第五章螺纹联接和螺旋传动 一、选择题 5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角增大，则联接的自锁性A，传动的效率C。 A、提高 B、不变 C、降低 5—2在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用A 。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。 A、摩擦 B、机械 C、不可拆 5—6在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为B。 A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合 5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。 A、受剪切应力 B、受拉应力 C、受扭转切应力和拉应力 D、既可能只受切应力又可能只受拉应力 5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。 A、接合面间的摩擦力 B、螺栓的剪切和挤压 C、螺栓的剪切和被联接件的挤压 5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工
作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺 栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所 受的载荷是D。 A、工作载荷 B、预紧力 C、工作载荷+ 预紧力 D、工作载荷+残余预紧力 E、残余预紧力 5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C 相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0 m 时，则D。 A、联接件分离，联接失效 B、被联接件即将分离，联接不 可靠 C、联接可靠，但不能再继续加载 D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两 倍 5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。 A、要求精度高 B、减少应力集中 C、防止拧紧时过载拧断 D、 便于装配 5—12紧螺栓联接强度计算时将螺栓所受的轴向拉力乘以，是由于D。 A、安全可靠 B、保证足够的预紧力 C、防止松脱 D、计入 扭转剪应力 5—13对于工作载荷是轴向变载荷的重要联接，螺栓所受总拉力在F0与F2之间变 化，则螺栓的应力变化规律按C。 A、r = 常数 B、 =常数C、min=常数 m 5—14对承受轴向变载荷的普通紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高 螺栓疲劳强度的有效措施是B。 A、增大螺栓的刚度C ，减小被联接件的刚度C m B、减小C b，增大C b m
精品文档 1. 单项选择 第五章练习题 1-1锥度心轴限制（）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-2小锥度心轴限制（）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-3 在球体上铣平面，要求保证尺寸 H（习图 1-3），必须限制（）个自由度。 ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 习图 1-3 1-4制（ 1-5在球体上铣平面，若采用习图 1-4 所示方法定位，则实际限）个自由度。 ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制 （1-6 ）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 大批大量生产中广泛采用（）。 习图 1-4①通用夹具 2. 判断题 ②专用夹具③成组夹具④组合夹具 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10在加工工序中用作工件定位的基准称为工序基准。 精基准是指在精加工工序中使用的定位基准。 附加基准是起辅助定位作用的基准。 直接找正装夹可以获得较高的找正精度。 划线找正装夹多用于铸件的精加工工序。 夹具装夹广泛应用于各种生产类型。 欠定位是不允许的。 过定位系指工件实际被限制的自由度数多于工件加工所必须限制的自由度数。定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。 组合夹具特别适用于新产品试制。
3. 分析题 3-1 试分析习图 3-1 所示各零件加工所必须限制的自由度： a）在球上打盲孔φB，保证尺寸 H； b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD孔垂直相交，且保证尺寸 L； c）在轴上铣横槽，保证槽宽 B以及尺寸 H和 L； d）在支座零件上铣槽，保证槽宽 B和槽深 H及与 4 分布孔的位置度。 Z φB Z φB L X Y a）X Y b） Z Z L B Z Z Y X X c）Y B d） H 习图 3-1 3-2 试分析习图 3-2 所示各定位方案中：①各定位元件限制的自由度；②判断有无欠定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。 a）车阶梯轴小外圆及台阶端面； b）车外圆，保证外圆与内孔同轴； c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴； d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。 Z Y Z a） Y Z b） Z X X X Y c）习图 3-2 X
