机械设计基础答案

考试科目 机械设计基础 适用学科（专业）机械设计及理论

标准答案

一、 判断题：（每小题1分，共10分）

1 N, 2 N, 3 Y, 4 Y , 5 Y, 6 N, 7 Y, 8 N , 9 N, 10 N. 二、 选择题：（每小题2分，共30分）

1 B, 2 B, 3 B, 4 A, 5A, 6 C, 7 B, 8 C, 9 C, 10 A, 11 B, 12 C, 13 C, 14 D, 15 B.

三、 计算题： 三、1、（共10分）解：M----虚约束，B-----局部自由度，F----复合铰链。（3分）

F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-2=1 （6分）

该机构原动件数目=1时,机构具有确定运动. （1分） 三、2、（共15分）解：求Fr1 Fr2

ˊ2

∵FR300Fr1200 ∴Fr1

FR3004000300

6000(N) 200200

Fr2FRFr1400060002000(N)（3分） 求Fˊ1 ， Fˊ2

Fˊ1 =0.68Fr1=0.68×6000=4080N

Fˊ2 =0.68Fr2=0.68×2000=1360N （2分） 求：F a 1 ， F a 2

∵FA + Fˊ2=1000+1360=2360（N）

Fa1=FA+Fˊ2=23600N

Fa2=Fˊ2=13600N （4分） 求: P1 P2 

Fa12360

0.39e0.7 ∴x1=1, y1=0

Fr16000

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标准答案



Fa21360

0.68e ∴x2=1, y2=0 Fr22000

P1=X1Fr1+Y1Fa1=6000N

P2=X2Fr2+Y2Fa2=2000N ∴P1>P2 （4分）

求：Lh

106ftC106136800

Lh.4(h) （2分） 384560nfPP16010006000



3

三、3、（共15分）解：

划分轮系： 1、2、2ˊ、3、H为周转轮系，

4、5定轴轮系 （1分）

Hi13

ZZn1nHn3065

11236.5（1） （5分）

n3nHnHZ1Z22015n5Z60

43 （2） （5分） n4Z520

i54

联系条件：n4=nH （3） （1分） n1=200，（1）（2）（3）式联立：n5=-3×200÷7.5=-80 方向与n1相反。 （3分）

三、4、（共15分）解：其分度圆半径为： r1

rb128.19

30(mm) coscos20

r2

rb237.59

40(mm) 标准中心距a= r2+ r1=40+30=70(mm) coscos20

i=r2/r1=40/30=4/3 （3分）

(1)、因实际中心距aˊ= a 齿轮机构为标准安装，则： 节圆半径rˊ1= r1 rˊ2= r2 啮合角αˊ=α= 200 （5分）

acos70cos20

(2)、由acosacos cos1cos28.71

75a

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r1

rb1r28.1937.59

32.14(mm) r2b242.86(mm) coscos28.71coscos28.71

或：r2ˊ=i12r1ˊ=32.14×4/3=42.86(mm) （5分）

rr

(3)、两种情况下：(21(22i12 因为渐开线齿轮机构具有中心距可分性。（2分）

r1r1三、5、（共15分）解： 带速 v=πn1D1 /( 60×1000) =π×1450×120/(60×1000)

=9.11(m/min)

(1) 有效圆周力 F=1000P/v=1000×4.8/9.11=526.89 (N) （3分） (2) 由F1-F2=F

F1+F2=2F0

f1e1

fα1

F1/F2=eˊ 或 F2F0f

e11

1

Fef1

得：F0f 其中：F=526.89N, fˊ=0.25 ,

2e11

α1=152 0×π/180 0=2.65

526.89e0.252.651

824.18(N) （6分） 则：F00.252.65

2e1

(3)由F1-F2=F和F1+F2=2F0联立， 或者直接由下式：F1=F0+F/2=824.18+526.89/2=1087.63(N)

（6分） 四、（共10分）答：因为节线为一对齿啮合，全部载荷由一对齿承担，载荷最大应力也最大；齿根面上通常发生的是扩展性裂纹。故节线附近齿根面上通常首先发生点蚀。

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五、1、

n1 Fa1

Ft1

t2

Fa2 n2

Ft4

Fa6

n3

（共15分,各轴转动方向3分,各轮螺旋方向4分,各力方向8分）

五、2、

（共15分,基圆、偏置圆、理论廓线6分，位移4分，压力角5分）

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