第八章 机械设计概述
一、判断题（正确 T ，错误 F ）
1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。强度准则是零件设计中最基本的准则。 （ ）
2. 变应力只能由变载荷产生。 （ ）
3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。（ ）
4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。 （ ）
5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。 （ ）
二、单项选择题
1. 循环特性1-=r 时的应力是（ ）。
A 对称循环变应力
B 脉动循环变应力
C 非对称循环变应力
D 静应力
2. 外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（ ）加工工艺。
A 铸造
B 锻造
C 焊接
D 轧制
3. 两个等宽的圆柱体接触，其直径212d d =，弹性模量212E E =，则其接触应力值为（ ）。 A 218σσ= B 214σσ= C 212σσ= D 21σσ=
4. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（ ）。
A 小
B 大
C 相等
D 不一定
三、填空题
1. 机械零件设计计算的最基本计算准则是_________________________________ 。
2. 机械零件的主要失效形式有 _________、_________、________、__________和__________。
3. 在静应力作用下，塑性材料的极限应力为___________，脆性材料的极限应力为___________。
4. 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生___________应力，也可能产生___________应力。
5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了________________、________________和________________来 对材料的疲劳极限加以修正。
四、简答题
1. 试述机械零件的功能失效的含义，并举出两个例子。
2. 简述机械零件的主要失效形式有哪些？主要计算准则有哪些？
3. 试述机械零件的强度的含义，写出其一般表达式，并解释式中各变量的含义。
4. 稳定变应力的五个基本参量指什么？若某零件所有最大应力MPa 300max =σ，最小应力MPa 120min -=σ，试求其他三个参量。
第九章 联接
一、判断题（正确 T ，错误 F ）
1. 三角螺纹比梯形螺纹效率高，自锁性差。 （ ）
2. 受相同横向工作载荷的螺纹联接中，采用铰制孔用螺栓联接时的螺栓直径通常比采用普通螺栓联接的可小一些。 （ ）
3. 铰制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高，不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。 （ ）
4. 双头螺柱联接不适用于被联接件太厚，且需要经常装拆的联接。 （ ）
5. 螺纹联接需要防松是因为联接螺纹不符合自锁条件v ρλ≤。 （ ）
6. 松螺栓联接只宜承受静载荷。 （ ）
7. 紧螺栓联接在按拉伸强度计算时，将拉伸载荷增加到原来的1.3倍，这是考虑螺纹应力集中的影响。 （ ）
8. 螺栓强度等级为6.8级，则该螺栓材料的最小屈服极限为680 N/mm 2。 （ ）
9. 受轴向工作载荷的紧螺栓联接的剩余预紧力必须大于0。 （ ）
10. 平键是利用键的侧面来传递载荷的，其定心性能较楔键好。 （ ）
11. 平键的截面尺寸是按照所在轴的直径选择的，如强度角和发现不行，则应加轴的直径以便加大键的截面尺寸。 （ ）
12. 同一键联接采用两个平键时应180°布置，采用两个楔键时应120°布置。 （ ）
13. 销联接只能用于固定联接件间的相对位置，不能用来传递载荷。 （ ）
14. 花键联接中，花键的尺寸按所在轴径根据标准选择。 （ ）
15. 采用过盈联接的轴和毂，即使载荷很大或有严重冲击，也不能与键配合使用。 （ ）
二、单项选择题
1. 用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为（ ）。
A 压根强度高，自锁性能好
B 传动效率高
C 防振性能好
D 自锁性能差
2. 螺纹的牙型角为α，螺纹中的摩擦角为ρ，当量摩擦角为v ρ，螺纹升角伟为λ，则螺纹的自锁条件为（ ）。
A αλ≤
B αλ>
C v ρλ≤
D v ρλ>
3. 用于薄壁零件联接的螺纹，应采用（ ）。
A 三角形细牙螺纹
B 梯形螺纹
C 锯齿形螺纹
D 多线的三角形粗牙螺纹
4. 在受预紧力的紧螺栓连接中，螺栓危险截面的应力状态为（ ）。
A 纯扭剪
B 简单拉伸
C 弯扭组合
D 拉扭组合
5. 当铰制孔用螺栓组联接承受横向载荷时，该螺栓组中的螺栓（ ）。
A 必受剪切力作用
B 必受拉力作用
C 同时受到剪切和拉伸
D 即可能受剪切，也可能受挤压作用
6. 在受轴向变载荷作用的紧螺栓联接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采用的措施是（ ）。
A 增大螺栓刚度，减小被联接件刚度
B 减小螺栓刚度，增大被联接件刚度
C 增大螺栓刚度，增大被联接件刚度
D 减小螺栓刚度，减小被联接件刚度
7. 计算紧螺栓联接时的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的（ ）倍。
A 1.1
B 1.25
C 1.3
D 1.4
8. 在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是（ ）。
A 提高强度
B 提高刚度
C 防松
D 减小每圈螺纹牙上的受力
9. 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了（ ）。
A 受力均匀
B 便于装配
C 外形美观
D 降低成本
10. 预紧力为p Q 的单个紧螺栓联接，受到轴向工作载荷F 作用后，螺栓受到的总拉力Q （ ）F Q p +。
A 大于
B 等于
C 小于
D 大于或等于
11. 若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，可采用（ ）。
A 在被联接件间加橡胶垫片
B 增大螺栓长度
C 采用精制螺栓
D 加防松装置
12. 在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是（ ）。
A 避免螺栓受附加弯曲应力作用
B 便于安装
C 为安装防松装置
D 为避免螺栓受拉力过大
13. 有一单个紧螺栓联接，要求被联接件接合面不分离。已知螺栓与被联接件的刚度相同，螺栓的预紧力为p Q ，当对联接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷F 与预紧力p Q 相等时，则（ ）。
A 被联接件发生分离，联接失效
B 被联接件即将发生分离，联接不可靠
C 联接可靠，但不能在继续加载
D 联接可靠，只要螺栓强度够，可继续加载
14. 普通平键的剖面尺寸h b ?通常根据（ ）从标准中选取。
A 传递的转矩
B 传递的功率
C 轮毂的长度
D 轴的直径
15. 普通平键联接工作时，键的主要失效形式为（ ）。
A 键受剪切破坏
B 键侧面受挤压破坏
C 剪切和挤压同时产生
D 磨损和键被剪断
16. 采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成（ ）。
A 相隔180°
B 相隔120°~130°
C 相隔90°
D 在轴的同一目线上
17. 平键B20×80 GB1096-79中，20×80表示（ ）。
A 键宽×轴径
B 键高×轴径
C 键宽×键长
D 键宽×键高
18. （ ）不能列入过盈配合联接的优点
A 结构简单
B 工作可靠
C 能传递很大的转矩和轴向力
D 装配很方便
19. （ ）宜用于盲孔或拆卸困难的场合。
A 圆柱销
B 圆锥销
C 带有外螺纹的圆锥销
D 开尾圆锥销
三、填空题
1. 螺纹联接的自锁条件是_____________________________________________________________。
2. 螺纹联接防松的实质是_____________________________________________________________。
3. 在螺纹联接中，采用悬置螺母或环槽螺母的目的是_____________________________________。
