机械设计基础
实验报告
专业班级
姓名学号
2012年5月8日
目录
实验一、机构学（现场课）
实验二、齿轮参数测定
实验三、零件设计（现场课）
实验四、减速器拆装
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验指导书
一、实验目的
1. 测定渐开线直齿圆柱齿轮的几何参数；
（1）通过测量公法线长度确定模数m和压力角 ：
（2）通过测量齿顶圆直径d a和齿根圆直径d f，确定齿顶高系数h a*和顶隙系数c*；
（3）通过标准齿轮公法线长度与实测公法线长度的比较，判断齿轮的变位类型，并计算变位系数x，确定齿轮是否根切；
2. 观察直齿圆柱齿轮的啮合传动过程，测定重合度。
3. 确定变位齿轮的传动类型
二、实验仪结构及实验原理
1. 实验仪结构，如图1所示：
图1 实验仪结构图
齿轮轴1、2固定在台板上，其中心距为100±0.027mm，齿轮1的轴颈上可分别安装2#、3#、5#、6#实验齿轮，齿轮2的轴颈上可分别安装1#、4#实验齿轮，1#齿轮可分别与2#、3#齿轮啮合，4#齿轮可分别与5#、6#齿轮啮合，共组成四对不同的齿轮传动。实验仪还配有4块有机玻璃制的透明面板，面板相当于齿轮箱体的一部分，面板上刻有齿顶圆、基圆、啮合线等，两孔同时安装在齿轮轴1、2的轴颈上。面板I和面板II分别用于齿轮1～2和齿轮1～3两对啮合传动，面板III和面板IV分别用于齿轮4～5和齿轮4～6两对啮合传动。
2. 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定原理
渐开线齿轮的基本参数有五个：z 、m 、α、h a *、c*，其中m 、α、h a *、c*均应取标准值，z 为正整数。对于变位齿轮，还有一个重要参数，即变位系数x ，变位齿轮及变位齿轮传动的诸多尺寸均与x 有关。
（1）通过测量公法线长度确定模数m 和压力角α，见图2。
① 确定跨齿数k ：确定跨齿数是为了保证在测量时，跨k 及k +1个齿时卡尺的量爪均能与齿廓渐开线相切，并且最好能切于分度圆附近。按式0.5180
z
k α=
+计
算出跨齿数初值，跨齿测量时要检查是否切于分度圆附近。如果切点偏于齿顶圆，则减少跨齿数，直至切于分度圆附件为止；如果切点偏于齿根圆，则增加跨齿数，直至切于分度圆附件为止。
② 测量公法线长度k W '和1k W +'。并注意卡尺在测量时不要倾斜，造成卡脚与齿廓的局部接触，卡尺面应与齿轮面平行。
③ 确定模数m 、压力角α：
图2 用游标卡尺测公法线长度
根据渐开线性质：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长。
(1)k b b W k p s '=-+ 1k b b
W k p s +'=+ 所以1cos b k k p W W m πα+''=-=
式中因α一般只为20。或15。，m 应符合标准模数系列，由此可试算确定齿轮的模数m 和压力角α。
（2）通过测量齿顶圆直径d a 与齿根圆直径d f ，确定齿顶高系数h a *和顶隙系数c*：
a ）偶数齿齿轮
b ）奇数齿齿轮
图3 齿轮d a 与d f 的测量
偶数齿齿轮的d a 、d f 可直接用游标卡尺测得，如图3（a ）示。奇数齿齿轮的d a 、d f 须间接测量，如图3（b ）示。
d a =D+2H 1 d f =D+2H 2
则： h =（d a －d f ）/2= H 1－H 2
对于标准齿轮h=（2h a *+c*）m ，分别将h a *=1、c*=0.25（正常齿制）或h a *=0.8、c*=0.3（短齿制）代入，若等式成立，即可确定齿轮是正常齿或是短齿，进而确定h a *、c*。若等式都不成立，则齿轮是变位齿轮，根据等式接近成立的原则，可确定齿轮是正常齿还是短齿，进而确定h a *、c*。
（3）计算变位系数x ：
标准齿轮的公法线长度k W =m co s α [(k －0.5)π+zinv α]
变位齿轮的公法线长度k W '= m cos α [(k －0.5)π+zinv α]+2xm sin α 若测得k W '与计算值k W 相等，则x =0，该齿轮为标准齿轮； 若k W '≠k W ，则齿轮为变位齿轮，变位系数x ：sin k k
W W x zm α
'-=
（4）计算不根切的最小变位系数x min ：
要保证变位齿轮不产生根切，应满足：min (*)2a mz h x m -≤sin 2
α 标准齿轮不根切的最小齿数为：min 2
2*
sin a h z α
= 所以：min min min *()/a x h z z z ≥- 3. 渐开线齿轮啮合传动过程
图4 渐开线齿轮的啮合过程
一对渐开线出轮啮合传动，其理论啮合线是两基圆的内公切线N 1N 2，其实际啮合线是两齿顶圆与理论啮合线交点之间的线段21B B （见图4），两轮轮齿在B 2点开始进入啮合，接触点为从动轮的齿顶圆齿廓与主动轮齿根部位齿廓。随着传动的进行，两齿廓的啮合点将沿着主动轮的齿廓，由齿根逐渐移向齿顶；沿着从动轮的齿廓，由齿顶逐渐移向齿根。当啮合进行到B 1点时，两轮齿廓即将脱离啮合。为使两轮能够连续啮合传动，实际啮合线21B B 长度应大于（至少等于）齿轮的法向齿距P n （亦即基节P b ），重合度εa ：21/1a b B B p ε=≥ 5. 变位齿轮传动类型及啮合参数的确定原理。
按照相互啮合的两齿轮变位系数和（x 1+x 2）值的不同，可将变位齿轮传动分为三种基本类型：
（1）x 1+x 2=0，且x 1=x 2=0即标准齿轮传动。
（2）x 1+x 2=0，且x 1=-x 2≠0称等变位齿轮传动，又称高度变位齿轮传动，亦
称零传动。
（3）x 1+x 2≠0，称不等变位齿轮传动，又称角度变位齿轮传动。 其中：① x 1+x 2＞0，称正传动；
