北方工业大学
《机械设计基础Ⅰ》课程试卷
2008年春季学期
开课学院： 机电
考试方式：闭卷
A卷
考试时间：120 分钟
序号 二、计算下图所示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束所在的位置。（共10分）
解：C为复合铰链（1.5分） E为局部自由度（1.5分） M（N）、R（S）为虚约束（1.5分） F=3n-2PL-PH（3.5分） n=7 PL=9 PH=1
F=2（2分）
班级 姓名 学号 题 号 得 分 阅卷人 装
一 二 三 四 五 六 七 总 分 一、选择题（共20分）
订
线
1、当机构的自由度数F〉0，且 B 主动件数，则该机构即具有确定的相对运动。 （A）小于 （B）等于 （C）大于 （D）大于或等于 2、平面机构中若引入一个高副将带入 A 个约束。 （A）一个 （B）两个 （C）三个
3、滚动轴承内径尺寸代号中，01所代表的轴承内径是 B mm。 （A）10 （B）12 （C）15 4、只承受转矩而不承受弯矩的轴称为 C 。
（A）心轴 （B）转轴 （C）传动轴 5、连接用螺纹宜采用 A 。
（A）三角形螺纹 （B）梯形螺纹 （C）矩形螺纹 （D）锯齿形螺纹
6、带传动中，两带轮与带的摩擦系数相同，直径不等，如有打滑则先发生在 B 轮上。
（A）大 （B）小 （C）两带 （D）不一定哪个 7、滚动轴承基本额定寿命的可靠度是 B 。
（A）99% （B）90% （C）95% （D）50% 8、带传动中的打滑可以起到过载保护的作用，在带传动设计中 C 。 （A）不需避免 （B）不可避免 （C）必须避免 （D）不需考虑 9、对于机械周期性速度波动，其调节方法是 A 。
（A）飞轮调节 （B）调速器调节 （C）电子器件自动调节
10、当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能 A 。
（A）好 （B）差 （C）相同 （D）不确定
三、如下图所示的曲柄摇杆机构，已知各杆杆长分别为l1=lAB=30mm, l2=lBC=80mm,
l4=lAD=100mm。试确定摇杆3的最小长度l3min。（共10分）
解：因为3杆为摇杆，所以1杆为最短杆
l3〉30mm
由杆长条件
l4+ l1≤l2+ l3 （7分）
解得
l3≥50mm
所以
l3min=50mm （3分）
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四、图示为圆锥—圆柱齿轮减速器，已知齿轮1为主动轮，转向如图所示，若要使Ⅱ轴上两个齿轮所受的轴向力方向相反，试确定：
1、各轴的转向；2、齿轮3、4的轮齿旋向；3、齿轮2、3所受各分力的方向。1、应加凸台以减少加工量 2、轴肩过高无法拆卸轴承 3、缺少调整垫片
4、安装蜗轮的轴头长度应小于轮毂宽度，以使蜗轮得到可靠的轴向定位 5、键过长
（共20分）
Fa
Fr Ft
Ft Fr
2Fa 3 3轮为左旋、4轮为右旋
转向每轴2分；轮齿旋向每个齿轮2分，力的分析每个1分，力的标注每个1分
五、图示为蜗轮轴系的结构，试指出图中的5个错误并说明原因。（共15分）
1 1
7
8
2
9
3
4 5
2
6 3
6、与轴承配合处的轴过长缺少台阶，轴承装拆不方便 7、缺少密封圈 8、存在运动干涉
9、两个键应该开在同一母线上
标示错误处每个1分，说明原因每个2分（可以在标记处直接作答）
六、图示轮系中，已知各轮齿数为z1=z2=18，z2’=18，z3=24，又n1=250r/min，n3=100r/min，转向如图所示，试求系杆H的转速nH的大小及方向。（共10分）
解：iHn1?nH13?n?n??z2z3 （4分）
3Hz1z?2由于n1与n3转向相反，假设n1为正，将数值代入公式
计算得：
nH=50r/min（4分）
nH与n1转向相同（2分）
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七、作图题（共15分）
试设计一对心尖顶从动件盘形凸轮机构。已知凸轮基圆半径rb=60mm，当凸轮沿顺时针方向等速回转时，从动件以等速运动规律上升，升程h=30mm，回程以等加速等减速运动规律返回原处。对应于从动件各运动阶段，凸轮的转
角为φh=150°，φs’=30°，φh’=120°，φs=60°。试绘制从动件的位移线图和凸轮的轮廓线。(按1：2的比例绘制) 解：推程的运动规律为等速运动
s?h?? （2分）
0φ 0° 15° 30° 45° 60° 75° 90° 105° 120° 135° 150° s 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
（3分）
回程的运动规律为等加等减速运动
等加速阶段s?h?2h?2?2等减速阶段s?2h(?0??)20?2 （2分）
0φ 0° 15° 30° 45° 60° 75° 90° 105° 120° s 30 29.0625 26.25 21.5625 15 8.4375 3.75 0.9375 0
3分） 5分）
北方工业大学试卷 第3页 共3页
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