《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。
3、运动副按接触性质分：低副和高副。
⑴低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
①转动副：组成运动副的两构件只能在平面内相对转动，这种运动副称为转动副，或称铰链。 ②移动副：组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动，这种运动副称为移动副。 ⑵高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 4、机构中构件的分类：
⑴固定构件（机架）——用来支承活动构件（运动构件）的构件。 ⑵原动件（主动件）——运动规律已知的活动构件。 ⑶从动件 ——机构中随原动件运动而运动的其余活动构件。 5、平面自由度计算公式—— H L P P n F --=23 6、机构具有确定运动的条件
机构自由度F >0，且F 等于原动件数 7、自由度计算注意事项
⑴复合铰链——两个以上构件同时在一处用转动副相连接。K 个构件汇交而成的复合铰链具有（K-1）个转动副。
⑵局部自由度——与输出构件运动无关的自由度。 ⑶虚约束——重复而对机构不起限制作用的约束。 8、速度瞬心——两刚体上绝对速度相同的重合点 瞬心数—— 2
)
1(-=
K K N 9、三心定理——作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。
作业：1-5，6，7，8，9，10，11，12
第二章 平面连杆机构
1、定义：平面连杆机构是由若干构件用低副（转动副、移动副）连接组成的平面机构。
2、铰链四杆机构
全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构。
机构的固定构件称为机架；与机架用转动副相连接的构件称为连架杆；不与机架直接连接的构件称为连杆；与机架组成整转副的连架杆称为曲柄；与机架组成摆动副的连架杆称为摇杆 铰链四杆机构的三种基本型式：曲柄摇杆机构；双曲柄机构；双摇杆机构
3、铰链四杆机构有整转副的条件①最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和 ②整转副是由最短杆与其邻边组成的
选择哪一个杆为机架判断是否存在曲柄：
①取最短杆为机架时，机架上由两个整转副，故得双曲柄机构；
②取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构； ③取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副故得双摇杆机构 4、* 急回特性
行程速度变化系数K 、极位夹角θ，θ越大，K 越大，急回运动的性质也越显著。
* 180=θ°
1
1
+-K K 5、压力角与传动角
作用在从动件上的驱动力F 与该力作用点绝对速度c v 之间所夹的锐角α称为压力角；压力角α的余角γ称为传动角。
压力角α越小，传动角γ越大，有效分力就越大，机构传力性能越好。 传动角min γ的下限： min γ≥ 40°。
用来衡量机构的传力性能。
6、死点位置：机构的传动角为零的位置称为死点位置。
7、按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构 曲柄摇杆机构：
已知条件：摇杆长度3l 、摆角ψ和行程速度变化系数K 设计步骤 图2-27 （P33）
⑴由给定的行程速度变化系数K ，求出极位夹角θ
⑵任选固定铰链中心D 的位置，由摇杆长度3l 和摆角ψ，作出摇杆两个极限位置D C 1和D C 2 ⑶连接1C 和2C ，并作M C 1垂直于21C C
⑷作N C C 21∠=90°-θ，N C 2 与M C 1相交于P 点，θ=∠21PC C
⑸作△21C PC 的外接圆，在此圆周（弧21C C 和弧EF 除外）上任取一点A 作为曲柄的固定铰链中心。连1AC 和2AC ，因同以圆弧的圆周角相等，故θ=∠=∠2121PC C AC C
⑹因极限位置处曲柄与连杆共线，故1AC =2l -1l ，2AC =2l +1l ，从而得到曲柄长度1l =（2AC -1AC ）/2，连杆长度2l =（2AC +1AC ）/2。由图得AD=4l
作业：2-1，3，6，7，10
第三章 凸轮机构
1、凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。
2、凸轮分类
按形状：盘形凸轮；移动凸轮；圆柱凸轮
按从动件的型式：尖顶从动件；滚子从动件；平底从动件 3、* 从动件运动规律 （图3-5）
推程：当凸轮以ω等角速顺时针方向回转φ时，从动件尖顶被凸轮轮廓推动，以一定运动规律由离回转中心
最近位置A 到达最远位置'
B ，这个过程称为推程。 推程运动角：与推程对应的凸轮转角φ
远休止角：当凸轮继续回转s φ时，以O 点为中心的圆弧BC 与尖顶相作用，从动件在最远位置停留不动，s φ称为远休止角。
回程：凸轮继续回转‘
φ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，这个过程称为回程，‘
φ称为回程运动角。
近休止角：凸轮继续回转'
s φ时，以O 点为中心的圆弧DA 与尖顶相作用，从动件在最近位置停留不动，'
s φ称为近休止角。
4、刚性冲击：从动件推程作等速运动，运动开始和终止时，速度和加速度产生巨大突变，由此产生的巨大惯性力导致的强烈冲击称为刚性冲击。
柔性冲击：简谐运动在运动开始和终止时，加速度的变化量和产生的冲击都是有限的，这种有限冲击称为柔性冲击。
5、①等速运动：位移图为斜直线，速度线图为水平直线，因从动件速度突变，适合强大冲击力，刚性冲击，不宜单独使用。
②简谐运动：点在圆周上运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动称为简谐运动。在高速运动时会产生危害，适用于中低速凸轮。③正弦加速度：其位移为摆动在轴线上的投影，加工精度较高。 6、压力角：接触轮廓法线与从动件速度方向所夹的锐角
压力角计算公式： 2
20
tan e
r s e d d s
-++=
?α
基圆半径0r 减小会引起压力角增大。
e 为从动件导路偏离凸轮回转中心的距离，称为偏距。 7、图解法设计凸轮轮廓 作业：3-1，2，4
第四章 齿轮机构
0、齿轮的分类
1、齿轮机构主要优点：使用的圆周速度和功率范围广；效率较高；传动比稳定；寿命长；工作可靠性高；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。
