连杆机构
1．偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构有无急回特性？
答：有急回特性，极位夹角不等于零
2．机构的“死点位置”是什么？机构的“死点”位置在什么情况下需要克服，在什么情况下应当利用？
答：在曲柄摇杆机构中，连杆与曲柄共线时，机构的这种位置称为“死点位置”。
运动时克服，固定夹紧时利用
凸轮
1、凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合?（从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状）
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,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。
2、什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇？
答：向径高度无变化
齿轮
1、对齿轮材料的基本要求是什么？常用的齿轮材料有哪些？
①、齿面应用足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等②、齿芯应用足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷
③、应用良好的加工工艺性能及热处理性能，使其便于加工且便于提高其力学性能。
锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造等优点，大多数齿轮用锻钢，当齿轮直径较大不便于锻造时，可用铸钢铸造齿轮，低速轻载的齿轮可用铸铁制齿坯，非金属材料适用于高速轻载。精度要求高的场合。
2、请比较齿轮传动与蜗杆传动的主要失效形式的异同点。
答：两者主要失效形式都有点蚀、断齿、胶合、磨损。
蜗杆传动，胶合失效和磨损必须首先考虑。齿轮传动以点蚀、断齿失效为主。
3、请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则，在闭式齿轮传动设计中，分别用这两个准则来设计哪两个参数？
答：齿面接触疲劳准则：
H
σ≦[
H
σ]
齿根弯曲疲劳准则：
F
σ≦[
F
σ]
使用
H
σ≦[
H
σ]计算准则计算分度圆直径
1
d
使用
F
σ≦[
F
σ]计算准则计算或校核模数m 4、简述齿廓啮合基本定律。
答: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。
5. 试述齿廓啮合基本定律。
答：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。
6. 在选择大小齿轮材料及热处理方法时，所要考虑的“配对”问题指的是什么？为什么要这样考虑？
答：大小齿轮材料及热处理硬度差50左右，由于小齿轮转数多，更快失效
7、分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有无影响？
答：有影响
8．怎样计算直齿圆柱齿传动的圆周力、径向力？
答：Ft1=2T1/d1 Fr1=Ft1tg200
9．为什么要限制标准齿轮的最少齿数？答：范成法加工齿轮齿数少于17发生根切10．在选择大小齿轮材料及热处理方法时，应考虑一个什么问题，为什么？
答：配对材料大齿轮硬度大于小齿轮硬度50左右，因为小齿轮受载次数多，齿根薄11．何谓斜齿轮的当量齿轮？当量齿数如何计算？一对斜齿轮正确啮合条件是什么？（10分）
答：斜齿轮的设计和制造都是以轮齿的法面齿形为依据，就需要用一个与斜齿轮法面齿形相当的虚拟直齿轮的齿形来近似的进行研究，该虚拟直齿齿轮称为斜齿轮的当量齿轮，它的齿数就是当量齿数，用Zv表示
蜗杆
1、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算? 答: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。
带
1.试述摩擦型带传动工作中为什么会产生弹性滑动现象？写出滑动率计算式。
答：摩擦型带传动中的变形在弹性范围内，带的变形与应力成正比，因带的伸长量不同，因此带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，而从动轮的圆周速度落后于主动轮的圆周速度，带绕过从动轮时也有类似的现象，这里时带速超前于从动轮的圆周速度。这种由于带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动。滑动率：
1122
12
111
d d
d
n d n d
v v
v n d
ε
?-?
-
==
?
2、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？对传动有何影响？可否避免?
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念，
弹性滑动是由于带的弹性变形及松、紧边拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避名的。弹性滑动引起滑动率。
打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。打滑使从动件转速急剧下降，使传动失效，加剧带的磨损。
3、三角带传动中，为什么要验算下列几项：
（1）s
m
s
m/
25
/
5≤
≤ν（2）o
120
1
≥
δ（3）m in
1
D
D≥
答：1、验算v是为了控制离心力和带中的拉力，考虑带的承载能力和寿命 2、?
≥120
1
α是为了提高
承载能力，防止小轮打滑 3、m in
1
1
D
D≥是为了控制弯曲应力bσ
4、同一型号的三角带, 为何小带轮直径越小,
单根三角带所能传递的功率越小?
