内蒙古科技大学2011/2012学年第一学期
《机械设计基础》考试试题A
考试方式：闭卷
09级
年1月3日19:00-21:00 备注：
15题，每空1分，共15分）
接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入个约束。
当机构的极位夹角零时，机构具有急回特性。（填大于、小于或等于之一）
。
机构摇杆无限长演化而来的。
处，最大值为：。
带的楔角为，相对高度为。
20°。（填大于、小于或等于之一）
。
、。
、同普通平键相比有好的优点。
10题，每题2分，共20分）
．渐开线齿轮的标准压力角是指上的压力角。
B.分度圆
C.齿顶圆
与刀具参数相同。
B法面参数C端面和法面
．允许内外圈轴线有较大偏斜量的轴承是。
B调心球轴承C圆锥滚子轴承D角接触球轴承
1和大轮2的材料、热处理及齿面硬度均相?????。
＞σF 2 B．σF 1＜σF 2C．σF 1 =σF 2
F 1
属于固定式刚性联轴器。
B. 滑块联轴器
C. 齿轮联轴器
δH1与从轮齿面上的接触应力δH2的关系为。
δH2B．δH1= δH2C．δH1> δH2
有关。
B．模数C．齿宽系数
）为主动件时，机构有死点位置
B机架C曲柄D摇杆
9曲柄摆动导杆机构的摆角ψ与极位夹角θ的关系是（）
A ψ<θ
B ψ>θ
C ψ=θ
D 不确定 10减速器的高速轴属于（ ）
A 心轴
B 转轴
C 传动轴
D 光轴
三.解答题（15分）
1.联轴器和离合器的相同点与区别？（4分）
2.轴的强度计算公式2
2)(e T M M α+=中α的含意是什么？其大小如何确定？（3分）
3.写出螺纹摩擦防松的三种结构形式？（3分）
4.轮齿的五种失效形式？（5分）
四、计算题（共5题，共50分）
1（8分） 已知轴用正装一对角接触球轴承支撑，滚动轴承载荷F r1=1050N ，F r2=2100N ，K A =500N ，方
向如图1所示、内部轴向力S =1.14F r ， 试求
（1） 求内部轴向力S 1、S 2的大小、并画出其方向？ （2） 判断哪个轴承压紧，哪个放松？
（3） 计算两轴承的轴向载荷F a1，F a2为多少？
计算题第一题图1
2. （8分）如图2所示蜗杆蜗轮及斜齿轮组成的传动系统，蜗杆主动，其转动方向如图，螺旋线方向为右旋。若使Ⅰ轴上的轴向力最小：
（1）回答斜齿轮3、4的螺旋线方向如何？
（2）请在图中标出蜗轮2和斜齿轮3所受的圆周力F t 、径向力F r 、轴向力F a 的方向。
计算题第二题图2
3．（8分）一对正常齿标准渐开线外啮合直齿圆柱齿轮，已知小轮齿根圆直径1140f d mm =，齿数120z =，传动比123i =，求大齿轮的齿根圆直径d f2齿顶圆直径d a2，基圆齿距2b P 和分度圆直径d 2？现测实际中心
距比标准中心距大1mm，求啮合角'a？
4．（9分）计算下图3机构的自由度，并指出哪些位置有复合铰链、局部自由度，说明机构是否存在确定的运动？
计算题第四题图3
5.（9分）如图4所示轮系中，已知各轮的齿数， Z1=19，Z2=76, Z2’=40, Z3=20, Z4=80 试求传
。
动比i
1H
计算题第五题图4
6. （8分）如图5所示，已知AB=200mm；BC=500 mm；CD=350mm；DA=400 mm；且AB是原动件，顺时针转动，试问：
1）当取AD为机架时，该铰链四杆机构为哪种类型。
2）如图当取构件AB为原动件，标出极位夹角θ。（可在原图上作图，要求保留作图痕迹）
3）标出图示位置机构的压力角α和传动角γ，并指出二者的关系。
计算题第6题图5
内蒙古科技大学2011/2012学年第一学期
《机械设计基础》试题评分标准及答案（A 卷）
课程号：64000209
考试方式：闭卷
使用专业、年级：成型、冶金、建环、材料、热能、矿物、采矿、安全、稀土、无机等 09级 09 标准制定人：高耀东、侯文英、韩利、李丽、高琳、张鑫宇、李震
第一题：（每空1分） 1.面 2个 2.大于 3.坏（不好） 4.曲柄摇杆机构 5.带紧边绕上小带轮处，
11max b c σσσσ++=。
6.40° 0.7
7.重合度大于1（B 1B 2/Pn >=1） 8.定轴轮系 周转轮系 9.侧面 定心性
第二题 （每题2分）
1-5 B B B A Ａ ６－10 Ｂ A D C B 第三题：
1、相同点：链接轴与轴、以传递运动和转矩，有时可以作为安全装置。2分 不同点：联轴器在机器运转时不可以分离，只有停止转动才可以分离，1分 离合器，在机器运转时可以随时接合和分离的装置。1分
2. 答：α为将扭转应力转变为当量弯曲应力的修正系数（1分），对于不变的转矩α=0.3，脉动循环的转矩，α=0.6，对于频繁正反转的轴（对称循环变应力）α=1。（2分）
3.对顶螺母、（1分）弹簧垫圈（1分）、自锁螺母 （1分）
4.轮齿折断、（1分）齿面点蚀、（1分）齿面胶合、（1分）齿面磨损、（1分）齿面塑性变形（1分） 第四题： 1.