机械设计习题及答案 第一篇总论 第一章绪论 一．分析与思考题 1-1 机器的基本组成要素是什么 1-2 什么是零件什么是构件什么是部件试各举三个实例。 1-3 什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。 第二章机械设计总论 一．选择题 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。 (1) 专用零件的部件 (2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件 (3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件 (4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。其中有_____是专用零件。 (1) 3种 (2) 4种 (3) 5种 (4) 6种
2-3 变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。 (1) 一个 (2) 两个 (3) 三个 (4) 四个 2-4 零件的工作安全系数为____。 (1) 零件的极限应力比许用应力 (2) 零件的极限应力比零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力 (4) 零件的工作应力比零件的极限应力 2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点 (2) 疲劳极限 (3) 强度极限 (4) 弹性极限 二．分析与思考题 2-1 一台完整2-3 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些 2-2 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些 2-3 什么是零件的强度要求强度条件是如何表示的如何提高零件的强度 2-4 什么是零件的刚度要求刚度条件是如何表示的提高零件刚度的措施有哪些 2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么 2-6 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450，2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别 第三章机械零件的强度
考试复习与练习题 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置成。 A.在轴的同一母线上 B. 180° C. 120°~ 130° D. 90° 2 平键B20×80 GB/T1096—1979中，20×80是表示。 A. 键宽×轴径 B. 键高×轴径 C. 键宽×键长 D. 键宽×键高 3 能构成紧连接的两种键是。 A. 楔键和半圆键 B. 半圆键和切向键 C. 楔键和切向键 D. 平键和楔键 4 一般采用加工B型普通平键的键槽。 A. 指状铣刀 B. 盘形铣刀 C. 插刀 D. 车刀 5 设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据由标准中选择。 A. 传递转矩的大小 B. 传递功率的大小 C. 轴的直径 D. 轴的长度 6 平键连接能传递的最大扭矩T，现要传递的扭矩为1.5T，则应。 A. 安装一对平键 B. 键宽b增大到1.5倍 C. 键长L增大到1.5倍 D. 键高h增大到1.5倍 7 如需在轴上安装一对半圆键，则应将它们布置在。 A. 相隔90° B. 相隔120°位置 C.轴的同一母线上 D. 相隔180° 8 花键连接的主要缺点是。 A. 应力集中 B. 成本高 C. 对中性与导向性差 D. 对轴削弱 二、填空题 9 在平键联接中，静联接应校核强度；动联接应校核强度。 10 在平键联接工作时，是靠和侧面的挤压传递转矩的。 11 花键联接的主要失效形式，对静联接是，对动联接是。 12 键联接，既可传递转矩，又可承受单向轴向载荷，但容易破坏轴与轮毂的对中性。 13 平键联接中的静联接的主要失效形式为，动联接的主要失效形式为；所以通常只进行键联接的强度或计算。 14 半圆键的为工作面，当需要用两个半圆键时，一般布置在轴的。 三、简答题 15 试述普通平键的类型、特点和应用。 16 平键连接有哪些失效形式？ 17 试述平键联接和楔键联接的工作原理及特点。 18 试按顺序叙述设计键联接的主要步骤。 四、设计题 19 一齿轮装在轴上，采用A型普通平键连接。齿轮、轴、键均用45钢，轴径d=80mm，轮毂