答：由P=
t
F·v得，直径越小，转速一定时，线速度越小，所以能传递的功率越小。
直径越小，皮带在小带轮上的弯曲应力越大，
许可的最大拉应力即
t
F就越小，因此能传递的功率也就越小。
5、带传动与链传动具有优缺点的互补性，带传动有些优点恰好是链传动的缺点，而链传动有些优点又恰好是带传动的缺点，请各举一例说明。当某传动装置采用一级带传动、一级链传动时, 两级传动的配置的顺序该怎样才合理。
答：带传动传动平缓，具有缓冲减振作用，链传动传动平稳性较差。
链传动平均传动比是一个定值，但带传动传动比不准确。
带传动放高速级，链传动放低速级。
6. 试分析影响带传动承载能力的因素？
答：初拉力包角摩擦系数带的单位长度质量
速度v
7.简述带传动中，为何限制带速在5——25m/s范围内？
答:为了控制离心力和带中的拉力，考虑带的承载能力和寿命
链
1、链速V一定时,链轮齿数Z的多少和链节距P的大小对链传动的动载荷有何影响? 答：齿数Z越大，动载荷越小。
链节距越小，动载荷越小。
2、请简要说明链传动的多边形效应对传动性能的影响，链轮齿数Z的多少对多边形效应有何影响?
答：链传动的多边形效应造成瞬时传动比不是个定值（波动），因此传动不平稳。
链轮齿数Z越大，多边形效应越小。
螺纹、销、键联接
1、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结
件。有何应用特点？
答：螺钉联接
需使用六角头螺栓及垫
圈。
适用于被联接件之一不
便钻通孔，且不需经常装拆的场合。
2、右下图为何种螺纹联结类型，需使用哪些联结件。有何应用特点？
答：双头螺柱联接；使用双头螺柱,六角螺母；垫圈，适用于被联接件之一不便钻通孔，且需经常装拆的场合。
3、说明螺纹连接的基本
类型及应用。
答: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。
紧定螺钉连接：用以固定两零件的相对位置，并可传递不大的力和转矩。
4. 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。
5.螺纹联接的自锁条件是什么？在公称直径，螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较三角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹的自锁性（简述理由）。
答：螺旋升角小于当量摩擦角
由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差
6．在螺旋升角，摩擦系数相同的情况下，试比较三角形，梯形，矩形螺纹的自锁性和效率（简述理由）。
答：由于牙型角三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。
轴
1.叙述转轴的主要设计步骤，并说明原因。答：1）、按工作要求选择轴的材料；
2）、估算轴的最小直径；
3）、轴的结构设计；
4）、轴的强度校核计算；
5）、在必要时做刚度或振动稳定性校核计算；2,常用提高轴的强度和刚度的措施有哪些？
答：使轴的形状接近于等强度条件，以充分利用材料的承载能力。
尽量避免各轴段剖面突然改变以降低局部应力集中，提高轴的疲劳强度。
改变轴上零件的布置，有时可以减小轴上的载荷改进轴上零件的结构可以减小轴上的载荷
3、轴上零件的周向固定各有哪些方法?(指出四种以上方法)
答:周向固定: 销、键、花键、过盈配合及成型联接、。
4、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?(指出四种以上)
轴向固定:轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴端挡板、弹性档圈、。
轴肩、轴环、轴套固定简单可靠,可承受较大的轴向力;
圆螺母能承受较大的轴向力；
轴端挡板用于轴端零件的固定，常用于有冲击载荷；弹性档圈固定可以承受较小的轴向力
轴承
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、6314轴承代号的含义（轴承类型、精度等级、内
径尺寸、直径系列）
6314表示轴承类型代号为6，即深沟球轴承。
尺寸系列代号为03，即直径系列为3系列。（中系列）
内径尺寸为14×5=70mm。
精度等级为Ip0，即普通级。
3、什么是轴承的寿命？什么是轴承的额定寿命？
答：轴承的寿命是指轴承在发生点蚀前所能达到的或超过的总转数或总工作小时数。额定寿命是指一批零件在相同的运转条件下，90%的轴承在发生点蚀前所达到的或超过的总转数或总工作小时数。
4、滚动轴承的失效形式有哪些？计算准则是什么？
答：滚动轴承的失效形式有三种：疲劳点蚀、塑性变形和磨损计算准则：
①、对于一般转速的轴承，即10r/min ②、对于高速轴承，工作表面的过热也会引起失效，因此除需进行寿命计算外，还应校验其极限转速。 ③、对于低速轴承，即n<1 r/min，其失效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。 联轴器与离合器 1．联轴器有几种类型？在补偿轴偏移的能力方面各有何不同（7分） 答：⑴根据联轴器补偿两轴偏移的能力不同，可将其分为刚性联轴器与挠性联轴器两大类。⑵常用的刚性联轴器有套筒联轴器、凸缘刚性联轴器等，都没有补偿轴偏移的能力。 ⑶挠性联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力，可分为无弹性元件挠性联轴器、弹性联轴器等两类。 ⑷常用的无弹性元件挠性联轴器有：十字滑块联轴器---可补偿两轴的综合偏移；万向联轴器---可补偿两轴较大的角偏移；齿式联轴器---具有良好的补偿两轴的综合偏移的能力。 ⑸常用的弹性联轴器有弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等，都具有补偿两轴的综合偏移的能力。 其它 1．简述齿轮产生根切的原因及防止措施。 齿轮产生根切的原因是由于范成加工时刀具的齿顶圆超过轮坯的啮合极限点，把渐开线轮廓切掉一部分。防止措施：增大齿数；采取正变位。 2．带和带轮的摩擦系数、包角与有效拉力的关系。 摩擦系数、包角增大，有效拉力增大。其最大有效拉力满足欧拉公式。 3．滑动轴承的摩擦状态有哪几种？何为动压润滑和静压润滑？ 滑动轴承的摩擦状态有：干摩擦、液体摩擦和边界摩擦和混合摩擦。 自动形成油膜的液体摩擦称为动压润滑；靠外界压力形成油膜的称为静压润滑。 4.试简述飞轮进行周期性速度波动调节的原理。 由于飞轮具有很大的转动惯量，在转速增加时吸收能量，在转速减小时施放能量，因此可以进行周期性速度波动的调节。 5．说明下列牌号的意义 ZG230—450是铸钢，抗拉强度230Mpa HT200 灰铸铁，抗拉强度200Mpa 7321C 是角接触的球轴承，宽度系列0，直径系列3，内径105，C型（接触角15度） 6．计算所示机构的自由度（若有复 合铰链，局部自由度或虚约束应明确 指出），图中画有箭头的构件为原动件。 4×3－2×5－1＝1 7．简述轮系的功能？试举例说明。 获得大的传动比（如减速器），实现变速变向（如减速器）；实现运动的合成分分解；如汽车后桥；实现大功率传动（如行星减速器）。 8．简述轴的弯扭组合强度计算时弯矩和扭矩合成的方法，不同的应力循环如何处理的？ 扭转应力为静力时，合成系数取0.3 扭转应力为脉动循环应力时合成系数取0.6 ； 扭转应力为对称循环应力时合成系数取1。 9．简述滚动轴承的类型选择的影响因素？ 