内部轴向方向S 1,S 2共2分 S 1 = 1.14 F r1＝ 1.14×1050 N =1197 N 1分 S 2 = 1.14 F r2＝ 1.14×2100 N =2394 N 1分 因 K A ＋S 1= 1697 N < S 2，
所以右端轴承1压紧、左端轴承2放松。 2分 F a2 ＝S 2 =2394 N 1分 F a1 = S 2 -K A = 1894 N 1分 2. 齿轮3右旋 4左旋 2分
每个一分
Fr2
Ft3
Fa2
Fa3
Fr3
3. 解：*
*112(),8f a d mz h c m m mm =-+?=依得 2分
*
21212496a a d mi z h m mm
=+?= 1分
d f2＝(z 2－2*a h －2*c )m ＝(60－2－0.5)×8＝460 mm 1分 d 2=mz 2=8×60=480mm 1分 2cos 23.62b P m mm πα== 1分 1
12(1)3202
mz i mm +=a=
1分 1
320cos 20cos (
)20.48321
α-?'==o
o 1分 4. C 处有复合铰链 2分 F 处局部自由度 1分
K A
S 2 S 1
32362811L H F n P P =--=?-?-= 4分
自由度等于原动件数目机构有确定运动 2分 5. 419
76
122112====
z z n n i 2分 240
803243424
2-=-=-=--='''z z z z n n n n i H H H
4分
n 4=0
32='i
1234.`21222122111=?==?=?=='H H
H H H
i i n n n n n n n n n n i 3分
6. 1）BC+AB=600mm 曲柄摇杆机构 3分 2) 见图 2分 3）如图所示,压力角与传动角互余。3分 学生班级________________学生学号： □□□□□□□□□□□□学生姓名：________________ ………………装订线………装订线………装订线…………试卷须与答题纸一并交监考教师…………装订线………装订线………装订线……………… 内蒙古科技大学2009/2010学年第二学期 《机械设计基础》试题（A） 课程号：64000209 考试方式：闭卷 使用专业、年级：任课教师：王春香等 考试时间：2010年5月备注： 一、填空（共13题，每题2分，共26分） 1.在铰链四杆机构中，与机架相连的构件称为连架杆，不与机架相连的构件称为。 2.一对外啮合的渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是。 3．差动轮系的自由度为。 4．强度是零件抵抗整体断裂、和表面失效的能力。 5．铰链四杆机构有曲柄的条件是杆长条件和。 6．普通三角形螺纹的牙侧角为。 7．斜齿轮传动齿根弯曲疲劳强度的齿形系数Y F，须依据__ __ 查取。 8．V带轮槽楔角?与V带楔角φ之间的关系是。 9．既传递转矩又承受弯矩的轴称。 10．为了装拆轴承方便，应使轴承内圈外径定位轴肩高度。 11. 在蜗杆传动中，由于材料和结构上的不同，蜗杆螺旋齿部分的强度高于蜗轮轮齿的强度，所以 失效总发生在上。 12．切向键由一对斜度相同的组成。 13．用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能接合与分离，只有在机器停转后并将联接拆开后，两轴才能接合与分离的装置叫做。 二、选择填空（共13题，每题2分，共26分） 1. 在运动副引入的约束中，对机构运动不起实际约束效果的重复约束称为。 A 复合铰链 B 局部自由度 C 虚约束 2. 在曲柄滑块机构中，若取滑块为机架，可得到。 A 导杆机构B摇块机构C定块机构 3．一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，当安装中心距略大于标准中心距时，其节圆半径分度圆半径。 A 小于 B 等于 C 大于 4．下列螺纹联接的防松措施中，属于摩擦防松原理的是。 A 止动垫片 B 对顶螺母 C 串联钢丝 5．一对相互啮合的标准齿轮传动，小齿轮材料为45MnB调质，大齿轮材料为45钢调质，则啮合处的接触应力为。 A σ 1 H > σ 2 H B σ 1 H < σ 2 H C σ 1 H = σ 2 H 6．摩擦型带传动不能保证固定传动比，其原因为。 A 带容易变形和磨损B带在带轮上打滑 C 带的弹性滑动 7．既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分或由几个单一周转轮系组成的轮系称为。 A、周转轮系 B、定轴轮系 C、复合轮系 8．滚动轴承70312中的“7”表示。 