机械设计基础习题集 (每章练习题)
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机械设计基础习题集《机械设计基础》课程教学,习题就是加深理解,巩固知识得重要教学环节、通过课堂及课外练习使学生掌握机械理论与分析解决实际问题得思路,为更好得学习、、、
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机械设计基础习题集
《机械设计基础》课程教学,习题就是加深理解、巩固知识得重要教学环节。通过课堂及课外练习使学生掌握机械理论与分析解决实际问题得思路,为更好得学习专业设备中得机械部分提供必要得基础。教学中精选习题就是提高教学效率得根本。我们每章得习题均进行了考究,对学生掌握重点,覆盖全面起到了决定性作用。
考试既就是教学质量检测得重要手段,也就是教学指挥棒。我们根据历年得经验,精选了学期期末考题,以起到指导教学得作用。
由于水平有限,其中错误与不适之处敬请广大教师与同学提出批评指导。
第一章概论
1、机构与机器有什么区别？举生活中一、二个实例说明机构与机器各自得特点及其联系
2、机械零件常见得失效形式有哪些？为什么说强度满足条件得零件,其刚度不一定满足条件;而刚度满足条件得零件,一般均满足强度条件？
3、在一般机械中,静强度与疲劳强度相比,哪一种更普遍,为什么？自行车轮得钢丝得螺纹端常常会断裂,它属于何种失效形式,应按何种强度设计？
4、淬火与调质有什么区别与联系？哪些金属材料适宜用渗碳或渗氮来强化零件表面？
第二章平面机构运动简图及自由度
一、填空题
1、从机构结构观点来瞧,任何机构就是由_________、_________、__________三部分组成。
2、构件得自由度就是指。
3、两构件之间以线接触所组成得平面运动副,称为副,它产生个约束,而保留个自由度。
4、机构中得运动副就是指。
5、机构具有确定得相对运动条件就是原动件数机构得自由度。
6、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束,而引入一个低副将引入_____个约束,构件数、约束数与机构自由度得关系就是。
7、当两构件构成运动副后,仍需保证能产生一定得相对运动,故在平面机构中,每个运动副引入得约束至多为,至少为。
8、在平面机构中,具有两个约束得运动副就是副,具有一个约束得运动副就是副。
9、计算平面机构自由度得公式为Ｆ= ,应用此公式时应注意判断:A、铰链,B、自由度,C、约束。
10、机构中得复合铰链就是指;局部自由度就是
指;虚约束就是指。
11、机构运动简图就是得简单图形。
二、选择题
1、有两个平面机构得自由度都等于1,现用一个带有两铰链得运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等于。
A、 0
B、 1
C、 2
2、原动件得自由度应为。
A、 1
B、 +1
C、 0
3、基本杆组得自由度应为。
A、 -1
B、 +1
C、 0 。
4、在机构中原动件数目机构自由度时,该机构具有确定得运动。
A、小于
B、等于
C、大于。
5、计算机构自由度时,若计入虚约束,则机构自由度就会。
A、增多
B、减少
C、不变。
6、构件运动确定得条件就是。
A、自由度大于1
B、自由度大于零
C、自由度等于原动件数。
三、分析与计算
1、机构运动简图与机构示意图有何不同？试简述之。
2、图示为一机构得初拟设计方案。试:
(1)计算其自由度,分析其设计就是否合理？如有复合铰链,局部自由度与虚约束需说明。
(2)如此初拟方案不合理,请修改并用简图表示。
3、在图示机构中,若以构件1为主动件,试:
(1)计算自由度,说明就是否有确定运动。
(2)如要使构件６有确定运动,并作连续转动,则可如何修改？说
明修改得要点,并用简图表示。
4、初拟机构运动方案如图所示。欲将构件1得连续转动转变为构
件4得往复移动,试:
(1)计算其自由度,分析该设计方案就是否合理？
(2)如不合理,可如何改进？提出修改措施并用简图表示。
5、试计算下列图示机构得自由度。(若有复合铰链、局部自由度或虚约束,必须明确指出。)
6、如图所示为一缝纫机下针机构, 试绘制其机构运动简图。
四、简答题
1、何为构件得自由度？一个构件若无任何限制有几个自由度？
2、为什么机构失去自由度与它受到得约束数相等？
3、何为虚约束？何为局部自由度？为什么计算机构自由度时应除去不计？
4、构件系统成其为机构得必要与充分条件就是什
么？
第三章平面连杆机构
一、填空:
1、平面连杆机构由一些刚性构件用____副与____副相互联接而组成。
2、在铰链四杆机构中,能作整周连续旋转得构件称为_______,只能来回摇摆某一角度得构件称为_______,直接与连架杆相联接,借以传动与动力得构件称为_______。
3、图1-1为铰链四杆机构,设杆a最短,杆b最长。试用符号与式子表明它构成曲柄摇杆机构得条件:
(1)____________________________。
(2)以_______为机架,则_______为曲柄。
缝纫机下针机构
4、在条件下,曲柄滑块机构具有急回特性。
5、机构中传动角γ与压力角α之与等于。
6、在铰链四杆机构中,当最短构件与最长构件得长度之与大于其她两构件长度之与时,只能获得机构。
7、在图示导杆机构中,AB为主动件时,该机构传动角得值为。
8、在摆动导杆机构中,导杆摆角ψ=3 0°,其行程速度变化系数K得值为。
9、在四杆机构中L AB=40mm,l BC=40mm,l CD=60mm,AD为机架,该机构就是。
10、铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值,对心曲柄滑块机构得θ
值,所以它急回特性,摆动导杆机构急回特性。
11、对心曲柄滑块机构曲柄长为a,连杆长为b,则最小传动角γmin等于,它出现在位置。
12、在四连杆机构中,能实现急回运动得机构有
(1) ,(2) ,C、
。
13、铰链四杆机构有曲柄得条件就
是,双摇杆机构存在得条件就
是。(用文字说明) 14、在曲柄滑块机构中,若以曲柄为主动件、滑块为从动件,则不会出现“死点位置”,因最小传
动角γmin,最大压力角αmax;反之,若以滑块为主动件、曲柄为从动件,则在曲柄与连杆两次共线得位置,就就是,因为该处γ
,αmax。
min
15、当铰链四杆机构各杆长为:a=50mm,b=60mm,c=70mm,d=200mm。则四杆机构
就。
16、当四杆机构得压力角α=90°时,传动角等于,该机构处于位置。
17、在曲柄摇杆机构中,最小传动角发生得位置在
。
18、通常压力角α就是指
间所夹锐角。
19、铰链四杆机构曲柄、连杆、机架能同时共线得条件就是
。
20、一对心式曲柄滑块机构,若以滑块为机架,则将演化成机构。
21、铰链四杆机构变换机架(倒置)以后,各杆间得相对运动不变,原因就
是。
22、铰链四杆机构演化成其它型式得四杆机构
(1) ,2) ,C、
等三种方法。
二、选择题:
1.在曲柄摇杆机构中,只有当为主动件时,才
会出现“死点”位
置。
A、连杆
B、机架
C、摇杆 D.曲柄
2.能产生急回运动得平面连杆机构
有。
A、双摇杆机构
B、曲柄摇杆机构
C、双曲柄机构 D.对心曲柄滑块机构
3.能出现“死点”位置得平面连杆机构
有
A、导杆机构
B、平行双曲柄机构
C、曲柄滑块机构 D.不等长双曲柄机构
4.绞链四杆机构得最短杆与最长杆得长度之与,大于其余两杆得
长度之与时,机
构
A、有曲柄存在
B、不存在曲柄
C、有时有曲柄,有时没曲柄
D、以上答案均不对
5.当急回特性系数为时,曲柄摇杆机构才有急回运动。
A、 K＜1
B、 K＝1
C、 K＞1
D、 K＝0
6.当曲柄得极位夹角为时,曲柄摇杆机构才有急回运动。
A、θ＜0
B、θ=0
C、θ≦0
D、θ﹥0
7.当曲柄摇杆机构得摇杆带动曲柄运动对,曲柄在“死点”位置
得瞬时运动方向就
是。
( )
A、按原运动方向
B、反方向
C、不确定得
D、以上答案均不对
8.曲柄滑决机构就是由演化而来
得。
A、曲柄摇杆机构
B、双曲柄机构
C、双摇杆机构
D、以上答案均不对
9.平面四杆机构中,如果最短杆与最长杆得长度之与小于或等于
其余两杆得长度之与,最短杆为机架,这个机构叫做。
A、曲柄摇杆机构
B、双曲柄机构
C、双摇杆机构
D、以上答案均不对
10.平面四杆机构中,如果最短杆与最长杆得长度之与大于其余两杆
得长度之与,最短杆为连杆,这个机构叫做。
A、曲柄摇杆机构
B、双曲柄机构
C、双摇杆机构
D、以上答案均不对
11. 能把转动运动转变成往复摆动运
动。
A、曲柄摇杆机构
B、双曲柄机构
C、双摇杆机构 D.摆动导杆机构
12、能把转动运动转换成往复直线运动,也可以把往复
直线运动转换成转动运
动。
A、曲柄摇杆机构
B、双曲柄机构
C、双摇杆机构 D.曲柄滑决机构
13、铰链四杆机构中若最短杆与最长杆长度之与大于其她两杆长度之与时,则机构
中。
A、一定有曲柄存在
B、一定无曲柄存在
C、就是否有曲柄存在还要瞧机架就是哪一个构件。
14、对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时,其最大传动角γmax为。
A、30°
B、45°
C、90°
15、设计连杆机构时,为了具有良好得传动条件,应使。
A、传动角大一些,压力角小一些
B、传动角与压力角都小一些
C、传动角与压力角都大一些。
16、在曲柄摇杆机构中,当摇杆为主动件,且处于共线位置时,机构处于死点位置。
A、曲柄与机架
B、曲柄与连杆
C、连杆与摇杆
17、在摆动导杆机构中,当曲柄为主动件时,其传动角变化得。
A、就是由小到大
B、就是由大到小
C、就是不。
18、在曲柄摇杆机构中,当曲柄为主动件,且共线时,其传动角为最小值。
A、曲柄与连杆
B、曲柄与机架
C、摇杆与机架
19、下图所示得摆动导杆机构中,机构得传动角就是。
A、角A
B、角B
C、角C
D、0°
E、90°。
20、压力角就是在不考虑摩擦情况下作用力与力作用点得方向所夹得锐角。
A、法线