转速高低，径向力还是轴向受力，载荷的大小，安装尺寸的要求等。 10．既然虚约束对机构实际上不起约束作用，为什么在实际机构中又常常存在虚约束？举例说明之。（3分） 答：为了改善机构的受力情况，增加机构刚度或者保证机械运动的顺利等。行星减速器等。11．设计带传动时，为什么要限制小带轮的最小直径和带的最小、最大速度？ 答：1）若Dl过小，则带的弯曲应力将过大而导致带的寿命降低； 2）带速太小时，使在传递功率一定时则传递的有效圆周力增大，带的根数增加； 3）带速过大时，带中产生的离心力大，而且单位时间内带的绕行次数太多，应力循环次数增加，容易使带发生疲劳破坏，降低带的寿命。 12．选用轴瓦和轴承衬材料时，对材料性能有什么要求？（3分） 材料具有如下性能：强度和塑性；减磨性和耐磨性；容易跑合；良好的导热、防腐蚀和抗胶合性能；工艺性好；价格便宜 13．试说明滚动轴承代号31212/P6x的含义。（3分）答：公差等级为：6x级；内径：60mm；直径系列代号:2轻系列；宽度系列代号：1正常系列；类型代号：圆锥滚子轴承。 14. 在铰链四杆机构中，已知mm l BC 50 =， mm l CD 35 =，mm l AD 30 =，AD为机架，如果此机构 为双曲柄机构，问 AB l的取值范围为多少。（4分） C 解： 30 > AB l且满足： 若AB杆最长，则：35 50 30+ ≤ + AB l得出：55 ≤ AB l 若AB杆不是最长，则：35 50 30+ ≤ + AB l得出：45 ≥ AB l 所以，总的结果是： 55 45≤ ≤ AB l 15. 试述螺纹联接防松的方法。 一、摩擦防松：弹簧垫圈、双螺母、尼龙圈锁紧 螺母； 二、机械防松：开口销与开槽螺母、止动垫圈、 串联钢丝； 三、粘合防松。 16. 何谓标准齿轮和标准中心距？ 标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。 标准中心距指一对齿轮正确安装（即分度圆 和节圆重合）时的中心距。 17. 两个牙型和中径相同的螺旋副，一个导程比另一个大，而轴向载荷F Q以及其它条件相同，试问旋转哪一个螺旋副的螺母所需的力矩较大？为什么？ 导程越大，螺纹升角越大，所需转矩越大，所以导程大的所需力矩大。 18. 试说明下列轴承代号的意义：6308、30207。6308是指内径为40mm，尺寸系列为03的深的深沟球轴承； 30207是指内径为35mm，尺寸系列为02的圆 锥滚子轴承。 19．简要说明形成液体动压润滑的必要条件是什么？ 答：1）、相对运动表面间必须形成收敛形间隙（通称油楔）； 2）、要有一定的相对运动速度，并使润滑油由大口流入，小口流出； 3）、间隙内要充满具有一定粘度的润滑油。 1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？ 答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。除此之外，还有自动控制部分。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。 工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于 机器的用途。例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。 传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。 2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？ 答：设计阶段 3.机械零件的失效形式有哪些？ 答：（一）整体断裂 （二）过大的残余变形 （三）零件的表面破坏 （四）破坏正常工作条件引起的失效 4.常规的机械零件设计方法有哪些？ 答：（一）理论设计 （二）经验设计 （三）模型试验设计 5.机械零件的理论设计有哪几种？ 答：设计计算 校核计算 6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？ 答：接触应力为：脉动循环变应力 弯曲应力为：对称循环变应力 7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？ 答：可用最大应力m ax σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=来描述。 8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。 9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？ 答：应力幅。 10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？ σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。 σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。 等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。 11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？ 分为AB BC CD 三段。在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。在BC 段，材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。在CD 段，材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处？ 静强度设计是和屈服强度做比较，疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。 13.简述疲劳损伤线性积累假说的内容？ 在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立进行的，并可以 轴承：1．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。 2. 什么是轴承的基本额定动负荷？基本额定动负荷的方向是如何规定的？（6 分）答：轴承的基本额定动负荷：滚动轴承标准中规定，轴承工作温度在100 C以下，基本额定寿命L= 1 X 106时，轴承所能承受的最大载荷成为轴承的基本额定动负荷.（3分）轴承的基本额定 动负荷的方向，对于向心轴承为径向载荷（ 1 分），对于推力轴承为中心轴向载荷（ 1 分），对于角接触向心轴承为载荷的径向分量（ 1 分）。 3．简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须 有足够的相对运动速度。 4．解释名词；滚动轴承的寿命；滚动轴承的基本额定动载荷。答：1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体，任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数。也可用恒定转速下的运转小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为 106转时，轴承所能承受的最大载荷。 5?滚动轴承的当量静载荷P0的定义。