② x 1+x 2＜0，称负传动。
三、实验步骤
1. 数出各轮齿数z ，确定测量公法线长度的跨齿k 。 按式0.5180
z
k α=
+计算出跨齿数初值，跨齿测量时要检查是否切于分度圆附
近。如果切点偏于齿顶圆，则减少跨齿数，直至切于分度圆附件为止；如果切点偏于齿根圆，则增加跨齿数，直至切于分度圆附件为止。现推荐各齿轮的跨齿数为：k 1=4；k 2=2；k 3=3；k 4=3；k 5=2；k 6=3。
2. 分别测出各齿轮的公法线长度
k
W 、
k W '
+1，对每一个测量尺寸应测量三次，
各次测量位置应相隔
120，取其平均值作为测量数据，下同。
3. 通过P b = k W '+1－k W '=πm cos α确定各齿轮m 、α；
4. 测量各偶数齿齿轮的d a 、d f ；
5. 测量各奇数齿齿轮的D 、H 1、H 2 ，算出d a 、d f ；
6. 计算齿高，通过h=（2h a *+c*）m 确定h a *、c*；
7. 计算标准齿轮公法线长度k W =m cos α [(k －0.5)π+zinv α]； k W 与k W '比较：
若k W '=k W ，齿轮为标准齿轮 x =0；
若k W '≠k W ，齿轮为变位齿轮，x =（k W '－k W ）/（2msin α） 8. 通过min min min *()/a x h z z z ≥-判断各齿轮有无根切；
9. 分别将齿轮1、2，齿轮 1、3，齿轮4、5，齿轮4、6装在实验仪台板的齿轮轴上，再装上相应的面板(将其刻画面朝下)，转动各对中的小齿轮，观察齿轮传动的啮合过程，注意啮合点位置的变化及其与啮合线的位置关系；
10. 初测这四对齿轮的实际啮合线长度21B B (当齿项顶圆与理论啮合线交点B 2超出N 1点位置时，实际啮合线长度为11N B )，并计算重合度εa ；
11. 判断这四对齿轮传动的类型，比较其特点。 四、注意事项
1. 实验仪台板、被测齿轮及卡尺等应轻拿轻放，不要掉下，以免砸脚及损坏实验器材。
2. 有机玻璃面板应将刻度面朝下（贴近齿轮端面）安装，板面应避免划痕。
3. 实验时应携带渐开线函数表、计算器、刻度尺等。
4. 实验步骤1～8为单个齿轮进行，9～11为装在实验台板上进行。
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验
实验报告
一、渐开线齿轮参数测定
机械设计基础实验报告二、外啮合直齿圆柱齿轮传动的几何参数计算值
- 9 -
三、思考题
1.测量齿轮的公法线长度应注意什么？
2. 如何判断所测齿轮是否根切？这六个齿轮中有根切的是哪个（些）齿轮？
3 通过两个齿轮参数的测定，如何判断该对齿轮能否啮合？如能啮合，又怎样辨别他们的传动类型？
减速器拆装实验指导书
一、实验目的
1、熟悉、了解减速器的结构、功用。
2、分析装配关系，加深对轴系部件结构的理解。
3、练习基本参数的测定及装拆方法。
二、设备及工具
1、各类减速器；
2、卡尺及钢板尺；
3、减拆工具若干。
三、实验步骤
1、观察分析减速器外型及特点；
2、按序把箱盖打开，分析其结构；
3、按要求测量有关几何参数，填入报告中；
4、减速器复原。
实验报告
减速器名称:
一、外廓最大尺寸（MM）
长×宽×高。
二、箱体有关尺寸（MM）
1、上箱体壁厚δ1：下箱体壁厚δ2。
2、轴承凸台高度和宽度：高h 宽l1。
3、上下箱体凸椽高度和宽度。
上箱体：高b1宽。
下箱体：高b 宽。
4、上下箱体筋板厚：上m1 下m 。
5、齿轮端面距箱体内侧面（最小处）距离。
第一级Δ1第二级。
6、大齿轮顶圆距上箱体内表面距离。
7、大齿轮顶圆或蜗轮顶圆距下箱体内底面距离。
8、视孔盖尺寸：长宽。
9、定位销尺寸：直径长度个。
三、测量各种螺钉尺寸（MD×L）
1、轴承旁螺钉。
2、上下箱体凸椽联接螺螺钉。
3、轴承端盖螺钉。
4、起箱螺钉。
5、地角螺钉孔个。
四、记录下列数据
1、齿数：Z1Z2Z3Z4。
2、模数：M1－2M3－4。
3、齿宽：B1B2B3B4。
4、中心距：高速级低速级。
5、传动比：高速级低速级总传动比。
五、比例绘制轴系部件
六、思考题
1、如何保证装配精度？
2、减速器中哪些零件需要润滑？采用什么方式进行润滑的？
第一章概论 一、判断 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、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。（×） 3、机构是具有确定相对运动的构件组合。（√） 4、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。（√） 5、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。（×） 6、连杆是一个构件，也是一个零件。（√） 7、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。（×） 二、选择 1、组成机器的运动单元体是什么（ B ） A．机构 B．构件 C．部件 D．零件 2、机器与机构的本质区别是什么（ A ） A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．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、下列哪一点是构件概念的正确表述（ D ）
A．构件是机器零件组合而成的。 B．构件是机器的装配单元 C．构件是机器的制造单元 D．构件是机器的运动单元 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 1、根据功能，一台完整的机器是由（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）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。