B、速度
C、加速度
D、切线。
20、为使机构具有急回运动,要求行程速比系数。
A、K=1
B、K>1
C、K<1
22、铰链四杆机构中有两个构件长度相等且最短,其余构件长度不同,若取一个最短构件作机架,则得到机构。
A、曲柄摇杆
B、双曲柄
C、双摇杆
23、双曲柄机构死点。
A、存在
B、可能存在
C、不存在
24、对于双摇杆机构,如取不同构件为机架,使其成为曲柄摇杆机构。
A、一定
B、有可能
C、不能
25、铰链四杆机构中存在曲柄时,曲柄就是最短构件。
A、一定
B、不一定
C、一定不
26、要将一个曲柄摇杆机构转化成双摇杆机构,可以用机架转换法将。
A、原机构得曲柄作为机架
B、原机构得连杆作为机架
C、原机构得摇杆作为机架
27、已知一铰链四杆机构ABCD,l AB=25mm,l BC=50mm,l CD=40mm,l AD=30mm,且AD为机架,BC为AD之对边,那么,此机构为。
A、双曲柄机构
B、曲柄摇杆机构
C、双摇杆机构
D、固定桁架
三、判别图示铰链四杆机构属哪种基本形式？
四、标出各四杆机构在图示位置得压力角与传动角,并判定有无死点位置。
五、判断题
1、铰链四杆机构根据各杆得长度,即可判断其类型。
2、铰链四杆机构中,传动角越小,机构得传力性能越
好。
3、四杆机构得死点位置即为该机构得最小传动角位
置。
4、极位角越大,机构得急回特性越显
著。
5、极位角就就是从动件在两个极限位置得夹
角。
六、计算题
1、铰链四杆机构得基本形式有哪几种？已知铰链四杆机构各构件得长度分别为
a=240mm,b=600mm,c=400mm,d=500mm。试问当分别取A、B、C、d为机架时,将各得到何种机构？
2、图示为一铰链四杆机构,已知各杆长度:L AB=10cm,L BC=25cm,L CD=20cm,L AD=30cm。当分别固定构件1、2、
3、4机架时,它们各属于哪一类机构？
3、铰链四杆机构在死点位置时,驱动力任意增加也不能使机构产生运动,这与机构得自锁现象就是否相同？试加以说明。
4、何谓机构得急回运动及行程速比系数?试举例加以说明急回运动在实际生产中得用途。
5、图示为一铰链四杆机构与一曲柄滑块机构得各杆长,曲柄已装在机架上,n--n为固定导路位置。现需将B、c杆装配于相应位置,问此二机构各有多少种装配模式(作图回答)。
6、试给出图示平面四杆机构得名称,并回答:
(1)此机构有无急回作用？
(2)此机构有无死点？在什么条件下出现死点？
C、构件AB主动时,在什么位置有最小传动角？
第四章凸轮机构
一、填空题
1、凸轮机构主要就是由_______、_______与固定机架三个基本构件所组成。
2、按凸轮得外形,凸轮机构主要分为_______凸轮与_______凸轮两种基本类型。
3、从动杆与凸轮轮廓得接触形式有_______、_______与平底三种。
4、以凸轮得理论轮廓曲线得最小半径所做得圆称为凸轮得_______。
5、凸轮理论轮廓曲线上得点得某点得法线方向(即从动杆得受力方向)与从动杆速度方向之间得夹角称为凸轮在该点得_______。
6、随着凸轮压力角α增大,有害分力F2将会_______而使从动杆自锁“卡死”,通常对移动式从动杆,推程时限制压力角α_______。
7、等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生_______冲击,引起机构强烈得振动。
8、凸轮机构中得压力角就是与所夹得锐角。
9、凸轮机构中,使凸轮与从动件保持接触得方法有与两种。
10、设计滚子从动件盘形凸轮机构时,滚子中心得轨迹称为凸轮得廓线;与滚子相包络得凸轮廓线称为廓线。
11、盘形凸轮得基圆半径就是上距凸轮转动中心得最小向径。
12、从动件作等速运动得凸轮机构中,其位移线图就是线,速度线图就是线。
13、当初步设计直动尖顶从动件盘形凸轮机构中发现有自锁现象时,可采
用、、等办法来解决。
14、在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线中,若出现时,会发生从动件运动失真现象。此时,可采用方法避免从动件得运动失真。
15、用图解法设计滚子从动件盘形凸轮轮廓时,在由理论轮廓曲线求实际轮廓曲线得过程中,若实际轮廓曲线出现尖点或交叉现象,则与得选择有关。
16、在设计滚子从动件盘形凸轮机构时,选择滚子半径得条件就是。
17、平底从动件盘形凸轮机构中,凸轮基圆半径应由来决定。
18、凸轮得基圆半径越小,则凸轮机构得压力角越,而凸轮机构得尺寸越。
19、凸轮基圆半径得选择,需考虑到、,以及凸轮得实际廓线就是否出现变尖与失真等因素。
20、在许用压力角相同得条件下,从动件可以得到比从动件更小得凸轮基圆半径。或者说,当基圆半径相同时,从动件正确偏置可以凸轮机构得推程压力角。
21、直动尖顶从动件盘形凸轮机构得压力角就是指;直动滚子从动件盘形凸轮机构得压力角就是指。22、凸轮得基圆半径越小,则机构越,但过于小得基圆半径会导致压力
角,从而使凸轮机构得传动性能变。
23、凸轮机构从动件运动规律得选择原则为
。
24、凸轮机构中得从动件速度随凸轮转角变化得线图如图所示。在凸轮转角
处存在刚性冲击,在处,存在柔性冲击。
二、选择题:
1、对于较复杂得凸轮轮廓曲线,也能准确地获得所需要得运动规律。
A、尖顶式从动杆
B、滚子式从动杆
C、平底式从动杆
D、以上均不对
2. 可使从动杆得到较大得行
程。
A、盘形凸轮机构
B、移动凸轮机构
C、圆柱凸轮机构
D、以上均不对
3. 得摩擦阻力较小,传力能力
大。
A、尖顶式从动杆
B、滚子式从动杆
C、平底式从动杆
D、以上均不对
4.凸轮压力角得大小与基圆半径得关系就
是。
A、基圆半径越小,压力角偏小
B、基圆半径越大,压力角偏小
C、基圆半径越小,压力角偏大
D、基圆半径越大,压力角偏大
5.压力角增大时,
对。
A、凸轮机构得工作不利
B、凸轮机构得工作有利
C、凸轮机构得工作无影响
D、以上均不对
6、理论廓线相同而实际廓线不同得两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构,其从动件得运动规律。
A、相同
B、不相同。
7、对于转速较高得凸轮机构,为了减小冲击与振动,从动件运动规律最好采用运动规律。
A、等速
B、等加速等减速
C、正弦加速度。
8、若从动件得运动规律选择为等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律,当把凸轮转速提高一倍时,从动件得加速度就是原来得倍。
A、1
B、2
C、4
D、8
9、凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生冲击。它适用于场合。
A、刚性
B、柔性
C、无刚性也无柔性
D、低速
E、中速
F、高速
10、若从动件得运动规律选择为等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律,当把凸轮转速提高一倍时,从动件得速度就是原来得倍。
A、1
B、2
C、4
11、设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构时,若推程与回程位移线图对称,则合理设计得凸轮轮廓曲线中,推程廓线比回程廓线,
A、较长
B、较短
C、两者对称相等
12、当凸轮基圆半径相同时,采用适当得偏置式从动件可以凸轮机构推程得压力角。
A、减小
B、增加
C、保持原来
13、滚子从动件盘形凸轮机构得滚子半径应凸轮理论廓线外凸部分得最小曲率半径。
A、大于
B、小于
C、等于
14、设计滚子从动件盘形凸轮机构时,轮廓曲线出现尖顶或交叉就是因为滚子半径该位置理论廓线得曲率半径。
A、大于
B、小于
C、等于
15、直动平底从动件盘形凸轮机构得压力角。
A、永远等于
B、等于常数
C、随凸轮转角而变化
16、在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构得实际廓线时,发现压力角超过了许用值,且廓线出现变尖现象,此时应采取得措施就是。
A、减小滚子半径
B、加大基圆半径
C、减小基圆半径。
17、设计一直动从动件盘形凸轮,当凸轮转速ω及从动件运动规律v=v(s)不变时,若αmax由40°减小到20°,则凸轮尺寸会。
A、增大
B、减小
C、不变
18、用同一凸轮驱动不同类型(尖顶、滚子或平底式;直动或摆动式)得从动件时,各从动件得运动规律。
A、相同
B、不同
C、在无偏距时相同
19、直动从动件盘形凸轮机构中,当推程为等速运动规律时,最大压力角发生在行程。
A、起点
B、中点
C、终点
20、从动件得推程与回程都选用简谐运动规律,它得位移线图如图示。可判断得:从动件在运动过程中,在处存在柔性冲击。
A、最高位置与最低位置
B、最高位置
C、最低位置
D、各位置处均无柔性冲击存在。
三、简答题
1、试分析尖顶、滚子、平底三种从动件凸轮机构各自得优缺点。
2、凸轮得压力角对凸轮机构得效率与自锁有何影响？
3、为什么等速运动得凸轮机构只适用于低速轻载？
4、在图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构中,凸轮转向如图所示。试写出该位置时从动件压力角计算公式,并说明从动件相对凸轮轴心得配置就是否合理,为什么？
四、计算题
1、已知一对心尖底推杆盘状凸轮机构。其凸轮轮廓为一偏心圆,该圆直径D=40mm,偏距e=8mm ,凸轮顺时针转动。试求:
(1) 画出该凸轮机构得运动简图,要求从动件与凸轮在推程角ψ=90°处相接触;
(2) 画出基圆,并求出基圆半径r b得值;
(3) 标出最大压力角αmax与最小压力角αmin得位置,并测出其大小。
2、一尖底直动从动件盘形凸轮机构,已知凸轮以等角速度ω1逆时针方向回转。凸轮转过1800时,从动件等速上升31、4 mm,凸轮再转过剩余1800,返回原位置、今给定推程许用压力角[α]=300,回程[α′]=600、试用图解法求出凸轮最小基圆半径r b,及偏距e,又若采用对心式从动件,则凸轮最小基圆半径又为多少?