4. 普通紧螺栓联接，受横向载荷作用，则螺栓受___________应力和___________应力。
5. 平键联接中的静联接的主要失效形式为_______________，动联接的主要失效形式为________________；所以，通常只进行键联接的____________强度或____________计算。
四、简答题
1. 螺纹联接有哪些基本类型？各适用于什么场合？
2. 为什么螺纹联接常需要防松？按防松原理，螺纹联接的防松方法可分为哪几类？试举例说明。
3. 提高螺栓联接强度的措施有哪些？
4. 对于受轴向变载荷作用的螺栓，可以采用哪些措施来减小螺栓的应力幅？
5. 联接的作用是什么？联接一般分为可拆联接和不可拆联接，何为可拆联接？何为不可拆联接？对于可拆联接和不可拆联接分别举出三个例子。存在既能做成可拆联接，又能做成不可拆联接的联接形式吗？如果有，请举例。
五、计算题
1. 图示钢板用四个普通螺栓联接，螺栓许用拉应力为[]2
N/mm 160=σ，允许传递的横向载荷 N 21000=R ，被联接件接合面的摩擦系数20.f =，可靠性系数21.K f =，试求螺栓的最小直 径。
2. 图示为一圆锯片，锯片直径mm 600=D ，用螺母将其夹紧在压板中间，若锯外圆的工作阻力N 400=t F ，压板和锯片间的摩擦系数12.0=f ，压板的平均直径mm 1501=D 。可靠性系数2.1=f K ，许用应力为[]2N/mm 90=σ，试确定轴端螺纹小径。
R
2R
2R
题1图 题2图
3. 有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓联接（如图所示），已知气缸中的压力在0~2 MPa 之间变化，气缸内径mm 500=D ，采用24个普通螺栓联接。为保证气密性要求，剩余预紧力F .Q p 81='（F 为螺栓的轴向工作载荷）。螺栓材料的许用拉伸应力[]MPa 120=σ，许用应力幅[]MPa 20=a σ。选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度80.C C F L L =+。设计此螺栓组联接。
4. 在图示的夹紧联接中，柄部承受载荷N 2000=Q ，轴径mm 60=d ，在和到轴径中心的距离mm 200=L ，螺栓中心到轴径中心距离mm 50=l ，轴与毂配合面之间的摩擦系数150.f =，可靠性系数21.K f =，螺栓材料的许用拉伸应力[]2
N/mm 100=σ。试确定联接螺栓的最小直径。
题3图 题4图
5. 某普通螺栓联接中，螺栓所受预紧力为p Q ，轴向工作载荷为F ，剩余预紧力为/p Q ，螺栓总拉力
为Q ，螺栓刚度为L C ，被联接件刚度为F C ，F C C C F F L L +=
?。 试分析：（1）画出受轴向工作载荷的紧螺栓联接工作时的力——变形关系图。 （2）在F 和/p Q 不变的情况下，如何提高螺栓的疲劳强度？
（3）若800=p Q N ，800=F N ，当F L C C >>时，?=Q 当F L C C <<时，?=Q
6. 图示为一螺栓组联接的两种方案，其外载荷R ，尺寸a 、L 均相同，mm 60=a ，mm 300=L 。试分别计算各方案中受力最大螺栓所受横向载荷？并比较哪个方案好？
7. 已知轴和带轮的材料分别为钢和铸铁，带轮与轴配合直径mm 40=d ，轮毂长度mm 70=l ，传递的功率kW 10=p ，转速min r 970/n =，载荷有轻微冲击。试选择带轮与轴联接采用的A 型普通平键，并按一定的比例尺绘制联接横断面视图。
六、结构题
试找出图中螺纹联接结构的错误，说明其原因，并在图上改正。（被联接件材料已知，联接件均为标准件）
（a ）普通螺栓联接 （b ）螺钉联接 （c ）双头螺柱联接 （d ）紧定螺钉联接
第十章 带传动和链传动
一、判断题（正确 T ，错误 F ）
1. 带传动由于工作中存在打滑，造成转速比不能保持准确。 （ ）
2. V 带传动比平带传动允许较大的传动比和较小的中心距，原因是其无接头。 （ ）
3. 一般带传动包角越大，其所能传递的功率就越大。 （ ）
4. 由于带工作时存在弹性滑动，从动带轮的实际圆周速度小于主动带轮的圆周速度。 （ ）
5. 增加带的初拉力可以避免带传动工作时的弹性滑动。 （ ）
6. 在带的线速度一定时，增加带的长度可以提高带的疲劳寿命。 （ ）
7. 带的离心应力取决于单位长度的带质量、带的线速度和带的截面积三个因素。 （ ）
8. 链传动为啮合传动，所以其与齿轮传动一样，理论上瞬时角速度之比为常数。 （ ）
9. 链传动平均转速比恒定，瞬时角速度比波动。 （ ）
10. 一般链条的节数应为偶数，为了便于磨合、减小磨损，链轮齿数也应为偶数。 （ ）
11. 链轮的齿数越大，链条磨损后节距增量就越小，越不容易发生跳齿和脱链现象。 （ ）
二、单项选择题
1. 普通V带传动是依靠（）来传递运动和动力的。
A 带与带轮接触面之间的正压力
B 带与带轮接触面之间的摩擦力
C 带的紧边拉力
D 带的松边拉力
2. 带传动工作中张紧的目的是（）。
A 减轻带的弹性滑动
B 提高带的寿命
C 改变带的运动方向
D 使带具有一定的初拉力
3. 在其它条件相同的情况下，普通V带传动比平带传动能传递更大的功率，这是因为（）。
A 带与带轮的材料组合具有较高的摩擦系数
B 带的质量轻，离心力小
C 带与带轮槽之间的摩擦是楔面摩擦
D 带无接头
4. 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由（）决定。
A 小带轮直径
B 大带轮直径
C 两带轮直径之和
D 两带轮直径之差
5. 设计V带传动时，为了防止（），应限制小带轮的最小直径。
A 带内的弯曲应力过大
B 小带轮上的包角过小
C 带的离心力过大
D 带的长度过长
6. 带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带（）。
A 进入大带轮处
B 紧边进入小带轮处
C 离开大带轮处
D 离开小带轮处
7. 带传动在工作中产生弹性滑动的原因是（）。
A 带与带轮之间的摩擦系数较小
B 带绕过带轮产生了离心力
C 带的弹性与紧边和松边存在拉力差
D 带传递的中心距大
8. 链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（）。
A 链传动只用来传递较小的功率
B 链速较高，在传递相同功率时，圆周力小
C 链传动是啮合传动，无需大的张紧力
D 链的质量大，离心力大
9. 在一定转速下，要减轻链传动的运动不均匀和动载荷，应（）。
A 增大链节距和链轮齿数
B 减小链节距和链轮齿数
C 增大链节距，减小链轮齿数
D 减小链节距，增大链轮齿数
10. 链条的节数宜采用（）。
A 奇数
B 偶数
C 5的倍数
D 10的倍数
11. 链传动张紧的目的是（）。
A 使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和动力
B 使链条与轮齿之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和动力
C 避免链条垂度过大时产生啮合不良
D 避免打滑
12. 为了限制链传动的动载荷，在链节距河小链轮齿数一定时，应限制（）。
A 小链轮的转速
B 传递的功率
C 传递的圆周力
D 传动比
三、填空题
1. 带传动工作时，由于存在____________，主、从动轮的转速比不能保持准确。
2. 带传动的有效圆周力为_________________________之差，数值上应与带和带轮接触面上各点摩擦力的总和_____________________________________。
3. 带传动的主要失效形式为_______________________和__________________________。
4. 带传动工作时，带中将产生___________、___________和___________三种应力，其中___________应力对带的疲劳强度影响最大。
5. 链条长度以____________表示，链传动设计链节数应选______数，当选奇数时，必须采用过渡链节联接，但此时会产生________________。
6. 在一般情况下，链传动的____________传动比为常数，____________传动比不为常数。
四、简答题
1. 在V 带传动中，为什么要限制带的速度在5 m/s~25 m/s 范围内？
2. 什么是V 带传动的弹性滑动，它影响V 带传动的什么性能？是否可以避免？
3. 简要叙述在带拉力允许范围内怎样提高带的传动能力？用图示意V 带在工作中应力沿带长是如何分布的？并指出最大应力点（设小带轮主动，顺时针）。
4. 链传动应该放在传动系统的哪一级上？
5. 链传动设计中，链节距p 的选择原则什么？
第十一章 齿轮传动
一、判断题（正确 T ，错误 F ）
1. 一对传动齿轮，小齿轮一般应比大齿轮材料好，硬度高。 （ ）
2. 一对传动齿轮若大小齿轮选择相同的材料和硬度不利于提高齿面抗胶合能力。 （ ）