3 凸轮机构 1．【答】 根据形状，可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮三类。 基本组成部分有凸轮、从动件和机架三个部分。 凸轮与从动件之间的接触可以通过弹簧力、重力或凹槽来实现。 2．【答】 从动件采用等速运动规律时，运动开始时，速度由零突变为一常数，运动终止时，速度由常数突变为零，因此从动件加速度及惯性力在理论上为无穷大（由于材料有弹性变形，实际上不可能达到无穷大），使机构受到强烈的冲击。这种由于惯性力无穷大突变而引起的冲击，称为刚性冲击。 从动件运动时加速度出现有限值的突然变化，产生惯性力的突变，但突变是有限的，其引起的冲击也是有限的，这种由于加速度发生有限值突变而引起的冲击称为柔性冲击。等加速等减速运动规律和简谐运动规律都会产生柔性冲击。 3．【答】应注意的问题有： 1）滚子半径：必须保证滚子半径小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径；在确保运动不失真的情况下，可以适当增大滚子半径，以减小凸轮与滚子之间的接触应力； 2）校核压力角：进行为了确保凸轮机构的运动性能，应对凸轮轮廓各处的压力角进行校核，检查其最大压力角是否超过许用值。如果最大压力角超过许用值，一般可以通过增加基圆半径或重新选择从动件运动规律； 3）合理选择基圆半径：凸轮的基圆半径应尽可能小些，以使所设计的凸轮机构可能紧凑，但基圆半径越小，凸轮推程轮廓越陡峻，压力角也越大，致使机构工作情况变坏。基圆半径过小，压力角就会超过许用值，使机构效率太低，甚至发生自锁。 4．【答】绘制滚子从动件凸轮轮廓时，按反转法绘制的尖顶从动件的凸轮轮廓曲线称为凸轮的理论轮廓。由于滚子从动件的中心真实反映了从动件的运动规律和受力状况，因此基圆半径和压力角应在理论轮廓上量取。
机械设计基础期末试卷A（含参考答案） 一、填空题( 每空1分, 共分) 2. 一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是( )和( )。 齿面疲劳点蚀, 轮齿弯曲疲劳折断 3. 开式齿轮的设计准则是( )。 应满足，σF≤σFP 一定时，由齿轮强度所4. 当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数 d 决定的承载能力，仅与齿轮的( )或( )有关。 分度圆直径d1或中心距 5. 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取( )模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取( )模数为标准值。 法面；大端 6. 润滑油的油性是指润滑油在金属表面的( )能力。 吸附 7. 形成流体动压润滑的必要条件是( )、( )、( )。 ①两工作表面间必须构成楔形间隙；②两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油或其他流体；③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进，从小截面流出。 8. 滑动轴承的润滑作用是减少( )，提高( )，轴瓦的油槽应该开在( )载荷的部位。 摩擦：传动效率；不承受 9. 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力F t1的方向总是与( )，而径向力 F rl的方向总是( )。 与其旋转方向相反，指向圆心 10. 由于蜗杆传动的两齿面间产生较大的( )速度，因此在选择蜗杆和蜗轮材料时，应使相匹配的材料具有良好的( )和( )性能。通常蜗杆材料选用( )或( )，蜗轮材料选用( )或( )，因而失效通常多发生在( )上。 相对滑动；减摩、耐磨；碳素钢或合金钢，青铜或铸铁；蜗轮 11. 当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到( )，而带传动的最大有效拉力决定于( )、( )、( )和( )四个因素。 最大值；包角；摩擦系数；张紧力及带速 12. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而( )，随包角的增大而( )，随摩擦系数的增大而( )，随带速的增加而( )。 增大；增大；增大；减小 13. 在设计V带传动时，为了提高V带的寿命，宜选取( )的小带轮直径。 较大
一 .填空 1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为 机架时，它为何种具体类型？双曲柄机构；（2）当取d杆为机架时，则为曲柄摇杆机构。 平面四杆机构无急回特性时极位夹角θ=0，行程速比系数_ K=1_ 平面连杆机构当行程速比K>1时，机构就具有急回特性。 在双曲柄机构中，已知三杆长度为 a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d 杆长度为 110mm≤d≤ 190mm 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，曲柄与连杆共线时为死点位置，曲柄为主动件时， _不存在__死点位置； 在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作整周回转运 动，即得到双曲柄机构。 