缺点：要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜于远距离两轴之间的传动。 2、齿廓实现定角速比传动的条件
齿轮传动的基本要求：瞬时角速度之比必须保持不变
欲使两齿轮保持定角速度比，不论齿廓在任何位置接触，过接触点所作的齿廓公线都必须与连心线交于一定点。
C
O C
O 1221=ωω 3、渐开线的特性
当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任意一点的轨迹称为该圆的渐开线，这个圆称为渐开线的基圆，该直线称为发生线。
* 弧长等于发生线；基圆切线是法线；曲线形状随基圆；基圆内无渐开线
4、渐开线齿廓满足定角速比要求 1
2
'1'22121b b r r r r n n i =
===ωω 5、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸
齿槽宽e ；齿厚s ；齿距p ；齿宽b ；齿顶高a h ；齿跟高f h ；模数m ；压力角α；顶隙c 常用公式：
m e s p π=+=；mz p
d ==
π
；f a h h h +=；a a h d d 2+=；f f h d d 2-=；
m h h a a *=； m c h h a f )(**
+=
分度圆上 2
2m
p e s π=
=
=； 基圆直径：αcos d d b = 6、正确啮合条件 m m m ==21； ααα==21；
渐开线齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角必须分别相等。 7、一对标准齿轮分度圆相切时的中心距称为标准中心距，以a 表示 即： )(2
2121'
2'
1z z m
r r r r a +=+=+= 顶隙c a f h h m c c -==* 8、重合度ε
齿轮连续传动的条件： 齿合点间距
实际齿合线段
==
EK AE ε > 1 ε值愈大，齿轮平均受力愈小，传动愈平稳。 9、切齿方法
⑴成形法：成形法是用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形。
⑵范成法：范成法是利用一对齿轮互相齿合时，其共轭齿廓互为包络线的原理切齿的。如果把其中一个齿轮（或齿条）做成刀具，就可以切出与它共轭的渐开线齿廓。
10、根切定义：若刀具齿顶线超过齿合线的极限点1N ，则由基圆之内无渐开线的性质可知，超过1N 的刀刃不仅不能范成渐开线齿廓，而且会将根部已加工出的渐开线切去一部分，这种现象称为根切。
根切使齿根消弱，严重时还会减小重合度，应当避免。 11、标准齿轮最少齿数17min ≥z 12、变位齿轮优缺点：
①可采用min 1z z ≤的小齿轮，仍不根切，使结构更紧凑；②改善小齿轮的磨损情况；
③相对提高承载能力，使大小齿轮强度趋于接近。④没有互换性，必须成对使用，e 略有减小。 13、斜齿轮基本尺寸的计算。
14、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。作业：4-1，2，4，5
第五章 轮系
1、轮系的定义
一系列齿轮相互啮合组成的传动系统统称为轮系。 2、轮系的分类
（1）定轴轮系。轮系中各个齿轮的回转轴线的位置是固定的。
（2）周转轮系。轮系中至少有一个齿轮的回转轴线的位置是不固定的，绕着其它构件旋转。周转轮系中的主要构件有：
（a ）行星轮。在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，即既作自传又作公转的齿轮，称为行星轮； （b ）行星架。支撑行星架既作自传又作公转的构件。又称为转臂。
（c ）中心轮。轴线位置固定的齿轮称为中心轮或太阳轮。 其中，行星架与中心轮的几何轴线必须重合。 根据轮系的自由度可将周转轮系分为：差动轮系，机构自由度为2；行星轮系，机构自由度为1 。 3、定轴轮系的传动比计算 （1）定轴轮系方向判断
当首末两轮的轴线相平行时，两轮转向的异同可用传动比的正负表示。两轮转向相同时，传动比为“+”；两轮转向相反时，传动比为“-”。
如果首末轮转向不同，则只能计算传动比的大小，首末两轮的转向用箭头表示。画箭头时有以下原则： （a ）外啮合齿轮：两箭头相对或相背。（b ）内啮合齿轮，两箭头同向。 （c ）圆锥齿轮：两箭头同时指向节点或同时背离节点。
（d ）蜗杆传动：左手或右手定则——右旋蜗杆左手握，左旋蜗杆右手握，四指1ω（蜗杆），拇指2ω（蜗轮）。 （e ）同轴齿轮：两箭头同向。 （2）、传动比
对于所有齿轮轴线都平行的定轴轮系，也可以按照轮系中外啮合齿轮的对数（m ）来确定传动比为“+”或为“-”。
'
'')1(32143211......z 1K 1K 1)1(--=-==
k K m
m K K z z z z z z z n n i ）
（积间所有主动轮齿数的乘至轮轮积间所有从动轮齿数的乘至轮轮 4、周转轮系传动比的计算
周转轮系传动比的计算基本原则是给整个机构加上“H n -”，将其转化为定轴轮系，按照定轴轮系传动比的计算方法计算。 ）所有主动轮齿数的乘积至转化轮系从）所有从动轮齿数的乘积至转化轮系从K G (...K G (...)()
1()1()1()(-++--+=--==K G G K G K G K H K H
G H K H
G H
GK
z z z z z z n n n n n n i
注：起始主动轮G 和最末从动轮K 转向相同时，i 为正，相反时为负。转化轮系中G 和K 的转向，用画箭
头的方法判定。
5、复合轮系传动比的计算
分解复合轮系的关键在于正确找出各个基本的周转轮系。找周转轮系的一般步骤如下： （1） 找行星轮，即找轴线位置不确定的齿轮。 （2） 确定行星架，即支撑行星轮运转的构件。
（3） 找中心轮，即直接与行星轮相啮合的定轴轮系。 将周转轮系分出来后，剩下的就是定轴轮系了。
重点内容：定轴轮系/周转轮系/简单的复合轮系的传动比的计算（包括传动比的数值计算及轮子的转向）。
作业：5-2，4，8，9，10
第九章 机械零件设计概论
1、机械设计应满足的要求
①满足预期功能②性能好 效率高 成本低③操作方便 维修简单 造型美观④在预定使用期限内安全可靠 2、⑴失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。
⑵工作能力：在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度，称为工作能力。 当对荷载而言时又称承载能力。
3、⑴零件的失效原因：断裂或塑性变形；过大的弹性形变；工作表面的过度磨损或损伤；发生强烈的振动；连接的松弛；摩擦传动的打滑.
