机械设计基础课后习题第章

习题9

9-1 轴的功用是什么？转轴、传动轴、心轴有何区别？轴由哪些部分组成？

答：轴用于支承旋转零件、传递转矩和运动。

工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受弯矩很小的轴称为传动轴。

轴通常由轴头、轴颈、轴肩、轴环、轴端及不装任何零件的轴段等部分组成。

9-2 轴的常用材料有哪些？什么时候选用合金钢？

答：轴的常用材料为碳素钢和合金钢。

合金钢具有较高的机械性能和更好的淬透性，但价格较贵，可以在传递大功率、要求减轻轴的重量和提高轴颈耐磨性时采用，在一般工作温度下，合金钢和碳素钢具有相近的弹性模量，采用合金钢不能提高轴的刚度。

9-3 为什么一般转轴都做成阶梯形？阶梯轴的各段直径和长度应根据什么原则确定？

答：阶梯轴各轴段截面的直径不同，各轴段的强度相近，且有利于轴上零件的装拆和固定。因此阶梯轴在机器中的应用最为广泛。

阶梯轴的各段直径是在初估最小直径的基础上，根据轴上零件的固定方式及其受力情况等，逐段增大估算确定；轴的各段长度主要由轴上零件及相互间的距离所决定。

9-4 进行轴的结构设计时，应考虑哪些问题？

答：1.便于轴上零件的装配；2.保证轴上零件的准确定位和可靠固定；3.轴的加工和装配工艺性好；4.减少应力集中，改善轴的受力情况

9-5 试从减小轴上载荷、提高轴的强度出发，分别指出图（a）、（b）中哪一种布置形式结构更合理？为什么？

（a）（b）

习题9-5图

答：（a）图第一种布置形式的弯矩图

第二种布置形式的弯矩图

根据弯矩图，第二种布置形式更合理。

（b）图第一种布置形式的弯矩图

第二种布置形式的弯矩图

根据弯矩图，第一种布置形式更合理。

9-6 轴上零件常用的轴向固定和周向固定方法有哪些？

答：常用的轴向固定方式有；轴肩和轴环套筒和圆螺母；弹性挡圈和紧定螺钉；轴端挡圈和圆锥面；常用的周向固定方式有键联接、花键联接、销联接，成形联接及过盈配合联接9-7 判断图中的1、2、3、4处轴的结构是否合理？为什么？

图题9-7

答：1处：轴肩高度超过了轴承的安装尺寸，不合理；2处：轴头长度过长，不能实现齿轮的轴向固定；3、4处：结构合理，能保证轴承的轴向定位。

9-8 如图题9-8所示减速器轴输出轴，分析其结构存在哪些错误。

图题9-8

答：1.轴的左端，轴颈处尺寸过长；2.左端轴承的定位轴肩高度超过轴承的安装尺寸；3.齿轮处键槽的尺寸超过了轮毂的宽度，应比轮毂宽度略短；4.套筒的直径大于轴承的安装尺寸；5.右端的轮毂缺少轴向的定位轴肩，并且该轴段应比轮毂略短。

9-9 试指出如图题9-9所示1~8标注处的错误。

图题9-9

答：1.轴的左端，轴颈处尺寸过长；2.轴承的定位轴肩高度超过轴承的安装尺寸；3.齿轮处缺少周向定位；4.套筒的直径大于轴承的安装尺寸；5.该轴段应比轮毂略短；6.此段轴的尺寸应和密封装置的尺寸相适应；7.缺少密封装置；8.缺少周向定位。

9-10 用弯扭组合强度校核图中轴与齿轮配合处的强度。己知传递功率P =4 kW ，转速n =690 r/min ，齿轮圆周力F t =1 100 N ，径向力F r =400 N ，轴与轮毂配合处直径d =30 mm 。轴承支座间距离L =110 mm ，轴的材料为45号钢，调质处理。