3、就图2-1所示盘形凸轮完成下列解答 (1)画出基圆、理论轮廓曲线与图位压力角。指出实际轮廓曲线。当凸轮上A、B两点与从动件接触时、压力角如何变化？(2)从动件上升与下降,凸轮转角δ与从动件相应得行程h各为多少？
4、已知一对心直动从动件盘形凸轮机构。推程时凸轮等速回转1800,从动件等速移动30mm,要求许用压力角[α]=300,回程时,凸轮转动900,从动件以等加速等减速运动规律返回原始位置,要求许用压力角[α′]=600;当凸轮再转过剩余900,从动件不运动。试用解析法求凸轮基圆半径r b。
5、求直动平底从动件盘形凸轮得基圆半径。已知凸轮匀速转过120°时,从动件按简谐运动规律上升80mm。
6、设计一偏置式尖底推杆盘形凸轮。已知凸轮顺时针匀速转动,基圆半径r0=30mm, 行程
h=30mm,偏距e=5mm, 推程角Φ=150°,从动件按简谐运动规律运动。试用解析法计算凸轮转向在ф=30°、60°、90°、120°时凸轮廓曲线上对应点得极坐坐标数值。
第五章其她常用机构
一、填空
1、槽轮机构从生产效率观点瞧,希望槽数Z___________,但从动力性瞧,希望
Z______________
2、为保证槽轮正常运动,其运动系数τ应_______________、
3、单销槽轮机构Z=2时,τ=________________、
4.根据螺纹得牙型可分为: 、、与锯齿型螺蚊。
5.根据螺旋线绕行方向可分为: 、。
6.按螺纹得线数(头数)可分为: 、、。
7.如果内螺纹为右旋,那么与它相配得外螺纹应该为。
8.导程(S)与螺纹线数(n)及螺距(P)关系为: 。
9.螺纹升角(λ)与螺纹线数(n)、螺距(P)、中径(d2)得关系
为: 。
10.牙型斜角(β)与牙型角(α)关系为: 。
11.三角形螺纹其牙型角α= 、梯形螺纹其牙型角α
= 、矩形螺纹其牙型角α= 、锯齿形螺纹其工作牙型斜角β= 。
二、判断题:
1.单向间歇运动得棘轮机构,必须要有止回棘
爪。
2.棘轮机构与槽轮机构得主动件,都就是作往复摆动运动得。
3.槽轮机构必须有锁止圆
弧。
4.止回棘爪与锁止圆弧得作用就是相同
得。
5.摩擦式棘轮机构就是“无级”传动
得。
6.槽轮机构运动系数τ恒小于0、
5、
7.棘轮机构运动平稳性差,而槽轮机构运动平稳性好。
8、螺纹得螺距与导程相
等。
9、一对互相旋合得螺纹旋相、向应相反。
10、三角形螺纹自锁性最
好。
11、细牙螺纹比粗牙螺纹自锁性
好。
三、选择题:
1. 当主动件作连续运动时,从动件能够产生周期性得时停、时动得运动。
A、只有间歇运动机构,才能实现
B、除间歇运动机构外,其她机构也能实现
C、只有齿轮机构,才能实现
D、只有凸轮机构,才能实现
2.棘轮机构得主动件就
是。
A、棘轮
B、棘爪
C、止回棘爪
D、以上均不就是
3.若使槽轮机构τ增大,需要__________、
A、增加销数
B、减少径向槽数
C、加快拔盘转速
D、以上均不就是
4.矩形螺纹接触表面间得摩擦系数为f,则接触表面得摩擦角
为。
A、ρ=arctgf
B、ρ=arcctgf
C、ρ=f D.ρ>arctgf
5.矩形螺纹得螺纹升角为λ,摩擦角为ρ,则矩形螺纹自锁得条件为。
A、λ≥ρ
B、λ≤ρ
C、λ=ρ D.λ≠ρ
6.非矩形螺纹材料得摩擦系数为f,牙型斜角β,则当量摩擦系数f V,
为。
A、 f v=f
B、f v=f·cosβ
C、 f v= cosβ/f D.f v= f/ cosβ
7.非矩形螺纹材料得当量摩擦系数为f v,则当量摩擦角ρ= 。
A、ρv=arcctgf v
B、ρ
v=arctgf v
C、ρv=arctgf D.ρv=arctgf v /cos β
8.非矩形螺纹得螺纹升角为λ,当量摩擦角为ρv,则此螺纹副效率η
= 。
A、η=tgλ/tg(λ+ρv)
B、η=ctgλ/tg(λ+ρv)
C、η=tgλ/ctg(λ+ρv) D.η= tg(λ+ρv) / tgλ
9. 非矩形螺纹得螺纹升角为λ,当量摩擦角为ρv,则比螺纹自锁得条件
为。
A、λ≥ρv
B、λ≤ρv
C、λ=ρv D.λ≠ρv
10.在三角形、梯形、锯齿型、矩形螺纹中,下列说法正确得就是。
A、传动效率最高得就是矩形螺纹
B、传动效率最低得就是矩形螺纹
C、自锁性能最好得就是三角开螺纹 D.自锁性能最好得就是梯形螺纹
四、计算题
1、某自动加工机床得工作转台要求有六个工位,转台停歇进行加工,其中最长得一个工序为30s。现采用一单销槽轮机构来完成其间歇转位工作,试确定槽轮机构主动轮得转速。
2、已知槽轮得槽数Z=6,拨盘得圆销数K=1,转速n1=60r/min,求槽轮得运动时间t m与静止时间t s。
3.已知摩擦系数f=0、12,在静载荷作用下,试计算M12粗牙普通螺纹能否自锁？
4.已知一矩形螺纹起重器,d2=60,P=10,n=3,摩擦系数f=0、145
试求:(1)判别该螺纹就是否自锁。(2)计算螺旋副得效率η。
五、实用设计题
1、一机床工作台有4个工位,拟采用槽轮机构进行转位,拨盘圆销数K=1,拨盘与槽轮中心距L=100,试设计一槽轮。
2、设计一镗刀微调螺纹机构,使调整螺栓转一转镗刀头进给0、02。
六、回答问题
1、装有棘轮机构得自行车其“超越运动”得原理就是什么？
2、槽轮得槽数对机床得生产效率有何影响？
3、棘轮为什么只适合低速传动？
4、为什么联接多用三角形螺纹？
5、为什么传动多用梯形螺纹？
6、螺纹联接防松常采用哪些措施？
第六章齿轮传动
第七章圆锥齿轮传动
一、填空:
1.渐开线上各点压力角等于________________;越远离基圆,压力角越___________;基圆压力角等于___________。
2.把齿轮某一圆周上得比值P k/л规定为标准值并使该圆上得压力角也为标准值,这个圆称为。
3.如果分度圆上得压力角等于__________,模数取得就是__________,齿顶高系数与顶隙系数均为标准值,齿厚与齿间宽度_____ 得齿轮,就称为标准齿轮。
4.已知一标准直齿圆柱齿轮Z=30,h=22、5,m=__________,da=___________。
5.标准斜齿轮得正确啮合条件就是:______________________________________。
6.直齿圆锥齿轮得正确啮合条件就是:_______________________________________。
7.直齿圆柱齿轮在传动中,齿形上所受得正压力可分解成________力,_________力。
8、渐开线标准直齿圆柱齿轮连续传动得条件就
是: 。
9、在一对互相啮合传动得齿轮中,小齿轮工作次数多,考虑两轮得使用寿命大致接近,往往使小齿轮得齿面硬度比大齿轮。
11、在渐开线齿轮传动中,齿轮与齿条传动得啮合角始终与分度圆上得压力角
相等。 ( )
12、用范成法切制渐开线直齿圆柱齿轮发生根切得原因就是齿轮太小了,大得齿轮
就不会根切。 ( )
13、范成法切削渐开线齿轮时,一把模数为m、压力角为α得刀具可以切削相同
模数与压力角得任何齿数得齿轮。 ( )
14、齿数z＞17得渐开线直齿圆柱齿轮用范成法加工时,即使变位系数x＜0,也
一定不会发生根切。 ( )
15、变位系数得渐开线直齿圆柱齿轮一定就是标准齿轮。 ( )
三、选择题:
1.渐开线上任意一点得法线必_________-基圆。
A、交于
B、切于
C、没关系
2.标准渐开线齿轮,影响齿轮齿廓形状得就是_____________。
A、齿轮得基圆半径
B、齿轮得分度圆半径
C、齿轮得节圆半径
D、齿轮得任意圆半径
3.增大斜齿轮螺旋角使_____________增加。
A、径向力
B、轴向力
C、圆周力
D、任意力
4.一对渐开线齿轮连续传动得条件
为:
A、ε≥1
B、ε≥2
C、ε≤1
D、ε≥1、3
5.渐开线上各点得压力角 ,基圆上压力
角。
A、相等
B、不相等
C、不等于零 D.等于零
6.对于齿数相同得齿轮,模数越大 ,齿轮得几何尺寸与齿轮得承载能力。
A、越大
B、越小
C、不变化
7.斜齿轮有规定以为标准值。
A、法面模数
B、端面模数
C、法面模数或端面模数
D、以上均不就是
8.斜齿轮规定以为标准值。
A、法面压力角
B、端面压力角
C、齿顶压力角
D、齿根压力角
9.标准斜齿圆柱齿轮内啮合得正确啮合条件就
是。
A、 m =m =m n ,α =α =αn , β =β
B、 m =m =m , α =α =α , h =h
C、 m =m =m , α =α =α , β =β
D、 m =m =m , αn1=αn2=α , -β =β
10.标准直齿圆锥齿轮规定它得几何参数为标准
值。
A、小端
B、大端
C、小端或大端
11、正常标准直齿圆柱齿轮得齿根高。
A、与齿顶高相等
B、比齿顶高大
C、比齿顶高小
D、与齿顶高相比,可能大也可能小
12、一对标准直齿园柱齿轮传动,模数为2mm,齿数分别为20、30,则两齿轮传动得中心距
为。
A、100 mm
B、200 mm
C、50mm
D、25 mm
1、一对齿轮要正确啮合,它们得______必须相等。
A、直径
B、宽度
C、齿数
D、摸数
2、一标准直齿圆柱齿轮得周节Pt=15、7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮得齿数为______。
A、 82
B、 80
C、 78
D、
76
3、机床主轴箱中得变速滑移齿轮,应该用______。
A、直齿圆柱齿轮
B、斜齿圆柱齿轮
C、人字齿圆柱齿轮
D、直齿圆锥齿轮
4、一生产塑料薄膜机器中得平行轴齿轮传动。已知传递动力较大,速度不高,要求运转平稳,在齿轮两端采用两个滚针轴承支承,则该齿轮传动宜选用_______。
A、直齿圆柱齿轮
B、斜齿圆柱齿轮
C、人字齿圆柱齿轮
D、斜齿圆锥齿轮
5.两轴在空间交错900得传动,如已知传递载荷及传动比都较大,则宜选用_______。
A、螺旋齿轮传动
B、斜齿圆锥齿轮传动
C、蜗杆蜗轮传动
6、下列十种传动:链传动,直齿圆柱齿轮传动, 直齿圆锥齿轮传动,斜齿圆柱齿轮传动,斜齿圆锥齿轮传动,圆弧齿圆柱齿轮传动,曲齿圆锥齿轮传动,人字齿圆柱齿轮传动,螺旋齿轮传动与蜗杆传动,其中有_______传动可以用于两轴平行得场合。
A、一种
B、两种
C、三种
D、四种