A 类型代号 B 宽度系列代号 C 直径系列代号 9．____属于固定式刚性联轴器。 A 套筒联轴器 B 滑块联轴器 C 齿轮联轴器 10．在销联接中，圆柱销靠配合固定在销孔中。 A 间隙 B 过渡 C 过盈 11．两轴呈水平布置的带传动，为了增大包角α，应将松边放置在。 A 下侧 B 上侧 C 都可以 12．由于转轴的弯曲应力和扭切应力的循环特性不同，因此在计算当量应力时需对转矩进行修正，对于不变的转矩，其修正系数是。 A 0.3 B 0.6 C 1 13．为了便于加工，一根轴上不同轴段的两个键槽的相互位置应为_____ A 180° B 120° C 0° 三、计算与分析题（共6题，每题8分，共48分） 1. 计算图1所示机构的自由度；如果有复合铰链、局部自由度或虚约束，请指出。并判断该机构 的运动是否确定。 2．如图2所示，已知AB=100mm ，BC=240mm ，偏距e=60mm ，且AB 是主动件； 试确定：1）该机构的类型？此机构有无急回运动？ 2）求该机构的行程速比系数K 。 3．一对外啮合正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮；已知m =2.5 mm ，α=20°，Z 1=20，Z 2=60，安装中心距a ＇=102 mm 。（cos20o=0.94） 试计算1）小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径； 2）计算两个齿轮的节圆半径； 3）这对齿轮是否属于标准安装？ 4．在图3所示的由圆锥齿轮构成的周转轮系中，已知Z 1=20，Z 2 = 24，Z 2’ =30，Z 3= 40， n 1 =n 3 =120 r/min ，并设n 1 与n 3转向相反。求n H 的大小及方向？ 5. 在图4所示的二级斜齿轮传动，1 轮主动，转向和旋向如图所示， 求： 1）为使Ⅱ轴轴向力小，合理确定各齿轮旋向； 2）画出各齿轮受力方向。 图 1 图2 B C A 图3 6． 如图5所示在轴的两端反装一对型号为7208B 轴承。已知两轴承的径向 载荷1r F = 6000N,2r F = 4000N ，轴上的轴向载荷a K = 1800N ，方向如图。 试求：1）两轴承内部轴向力1S 、2S 的大小，并画出其方向； 2）计算两轴承的轴向载荷1a F 、2a F ； 3）计算两轴承的当量动载荷1P 、2P 。 （提示：70000B ：1、内部轴向力S=1.14r F 2、e=1.14，当a F /r F ≤e 时，X=1，Y=0；当a F /r F ＞e 时，X=0.35，Y=0.57） n Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 4 2 31 图4 图 内蒙古科技大学2008/2009学年第一学期 《机械设计基础》考试试题（A 卷） 课程号：64000209 考试方式：闭卷 使用专业、年级：成型、冶金、建环、材料、热能、矿物、采矿、安全、稀土、 无机06等各班 任课教师：王春香、关丽坤、高耀东、韩利、李震、李丽、高琳 考试时间：2009.1.8 备注： 一、 填空题（共9题，每空1分，共25分） 1．机构中的构件分为 、 和 。 2．一个作平面运动的自由构件有 个自由度，如果将它与另外一个构件联接构成回转副，则它将失去 个自由度。 3．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 。 4．一对渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 、 。 图5 5．一对外啮合正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮机构，已知：m=3mm，齿数z1=20，z2=80，安装中心距a’=150mm，这对齿轮的传动比i12= ，齿轮1的齿顶圆直径d a1= mm，齿根圆直径d f1= mm，齿轮1的节圆直径d1′= mm，这对齿轮的啮合角α′ =。 6.自由度为1的周转轮系称为轮系，自由度为2的周转轮系称为 轮系。 7．按照形成螺纹的平面图形形状可将螺纹分为、、 、。 8．普通V带的截面楔角为，考虑到带在带轮上弯曲时，能保证两者良好的接触， V带轮的轮槽楔角要比V带的截面楔角。 9．滚动轴承的基本结构由______、_____、______和四部分组成的。 二、选择题（共10题，每空2分，共20分） 三、 1．压力角可作为判断机构传力性能的标志，压力角越大，机构传力性能。 A. 越好 B. 越差 C. 不受影响 2．在曲柄摇杆机构中，若将摇杆长度改变为无穷大，可得到。 A.曲柄滑块机构 B.