解：1.绘出轴的空间受力图，如下图（a)所示。

2.绘出垂直面内的受力图，如下图（b ）所示。计算R AV 、R BV 。

R AV =R BV =2r F =2

400=200 N 3.求D 点的弯矩，作垂直平面内的弯矩图，如下图（c ）所示。

2

1102002AV DV ?==L R M =11 000 N·mm 4.绘出水平面内的受力图，如下图（d ）所示。计算R AH 、R BH 。

R AH =R BH =2T F =2

1100=550 N 5.作水平面内的弯矩图，如下图（e ）所示。

2

1105502AH DH ?==L R M =30 250 N·mm 6.作合成弯矩图，如下图（f ）所示。

最大合成弯矩在D 点处，其值为

222DV 2DH D 1100030250+=+=M M M =32188 N·mm

7.绘制扭矩图。如下图（g ）所示。

433105.5690

4109550109550?=?=?=n P T N·mm 8.作当量弯矩图，如下图（h ）所示。

最大当量弯矩在D 点处，取α=0.6，其值为 ()()

44222e 106.4105.56.032188?=??+=+=T M M αN·mm （a ）

（b ）

（c ）

（d ）

（e ）

（f ）

（g ）

（h ）

9.确定最大当量处的轴径

查表9-1得45钢调质处理的弯曲强度极限σ-1b =650。查表9-4许用弯曲应力［σ-1b ］=60 MPa ，D 点处的直径为

[]7.1960

1.0460001.033b 1e =?=≥-σM d mm 轴与轮毂配合处直径d =30 mm ，强度足够。

9-11 有一直齿圆柱齿轮减速器如图所示。所传递的功率P =15.8 kW ，主动轮转速n 1=980 r/min ，从动轮转速n 2=215 r/min ，从动轮齿数Z 2=82，主动轮齿数Z 1=18，模数m =5 mm ，齿宽B =80 mm 。试设计从动轴的结构和尺寸。假设采用深沟球轴承。

图题8-11

解：1.选择轴的材料

选用45号钢并经正火处理。查表9-1得σb =600 MPa 。

2.按转矩估算最小直径（对减速器的输出轴来说，就是外伸端直径）。查表9-2得C =115带入

33980

8.15115=≥n P C d =29.05 mm 因开一个键槽，将直径增大5%，即29.05×105%=30.5 mm ，按表9-3选取d =32 mm(与联轴器孔径范围相适应)。

3.轴段结构设计

（1）确定轴上零件的位置和固定方式

齿轮装在轴的中央，轴承对称地装在齿轮两边。齿轮左侧用轴环、右侧用套筒作轴向固定，用平键和过盈配合（如H7/r6）作周向固定；左端轴承与轴采用有过盈的过渡配合（如K6）作周向固定，用轴环及左边的轴承盖作轴向固定；右端轴承与轴采用有过盈的过渡配合（如K6）作周向固定，用套筒和右边的轴承盖作轴向固定。联轴器用平键作周向固定，用轴肩作轴向固定。绘制出轴的结构草图如图所示。

图题8-11答案

（2）确定轴的各段直径

根据外伸端直径d =32 mm ，按结构和强度要求做成阶梯形轴。通过轴承盖轴段的直径，按轴肩高度并考虑密封元件的尺寸标准，取为Φ40 mm ；轴颈直径为Ф45 mm （按滚动轴承内径标准系列）；安装齿轮的轴头直径，按轴肩高度要求和轴径标准值，取为Ф50 mm ；轴环外径为Ф60 mm 。

（3）确定轴的各段长度

因齿轮轮毂长为80 mm ，为使套筒紧贴齿轮端面，取轴头长度为78 mm ；滚动轴承的宽度为18 mm ，因此取轴颈长度为18 mm ；根据跨距L =170 mm ，取轴环宽度为32 mm ；套筒长度亦取32 mm 。由结构草图得

4.进行强度验算

（1）求轴上的作用力。绘出轴的空间受力图，如下图(a)所示。

计算从动轮上的转矩T

533

1072158.15109550109550?=??=?=n P T N·mm 圆周力 82

50700002m 222t ??===z T d T F =3423 N 径向力 F r =F t tan20°=3 423×0.364=1 232 N

（2）作垂直平面内的弯矩图，如下图（b ）所示。

支点反力 R AV =R BV =

2r F =21232=616 N D 点的弯矩 2

1706162AV DV ?==L R M =52 379 N·mm （3）作水平面内的弯矩图，如下图（c ）所示。 支点反力 R AH =R BH =2T F =2

