机械设计基础复习资料(综合整理)..
机械设计基础复习资料
一、基础知识
0、零件（独立的机械制造单元）组成（无相对运动）构件（一个或多个零件、是刚体；独立的运动单元）组成（动连接）机构（构件组合体）；两构件直接接触的可动连接称为运动副；运动副要素（点、线、面）；平面运动副、空间运动副；转动副、移动副、高副（滚动副）；点接触或线接触的运动副称为高副（两个自由度、一个约束）、面接触的运动副称为低副（一个自由度、两个约束，如转动副和移动副）
0.1曲柄存在的必要条件：最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。
连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
0.2在四杆机构中，不满足曲柄存在条件的为双摇杆机构，满足后，若以最短杆为机架，则为双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架则为双摇杆机构；若以最短杆的两邻杆之一为机架，则为曲柄摇杆机构
0.3 凸轮从动件作等速运动规律时，速度会突变，在速度突变处有刚性冲击，只能适用于低速凸轮机构；从动件作等加等减速运动规律时，有柔性冲击，适用于中、低速凸轮机构；从动件作简谐运动时，在始末位置加速度也会变化，也有柔性冲击，之适用于中速凸轮，只有当从动件做无停程的升降升连续往复运动时，才可以得到连续的加速度曲线（正弦加速度运动规律），无冲击，可适用于高速传动。
0.4凸轮基圆半径和凸轮机构压力角有关，当基圆半径减小时，压力角增大；反之，当基圆半径增大时，压力角减小。设计时应适当增大基圆半径，以减小压力角，改善凸轮受力情况。
0.5.机械零件良好的结构工艺性表现为便于生产的性能便于装配的性能制造成本低
1.按照工作条件，齿轮传动可分为开式传动两种。
1.1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【齿面疲劳点蚀】
1.2对于闭式软齿面来说，齿面点蚀，轮齿折断和胶合是主要失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按齿面弯曲疲劳强度进行校核。
1.3闭式齿轮传动中的轴承常用的润滑方式为飞溅润滑
1.4. 直齿圆锥齿轮的标准模数规定在_大_端的分度圆上。
2．开式齿轮传动主要的失效形式是『磨损』开式齿轮磨损较快，一般不会点蚀
2.1. 轮齿疲劳点蚀通常首先出现在齿廓的节线靠近齿根处部位。
在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些
2.12. 根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按接触强度设计，按弯曲强度校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按弯曲强度设计，按接触强度校核。
2．13在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。
标准模数和压力角在齿轮大端；受力分析和强度计算用平均分度圆直径。
2.15、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是相等的，大小齿轮的弯曲应力是不相等的。
2.16、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。
2．2、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中胶合与磨损最易发生。
2．3. 蜗杆传动中，蜗杆轴向力与蜗轮的圆周力是大小相等、方向相反
蜗杆圆周力与蜗轮的轴向力是大小相等、方向相反
蜗杆径向力与蜗轮的径向力是大小相等、方向相反
2．4. 机床主轴箱中的变速滑移齿轮，应该用斜齿圆柱齿轮
2.42蜗杆传动的总效率包括啮合效率轴承效率和搅油效率。其中啮合效率，影响蜗杆传动总效率的主要因素是啮合效率
2.5. 上（蜗杆主动，涡轮从动，且蜗杆强度大于涡轮强度）
2.6. 阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是：蜗杆的轴向模数应等于蜗轮的端面模数
蜗杆的轴向压力角应等于蜗轮的端面压力角
蜗杆的轴向齿距应等于蜗轮的端面齿距
蜗杆的分度圆导程角应等于蜗轮的分度圆螺旋角，且两者螺旋方向相同。
2.7、当两轴垂直交错时，可采用蜗轮蜗杆传动。
2.8的啮合传动。
2.9 传动比=涡轮齿数/ 蜗杆头数
3. 带传动中最大应力发生在紧边与小带轮接触处（主动轮紧边的接触点）
带传动中，带中可能产生的瞬时最大应力发生在紧边开始绕上小带轮(主动轮)处。
3.1．V带传动工作时，传动带受有拉应力、弯曲应力和离心应力，三种应力叠加后，最大应力发生在
小带轮处。
3.2、带传动在工作过程中，带内所受的应力有松紧边拉力产生的应力、离心力产生的应力由于带在带轮上弯曲产生的弯曲应力（对传动带的寿命影响最大，带厚度越大或带轮直径越小，带中弯曲应力越大，小带轮直径不宜过小），最大应力发生在带紧边进小带轮处工作时，如果最大应力超过带的许用应力带将产生疲劳破坏
3.3
4.