摇块机构 C.定块机构 3. 渐开线齿轮的标准压力角是指上的压力角。 A.基圆 B.分度圆 C.齿顶圆 4. 用范成法加工下述渐开线标准直齿圆柱齿轮时，齿数不根切。 A. 10 B. 15 C. 20 5.锥形轴与轮毂的键联接宜用。 A. 平键联接 B. 半圆键联接 C.花键联接 6. 对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，如小轮1和大轮2的材料、 热处理及齿面硬度均相同，则齿根弯曲应力 。 A．σF 1＞σF 2 B．σF 1＜σF 2C．σF 1 =σF 2 Y，须依据查取。 7.斜齿轮传动齿根弯曲疲劳强度的齿形系数 F A．实际齿数B．当量齿数C．螺旋角 8.当滚动轴承承受的载荷为基本额定动载荷时，且f P =1、f T=1，则轴承的寿命为。 A．106转B. 106/60 小时C. 无法确定 9.深沟球轴承，内径100mm，正常宽度，直径系列为2，公差等级为0级，游隙级别为0， 其代号为。 A．60220/C0 B．6220/P0 C．6220 10．属于固定式刚性联轴器。 A．套筒联轴器 B. 滑块联轴器 C. 齿轮联轴器 三、简答题（共3题，每题5分，共15分） 1.摩擦型带传动在工作时，带经受哪些应力，最大应力发生在何处？ 2.分别说明下图中螺纹防松使用的哪种基本原理，防松方法或装置是什么？ (a) (b) (c) 第2题图 3. 指出图示结构中不合理或错误之处，并说明原因。（不用考虑轴上过渡圆角） 第3题图 四、计算题（共3题，共26分） 1.(8分) 计算图1所示机构的自由度；如果有复合铰链、局部自由度或虚约束，请指出，并判断该机构的运动是否确定。 第1题图 第2题图 2.（8分）图示轮系中，已知各轮齿数为：z 1=15，z 2=25，z 2’=20,z 3=60,n 1=200r/min ， n 3=50r/min ，转向如图所示，试求行星架H 的转速n H 的大小和方向。 3.（10分）某锥齿轮减速器主动轴选用外圈窄边 相对安装的30307轴承支承，已知轴上的轴向外载 荷K a =500N ，方向如图所示，两轴承的径向载荷分 别为F r 1=1000N ，F r 2=2000N ，试求：（1）两轴承的 内部轴向力S 1、S 2，并在图中标出其方向；（2）两个 第3题图 轴承的轴向载荷F a 1、F a 2 ；（2）两轴承的当量动载荷P 1、P 2。 [提示：30000型轴承 1、内部轴向力0.2632r r F S F Y = = 2、判别系数e =0.32，当 a r F e F ≤时，1,0X Y ==；当e F F r a >时，0.4X =，9.1=Y ] 五、分析题（共2题，共14分） 1．(8分)如图所示传动形式为“直齿圆锥齿轮—斜齿圆柱齿轮”两级传动，轴Ⅰ为 主动轴。在要求轴Ⅱ上所受到的轴向力最小的前提下，试回答问题或在图中画出： ⑴各轴的转向(2分)； ⑵各轮的轴向力方向(3分)； ⑶斜齿圆柱齿轮3、4的旋向(3分)。 1 23 4n 1I II III II 1 3 2 4 n 1 I I I I 第1题图第2题图 2．（6分）如图所示机构，已知：AB= 50 mm，AC=100 mm，AB是原动件。试确定：1）这是什么机构？（2分） 2）机构的极位夹角θ，并在图中标出；（2分） 3）此机构的传动角γ。（2分） 内蒙古科技大学 2007/2008学年第一学期 《机械设计基 础》考试试题（A卷） 任课教师：潘宁美、王春香、关丽坤、高耀东、 韩利、李丽 一、填空题（共8题，每空1分，共15分） 1．_______是机构中按外界给定的运动规律独立 运动的活动构件。 2.平面连杆机构的设计方法主要有_______ 、 _______ 和_______ 。 3.按原理划分，螺纹连接常用的防松方法有_______、_______、_______三种。 4．普通螺纹的公称直径指的是螺纹的_______，做强度计算时，螺纹危险剖面近似用螺纹的_______。5．在设计转轴时，如支点间的跨距未知，可按扭转强度初步估算轴的直径，求得的直径是该阶梯轴的最___轴径。 6．基本额定寿命转时，轴承所能承受的最大载荷称为_______ 。 7．摩擦型带传动中，传动胶带的最大应力发生在________________________________________处。 8. 强度是零件抵抗_______、_______ 和_______失效的能力。 二、选择题（共10题，每空1分，共10分） 1．具有周向固定轴上零件的作用、并允许轴上零件沿轴向滑移不太大的距离的轴毂连接是_______连接。 A．楔键B．切向键C．导向平键D．半圆键 2．受轴向工作载荷的普通紧螺栓连接，如果_______，则可保证被连接件受载后不出现缝隙。 