3423=1 712 N D 点的弯矩 217017122AH DH

?==L R M =145 520 N·mm （4）作合成弯矩图，如下图（d ）所示。

最大合成弯矩在D 点处，其值为

（5）作扭矩图，如下图（e ）所示。

（6）作当量弯矩图，如下图（f ）所示。

（a ）

（b ）

（c ）

（d ）

（e ）

（f ）

图题8-11答案 轴的弯矩图和转矩图

最大当量弯矩在D 点处，取α=0.6，其值为

（7）确定最大当量处的轴径

查表8-4得45钢正火处理的许用弯曲应力［σ-1b ］=55 MPa ，D 点处的直径为 []33.4355

1.04475701.033b 1e =?=≥-σM d mm 考虑开有键槽，将轴径增大5%，即43.33×105%=45.25 mm 。实际采用Ф50 mm ，强度余量较大，但因考虑到外伸端直径Ф32处的强度余量不大，故不宜将D 点处的直径缩小。所以仍取Ф65 mm ，这样轴的刚度也比较好。

轴的结构和尺寸确定后，再根据工作要求确定其公差配合和粗糙度，过渡圆角、中心孔型号，并根据轴的直径查得键槽尺寸及公差，提出技术要求，最后画出轴的工作图。

9-12 说明下列轴承代号的意义：6212、7206AC 、32310。

答：6212：6—深沟球轴承，2—轻窄系列（02），12—轴承内径d=5×12=60 mm

7206AC ：7—角接触球轴承，2—轻窄系列（02），06—轴承内径d=5×6=30 mm ，AC —接触角度α=25°

32310：3—圆锥滚子轴承，2—轻窄系列（02），310—轴承内径d =310 mm

9-13 何谓滚动轴承的额定寿命？何谓当量动载荷？如何计算？

答：采用一批（20～30套）相同型号的轴承，在相同载荷P 作用下作寿命试验，从而得到其中90％的轴承不出现疲劳点蚀时的总转数（其值很大，以106转为单位），此总转数称为该轴承在载荷P 作用下的额定寿命，用L 10表示。

滚动轴承的实际运转条件一般与确定基本额定动载荷的假定条件不同。为了计算轴承寿命时能与基本额定动载荷在相同条件下比较，须将实际载荷换算成当量动载荷。此载荷为一假定的载荷，在该载荷作用下，轴承寿命应与实际载荷作用下的寿命相同。

P =f P （XF r +YF a ）

9-14 滚动轴承的组合设计应考虑哪些问题？

答：轴承套圈的轴向固定；轴和轴承组合的轴向固定；轴承组合的调整；保证配合部分的刚度和同轴度。

9-15 一胶带运输机如图题9-15所示。其轴上准备采用深沟球轴承，试选择轴的型号。已知：胶带给予轴的力F =16 kN ，轴的转速n =80 r/min ，轴颈直径d =55 mm ，要求轴承寿命L h =10000h ，载荷平稳，没有冲击。

图题9-15

答：1.轴承受力分析

画出轴的受力图,计算轴承1和轴承2所受的力。

R 1=R 2=2

F =8 000 N 2.确定轴承所需的额定动载荷C j

（1）当量动载荷P 。由于采用深沟球轴承，且轴向力F A =0，所以当量动载荷P =f P F r ，查表8-8，f P =1，所以P =f P F r =f P R 1=8 000 N

（2）温度系数f T 。一般机械工作温度≤120°，f T =1。

（3）轴承预期寿命［L h ］。［L h ］=10 000 h 。

（4）转速n 。n =80 r/min

（5）寿命指数ε。ε=3

[]07.29166708010000180001667031

1h T j =??? ???=??? ??=ε

n L f P C kN 3.选择轴承型号

根据轴径d =55 mm ，查轴承标准应选用6011型轴承，额定动载荷C =30.2 kN ，符合要求。 9-16 如图题9-16所示为一斜齿圆柱齿轮减速器的高速轴。根据工作情况，选用了一对角接触球轴承，面对面安装在轴上。已知：轴承所受径向载荷F r1=1 000 N ，F r2=2 100 N ，轴上所受轴向外载荷A =900 N ，轴的直径d =35 mm ，转速n =3 000 r/min ，运转过程中承受中等冲击载荷，温度正常，要求使用寿命L h =2 000 h ，试选择轴承型号。