4.1带传动采用张紧装置的目的是调节带的预紧力
4.1.2带传动常用的张紧方法有两种：张紧轮法和调整中心距法
4.2.带传动的设计准则是保证不打滑条件下，有一定疲劳强度
4.3由于大带轮的包角大于小带轮的包角，打滑一般发生在小带轮上。
4.4. 增加包角α
角。（水平装置的带传动通常将松边放置在上边以增大包角）
4.5、带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏
4.6. 考虑滑动率ε（弹性滑动），则带传动的实际传动比i
d
d
=
-
d2
d1
()
1ε
5. 在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是避免螺栓受附加弯曲应力作用
6. 选取V带型号，主要取决于带传递的功率和小带轮转速
6.1. 与同样传动尺寸的平带传动相比，V带传动的优点是传动效率高
7. 同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，而不能提高轴的刚度
8. 当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用轮系传动
9. 自行车的前轮轴是什么轴？心轴(自行车的前轮轴只承受弯矩而且不转动，所以是固定心轴，中轴既承受扭矩又承受弯矩所以是转轴，后轮轴只承受弯矩而且不转动所以也是固定心轴)
9.1轴按照所受载荷和应力不同分为转轴、传动轴和心轴三类。转轴承受的载荷特点是既承受；工作时只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴（转动的心轴承受变应力，不转动的心轴承受静应力）；工作时只承受转矩或主要承受转矩
的轴成为传动轴，（如汽车发动机与后桥之间的传动轴、万向联轴器的中间轴，以及机床中的光杠等）
不随时间变化的应力称为静应力，随时间变化的应力称为变应力
9.2 按照轴的中心线形状，轴可分为直轴、曲轴、钢丝软轴。轴的各截面中心在同一条直线上的称为直轴；各轴段截面中心不在同一条直线上的轴称为曲轴，（专用零件，多用于动力机械中）；钢丝软轴的轴线可以随意变化，能够把回转运动灵活地传到任何位置上去，（可用于受连续振动的场合，具有缓和冲击载荷的作用）。直轴又可分为光轴（各横截面直径相同）和阶梯轴（各横截面直径不同）
9.3 零件在轴上的固定方法：轴向固定法（轴肩、轴环挡环等零件实现）、周向固定法（常用平键、半圆键实现）
9.4 联轴器用于连接两根分开的轴，按被连接轴的相对位置分为：刚性联轴器（两轴严格对中，并不发生相对位移）、挠性联轴器（有相对位移（轴向、径向、角、综合）的轴连接）：无弹性元件、弹性联轴器（有金属弹性元件、非金属弹性元件的）
9.5.刚性联轴器的优点是：可以传递较大转矩、结构简单、工作可靠、易于维护、价格较低，缺点是：无法补偿两轴的偏斜和位移，对两轴的对中性要求较高，缺乏缓冲和吸振的能力，因此刚性联轴器常用于连接对中精度较高、载荷平稳的两根轴。
9.6挠性联轴器，可补偿轴向偏斜和相对位移。分类：无弹性元件挠性联轴器（利用联轴器工作零件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿）；弹性联轴器（利用联轴器中弹性元件的变形来补偿）。
9.7 弹性联轴器：金属弹性元件挠性联轴器(优点：强度高、使用寿命长、传递载荷能力强、尺寸小、有良好的补偿偏斜和位移的能力、有一定的缓冲作用和消振能力，其中波纹管联轴器和螺旋弹簧联轴器适用于传递小转矩场合)；非金属弹性元件挠性联轴器（优点：具有弹性滞后，消振能力强；储存的单位能量高，如橡胶约为刚的10倍，缓冲性能好，结构简单，价格便宜。缺点是：强度低、尺寸大、寿命短）
9.8齿式联轴器：有良好的综合位移补偿能力。
9.9 万向联轴器：单万向联轴器（不能传递等角位移，主要用于精度不高的传动中）；双万向联轴器（可实现等角位移传动，由两个单万向联轴器构成，实现等角位移传递的条件：内错角相等、中间轴两端的万向接头环在一个平面上）
9.11 离合器：牙嵌离合器（牙形有矩形、梯形和锯齿形；要求传递的转矩越大，牙数应越少，要求接和时间越短，选用牙形数应越多，但牙数越多时，各牙分担的载荷也越不均匀；优点是：结构简单、尺寸小、能保证两轴精确传动）；
摩擦式离合器：单圆盘式摩擦离合器、圆锥式摩擦离合器（可以自动对心）。优点：两轴可以任何角速度下进行结合接和或分离；可通过改变压力调节从动轮加速时间；接和时冲击小和振动较小；过载可打滑，保护零件免受损害。
10、螺旋传动按作用可分为：示数螺旋传动（传动精度高、空回误差小）、传力螺旋传动（可承受载荷较大）、一般螺旋传动。10.1按接触面摩擦性质分为：滑动螺旋传动（降速传动比大、具有增力作用、能自锁、效率低、磨损快）、滚动螺旋传动、静压螺旋传动
10.2螺旋传动的基础是螺纹，按螺纹的断面性质可分为：三角形螺纹的牙型角α＝600，适用于（联接），而梯形螺纹的牙型角α＝（300），适用于（传动和传力螺旋）；矩形螺纹的牙型角α＝ 00 （传动效率高，牙根强度低，常用与力传动）
10.3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和永久防松。螺纹联接防松松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动常用的放松方法有：用增加摩擦力的方法防松、用机械固定的方法防松、用粘结的方法防松
10.4. 螺纹连接的基本类型有螺栓连接、双头螺柱、螺钉连接和紧定螺钉连接。
10.5．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是拉力和扭矩
10.51.螺纹的公称直径是指螺纹的大径，螺纹的升角是指螺纹中径处的升角。螺旋的自锁条件为。
10.6. 在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是
减小Cb．增大Cm（错误！未找到引用源。应尽量小）
10.7. 滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的发热
10.8
按承受外载荷的不同： 4.推力向心轴承
按工作时能否调心,
11.滚动轴承的失效形式：疲劳点蚀（主要，应进行接触疲劳寿命计算和静强度计算）、塑性变形、磨损
11.1轴承的寿命：轴承中任一元件首次出现疲劳点蚀之前所运转的总转速，或是在一定转速下的工作小时。
11.2基本额定动载荷C：指基本额定寿命恰好为一个单位（10的6次方转）时，轴承受能承受的最大载荷。
11.3对于深沟球轴承、角接触轴承、向心滚子轴承，其基本额定动载荷 = 径向基本额定动载荷；而对于推力轴承，基本额定动载荷= 轴向额度动载荷。
11.4对于深沟球轴承、角接触轴承、向心滚子轴承，其当量动载荷 = 径向当量动载荷；
而对于推力轴承，基本当量动载荷= 轴向当量动载荷
11.5 深沟球轴承：轴承能承受径向载荷与不大的双向轴向载荷。
11.6 角接触轴承：可以同时承受径向载荷和单向的轴向载荷，其中工程接触角越大，其承受轴向载荷能力越大
推力球轴承：只能承受轴向载荷
滚动轴承代号=类型（一个数字：5，推力球轴承 6深沟球轴承 7角接触轴承）+宽度（向心轴承，径向）/高度（推力轴承，轴向）（可略为 0 窄）+ 直径（一个数字）+ 轴承内径 (两个数字，从04以上为5的倍数)
11.7滚动轴承的固定方式：两端固定（对于工作温度不高的短轴宜采用）；一端固定，一段游动（对于工作温度较高的长轴宜采用）
滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在跨距较大或作温度较高情况下。
11.8轴承的配合：滚动轴承与轴及轴承座的配合将影响轴承游隙。
11.9通常，回转圈的转速较高、载荷越大、工作温度越高，应采用较紧的配合；游动圈或经常拆卸的轴承则应采用较松的配合。
11.11轴承孔与轴的配合取基孔制（孔的下方偏差为0）；轴承外圈与孔的配合取基轴制（孔的上方偏差为0）
11.12滚动轴承的预紧方法：加金属垫片；磨窄套圈。
当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用圆锥滚子轴承
11.121滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。
11.13常用于滑动轴承的润滑装置有：油孔、油槽等。
11.132根据承受载荷方向不同，滑动轴承可分为径向滑动轴承和止推滑动轴承
11.14滚动轴承的润滑，作用：减小摩擦和减轻磨损、防止锈蚀、加速散热、吸收振动、减小噪声。方法：润滑脂润滑，不易渗漏，密封简单，可防尘、防潮，但摩擦力大，适用于转速和温度都不高的场合；润滑油润滑：在高速和高温条件下任具有良好的润滑性能，适用于高速轴承，但缺点是易渗漏，需要良好的密封装置；固体润滑剂润滑：
11.152 dn值大的滚动轴承应采用dn值小的滚动轴承可采用
11.15轴承采用油润滑时，当载荷越大、转速越低、温度越高时，选用润滑油的粘度应该，转速高、压力小时，应选用粘度低的油。
下图所示为一螺旋拉紧装置，如按图上箭头方向旋转中间零件，能使两端螺杆A及B向中央移动，从而将两端零件拉紧．此装置中，A、B螺杆上螺纹的旋向应是______。（C ）
（A）A左旋，B左旋（B）A右旋，B右旋
（C）A左旋，B右旋（D）A右旋，B左旋
12.普通平键联接强度校核的内容主要是校核键侧面的挤压强度
12.1键的主要失效形式是键或轮毂的工作表面的压溃（一般发生在轮毂上），严重时也会发生健体的断裂
12.2. 键联接的主要作用是使轴与轮毂之间沿周向固定并传递扭矩
12.3楔键的工作面是上下面，平键的工作面是两侧面。
12.4普通平键联接传递动力是靠两侧面的挤压力
12.5. 被连接零件的定位：利用两个定位销定位、利用圆柱配合面和一个定位销定位。还有防转结构
12.6、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有
①．相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；
②．被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出；
3 润滑油必须有一定的粘度供油要充分
二、简答
1.简要说明动压油膜形成的条件。
答：润滑油有一定的粘度，供油要充分；
被油膜隔开两表面有足够的相对滑动速度，运动方向必须使润滑油大口流进，小口流出；
相对滑动面之间必须形成收敛性楔形间隙（通称油楔）。
2.简述联轴器和离合器的联系和区别。
答：联轴器和离合器是机械传动中常用的部件，它们主要用来联接轴与轴（或连接轴与其他回转零件），以传递运动与转矩，有时也可以用做安全装置。联轴器用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。离合器是在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的一种装置。它可用来操纵机器传动系统的断续，以便进行变速及换向等。
3.试写出轴承代号6316的意义。
4.常用的螺纹连接防松措施有哪些？
答：防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。
5.链传动与带传动相比有哪些优点？
答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。
6.齿轮的主要失效形式有哪些？
答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。
7.简要说明蜗杆传动要进行热平衡计算的原因。
答：由于蜗杆传动效率低，工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以进行热平衡计算。
8．带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么？对传动各有什么影响？
答：由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的微量滑动，称为带传动的弹性滑动,是由带的弹性和拉力差造成。这是带传动正常工作时固有的特性。选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动。弹性滑动会使从动轮的圆周速度低于主动轮，降低传动效率，引起带的磨损并使温度升高。
打滑是由于过载所引起的带在带轮上全面滑动。打滑可以避免，而弹性滑动不可以避免。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧下降，使带的运动处于不稳定状态，甚至使传动失效。
弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带轮间的微量滑动，称为带传动的弹性滑动。因为带传动总有紧边和松边，所以弹性滑动也总是存在的，是无法避免的。
打滑：随着带传动的功率逐渐增加，带和带轮间总的摩擦力也随着增大，弹性滑动的区域也相应扩大，当总摩擦力增加到超过临界值时，带与带轮间就会发生显著的相对滑动，称为打滑。应极力避免打滑现象的发生。 9.机械零件的常用设计准则是什么？
答：强度准则，刚度准则，寿命准则，振动稳定性准则，可靠性准则。
10.螺纹联接预紧的目的是什么？
答：预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。
11.受拉螺栓的主要破坏形式是什么？
答：静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。
12．简要分析带传动的应力。
答：带传动工作时，带中的应力有：拉应力、弯曲应力、离心应力。
最大应力的表达式：
c 1b 1max σσσσ++=
13．闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？
答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。
开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。
14.滑动轴承的主要失效形式有哪些？ 答：磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落和腐蚀等。
15.选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素有哪些？
答：1）轴承的载荷：轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。2）轴承的转速：在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。3）轴承的调心性能；4）轴承的安装和拆卸。