⑵零件的失效形式：强度，刚度，耐磨性，稳定性和温度的影响 4、材料强度：
材料在受力时抵抗塑性变形和断裂的能力，称为材料强度。 材料的刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。 5、静应力下的许用应力：①断裂：取材料的屈服极限S σ作为极限应力，故许用应力为 S
S
σσ=
][
②塑性变形:取强度极限B σ作为极限应力，故许用应力为 S
B
σσ=
][
6、变应力的分类：具有周期性的变应力称为循环变应力（一般情况下均为非对称循环变应力）。下面是两种特殊的循环变应力：
①当min max σσ-=时，循环特性1m ax
m in
-=
σσr ，称为对称循环变应力 ②当0,0min max ≠≠σσ时，循环特性r=0，称为脉动循环变应力 7、变应力下的许用应力 （失效形式为疲劳断裂） ⑴疲劳曲线
①表示应力σ与循环次数N 之间的关系曲线称为疲劳曲线。
②0N 称为应力循环基数，对应于0N 的应力称为材料的疲劳极限，用1-σ表示材料在对称循环应力下的弯曲疲劳极限③循环次数N 的弯曲疲劳极限
10
11---==σσσN m
N k N
N 式中：N k ——寿命系数，当N 0N ≥时，N k =1
⑵影响机械零件疲劳强度的主要因素
①应力集中的影响②绝对尺寸的影响③表面状态的影响 ⑶许用应力
在变应力下确定许用应力，应取材料的疲劳极限作为极限应力。 当应力是对称循环变化时，许用应力为：S
k σσβσεσ1
1][--=
当应力是脉冲循环变化时，许用应力为：S
k σσβσεσ0
0][=
式中：S ——安全系数；
0σ——材料脉动循环疲劳极限以上所述为“无限寿命”下零件的许用应力。
8、安全系数（了解）
安全系数取得过大，结构笨重；过小，可能不够安全。
9、接触应力：若两个零件在受载前是点接触或线接触，受载后，由于变形其接触面处为一个面积，通常此面积甚小而表面产生的局部应力却很大，这种应力称为接触应力。这时零件的强度称为接触强度。
10、疲劳点蚀:在载荷重复作用下，首先产生初始疲劳裂纹，然后裂纹逐渐扩展，终于使表面金属呈小片剥落下来而在零件表面形成一些小坑，这种现象称为疲劳点蚀。 11、表9-1，常用材料的牌号和名称。
第10章 连接
§10-1螺纹参数 ● 螺纹的分类
1.按照平面图形的形状分为: 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
2.按照螺旋线的旋向分为: 左旋螺纹 右旋螺纹
3.按照螺旋线的数目分为: 单线螺纹 等距排列的多线螺纹
4.按照母体形状分为: 圆柱螺纹 圆锥螺纹 ● 螺纹旋向的判定: 将轴线垂直放置.看其螺旋线,左边高即为左旋,右边高则为右旋. ● 为了制造方便 螺纹的线数一般不超过4. ● 大径又成为: 公称直径 ● 在计算螺纹强度的时候用: 小径
● 螺距P 定义: 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离.
● 导程S 定义: 同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离. S = nP. (n 为螺旋线数) ● 螺纹升角定义: 在中径d 圆柱上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角. 计算公式: tan Ψ=nP/πd. §10-2螺旋副的受力分析.效率和自锁
● 自锁的定义: 把水平推动力F 撤掉以后,零件能保持在原来的地方不动.
● 螺纹自锁的条件: Ψ≤ρ(对于矩形螺纹ρ为摩擦角,对于非矩形螺纹ρ为当量摩擦角ρ′) ● 螺纹副效率最高的螺纹升角为: Ψ=45°–ρ′/2
● 由于过大的螺纹升角制造困难,且效率增高也不显著,所以一般Ψ角不大于25°. §10-3机械制造常用螺纹
● 普通螺纹: 牙型角60°大径d 为公称直径
● 细牙螺纹的特点: 优点: 升角小,小径大,自锁性能好,强度高;缺点: 不耐磨,易滑扣.
● 螺纹标记示例: M24(粗牙普通螺纹,直径24,螺距3) M24×1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5) 详细数据见教材P137表10-1 §10-4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件
● 螺纹连接的基本类型有: 螺栓连接 螺钉连接 双头螺柱连接 紧定螺钉连接 ● 螺纹紧固件有: 螺栓 双头螺柱 螺母 垫圈
● 垫圈的作用是: 增加被连接件的支承面积以减小接触处的挤压应力和避免拧紧螺母时擦伤被连接件的表
面.
§10-5螺纹连接的预紧和防松
● 螺纹连接预紧的目的是: 影响螺纹连接的可靠性﹑强度和密封性均有很大的影响.
● 螺纹连接为什么要防松: 因为螺纹副在冲击﹑震动和变载的作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,连接有可
能脱松.高温的螺纹连接,由于温度变形差异等原因,也可能脱松,因此必须考虑防松.
● 常用的防松方法: 1.利用附加摩擦力防松 2.采用专门的防松元件防松 3.其它防松方法:冲点法防松和粘合
法防松.
§10-6螺栓连接的强度计算
● 螺栓的主要失效形式有: 1.螺栓杆拉断; 2.螺纹的压溃和剪断; 3.经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象. ● 螺栓连接的计算主要是确定: 螺纹小径. ● 松螺栓连接的强度条件: ][4
2
1σπσ≤=
d F a
● 紧螺栓连接：螺栓螺纹部分的强度条件：mf
CF
F F a ≥
=0 受横向载荷的螺栓强度 其所需的预紧力 Fo ——预紧力.C ——可靠性系数,通常取C=1.1-1.3. m ——接合面数目.f ——接合面摩擦系数.
● 受横向载荷的铰制孔螺栓连接由于预紧力很小,一般不予考虑.其受力主要是剪切和挤压应力,故可按剪切
和挤压进行强度核算. 强度条件如下：
][4
20τπτ≤=
d m F ][0p p
d F
σδσ≤= 压力容器上螺栓承受的总载荷：4
*
2
D P π (P 单位兆帕,D 单位毫米)
● 螺栓的拉伸总载荷： E E R E a F F F F F 8.1+=+=
● 为保证容器接合面密封可靠,允许的螺栓最大间距l=πDo/z ， l ≤7d (当p ≤1.6MPa 时) l ≤4.5d (当p=1.6-10MPa 时) l ≤(4-3)d (当p=10-30MPa 时) §10-7螺栓的材料和许用应力
● 螺栓﹑螺钉﹑螺柱的力学性能等级及及许用应力P147表10-5表10-6 ● 螺纹连接的安全系数S P148表10-7
● 确定螺栓连接及其分布步骤: 1.确定螺栓工作载荷. 2.确定螺栓总拉伸载荷. 3.确定螺栓公称直径. 4.