3. 闭式软齿面齿轮传动应以弯曲强度进行设计，以接触强度进行校核。 （ ）
4. 齿面弯曲强度计算中，许用应力应选两齿轮中较小的许用弯曲应力。 （ ）
5. 选择齿轮精度主要取决于齿轮的圆周速度。 （ ）
6. 齿根圆直径与轴头直径相近的应采用齿轮轴结构。 （ ）
7. 一对渐开线援助齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受载荷增为原载荷的4倍，其齿间接触应力亦将增为原应力的4倍。 （ ）
二、单项选择题
1. 一般开始齿轮传动的主要失效形式是（ ）。
A 齿面胶合
B 齿面疲劳点蚀
C 齿面磨损或轮齿疲劳折断
D 轮齿塑性变形
2. 一对标准直齿圆柱齿轮，若181=z ，722=z ，则这对齿轮的弯曲应力（ ）。
A 21F F σσ>
B 21F F σσ<
C 21F F σσ=
D 21F F σσ≤
3. 对于齿面硬度HBS 350≤的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为（ ）。
A 轮齿疲劳折断
B 齿面磨损
C 齿面疲劳点蚀
D 齿面胶合
4. 一减速齿轮传动，小齿轮1选用45号钢调质；大齿轮选用45号钢正火，它们的齿面接触应力（ ）。
A 21H H σσ>
B 21H H σσ<
C 21H H σσ=
D 21H H σσ≤
5. 在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数m ，则可以（ ）。
A 提高齿面的接触强度
B 提高轮齿的弯曲强度
C 弯曲与接触强度均可提高
D 弯曲与接触强度均不变
6. 为了提高齿轮传动的接触强度，可采用（ ）的方法。
A 采用闭式传动
B 增大传动中心距
C 减少齿数
D 增大模数
7. 轮齿弯曲强度计算中的齿形系数Fa Y 与（ ）无关。
A 齿数
B 变为系数
C 模数
D 斜齿轮螺旋角
8. 一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做的比大齿轮宽一些，其主要原因是（ ）。
A 为使传动平稳
B 为了提高传动效率
C 为了提高齿面接触强度
D 为了便于安装，保证接触线长
9. 一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在（ ）。
A 靠近齿顶处
B 靠近齿根处
C 靠近节线的齿顶部分
D 靠近节线的齿根部分
10. 以下（ ）种做法不能提高齿轮传动的齿面接触承载能力。
A d 不变而增大模数
B 改善材料
C 增大齿宽
D 增大齿数以增大d
11. 齿轮传动中引起附加动载荷、产生振动、冲击的主要原因是（ ）。
A 齿形误差
B 周节误差
C 基节误差
D 中心距误差
12. 设计齿轮传动时，若保持传动比i 和齿数和21z z z +=∑不变，而增大模数m ，则齿轮的（ ）。
A 弯曲强度和接触强度均提高
B 弯曲强度不变，接触强度提高
C 弯曲强度和接触强度均不变
D 弯曲强度提高，接触强度不变
三、填空题
1. 在齿轮传动中，齿面疲劳点蚀是由于____________反复作用引起的，点蚀通常首先出现在____________________________________。
2. 在齿轮传动设计中，影响齿面接触应力的主要几何参数是________________和_______________，而影响极限接触应力的主要因素是__________________和___________________。
3. 在直齿圆柱齿轮强度计算中，当齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足时，可采用下列措施①___________________；②_____________________；③_____________________来提高弯曲强度。
4. 一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是①__________________；②_____________________；③_____________________。
四、简答题
1. 试写出齿轮传动的主要失效形式有哪些？
2. 简单阐述开式、闭式齿轮传动的失效形式及相应的设计准则是什么？
3. 载荷系数K 由哪几部分组成？各考虑什么因素的影响？
4. 为什么设计齿轮时，所选齿宽系数d ψ，既不能太大，又不能太小？
5. 在进行直齿圆柱齿轮弯曲疲劳强度计算时，其危险剖面是如何确定的？
6. 轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在哪？为什么？
7. 两级圆柱齿轮传动中，若一级为直齿圆柱齿轮，另一级为斜齿圆柱齿轮，试问斜齿圆柱齿轮应置于高速级还是低速级？为什么？
8. 有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为200~240HBS 的齿轮工作表面出现小的凹坑。试问：①这是什么现象？②如何判断该齿轮是否可以继续使用？③应采取什么样的措施？
9. 试述提高圆柱齿轮弯曲疲劳强度的措施。
五、分析计算题
1. 如图所示的斜齿圆柱齿轮传动，已知传递的功率kW 141=P ，转速min /r 980
1=n ，齿数331=z ，1652=z ，模数mm 2=m ，螺旋角43608'''?=β，主动轮转向如图（忽略摩擦力）
。 试求：（1）确定从动轮的转向和轮齿倾斜方向；
（2）在用于轮齿上各力的大小；
（3）画出在啮合点处各力的方向。
2. 如图所示的直齿锥齿轮传动，已知传递的功率kW 91=P ，转速min /r 970
1=n ，齿数201=z ，602=z ，大端模数mm 4=m ，齿宽mm 38=b ，从动大轮转向如图（忽略摩擦力）
。 试求：（1）确定主动轮的转向；
（2）在用于轮齿上各力的大小；
（3）画出在啮合点处各力的方向。
题1图 题2图
3. 图示为两级圆柱齿轮减速器，已知齿轮1（主动齿轮）的螺旋线方向和III 轴的转向。
试求：（1）为使II 轴（中间轴）所受轴向力最小，齿轮3的螺旋线应为何方向？并画出齿轮2和齿轮4的螺旋线方向；
（2）画出齿轮2、3所受各分力的方向；
（3）画出I 轴和II 轴的转动方向。
4. 图示圆锥—圆柱齿轮减速器，小锥齿轮主动，转向如图，求：
（1）标明各轴转向；
（2）欲使II 轴上两轮的轴向力相反，判定3轮、4轮螺旋线方向；
（3）画出中间轴II 上两齿轮所受各分力方向。
Ⅱ Ⅲ
n Ⅰ
5. 图示二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知齿轮1轮齿旋向和齿轮4的转动方向如图，齿轮2的参数为法面模数m n =3 mm ，齿数z 2=57，螺旋角β2=14o，齿轮3的法面模数m n =5 mm ，齿数z 3=21。求齿轮3轮齿合理旋向和螺旋角。
6. 现有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率均为kW 13
1=P ，转速min r 2001/n =，齿轮的法面模数mm 4=n m ，齿数601=z ，螺旋角分别为?9与?18。试求各对齿轮传动轴向力的大小？
7. 一对闭式直齿圆柱齿轮，已知：201=z ，602=z ，mm 3=m ，1=d ψ；小齿轮转速
min /r 9501=n 。若主、从动齿轮的[]MPa 7001=H σ，[]MPa 6502=H σ；载荷系数6.1=K ；节点区域系数5.2=H Z ；弹性系数MPa 8.189=E Z ；重合度系数9.0=εZ 。试按接触疲劳强度求该齿轮传动所能传递的功率。（已知()[]H E H H bd KT Z Z Z σμ
μσε≤+=21112）
第十二章 蜗杆传动
一、判断题（正确 T ，错误 F ）
1. 两轴线空间交错成90°的蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮螺旋方向应相同。 （ ）
2. 蜗杆传动的主平面是指通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线的平面。 （ ）
3. 蜗杆的直径系数为蜗杆分度圆直径与蜗杆模数的比值，所以蜗杆分度圆直径越大，其直径系数也 越大。 （ ）
4. 蜗杆传动的强度计算主要是进行蜗轮齿面的接触强度计算。 （ ）
5. 变位蜗杆传动中，是对蜗杆进行变位，而蜗轮不变位。 （ ）
二、单项选择题
1. 与齿轮传动相比，（ ）不能作为蜗杆传动的优点。
A 传动平稳，噪声小
B 传动比可以较大
C 可产生自锁
D 传动效率高
2. 在标准蜗杆传动中，蜗杆头数一定时，若增大蜗杆直径系数，将使传动效率（ ）。
A 降低
B 提高
C 不变
D 增大也可能减小
3. 蜗杆直径系数的标准化是为了（ ）。
A 保证蜗杆有足够的刚度
B 减少加工时蜗轮滚刀的数目
C 提高蜗杆传动的效率
D 减小蜗杆的直径