16.链传动的可能失效形式可能有哪些？
答：1）铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。
1．链的疲劳破坏2.链条铰链磨损3.链条铰链胶合4.链条静力破坏
17.轴的强度计算主要有哪几种方法？
答：主要有三种方法：许用切应力计算、许用弯曲应力计算、安全系数校核计算。
18.轴的结构主要取决于哪些因素？
答：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴联接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。设计时，必须针对不同情况进行具体的分析。
19.简述滚动轴承的基本额定寿命。
一组在相同条件下运转的轴承，当10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承尚未发生点蚀破坏前的转数或工作小时数称为轴承的基本额定寿命。
20．齿轮失效形式有哪几种？齿轮的设计准则是什么？
齿轮失效形式：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。 齿轮设计准则：齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度进行设计。
21．简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种？
螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。
22．提高螺栓联接强度的措施有哪些？
降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；
改善螺纹牙间的载荷分布；
减小应力集中；
避免或减小附加应力。
23．闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分？
闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。24．简述带传动的优点？
1．适于中心矩较大的场合；
带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；
过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防止损坏其他零件；
结构简单、成本低廉
25．链传动的主要失效形式有哪些？
链板疲劳破坏；
滚子套筒的冲击疲劳破坏；
销轴与套筒的胶合；
链条铰链磨损；
过载拉断
26．滚动轴承的基本类型有哪些？
调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。…
27．齿轮在什么情况下会发生胶合失效，采取哪些措施可以提高齿面抗胶合能力？
答：齿轮在齿面间压力大，润滑效果差，瞬时温度过高时，易发生胶合失效。
采取加强润滑措施，采用抗胶合能力强的润滑油，在润滑油中加入极压添加剂，均可防止或减轻齿面胶合。三、大题（不太好）
1．图示一V带传动，小带轮为主动轮，转向为顺时针。A、C和B、D分别是V带绕入点和绕出
点。试问：Array
1)在哪个点上带速大于带轮圆周速度？
2)在哪个点上带速等于带轮圆周速度？
3)在哪个点上带速小于带轮圆周速度？
解：
1）D 点上带速大于带轮圆周速度 2）A 、C 点上带速等于带轮圆周速度 3）B 点上带速小于带轮圆周速度
2．联接螺纹既满足v Φ<ψ的自锁条件，为什么还要加防松装置？试举出两种常用防松原理的防松装置。
螺纹联接的自锁作用只有在静载荷下才是可靠的，在振动和变载荷下，会产生自动松脱的现象，因此需采用防松装置。
例：（1）摩擦防松，用弹簧垫圈。2）机械防松，用开口销与六角开槽螺母。
3、在图示传动系统中，1、5为蜗杆，2、6为蜗轮，3、4为斜齿圆柱齿轮，7、8为直齿锥齿轮。已知蜗杆1为主动，锥齿轮8转动方向如图。为使各中间轴上齿轮的轴向力能互相抵消一部分。试问：(1)标出蜗杆1的转动方向；(2)标出斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的螺旋线方向；(3)画出1、
4、6、7轮的各分力图。
四、如图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，各轮齿数、主动齿轮1的转向示于图中。已知齿轮3的模数
m m 5.2n =m ，压力角 20n =α，螺旋角 15=β，忽略摩擦损失。试求：（15分）
(1)空载时，用手拨动传动系统检查齿轮啮合情况，应拨动哪根轴?为什么？
(2)设齿轮1的螺旋线方向为右旋，若希望齿轮2与齿轮3各自所受的轴向力方向相反，则齿轮2、3、4应具有的螺旋线方向(在图中画出)？
Fa7
Ft7
Fr6
Ft1
Ft4
Fr4
(3)齿轮3所受的三个分力t F 、r F 、a F 的大小和方向？（须计算具体的数值，并画图示出方向）。
解：（1）应用手拨动联结电机的小齿轮轴。因忽略摩擦，各轴传递功率相同，而此轴转速最高，转矩最小，拨动省力。
（2）各个齿轮旋向和所受轴向力方向见图
（3）齿轮3所受的力方向见图。
忽略摩擦，则各轴传递功率相等。齿轮3转速
min /r 46593040
2012123＝?==
=n z z n n Ⅱ轴上转矩为：
mm
N 4.22591)
465/1.11055.9(1055.9T 66
2?=??=?=n
P
N 7.903)]205.2/(4.225912[/2223=??==d T F t N 329207.9030n 33===tg tg F F t r α
五、如图所示为一对角接触球轴承在两个支点上的组合设计。已知：12500r F N =，21250r F N =，作用在圆锥齿轮4上的轴向力N F a 5004=，作用在斜齿轮3上的轴向力N F a 10053=，试确定危险轴承的寿命为多少小时。
（轴承基本额定动载荷N C 31900=，min 1000r n =，1=t f ，2.1=p f ，4.0=e ，派生轴向力
0.4d r F F =，当
a r F e F ≤，1=x ，0=y ；a r
F
e F >，4.0=x ，6.1=y )
解：1）画出派生轴向力12,d d F F 方向如图
2）11220.40.425001000,0.40.41250500d r d r F F F F ==?=N ==?=N ，()分2
3）423110002005a d a d F F F F +=N +=N ，
4231a d a d F F F F +<+
所以轴承2被压紧，轴承1被放松。
1231410001505a a a d a F F F F F ==N =+-=N ，()分2
4）
()()()()
11111111122222222210000.4,1,0, 1.21250030002500
1505 1.204,0.4, 1.6,1250
1.2(0.41250 1.61505)3489.6a p r a r a p r a r F X Y P f X F Y F F F X Y P f X F Y F F ====∴=+=??=N =====+=??+?=N ()4分
5）()3
6610103190012731.92606010003489.6h C L h n P ε????