A.残余预紧力<0 B.残余预紧力>0 C.预紧力<0 D.预紧力>0 3．某变速箱体与轴承盖需要选定螺纹连接，要求连接承受的轴向力不大，箱体被连接处厚度较大，不需要经常装拆箱盖进行修理，则一般宜采用_______。 A．双头螺柱连接 B.螺栓连接 C.螺钉连接 D.销连接 4．若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳素钢改为合金钢，轴的刚度_______ 。 A .不变 B .降低了 C .增加了 D .不定 5．V 带轮槽楔角?与V 带楔角φ之间的关系是 。 A .?φ= B .?φ≥ C .?φ< D .?φ> 6．有弹性元件的挠性联轴器，能够_______ 。 A .补偿两轴间的相对位移 B .缓冲吸振 C .补偿两轴间的相对位移并缓冲吸振 D .允许两轴间有较大的夹角 7.在曲柄滑块机构中，若取滑块为机架，可得到 。 A .导杆机构 B .摇块机构 C .定块机构 D .偏心轮机构 8. 在曲柄摇杆机构中，传动角γ= ，则机构将出现卡死不能运动的情况。 A .γ=0° B .γ=30° C .γ=60° D .γ=90° 9. 对于受对称循环的转矩的转轴，计算当量弯矩1/22e ] [M M 2)(T α+=α应取 。 A . 0.3 B . 0.6 C .1 D . 1.3 10．在曲柄摇杆机构中，极位夹角θ ，急回运动的性质就越明显。 A ．越大 B ．越小 C .为零 D ．不为零 三、简答题（共3题，每题5分，共15分） 1.零件在轴上轴向固定的常用方法有哪些？（举出五种） 2.试说明下表所列各轴承的内径有多大？哪个轴承的公差等级最高？哪个轴承在受到径向载荷作用时会产生内部轴向力？哪个轴承不能承受轴向载荷？ 3.紧连接中的普通螺栓处于何种应力状态？按哪种强度理论进行其强度计算?试写出其强度条件计算公式？ 四、计算题（共4题，共42分） 1.(10分)已知一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮传动，a ’=15 2.5mm ， 1Z =19，2Z =42，m = 5 mm ，α =200。试按下列要求计算或作图： 1)计算分度圆半径1r 和2r ；基圆半径1b r 和2b r ；齿顶圆半径1a r 和2a r ；节圆半径'1r 和'2r ；基圆齿距1b P 和2b P 。（5分） 2)计算顶隙C （2分）。 3)准确绘出这对齿轮传动的理论啮合线21N N (设主动轮1顺时针转动)；实际啮合线21B B ；节圆和啮合角α’ (取μ=0.002m/mm) 。 (3分) 2.（10分）计算图1示机构的自由度；如果有复合铰链、局部自由度或虚约束，请指出。并判断该机 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及其相互关系 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？ 《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》 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。 试题一 一、简答题 1.说明机械、机器、机构、构件、零件的概念及其特征，并各举一例。 2.何谓凸轮的理论轮廓？何谓凸轮的实际轮廓？两者有何区别与联系？ 3.在机器中安装飞轮如何调速？为什么通常将飞轮安装在机器的高速轴上？ 4.请给出三种能将主动件的连续转动变成从动件的间歇运动的机构。 5.写出下列材料的名称并举例说明其应用。 Q235,45,20CrMnTi,ZG310-570,HT200,QT500-7,ZcuSn10P1. 6.螺纹联接的主要失效形式和计算准则时什么？ 7.平键联接的工作原理是什么？主要的失效形式有哪些？平键的尺寸如何确 定? 8.齿轮传动的失效形式有哪些?开式和闭式传动的失效形式有何不同？设计时 应如何避免这些失效形式？ 9.何谓带传动的弹性滑动与打滑?二者的性质有何不同？ 10.什么是链传动的运动不均与性?试述其产生的原因和影响不均与性的主要因 素. 11.链传动的主要失效形式有哪些？ 12.滑动轴承限制P和PV的意义分别是什么？ 13.请给出滚动轴承额定寿命的定义，说明为什么有的轴承的寿命会远大于其额 定寿命。 14.试说明为什么渐开线斜齿圆柱齿轮的传动平稳性优于渐开线直齿圆柱齿轮， 指出渐开线斜齿圆柱齿轮传动的缺点。 15.联合器和离合器在机器中的作用及区别。 一、计算题 1.计算如图机构的自由度。 2.