当量静载荷是一个假想载荷，其作用方向与基本额定静负荷相同，而在当量静载荷作用下，轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。 6．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？1）在高速重载下能正常工作，寿命长；2）精度高；滚动轴承工作一段时间后，旋转精度J 3）滑动轴承可以做成剖分式的一能满足特殊结构需要。如曲轴上的轴承；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击。5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。6）起动摩擦阻力较大。 7、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。0?滑动轴承计算中，计算p, pv, v各考虑什么问题？答：p――轴承磨损；pv――发热；v 局部磨损。 8. 选择滚动轴承时主要考虑哪些因素?方向和性质；轴承的转速；调心性能要求；轴承的安 装与拆卸；经济性。 联轴器： 1 、联轴器和离合器都是用来实现轴与轴之间的连接,传递运动和动力。但联轴器与离合器的主要区别在于联轴器需要在停止转动后才能实现轴与轴的结合或分离, 而离合器可使工作中的轴随时实现结合或分离。 链： 1 、链传动设计时,链条节数应选偶数。链轮齿数应选质数；速度较高时,链节距应 选小些。节距p =（25.4/16）*链号，节距大，尺寸大，功率大。 2. 与带传动相比,链传动有那些特点？答案：优点：没有弹性滑动和打滑现象,平均传动 比准确,传动效率较高,压轴力小,能在高温,多灰尘,湿度大且有腐蚀性的环境下工作, 工况相同时,结构较为紧凑； 缺点：瞬时传动比不准确,传动不平稳, 工作时有噪声, 不适合在载荷变化很大和急速反向的传动中工作,只限于平行轴传动,制造成本较高。 3. 简述链节距P 的选择原则。 答题要点：在满足传递功率要求的前提下,应尽量选择小节距的单排链；若传动速度高、功率大时,则可选用小节距多排链。 4. 紧边布置在上面,避免咬链或发生紧边与松边相碰。张紧轮：靠近主动轮松边还要增大 机械设计基础总结 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.1构件 ---- 独立的运动单元零件 ----- 独立的制造单元 运动副一一两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的连接。 机构——由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。 机器一一由零件组成的执行机械运动的装置。 机器和机构统称为机械。构件是由一个或多个零件组成的。 机构与机器的区别： 机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外还包含电气，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。 1.2运动副一一接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。 运动副元素——直接接触的部分（点、线、面） 运动副的分类： 1）按引入的约束数分有： I 级副（F=5）、II 级副（F=4）、III 级副（F=3）、IV 级副（F=2）、V 级副 （F=1）。 2）按相对运动范围分有：平面运动副——平面运动空间运动副一一空间运动 平面机构——全部由平面运动副组成的机构。 空间机构一一至少含有一个空间运动副的机构 3）按运动副元素分有： 咼副（；禺）点、线接触，应力咼；低副（）面接触，应力低 1.3机构：具有确定运动的运动链称为机构 机构的组成：机构=机架+原动件+从动件 保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。 24y 原动件v自由度数目：不具有确定的相对运动。原动件〉自由度数目：机构中最弱的构件将损坏。 1.5局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。 复合铰链——两个以上的构件在同一处以转动副相联。m个构件，有m—1转动副虚约束对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 出现场合：1两构件联接前后，联接点的轨迹重合，2?两构件构成多个移动副，且导路平行。3.两构件构成多个转动副，且同轴。4 运动时，两构件上的两点距离始终不变。5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。 一、选择题:本题共 10个小题,每小题 2分,共 20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。 1. 在一般工作条件下, 齿面硬度HB ≤ 350的闭式齿轮传动, 通常的主要失效形式为【】 A .轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C .齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2. 带传动在工作时产生弹性滑动, 是由于【】 A .包角α太小 B. 初拉力 F 0太小 C .紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3. 在下列四种型号的滚动轴承中, 只能承受径向载荷的是【】 A . 6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4. 下列四种螺纹中, 自锁性能最好的是【】 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 5. 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【】 A .减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数 Z 1 C .增加蜗杆头数 Z 1D. 增大蜗杆直径系数 q 6. 在圆柱形螺旋拉伸 (压缩弹簧中, 弹簧指数 C 是指【】 A .弹簧外径与簧丝直径之比值 B .弹簧内径与簧丝直径之比值 C .弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D .弹簧中径与簧丝直径之比值 7. 普通平键接联采用两个键时, 一般两键间的布置角度为【】 A . 90°B. 120°C.135°D.180° 8. V 带在减速传动过程中, 带的最大应力发生在【】 A . V 带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C . V 带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9. 对于普通螺栓联接, 在拧紧螺母时, 螺栓所受的载荷是【】 A .拉力 B. 扭矩 C .压力 D. 拉力和扭矩 10.滚子链传动中, 链节数应尽量避免采用奇数, 这主要是因为采用过渡链节后【】 A .制造困难 B. 要使用较长的销轴 C .不便于装配 D. 链板要产生附加的弯曲应力 二、填空题:本大题共 10个小题, 每空 1分, 共 20分。把答案填在题中横线上。 1. 轴如按受载性质区分, 主要受的轴为心轴, 主要受 2.代号 62203的滚动轴承,为。 