确定螺栓分布.见P148例10-4 §10-8提高螺栓连接强度的措施
● 提高螺栓连接强度的措施有: 1.降低螺栓总拉伸载荷Fa 的变化范围. 2.改善螺纹牙间的载荷分布. 3.减
小应力集中. 4.避免或减小附加应力. §10-9螺旋传动
● 螺旋传动的用途: 用来把回转运动变为直线运动. ● 螺旋传动的分类: 1.传力螺旋 2.传导螺旋 3.调整螺旋
●螺旋传动的主要失效形式: 磨损.
●连接用螺纹和传动用螺纹的差别
§10-11键连接和花键连接
●键的作用: 用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递转矩.有些类型的键还可以实现轴上零件的轴向固定
或轴向移动.
●普通平键和楔键的工作面有何不同:平键的两侧面是工作面.楔键的上下面是工作面.
§10-12销连接
●销的主要用途是: 固定零件之间的相互位置,并可传递不大的载荷.作业：10-2，5，8，10
第十一章齿轮传动
1、齿轮传动是传递运动和动力
⑴闭式传动：可以保持良好的润滑和工作条件
⑵开始传动：不能保持良好的润滑和工作条件，只适宜用于低速转动
2、齿轮的失效形式
⑴齿轮折断（由齿根弯曲应力引起）
①过载折断：短暂意外的严重过载
②疲劳折断：多次重复、齿根先产生疲劳裂纹
⑵齿面点蚀：首先出现在齿根表面靠近节线处。抗点蚀能力与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力越强。
⑶齿面胶合：发生在齿顶齿根等相对速度较大处。沟纹：较软齿面，沿滑动方向。齿面硬度越高、粗糙度值越低、抗胶合能力越强。
⑷齿面磨损：通常由磨粒磨损和跑合磨损两种⑸齿面塑性变形（过载严重，启动频繁）
3、热处理
⑴表面淬火：淬火后可不磨损，齿面接触强度高，耐磨性好，能承受一定的冲击载荷。有高频淬火和火焰淬火等。
⑵渗碳淬火：淬火后要磨齿，齿面接触强度高耐磨性好，常用于冲击载荷的传动。
⑶调质：硬度不高，精切齿形，易于跑合。
⑷正火：消除内应力，细化晶粒，改善力学性能和切削性能。
⑸渗氮：适用于难以磨齿的场合，如内齿轮，不适于受冲击载荷产生严重磨损的场合。
6、直齿圆柱齿轮接触强度/弯曲强度的计算。作业：11-7，9，15，16
第十二章涡轮传动
1、蜗杆传动由蜗杆和涡轮组成，用于传递交错轴之间的回转运动和动力，传动中一般蜗杆是主动件。
2、蜗杆传动的主要优点：能得到很大的传动比，结构紧凑，传动平稳和噪声较小。
3、蜗杆分类：圆柱蜗杆和环面蜗杆
4、中间平面：通过蜗杆轴线并垂直涡轮轴线的平面
5、涡轮蜗杆正确齿合的条件：蜗杆轴向模数1a m 和轴向压力角1a α应分别等于涡轮端面模数2t m 和端面压力角
2t α
即：m m m t a ==21 21t a αα= 压力角标准值为20°. 6、蜗杆传动的传动比：i=
1
212z z
n n = 为了避免涡轮轮齿发生根切，2z 不应少于26，但也不应大于80. 7、蜗杆分度圆柱上的螺旋线导程角 q z d m z d p z x 11111tan ===
πγ 蜗杆直径系数：m
d
q 1= 8、滑动速度 γ
cos 1
2
221v v v v s =
+= s m 方向：沿蜗杆螺旋线方向 9、中心距a 标准传动计算：)(5.0)(5.0221z q m d d a +=+= 10、蜗杆传动的主要失效形式：胶合，点蚀，磨损 斜齿圆锥齿轮 直齿圆锥齿轮
涡轮蜗杆机构 径 向 力 指向各自的轴心
对两轮都是垂直指向齿轮轴线
指向各自的轴心
圆 周 力 主动轮上与运动方向相同
从动轮上与运动方向相反
主动轮上与运动方向相反 从动轮上与运动方向相同
判断蜗杆轴向力（左右手定则），由蜗杆轴向力
1a F 大小等于涡轮轴向
力2t F 方向相反，判断出涡轮轴向力，既而知道涡轮转向;或根据蜗杆原州里1t F 大小等于涡轮轴向力2a F 方向相反，可相互判断方向
轴 向力
根据主动轮的旋向，左 （右）手左（右）手旋， 握住轴线，四指指向主 动轮转动方向，大拇指即为主动轮轴向力方向
对两轮都是由小端指向大端 图
作业：12-2，3
第十三章 带传动和链传动
1、带传动的类型：平带、V 带、特殊截面带、同步带
2、包角——带被张紧时，带与带轮接触弧所对的中心角称为包角， a
d d 1
2-+
=πα rad 或 180=α°+
a
d d 1
2-×57.3° “+”号用于大轮包角2α，“-”号用于小轮包角1α
中心距——当带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离a 称为中心距。 3、带传动受力分析
绕进主动轮的一边，拉力由0F 增加到1F ，称为紧边，1F 为紧边拉力；另一边带的拉力由0F 减为2F ，称为松边，2F 称为松边拉力。
紧边拉力增加量1F -0F 等于松边拉力减少量0F -2F 即
)(2
1
210F F F +=
两边拉力之差称为带传动的有效力，也就是带所传递的圆周力F 即
F = 1F - 2F
圆周力F （N ）、带速v(s m )和传递功率P （kW ）的关系：
1000
Fv
P =
4、打滑——若带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带轮将发显著的相对滑动，
这种现象称为打滑。 5、带的应力分析
紧边拉应力 A
F 1
1=
σ MPa 松边拉应力 A
F 2
2=
σ MPa 离心拉应力 A
qv A F c c 2
==σ MPa 弯曲应力 d
yE
b 2=
σ MPa 最大应力 c b σσσσ++=11max 应力循环总次数： N = 3 600kT L
v
k 为带轮数，一般k = 2 6、弹性滑动
弹性滑动是由紧、松边拉力差引起的，不可避免； 打滑是指由过载引起的全面滑动，应当避免。 主动轮1000
*601
11n d v π=
s m ； 从动轮1000
*602
22n d v π=
s m
传动中由于带的滑动引起的从动轮圆周速度的降低率称为滑动率ε，即 1
12
211121n d n d n d v v v -=-=
ε 7、传动比 )1(1221ε-==
d d n n i 或从动轮的转速 2
112)
1(d d n n ε-= 8、V 带传动的计算（作业：13-5） 9、V 带轮的结构作业：13-5
第十四章 轴
1、轴的功用和类型 ⑴按承受载荷不同分
转轴：既传递转矩又承受弯矩；
传动轴：只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小； 心轴：只承受弯矩而不传递转矩。 ⑵按轴线的形状分 直轴；曲轴；挠性钢丝轴 2、轴的强度计算
（1）按扭转强度计算；（2）按弯扭合成强度计算。（作业：14-6）作业：14-1，6
第十五章 滑动轴承
1、轴承的功用：支承轴及轴上的零件，并保持轴的旋转精度；减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。 轴承分为滚动轴承和滑动轴承。
2、摩擦状态
干摩擦;边界摩擦；液体摩擦 3、滑动轴承的结构型式
向心滑动轴承——又称径向滑动轴承，主要承受径向载荷。 推力滑动轴承——承受轴向载荷。
第十六章 滚动轴承