=== ? ??????
（4分）
五、改错
1、在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。
答：、○
1.无垫片；○2无间隙、无密封○3键太长○
4无定位轴肩○5无轴肩 ○
6套筒高于内圈高度○7轴和轮毂一样长，起不到定位作用；
○8无定位；○9无垫片○10采用反装。
2、(10分)指出图4-2中的结构错误(在有错处画○编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。
[解] 画出的正确结构图如图。
①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。
②轴承盖与轴之间应有间隙。
③轴承内环和套简装不上，也拆不
下来。
④轴承安装方向不对。
⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有
5-8mm间距。
⑥与轮毂相配的轴段长度应小于
轮毂长。
⑦轴承内圈拆不下来。
5．分析图示结构，指出1~6位置处结构为什么是错的？
解：1处：定位高度超过轴承内圈厚度
2处：轴长应比轮毂处稍短
3处：同1处
4处：没有起到固定作用
5处：应为梯形槽
6处：转动件与静止件接触
1.无垫片；2无间隙、无密封3键太长4无定位轴肩5无轴肩
6套筒高于内圈高度7轴和轮毂一样长，起不到定位作用；
8无定位；9无垫片10
采用反装。
①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；
②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；
③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；
④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；
⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移1～2mm；
⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm，轴颈右端面缩进去；
⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右；
⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。
⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。
机械设计基础第六版重点复习
《机械设计基础》知识要点 绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械 第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算 第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。 了解：常用材料的牌号和名称。 第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。 滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。
机械设计基础课后习题答案全
7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。 （2 ）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-” 号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做 ，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为： （3 ）求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度：； 系统的运转不均匀系数：； 则飞轮的转动惯量：
图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环中，驱
动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即： 因此求得： （2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈功； 其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中， 相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，因此有： ，则
根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则 。 （3）求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮 安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为： 7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此： 则飞轮的转动惯量： （2）求飞轮的最大转速和最小转速。
机械设计基础总复习
《机械设计基础》 一、简答题 1. 机构与机器的特征有何不同？ 机器的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动；（3）能够进行能量转换或 代替人的劳动。 机构的特征：（1）人为机件的组合；（2）有确定的运动。 机构不具备机器的能量转换和代替人的劳动的功能。 2.转子静平衡条件是什么？转子动平衡条件是什么？两者的关系是什么？ 转子静平衡条件：∑=0F 转子动平衡条件: ∑=0F ,∑=0M 转子动平衡了，肯定静平衡；但转子静平衡了，但不一定动平衡。 3.请说明铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。 铰链四杆机构最短杆的对边做机架，就成为双摇杆机构。 4.请给出齿轮传动失效的主要形式，并说明闭式软齿面齿轮传动应该按何种强度准则 进行设计，何种强度准则校核，为什么？ 齿轮传动失效：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、塑性流动、磨粒磨损 闭式软齿面齿轮传动：按][H H σσ≤设计，按][F F σσ≤胶合 因为闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式为齿面点蚀。 5.说明为什么带传动需要张紧而链传动一般不需要张紧，哪种传动一般紧边在上，哪种 传动一般紧边在下，为什么？ 因为带传动是摩擦传动，而链传动是啮合传动 链传动的紧边在上，而带传动的紧边在下。 6．请给出三种以上螺栓联接防松的方法，并简要分析其特点。 止动垫片防松，是机械防松；开槽螺母与开口销防松是机械防松 双螺母防松，是摩擦防松。 7．以下材料适合制造何种机械零件？并各举一例。 45 20 ZG270-500 ZPbSb16Cu2 45：优质碳素结构钢，制造轴类零件 20：优质碳素结构钢，制造硬齿面齿轮零件
ZG270-500：铸钢，制造大齿轮 ZPbSb16Cu2：铸造青铜，滑动轴承的轴瓦 8.请说明离合器和联轴器作用的差异，并各给出一个应用的例子。 离合器和联轴器共同点：联接两轴，传递运动和动力； 不同点：离合器可在运动中接合或脱开，而联轴器只能在停车时才能接 合或脱开。 9．给出铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。 （1）最短杆+最长杆≤其余两杆长度之和 最短杆的对边为机架； （2）最短杆+最长杆＞其余两杆长度之和 10. 凸轮机构中从动件的运动规律为匀速运动时，有何缺点，应用在什么场合？ 有刚性冲击，用在低速轻载的场合。 11. 回转类零件动平衡与静平衡有何不同？ 转子静平衡条件：∑=0F 转子动平衡条件: ∑=0F ,∑=0M 转子动平衡了，肯定静平衡；但转子静平衡了，但不一定动平衡。 12. 简述平面四杆机构的急回特性。 平面四杆机构中摇杆从最左边摇到最右边和从最右边摇到最左边的速度不一样，工 作行程是慢、回程快的这种现象称为平面四杆机构的急回特性。 画图示例。 13. 将连续的旋转运动变为间歇运动的机构有哪些（至少回答三种）？ （1）槽轮机构 （2）棘轮机构 （3）不完全齿轮机构 （4）凸轮机构 14. 螺纹联接已经自锁了，为什么还要防松？有几类防松的方法？ ∵螺纹联接的‘当量摩擦角螺旋升角ρ ψ< ∴螺纹联接已经自锁。 但因受到变载荷的作用，所以要防松。
《机械设计基础》复习重点、要点总结
《机械设计基础》 第1章机械设计概论 复习重点 1. 机械零件常见的失效形式 2. 机械设计中，主要的设计准则 习题 1-1 机械零件常见的失效形式有哪些？ 1-2 在机械设计中，主要的设计准则有哪些？ 1-3 在机械设计中，选用材料的依据是什么？ 第2章润滑与密封概述 复习重点 1. 摩擦的四种状态 2. 常用润滑剂的性能 习题 2-1 摩擦可分哪几类？各有何特点？ 2-2 润滑剂的作用是什麽？常用润滑剂有几类？ 第3章平面机构的结构分析 复习重点 1、机构及运动副的概念 2、自由度计算 平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。 3.1 运动副及其分类 运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动） 按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。 3.2 平面机构自由度的计算 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为 F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。 例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。 解由其机构运动简图不难看出，该 机构有3个活动构件，n=3；包含4个转 动副，P L=4；没有高副，P H=0。因此， 由式(1-1)得该机构自由度为 F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1
机械设计基础复习