3.在一般机械中的圆柱齿轮传动,往往使小齿轮齿宽 b 1b 2;在计算齿轮强度时,工作齿宽 b 应取。 4.普通平键联接的工作面是键的 5.为了便于互换及适应大量生产,轴承内圈孔与轴的配合采用制,轴承外圈与轴承座孔的配合采用制。 6. 不随时间变化的应力称为 , 随时间变化的应力称为具有周期性的变应力称为。 考试科目： 机 械 设 计 考试时间： 120分钟 试卷总分 100分 一、简答题 （本大题共4小题，总计26分） 1、 齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论分别针对哪些失效若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么 （6分） 齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。 齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松根据防松原理，防松分哪几类（8分） 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。 3、联轴器和离合器的功用是什么二者的区别是什么（6分） 联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距（6分） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 得 二、选择题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横分 线上。 本大题共12小题，总计24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B 。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端面 C. 法面 4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z1＜Z2， b1>b2,其齿面接触应力的大小为 A 。 A. σH1=σH2 B. σH1>σH2 C. σH1<σH2 5、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了____B___。 A．使结构紧凑B．限制弯曲应力 C．限制小带轮上的包角D．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 6、在齿轮抗弯强度的设计公式m 中，应代入_ C __。 机械设计基础实验体会与收获 机械设计基础实验体会与收获 广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称： 指导教师：班级：姓名：学号：成绩评定：指导教师签字： 年月日 实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的： 1、根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2、学会分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法； 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具； 1、缝纫机头； 2．学生自带三角板、铅笔、橡皮； 三、实验原理： 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略符号（见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特 征。 四、实验步骤及方法： l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，从原动件开始，仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目；2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质，确定各个运动副的种类； 3、选定投影面，即多数构件运动的平面，在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图。用数字1、2、 3、……。分别标注各构件，用英文字母A、B、C、，……分别标注各运动副； 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副导路的方向等，选定原动件的位置，并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求： l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a．压布、b走针、c．摆梭、d．送布，只绘出机构示意图即可，所谓机构运动示意图是指只凭目测，使图与实物成比例，不按比例尺绘制的简图； 2、计算每个机构的机构自由度，并将结果与实际机构的自由度相对照，观察计 算结果与实际是否相符； 1、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 答：（1）弹性滑动是由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性变形也不等，从而造成带与带轮之间的微量滑动，称为弹性滑动，它是带传动正常工作的固有特性。打滑是由于随着有效拉力增大，弹性滑动的区段也将扩大，当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧，带的有效拉力达到最大值，如果工作载荷进一步增大，带与带轮间将发生显著的相对滑动，这称为打滑。打滑是带传动的失效形式之一。（2）弹性滑动造成带传动的传动比不为常数，它是不可避免的。打滑使带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，它是应当避免的。 2、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 答：因为带传动是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，如果不张紧，摩擦力小，传递的功率小，甚至出现打滑失效，加之由于带都不是完全的弹性体，工作一段时间以后，带由于发生塑性变形而松弛，为了保证带传动正常工作，必须要把带张紧； 常见的张紧装置有：（1）定期张紧装置：滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。（2）自动张紧装置。（3）采用张紧轮的装置 3、与带传动相比，链传动有何优缺点？ 答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。 4、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？ 答：中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受的载荷增大，且易出现跳齿和脱链现象；中心距太大，会引起从动边垂度过大。 5、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动的影响？ 