1、接触角——滚动体与外圈接触的法线与垂直轴承轴心的平面之间的夹角称为公称接触角，简称接触角。 接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力也越大。
2、轴承种类
*⑴按载荷大小和方向分
①向心轴承：径向接触轴承（ 0=α°）向心角接触轴承（ 450≤<α°） ②推力轴承：推力角接触轴承（ 45°90≤<α°）轴向接触轴承（ α=90°）
⑵按滚动体形状
①球轴承②滚子轴承：圆柱滚子；圆锥滚子;球面滚子；滚针⑶按滚动体列数：半列；双列；多列
4、滚动轴承的代号 表16-4 ；表16-5 ；表16-6 ；表16-7例16-1 P276
调心球轴承
1
中
2°～ 3° 能自动调心，适用于
多支点和弯曲刚度不足的轴
圆锥滚子轴承
3
中
2’
能同时承受较大的径向载荷和轴向载荷，刚性较大的轴
推力球轴承
5
低
不允许
只能承受载荷作用线与轴线重合的轴向载荷，转速不高
深沟球轴承
6
高
8’～16’ 主要承受径向载荷，
也可同时承受一定量的轴向载荷
角接触轴承 7 高 2’～10’ 能同时承受径向、轴
向载荷
圆柱滚子轴承
N
高
2’～4’
能承受较大的径向载荷，不能承受轴向载荷
6、滚动轴承的失效形式：疲劳破坏；永久变形
7、轴承寿命——轴承的一个套圈或滚动体的材料出现第一个疲劳扩展迹象前，一个套圈相对于另一个套圈的总转数，或在磨一转速下的工作小时数，称为轴承的寿命。
8、可靠度——一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分率，称为轴承寿命的可靠度，用R 表示。
9、基本额定寿命——90﹪的轴承在发生疲劳点蚀前能达到或超过的寿命，用L 表示。对单个轴承，能达到或超过此寿命的概率为90﹪
10、 * ε)(60106P f C f n L p t h = h 或 ε16)10
60(h t p L n f P f C = N
C ——基本额定动载荷：对向心轴承为径向基本额定动载荷，记作r C ； 对推力轴承为轴向基本额定动载荷，记作a C
ε——寿命指数，对球轴承ε=3，对滚子轴承ε=
3
10
t f ——温度系数；p f ——载荷系数
11、当量动载荷
含义：当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响经换算后的假想载荷，其效果与某一个基本额定动载荷相当。
a r YF XF P +=
12、* 相对安装
外圈窄边相对为正装；外圈宽边相对为反装。
向心推力轴承所受轴向力F a 的计算方法也可以归纳为：
就一个支点的轴承而言，对比其本身内部轴向力与外加轴向力（另一支点的内部轴向力与外加轴向力
之合力），其较大者为该轴承的轴向力。
放松端轴承的轴向载荷等于它本身的内部轴向力；
压紧端轴承的轴向载荷等于除本身内部轴向力外其余轴向力的代数和。
13、润滑的主要目的是减少摩擦与减轻磨损；
密封的目的是防止防尘、水分等进入轴承，并阻止润滑剂的流失。
作业：16-1，4，6
第十七章联轴器、离合器和制动器
1、联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的连接，使它们一起回转并传递转矩。
使用联轴器要拆卸才能分离两轴；离合器可以在机器工作中方便地使两轴分离或接合。
2、联轴器分刚性和弹性
⑴刚性——由刚性传力件组成，分为固定式和可移式
①固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移；
②可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移
⑵弹性——包含弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并能吸收振动和缓和冲击的能力。
3、常用离合器的类型：牙嵌式离合器、摩擦式离合器、电磁离合器和自动离合器。
《机械设计基础》实验
《机械设计基础》实验 实验归属：课内实验 课程编码：0BH01207 课程性质：专业基础课 实验学时：8 适用专业：工业工程 一、实验教学的地位、任务及作用 实验教学是本课程教学体系的重要组成部分，是对学生进行科学试验训练、使学生对所学理论知识强化音响、深化理解并从中传授实用仪器设备、探索试验科学理论的基本方法。实验与工程实践教学，是培养学生实践能力和创新能力，提高学生综合素质的重要环节。 二、实验教学的目的及学生应达到的实验能力标准 通过实验课使学生获得实验技能和科研能力的基本训练，提高学生观察分析事物和动手解决问题的能力，使学生养成实事求是和严肃认真的科学作风，巩固、深化和验证课堂教学中掌握的机械设计基本理论和方法。 三、实验内容及基本要求 序号 实验项目名称 学 时 实验内容与要求 必开 / 选开 1 机构运动简图绘 制与结构认识实 验 2 绘制插齿机、小型冲床、油泵模型、摆动导杆机构、内燃机模型、 缝纫机的机针机构、缝纫机的脚踏驱动机构、缝鞋机的机针机构、 机车驱动机构等机构的机构运动简图，并计算自由度，分析机构 的运动，机构的组成，了解组成机构需要的各种结构。 必开 2 渐开线齿轮范成 实验 2 在一张图上，一半画标准齿轮的范成图，另一半画变位齿轮的范 成图；并计算所画的标准齿轮和变位齿轮的基本参数，并分析实 验结果。 必开 3 带传动实验 2 测定带传动主、从动轮的转速n1、n2，测定带传动主、从动轮的 转转矩T1、T2，绘制带传动的滑动率和效率随带传动负载的变化 测定带传动主、从动轮的转速曲线，分析带传动的涨紧力对这些 曲线的影响。 必开 4 轴系结构测绘与 分析实验 2 分析和测绘轴系模型，明确轴系结构设计需要满足的要求（固定 与定位要求，装拆要求，调整要求，加工工艺性要求等），画两种 轴系的结构装配图。 必开四、主要设备与器材配置 主要设备有用于测绘与分析的机构25个：缝纫机，插齿机，抛光机，牛头刨床，颚式 破碎机，机械手腕部机构，制动机构，急回简易冲床，步进输送机，假支膝关节机构，装订 机机构，铆机机构等；齿轮范成仪10个；插齿演示机一台 ；用于齿轮参数的测定与分析的 齿轮啮合对12个；机构运动参数测定实验台两台；机械原理陈列柜一套；带传动实验机三 台；拆装减速器8种：单级直齿圆柱齿轮减速器，单级斜齿圆柱齿轮减速器，单级直齿圆锥 齿轮减速器，双级同轴式圆柱齿轮减速器，双级展开式圆柱齿轮减速器，双级分流式圆柱齿
机械设计基础题库及答案(徐刚涛全)
《机械设计基础》习题与答案 目录 第1章绪论 第2章平面机构的结构分析 第3章平面连杆机构 第4章凸轮机构 第5章间歇运动机构 第6章螺纹联接和螺旋传动 第7章带传动 第8章链传动 第9章齿轮传动 第10章蜗杆传动 第11章齿轮系 第12章轴与轮毂连接 第13章轴承 第14章联轴器、离合器和制动器 第15章回转体的平衡和机器的调速