3.曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是，摇杆为主动件，曲柄为从动件。 曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，则传动角是_连杆与摇杆之间所夹锐角_ 3.为保证四杆机构良好的机械性能,传动角不应小于最小许用值。 4.凸轮轮廓曲线决定了从动杆的运动规律。 5.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_基圆_。 凸轮机构中，凸轮基圆半径愈大, 压力角愈小，机构传动性能愈好。 凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到实际轮廓线上的最小半径。 凸轮机构中的压力角是指凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向间的夹角。 凸轮机构中的压力角是指_凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向_间的夹角。 凸轮机构能使从动杆按照凸轮轮廓曲线，实现各种复杂的运动。 6.键20X70GB1095—79的含义是_ A型平键宽度b=20mm，长度L=70mm _。．键B18*50 的含义是_ B 型长度50mm _。 普通平键的三种形式为_ A B C。 键联接的主要用途是：周向固定，键“12X50”的含义是传递运动和转矩。紧键联接与 松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有摩擦力。
机械设计基础 课程设计计算说明书设计题目：设计带式输送机中的传动装置 专业年级：电气工程系15级 学号： 11111111111 学生姓名：宋 指导教师： 机械工程系 完成时间 2017年 7 月 7 日
机械设计基础课程设计任务书 学生姓名：学号：11111111111111 专业：电气工程系任务起止时间：2017年 7 月 3 日至 2017年 7 月 7 日 设计题目：设计带式输送机中的传动装置 一、传动方案如图1所示： 1—电动机；2—V带传动； 3—单级圆柱齿轮减速器 4—联轴器；5—带式输送机；6—鼓轮；7—滚动轴承 图1 带式输送机减速装置方案图 二、原始数据 滚筒直径d /mm400 传送带运行速度v /(m/s) 1.6运输带上牵引力F/N2100每日工作时数T /h24三、设计任务： 1.低速轴系结构图1张（A2图纸）； 2.设计说明书1份。 在1周内完成并通过答辩
目录 （一）电机的选择 (1) （二）传动装置的运动和动力参数计算 (3) （三）V带传动设计 (4) （四）减速器（齿轮）参数的确定 (6) （五）轴的结构设计及验算 (8) （六）轴承根据 (12) （七）联轴器的选择 (12) （八）键连接的选择和计算 (13) （九）心得体会 (16)
（一）电机的选择 1.选择电机的类型和结构形式： 依工作条件的要求，选择三相异步电机 封闭式结构 u=380v Y 型 2.电机容量的选择 工作机的功率P 工作机=F 牵*V 运输带/1000= 3.36 kW V 带效率： 0.96 滚动轴承效率： 0.99 齿轮传动效率（闭式）: 0.97 x 1 (对) 联轴器效率： 0.99 传动滚筒效率： 0.96 传输总效率η= 0.859 则，电机功率 η 工作机 P P = d = 3.91 kW
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 1、【答】由公式 αα f f ec e e F F /11/1120+-= 影响带传动工作能力的因素有： （1） 预紧力：预紧力越大，工作能力越强，但应适度，以避免过大拉应力； （2） 包角：包角越大越好，一般不小于120度； （3） 摩擦系数：摩擦系数越大越好。 2、【答】由公式A c 2 υσ=可知，为避免过大的离心拉应力，带速不宜太高； 1） 由公式（12-6），带传动的圆周力 υP F 1000= 由公式（12-8），紧边拉力 υ P F F F F 10002001+=+= 因此，为避免紧边的拉应力 A F 11= σ 过大，带速不宜太低。 3、【答】 带传动中的弹性滑动是由于带松边和紧边拉力不同，导致带的弹性变形并引起带与带轮之间发生相对微小滑动产生的，是带传动固有的物理现象。弹性滑动会使带产生磨损，并且使从动轮转速小于主动轮转速。 带传动中由于工作载荷超过临界值并进一步增大时，带与带轮间将产生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。 4、【答】带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。 带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 13 链 传 动