图题9-16

解：1.试选用7200AC 型轴承，α=25°

（1）计算轴承附加轴向力S

由表9-11可得“70000AC”轴承的内部轴向力F S =0.63F r ，因此

S 1=0.63F r1=0.63×1 000=630 N

S 2=0.63F r2=0.63×2 100= 1323 N

2.计算轴向载荷

因S 2+A =1 323+900=2 223 N ＞S 1，所以可判定轴承1为压紧端，轴承2为放松端。两端轴承的轴向载荷为

F a1=S 2+A =2 223 N

F a2=S 2=1 323 N

3.求载荷系数X 、Y

F a1/F r1=2 223/1 000=2.22，F a2/F r2=1 323/2 100=0.63。查表9-7得：F a1/F r1＞e ，X 2=0.41，Y 2=0.87；F a2/F r2≤e ，X 1=1，Y 1=0。

4.计算当量动载荷P 1、P 2

P =f P （XF r +YF a ）

查表9-8得f P =1.2~1.8，取f P =1.5。

P 1=f P （X 1F r1+Y 1F a1）=1.5（0.41×1 000+0.87×2 223）=3 516 N P 2=f P （X 2F r2+Y 2F a2）=1.5（1×2 100+0×1 323）=3 150 N

5.计算轴承需具有的基本额定动载荷C j 因P 1＞P 2，取P =P 1=3 516，查表9-9，f T =1因此

[]31

1h T j 16670300020001351616670??? ???=??? ??=ε

n L f P C =25 kN 6．根据d =35 mm 、C j =25 kN ，查轴承标准，选用一对7207AC 型轴承，C =29 kN 。

机械设计基础第一章

《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

机械设计基础问答题

机械设计基础问答题 1.试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。 2.①零件是制造的基本单元；②某些零件固联成没有相对运动的刚性组合称为构件，构件 是运动的基本单元；③构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持相对运动的可动联接，称为运动副；④当构件用运动副联接以后，它们之间的某些相对运动将不能实现，这种对相对运动的限制称为运动副的约束；⑤能完成有用的机械功或转换机械能的机构组合系统称为机器；⑥机器与机构总称为机械。 3.何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？ 4.①三个或三个以上的构件在同一轴线上用回转副相联接构成复合铰链；②局部自由度是 指不影响机构中输入与输出关系的个别构件的独立运动（凸轮机构中的滚子——提高效率，减少磨损）；③运动副引入的约束中，对机构自由度的影响与其他机构重复，这些重复的约束称为虚约束（机械中常设计带有虚约束，对运动情况虽无影响，但往往能使受力情况得到改善）。 5.机构具有确定运动的条件是什么？若不满足条件，将会出现什么情况？ 6.①运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：运动链的自由度必须大于零，主 动构件数必须等于运功链的自由度；②不满足条件时，当自由度为零时，运动链将成为各构件间没有相对运动的刚性构架，当主动构件数大于自由度时，可能会折断构件，当主动构件数小于自由度时，从动件的运动不确定。 7.试述机件损伤和失效的主要形式以及机件工作准则的涵义。 8.①机件的主要的损伤及失效形式有：机件产生整体的或工作表面的破裂或塑性变形，弹 性变形超过允许的限度，工作表面磨损、胶合和其他破环，靠摩擦力工作的机构产生打滑和松动，超过允许强度的强烈震动，等等；②主要准则：强度——机件抵抗断裂、过大的塑性变形或表面疲劳破坏的能力，刚度——机件受载时抵抗弹性变形的能力，常用产生单位变形所需的外力或外力矩来表示（提高刚度的办法：改进机件结构，增加辅助支撑或肋板以及减小支点的距离，适当增加断面尺寸）耐磨性——磨损过程中抵抗材料脱落的能力，振动稳定性——机器在工作时不能发生超过容许的振动，耐热性。 9.机械中常用哪些材料？选用材料的原则是什么？ 10.1.机械制造中常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金以及非金属材料。 11.2.材料选用有3种原则：a：使用要求——考虑机件所受的则和的大小、性质和应力方向 （拉伸为主—钢件；受压机件—铸铁），机件的工作条件，机件的尺寸和重量的限制，机件的重要程度；b：工艺要求；c：经济要求。 12.滑动摩擦根据摩擦面间润滑剂的存在情况，滑动摩擦如何分类？ 13.a：干摩擦：两摩擦表面间无任何润滑剂而直接接触的纯净表面间的摩擦状态； 14.b：边界摩擦：摩擦副表面各吸附一层极薄的边界膜，边界膜厚度通常在以下，尚不足 以将微观不平的两接触表面分隔开，两表面间仍有凸峰接触； 15.c：流体摩擦：两摩擦表面完全被流体层分隔开，表面凸峰不直接接触的摩擦状态； 16.d：混合摩擦：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦处于混合共存状态下的摩擦状态。 17.试述螺纹牙型的主要种类及应用。 18.a：三角形螺纹：螺纹牙根厚、强度高、牙型角大，当量摩擦系数大、自锁性能好但传 动效率低，适用于联接；