机械设计第五章课后习题 5-分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应 5-将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处 5-分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当缸内的最高力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化 5- 5-4所示的底板螺栓组联接受外作用在包轴并垂直于底板接合面的平面内。 试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
5-6已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ 5-5-5所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载F=56KN载荷稳定，拉丁材料Q23钢，试设计联接 5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力 Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
第三章 机械零件的强度p45 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ， 9=m ，试求循环次数 N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿 命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710 5180936 9 10111 =???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.22710 2.610 51809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 0 012σσσΦσ -=-Θ σ Φσσ+=∴-1210 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.145 54==d D ，067.045 3 == d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附 图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ
机械设计第五章课后习题 5-1分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的使用 5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？ 5-2分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？ 5-4?图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓和立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
5-6已知托架的边板用6个螺栓和相邻的机架相联接。托架受一和边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ 5-7图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。
5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖和缸体均为钢制，直径 D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。 5-11设计简单千斤顶（参见图5-41）的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为40000N，起重高度为200mm,材料自选。
机械设计-连接部分测试题 一、填空： 1、按照联接类型不同，常用的不可拆卸联接类型分为焊接、铆接、粘接和过盈量大的配合。 2、按照螺纹牙型不同，常见的螺纹分为三角螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。 其中三角螺纹主要用于联接，梯形螺纹主要用于传动。 3、根据螺纹联接防松原理的不同，它可分为摩擦防松和机械防松。螺纹联接的防松， 其根本问题在于防止螺纹副转动。 4、对于螺纹联接，当两被联接件中其一较厚不能使用螺栓时，则应用双头螺柱联接或 螺钉联接，其中经常拆卸时选用双头螺柱联接。 5、普通螺栓联接中螺栓所受的力为轴向（拉）力，而铰制孔螺栓联接中螺栓所受的 力为轴向和剪切力。 6、在振动、冲击或变载荷作用下的螺栓联接，应采用防松装置，以保证联接的可靠。 7、在螺纹中，单线螺纹主要用于联接，其原因是自锁，多线螺纹用于传动，其原因是 效率高。 8、在螺纹联接中，被联接上应加工出凸台或沉头座，这主要是为了避免螺纹产生附加弯曲 应力。 楔键的工作面是上下面，而半圆键的工作面是（两）侧面。平键的工作面是（两）侧面。 9、花键联接由内花键和外花键组成。 10、根据采用的标准制度不同，螺纹分为米制和英制，我国除管螺纹外，一般都采用米制螺纹。圆柱普通螺纹的公称直径是指大径，强度计算多用螺纹的（）径。圆柱普通螺纹的牙型角为 60 度，管螺纹的牙型角为（）度。 二、判断： 1、销联接属可拆卸联接的一种。（√） 2、键联接用在轴和轴上支承零件相联接的场合。（√） 3、半圆键是平键中的一种。（×） 4、焊接是一种不可以拆卸的联接。（√） 5、铆接是一种可以拆卸的联接。（×）