2 1、【答】链传动优点与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保证准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样的条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温和低温的情况下工作。 2、【答】链传动运动中由于链条围绕在链轮上形成了正多边形，造成了运动的不均匀性，称为链传动的多边形效应。这是链传动固有的特性。 减轻链传动多边形效应的主要措施有： 1） 减小链条节距； 2） 增加链轮齿数； 3） 降低链速。 3、【答】滚子链传动的主要失效形式为： 1）链的疲劳破坏：链在工作时，周而复始地由松边到紧边不断运动着，因而它的各个元件都是在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂，或者套筒、滚子表面将会出现疲劳点蚀（多边形效应引起的冲击疲劳）。 2）链条铰链的磨损：链条在工作过程中，由于铰链的销轴与套筒间承受较大的压力，传动时彼此又产生相对转动,导致铰链磨损,使链条总长伸长,从而使链的松边垂度变化,增大动载荷,发生振动,引起跳齿,加大噪声以及其它破坏,如销轴因磨损削弱而断裂等。 3）链条铰链的胶合：当链轮转速高达一定数值时，链节啮入时受到的冲击能量增大，销轴和套筒间润滑油被破坏，使两者的工作表面在很高的温度和压力下直接接触，从而导致胶合。因此，胶合在一定程度上限制了链的传动的极限转速。 4）链条静力拉断：低速（6.0<υm/s ）的链条过载，并超过了链条静力强度的情况下，链条就会被拉断。 14 轴 1、【答】 工作中只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴称为传动轴。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。 自行车的前轴和后轴属于心轴，中轴属于转轴。 2、【答】轴的常用周向定位方式有：键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。 轴的常用轴向定位方式有：轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖和圆螺母等。 3、【答】轴的强度不足时，可采取：增大轴的直径；改变材料类型；增大过渡圆角半径；对轴的表面进行热处理和表面硬化加工处理；提高表面加工质量；用开卸载槽等方法降低过盈配合处的应力集中程度；改进轴的结构形状等措施。 刚度不足时只能采取增大轴径，改变轴外形等措施。 6、
《 机械设计基础 》试卷第1页（共6页） 《 机械设计基础 》 试卷第2页（共6页） XX 学院2014年1月院考试A 卷 机械设计基础 考试专业：08数控专业 考试时间：100分钟 一．填空题（每小题1分,共15分） １．平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 。 ２．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 。 ３．在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮便得到单方向 转动。 ４．滚子链传动中，链节距越 ，传递的功率越大。 ５．带动传动中，带轮直径越小，带的弯曲应力就越 。 ６．用范成法切制正常齿标准齿轮时，产生根切与否取决于被切齿轮的 。 7．带传动的主要失效形式是 和打滑。 8．工作时既承受弯矩又 传递转矩的轴叫 轴。 9．初步估算阶梯轴的最小直径，通常按 强度进行计算。 10．键的截面尺寸通常是根据 按标准选择的。 11．滚动轴承中，代号为6116的轴承，其内径为 。 12．普通平键的工作面是 面。 13．斜齿圆柱齿轮以 模数为标准模数。 14．为了不产生过大的轴向力，在斜齿轮的基本参数中， 不宜过大。 15．根据滑动轴承工作时的润滑状态不同， 可分为不完全液体润滑滑动轴承和 滑 动轴承。 二．选择题 （每小题2分 共30分） 1．当机构中主动件数目（ ）机构自由度数时，该机构具有确定的相对运动。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、大于或等于 2．一对标准齿轮啮合传动时，其啮合角（ ）其分度圆压力角。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、可能等于，也可能大于 3．欲保证一对直齿圆柱齿轮连续传动，其重合度ε应满足（ ）条件。 A 、ε=1 B 、1 ＞ε＞0 C 、ε＞1 D 、ε≥1 4．（ ）是带传动中所固有的物理现象，是不可避免的。 A 、打滑 B 、松驰 C 、弹性滑动 D 、疲劳破坏 5．在标准直齿外啮合圆柱齿轮传动中，齿形系数Y Fa 只取决于（ ）。 A 、齿形 B 、模数 C 、精度 D 、材料 6．键的长度主要根据（ ）从标准选定。 A 、传递功率的大小 B 、传递转矩的大小 C 、轮毂的长度 D 、轴的直径 7．对于螺旋转动来说，其传动效率η与螺旋升角ψ及当量摩擦角λV 有关，下述说法中正确的是（ ）。 A 、ψ越大，η越高 B 、ψ越小，η越高 C 、λV 越大，η越高 D 、λV 越小，η越低 8．当铰链四杆机构各杆长度的关系为：L AB =L BC =L AD ＜L CD （AD 为机架），则该机构是（ ）。 A 、曲柄摇杆机构 B 、双曲柄机构 C 、双摇杆机构 D 、转动导杆机构 9．型号为6315的滚动轴承，其内径是（ ）。 A 、15mm B 、60mm C 、75mm D 、90mm 10．在下列联轴器中，属于刚性联轴器的是（ ）。 A 、万向联轴器 B 、齿式联轴器 C 、弹性柱销联轴器 D 、凸缘联轴器 11．型号为7310的滚动轴承，其类型名称为（ ）。 A 、深沟球轴承 B 、调心球轴承 C 、滚针轴承 D 、角接触球轴承 12．选择齿轮精度的主要依据是齿轮的（ ）。 A 、圆周速度 B 、转速 C 、传递功率 D 、传递扭矩 13．选择蜗杆材料通常根据蜗杆的传动的（ ）。 A 、传动功率 B 、滑动速度 C 、传动比 D 、效率 座位号和姓名务必正确清楚填写。因填写错误或不清楚造成不良后果的，均由本人负责；如故意涂改、乱 答 题 请 勿 超 过 此 密 封 线 ， 否 则 视 为 无 效 。