第1章绪论 思考题 1．机器、机构与机械有什么区别？各举出两个实例。 2．机器具有哪些共同的特征？如何理解这些特征？ 3．零件与构件有什么区别？并用实例说明。举出多个常用的通用机械零件。 答：1、机器：①人为的实物组合体； ②每个运动单元（构件）间具有确定的相对运动； ③能实现能量、信息等的传递或转换，代替或减轻人类的劳动； 实例：汽车、机床。 机构：①人为的实物组合体； ②每个运动单元（构件）间具有确定的相对运动； 实例：齿轮机构、曲柄滑块机构。 机械是机器和机构的总称。 机构与机器的区别在于：机构只用于传递运动和力，机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能或完成有用的机械功； 2、同上。 3、零件是机械制造的的最小单元体，是不可拆分的，构件是机械运动的最小单元体它有可能是单一的一个零件，也有可能是若干个零件组合而成，内燃机中的连杆，就是由连杆体1、连杆盖2、轴套3、轴瓦 4、螺杆5和螺母6等零件联接而成的，在制造中几个零件分别加工，装配成连杆后整体运动。通用零件，如齿轮、轴、螺母、销、键等。 第2章平面机构的结构分析 一、填空题 1、两构件通过面接触所构成的运动副称为低副，其具有2约束。 2、机构具有确定相对运动的条件是主动件数目=自由度。 3、4个构件在同一处以转动副相联，则此处有3个转动副。 4、机构中不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。 答：1.低副、2. 2. 主动件数目=自由度 3. 3 4．虚约束 二、综合题 1、计算下图所示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由 度、虚约束请明确指出。
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。
机械设计基础考试题库及答案汇总
一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑 性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。×
机械设计基础
一·观察外形及外部结构 1.减速器起吊装置,定位销,起盖螺钉,油标,油塞各起什么作用？布置在什么位置？ 答：起吊装置为了便于吊运。在箱体上设置有起吊装置箱盖上的起吊孔用于提升箱盖箱座上的吊钩用于提升整个减速器。 定位销为安装方便。箱座和箱盖用圆锥定位销定位并用螺栓连接固紧起。 盖螺钉为了便于揭开箱盖。常在箱盖凸缘上装有起盖螺钉。 油标为了便于检查箱内油面高低。箱座上设有油标。 油塞是用来放油的，把旧的油放出来。所以油塞的位置都是靠在最下方的。2.箱体,箱盖上为什么要设计筋板?筋板的作用是什么,如何布置？ 答：为保证壳体的强度、刚度，减小壳体的厚度。一般是在两轴安装轴承的上下对称位置分别布置。 3.轴承座两侧连接螺栓如何布置,支撑螺栓的凸台高度及空间尺寸如何确定？答：轴承旁边地突台要考虑凸台半径和凸台高度两个参数。 凸台半径和安装轴承旁螺栓的箱体凸缘半径相等； 凸台高度要根据低速轴轴承座外径和螺栓扳手空间的要求来确定，大小等于沉头座直径加上2.5倍的轴承盖螺栓直径 5.箱盖上为什么要设计铭牌？其目的是什么？铭牌中有什么内容？ 主要记载有产家名号、产品的额定技术数据等，中文铭牌上所采用的文字符号应一律使用中国法定的标准，进口产品投放市场需要备中文名牌的也应照此办理 二·拆卸观察孔盖 1.观察孔起什么作用?应布置在什么位置及设计多大才适宜的? 答：通过观察孔可以观察齿轮的啮合情况，并可以向箱体内加润滑油。 应设置在箱盖顶部适当位置；尺寸以便于观察传动件啮合区位置为宜，并允许手进入箱体检查磨损情况。 2.观察孔盖上为什么要设计通气孔？孔的位置为何确定？ 答：通气孔可以调节由于高速运转生热膨胀造成的内外压强差。设置在观察盖上或箱体顶部。 三·拆卸箱盖 1.再用扳手拧紧或松开螺栓螺母时扳手至少要旋转多少度才能松紧螺母，这与 螺栓到外箱壁间的距离有何关系？设计时距离应如何确定？ 答：60度
机械设计基础实验(一)
实验一机构的认知及运动简图的绘制实验 一、实验目的 1、了解常用基本机构的结构特点、主要类型及应用实例。增强对机构与机器的感性认识。 2、了解机械运动简图与实际机械结构的区别，掌握根据实际机械或模型绘制机构运动简图的技能和正确标注运动尺寸。 3、进一步加深理解机构的组成原理和机构自由度的含义，掌握机构自由度的计算方法及其具有确定运动的条件。 二、实验设备和工具 1、机构陈列柜和各种机构模型、实物。 2、测量工具：钢尺、内外卡规。 3、绘图工具（学生自备）：三角板、直尺、圆规、铅笔、橡皮擦、草稿纸（供测绘、画草图用）。 三、实验原理 通过观察机构陈列室展示的各种常用机构的模型以及动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识。通过观察，对常用机构的结构、类型、特点有一定的了解。 由于机构的运动仅与机械中所有的构件数和构件所组成的运动副的数目、种类、相对位置有关。因此，在绘制机构运动简图时可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简略的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺绘出各运动副的相对位置和机构结构，以此表明实际机构的运动特殊，从而便于进行机构的运动分析和动力分析。 四、实验方法和步骤 实验前先由指导老师对实验过程讲解示范，然后分组进行。每组同学应测绘2~3个机构，应认真测量其有关尺寸，按比例尺作出正规的机构运动简图。 1、机构的认识 通过实物模型和机构运动的观察，了解平面四杆机构、凸轮机构、齿轮机构、以及其他常用机构（如棘轮机构、槽轮机构、摩擦式棘轮机构、不完全齿轮机构、 1
万向联轴器及非圆齿轮机构等）组成、类型、传动特点、运动状况及应用等。 2、机构运动简图的绘制 （1）使被测绘的机构或模型缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动构件，从而确定组成机构的构件数目。对于两个构件的相对运动非常微小而不易察觉到的地方应特别加以注意，切不可误认为刚性联接。 （2）根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的类型。 （3）选择恰当的视图，并在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构运动简图的草图，用数字1，2，3……分别标出各构件，用字母A、B、C……分别标出各运动副，然后用箭头标出原动件。 （4）计算机构的自由度并以此检查所绘机构运动简图的草图是否正确。应当注意，在计算自由度时应除去局部自由度及虚约束。 （5）自由度检查无误后，仔细测量机构各运动副间相对位置（即运动尺寸），最后按一定比例尺将草图绘成正式的机构运动简图。 实际长度（米） 比例尺u l = 图上尺寸（毫米） 五、实验报告及基本要求 实验后，学生应将实验数据，计算结果等直接填入实验报告内，绘制好机构运动简图，独立完成实验报告【见附录】交老师批阅。 六、思考题 1、在本次实验中你感兴趣的机构有哪些？请予以简单介绍。 2、一个正确的机构运动简图应包含哪些内容？ 3、绘制机构运动简图，原动件的位置是否可以任意确定？若任意确定会不会影响简图的正确性？ 4、自由度大于或小于原动件数会有什么结果？
最新机械设计基础题库及答案