E、五种
7.下列十种传动:链传动,直齿圆柱齿轮传动, 斜齿圆柱齿轮传动,直齿圆锥齿轮传动,斜齿圆锥齿轮传动,圆弧齿圆柱齿轮传动,曲齿圆锥齿轮传动,人字齿圆柱齿轮传动,螺旋齿轮传动与蜗杆传动,其中有_______传动可以用于两轴相交得场合。
A、一种
B、两种
C、三种
D、四种
E、五种
8.下列十种传动:链传动,直齿圆柱齿轮传动, 直齿圆锥齿轮传动,斜齿圆柱齿轮传动,斜齿圆锥齿轮传动,圆弧齿圆柱齿轮传动,曲齿圆锥齿轮传动,人字齿圆柱齿轮传动,螺旋齿轮传动与蜗杆传动,其中有_______传动可以用于两轴交错得场合。
A、一种
B、两种
C、三种
D、四种
E、五种
9.对齿面硬度HB≤350得闭式钢齿轮传动,主要得失效形式就是_______。
A、轮齿疲劳折断
B、齿面点蚀
C、齿面磨损
D、齿面胶合
E、齿面塑性变形
10.开式齿轮传动得主要失效形式就是_______。
A、轮齿疲劳折断
B、齿面点蚀
C、齿面磨损
D、齿面胶合
E、齿面塑性变形
11.高速重载齿轮传动中,当散热条件不良时,齿轮得主要失效形式就是_______。
A、轮齿疲劳折断
B、齿面点蚀
C、齿面磨损
D、齿面胶合
E、齿面塑性变形
12.低速重载软齿面齿轮传动,主要失效形式就是_______。
A、轮齿疲劳折断
B、齿面点蚀
C、齿面磨损
D、齿面胶合
E、齿面塑性变形
13.双向运转得硬齿面闭式齿轮传动,其主要失效形式就是_______。
A、轮齿疲劳折断
B、齿面点蚀
C、齿面磨损
D、齿面胶合
E、齿面塑性变形
14.齿轮传动中,轮齿得齿面疲劳点蚀损坏,通常首先发生在_______。
A、接近齿顶处
B、接近齿根处
C、靠近节线得齿顶部分
D、靠近节线得齿根部分
15.在不逆转得齿轮上,由于齿轮得弯曲疲劳强度不够所产生得疲劳裂纹,一般容易在轮齿得
_______首先出现与扩展。
A、受压侧得节线部分
B、受压侧得齿根部分
C、受拉侧得节线部分 E、受拉侧得齿根部分
16.齿轮传动发生塑性变形破坏时得现象就是_______。
A、在主、从动轮节线附近得齿面上产生沿齿宽方向得凹沟
B、在主、从动轮节线附近得齿面上产生沿齿宽方向得凸沟
C、在主动轮节线附近得齿面上产生沿齿宽方向得凹沟、从动轮节线附近得齿面上产生沿齿宽方向得凸棱
D、在主动轮节线附近得齿面上产生沿齿宽方向得凸棱、从动轮节线附近得齿面上产生沿齿宽方向得凹沟
17、对于齿面硬度HB≤350得闭式齿轮传动,设计时一般______。
A、先按接触强度条件计算
B、先按弯曲强度条件计算
C、先按磨损条件计算
D、先按胶合条件计算
18、对于开始齿轮传动,在工程设计中,一般______。
A、按接触强度计算齿轮尺寸,再验算弯曲强度
B、按弯曲强度计算齿轮尺寸,再验算接触强度
C、只需按接触强度计算
D、只需按弯曲强度计算
19、在计算齿轮得弯曲强度时,把齿轮瞧作一悬臂梁,并假定全部载荷作用于轮齿得______,以这时得齿根弯曲应力作为计算强度得依据。
A、齿根处
B、节圆处 C齿顶处
20、对齿面硬度HB≤350得一对齿轮传动,选取齿面硬度时,应使______。
A、HB1 B、HB1=HB2 C、HB1>HB2(脚注“1”表示小齿轮,“2“表示表示大齿轮) 21、对于HB≤350得齿轮传动,当采取同样钢材来制造时,一般将______处理。 A、小齿轮淬火,大齿轮调质 B、小齿轮淬火,大齿轮正火 C、小齿轮调质,大齿轮正火 D、小齿轮正火 ,大齿轮调质 23、齿面硬度HB>350钢齿轮得制造工艺过程为______。 A、加工齿坯→滚齿→淬火→磨齿 B、加工齿坯→滚齿→磨齿→淬火 C、加工齿坯→淬火→滚齿→磨齿 D、加工齿坯→淬火→磨齿→滚齿 24、在齿面硬化处理得几种方法中, ______得变形量最小,因此处理后不必再经过磨齿精加工。 A、整体淬火处理 B、渗碳淬火处理 C、高频淬火处理 D、氮化处理 25、有一对软-硬齿面齿轮传动,小齿轮应采用_____。 A、20Cr钢淬火 B、20Cr钢高频淬火 C、 20Cr钢渗碳淬火 D、 20Cr钢氮化处理 26、采用齿根喷丸或挤压等冷做强化处理后,在齿根处将产生_____从而可提高齿轮得弯曲强度。 A、残余拉应力 B、残余压应力 C、残余剪切应力 27、选择齿轮得结构形式(实心式、辐板式、轮辐式)与毛坯获得得方法(棒料车削,锻造、模压与铸造等),与_______有关。 A、齿圈宽度 B、齿轮得直径 C、齿轮在轴上得位置 D、齿轮得精度 28、一制造精度为8级得斜齿圆柱齿轮传动,已知法面模数 m=3mm,齿数Z1=30,Z2=93,螺旋角β=15°,齿轮宽度B1=85mm,B2=80mm,转速n1=1500r/min,则该齿轮传动得动载荷系数K V等于_______。 A、1、12 B、1、15 C、1、21 D、1、23 29、一圆柱齿轮传动,已知法面模数mn=4mm,齿数Z1=25,Z2=98,螺旋角β=10°15ˊ47″,齿轮宽度B1=85mm, B2=80mm,则该传动得齿宽系数φd等于_______。 A、0、85 B、0、84 C、0、83 D、0、79 四、计算题 1.有一标准渐开线直齿圆柱齿轮,已知:m=4,齿顶圆直径da=88, 试求:(1)齿数Z=？(2)分度圆直径d=？(3)齿全高h=？(4)基圆直径db=？ 2.假定上述齿轮得宽度B=40mm,齿轮拟装在φ30mm得轴上,试画出该齿轮得结构图。 3.已知一对斜齿圆柱齿轮传动,Z1=22,Z2=55,m n=4, β=16、50, h＊an=1, c＊n=0、25, a n=200,试计算这对斜齿轮得主要尺寸。 4、需要重新切制一个破损小半得渐开线标准直齿圆柱齿轮,测得它得全齿高h≈8、96mm,齿顶圆直径d a≈211、7mm求该齿轮得模数与齿数。 5、某传动装置采用一对正常齿制得外啮合直齿圆柱齿轮传动,大齿轮已经丢失。测得两轮轴孔中心距a＝112、5mm, 小齿轮齿数z1＝38,齿顶圆直径d a1＝100 mm。试确定大齿轮得基本参数与尺寸。 6、有一个失效得渐开线标准直齿圆柱齿轮, 测得它得齿数z＝40,齿顶圆直径d a＝83、20mm,跨4齿与5齿得公法线长度分别为w4＝21、79mm,w5＝2 7、69mm。求该齿轮得模数与齿制参数。(提示:由式(8-12)w5-w4＝p b=p cos20°) 7、某渐开线直齿圆柱齿轮得齿数z＝24,齿顶圆直径d a＝204、80 mm,基圆齿距p b=23、617 mm, 分度圆压力角α=20°。试求该齿轮得模数m、压力角α、齿高系数h*a,顶隙系数c*与齿根圆直径d f。 8、已知一对正常齿制得外啮合直齿圆柱齿轮传动,m＝10 mm,z1＝19,z2＝40,α=20°,安装中心距a′＝300 mm。要求: (1) 计算两齿轮得齿顶圆直径、分度圆直径、节圆直径与基圆直径; (2) 用作图法作出理论啮合线、实际啮合线与啮合角; (3)检查就是否满足连续传动条件。 9、已知一对直齿圆柱齿轮传动,安装中心距a′＝140mm, 两齿轮得基圆直径d b1＝84、 57mm,d b2＝169、15 mm。试求两齿轮得节圆半径r1′与r2′啮合角α′;两轮廓在节点P得展角θP与曲率半径ρP1与ρP2。 10、有一对标准斜齿圆柱齿轮传动,已知z1＝20,m n＝2、75 mm,n=20,a＝85mm,正常齿制。试求该对齿轮得端面模数m t、端面压力角t、端面齿高系数h*a、端面顶隙系数c*t与大齿轮得齿顶圆直径d a2。 11、有一对标准斜齿圆柱齿轮传动,已知z1＝24,z2＝38, 中心距a＝185mm,小齿轮齿顶圆直径d a1＝147、674 mm,正常齿制。试求该对齿轮得法面模数、端面模数、端面压力角与螺旋角。 12、有一对轴交角＝90°得直齿圆锥齿轮传动,已知z1＝21,z2＝47,大端m＝5mm, ＝20°。试求这对齿轮得基本尺寸。 13、有一对交错轴标准斜齿圆柱齿轮传动,已知z1＝20,z2＝37,m n＝5 mm。如果要求中心距a＝300mm,试求大齿轮得螺旋角。 14、有一单级闭式直齿圆柱齿轮传动。已知小齿轮材料为45钢,调质处理,齿面硬度为250HBS,大齿轮材料为ZG45,正火处理,硬度为190HBS,m＝4mm,齿数z1＝25,z2＝73,齿宽b1＝ 84mm,b2=78 mm,8级精度,齿轮在轴上对称布置,齿轮传递功率P1＝4kW,转速n1＝720 r／min,单向转动,载荷有中等冲击, 用电动机驱动。试校核齿轮传动得强度。15、设计一由电动机驱动得闭式斜齿圆柱齿轮传动。已知: P1＝22kW,n1＝730 r／min,传动比i＝4、5,齿轮精度等级为8级,齿轮在轴上对轴承作不对称布置,单轴得刚性较大,载荷平稳,单向转动,两班制工作,工作寿命为20年。 五、实用设计题 设计机床中得一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知:传动功率P=7、5KW,齿轮转速 n1=1450r/min,传动比I=2、08,小齿轮相对轴承为不对称布置,两班制,每年工作300天,使用期限为5年。 第八章蜗杆传动 一、选择题: 1、蜗杆头数则传动效率高。 A、多 B、少 C、与头数无关 2.在蜗杆传动中,蜗杆得模数与蜗轮得端面模数应相等,并为标准值。 A、轴面 B、法面 C、端面 D、以上均不对 3.当蜗杆头数Z 确定后,直径系数q越小,则螺旋升角 ,效率越大。 A、越大 B、越小 C、越高 D、越低 4.对普通蜗杆传动,主要应当计算内得各几何尺寸。 A、中间平面 B、法向面 C、端面 D、以上均不就是 5.当传动得功率较大,为提高效率,蜗杆得头数可以取。 A、 Z =1 B、 Z =2 ～ 3 C、 Z =4 6.蜗杆传动自锁作 用。 A、具有 B、不具有 C、有时有 D、以上均不就是 7.蜗杆传动与齿轮传动相比, 效 率。 A、高 B、低 C、相等 D、以上均不就是 二、判断题 1.蜗杆传动一般用于传递大功率、大传动 比。( ) 2.蜗杆传动通常用于减速装 置。 ( ) 3.蜗杆得传动效率与其头数无 关。 ( ) 4.蜗杆得导程角γ越大,传动效率越 高。 ( ) 三、简答题 1、蜗杆传动为什么多用于减速传动？ 2、蜗轮为什么多用锡青铜制造？ 3、为什么多头蜗杆传动效率高？ 四、计算题 1、试设计一由电动机驱动得单级蜗杆件速器中得蜗杆传动。