机械设计基础习题答案第7章

7-1何谓蜗杆传动的主平面？在主平面内，蜗杆传动的参数有何意义？ 答：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的中间平面称为主平面。 在主平面内，蜗杆蜗轮的啮合关系相当于齿条与齿轮的传动。在蜗杆传动的设计计算中，均取主平面的参数和几何尺寸为基准，并沿用齿轮传动的计算关系。主平面内蜗杆的参数为轴面参数，蜗轮的参数为端面参数。 7-2 何谓蜗杆传动的滑动速度？它对效率有何影响？ 答：蜗杆传动时，蜗杆齿面啮合点相对蜗轮齿面的啮合点间的相对速度称为蜗杆传动的滑动速度。滑动速度越大，传动的效率越低。 7-3 蜗杆热平衡计算的前提条件是什么？但热平衡不满足要求时，可采取什么措施？ 答：热平衡计算的前提条件是：使蜗杆传动单位时间内产生的热量与散发热量相等。当热平衡条件不满足时，可采取以下措施：1.在箱体外表面铸出或焊上散热片，以增加散热面积；2.在蜗杆轴端安装风扇，加速空气流动，提高散热能力；3.在箱体油池中安装蛇形冷却水管，利用循环水冷却；4.用压力喷油的方法进行循环润滑，并达到散热目的。 7-4答案略。 7-5图示为一提升机构传动简图，已知电动机轴的转向（图中n1）及重物的运行方向（图中v）。试确定：（1）蜗杆的旋向；（2）各啮合点上的受力方向。 习题7-5图 答：（1）蜗杆为右旋。（2）各传动件的转动方向如图所示。锥齿轮啮合处，圆周力的方向垂直向外；蜗轮处，根据所需蜗轮到转动方向，圆周力的方向与转向相同，如图；蜗轮所受圆周力的方向为蜗杆轴向力的反向，利用“左右手定则”，判断出蜗杆旋向为右旋。

7-6 图示为蜗杆－斜齿轮传动，为使轴Ⅱ上的轴向力抵消一部分，斜齿轮3的旋向应如何？画出蜗轮及斜齿轮3上轴向力的方向。 答：斜齿轮3的旋向应为左旋。 蜗轮轴向力水平向左，齿轮3的轴向力水平向右 习题7-6答案

《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。

机械设计基础试题含参考答案

机械设计基础试卷 1 一、选择题：本大题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。 1．下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是B 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 2．平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则A A．机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差 C．可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低3．当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持 原值不变，原因是：D A. 压力角不变 B. 啮合角不变 C．节圆半径不变 D. 基圆半径不变 【】 4．渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为D A．ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥1 【】 5. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为B A．σB B. σs C. σ0 D. σ－1【】 6. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是B A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 【】 7．普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其A A．挤压强度 B. 剪切强度 C．弯曲强度 D. 耐磨性【】8．一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2,其接触应力的大小是C A．σH1<σH2 B. σH1 >σH2 C. σH1=σH2 D. 可能相等，也可能不等 【】 9．实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系 数之间的关系为A A．直齿圆柱齿轮的最大 B. 斜齿圆柱齿轮的最大 C．直齿圆锥齿轮的最大 D. 三者数值相同 【】 10．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为：C A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q