一般联接多用细牙螺纹。（×） 6、圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的最大直径。（√） 7、管螺纹是用于管件联接的一种螺纹。（√） 8、三角形螺纹主要用于传动。（×） 9、梯形螺纹主要用于联接。（×） 10、金属切削机床上丝杠的螺纹通常都是采用三角螺纹。（×） 11、双头螺柱联接适用于被联接件厚度不大的联接。（×） 12、平键联接可承受单方向轴向力。（×） 13、普通平键联接能够使轴上零件周向固定和轴向固定。（×） 14、键联接主要用来联接轴和轴上的传动零件，实现周向固定并传递转矩。（√） 15、紧键联接中键的两侧面是工作面。（×） 16、紧键联接定心较差。（√） 17、单圆头普通平键多用于轴的端部。（√） 18、半圆键联接，由于轴上的键槽较深，故对轴的强度削弱较大。（√） 19、键联接和花键联接是最常用的轴向固定方法。（×） 20、周向固定的目的是防止轴与轴上零件产生相对转动。（√） 三、选择： 1、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是( D )。 A 三角形螺纹； B 梯形螺纹； C 锯齿形螺纹； D 矩形螺纹 2、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆卸时，往往采用( B )。 A 螺栓联接； B 螺钉联接； C 双头螺柱联接； D 紧定螺钉联接 3、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是( A )。 A 三角形螺纹； B 梯形螺纹； C 锯齿形螺纹； D 矩形螺纹
第5章作业 5-l 眼镜用小螺钉(Ml x 0．25)与其他尺寸螺钉(例如M8 x 1．25)相比，为什么更易发生自动松脱现象(§纹中径=螺纹大径-O ．65 x 螺距)? 答：因为螺纹升角： 2tan (0.65)t t d d t βππ= =- 而眼镜用小螺钉的螺纹升角比其他尺寸螺钉大，自锁性差，所以更易发生自动松脱现象。 5-2 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作种运动?当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗? 答：当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内发生自锁，轴不能运动；作用在其摩擦圆之外或相切时，轴颈将转动。当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，不会发生自锁。 5-3 自锁机械根本不能运动，对吗?试举2,-3个利用自锁的实例。 答：不对，因为自锁机械对应于一定的外力条件和方向才自锁。 5-4 通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示? 答：应尽可能的提高串联机组中任意机构，减少的效率串联机组中机构的数目。在并联机组部分着重提高传递功率大的传动路线的效率。 5-5 图示曲柄滑块机构中，曲柄1在驱动力矩M 1作用下等速转动。设已知各转动副的轴颈半径r=10mm ，当量摩擦系数f v =0.1，移动副中的滑块摩擦系数f=0.15，l AB =100 mm ，l BC =350 mm 。各构件的质量和转动惯量略而不计。当M 1=20 N.m 时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力F 3及机械效率。 解：（1）根据已知条件fvr=0.1ⅹ10=1mm φ=arctanf=8.53o 计算可得图示位置α=45.67o, β=14.33o （2）考虑摩擦时，运动副中反力如图（a ）所示 （3）构件1的平衡条件为：F R21(l AB sin α+2ρ)=M 1 F R21=F R23=M 1/[(l AB sin α+2ρ)] 构件3的平衡条件为：F R23+F R43+f 3=0 作力的多边形图（b ）有：233sin(90)sin(90)R F F β??=-+-o o （4）2313cos cos 93.64%cos()(sin 2)cos()R AB F M F l ??β?αρβ?= ==-+- （5）机械效率：330cos sin cos 270.38(sin 2)cos()AB AB F l N F l ?αβηαρβ?= ==+- 5-6图示为一带式运输机, 由电动机1经平带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设 已知运输带8所需的曳引力F=5 500 N ，运送速度v=1.2 m/s 。平带传动(包括轴承)的效率η1=0.95，每对齿轮(包括其轴承)的效率η2=0.97，运输带8的机械效率η3=0.92(包括其支承和联轴器)。试求该系统的总效率η及电动机所需的功率。
习题讲解 题5-5 当给定连杆两个位置时，设计的铰链四杆机构可以有无穷多解，若要有唯一确定解，可以附加哪些条件？ 给定连杆三个位置 答：可附加以下条件之一： 曲柄与摇杆的长度 固定铰链A或D的位置，A、D间的距离 主、从动件的转角 …… 可以有唯一确定解。 题5-7何谓机构的原理误差？如果推杆行程和摆杆长度相同 时，正弦机构和正切机构误差各为多少？若正弦机构的原理 误差比正切机构小，为什么在高精度的光学比较仪中都采用 正切机构？ 答： 所谓原理误差是指仪器中采用的机构的传动特性与要求 的传动特性不相符而引起的仪器误差。若推杆行程和摆杆长 度均相同时，正弦机构的原理误差为aα3/6，正切机构的原理 误差为-aα3/3。