电动机功率Pi=7、5kW,转数 n1=960r/min,传动比I=21,载荷平稳,单向回转。 2、如图所示蜗杆传动,已知蜗杆得螺旋线旋向与旋转方向,试求蜗轮得转向。 第十章 齿轮传动 10.1渐开线性质有哪些？ 答：（1）发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即 NK NA =。 （2）因为发生线在基圆上作纯滚动，所以它与基圆的切点N 就是渐开线上K 点的瞬时速 度中心，发生线NK 就是渐开线在K 点的法线，同时它也是基圆在N 点的切线。 （3）切点N 是渐开线上K 点的曲率中心，NK 是渐开线上K 点的曲率半径。离基圆越近，曲率半径越少。 （4）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径无穷大时，渐开线为直线。 （5）基圆内无渐开线。 10.2何谓齿轮中的分度圆？何谓节圆？二者的直径是否一定相等或一定不相等？ 答：分度圆为人为定的一个圆。该圆上的模数为标准值，并且该圆上的压力角也为标准值。 节圆为啮合传动时，以两轮心为圆心，圆心至节点p 的距离为半径所作的圆。 标准齿轮采用标准安装时，节圆与分度圆是相重合的；而采用非标准安装，则节圆与分度圆是不重合的。 对于变位齿轮传动，虽然齿轮的分度圆是不变的，但与节圆是否重合，应根据具体的传动情况所决定。 10.3在加工变位齿轮时，是齿轮上的分度圆与齿条插刀上的节线相切作纯滚动，还是齿轮上的节圆与齿条插刀上的分度线相切作纯滚动？ 答：是齿轮上的分度圆与齿条插刀上的节线相切。 10.4为了使安装中心距大于标准中心距，可用以下三种方法： （1）应用渐开线齿轮中心距的可分性。 （2）用变位修正的直齿轮传动。 （3）用标准斜齿轮传动。 试比较这三种方法的优劣。 答：（1）此方法简易可行，但平稳性降低，为有侧隙啮合，所以冲击、振动、噪声会加剧。 （2）采用变位齿轮传动，因a a '>，所以应采用正传动。可使传动机构更加紧凑，提高抗弯强度和齿面接触强度，提高耐磨性，但互换性变差，齿顶变尖，重合度下降也较多。 （3）采用标准斜齿轮传动，结构紧凑，且进入啮合和脱离啮合是一个逐渐的过程，传动平稳，冲击、噪声小，而斜齿轮传动的重合度比直齿轮大，所以传动平稳性好。 10.5 一渐开线齿轮的基圆半径b =60mm r ，求（1）=70mm K r 时渐开线的展角K θ，压力角K α以及曲率半径K ρ；（2）压力角20α= 时的向径r 、展角θ及曲率半径ρ。 解：（1）因b 60 cos 70 K K r r α= =，可得出31K α=?，则 tan 0.60.540.06rad 3.38K K K θαα=-=-==? 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》电子教案 第一章机械设计基础概论 课题机械设计基础概论 授课日期授课类型理论课课时 教学目标了解机械及其组成 机械设计的基本要求和一般程序 金属材料的性能 机械零件的常用材料 机械零件的力学基础 摩擦、磨损及润滑 本课程的研究内容、性质及任务 教学内容机械及其组成 机械设计的基本要求和一般程序 金属材料的性能 机械零件的常用材料 机械零件的力学基础 摩擦、磨损及润滑 本课程的研究内容、性质及任务 教学方法教师讲解与学生领悟、练习相结合。 教学资源多媒体教室，多媒体课件 教学步骤及主要内容备注教学环节教学内容 讲授新知 第一节机械及其组成 1 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能力、物流和 (1)动力部分。 (2) (3) (4)控制部分。 2 机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用运动副连接起来的构件系统。 1 从运动学的角度看，机器是由若干个运动的单元所组成，这些运动单元称为构件。构件可以是单一的整体(如活塞)，也可以 2 零件是组成构件的基本单元。零件可以分为两类，一类是通用零件，在各种机器中普遍使用，如螺母、齿轮、键等；另外一类是专用零件，在少数机器中使用，如内燃机的曲轴，汽轮机中 第二节机械设计的基本要求和一般程序 机械零件的常见失效形式有断裂或过大的塑性变形，过大的弹性变形，工作表面失效（如磨损、疲劳点蚀、表面压馈、胶合等），发生强烈的振动以及破坏正常工作条件引起的失效（如连 1. 2. 3. 4. 5. 6.其他方面的要求 （1）根据零件在机械中的地位和作用，选择零件的类型和结（2）分析零件的载荷性质，拟定零件的计算简图，计算作用（3）根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择适当的（4）分析零件可能出现的失效形式，决定计算准则和许用应 《机械设计基础》作业答案 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1－1 1－2 1－3 1－4 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图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。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 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。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-7 设计一曲柄滑块机构，如题2-7图所示。已知滑块的行程mm s 50=，偏距 mm e 16=，行程速度变化系数2.1=K ，求曲柄和连杆的长度。 解：由K=1.2可得极位夹角 第三章 凸轮机构 3-1 题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知AB 段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角Φ。 3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以C 点为圆心的圆盘，试求轮廓上D 点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。 精品 机械设计基础课后习题解答参考 1-2题 ,7,5===h l P P n 107253=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 1-3题 1,11, 8===h l P P n 1111283=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 1-4题 0,11, 8===h l P P n 2011283=-?-?=F 机构有2个主动构件，所以机构有确定运动。 1-5题 1,8, 6===h l P P n 118263=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 2-1题 （a ）双曲柄机构； （b ）曲柄摇杆机构； （c ）双摇杆机构； （d ）双摇杆机构。 2-2题 0≠e 时，曲柄条件：e l l BC AB -<； 0=e 时， 曲柄条件：BC AB l l <。 2-4题 精品 极位夹角 ?=+-??=+-?=3636.161 2.11 2.118011180K K θ 精品 2-7题 极位夹角?=+-??=+-? =361 5.11 5.118011180K K θ 3-2题 精品 4-1题 m z m h z d a a )2()2(* +=+= 所以 25.2100 225 2== +=z d m a mm 主要几何尺寸计算（略）。 4-2题略 4-3题 分锥角 "43'25684287.6817 43arctan arctan 122?=?===z z δ "17'34215713.2190221?=?=-?=-∑=δδδ 分度圆 5117311=?==mz d mm ； 12943322=?==mz d mm 齿顶圆 580.565713.21cos 3251cos 2111=???+=+=δm d d a mm 206.1314287.68cos 32129cos 2222=???+=+=δm d d a mm 齿根圆 304 .445713.21cos 34.251cos 4.2111=???-=-=δm d d f mm 353.1264287.68cos 34.2129cos 4.2222=???-=-=δm d d f mm 锥距 358.6943172 32222 221=+?=+= z z m R mm 齿顶角 "44'4237122.3358.693 arctan arctan ?=?===R h a a θ 齿根角 " 7'2744519.4358 .696 .3arctan arctan ?=?===R h f f θ 第6章圆柱齿轮传动 6.1 齿轮传动的特点、应用和分类 6.1.1齿轮传动的特点 齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m 以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。 6.1.2齿轮传动的类型 6.2 渐开线的形成原理及其基本性质 6.2.1 渐开线的形成 直线BK沿半径为rb的圆作纯滚动时，直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆。 --- 渐开线上rb --- 基圆半径；BK --- 渐开线发生线； k K点的展角 6.2.2 渐开线的性质 （1）发生线沿基圆滚过的线段长度等 于基圆上被滚过的相应弧长。 由于发生线BK在基圆上作纯滚动，故 （2）渐开线上任意一点法线必然与基 圆相切。换言之，基圆的切线必为渐开 线上某点的法线。 