《机械设计基础》试题及答案 绪论 一、填空（每空1分） T-1-1-01-2-3、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。 T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。 T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为低副和高副。 T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2 。 T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目 等于主动件数目。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。 T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。 T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线
位置。 T-3-2-10-2-1、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。 T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。 T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。 T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。 T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。 T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。 T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于挠性件传动。 T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。 T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数
《机械设计基础》答案
《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。
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
机械设计基础试题库及答案详解DOC
《机械设计基础》试题库 一、填空题 （机械原理部分） 1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。 2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。 3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。 4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。 5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。 7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。 8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ= 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。 10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。 11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。 12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。 13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。 14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。 15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。 16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。 17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。 18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。 19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等、相等、且相反。 20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。 21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。 22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。 23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。 24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。 26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。 28．齿轮切削加工方法可分为仿形法和范成法，用成形铣刀加工齿形的方法属法，用滚刀 加工齿形的方法属法。 29．渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为圆。 30．在普通铣床上用铣刀加工斜齿圆柱齿轮时，刀号据选取。 31．渐开线齿轮的特性称为中心距可分性。 32．齿轮传动最基本的要求是其瞬时传动比必须。 33．用齿条型刀具按范成法加工齿轮，如果切齿结束时，刀具的中线与轮坯分度圆相切，则加工 出来的齿轮是齿轮，刀具的中线与轮坯分度圆不相切，则加工出来的齿轮称为 齿轮。 34．规定渐开线标准斜齿圆柱齿轮____ 面上的参数为标准值。 35．直齿圆锥齿轮的标准模数规定在____端的圆上。 36．对于正确安装的一对渐开线圆柱齿轮，其啮合角等于圆上的角。 37．在课本上所介绍的间歇运动机构中，其中两种机构的名称是：机构、 机构。 38．外槽轮机构由、和机架组成，其中拨盘作转动。 （机械零件部分）
(答案)机械设计基础试题库