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的传动，测得其中心距为60毫米，小齿轮的齿 数为20，传动比为2，试设计该对齿轮的其他参数。 3.如图所示轮系，a、b,z1=20,z2=24,z3=40,ω1=200rad/s,ω3=-100rad/s,求两轮系系杆的角速度ωH=？ 4.如图所示，凸缘联轴器若采用M16螺栓联成一体，以摩擦力来传递转矩，螺栓的材料为45钢，联轴器的材料为25钢，结合面摩擦系数f=0.15，安装时不要求严格控制预紧力，试决定螺栓数。 二、分析题 1.如图所示一轮系传动装置，已知输入轴上的主动蜗杆1的转速为n1，转向如 图所示，输出轴上齿轮6的转速为n6,转向如图所示。试计算： ①、计算其传动比； ②、为了使中间轴Ⅰ、Ⅱ上的轴向力相互抵消一部分，试确定斜齿轮5和齿轮6的螺旋线方向，并在图上标出； ③确定蜗轮2的转向、蜗杆1的螺旋线的方向； ④画出中间轴Ⅰ上蜗轮2及中间轴Ⅱ上齿轮5在啮合点处的受力方向，各用三个分力表示。 机械设计基础重点总结 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】 《机械设计基础》课程重点总结 绪论 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。 原动机：将其他形式能量转换为机械能的机器。 工作机：利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器。 机器主要由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分四个基本部分组成，它的主体部分是由机构组成。 机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。 机构与机器的区别：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统外，还含电器、液压等其他装置；机构只用于传递运动和力，而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。 零件是制造的单元，构件是运动的单元，一部机器可包含一个或若干个机构，同一个机构可以组成不同的机器。 机械零件可以分为通用零件和专用零件。 机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构；构件相对参考系的独立运动 称为自由度；所以一个作平面运动的自由机构具有三个自由度。 2.运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。两构件通过面接触组成的运 动副称为低副；平面机构中的低副有移动副和转动副；两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副； 3.绘制平面机构运动简图；P8 4.机构自由度计算公式：F=3n-2P l -P H 机构的自由度也是机构相对机架具有的独立运动 的数目。原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；机构具有确定的运动的条件是：机构自由度F > 0,且F等于原动件数 5.计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动 副相连接（图1-13）（2）局部自由度：一种与输出构件运动无关的的自由度，如凸轮滚子（3）虚约束：重复而对机构不起限制作用的约束 P13（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束。 6.自由度的计算步骤：1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度；2）指出活动构件、低 副、高副；3）计算自由度；4）指出构件有没有确定的运动。 7.发生相对运动的任意两构件间都有一个瞬心。瞬心数计算公式：N=K(K-1)/2 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。 第二章平面连杆机构 1.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，又称平面 低副机构；最简单的平面连杆机构由四个构件组成，称为平面四杆机构。按所含移动副数目的不同，可分为：全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。 2.铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构；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，不与机架直接相连的构件称为连杆；整转副： 《机械设计基础》考试题1 一、选择题：本大题共10个小题，每小题1.5分，共15分。每小题的选 项中只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在括号内。 1.我国标准规定，渐开线标准直齿圆柱齿轮分度圆上的压力角应为 （）度。 a）20 b）30 c）60 d）90 2. 渐开线标准直齿圆柱齿轮（正常齿）的齿顶高系数为（），顶隙系 数为（）。 a）1，0.1 b）1，0.2 c） 1.2，0.2 d）1，0.25 3. 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（） a）模数相等 b）压力角相等 c）模数和压力角分别相等且为标准值 d）a，b，c都 不对 4.用齿条形刀具加工标准直齿圆柱齿轮,当压力角为20°,齿顶系数为 1时,不根切的最少齿数是多少?（） a） 15 b）16 c） 17 d）18 5.平面机构自由度的计算公式为（）。 a）3n-2P L-P H b）3n- P L- P H c）2n- P L -P H d）n- P L- P H 6. 构件是机构的基本（）单元。 a）运动b）制造c）联结d）a）b）c）都不对 7.平面四杆机构的压力角和传动角的关系为（）。 a）互为余角 b）互为补角 c）a，b都可能 d）a，b都不可能 8. 带传动的最大应力发生在（）。 a)紧边与小轮的切点 b)紧边 c)松边 d)松边与小轮的切点 9.V带的截面形状为（）。 a）V形 b）梯形 c）圆形 d）矩形 10.用范成法切制齿轮时，只要两齿轮（），就可以用同一把滚刀。 a) 模数相等b）压力角相等c)模数和压力角分别相等d)齿数相等 二、填空题：本大题9个小题，共18空，每空0.5分，共9分。把答案填在题中横线上。 1．闭式硬齿面齿轮传动常按强度设计，然后校核 强度。 2．预紧后受轴向变载荷的螺纹联接，为提高联接的疲劳强度，应尽量减小的刚度，以及提高的高度。 3．增加蜗杆头数，可以传动效率，但蜗杆头数过多，将会给带来困难。 4．直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础的。 5．阿基米德蜗杆与蜗轮正确啮合的条件是。 6._______是机器与机构的统称。 7.包角是指带与带轮接触弧所对的圆心角。对于平带传动，一般要求包角 α≥________；对于V带传动，一般要求包角α≥________。 8.凸轮基圆半径是从到的最短距离。 9.凸轮机构从动件的两种常用运动规律中，________________运动有刚性 冲击，这是因为其____________有突变,________________运动有柔性冲击，这是因为其____________有突变。 三、简答题：本大题共4题，每题6分，共24分。 1.影响带传动中摩擦力大小的主要因素是什么？ 2.试给出三种平面连杆机构演化的方法。 3.简述配合螺栓联接（绞制孔用）传递横向载荷的工作原理？ 4.零件和构件的区别是什么？ 四、分析题：本大题只有2个小题，每题10分，满分20分 1.双速异步电动机可按两种转速：n1=700rpm或n2=1430rpm工作，若工 作机械要求皮带传动轴输出轴上只变转速，不变功率。试问此V带应按n1设计，还是按n2设计？为什么？ 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—简答题汇总 一、铰链四杆机构的基本类型与传动特性； 类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 基本特性：若最短杆与最长杆长度之和大于另外两杆之和，无论以哪一个构件为机架，均不存在曲柄，之能是双摇杆机构。 存在曲柄的条件：若最短杆与最长杆长度之和小于另外两杆之和，是否存在曲柄取决于以哪一个构件作为机架： ①以最短杆邻边作为机架，构成曲柄摇杆机构； ②以最短杆作为机架，构成双曲柄机构； ③以最短杆对边作为机架，构成双摇杆机构； ④平行四边形机构作为特例，以任何一边作为机架，均构成双曲柄机构。 二、铰链四杆机构的基本特性 ①急回特性：机构的空回行程速度大于工作行程速度的特性。 ②压力角及传动角：从动件受到驱动力的方向与受力点速度方向所夹的锐 角；压力角的余角为传动角。压力角越小，有效分力越大，传动性能越 好；通常以传动角衡量机构的传力性能，传动角越大，传力性能越好。 ③死点位置：压力角等于90°，不产生驱动力矩推动曲柄传动，使整个机构 处于静止状态。 