4. 下列公式中，用（ ）确定蜗杆传动比的公式是错误的。
A 21ωω>=i
B 12z z i >=
C 12d d i >=
D 21n n i >=
5. 提高蜗杆传动效率的最有效方法是（ ）。
A 增加蜗杆头数
B 增加直径系数
C 增大模数
D 减小直径系数
三、填空题
1. 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越___________，自锁性越____________。
2. 有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数21=z ，蜗杆直径系数8=q ，蜗轮齿数372=z ，模数mm 8=m ，则蜗杆分度圆直径_________________mm ，蜗轮的分度圆直径________________mm ，传动中心距________________mm ，传动比___________，蜗轮分度圆上的螺旋角_____________。
3. 阿基米德蜗杆传动变位的主要目的是为了_____________________和____________________。
四、简答题
1. 蜗杆传动的正确啮合条件是什么？
2. 为何连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？可采用哪些措施来改善散热条件？
3. 蜗杆传动为什么一般选择钢蜗杆和铜蜗轮作为配对材料？
4. 蜗杆传动的主要失效形式和计算准则？
5. 与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要优、缺点有哪些？
五、分析计算题
1. 已知一带式运输机用阿基米德蜗杆传动，传递的功率均kW 8.81=P ，转速min /r 960
1=n ，传 动比18=i ，蜗杆头数21=z ，直径系数8=q ，蜗杆导程角01214'''?=γ，蜗轮端面模数 mm 10=m ，当蜗杆主动时的传动效率88.0=η，蜗杆右旋，转动方向如图所示。
试求：（1）蜗轮的转向及各力指向；
（2）计算蜗杆和蜗轮所受个分力的大小。
2. 图示蜗杆传动中，蜗杆为主动件。试在图上标出蜗杆（或蜗轮）的转向，蜗轮的螺旋线方向，蜗 杆、蜗轮所受各分力的方向。
3. 图示为双级蜗杆传动。已知蜗杆1、3均为右旋，轴Ⅰ为输入轴，其回转方向如图所示。 试求：（1）各蜗杆和蜗轮的螺旋线方向；
（2）轴Ⅱ和轴Ⅲ回转方向；
（3）蜗轮2和蜗杆3所受的各力。
4. 图示为斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动。已知齿轮1的螺旋线方向和Ⅰ轴的转向。
一、 填空题 1．已知某简谐运动的振动曲线如图所示， 则此简谐运动的运动方程为 _______________。 2. 一声源以20m/s 的速率向静止的观察者运动， 观察者接收到声波的频率是1063Hz,则该声源的 振动频率为 Hz .(声速为:340m/s) 3． 在驻波中，两个相邻波节之间各质点的振动相位_____ 。 4．一束光强为I 0的自然光依次通过三个偏振片P 1、P 2、P 3，其中P 1与P 3的偏振化方向相互垂直，P 2与P 3的偏振化方向之间的夹角为450，则通过三个偏振片后透射光强为_______________________。 5．一容器内储有氧气（视为理想气体），其压强为1.01×10 5 Pa ，温度为27 0C ，则氧气系统的分子数密度为__3 m - ；氧分子的平均平动动能为____J 。 6．1mol 理想气体由平衡态1（P 1，V 1，T ）经一热力学过程变化到平衡态2（P 2，V 2，T )，始末状态温度相同，此过程中的系统熵变△S = S 2－S 1 = 。 7．在描述原子内电子状态的量子数l m l n ,,中，当4=l 时，n 的最小可能取值为_________。 8．在康普顿效应实验中，波长为0λ的入射光子与静止的自由电子碰撞后反向弹回，而散射光子的波长为λ，反冲电子获得的动能为 ______ 。 9．激光与普通光源所发出的光相比具有方向性好、单色性好、 和能量集中的特性。 二、 选择题（单选题，每小题2分，共10分） （将正确答案前的字母填写到右面的【 】中） 1．当质点以频率ν作简谐运动时，它的动能变化频率为 【 】 （A ）2/ν （B ）ν （C ）ν2 2．处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气(均可视为理想气体)的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们 【 】 （A ）温度，压强均不相同 （B ）温度相同但压强不同 （C ）温度，压强都相同
第八章 机械设计概述 一、判断题（正确 T ，错误 F ） 1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。强度准则是零件设计中最基本的准则。 （ ） 2. 变应力只能由变载荷产生。 （ ） 3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。（ ） 4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。 （ ） 5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。 （ ） 二、单项选择题 1. 循环特性1-=r 时的应力是（ ）。 A 对称循环变应力 B 脉动循环变应力 C 非对称循环变应力 D 静应力 2. 外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（ ）加工工艺。 A 铸造 B 锻造 C 焊接 D 轧制 3. 两个等宽的圆柱体接触，其直径212d d =，弹性模量212E E =，则其接触应力值为（ ）。 A 218σσ= B 214σσ= C 212σσ= D 21σσ= 4. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（ ）。 A 小 B 大 C 相等 D 不一定 三、填空题 1. 机械零件设计计算的最基本计算准则是_________________________________ 。 2. 机械零件的主要失效形式有 _________、_________、________、__________和__________。 3. 在静应力作用下，塑性材料的极限应力为___________，脆性材料的极限应力为___________。 4. 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生___________应力，也可能产生___________应力。 5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了________________、________________和________________来 对材料的疲劳极限加以修正。 四、简答题 1. 试述机械零件的功能失效的含义，并举出两个例子。 2. 简述机械零件的主要失效形式有哪些？主要计算准则有哪些？ 3. 试述机械零件的强度的含义，写出其一般表达式，并解释式中各变量的含义。 4. 稳定变应力的五个基本参量指什么？若某零件所有最大应力MPa 300max =σ，最小应力MPa 120min -=σ，试求其他三个参量。 第九章 联接 一、判断题（正确 T ，错误 F ） 1. 三角螺纹比梯形螺纹效率高，自锁性差。 （ ） 2. 受相同横向工作载荷的螺纹联接中，采用铰制孔用螺栓联接时的螺栓直径通常比采用普通螺栓联接的可小一些。 （ ） 3. 铰制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高，不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。 （ ）
继续教育学院 东北大学网络教育本科生毕业设计(论文)工作规范 毕业设计(论文)是培养学生知识、能力和素质的重要环节，是进行综合训练的教学阶段。对培养学生的工程意识、开拓精神、创新能力、 科学作风、综合素质都具有重要作用。为确保毕业设计(论文)的质量，制定东北大学网络教育学院毕业设计(论文)工作规范。 一、指导思想 通过毕业设计(论文)工作使大学生达到基本知识、基础理论、基本技能(三基)和运用知识能力、网络获取知识能力、实验（仿真）测试能力、计算机应用能力、外语能力(五个能力)以及文化素质、思想品德素质、业务素质(三个素质)的训练，培养学生运用所学的专业知识和技术，研究、解决本专业实际问题的初步能力。同时，毕业设计(论文)工作是大学培养阶段教学质量的综合训练和检验。 二、选题 选题是对毕业设计(论文)工作范围进行专业确定的环节。 1．毕业设计(论文)的选题要按照所学专业培养目标确定。要围绕 本专业、学科选择有一定理论与实用价值的且具有运用课程知识、能 力训练的题目。