答：链轮齿数少，可以减小带传动的外廓尺寸，但是过小将导致：（1）传动的不均匀性和动载荷增加；（2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；（3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。齿数过大，传动的尺寸和质量增大，链条也易于跳齿和脱链的现象发生。链轮齿数多，增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下，链的节距越大，链传动的承载能力就越高，但是传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪音也越严重。 6、链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？ 答：一是因为链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。二是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三是当链节进入链轮的瞬间，链节和链轮以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四是若链张紧不好，链条松弛。 7、带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？ 答：中心距愈小，带长愈短。在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳破坏；如在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮包角也越小，传动能力下降，所以要限制最小中心距。（2）传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降，故要限制最大传动比。 8、链传动的可能失效形式可能有哪些？ 答： 1）铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。 9、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？ 答：(1)带的速度过大，离心力过大；带的速度过小这时所需的有效拉力过大，即所需带的根数过多，于是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。 (2）小带轮的直径过小，将使带的弯曲应力增加，强度下降；如果保证传递的功率，这势必使得带的根数增加；如果保证带的根数，这势必使得带传递的功率下降； 10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算的基本原理是什么？如果温升过高不能满足热平衡 机械设计简答题 1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？ 答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。除此之外，还有自动控制部分。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。 工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于 机器的用途。例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。 传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。 2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？ 答：设计阶段 3.机械零件的失效形式有哪些？ 答：（一）整体断裂 （二）过大的残余变形 （三）零件的表面破坏 （四）破坏正常工作条件引起的失效 4.常规的机械零件设计方法有哪些？ 答：（一）理论设计 （二）经验设计 （三）模型试验设计 5.机械零件的理论设计有哪几种？ 答：设计计算 校核计算 6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？ 答：接触应力为：脉动循环变应力 弯曲应力为：对称循环变应力 7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？ 答：可用最大应力max σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=来描述。 8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。 9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？ 答：应力幅。 10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？ σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。 σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。 等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。 11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？ 分为AB BC CD 三段。在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。在BC 段，材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。在CD 段，材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处？ 静强度设计是和屈服强度做比较，疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。 常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合？对连接螺纹和传动螺纹的要求有何不同？ 答：常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。前两种螺纹主要用于连接，后三种螺纹主要用于传动。对连接螺纹的要求是自锁性好，有足够的连接强度；对传动螺纹的要求是传动精度高，效率高，以及具有足够的强度和耐磨性。 普通螺栓连接和绞制孔用螺栓连接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？ 答：普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂，设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度或疲劳拉伸强度。铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆和孔壁被压溃或螺栓杆被剪断，设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度。 计算普通螺栓连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头，螺母和螺纹牙的强度？ 