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第一章第三章 机器,机械,机构的概念 1.机构的组成要素： （1）构件，构件与零件有什么区别 （2）运动副，运动副有哪些常用类型掌握常用运动副的特点； （3）运动链，机构 2、自由度，约束掌握平面机构自由度的计算公式； 3、掌握机构自由度的意义和机构具有确定运动的条件； 练习 1.一个作平面运动的自由构件有 3 个自由度。 2.机械是 机器 和 机构 的总称。 3.使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为 运动副 。 4.六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。（ × ） 5、复合铰链、局部自由度、虚约束，在计算机构自由度时，如何处理 6..零件是 机械中制造的 单元，构件是 机械中运动的 单元。 7.机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间 B 产生相对运动。 A 、可以 B 、不能 C 、不一定能 8..两构件通过______ 面接触 _构成的运动副称为低副，它引入___2____个约束；两 9.构件通过_点，线接触 _______构成的运动副称为高副，它引入____1___个约束。 10.当机构的自由度F 0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。（√ ） 11.机器中独立运动的单元体，称为零件。（× ） 第四章平面连杆机构 、平面四杆机构的基本型式是什么它有几种类型、曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构的特点各是什么他们有哪些用途 A B C F A G H E O M N 2 4 D E
3、铰链四杆机构有曲柄的条件是什么 4. 什么是压力角传动角掌握连杆机构传动角的计算方法；最小传动角的位置； 5、极位夹角急回运动行程速比系数掌握极位夹角与行程速比系数的关系式； 6、机构的死点位置掌握死点位置在机构中的应用； 7.已知行程速比系数设计四杆机构(曲柄滑块机构、导杆机构)；已知连杆的两对应位置；已知摇杆的两对应位置； 练习 1.当连杆机构处于死点位置时，有。 2.一个曲柄摇杆机构，行程速比系数等于，则极位夹角等于。 3.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于42o，则行程速比系数等于。 4.机构具有确定运动的条件是数目等于机构的自由度数。 5.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，其连杆与摇杆的夹角∠BCD＝130°，其传动角为。 6..当行程速度变化系数k 时，机构就具有急回特性。 A 小于1； B. 大于1； C. 等于1； D. 等于0 7.平面连杆机构的曲柄为主动件，则机构的传动角是。 8.平面铰链四杆机构具有曲柄的条件是且。 9.曲柄滑块机构在，会出现死点 9.在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。（） 10.对心曲柄滑快机构急回特性。 11.偏置曲柄滑快机构急回特性。 12.机构处于死点时，其传动角等于。 13.曲柄滑快机构，当取为原动件时，可能有死点。 14.机构的压力角越对传动越有利。 15.图示铰链四杆机构，以AB为机架称机构；以CD为机架称机构。
最新《机械设计基础》第六版重点、复习资料
《机械设计基础》知识要点绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械第1 章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算第2 章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3 章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4 章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p / n的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5 章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9 章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。了解：常用材料的牌号和名称。 第10章：1）螺纹参数d、d i、d2、P、S、2、a、B及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺 纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11 章： 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章：1）蜗杆传动基本参数：m ai、m t2、丫、B、q、P a、d i、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章： 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、a1、 a 2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、（T 1、（T 2、b C、（T b及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章： 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章： 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章： 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章： 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，
机械设计基础习题与答案
第一章 平面机构的自由度和速度分析 题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。 题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A 转动时，构件2绕活动中心C 摆动，同时带动刀架3上下移动。B 点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。 题1—3 计算题1－3图a ）与 图b ）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。 A B C 1 2 3 4 a) 曲柄摇块机构 A B C 1 2 3 4 b) 摆动导杆机构 题解1－1 图
题1－3图a）题1－3图b） 题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。 题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。 题1—5图题解1—5图
题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。 第二章 连杆机构 题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l AD =60mm ，AD 为机架。试问： （1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄， 求l AB 的最大值； （2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。 题2-2 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作 行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由； （2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g min ； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。 题2-3 图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置， 并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。 A C D 题2-1图
机械设计基础》习题及答案
机械设计基础复习题（一） 一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号× 1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。 ( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。 ( ) 4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( ) 5．带传动中，打滑现象是不可避免的。 ( ) 6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( ) 8．平键的工作面是两个侧面。 ( ) 9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。 ( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（） 11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。 ( ) 13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。 ( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( ) 15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( ) 16．周转轮系的自由度一定为1。 ( ) 17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。 ( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。 ( ) 19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。 ( ) 20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( ) 二、填空题 1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。 2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为 。 3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的 加以限制。 4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。 9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。 10．带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，而小齿轮采用处理。
机械设计基础复习资料(综合整理)..