继续教育学院2．选题要尽可能与科研、生产和实践结合。工科类专业以毕业设 计为主；文理科类专业毕业论文要理论与实践相结合，有实用价值。 3．毕业设计(论文)的题目要坚持每人一题。指导教师可将大而难的题目分解成若干个子题目，由学生独立完成选题。 4．对于与往届重复的课题，严禁将往届毕业设计(论文)借给学生参考，防止出现抄袭现象。 5．各专业可将水平较高的题目列为重点选题。属于工程设计、软 件设计、科学实验类的重点选题，必须结合科研生产实际并有实用价值。文理类的（论文）重点选题须达到本学科研究领域较先进水平。 6．网络教育学生毕业设计(论文)的选题，在学生中心平台进行，根据指导教师提出的论题方向选题，并自拟题目，由指导教师审核通过，方可进行。 7．无任务书不能进行毕业设计(论文)工作。 8．下列课题不易安排学生做毕业设计（论文）： ①偏离本专业所学基本知识。 ②范围过专或过窄，达不到全面训练的。 ③毕业设计期间难以完成或不能取得阶段结果。 三、对毕业设计(论文)的基本要求
自动控制原理期末试题（A ）卷答案 一．概念题（10分） （1）简述自动控制的定义。 （2）简述线性定常系统传递函数的定义。 解： （1）所谓自动控制是在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备或工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。（5分） （2）零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。（5分） 二．（10分）控制系统如图1所示，其中)(s W c 为补偿校正装置，试求该系统闭环传递函数)()(s X s X r c ，并从理论上确定如何设计补偿校正装置)(s W c 可以使系统补偿后的给定误差为零。 图1 控制系统结构图 解： []) ()(1) ()()()()()(2121s W s W s W s W s W s X s X s W c r c B ++= = （5分） 由此得到给定误差的拉氏变换为 )() ()(1) ()(1)(212s X s W s W s W s W s E r c +-= 如果补偿校正装置的传递函数为 ) (1 )(2s W s W c = （5分） 即补偿环节的传递函数为控制对象的传递函数的倒数，则系统补偿后的误差 0)(=s E 三．（10分）已知某三阶单位负反馈系统具有一个有限零点为-1.5、三个极点分别为6.12.1j ±-和-1.49、且系统传递函数根的形式放大系数为4。试求系统在单位阶跃函数作用下，系统的动态性能指标超调量 %σ、调整时间s t 和峰值时间m t 。 解： 49.13-=s 与5.11-=z 构成偶极子可相消，故系统可以用主导极点2,1s 构成的低阶系统近似（1分） ：
目录 一、内容总体要求 (3) （一）引言 (3) （二）论文的类型 (3) （三）毕业设计的选题 (3) （四）论文的写作 (4) 二、编写格式 (5) （一）封面 (5) 1、论文题目 (6) 2、作者姓名 (6) 3、指导教师姓名 (6) 4、论文封面日期 (6) （二）中文题名页 (6) 1、题目 (6) 2、姓名 (6) 3、学校与日期 (7) （三）英文题名页 (7) 1、题目 (7) 2、姓名 (7) 3、职称 (7) 4、学校与日期 (7) （四）毕业设计论文（任务书） (7) 1、毕业设计（论文）题目 (7) 2、基本内容 (7) 3、毕业设计（论文）专题部分 (8) 4、学生接受毕业设计（论文）题目日期 (8) （五）中文摘要 (8) 1、中文题目 (8) 2、摘要 (8) 3、摘要内容 (8) 4、关键词 (8) 5、关键词内容 (8) 6、关键词的选取 (8) 7、摘要内容的编写 (9) （六）英文摘要 (9) 1、题目 (9) 2、摘要 (9) 3、格式 (9) 4、关键词 (9) （七）目录 (9) 1、目录 (10) 2、索引条目 (10) 3、各节 (10) （八）正文 (10)
1、标题 (11) 2、正文 (11) 3、节 (11) 4、小节 (12) 5、正文编号 (12) 6、图 (12) 7、表 (12) 8、程序代码 (13) 9、结论 (13) （九）参考文献 (13) （十）结束语（致谢） (14) 三、其他要求 (14) 1、打印 (14) 2、页码编排 (14) 3、页眉设置 (14) 4、装订 (14)
东北大学大学物理期末 一、 填空题 1. 已知两分振动的振动方程分别为：t x ωcos 1= 和 )2 cos( 32π ω+=t x ， （其中 x 的单位为m ，t 的单位为s ），则合振动的振幅为A = ____2___m 。 2. 在驻波中，设波长为λ，则相邻波节和波腹之间的距离为_____ 4 λ ____ 。 3．火车A 行驶的速率为20m/s ，火车A 汽笛发出的声波频率为640Hz ；迎面开来另一列 行驶速率为25m/s 的火车B ，则火车B 的司机听到火车A 汽笛声的频率为 730 Hz . (空气中的声速为: 340m/s) 4．在空气中，用波长为λ= 500 nm 的单色光垂直入射一平面透射光栅上，第二级缺级 光栅常数 d =2.3×10 －3 mm ，则在观察屏上出现的全部主极大条纹条数为__5 _条。 5．光的偏振现象说明光波是____横波______。 6．一体积为V 的容器内储有氧气（视为理想气体，氧气分子视为刚性分子），其压强为P ，温度为T ，已知玻耳兹曼常数为k 、普适气体常数（摩尔气体常数）为R ， 则此氧气系统的分子数密度为__ kT p ___ 、此氧气系统的内能为___pV 2 5 ____。 7．处于平衡态A 的理想气体系统，若经准静态等容过程变到平衡态B ，将从外界吸热416 J ； 若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C 时，将从外界吸热582 J ， 则从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中，系统对外界所作的功为 166 J 。 8．不考虑相对论效应，电子从静止开始通过电势差为U=300V 的静电场加速后， 其德布罗意波长为___0.07__nm 。 (电子静止质量：kg 101.931 -?=e m ；电子电量：C 10 6.119 -?=e ； 普朗克常量：s J 10 63.634 ??=-h ) 9．描述微观粒子运动的波函数ψ(r , t )须满足的条件是 单值 、连续、有限、归一。
设计年产炼钢生铁480万吨、铸造生铁40万吨 的炼铁车间设计 作者姓名：XXX 指导教师：XXX 教授/副教授/讲师 单位名称：东北大学冶金学院 专业名称：冶金工程 东北大学 2016年6月
Ironmaking Plant Designing With an Annual Output of 4.8 Million Tons of Pig Iron for Steelmaking and 0.4 Million Tons Pig Iron for Casting by XXX Supervisor: Professor XXX Northeastern University June 2016
毕业设计（论文）任务书
摘要 我国钢铁产量已连续多年位居世界第一，而高炉炼铁又是钢铁联合企业中极其重要的一环。为了响应现代化工业的要求，高炉炼铁设计必须积极推行可持续发展和循环经济理念，提高环境保护和资源综合利用水平，那么我们的设计就必须要全面贯彻“高效、优质、低耗、长寿、环保”的炼铁方针。因此，本设计在延续经典传统工艺方法的同时，积极采用国内先进的生产工艺和设备以达到高炉炼铁的新要求。 本设计主要的任务是：设计一座年产480万吨制钢生铁和40万吨铸造生铁的炼铁厂。根据国内外大型高炉先进生产技术指标，确定的主要技术经济指标：利用系数2.3，焦比315kg，煤比180kg，热风温度1200℃，富氧3%。炼铁厂设计主体包括两座33003的高炉，以及每座高炉对应的四座新日铁外燃式热风炉，一座重力除尘器及其它附属设备。在设计上，采用国内外先进技术，如高风温，喷吹煤粉，干法除尘，环形出铁场等。另外，在炉前设置了除烟罩和其他除尘设备，在噪音大的地方安装消音器，以改善炼铁厂的环境，减少对环境的污染。本设计预计可实现高产、优质、低耗、长寿和环保的综合目标。 本说明书分为两个部分：第一部分，高炉车间设计；第二部分，翻译。 第一部分分为10章，内容包括高炉冶炼综合计算、高炉本体设计、高炉车间原料系统、炉顶装料设备、送风系统、高炉煤气系统、渣铁处理系统、高炉喷吹燃料系统、高炉平面布置、环境保护。 关键词要求3-6个。摘要页要求中、英文两种，英文是对中文的翻译，中文摘要一般不少于400字。 （打印方式：摘要前三页（无页码）均采用单页输出，摘要页之后（有页码）采用正反面输出） …… …… ……