因为当发生线在基圆上作纯滚动时，它 与基圆的切点B是发生线上各点在这 一瞬时的速度瞬心，渐开线上K点的轨 迹可视为以B点为圆心，BK为半径所 作的极小圆弧，故B点为渐开线上K 点的曲率中心，BK为其曲率半径和K点的法线，而发生线始终相切于基圆，所以渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。（3）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。 （4）渐开线的形状只取决于基圆大小。 基圆愈小，渐开线愈弯曲；基圆愈大，渐开线愈平直。当基圆半径为无穷大，其渐开线将成为一条直线。 （5）基圆内无渐开线。 6.2.3 渐开线方程 建立渐开线方程式前，我们先了解一下渐开线压力角的概 念： 机械设计基础课后习题答案-第11章 案场各岗位服务流程 销售大厅服务岗： 1、销售大厅服务岗岗位职责： 1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品; 2)保持销售区域台面整洁; 3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等; 4)收集客户意见、建议及现场问题点； 2、销售大厅服务岗工作及服务流程 阶段工作及服务流程 班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域 2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。 班中工作程序服务 流程 行为 规范 迎接 指引 递阅 资料 上饮品 （糕点） 添加茶水 工作 要求 1）眼神关注客人，当客人距3米距离 时，应主动跨出自己的位置迎宾，然后 侯客迎询问客户送客户 注意事项 15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！” 3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人； 4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好 6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）； 7）在满座位的情况下，须先向客人致歉，在请其到沙盘区进行观摩稍作等 待； 阶段工作及服务流程 班中工作程序工作 要求 注意 事项 饮料（糕点服务） 1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用 托盘； 2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一 下，请问您需要什么饮品”为起始； 3）服务方向：从客人的右面服务； 4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时， 必须询问客人是否需要再添一杯，在二 次服务中特别注意瓶口绝对不可以与 客人使用的杯子接触； 5）在客人再次需要饮料时必须更换杯 子； 下班程 序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导； 2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会； 4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班时间已经到，必须待客人离开后下班； 第0章 1．机器的组成 2．机械设计的要求 3．机械设计的过程 第1章 1-1解释下列概念 1）机构、机器、机械。 2）零件、构件、原动件、从动件、机架。 3）运动副、高副、低副、转动副、移动副。 4）运动链、平面机构、空间机构。 5）复合铰链、局部自由度、虚约束。 6）瞬心、绝对瞬心、相对瞬心、三心定理； 1-2 推演平面机构自由度计算公式。 1-3 计算平面机构自由度时应注意哪些事项？ 1-4 机构具有确定运动的条件。 1-5 如何绘制机构运动简图？ 1-6 如何用瞬心法分析机构运动？ 第2章连杆机构 2-1 解释下列概念 1）整转副、摆转副、曲柄、摇杆； 2）机构倒置； 3）极位、极位夹角、行程速比系数、急回运动，压力角、传动角、死点。 2-2 铰链四杆机构的基本形式有哪几种？各有什么特点？ 2-3 平面四杆机构的演化方式有哪几种？举例说明。 2-4 什么是杆长条件？平面四杆机构满足杆长条件时，那些转动副是整转副？存在曲柄的条件是什么？ 2-5 哪些平面四杆机构存在急回特性？这些机构在什么条件下没有急回特性？ 2-6 画出曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构和摆动导杆机构的极限位置示意图（曲柄为原动件），标出极位夹角。 2-7 曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构处于什么位置时传动角最小（曲柄为原动件）？ 2-8 总结作图法设计平面四杆机构的方法，有哪几类问题，已知条件是什么，需要求出哪些参数，作图要点有那些（可画示意图说明）？ 第3章凸轮机构 3-1 解释下列概念 1）基圆、行程、推程（运动角）、回程（运动角）、近休止程（角）、远休止程（角）；2）理论廓线、偏距（圆）； 3）刚性冲击、柔性冲击； 4）压力角。 3-2 凸轮机构的类型有那些（按不同分类方法分别说明）？ 3-3 凸轮机构从动件的常用运动规律有那些？冲击特性如何？ 3-4 简要说明反转法设计凸轮轮廓曲线的方法。 3-5 若凸轮机构推程最大压力角太大，应如何改进？ 3-6 什么是轮廓变尖、失真？如何避免？ 第4章齿轮机构 11-1 解1）由公式可知： 轮齿的工作应力不变，则 则，若，该齿轮传动能传递的功率 11-2解由公式 可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系： 设提高后的转矩和许用应力分别为、 当转速不变时，转矩和功率可提高69%。 11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。 （1）许用应力 查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬 度：140～170HBS，取155HBS。 查教材图11-7， 查教材图11-10 , 查教材表11-4取， 故： （2）验算接触强度，验算公式为： 其中：小齿轮转矩 载荷系数查教材表11-3得 齿宽 中心距 齿数比 则： 、，能满足接触强度。 （3）验算弯曲强度，验算公式： 其中：齿形系数：查教材图11-9得、 则： 满足弯曲强度。 11-4解开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，目前的设计方法是按弯曲强度设计，并将许用应力 降低以弥补磨损对齿轮的影响。 （1）许用弯曲应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮 45钢正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材图11-10得 , 查教材表11-4 ，并将许用应用降低30% 故 （2）其弯曲强度设计公式： 其中：小齿轮转矩 载荷系数查教材表11-3得 取齿宽系数 齿数，取 齿数比 齿形系数查教材图11-9得、 因 故将代入设计公式 因此 取模数 中心距 齿宽 11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断，设计方法是按弯曲强度设计，并验算其齿面接触 强度。 （1）许用弯曲应力 查教材表11-1，大小齿轮材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。查教材图11-10得 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。 机械设计基础教材习题参考解答 （第一章~第五章） 2012.8 目录 第1章机械设计概论_______________________________ 2第2章机械零件尺寸的确定_________________________ 3第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4第4章平面连杆机构_______________________________ 6第5章凸轮机构__________________________________ 11 第1章机械设计概论 思考题和练习题 1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。 解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等； 继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。 变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。各种工程机械、农田作业机械等。 1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？ 解：产品的性能、产品的 1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？ 解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。 从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则： 1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况 2)零件的工作条件 3)零件的尺寸及质量 4)经济性 1-4解：机械设计的内容和步骤？ 解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。 