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？
机械设计试题[1] 一、单项选择题 1.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 2.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 3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( ) A.分度圆 B.齿顶圆 C.齿根圆 D.基圆 4.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 5.一般转速的滚动轴承计算准则为( ) A.进行静强度计算 B.进行极限转速计算 C.进行疲劳寿命计算 D.进行热平衡计算 6.柴油机曲轴中部的轴承应采用( ) A.整体式滑动轴承 B.部分式滑动轴承 C.深沟球轴承 D.圆锥滚子轴承 7.螺纹联接的自锁条件为( ) A.螺纹升角≤当量摩擦角 B.螺纹升角>摩擦角 D.螺纹升角≥当量摩擦角螺纹升角≥摩擦角C. ( ) 8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为???minmax B. A.???????minmax 2 ??????minminmaxmax C. D. ????????minmaxm) ( 9.铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置A. B.从动件与机架共线位置 D. 主动件与连杆共线位置C. 主动件与机架共线位置) ( 当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用10. A.深沟球轴承 B.推力球轴承 C.圆柱滚子轴承 D.圆锥滚子轴承 11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( ) A.对称循环 B.脉动循环 C.恒定不变 D.非对称循环 12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用( ) A.圆型带传动 B.同步带传动 C.V型带传动 D.平型带传动 13.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( ) A.最短杆 B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆 14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( ) A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接 D.紧定螺钉联接 15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动( ) A.将产生刚性冲击 B.将产生柔性冲击 C.没有冲击 D.既有刚性冲击又有柔性冲击 16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数Y值有关的参数是( ) FS A.工作齿宽b B.模数m C.齿数z D.压力角α
《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___________。
XX 学院2014年1月院考试A 卷 一．填空题（每小题1分,共15分） １．平面机构中，两构件通过点、线接触而构 成的运动副称为 。 ２．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 。 ３．在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮便得到单方向 转动。 ４．滚子链传动中，链节距越 ，传递的功率越大。 ５．带动传动中，带轮直径越小，带的弯曲应力就越 。 ６．用范成法切制正常齿标准齿轮时，产生根切与否取决于被切齿轮的 。 7．带传动的主要失效形式是 和打滑。 8．工作时既承受弯矩又 传递转矩的轴叫 轴。 9．初步估算阶梯轴的最小直径，通常按 强度进行计算。 10．键的截面尺寸通常是根据 按标准选择的。 11．滚动轴承中，代号为6116的轴承，其内径为 。 12．普通平键的工作面是 面。 13．斜齿圆柱齿轮以 模数为标准模数。 14．为了不产生过大的轴向力，在斜齿轮的基本参数中， 不宜过大。 15．根据滑动轴承工作时的润滑状态不同，可分为不完全液体润滑滑动轴承和 滑动轴承。 二．选择题 （每小题2分 共30分） 1．当机构中主动件数目（ ）机构自由度 数时，该机构具有确定的相对运动。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、大于或等于 2 ．一对标准齿轮啮合传动时，其啮合角（ ）其分度圆压力角。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、可能等于，也可能大于 3．欲保证一对直齿圆柱齿轮连续传动，其重合度ε应满足（ ）条件。 A 、ε=1 B 、1＞ε＞0 C 、ε＞1 D 、ε≥1 4．（ ）是带传动中所固有的物理现象，是不可避免的。 A 、打滑 B 、松驰 C 、弹性滑动 D 、疲劳破坏 5．在标准直齿外啮合圆柱齿轮传动中，齿形系数Y Fa 只取决于（ ）。 A 、齿形 B 、模数 C 、精度 D 、材料 6．键的长度主要根据（ ）从标准选定。 A 、传递功率的大小 B 、传递转矩的大小 C 、轮毂的长度 D 、轴的直径 7．对于螺旋转动来说，其传动效率η与螺旋升角ψ及当量摩擦角 V 有关，下述说法中正确的是（ ）。 A 、ψ越大，η越高 B 、ψ越小，η越高 C 、 V 越大，η越高 D 、 V 越小，η越低 8．当铰链四杆机构各杆长度的关系为：L AB =L BC =L AD ＜L CD （AD 为机架），则该机构是（ ）。 A 、曲柄摇杆机构 B 、双曲柄机构 C 、双摇杆机构 D 、转动导杆机构 9．型号为6315的滚动轴承，其内径是（ ）。 A 、15mm B 、60mm C 、75mm D 、90mm 10．在下列联轴器中，属于刚性联轴器的是（ ）。 座位号和姓名务必正确清楚填写。因填写错误或不清楚造成不良后果的，均由 答 题 请 勿 超 过 此 密 封 线 ， 否 则 视