虽然正弦机构的原理误差比正切结构小，但在高精度的光学比较仪中仍采用正切结构，是由于采用了两级放大，第一级将线位移转换为角位移，即S=a tanα, 对于线性刻度标尺，示值小于实际值；第二级光学放大，将角位移变为线位移，对于线性刻度标尺，示值大于实际值，两者原理误差方向相反，可以抵消一部分，减少了原理误差。 题5-8 图5-40所示铰链四杆机构中，已知L BC=50mm，L CD=35mm，L AD=30mm，AD为机架。问： 1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求L AB的最大值。 2）若此机构为双曲柄机构，求L AB的最小值。 3）若机构为双摇杆机构，求L AB的值（取值范围）。 解： 1）当此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄时，由曲柄 存在的必要条件（杆长条件），有： L AB + L BC ≤L CD + L AD 即L AB +50 ≤35+30 L AB≤15mm ∴L AB的最大值为15mm。 2）当此机构为双曲柄机构时，应有： 机架AD为最短杆 且L AD + L BC≤L CD + L AB 即30+50≤L AB +35 L AB≥45mm ∴L AB的最小值为45mm。 3）若机构为双摇杆机构，则有以下三种情况： （1）AB为最短杆，即L AB≤30mm 不存在曲柄，即无法满足曲柄存在的必要条件，有： L AB + 50 > 35 + 30，L AB > 15mm ∴15mm< L AB≤30mm
1 第5章作业 5-l 眼镜用小螺钉(Ml x 0．25)与其他尺寸螺钉(例如M8 x 1．25)相比，为什么更易发生自动松脱现象(§纹中径=螺纹大径-O ．65 x 螺距)? 答：因为螺纹升角： 2tan (0.65)t t d d t βππ= =- 而眼镜用小螺钉的螺纹升角比其他尺寸螺钉大，自锁性差，所以更易发生自动松脱现象。 5-2 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作种运动?当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗? 答：当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内发生自锁，轴不能运动；作用在其摩擦圆之外或相切时，轴颈将转动。当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，不会发生自锁。 5-3 自锁机械根本不能运动，对吗?试举2,-3个利用自锁的实例。 答：不对，因为自锁机械对应于一定的外力条件和方向才自锁。 5-4 通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示? 答：应尽可能的提高串联机组中任意机构，减少的效率串联机组中机构的数目。在并联机组部分着重提高传递功率大的传动路线的效率。 5-5 图示曲柄滑块机构中，曲柄1在驱动力矩M 1作用下等速转动。设已知各转动副的轴颈半径r=10mm ，当量摩擦系数f v =0.1，移动副中的滑块摩擦系数f=0.15，l AB =100 mm ，l BC =350 mm 。各构件的质量和转动惯量略而不计。当M 1=20 N.m 时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力F 3及机械效率。 解：（1）根据已知条件fvr=0.1ⅹ10=1mm φ=arctanf=8.53o 计算可得图示位置α=45.67o, β=14.33o （2）考虑摩擦时，运动副中反力如图（a ）所示 （3）构件1的平衡条件为：F R21(l AB sin α+2ρ)=M 1 F R21=F R23=M 1/[(l AB sin α+2ρ)] 构件3的平衡条件为：F R23+F R43+f 3=0 作力的多边形图（b ）有：233sin(90)sin(90)R F F β??=-+-o o （4）2313cos cos 93.64%cos()(sin 2)cos()R AB F M F l ??β?αρβ?= ==-+- （5）机械效率：330cos sin cos 270.38(sin 2)cos()AB AB F l N F l ?αβηαρβ?= ==+- 5-6图示为一带式运输机, 由电动机1经平带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设 已知运输带8所需的曳引力F=5 500 N ，运送速度v=1.2 m/s 。平带传动(包括轴承)的效率η1=0.95，每对齿轮(包括其轴承)的效率η2=0.97，运输带8的机械效率η3=0.92(包括其支承和联轴器)。试求该系统的总效率η及电动机所需的功率。
平泉县职教中心机械基础课精品教案
( 齿轮减速器输出轴II 上的齿轮与轴的连接，通常是在轴和齿轮、带轮的轮毂上加工出键槽，用键进行连接，如上图所示。 新课讲解# 新课： 一、键连接 （一）连接的类型及特点 $ （二）键连接的功用和类型 1、功用 键是一种标准零件。其作用：①实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）之间的周向固定。②传递运动和扭矩。 有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。 2、结构特点 ^ 结构简单，工作可靠，拆装方便，应用十分广泛。 3、类型 （三）键和键连接的类型、特点和应用 键连接 松键连接 紧键连接 $ 平键连接 半圆键连接 花键连接 楔键连接 切向键连接 【 连接 类型 可拆连接 不可拆连接 （ 轴毂间 连接 紧固连接： 平键连接 花键连接 销连接 焊接 : 铆接 胶接 螺纹连接 特点：即可以 保证机械正常 工作，又便于 维修和更换。 特点：可靠性好，强度高。