机械设计基础第6章

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：

(完整版)机械设计基础2套试题答案

《机械设计基础》试题七答案 一、填空（每空1分，共20分） 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分） （）1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 c 始终相切。 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 （）2、一般来说， a 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 （）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A 。 （A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90° （）4、一个齿轮上的圆有 b 。 （A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 （C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根

（）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。 （A）oab （B）bc （C）cd （D）de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 d 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 a 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系 (C)定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为 D 。 (A) 齿轮线 (B) 齿廓线 (C)渐开线（D）共轭齿廓 （ B ）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化（D）带的磨损 （ D）12、金属抵抗变形的能力，称为。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度（D）刚度 （ B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B。 （A）转动副(B) 高副 (C) 移动副（D）可能是高副也可能是低副 （ B）14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 （A）普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是 c 。 （A）作用力(B) 力矩 (C) 力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的 c 不同。 （A）轴向正应力σ(B) 轴向线应变ε(C) 轴向伸长△l（D）横向线应变

机械设计基础第七章习题答案 主编：陈霖 甘露萍

第七章 1．轮系的分类依据是什么？ 轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置关系是否变动 2．怎样计算定轴轮系的传动比？如何确定从动轮的转向？ 定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对齿轮传动比的连乘积，也等于从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比。对于首末两轮的轴线相平行的轮系，其转向关系用正、负号表示。还可用画箭头的方法来确定齿轮的转向 3．定轴轮系和周转轮系的区别有哪些? 定轴轮系是指在轮系运转过程中，各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的。周转轮系是指在轮系运转过程中，其中至少有1个齿轮轴线的位置不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转 4．怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？ 在计算复合轮系时，首要的问题是必须正确地将轮系中的各组成部分加以划分。而正确划分的关键是要把其中的周转轮系部分找出来。周转轮系的特点是具有行星轮和行星架，所以要找到轮系中的行星轮，然后找出行星架（行星架往往是由轮系中具有其他功用的构件所兼任）。每一行星架，连同行星架上的行星轮和行星轮相啮合的太阳轮就组成一个基本的周转轮系，当周转轮系一一找出之后，剩下的便是定轴轮系部分了 5．轮系的设计应从哪些方面考虑? 考虑机构的外廓尺寸、效率、重量、成本等。根据工作要求和使用场合合理地设计对应的轮系。 6．如图7-32所示为一蜗杆传动的定轴轮系，已知蜗杆转速n1 = 750 r/min，z1 = 3，z2 = 60，z3 = 18，z 4 = 27，z5 = 20，z6 = 50。试用画箭头的方法确定z6的转向，并计算其转速。 答：齿轮方向向左，n6=75r/min 7．如图7-33示为一大传动比的减速器，z1 = 100，z2 = 101，z2 = 100，z3 = 99。求：输入件H对输出件1的传动比i H1。