答：螺栓头、螺母和螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的，实践中很少发生失效，因此，通常不需要进行强度计算。 螺栓上的总循环是什么循环？ 答：普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为不变号的不对称循环变载荷，10< 《机械设计》试题A 一、填空（每空1分，共20分） 1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（）区；当N＜N0时，为（）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）的能力。 零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（）。 3．润滑油的（）性越好，则其产生边界膜的能力就越强； （）越大，则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（）。 5．正是由于（）现象，使带传动的传动比不准确。 带传动的主要失效形式为（）和（）。6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（）很大，因此导致传动的（）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（）边在上，（）在下。 8．设计中，应根据被联接轴的转速、（）和（）选择联轴器的型号。 9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（）； 而（）与（）之比称为偏心率ε。10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（）个键计算。 二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）1．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。 （） 2．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。（）3．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。（）4．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。（）5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。（）6．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。（）7．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。 （） 8．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。（）9．性能等级为级的螺栓，其屈服点 σ＝600MPa。（） s 10．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。（） 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 = 1、螺纹联接为什么要防松，防松方法有几种？各举两例。 【答案】螺纹联接在冲击、振动和变载作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接仍有可能松脱；温度变化较大而联接件与被联接件的温变差异较大时，联接也可能松脱。因此在设计时，就应考虑防松。防松方法一般有三类： 第一类：摩擦力防松，例如弹簧垫圈，双螺母等。 第二类：机械防松，例如槽形螺母和开口销、止动垫圈等。 第三类：其它方法防松（破坏防松），例如冲击法、粘合法。 2、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 【答案】（1）弹性滑动是由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性变形也不等，从而造成带与带轮之间的微量滑动，称为弹性滑动，它是带传动正常工作的固有特性。打滑是由于随着有效拉力增大，弹性滑动的区段也将扩大，当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧，带的有效拉力达到最大值，如果工作载荷进一步增大，带与带轮间将发生显著的相对滑动，这称为打滑。打滑是带传动的失效形式之一。 （2）弹性滑动造成带传动的传动比不为常数，它是不可避免的。打滑使带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，它是应当避免的。 3、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 【答案】因为带传动是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，如果不张紧，摩擦力小，传递的功率小，甚至出现打滑失效，加之由于带都不是完全的弹性体，工作一段时间以后，带由于发生塑性变形而松弛，为了保证带传动正常工作，必须要把带张紧； 常见的张紧装置有：（1）定期张紧装置：滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。（2）自动张紧装置。（3）采用张紧轮的装置。 4、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动的影响？ 【答案】链轮齿数少，可以减小带传动的外廓尺寸，但是过小将导致：（1）传动的不均匀性和动载荷增加；（2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；（3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。齿数过大，传动的尺寸和质量增大，链条也易于跳齿和脱链的现象发生。链轮齿数多，增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下，链的节距越大，链传动的承载能力就越高，但是传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪音也越严重。 5、对于齿面硬度HBS≤350的一对齿轮传动，选取齿面硬度时，哪个齿轮的齿面硬度应高些？为什么？ 【答案】小齿轮的齿面硬度高。 因为当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差，且转速又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起到明显的冷作硬化效应，从而大大提高大齿轮齿面的疲劳极限；而且小齿轮的转速比大齿轮的转速高，啮合的次数多，为了使大小齿轮达到等强度，故使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30~50HBS 6、试述直齿圆柱齿轮传动失效形式有哪些？并说明闭式硬齿面齿轮传动的设计准则是什么？ 