1、平键联接 : 平键连接可分为：普通平键、导向平键、滑键。 （1）普通平键连接 用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动 特点：两侧面为工作面，其对中性好，装拆方便。但它不能实现轴上零件的轴向固定。 作用：适用于高速、高精度和承受变载、冲击的场合，能实现轴上零件的周向定位。 ； 圆头— A型（常用）—键顶上面与毂不接触有间隙 方头— B型—常用螺钉固定 半圆头—C型（端铣刀加工）—用于轴端与轮毂联接 （2）薄型平键 · 键高约为普通平键的60%~70%：圆头、方头、单圆头，用于薄壁结构、空心轴等径向尺寸受限制的联接。 （3）导向平键 比普通平键长 紧定螺钉固定在轴上的键槽中 键与轮毂槽采用间隙配合 》 键上设有起键螺孔（为了便于拆卸） 注意：导向键——键不动，轮毂轴向移动 特点：靠侧面工作，对中性好，结构简单。轴上零件（如：轮毂）可在轴上沿轴向移动。 ＊（4）滑键 特点：轮毂可在轴上沿轴向移动。 滑键固定在轮毂上 轮毂带动滑键在轴上的键槽中作轴向移动 键长不受滑动距离限制（只需在轴上铣出较长的键槽，而键可以做的较短。） （ 注意：导向平键和滑键与轮毂的键槽配合较松，属动联接。 普通平键应用极为广泛。 轴上键槽可用指状铣刀或盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可用插削或拉削。 2、半圆键连接 ） 键呈半圆形，其侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递转矩。键能在轴上的键槽中绕其圆心摆动，以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工。 特点：工作面为键的两侧面，靠侧面传递转矩，有较好的对中性，键在轴槽中能摆动，装配方便。适用于锥形轴与轮毂的联接
5-1解：蜗轮 2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即和。 图 5.5图5.6 5-2解：这是一个定轴轮系，依题意有： 齿条 6 的线速度和齿轮5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮5 ′的转速和齿轮 5 的转速相等， 因 此有： 通过箭头法判断得到齿轮5 ′的转向顺时针，齿条 6 方向水平向右。 5-3解：秒针到分针的传递路线为： 6→5→4→3，齿轮3上带着分针，齿轮6上带着秒针，因此有： 。 分针到时针的传递路线为：9→10→11→12，齿轮9上带着分针，齿轮12上带着时针，因此有：
。 图 5.7图5.8 5-4解：从图上分析这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件为行星 架。则有： ∵ ∴ ∴ 当手柄转过，即时，转盘转过的角度，方向与手柄方向相同。 5-5解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，构件为行星架。
则有： ∵， ∴ ∴ 传动比为10，构件与的转向相同。 图 5.9 图5.10
5-6解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1为中心轮，齿轮2为行星轮，构件为行星架。 则有： ∵，， ∵ ∴ ∴ 5-7解：这是由四组完全一样的周转轮系组成的轮系，因此只需要计算一组即可。取其中一组作分 析，齿轮 4、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件1为行星架。这里行星轮2是惰轮，因此它的齿数 与传动比大小无关，可以自由选取。 （1） 由图知（2） 又挖叉固定在齿轮上，要使其始终保持一定的方向应有：（3） 联立（ 1）、（2）、（3）式得：
图 5.11 图5.12 5-8解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。 ∵， ∴ ∴ 与方向相同
机械基础第二版-键连 接教案
平泉县职教中心机械基础课精品教案 姓名王亚妮单位平泉县职教中心科目机械基础 课题名称键和销连接课型新授4课时所在章节第五章第三节教案顺序项目内容理论依据 教材分析 教 材 地 位 根据考纲的 要求 教 学 目 标 1、知道连接及键连接的类型、特点和应用； 2、能够记忆键连接的类型及应用和标准； 3、能够记忆销链接的类型和作用 4、学会正确选用普通平键。 重点1、平键的应用、结构形式及标准。 2、普通平键的选用。 难点键的标记，普通平键的选用 学 情 分 析 中职同学对于机械的基础知识有着深切的渴望，在标准件和常用件学习 中，键连接和销连接是比较基础的内容，对深入学习机械将打下坚实的基础。 教学方法 讲述、举例 教学手段 自主、演示、启发、讲解 项目步骤教师活动学生活动设计意图 教学过程导 入 新 课 齿轮减速器输出轴II上的齿轮与轴的连接，通常是在轴和齿轮、带轮的轮毂上加工出键槽，用键进行连接，如上图所示。 提问：学生 回答