机械设计的步骤：明确设计任务，总体设计，技术设计，样机试制等。 第11章 轴与轴毂连接 四、简答题 5. 轴的当量弯矩计算公式中22)(T M M e α+=中，α应如何取值？ 答： α的取值由扭转剪应力的循环特性决定：对于不变的转矩，3.0=α；当转矩脉动循环变化时，6.0=α；对于频繁正反转的轴，转矩剪应力可视为对称循环，1=α。若转矩的变化规律不明确时，一般也按脉动循环处理。 6.普通平键的失效形式和强度条件是什么？ 答：普通平键的主要失效形式是工作侧面的压溃。 普通平键连接的挤压强度条件为： P P hld T hl d T A F ][42//2σσ≤=≈= 式中，P σ——键侧面上受到的挤压应力，（MPa ）； T ——传递的功率，N.mm ； d ——轴的直径，mm ； h ——键的高度，mm ； l ——键的工作长度，mm 。A 型键l=L-b ，B 型键l=L ，C 型键l=L-b/2 ； b ——键的宽度（mm ）。 P ][σ——联接中较弱材料的许用挤压应力，MPa 六、分析题 1．根据承受载荷的不同轴可分为转轴、心轴、传动轴，试分析图中 I 、II 、III 、IV 轴是各属于那种类型？ 答：I 为传动轴，II 、IV 为转轴，III 为心轴。 2．指出下面图中的结构错误，并提出改进意见。 序号错误原因改正 1 箱体两端面与轴承盖接触处无 凸台，使端面加工面积过大 加凸台 2 轴肩过高，轴承无法拆卸轴肩高度要低于轴承内圈高度 3 键过长键长应小于轴上齿轮的宽度 4 套筒对齿轮的轴向固定不可靠装齿轮的那段轴的长度比齿轮的宽度短1-2mm 5 轴上还缺台阶，轴承装配不方 便 在右边轴承处加非定位轴肩， 6 轴与轴承透盖接触轴与轴承透盖之间有间隙，并加上密封圈 7 联轴器轴向未定位联轴器左端轴段加轴肩，对联轴器做轴向定位 8 缺键，没有周向定位在联轴器和轴之间加键，作周向定位 12 3 4 5 6 7 8 9 10 7 序号错误原因改正 1 轴的两端均伸出过长，增加了 加工和装配长度轴的左端第一段轴比联轴器的宽度短1-2mm，轴的右端面和轴承的外端面基本保持一致 2 联轴器与轴承盖接触联轴器与轴承盖之间要留有扳手操作空间， 3 轴与轴承透盖间缺密封措施轴与轴承透盖间加上密封圈 4 轴与轴承透盖接触轴与轴承透盖之间有间隙 5 轴上还缺台阶，轴承装配不方 便 在左边轴承处加非定位轴肩， 《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知： s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中，BCA AB BC ∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 045sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ时 方向如图中所示 第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图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。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 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。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。 第一章机械设计基础概论 [复习题] 一、单项选择题 1．机器中各制造单元称为（） A．零件B．构件 C．机构D．部件 2．机器中各运动单元称为（） A．零件B．部件 C．机构D．构件 3．在卷扬机传动示意图中， 序号5、6所示部分属于（） A.动力部分 B.传动部分 C.控制部分 D.工作部分 4．如图为卷扬机传动示意图，图中序号3 所示部分属于( ) A.动力部分 B.传动部分 C.控制部分 D.工作部分 5．在如图所示的单缸四冲程内燃机中，序号1和10的组合是（） 6．如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（） A.机构 B.零件 C.部件 D.构件 7．在如图所示的齿轮—凸轮轴系中， 轴4称为( ) A.零件 B.机构 C.构件 D.部件 [参考答案] 一、单项选择题 1A，2D,3D,4B,5B,6B,7A 第二章平面机构运动简图及自由度 [复习题] 一、单项选择题 1．在平面机构中，每增加一个高副将引入（） A．0个约束B．1个约束C．2个约束D．3个约束 2．在平面机构中，每增加一个低副将引入（） A．0个约束B．1个约束C．2个约束D．3个约束 3．平面运动副所提供的约束为（） A.1 B.2 C.1或2 D.3 4．平面运动副的最大约束数为（） A．1 B．2 C．3 D．5 5．若两构件组成低副，则其接触形式为（） A．面接触B．点或线接触C．点或面接触D．线或面接触6．若两构件组成高副，则其接触形式为（） A.线或面接触 B.面接触 C.点或面接触 D.点或线接触7．若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( ) A.转动副 B.移动副 C.球面副 D.螺旋副 8．由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为( ) A.1 B.m-1 C.m D.m+l 9．机构具有确定相对运动的条件是( ) A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目 C.机构的自由度数目小于主动件数目 D.机构的自由度数目大于等于主动件数目10．图示为一机构模型，其对应的机构运动简图为（） A．图a B．图b C．图c D．图d 二、填空题 1、两构件直接接触并能产生相对运动的联接称为。 2、平面机构中，两构件通过面接触构成的运动副称为。 3、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为。 4、当机构的原动件数目其自由度时，该机构具有确定的运动。 5、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作状况和。 三、计算题 1、计算如图所示机构的自由度。 2、计算图示机构的自由度，若含有复合铰链、 局部自由度和虚约束，请明确指出。 3、计算题如图所示机构的自由度，若含有复合铰链、 局部自由度和虚约束，请明确指出。 机械设计基础Revised on November 25, 2020 第一章 1-1 运动副 一、低副：两构件为面接触的运动副 二、高副：两构件为点或线接触的运动副 1-2机械系统的运动简图设计 P14表1-1 1-3机械系统具有确定运动的条件 三、平面自由度的计算 1.找到机构的总构件数N，则活动构件数n=N-1 2.找到构件的低副个数P1 3.找到机构构件的高副个数Ph 4.带入公式F=3n-2p1-ph 注意事项： 1.复合铰链：则其低副个数为m-1个既3-1=2个 2.局部自由度：两者相同，可不考虑其低副个数 3.虚约束：存在与否都不影响其运动的轨迹 4.判断最后运动是否确定应看F是否等于原动件的个数，若等于则确定，若大于则不确 定 课后题：P22 1-7 1-9 图1-24 1-25 1-27 1-28 第二章 2-1 铰链四杆机构 曲柄基准：最短杆与最长杆长度只和小于等于其他两杆长度之和 不同机构的分析： 1.曲柄摇杆：最短杆与机架相邻 2.双曲柄摇杆：最短杆为机架 3.双摇杆：最短杆远离机架 极为夹角：在两极限位置时，曲柄所夹的锐角θ称为极为夹角 判断方法： 1.曲柄与连杆两次共线的位置 2.利用定义找到两次极限位置 公式： θ=180（k-1）/（k+1） 作图，运动物理关系计算出θ值，从而求得其他值 课后题：P43 2-6 2-10 2-13 第三章 3-2从动件的常用运动规律 一、基本术语 基圆：以凸轮轮廓的最小向径r0为半径的园称为基圆 推程：从动件被凸轮推动，以一定运动规律由距离回转中心最近位置A到达最远位置B’所走过的距离AB’称为推程 远休止角：当凸轮继续回转δs角，从动件在最远位置停止不动，δs称为远休止角 回程：凸轮继续回转δh时，从动件在弹簧力或重力作用下，以一定运动规律回到起始位置所走过的距离。δ b称为回程运动角 P17 第一章 一、判断题 1、根据交连四杆机构各杆的长度，级可判断其类型。（） 2、铰链四杆机构中，传动角越大，机构的传力性能越好。（） 3、曲柄为原动件的摆动导杆机构，一定具有急回作用。（） 4、一个铰链四杆机构，通过机架变换，一定可以得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构以及双摇杆机构。（） 5、四杆机构的止点位置即为该机构最小传动角的位置。（） 6、曲柄摇杆机构运动时，无论何机构为主动件，一定有急回作用。（） 7、摆动导杆机构的压力角始终为0°。（） 8、曲柄为原动件的曲柄滑块机构中，曲柄与导路中线垂直的两位置之一，即为最小传动角的位置。（） 9、四杆机构有无止点位置，与何构件为原动机无关。（） 10、极位夹角就是从动件在两个极限位置时的夹角。（） 二、选择题 1、曲柄滑块机构有止点存在时，其主动件为何构件？（） A、曲柄 B、滑块 C、曲柄与滑块均可 2、在摆动导杆机构中，若曲柄为原动件且作等速转动时，其从动导杆作那种运动？（） A、往复变速摆动 B、往复等速摆动 3、四杆机构处于止点时，其传动角γ为多少？（） A、0° B、90° C、0°＜γ＜90° 4、为使机构能顺利通过止点，常采用高速轴上安装什么轮来增大惯性？（） A、齿轮 B、飞轮 C、凸轮 5、曲柄为原动件的对心曲柄滑块机构，其行程速比系数为多少？（） A、大于1 B、小于1 C、等于1 6、对曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，其最小传动角的位置在何处？