机械设计基础习题答案第6章

6-1 齿轮啮合传动应满足哪些条件？ 答：齿轮啮合传动应满足：1.两齿轮模数和压力角分别相等；2.12 1≥= p B B b ε，即实际啮 合线B 1 B 2大于基圆齿距p b 。3. 满足无侧隙啮合，即一轮节圆上的齿槽宽与另一轮节圆上的齿厚之差为零。 6-2 齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效？ 答：1.轮齿折断。设计齿轮传动时，采用适当的工艺措施，如降低齿根表面的粗糙度，适当增大齿根圆角、对齿根表面进行强化处理（如喷丸、辗压等）以及采用良好的热处理工艺等，都能提高轮齿的抗折断能力。 2.齿面点蚀。可采用提高齿面硬度，降低表面粗糙度，增大润滑油粘度等措施来提高齿面抗点蚀能力。 3.齿面磨损。减小齿面粗糙度、保持良好的润滑、采用闭式传动等措施可减轻或避免磨粒磨损。 4.齿面胶合。可适当提高齿面硬度及降低表面粗糙度，选用抗胶合性能好的材料，使用时采用粘度较大或抗胶合性较好的润滑油等。 5.塑性变形。为减小塑性变形，应提高轮齿硬度。 6-3 现有4个标准齿轮：m 1=4mm ，z 1=25；m 2=4mm ，z 2=50；m 3= 3mm ，z 3=60；m 4=2.5mm ，z 4=40。试问：（1）哪两个齿轮的渐开线形状相同？（2）哪两个齿轮能正确啮合？（3）哪两个齿轮能用同一把滚刀加工？这两个齿轮能否改成同一把铣刀加工？ 答：1.根据渐开线性质4，渐开线的形状取决于基圆半径，基圆半径 ααc o s 2 c o s r mz r b ==。当两齿轮基圆半径相等时，其齿廓形状相同。 98.46cos 2 cos 1 1 11 r == =ααz m r b 97.93cos 2 cos 21 2 22r ===ααz m r b 38.56cos 2 cos 3 3 31b3 r == =ααz m r 98.46cos 2 cos 4 4 44r == =ααz m r b 因此，齿轮1和4渐开线形状相同。 2.两个齿轮能正确啮合条件是两齿轮模数和压力角分别相等。因此，齿轮1和2能够正确啮合。 3.齿轮利用滚刀加工时，只要齿数和压力角相等，齿轮都可用同一把刀具加工。因此，齿轮1和2可用同一把刀具加工。 不能。铣刀加工齿轮为仿形法。需渐开线形状相同。 6-4 什么是软齿面和硬齿面齿轮传动？设计准则是什么？ 答：软齿面齿轮齿面硬度≤350HBS ，应齿面齿轮齿面硬度＞350HBS 。其设计准则分别为：

机械设计基础问答题简答题答案

1. 试述齿廓啮合基本定律。1.所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。 2. 试述螺纹联接防松的方法。2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。 3. 试分析影响带传动承载能力的因素？ 3.初拉力Fo? 包角a? 摩擦系数f? 带的单位长度质量q? 速度v. 4.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．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。6．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。1．简述轮齿的失效形式主要有哪五种？轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形3．试说明滚动轴承代号6308的含义。．6─深沟球轴承3─中系列08─内径d=40mm公差等级为0级游隙组为0组4．简述联轴器的分类及各自的特点。联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又分为固定式和可移式。固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移。可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。弹性联轴器包含弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并具有吸收振动和缓和冲击的能力5．常用的螺纹紧固件有哪些？常用的螺纹紧固件品种很多，包括螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。6说出凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合。答:等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律(余弦加速度运动规律);等速运动规律有刚性冲击,用于低速轻载的场合;等加速等减速运动规律有柔性冲击,用于中 低速的场合;简谐运动规律(余弦加速度运动规律)当有停歇区间时有柔性冲击,用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击,用于高速场合7说明带的弹性滑动与打滑的区别。弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的,只要传递圆周力,就存在着拉力差,所以弹性滑动是不可避免的;而打滑是由于过载引起的,只要不过载,就可以避免打滑,所以,打滑是可以避免的8简述齿廓啮合基本定律。不论齿廓在任何位置接触,过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点,才能保证传动比恒定不变9为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算?蜗杆传动存在着相对滑动,摩擦力大,又因为闭式蜗杆传动散热性差,容易产生胶合,所以要进行热平衡计算1说明螺纹连接的基本类型及应用。螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。螺栓连接用于被连接件不厚、通孔且经常拆卸的场合;双头螺柱连接用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合;螺钉连接用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合2轴上零件的周向固定各有哪些方法?周向固定:键连接、花键连接、过盈配合连接3轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?轴向固定:轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈轴肩、轴环、轴套固定可靠,可以承受较大的轴向力;弹性档圈固定可以承受较小的轴向 1请说明平面机构速度瞬心的概念，并简述三心定理。答：速度瞬心定义为：互相作平面相对运动的两构件上在任一瞬时其相对速度为零的重合点。或说是作平面相对运动的两构件上在任一瞬时其速度相等的重合点（即等速重合点）。三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心，他们位于同一直线上。2带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由于过载引起的全面滑动，是一种传动失效的表现，应当避免。弹性滑动是由带材料的弹性和紧边、松边的拉力差引起的。只要带传动具有承载能力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。3按轴工作时所受载荷不同，可把轴分成那几类？如何分类？答: 转轴，心轴，传动轴。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承受弯矩很小。心轴则承受弯矩而不传递转矩。4螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？答：在静载荷作用下且工作温度变化不大时，螺纹连接不会自动松脱。但是在冲击、振动和变载荷作用下，或当温度变化很大时，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，这种现象多次重复就会使连接松脱，影响连接的正常工作，甚至会发生严重事故。因此，设计时必须采取防松。摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系。5 简述动压油膜形成的必要条件。答：相对运动表面间必须形成收敛形间隙；要有一定的相对运动速度，并使润滑油从大口流入，从小口流出。间隙间要充满具有一定粘