《机械设计基础》课程试题库 一、填空题 1.在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。 2.确定凸轮基圆半径的原则是在保证αmax≤ [ α ]条件下，选择尽可能小的基圆半径。 3.一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是不等的。 4.在设计 V 带传动时， V 带的型号是根据计算功率和小带轮转速选取的。 5.对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向相同。 6.滚动轴承主要失效形式是疲劳点蚀和塑性变形。 7.在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取Z1= 1、 2、4，蜗杆头数越少，自锁性越好。 8.普通螺纹联接承受横向外载荷时，依靠接合面间的摩擦承载，螺栓本身受预紧力 ___作用，可能的失效形式为断裂。 9.平键联接中，两侧面是工作面，楔形键联接中，上下面是工作面。 10.对于闭式软齿面齿轮传动，主要按接触强度进行设计，而按弯曲强度进行校核。 11.蜗杆传动发热计算的目的是防止温升过高而产生齿面胶合失效。 12.带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心拉应力。最大应力发生 在带的紧边开始绕上小带轮处。 13.链轮的转速高，节距大，齿数少，则链传动的动载荷就越大。 14.轴上的键槽通常采用铣削加工方法获得。 15.联轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是前者在运动中不能分离，后者可以 随时分离。 16.验算非液体摩擦滑动轴承的pv 值是为了防止轴承过热而发生胶合；验算轴承速度v 是为了 防止轴承加速磨损或产生巨大热量。普通三角形螺纹的牙型角为___60__度。17.紧螺栓联接按拉伸强度计算时，考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用，应将拉抻 载荷增大至 ___1.3____ 倍。 18.受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设螺栓刚度 C1 远远小于被联接件的刚度 C2，则不论 工作载荷 F 是否变化，螺栓中的总拉力F2接近 ___预紧力 _____。 19.带传动中，带的弹性滑动是带传动的 _____固有 ______特性，是_不可 ______避免的。 20.带传动的最大有效圆周力随着初拉力、包角、摩擦系数的增大而增大。 21.若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度____减 小_____，接触强度 ______不变 _________。 22. 齿轮传动(大、小齿轮分度圆直径分别为d2、d1 ) 传动比表达式为 __i= d2/ d1____。蜗 杆传动（蜗杆分度圆直径d1，蜗杆分度圆柱导程角，蜗轮分度圆直径 d2）传动比表达式为 _______d2/ d1tg___________。
机械设计基础
第一章机械零件常用材料与结构工艺性 Q235:Q:“屈”,235:屈服点值 50号钢:平均碳得质量分数为万分之50得钢 第二章:机械零件工作能力计算得理论基础 (必考或者二选一)+计算 1，在零件得强度计算中,为什么要提出内力与应力得概念？ 因为要确定零件得强度条件 内力:外力引起得零件内部相互作用力得改变量。 应力为截面上单位面积得内力。 2，零件得受力与变形得基本形式有哪几种？试各列出1~2个实例加以说明。轴向拉伸与压缩;剪切与挤压;扭矩;弯曲 △ 第四章螺旋机构P68四选一 1、试比较普通螺纹与梯形螺纹有哪些主要区别？为什么普通螺纹用于连接而梯形螺纹用于传动？ 普通螺纹得牙型斜角β较大,β越大,越容易发生自锁,所以普通螺纹用于连接。β越小,传动效率越高,固梯形螺纹用于传动。 2、在螺旋机构中,将转动转变为移动及把移动转变为转动有什么条件限制？请用实例来说明螺母与螺杆得相对运动关系。 转动变移动升角要小,保证可以自锁;而升角大得情况下,移动可转为转动 3、具有自锁性得机构与不能动得机构有何本质区别？ 自锁行得机构自由度不为0,而不能动得机构自由度为0 4、若要提高螺旋得机械效率,有哪些途径可以考虑？ 降低摩擦,一定范围内加大升角,降低牙型斜角;采用多线螺旋结构 第五章平面连杆 1、为什么连杆机构又称为低副机构？它有那些特点？ 因为连杆机构就是由若干构件通过低副连接而成得 特点就是能实现多种运动形式得转换 2、铰链四连杆机构有哪几种重要形式？它们之间只要区别在哪里？ 1，曲柄摇杆机构 2，双曲柄机构 3，双摇杆机构 区别:就是否存在曲柄,曲柄得数目,以及最短杆得位置不同。 3、何谓“整转副”、“摆转副”？铰链四杆机构中整转副存在得条件就是什么？ 整转副:如果组成转动副得两构件能作整周相对转动,则该转动副称为整转副 摆转副:如果组成转动副得两构件不能作整周相对转动…… 条件:1,最长杆长度+最短杆长度≤其她两杆长度之与(杆长条件) 2,组成整转副得两杆中必有一个杆为四杆中得最短杆。 4、何谓“曲柄”？铰链四杆机构中曲柄存在条件就是什么？ 曲柄就是相对机架能作360°整周回转得连架杆
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
机械设计基础实验室参观报告精编WORD版
机械设计基础实验室参观报告精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
机械设计基础实验室参观 报告 班级：石工10-1班 姓名：王艺 通过一个学期的学习，我们已经初步掌握了一些机械设计基础的理论与常识。可是面对课本上的平面图形，我们仍然很难对各种机械链接与机构的运动关系及方式形成一个形象的、直观的画面与过程。于是机械设计机构陈列室便给了我们一个很好的学习机会，从中我也受益匪浅。 机构陈列室是根据机械原理课程教学内容设计的。它有十个陈列柜组成，主要展出常见的各类机构，介绍其基本类型和用途，演示传动原理。通过参观学习，有利于帮助我们加深对机构的认识和理解。 链传动的运动是不均匀的，选用小链结距，增加链轮齿数和限制链轮转速。图中我们看到了链传动的实际应用；曳引链和起重链。 我们看到几种螺纹的类型和螺纹连接的基本类型，比如螺栓连接，螺钉连接，双头螺柱连接等，加深了我们对圆柱螺纹和圆锥螺纹的各种参数的理解。
还有一些螺纹连接的预紧和放松的实物展示。 聚集人数最多的地方就是一些平面连接机构的模型展示了，大家开心的转动着各种连接机构，看到不同奇妙的连接方式与传动方法，一定激发了对机械设计课程学习的热情。我想这也是陈列室带给我们感受最深的地方。 机构陈列室的十个陈列柜分别向我们展示了不同种类的常用机构。从最基础的连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，到复杂的轮系和间歇运动机构等等，并且对应每一种机构都有其基本类型以及用途、功能、特点的介绍。清晰明了的向我们展示了我们本学期在书本上学习的各种机构。通过具体形象的实体机构，向我们阐述机构和零件的工作原理，促使我们进一步了解了我们所学的知识。
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。