实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。 霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。 2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？ 以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。 3．本实验为什么要用3个换向开关？ 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？ 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B 和霍尔器件平面的夹角。 2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？ 误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？ 答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？ 答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交变电场，材料会发生机械形变，这被称为逆压电效应。声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应，压电陶瓷环片在交变电压作用下，发生纵向机械振动，在空气中激发超声波，把电信号转变成了声信号。换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应，空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变，从而产生电场，把声信号转变成了电信号。
《管理学》在线考试（开卷）试题 注意事项： 1、正考学员及重修学员均通过在线考试模块完成该课程考核； 2、抄袭、雷同作业一律按零分处理。 一、简答题（每题10分，共70分） 1、管理活动具有哪些基本职能?他们之间的关系是什么？ 1.计划职能 计划是指工作或行动之前预先拟定组织目标和行动方案的过程，包括调查研究、未来预测、目标和方案的确定、行动方案的制定和选择等过程。组织等其他一切工作都要围绕着计划所确定的目标和方案展开，所以说计划是管理的首要职能。 2.组织职能 组织就是把管理要素按照计划提出的各项目标和任务的要求结合成为一个整体。组织工作是把计划变成行动的过程，为计划的实现提供资源保障，具体包括组织机构的设置、管理体制的建立、规章制度的制定、人员和其他资源的合理选择和配置等。 3.领导职能 领导是指代理和指导群众去实现共同的组织目标的各种活动的整个过程。领导职能有两个要点：意识努力搞好组织的工作，而是努力满足组织成员的个人需要。只要公示做好这两方面的工作，才能有效的实现组织目标。领导工作的核心和难点是调动组织成员的积极性，她需要领导者运用科学的激励理论和合适的领导方式。 4.控制职能 控制是检查、监督、确定组织活动的进展情况，纠正偏差，从而确保总的计划及组织目标得以实现的过程。控制不仅是对某时点以前的组织活动情况的检查和总结，而且可能要求某时点以后对组织的业务活动进行局部甚至全聚德调整，因此控制在整个管理活动在起着承上启下的作用。 上述四大职能是相互联系、相互制约的，其中计划是管理的首要职能，是组织、领导和控制职能的依据，组织、领导和控制职能是有效管理的重要环节和必要手段。 2、如果现在让你去分析一个组织的管理环境，你会从哪些方面进行分析？ 管理环境：是指存在于组织内部和外部，对组织的运营方式和业绩具有现实及潜在影响的一系列因 素和条件的集合。根据环境因素存在于组织内部或者外部，管理环境可以分为外部环境（组织环境）和内部环境。内部环境主要包括组织文化和物质环境；外部环境又分为一般环境和任务环境。内部环境主要包括组织文化和物质环境。组织文化是指一个组织在长期的生存与发展过程中形成的 一种具有特色的，为全体员工所认同的，并且对员工的行为产生约束力和激励力的价值系统。在组 织文化中，核心内容是组织的价值观，它为组织员工提供了一种共同意识和日常行为的指导方针。 从宏观上讲，组织文化是现代人类文化的一个重要组成部分；从微观上讲，它是组织成员在特定的 环境下，共同认知、继承、更新和创造的基于共同的价值和信念所形成的团体精神。认识组织文化 的构成以及各个部门之间的相互关系，是把握组织文化内在规律、主动地建设组织文化的前提。组 织文化作为一个整体系统，其结构内容是以精神文化为核心的三个层次。组织文化的三个组成部分
一、教材：选择填空题 1～5；计算题：13，14，18 二、附加题 （一）、选择题 1、一沿x 轴作简谐振动的弹簧振子，振幅为A ，周期为T ，振动方程用余弦函数表示， 如果该振子的初相为π3 4 ，则t =0时，质点的位置在： （A ）过A x 21=处，向负方向运动； (B) 过A x 21 =处，向正方向运动； (C) 过A x 21- =处，向负方向运动； (D) 过A x 2 1 -=处，向正方向运动。 2、一物体作简谐振动，振动方程为：x =A cos(ωt +π/4 ) 在t=T/4(T 为周期)时刻，物体的加速度为： (A) 222ωA -. (B) 222ωA . (C) 232ωA -. (D) 232ωA . （二）、计算题 1、一物体沿x 轴做简谐运动，振幅A = 0.12m ，周期T = 2s ．当t = 0时， 物体的位移x 0= 0.06m ，且向x 轴正向运动．求： （1）此简谐运动的运动方程； （2）t = T /4时物体的位置、速度和加速度； 2、一物体沿x 轴做简谐运动，振幅A = 10.0cm ，周期T = 2.0s ．当t = 0时， 物体的位移x 0= -5cm ，且向x 轴负方向运动．求： （1）简谐运动方程； （2）t = 0.5s 时，物体的位移； （3）何时物体第一次运动到x = 5cm 处？ （4）再经过多少时间物体第二次运动到x = 5cm 处？ 3、若简谐振动方程为m ]4/20cos[1.0ππ+=t x ，求： （1）振幅、频率、角频率、周期和初相； （2）t =2s 时的位移、速度和加速度. 4、一简谐振动的振动曲线如图所示，求振动方程. 5、一物体沿x 轴作简谐振动，振幅为0.06m ，周期为2.0s ，当t =0时位移为0.03m ，且向轴正方向运动，求： （1）t =0.5s 时，物体的位移、速度和加速度； （2）物体从m 03.0-x =处向x 轴负方向运动开始，到达平衡位置，至少需要多少时间？ 题图4
石油大学自控期末试 题
B卷 2008—2009学年第1学期 《自动控制原理》 （答案及评分标准） 专业班级 姓名 学号 开课系室信控学院自动化系 考试日期 2009.1.15 题号一二三四五六七总分得分
一． 填空题（20分，每空0.5分） 1． 对于自动控制系统的基本要求归结为三个方面，分别是：稳定性 （稳）快速性（快）、准确性（准）。 2． 线性定常系统的传递函数定义为，在 零初始 条件下，系统输出量的 拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 3． 某一阶系统闭环传递函数为()1 K s Ts Φ= +，当t 等于时间常数T 时，单位阶跃响应h (t )的值为___0.632K__, 单位阶跃响应曲线的斜率初始值为_____K/T_____. 4． 关于系统传递函数的零点和极点对输出的影响而言， 极点 决定了描述 系统自由模态， 零点 只影响各模态响应所占的比重系数，因而也影响响应曲线的形状。 5． 对于稳定的高阶系统，闭环极点负实部的绝对值越大，其对应的响应 分量衰减得越_____快_____（快/慢），在所有的闭环极点中，距离虚轴最近的极点周围没有闭环零点，而其他闭环极点又远离虚轴，这样的闭环极点称为 闭环主导极点 。 6． 已知某单位负反馈二阶控制系统的开环传递函数为1000 ()(34.5) G s s s = +， 则该控制系统的超调量为 13% ，调节时间为 0.2s （误差带5%）。 7． 线性系统的稳态误差与系统的结构有关（有关/无关），与系统输入信 号的大小和形式 有关（有关/无关）。
8． 根轨迹上的点应该同时满足两个条件，它们是_相角条件和幅值条件 __，绘制零度根轨迹时，需要将常规根轨迹法则中与___相角__条件有关的规则加以修改。 9． 根轨迹是关于 实轴 对称的，并且是连续的；根轨迹起于 开环极点， 终于 开环零点。 10． 在适当位置附加开环零极点可以改善系统性能。当开环极点不变，附 加一个负实数零点会使得根轨迹向S 平面_左_(左/右)半平面弯曲。附加的零点越靠近虚轴，其对系统的影响就越___大____(大/小)。 11． 线性系统常用的频率特性曲线有以下三种：幅相频率特性曲线 （Nyquist 曲线）、对数频率特性曲线（Bode 曲线）、对数幅相曲线（Nichols 曲线）。 12． 常用的闭环频域性能指标有谐振峰值、谐振频率、带宽频率。 13． 对于最小相位系统，系统的开环对数幅频特性反映了闭环系统的性 能，其中低频段决定着闭环系统的 稳态精度 ，中频段反映了闭环系统的动态性能，高频段应有较大斜率，以增强系统的 抗干扰 能力。 14． 若串联校正环节的传递函数为 1 1 ++Ts s τ，当T τ>时该环节为 超前校 正，其作用是增大（增大/减小）系统截止频率和系统带宽，增加稳定裕度；当T τ<时该环节为滞后校正，该校正方式利用校正环节的高频衰减特性， 减小 （增大/减小）截止频率和系统带宽，增加了原系统的相角裕度。 15． 离散控制系统的数学基础是 Z 变换 ，主要利用的数学模型是 脉冲传 递函数 。如果离散控制系统的开环增益不变而增大采样周期则系统的
