、（10分）图示曲柄滑块机构中，已知曲柄主动，l

AB

=20mm，l

BC

=70mm，偏距

e=10mm。试用作图法确定(要求取比例尺

1

µ=0.001m/mm重新作图)：

1）滑块的两个极限位置及滑块的行程H；（3分）

2）极位夹角θ；（1分）

3）机构最小传动角的位置

CBA

′′

及最小传动角

min

γ；（2分）

4）若滑块向右运动是工作过程，试确定曲柄的合理转向，画出传力效果最好的

机构瞬时位置，并说明最大传动角

max

γ=？（4分）

五、（10分）图示（第五题图在试题纸第5页）盘形凸轮机构。已知凸轮为一偏心

圆盘，几何中心为A，回转中心为O。试用反转法画出：

1）凸轮基圆；(2分)

2）在D点接触时推杆的压力角α

D

，凸轮的转角δ

D

和推杆的位移S

D

;(6分)

3)压力角α=0的位置。(2分)

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六、（15分）一对标准安装的外啮合斜齿圆柱齿轮传动(正常齿)。已知：

12

24,48,4mmzzm===，中心距a=150mm，齿宽B=60mm。试计算：

1)螺旋角β；（3分）

2)齿轮1的分度圆直径

1

d、齿顶圆直径

1a

d及齿根圆直径d

f1

；（6分）

3)齿轮1的当量齿数z

v1

及轴面重合度

β

ε。（6分）

七、（14分）如图所示轮系中，已知各轮齿数：z

1

=z

2

＇=16，z

2

=z

6

＇=30，z

3

=60，

z

3

＇=40，z

4

=z

6

=20，z

5

=12。试区分轮系，并求传动比i

16

。

第七题图

八、（11分）图示三种普通螺栓联接，其中单个螺栓所能承受的总拉力最大为

4000N，接合面间的摩擦系数f=0.3，可靠性系数为1.2，每组螺栓数目为2个，若

要求剩余预紧力为1.5F。分别计算三种联接方式所能承受的最大外载荷R,M和F

Σ

。

（B中的螺栓组承受翻转力矩，螺栓间距为200mm）

第八题图

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九、（15分）齿轮-蜗杆减速器如图示（第九题图在试题纸第5页），齿轮1为主动轮，

其旋向及转向如图。试在图上画出：

1）齿轮2的旋向；（2分）

2）齿轮1和齿轮2在节点A处所受的轴向力方向；（2分）

3）蜗杆3和蜗轮4的旋向（要求使齿轮2和蜗杆3的轴向力抵消一部分，蜗轮4的

旋向说明即可）；（4分）

4）蜗杆3和蜗轮4在节点B处所受三个分力方向，及蜗轮4的转向。（7分）

十、(12分)指出图示（第十题图在试题纸第6页）斜齿圆柱齿轮轴系（稀油润滑）

结构中的错误或不合理处，并在相应位置标注,简单说明理由。

（注意：只指出六个，多写按前六个记分）。

十一、（10分）一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知Z

1

=20，Z

2

=60，m=4mm，Y

Fa1

=2.82，

Y

Fa2

=2.32，Y

sa1

=1.55，Y

sa2

=1.73，[σ

H

]

1

=560MPa，[σ

H

]

2

=480MPa，

[σ

F

]

1

=420MPa，[σ

F

]

2

=380MPa，且σ

H2

=430MPa，σ

F1

=380MPa。

1）σ

H1

=？并判断哪个齿轮的齿面接触疲劳强度弱（必须说明原因）；（3分）

2）σ

F2

=？并判断哪个齿轮的齿根弯曲疲劳强度弱（必须说明原因）；（5分）

3）如果其它条件均不变，只可改变齿轮1的材料，若要保证齿轮1与齿轮2

的齿根弯曲疲劳强度相等，则齿轮1的齿根弯曲疲劳许用应力[σ

F

]

1

=？（2分）

十二、（16分）一减速器主动轴。已知转速n=1000转/分，选用一对7210AC轴承

支承（C=31500N，C

0

=18500N），派生轴向力S=0.68R，轴承所受的径向载

荷R

1

=2250N，R

2

=1800N，作用在轴上的轴向载荷F

A

=850N，方向如图（第

十二题图在试题纸第6页）所示，轴的工作温度低于110℃，载荷系数f

p

=1.5，

试求这对轴承的寿命。

7210ACA/R≤eX=1,Y=0

e=0.68A/R＞eX=0.4,Y=0.87

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第五题图

第九题图

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第十题图

第十二题图