三、凸轮机构的类型、特点、运动规律及应用； 类型： ①形状分类：盘行凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮； ②从动件形式分类：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件 ③从动件运动方式分类：移动从动件、摆动从动件 ④从动件与凸轮保持接触的方式分类：力锁定凸轮机构、几何锁定凸轮机 构 优点：只要选择合适的凸轮轮廓曲线，就可以获得预期的运动规律，而且凸轮机构结构简单紧凑。 缺点：凸轮轮廓形状复杂，加工比较困难；凸轮轮廓与从动件之间通过点或线接触，易于磨损。 运动规律： ①等速运动：产生刚性冲击，适用于低速、轻载、从动件质量较小的场合； ②等变速运动：产生柔性冲击，适用于中速、轻载的场合； ③余弦加速运动：产生柔性冲击，适用于中速、中载的场合； ④正弦加速运动：不产生冲击，适用于高速、轻载的场合。 四、凸轮机构的压力角和基圆半径的关系； cos a =R基圆/R向径 五、凸轮轮廓的设计原理和方法； 设计方法：①反转法；②图解法；③解析法 加工方法：①铣、锉削加工；②数控加工 六、间歇运动机构的种类 ①棘轮机构；②槽轮机构（柔性冲击）；③不完全齿轮机构（刚性冲击）； ④凸轮式间歇运动机构（圆柱凸轮、蜗杆凸轮）。 七、普通平键尺寸选择： 《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） 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 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》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和 绪论作业： 一、单项选择题： 1．以下四种机械零件中不是通用零件的是（） A．齿轮B．带轮C．蜗轮D．叶轮 二、填空题： 1．构件是机构中的运动单元体；零件是机器中的制造单元体。 2．机器的定义是：由零件组成的执行机械运动的装置。用来完成所赋予的功能，如变换或传递能量、物料或信息 三、简答题： 1．机械一般由哪四部分组成？ 密封件、辅助密封件、压紧件、传动件 2．机械零件设计时有哪四个主要要求？ 功能要求、可靠性要求、经济性要求、操作方便和安全要求 3．机械、机器和机构三者有何区别和联系？ 1）他们都是若干人为实体的组合 2)各实体之间具有确定的相对运动 3）能用来代替人们的劳动去实现机械能与其他形式能量之间的转换或做有用的机械功。具备以上（1）（2）两个特征的成为机构。及其与机构的主要区别在于：机器具有运动和能量（而且总包含有机械能）的转换，而机构只有运动的变换。机器由机构组成，机构是机械的运动部分，机构又是有构建组成，构件时机械运动的基本单元体。 4．构件和零件有何区别和联系？ 零件:组成机器的基本单元称为零件 零件是一个产品最小的组成单元，而构件可以是某个产品的某个组成部分，构件可以是一个零件，也可以由多个零件组成。 第一章作业 三：2、何谓运动链？如何使运动链成为机构？ 构件通过运动服连接而成的系统成为运动链。 当运动链具备以下条件时就成为机构： 具有一个机架。 具有足够的给定运动规律的构件。这种构件成为主动件。 4 、在计算机构自由度时，什么是局部自由度？什么是复合铰链？什么是虚约束？ 局部自由度使之机构中某些构件具有的并不影响其他构件运动关系的自由度。由三个或三个以上构件同时在一处用转动副连接，称此结构为复合铰链。某些情况下，机构中有些运动副引入的约束与其他运动副引入的约束相重复，此时，这些运动副对构件的约束，形式上虽然存在而实际上并不起作用，一般把这类约束成为虚约束。 6 、写出平面机构自由度计算公式，并说明式中各符号的意义 F=3n-2P5-P4；n为自由度不为零的运动构件个数；P4高副个数；P5为低副个数。 四：1．计算图1-1所示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）F=3n-2P5-P4=3X5-2X6-1=2 有复合铰链和虚约束 3、计算图1-3所示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）F=3n-2P5-P4=3X6-2X7-3=1 有复合铰链和虚约束 4、求图1-4所示实现直线轨迹机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加机械设计基础试题及答案解析
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