（） A、曲柄与连杆的两个共线位置之一 B、曲柄与机架的两个共线位置之一 C、摇杆的两个极限位置之一 7、铰链四杆机构ABCD各杆的长度分别为Lab=40mm ，Lbc =90mm，Lcd=55mm，Lad=100mm。若取AB杆为机架，则该机构为何机构？（） A、双摇杆机构 B、双曲柄机构 C、曲柄摇杆机构 《机械设计基础》习题 机械设计部分 目录 8 机械零件设计概论 9 联接 10 齿轮传动 11 蜗杆传动 12 带传动 13 链传动 14 轴 15滑动轴承 16 滚动轴承 17 联轴器、离合器及制动器 18 弹簧 19机械传动系统设计 8机械零件设计概论 思考题 8-1 机械零件设计的基本要求是什么？ 8-2 什么叫失效？机械零件的主要失效形式有几种？各举一例说明。 8-3 什么是设计准则？设计准则的通式是什么？ 8-4 复习材料及热处理问题。复习公差与配合问题。 8-5 什么是零件的工艺性问题？主要包含哪几方面的问题？ 8-6 什么是变应力的循环特性？对称循环应力和脉动循环应力的循环特性为多少？8-7 什么是疲劳强度问题？如何确定疲劳极限和安全系数？ 8-8 主要的摩擦状态有哪四种？ 8-9 磨损过程分几个阶段？常见的磨损有哪几种？ 8-10 常见的润滑油加入方法有哪种？ 9 联 接 思 考 题 9-1 螺纹的主要参数有哪些？螺距与导程有何不同？螺纹升角与哪些参数有关？ 9-2 为什么三角形螺纹多用于联接，而矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹多用于传动？为 什么多线螺纹主要用于传动？ 9-3 螺纹副的自锁条件是什么？理由是什么？ 9-4 试说明螺纹联接的主要类型和特点。 9-5 螺纹联接为什么要预紧？预紧力如何控制？ 9-6 螺纹联接为什么要防松？常见的防松方法有哪些？ 9-7 在紧螺栓联接强度计算中，为何要把螺栓所受的载荷增加30%？ 9-8 试分析比较普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接的特点、失效形式和设计准则。 9-9 简述受轴向工作载荷紧螺栓联接的预紧力和残余预紧力的区别，并说明螺栓工作时所 受的总拉力为什么不等于预紧力和工作载荷之和。 9-10 简述滑动螺旋传动的主要特点及其应用。 9-11 平键联接有哪些失效形式？普通平键的截面尺寸和长度如何确定？ 9-12 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用两个楔键时，相 隔90°～120°，而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？ 9-13 试比较平键和花键的相同点和不同点。 9-14 简述销联接、焊接、粘接、过盈联接、弹性环联接和成形联接的主要特点和应用场合。 习 题 9-1 试证明具有自锁性螺旋传动的效率恒小于50%。 9-2 试计算M24、M24×1.5螺纹的升角，并指出哪种螺纹的自锁性好。 9-3 图示为一升降机构，承受载荷F =150 kN ，采用梯形螺纹，d = 60 mm ，d 2 = 56 mm ，P = 8 mm ，线数n = 3。支撑面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用导向滚轮，它们的摩擦阻力近似为零。试计算： (1)工作台稳定上升时的效率（螺纹副当量摩擦系数为0.10）。 (2)稳定上升时加于螺杆上的力矩。 (3)若工作台以720 mm/min 的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。 (4)欲使工作台在载荷F 作用下等速下降，是否需要制动装置？加于螺杆上的制动力矩是多少？ 题9-3图 题9-4图 题9-5图 9-4 图示起重吊 钩最大起重 量F = 50 kN ，吊钩材 料为35钢。牵曳力F R F F 导向滚轮 齿轮 制动轮 推力球轴承 机械设计基础试题库 第一章绪论机械设计概述 一、判断(每题一分) 1、一部机器可以只含有一个机构,也可以由数个机构组成。……( √ ) 2、机器的传动部分就是完成机器预定的动作,通常处于整个传动的终端。(×) 4、机构就是具有确定相对运动的构件组合。………………………………(√) 5、构件可以由一个零件组成,也可以由几个零件组成。………………(√) 6、整体式连杆就是最小的制造单元,所以它就是零件而不就是构件。……(× ) 7、连杆就是一个构件,也就是一个零件。………………………(√) 8、减速器中的轴、齿轮、箱体都就是通用零件。………………………………(×) 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体就是什么？( B ) A.机构 B.构件 C.部件 D.零件 2、机器与机构的本质区别就是什么？( A ) A.就是否能完成有用的机械功或转换机械能 B.就是否由许多构件组合而成 C.各构件间能否产生相对运动 D.两者没有区别 3、下列哪一点就是构件概念的正确表述？( D ) A.构件就是机器零件组合而成的。 B.构件就是机器的装配单元 C.构件就是机器的制造单元 D.构件就是机器的运动单元 4、下列实物中,哪一种属于专用零件？( B ) A.钉 B.起重吊钩 C.螺母 D.键 5、以下不属于机器的工作部分的就是( D ) A.数控机床的刀架 B.工业机器人的手臂 C.汽车的轮子 D.空气压缩机 三、填空(每空一分) 1、根据功能,一台完整的机器就是由(动力系统 )、(执行系统 )、(传动系统)、(操作控制系统)四部分组成的。车床上的主轴属于( 执行)部分。 2、机械中不可拆卸的基本单元称为(零件 ),它就是( 制造 )的单元体。 3、机械中制造的单元称为( 零件 ),运动的单元称为(构件 ),装配的单元称为(机构)。 4、从( 运动 )观点瞧,机器与机构并无区别,工程上统称为( 机械)。 5、机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。机器工作时,都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。 第二章平面机构的结构分析 一、填空题(每空一分) 2、两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为高副,它产生 1 个约束,而保留 2 个自由度。 3、机构具有确定的相对运动条件就是原动件数等于机构的自由度。 4、在平面机构中若引入一个高副将引入___1__个约束,而引入一个低副将引入_2___个约束,构件数、约束数与机构自由度的关系就是F=3n-2Pl-Ph 。 5、当两构件构成运动副后,仍需保证能产生一定的相对运动,故在平面机构中,每个运动副引入的约束至多为2,至少为 1 。 6、在平面机构中,具有两个约束的运动副就是低副,具有一个约束的运动副就是高副。 7、计算平面机构自由度的公式为F= F=3n-2Pl-Ph ,应用此公式时应注意判断:A、复合铰链,B、局部自由度,C、虚约束。 二、选择题(每空一分) 1、有两个平面机构的自由度都等于1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等于 B 。 A、 0 B、 1 C、 2 2、在机构中原动件数目 B 机构自由度时,该机构具有确定的运动。 A、小于 B、等于 C、大于。 3、计算机构自由度时,若计入虚约束,则机构自由度就会 B 。 A、增多 B、减少 C、不变。 4、构件运动确定的条件就是 C 。 A、自由度大于1 B、自由度大于零 C、自由度等于原动件数。 本章的习题是按旧书的齿形系数Y F求解的，新书需将齿形系数改为复合齿形系数Y FS。 旧书（新书） 10-3（10-3）标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F（Y FS）与什么因素有关？两个直齿圆柱齿轮的模数和齿数分别为m1=20 mm，z1=20；m2=2 mm，z2=20，其（复合）齿形系数是否相等？ 答：标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F（Y FS）与齿轮的齿数有关，而与模数无关。 由于两个直齿圆柱齿轮的齿数相等，故其（复合）齿形系数是相等的。 10-7（10-6）有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率P，若通过热处理 方法提高材料的力学性能，使大小齿轮的许用接触应力[σH2]、[σH1]各提高30％，试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几？ 解：由齿轮接触疲劳强度条件 当大小齿轮的许用接触应力提高30％时，即，在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，有 得： 故允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高69％。 10-8（10-7）单级闭式直齿圆柱齿轮传动，小齿轮的材料为45钢调质， 大齿轮材料为ZG310-570正火，P= 4 kW，n1=720 r/min，m=4 mm，z =25，z 2 =73，b1=84 mm，b2 =78 mm，单向传动，载荷有中等冲击，1 用电动机驱动，试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。 解：⑴齿轮材料的许用应力 由表10-1查得小齿轮材料45钢调质，齿面硬度230HBS；大齿轮ZG310-570正火，齿面硬度180HBS，齿轮的材料为软齿面齿轮。 分别查图10-6及图 10-7得 σ Hlim1=570 MPa，σHlim2 =370 MPa σ Flim1=190 MPa，σ Flim2=130 MPa 由表10-5，取S H =1，S F =1.3，得 ⑵核验齿面接触疲劳强度 取载荷系数K=1.4，齿数比， 作用在小齿轮上的转矩T1陈立德版机械设计基础第10、11章课后题答案
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