机械设计基础复习资料 一、基础知识 0、零件（独立的机械制造单元）组成（无相对运动）构件（一个或多个零件、是刚体；独立的运动单元）组成（动连接）机构（构件组合体）；两构件直接接触的可动连接称为运动副；运动副要素（点、线、面）；平面运动副、空间运动副；转动副、移动副、高副（滚动副）；点接触或线接触的运动副称为高副（两个自由度、一个约束）、面接触的运动副称为低副（一个自由度、两个约束，如转动副和移动副） 0.1曲柄存在的必要条件：最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。 连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 0.2在四杆机构中，不满足曲柄存在条件的为双摇杆机构，满足后，若以最短杆为机架，则为双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架则为双摇杆机构；若以最短杆的两邻杆之一为机架，则为曲柄摇杆机构 0.3 凸轮从动件作等速运动规律时，速度会突变，在速度突变处有刚性冲击，只能适用于低速凸轮机构；从动件作等加等减速运动规律时，有柔性冲击，适用于中、低速凸轮机构；从动件作简谐运动时，在始末位置加速度也会变化，也有柔性冲击，之适用于中速凸轮，只有当从动件做无停程的升降升连续往复运动时，才可以得到连续的加速度曲线（正弦加速度运动规律），无冲击，可适用于高速传动。 0.4凸轮基圆半径和凸轮机构压力角有关，当基圆半径减小时，压力角增大；反之，当基圆半径增大时，压力角减小。设计时应适当增大基圆半径，以减小压力角，改善凸轮受力情况。 0.5.机械零件良好的结构工艺性表现为便于生产的性能便于装配的性能制造成本低 1.按照工作条件，齿轮传动可分为开式传动两种。 1.1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【齿面疲劳点蚀】 1.2对于闭式软齿面来说，齿面点蚀，轮齿折断和胶合是主要失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按齿面弯曲疲劳强度进行校核。 1.3闭式齿轮传动中的轴承常用的润滑方式为飞溅润滑 1.4. 直齿圆锥齿轮的标准模数规定在_大_端的分度圆上。 2．开式齿轮传动主要的失效形式是『磨损』开式齿轮磨损较快，一般不会点蚀 2.1. 轮齿疲劳点蚀通常首先出现在齿廓的节线靠近齿根处部位。 在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些 2.12. 根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按接触强度设计，按弯曲强度校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按弯曲强度设计，按接触强度校核。 2．13在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。 标准模数和压力角在齿轮大端；受力分析和强度计算用平均分度圆直径。 2.15、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是相等的，大小齿轮的弯曲应力是不相等的。 2.16、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。
机械设计基础习题答案
平面机构及其自由度 1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。 解 1）取比例尺 绘制其机构运动简图（图b）。 l 图 b） 2）分析其是否能实现设计意图。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 3）提出修改方案（图c ）。 为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 图 c 1） 图 c 2） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F 解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F 3、计算图示平面机构的自由度。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 解：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F
机械设计基础复习资料汇总
第一章平面机构的自由度和速度分析1-1至1-4绘制出下图机构的机构运动简图 答案：
1-5至1-12指出下图机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度。
1-5解 滚子是局部自由度，去掉 n=6 p 8l = p 1h = F=3×6-2×8-1=1 1-6解 滚子是局部自由度，去掉 n 8= 11l P = 1h P = F=3×8-2×11-1=1 1-7解 n 8= 11l P = 0h P = F=3×8-2×11=2 1-8解n 6= 8l P = 1h P = F=3×6-2×8-1=1 1-9解 滚子是局部自由度，去掉 n 4= 4l P = 2h P = F=3×4-2×4-2=2 1-10解 滚子时局部自由度，去掉右端三杆组成的转动副，复合铰链下端两构件组成的移动副，去掉一个. n 9= 12l P = 2h P = F=3×9-2×12-2=1
1-11解最下面齿轮、系杆和机架组成复合铰链 n 4= 4l P = 2h P = F=3×4-2×4-2=2 1-12解 n 3= 3l P = 0h P = F=3×3-2×3=3 第2章 平面连杆机构 2-1 试根据2-1所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （a ）40+110<90+70 以最短的做机架，时双曲柄机构，A B 整转副 （b ）45+120<100+70 以最短杆相邻杆作机架，是曲柄摇杆机构，A B 整转副 （c ）60+100>70+62 不存在整转副 是双摇杆机构 （d ）50+100<90+70 以最短杆相对杆作机架，双摇杆机构 C D 摆转副 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。
机械设计基础知识点总结
n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =
机械设计基础总复习
《机械设计基础》试题库 一、填空题： 1、两个构件接触而组成的可动的联接，称为＿＿＿＿＿＿；两构件上能够直接接触而构成的表面称为＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿的基本杆组称为Ⅱ级组，而由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿所组成，而且都有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的构件的基本杆组，称为Ⅲ级组。 3、转动副中的总反力的方位，可根据如下三点来确定＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 4、飞轮实际上是一个＿＿＿＿＿＿＿＿＿。它可以用＿＿＿＿＿＿＿＿＿的形式，把能量＿＿＿＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 5、对于齿面硬度大于HRC45(或相当于424HBS)的齿轮,可采用以下热处理方式＿＿＿＿＿＿＿＿＿。其加工方式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 6、两个构件接触而组成的可动的联接，称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；两构件上能够直接接触而构成的表面称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 7、运动副根据其所引入的约束的数目进行分类，如：引入两个约束的运动副，称为＿＿＿＿级副。根据构件运动副的接触情况进行分类，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为高副，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿则称为低副。 8、转动副中的总反力的方位，可根据如下三点来确定＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 9、在机械稳定运转阶段，有以下三种稳定运转情况＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。而在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿情况下，不需要进行速度调节。 10、为了不使斜齿轮传动产生过大的轴向推力，设计时，一般取螺旋角β=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。对于人字齿轮，螺旋角β可