【答案】失效形式有：轮齿的折断、齿面的点蚀、齿面的磨损、齿面的胶合、塑性变形闭式硬齿面齿轮传动的设计准则是：按弯曲疲劳强度计算、接触疲劳强度校核 1、带传动中弹性滑动与打滑就是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 答:(1)弹性滑动就是由于紧边与松边的拉力不同,因而弹性变形也不等,从而造成带与带轮之间的微量滑动,称为弹性滑动,它就是带传动正常工作的固有特性。打滑就是由于随着有效拉力增大,弹性滑动的区段也将扩大,当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧,带的有效拉力达到最大值,如果工作载荷进一步增大,带与带轮间将发生显著的相对滑动,这称为打滑。打滑就是带传动的失效形式之一。(2)弹性滑动造成带传动的传动比不为常数,它就是不可避免的。打滑使带的磨损加剧,从动轮的转速急剧降低,甚至使传动失效,它就是应当避免的。2、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 答:因为带传动就是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动与动力的,如果不张紧,摩擦力小,传递的功率小,甚至出现打滑失效,加之由于带都不就是完全的弹性体,工作一段时间以后,带由于发生塑性变形而松弛,为了保证带传动正常工作,必须要把带张紧; 常见的张紧装置有:(1)定期张紧装置:滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。(2)自动张紧装置。(3)采用张紧轮的装置 3、与带传动相比,链传动有何优缺点？ 答:链传动就是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比,链传动无弹性滑动与打滑现象,因而能保持准确的平均传动比,传动效率较高;又因链条不需要像带那样张得很紧,所以作用于轴上的径向压力较小;在同样使用条件下,链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。 4、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？ 答: 中心距过小,链速不变时,单位时间内链条绕转次数增多,链条曲伸次数与应力循环次数增多,因而加剧了链的磨损与疲劳。同时,由于中心距小,链条在小链轮上的包角变小,在包角范围内,每个轮齿所受的载荷增大,且易出现跳齿与脱链现象;中心距太大,会引起从动边垂度过大。 5、试简要说明链传动中链轮齿数与链节距对传动的影响？ 答:链轮齿数少,可以减小带传动的外廓尺寸,但就是过小将导致:(1)传动的不均匀性与动载荷增加;(2)链条进入与退出啮合时,链节间的相对转角增大,使铰链的磨损加剧;(3)链传动的圆周力增大,从而加速了链条与链轮的损坏。齿数过大,传动的尺寸与质量增大,链条也易于跳齿与脱链的现象发生。链轮齿数多,增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下,链的节距越大,链传动的承载能力就越高,但就是传动的多边形效应也要增大,于就是振动、冲击、噪音也越严重。 6、链传动在工作时引起动载荷的主要原因就是什么？ 答:一就是因为链速与从动链轮角速度周期性变化,从而产生了附加的动载荷。二就是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三就是当链节进入链轮的瞬间,链节与链轮以一定的相对速度相啮合,从而使链与轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四就是若链张紧不好,链条松弛。 7、带传动为什么要限制其最小中心距与最大传动比？ 答:中心距愈小,带长愈短。在一定速度下,单位时间内带的应力变化次数愈多,会加速带的疲劳破坏;如在传动比一定的条件下,中心距越小,小带轮包角也越小,传动能力下降,所以要限制最小中心距。(2)传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小,传动能力下降,故要限制最大传动比。 8、链传动的可能失效形式可能有哪些？ 答: 1)铰链元件由于疲劳强度不足而破坏;2)因铰链销轴磨损使链节距过度伸长,从而破坏正确啮合与造成脱链现象;3)润滑不当或转速过高时,销轴与套筒表面发生胶合破坏;4)经常起动、反转、制动的链传动,由于过载造成冲击破断;5)低速重载的链传动发生静拉断。 9、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？ 答:(1)带的速度过大,离心力过大;带的速度过小这时所需的有效拉力过大,即所需带的根数过多,于就是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。 (2)小带轮的直径过小,将使带的弯曲应力增加,强度下降;如果保证传递的功率,这势必使得带的根数增加;如果保证带的根数,这势必使得带传递的功率下降; 10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算的基本原理就是什么？如果温升过高不能满足热平衡的条件时,可以采取哪些措施？ 机械设计基础知识点总结 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。CDAB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 第一章 1机械的组成部分 (1) 动力部分：是机械的动力来源，其作用是把其他形式的能转变为机械能以驱动机械运动并作功。如电动机、内燃机。 (2) 执行部分：是直接完成机械预定功能的部分，如机床的主轴和刀架、起重机的吊钩等。 (3) 传动部分：是将动力部分的运动和动力传递给执行部分的中间环节，它可以改变运动速度、转换运动形式，以满足工作部分的各种要求，如减速器将高速转动变为低速转动，螺旋机构将旋转运动转换成直线运动。 (4) 控制部分:是用来控制机械的其他部分，使操作者能随时实现或停止各项功能，如机器的开停、运动速度和方向的改变等，这一部分通常包括机械和电子控制系统 2.机器的三个共同特征 ①机器是人为的多种实体的组合； ②各部分之间具有确定的相对运动； ③能完成有效的机械功或变换机械能。 机器是由一个或几个机构组成的。 3.机构的两个特征 ①是人为的多种实体的组合； ②各部分之间具有确定的相对运动； 4.零件 零件，是指机器中不可拆的每一个最基本的制造单元体。 分为两类○1通用零件○2专用零件 5.构件 在机器中，由一个或几个零件所构成的刚性单元体，称为构件。 6.构件与零件的区别 1构件是运动的单元，而零件是制造的单元。 2构件可能是由多个零件刚性连接而成，也可能是一个单独零件。 7.部件 部件是指机器中由若干零件所组成的装配单元体，部件中的各零件之间不一定具有刚性连接 8.部件与构件的区别 部件中的各零件不一定具有刚性连接。部件中可以有相对运动。而构件中的各零件无相对运动。 第二章 1自由度计算1（考虑局部约束，虚约束，复合铰链）公式2计算过程3修改4 验证 2机构运动确定性的条件F=W 机构的自由度等于机构原动件数 F=3n-2P L-P H机构的活动构件数n，P L个低副P H个高副 3保证机构具有确定运动的条件是 ○1.必有一机架,作量测机构运动的参考体(坐标)； ○2.机构的自由度必须大于零F >0 ； ○3.原动件数目与机构自由度数须相等W=F >0。 例题1 牛头刨床自由度计算机械设计简答题复习资料
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