《机械设计基础》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，基圆和齿根圆 （）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(D) 。 (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 （）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。
机械设计基础课程形成性考核作业（一） 第1章静力分析基础 1．取分离体画受力图时，__CEF__力的指向可以假定，__ABDG__力的指向不能假定。 A．光滑面约束力B．柔体约束力C．铰链约束力D．活动铰链反力E．固定端约束力F．固定端约束力偶矩G．正压力 2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在__B__的方向上，使投影方程简便；矩心应选在_FG_点上，使力矩方程简便。 A．与已知力垂直B．与未知力垂直C．与未知力平行D．任意 E．已知力作用点F．未知力作用点G．两未知力交点H．任意点 3．画出图示各结构中AB构件的受力图。 4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,α＝30?.求两吊杆的受力的大小。
∑=0 Fx 又因为AB=BC α α 答：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动 2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？ 答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。 3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
（1）n ＝7，P L ＝10，P H ＝0 （2）n ＝5，P L ＝7，P H ＝0 H L P P n F --=23 H L P P n F --=23 =10273?-? =7253?-? 1= 1= C 处为复合铰链 （3）n ＝7，P L ＝10，P H ＝0 （4）n ＝7，P L ＝9，P H ＝1 H L P P n F --=23 H L P P n F --=23 =10273?-? =19273-?-? 1= 2= E 、E ’有一处为虚约束 F 为局部自由度
一、填空题 1. 机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零且机构的原动件数等于机构的自由 度。 2. 在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中，等速运动规律运动规律有刚性冲击; 等加速 等减速运动规律和余弦加速度运动规律有柔性冲击; 正弦加速度运动规律无冲 击。 3. 带传动工作时，最大应力发生在在紧边进入小带轮处，带传动的主要失效形式是 打滑和疲劳破坏。 4. 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件为：模数相等和压力角相等，齿轮连续啮 合传动条件为：重合度大于1 。 5. 在齿轮传动设计时，软齿面闭式传动常因_ _齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触 疲劳强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算齿轮的齿根弯曲疲劳强度。 6. 齿轮传动以及蜗杆传动的效率均包括：（1）轮齿啮合效率n 1 、（2）搅油效率n 2 、（3）轴承效率n 3 ;总的传动效率为：n =n 5 ?n 3 ___________________________ 。7?在矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和三角形螺纹四种螺纹中，传动效率最高的是 _矩 形螺纹；双向自锁性最好的是三角形________________ 螺纹；只能用于单向传动的是_______ 锯齿形螺纹。 8. 普通平键的工作面是两侧面；楔键的工作面为键的一上下—面,平键的剖面 尺寸b x h按轴径d 来查取。 9. 代号为 72308的滚动轴承，其类型名称为角接触球轴承_____________ ，内径为 40 mm _2 ________ 为宽度系列代号， 3 _______ 为直径系列代号。 10. 圆柱螺旋压缩弹簧在工作时最大应力发生在弹簧丝内侧_______________ 。 二、问答题 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。