机械设计基础试题及复习资料
机械设计基础 一．填空题： 1 .凸轮主要由（凸轮），（从动件）和( 机架)三个基本构件组成。 2 .凸轮机构从动件的形式有由（尖顶）从动件，( 滚子）从动件和（平底）从动件。 3 .按凸轮的形状可分为（盘型）凸轮、（移动）凸轮、（圆柱）凸轮、（曲面） 4. 常用的间歇运动机构有（棘轮）机构，（槽轮）机构，（凸轮间歇）机构和( 不完全齿) 机构等几种。 5 螺纹的旋向有（左旋）和（右旋）; 牙形有( 三角形). ( 梯形). ( 矩形). ( 锯齿形) 6.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的（法面模数）和（法面压力角）都相等，齿轮的（螺旋）相等（旋向）_相反 7 已知一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=150, b=500, c=300, d=400，当取c 杆为机架时，它为（曲柄摇杆）机构；当取d杆为机架时，则为（双摇杆）机构。 8 平面连杆机构当行程速比K（＞1 ）时，机构就具有急回特性。 9 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：当为（曲柄）主动件（曲柄与机架）共线时。 13 螺纹联接的基本类型有（螺栓联接）、（双头螺柱联接）、（螺钉联接）、（紧定螺钉联接）四种。 14 轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分为（定轴）轮系和（周转）轮系。 15 滚动轴承代号为62305/P5；各部分的含义是：“6”表示（沟球轴承）；“23”表示（宽度系数）；“05”表示（内径代号）；P5表示（精度公差等级）。16.螺纹的公称直径是指它的（大径），螺纹“M12X1.5左”的含义是（左旋细牙螺纹公称直径12 ）。 17.螺纹的公称直径是指它的 ( 大径 )。M16*2的含义是 ( 细牙螺纹外径16螺距2 )。 18.滚动轴承代号“6215”的含义是_ （"6"_表示是普通深沟球轴承，2_是宽度系列 5是内径代号 ). 20.一调整螺旋，采用双线粗牙螺纹，螺距为3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动2毫米，则螺杆应转___1/3______圈。 21.凸轮机构中的压力角是指 __轮上接触点的切线与从动件的运动速度方向_____间的夹角。 22.在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为__急回特性_________。 23.为保证四杆机构良好的机械性能，___传动角__________不应小于最小许值
新版《机械设计基础》课后习题参考答案
机械设计基础习题参考答案 机械设计基础课程组编 武汉科技大学机械自动化学院
第2章 平面机构的自由度和速度分析 2-1画运动简图。 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0，不合理 ，
2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 b) a) A E M D F E L K J I F B C C D B A 解答：a) n=7; P l=9; P h=2，F=3?7-2 ?9-2 =1 L处存在局部自由度，D处存在虚约束 b) n=5; P l=6; P h=2，F=3?5-2 ?6-2 =1 E、B处存在局部自由度，F、C处存在虚约束2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答：a) n=4; P l=5; P h=1，F=3?4-2 ?5-1=1 A处存在复合铰链 b) n=6; P l=7; P h=3，F=3?6-2 ?7-3=1 B、C、D处存在复合铰链 2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
A B C D E 解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3?7-2 ?10 = 1 C 处存在复合铰链。 b) n=7; P l =10; P h =0，F=3?7-2 ?10 = 1 B D E C A c) n=3; P l =3; P h =2，F=3?3 -2 ?3-2 = 1 D 处存在局部自由度。 d) n=4; P l =5; P h =1，F=3?4 -2 ?5-1 = 1 A B C D E F G G' H A B D C E F G H I J e) n=6; P l =8; P h =1，F=3?6 -2 ?8-1 = 1 B 处存在局部自由度，G 、G'处存在虚约束。 f) n=9; P l =12; P h =2，F=3?9 -2 ?12-2 = 1 C 处存在局部自由度，I 处存在复合铰链。
机械设计基础知识点总结
机械设计基础知识点总结 1、通用零件， 2、专用零件。一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F =3n-2PL-PH机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。由m个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点： (1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。 (2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。CDAB铰链四杆机构：具有转换运动功
能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆 与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副 是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相 邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以 最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的 平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运动的从动件摇 杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这 种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C点的力P与C点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们在原动件上施加多大的力都不能使机构运动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC与摇 杆CD所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸 轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin表示。2
机械设计基础试题及答案
A卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同与其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构
件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900。压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 答. 对于盘形凸轮，当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径 r T 相等时：ρ=r T ，凸轮实际轮廓变尖（实际轮廓曲率半径ρ’=0）。 在机构运动过程中，该处轮廓易磨损变形，导致从动件运动规律失真。增大凸轮轮廓半径或限制滚子半径均有利于避免实际轮廓变尖现象的发生。 9. 渐开线齿廓啮合有哪些主要特点？ 答. ①传动比恒定；②实际中心距略有改变时，传动比仍保持不变（中