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。

机械设计基础简答题.docx

简答题1．试述螺纹联接防松的方法。 答：螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母 机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝 破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。 2．试分析影响带传动承载能力的因素？ 答：初拉力、包角a、摩擦系数f、带的单位长度质量q、速度v。 3．链传动与带传动相比较有哪些优点？（写三点即可） 答：1）无弹性打滑和打滑现象，因而能保证平均传动比不变； 2）无需初拉力，对轴的作用力较小； 3）可在环境恶劣下工作； 4. 涡轮与蜗杆啮合时的正确啮合条件是什么？ 解： 24、简述四杆机构中曲柄存在的两个条件，并简述铰链四杆机构三种基本类型的判别方法。 25、标注普通型螺纹M12 1.5LH—6H7H/7g8g各项所代表的含义。 1、简述滚动轴承的3类、6类、7类的类型名称及应用特点。 答题要点：3类为圆锥滚子轴承，承载能力强，既可承受径向力，又可承受单向轴向力；6类为深沟球轴承，应用广泛；主要承受径向力，又可承受较小的双向轴向力； 7类为角接触球轴承，按接触角的大小可分为C、AC、B等三种。既可承受径向力，又可承受轴向力，接触角越大，承受轴向力的能力越强。 2、分析比较带传动的弹性滑动和打滑现象。

谢谢你的观赏 谢谢你的观赏 答题要点：弹性滑动是因材料的弹性变形而引起带与带轮表面产生的相对滑动现象称为弹性滑动。带传动的弹性滑动是不可避免的。 产生弹性滑动的原因：带有弹性；紧边松边存在拉力差。 摩擦型带传动在工作时，当其需要传递的圆周力超过带与带轮摩擦力的极限值时，带将会在带轮表面上发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。 通常打滑由过载引起，将使带传动无法正常工作 1.简述凸轮机构中压力角和基圆半径的关系？ 1.答：压力角越小，则基圆半径越大，整个机构的尺寸也越大，致使结构不紧凑；(4分) 故在不超过需用压力角的条件下，将压力角取大些，以减少基圆半径值。 (6 分) 2. 带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？ 2.答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由于过载引起的全面滑动，是一种传动失效的表现，应当避免。 （3分） 3. 弹性滑动是由带材料的弹性和紧边、松边的拉力差引起的。只要带传动具有承载能力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。（6分） 3.根据渐开线的形成过程，简述渐开线的主要特性？ 3.答： 1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长； 2）渐开线上任一点的法线必与基圆相切； 3）渐开线的形状决定于基圆的大小； 4）渐开线上各点的压力角不相等； 5）基圆以内无渐开线。 4. 螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？ 4在静载荷作用下且工作温度变化不大时，螺纹连接不会自动松脱。但是在冲击、振动和变载荷作用下，或当温度变化很大时，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬间 消失，这种现象多次重复就会使连接松脱，影响连接的正常工作，甚至会发生 严重事故。因此，设计时必须采取防松。 （4分） 5. 摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系。 1、 为什么三角带的张紧轮常压在带的内侧，其致使包角有所减小，而不压在外侧，使包 角增加？

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 1－5 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。

机械设计基础考试题库及答案

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。×

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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

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《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