东北大学机械设计历年真题(简答题)分类解析 第一章.基础知识 1.（95‘）试画出材料的疲劳极限线图，标出特殊点的坐标，并说明等效系数的意义。 2.（95‘）什么是可靠性设计准则？为什么要建立可靠性设计准则？ 3.（96‘）承受静载荷作用的零件，试举例说明能否在危险截面上产生变应力作用？ 4.（97‘）机械零件的胶合失效是如何产生的？ 5.（97‘）机械零件上那些位置容易产生应力集中？ 6.（98‘）用文字描述迈内尔理论。 7.（99‘）在进行机械零件有限寿命的疲劳强度计算时，需要将材料的疲劳曲线修正为零件的疲劳曲线，有几种修正方法？各有何有缺点？ 8.（99‘）机械零件的主要失效形式有那些？ 9.（01‘）静强度设计和疲劳强度设计主要共同点和不同点是什么？ 10（02‘）一承受非对称循环变应力作用的机械零件（应力循环特性r＝常数）。试画图说明其有限寿命的疲劳强度计算方法（过程）。 11.（03‘）何谓应力集中？对零件的静强度、疲劳强度影响是否相同？ 12（03‘）线性疲劳损伤累积方程（Miner方程）的意义是什么？ （04‘无简答题） 第二章.螺纹联结和轴毂联结 13.（95‘）试画出铰制孔用螺栓联结的结构图。 14.（98’）螺栓组受力分析的目的是什么？
15（99‘）为什么螺栓联结需要防松？放松的实质是什么？有哪几种防松措施？ 16（00’）花键联结有哪几种？它的定心方式如何？ 17（01‘）测力矩扳手和定力矩扳手是利用什么原理来测定螺纹联结预紧力的？ 18（02’）当螺栓联结受到轴向工作载荷F后，螺栓伸长的增量△δL和被联结件的变形量的恢复量△δF是什么关系，为什么？ 19.（02‘）试述花键联结的主要优点。 20（03’）平键联结设计中，键的尺寸bXhXL是怎么确定的？ （04‘无简答题） 第三章带传动 21。（96‘）试述带传动设计准则，并说明哪种失效形式限制了带传动的承载能力？ 22.（97’）V带传动中，张紧装置应该放在什么位置？为什么？ 23.（99‘）在设计V带传动时，为什么要限制带的根数？限制条件如何？ 24.（00’）在普通V带传动中，影响带疲劳破坏的主要应力是哪些，为什么？ 25.（01‘）画图并说明正常工作中V带与主动轮接触弧上带受拉力的变化情况。 26。（02’）试述带传动张紧装置的三种类型。其中一种装置的张紧轮应该布置再什么位置？ 27.（03‘）带传动中为什么限制了d1>dmin? 第四章链传动 28.（96‘）试述减小滚子链传动动载荷的主要方法。 29。（97’）链传动的失效形式有哪几种？ 30（98‘）链传动产生的动载荷有那些？ 31（99’）链传动的运动不均匀性产生的原因是什么？ 32（01‘）写出正常工作情况下限制链传动的主要失效形式？ 33（02’）影响链传动的晕倒均匀性的主要参数有哪些？为什么？ 34（03‘）链传动中，节距P的大小对运动均匀性有什么影响？ 35（03’）链传动中，为什么要限制大链轮的齿数Z小于150？ 第五章齿轮传动 36.（95‘）某厂有一开式齿轮传动，轮齿发生折断，试提出可能的改进措施。 37（96’）试提出防止和减缓齿轮齿面出现点蚀失效的措施。 38。（97‘）一对齿轮传动，哪个齿轮齿面的接触应力大？那个齿轮齿根的弯曲应力大？39。（99’）直齿圆柱齿轮进行弯曲疲劳计算时，其危险截面是如何确定的？ 40.（00‘）闭式齿轮传动中，阮、硬齿面齿轮传动在失效形式上有何主要区别？ 41.（01’）建立标准直齿锥齿轮传动强度计算模型的依据是什么？忽略了什么因素的影响？42。（02‘）请列出齿轮传动的主要失效形式。 43.（03’）齿轮传动设计中，齿形系数YFa与哪些因素有关？ 44（03‘）齿轮传动的动载荷系数K=KAXKVXKαXKβ中，kv考虑的是什么因素的影响？45（03’）与链传动、带传动相比，齿轮传动有哪些主要优点？ 46（03‘）闭式软齿面齿轮的主要失效形式和设计准则是什么？有那些提高承载能力的措
2011—2012学年第1学期《自动控制原理》期中考试试卷（适用专业：自动化、电气、测控） 专业班级 姓名 学号 开课系室自动化系 考试日期
一、简答题（15分） 1.反馈控制系统的基本组成有哪几部分？ 答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件 2.控制系统正常工作的最基本要求是什么？ 答：稳定性、快速性、准确性 3.什么是线性系统？线性系统的特征是什么？ 答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。 4.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？ 答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是：线性定常系统 5.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？ 答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差。
二、 (12分)如图1所示单容水箱，A 为水箱的横截面积，i Q 为输入流量，o Q 为 输出流量，H 为水箱的实际液位， H Q o α=，α为流量系数。当输入流量和输出流量相等时，液位维持在0H 处，000H Q Q o i α==。 （1） 以i Q 为输入，以H 为输出，建立该单容水箱的非线性微分方程模型。（3 分） （2） 对（1）中非线性微分方程在0H 处进行线性化，求线性化微分方程，并 求单容水箱的传递函数。 （9分） 图1 解：（1）由物料平衡得下列方程 i o i dH A Q Q Q dt =-=- 单容水箱的非线性微分方程模型为 (1 i dH Q dt A =- ① （3分） （2）考虑到 000i i i o o o H H H Q Q Q Q Q Q =+??? =+???=+?? 代入①式得 (00()1 i i d H H Q Q dt A +?=+?- （2分） 即 (01 i i d H Q Q dt A ?=+?- ② 在0H 处展开成Taylor 级数，只取到线性项 H
目录
1 设计任务书 1.1 题目名称 设计胶带输送机的传动装置 1.2 工作条件 1.3 技术数据
2 电动机的选择计算 2.1 选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380伏，Y 系列。 2.2 滚筒转动所需要的有效功率 传动装置总效率 3 52ηηηηη=承齿联筒 查表17-9得 所以 37 =0.970.990.96=0.817η?? 2.3 确定电动机的转速 滚筒轴转速 min /5.1160r D v n W == π 所需电动机的功率 kW kW P P w r 5.570.4817 .084 .3<== = η 1000r/min,满载转速960r/min 。查表27-2，电动机中心高 H=132mm ，外伸段 D ×E=38mm ×80mm 3 传动装置的运动及动力参数计算 3.1 分配传动比 3.1.1 总传动比 48.835 .119600=== W n n i 3.1.2 各级传动比的分配 查表17-9 取656==i i 开 减速器的传动比 913.136 48 .83=== i i i 高速级齿轮传动比253.4913.1330.130.112=?== i i 低速级齿轮传动比 271.3253 .4913 .131234=== i i i
3.2 各轴功率、转速和转矩的计算 3.2.0 0轴 P=4.70kw, n=960r/min, T=9.55*4.70/960=46.76N*m 3.2.1 Ⅰ轴（高速轴） 3.2.2 Ⅱ轴（中间轴） 3.2.3 Ⅲ轴（低速轴） 3.2.4 Ⅳ轴（传动轴） 3.2.5 Ⅴ轴（卷筒轴） 3.3 开式齿轮的设计 3.3.1 材料选择 小齿轮:45#锻钢，调质处理，齿面硬度217--255HBS 大齿轮:45#锻钢，正火处理，齿面硬度162--217HBS 3.3.2 按齿根弯曲疲劳强度确定模数 按齿面硬度217HBS 和162HBS 计算 初取小齿轮齿数 205=Z 则大齿轮齿数 1206205656=?==i Z Z 计算应力循环次数 查图5-19 0.165==N N Y Y 查图5-18(b) pa 2705lim M F =σ，pa 2006lim M F =σ 由式5-32 0.165==X X Y Y 取 0.2=ST Y ,4.1min =F S 计算许用弯曲应力 由式5-31 []X N F ST F F Y Y S Y min lim σσ= 查图5-14 21.2,81.265==Fa Fa Y Y 查图5-15 78.1,56.165==Sa Sa Y Y 则 []011365.07 .38556 .181.25 5 5=?= F Sa Fa Y Y σ 取 [] 013769.0}][,][max { 6 6 6555==F Sa Fa F Sa Fa F Sa Fa Y Y Y Y Y Y σσσ