二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是 和 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行 平衡，平衡时要选择 个回转平面。 19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和 。 20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取 处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力。 22．若带传动的初拉力一定，增大 和 都可提高带传动的极限摩擦力。 23．滚子链传动中，链的 链速是常数，而其 链速是变化的。 24．轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。 25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使 ； 而为了防止过热必须使 。 16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 19. 分度圆直径d 1（或中心距a ） 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22．包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24．弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26． 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 图1 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的 必要条件，且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27． 图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I 轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n 1和齿
0 绪论 1．【答】 机器的共同特征是：（1）它们是一种人为实物的组合；（2）各部分之间形成各个运动单元，且各单元之间具有确定的相对运动；（3）在生产过程中能完成有用的机械功（如：机床的切削加工）或转换机械能（如：内燃机、电动机）。 机构的共同特征是：（1）它们是一种人为实物的组合；（2）它们各部分之间形成各个运动单元，且各单元之间具有确定的相对运动。如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构。 机器与机构的区别是前者在生产过程中能完成有用的机械功或转换机械能。 2．【答】 构件与零件的区别是：构件是运动的单元，而零件是制造的单元。 零件的实例有：齿轮，键，轴，弹簧。 构件的实例有：连杆，齿轮、键、轴组成的装配体。 3、【答】 在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。 在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。
1 平面机构及其自由度 1．【答】 运动副是由两构件直接接触形成的一种可动联接。 面接触的运动副称为低副，点接触或线接触的运动副称为高副。 在平面机构中低副引入2个约束，高副引入1个约束。 低副容易加工制造，并且承载能力大。 2．【答】 机构具有确定运动的条件是：机构的自由度大于0，且机构的原动件数等于机构的自由度数。 若不满足这一条件，机构会出现三种情况： （1）当机构的自由度数大于原动件数时，从动件的运动不确定； （2）当机构的自由度大于0，但小于原动件数时，会发生运动干涉而破坏构件； （3）当机构的自由度小于或等于0时，不能形成机构，是不能产生相对运动的静定或超静定刚性结构。 3．【答】 机构的自由度是指机构中各构件相对于机架所具有的独立运动数目。 计算自由度时应注意：（1）复合铰链；（2）局部自由度；（3）虚约束。 4．【a解】Array活动构件数5 n,低副数量7 = P，高副数量 = L = P，故自由度为 H - ? F ? = 3= 1 - 7 2 5 该机构无复合铰链、局部自由度和虚约束。 a）
《机械设计基础》 一、选择题： 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： 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？ 、计算题：本大题共3个小题，共26分 2.图示铰链四杆机构，试问：当以杆AD为机架时，称为何种机构？（8分）
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。
《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 ， 0 45 sin 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。 解： 以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。 2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度mm l 1003=，摆角030=ψ，摇杆的行程速比变化系数2.1=K 。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