B卷 2015—2016学年第1学期 《自动控制原理》 （闭卷，适用于：测控） 参考答案与评分标准
一、填空题（20分，每空1分） 1. 自动控制系统由控制器和 被控对象 组成。 2. 就控制方式而言，如果系统中不存在输出到输入的反馈，输出量不参与控制，则称为 开环控制系统 ；如果系统中存在输出到输入的反馈，输出量参与控制，则称为 闭环控制系统。 3. 设单位反馈系统的开环传递函数100 (s)H(s),(0.1s 1) G s = +试求当输入信号 (t)t r α=时，系统的稳态误差为_______ 。 4. 两个传递函数分别为1(s)G 与2(s)G 的环节，以并联方式连接，其等效传递函数 为(s),G 则(s)_____________G =。 5. 若某系统的单位脉冲响应为0.5(t)20e t g -=，则该系统的传递函数为 _______________。 6. 控制系统输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。 一阶系统传递函数的标准形式为______________,二阶系统传递函数标准形式为___________________。 7. 若要求系统响应的快速性好，则闭环极点应距离虚轴越 __远__（远/近）越好。 8. 二阶系统的传递函数25 (s),25 G s s = ++则该系统是_欠_(过/欠/临界)阻尼系统。 9. 常用的三种频率特性曲线是 Nyquist 曲线（极坐标图） 、 Bode 曲线 、和 Nichols 曲线 。 10. PI 控制规律的时域表达式是_____________________，PID 控制规律的传递函数表达式是_____________________。 11. 离散控制系统的稳定性，与系统的结构和参数 有关 (有关/无关），与采样周期 有关 (有关/无关)。 12. 非线性系统常用的三种分析方法是 描述函数法 、 相平面 和逆系统方法。 12(s)G (s) G +20 0.5s +1 1 Ts +2 22 2n n n s s ω?ωω++/100α0(t)K (t)(t)dt t p p i K m e e T =+ ?1 (s)K (1s) c p i G T s τ=++
第9章 振动 作 业 一、教材：选择填空题 １~5；计算题:13，14,１8 二、附加题 （一)、选择题 1、一沿x 轴作简谐振动的弹簧振子，振幅为A ，周期为T ,振动方程用余弦函数表示，如果该振子的初相为π3 4,则ｔ＝０时,质点的位置在:D (A)过A x 2 1=处，向负方向运动； (B) 过A x 2 1=处,向正方向运动; (C ）过A x 2 1-=处，向负方向运动； (D)过A x 2 1-=处，向正方向运动。 2、一质点作简谐振动,振动方程为:ｘ＝A ｃｏs(ωt ＋φ ）在t=T/2（T 为周期)时刻,质点的速度为:B (A ） sin A ω?-. (B ） sin A ω?. （C) cos A ω?-. (D) cos A ω?. 3、一质点沿x 轴做简谐运动,振动方程为:21 410cos(2)3 x t ππ-=?+。从t = ０时刻起,到x =-2c ｍ处，且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为:C (A) 1 s 8 . (Ｂ) 1s 4. (Ｃ) 1s 2. （D) 1s 3. （Ｅ） 1s 6 . (二）、计算题 1、一物体沿x 轴做简谐运动,振幅Ａ = ０.12m ，周期Ｔ = 2s.当t = 0时,物体的位移x 0= ０.０６ｍ,且向x 轴正向运动．求:（１）此简谐
运动的运动方程;(2)ｔ = T ／４时物体的位置、速度和加速度; 解:(1）0.12cos 3x t ππ??=- ?? ? m （2)0.12sin 3v t πππ??=-- ?? ? m ／s 20.12cos 3a t πππ??=-- ? ? ? m ／ｓ2 t = Ｔ／4时 0.12cos 0.106 x π==≈m 0.12sin 0.060.196v π ππ=-=-≈-ｍ/s 20.12cos 0.06 1.026 a πππ=-=-≈-m ／s 2 2、一物体沿x 轴做简谐运动,振幅A = 10.0cm,周期T ＝ 2.０ｓ.当t ＝ 0时，物体的位移x 0= -５cm ，且向x 轴负方向运动．求：(1)简谐运动方程;(2）t = 0.5ｓ时,物体的位移;（3)何时物体第一次运动到x = 5ｃm 处?(4)再经过多少时间物体第二次运动到x = 5ｃm 处? 解:(１)20.1cos 3x t ππ??=+ ?? ? ｍ (2）t = 0.5ｓ时,270.1cos 0.1cos 0.0872 36 x πππ??=+=≈- ? ?? m (3)利用旋转矢量法，第一次运动到x =5ｃm 处，相位是1523 3 t πππ=+ 所以11t =s (３）利用旋转矢量法，第二次运动到x =5ｃm 处,相位是2723 3 t πππ=+ 所以253 t =s 2152 10.6733t t t s ?=-=-== ３、若简谐振动方程为m ]4/20cos[1.0ππ+=t x ,求：（1）振幅、频率、角频率、周期和初相；（2)t =2s 时的位移、速度和加速度． 解：(１）可用比较法求解．
机械设计基础课程设计说明书题目：设计胶带输送机的传动装置。 班级：冶金0905班 姓名：张树才 学号：20091428 指导教师：闫玉涛 成绩： 2011年 7月16日
一、设计任务书 （1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置 （2） 工作条件 （3） 技术数据 二、电动机的选择计算 （1）选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应，选用三相异步电动机， 封闭式结构，电压380伏，Y 系列电动机。 （2）滚筒转动所需要的有效功率 kw FV p w 42.21000 2 .211001000=?== 根据表2-11-1，确定各部分的效率: V 带传动效率 η1 =0.95 一对滚动球轴承效率 η2 =0.99 闭式齿轮的传动效率 η3 =0.97 弹性联轴器效率 η4 =0.99
三、传动装置的运动及动力参数计算 （1）分配传动比 总传动比31.70 == w n n i ;由表2-11-1得，V 带传动的 传动比i 01= 2.5，则齿轮传动的传动比为： i 12=i/i 01=7.31/2.5=2.92 ， 此分配的传动比只是初步的，实际传动比的准确值 要在传动零件的参数和尺寸确定后才能确定。并且允许 有（3-5%）的误差。 （2） 各轴功率、转速和转矩的计算 0轴：（电动机轴） P 0=p r =2.91kw ，n 0=960r/min T 0=9550×p 0/ n 0=9550×2.91/960=28.95N ?m 1轴：（减速器高速轴） P 1=p 0×η01= p 0×η1=2.91×0.95=2.76kw
四、传动零件的设计计算 电动机型号为Y132S-6，额定功率0P =3.0kw ，转速为 n 1=960r/min ，减速器高速轴转速n 2=384r/min ，班制是2年， 载荷平稳。 （1）减速器以外的传动零件的设计计算 1.选择V 带的型号 由书中表10-3查得工况系数K A =1.2; Pc=K A .P 0 =1.2×3.0=3.6kw 查表10-4和课本图10-7，可得选用A 型号带， d d1min =75mm;由表10-5，取标准直径,即d d1=100mm; 2.验算带速 V=3.14×d d1×n 1 /(60×1000)=5.024m/s; 满足5m/s <= V<=25-30m/s; 3.确定大带轮的标准直径 d d2=n 1/n 2×d d1=960/384×100=250mm; 查表10-5，取其标准值d d2=250mm ； 验算带的实际传动比：i 实=d d2/d d1=250/100 =2.5； 4.确定中心距a 和带长Ld V 带的中心距过长会使结构不紧凑，会低带传动的 工作能力；初定中心距a 0, a 0=(0.7-2.0)( d d1 +d d1)=245~~700 mm 取a 0=350mm ，相应 a 0的带基准长度Ld 0: Ld 0=2×a 0+3.14/2 ×( d d1 +d d2)+(d d2 –d d1)2/（4× a 0）