新课讲解新课： 一、键连接 （一）连接的类型及特点 （二）键连接的功用和类型 1、功用 键是一种标准零件。其作用：①实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）之间的周向固定。②传递运动和扭矩。 有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。 2、结构特点 结构简单，工作可靠，拆装方便，应用十分广泛。 3、类型 （三）键和键连接的类型、特点和应用 1、平键联接 平键连接可分为：普通平键、导向平键、滑键。 （1）普通平键连接 用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动 特点：两侧面为工作面，其对中性好，装拆方便。但它不能实现轴上零件的轴向固定。 作用：适用于高速、高精度和承受变载、冲击的场合，能实现轴上零件的周向定位。 键连接 松键连接 紧键连接 平键连接 半圆键连接 花键连接 楔键连接 切向键连接 连接 类型 可拆连接 不可拆连接 轴毂间 连接 紧固连接： 平键连接 花键连接 销连接 焊接 铆接 胶接 螺纹连接 特点：即可以 保证机械正常 工作，又便于 维修和更换。 特点：可靠性好，强度高。
1、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，加速度值为 A 。 A、无穷大 B、零 C、常量 2、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，将引起 A 冲击。 A、刚性 B、柔性 C、无 3、凸轮机构中，从动件的运动采用等加速等减速运动规律时，会产生_B__。 A、刚性冲击 B、柔性冲击 C、无冲击 4、凸轮机构中，基圆半径减小，会使机构压力角 A 。 A、增大 B、减小 C、不变 5、为防止滚子从动件运动失真，滚子半径必须___A _凸轮理论廓线的最小曲率半径。 A、< B、> C、>= 6、图示偏心直动尖端从动件盘形凸轮机构，凸轮的轮廓为圆形，圆心为O。 (1) 在图上作出凸轮的基圆、偏距圆； （2）利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过90°后，从动件的位移S和压力角α； （3）在图上求出从动杆的行程h（即最大位移）。 说明：(1) 不必作文字说明，但必须保留作图线； 基圆： 位移S： 2分压力角α： 2分行程 7、如图所示为一凸轮机构，凸轮的实际廓线为一个圆，圆心为O,，凸轮的转动中心为O。求： （1）画出理论廓线、偏距圆、基圆、标出基圆半径r0； 30时推杆的位移s和压力角α； （2）利用反转法原理，在图中作出凸轮转过 说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；
反转30度：2分 位移S ： 2分 压力角α： 2分 8、 如图所示为一凸轮机构，凸轮的转动中心为O 。试用作图法在图上标出： （1） 凸轮的理论廓线、偏距圆、基圆； （2） 当凸轮从图示位置转过45°时，从动件的位移S 和压力角α； 说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线； 反转45度：2分 位移S ： 2分 压力角α： 2分
键、花键、销联接 一选择题 (1) 图6-1所示零件1和2采用了 B 联接。 A. 平键 B. 楔键 C. 切向键 图6-1 (2) 传递轴向力可用 C 联接。 A. 普通平键 B. 半圆键 C. 楔键 D. 切向键 (3) 与平键联接相比，楔键联接的主要缺点是 D 。 A. 键的斜面加工困难 B. 楔紧后在轮毂中产生初应力 C. 键安装时易损坏键 D. 轴和轴上零件对中性差 (4) 轴上键槽用盘铣刀加工的优点是 C ，这种键槽应采用 F 键。 A. 装配方便 B. 对中性好 C. 减小应力集中 D. 圆头 E. 单圆头 F. 方头 (5) 型面曲线为摆线或等距曲线的型面联接与平键联接相比，下列中不是型面联接的优点是 D 。 A. 对中性好 B. 轮毂孔的应力集中小 C. 装拆方便 D. 切削加工方便 (6) 当轮毂轴向移动距离较小时，可以采用C联接。 A. 普通平键 B. 半圆键 C. 导向平键 D. 滑键 (7) 普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 C 。 A. 沿轴向固定并传递轴向力 B. 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 C. 沿周向固定并传递转矩 D. 安装与拆卸方便 (8) 某变速齿轮需在轴上频繁移动，拟采用矩形花键联接，若两联接表面硬度均大于50HRC，该联接宜采用 B 定心方式。 A. 大径 B. 小径 C. 齿侧 D. 任意 (9) 键的长度主要是根据 B 来选择。 A. 传递转矩的大小 B. 轮毂的长度 C. 轴的直径 b 的依据是 B 。 (10) 确定普通平键剖面尺寸h A. 轴的转矩 B. 轴的直径 C. 轴的材料 (11) 已知铸铁带轮与轴用平键联接，则该键联接的强度主要取决于A的挤压强度。 A. 带轮材料 B. 轴的材料 C. 键的材料
键连接的测试题 一、填空题 1、普通平键的工作面是两侧面，楔键的工作面是上下面。 2、平键联接的主要失效形式有：工作面压溃 (静联接) ；工作面磨损(动联接)。个别情况下会出现键剪断。 3、如需在同一轴段安装一对半圆键时，应将它们布置在同一母线上。 4、平键联接中导向平键、滑键用于动联接，当轴向移动距离较大时，宜采用滑键，其失效形式为工作面过度磨损。 5、花键按齿形分为矩形、渐开线、三角形三种花键。矩形花键有外径、内径、齿侧三种定心方式。 6、当轴上零件需在轴上作距离较短的相对滑动，且传递转矩不大时，应用 导向平键键联接；当传递转矩较大，且对中性要求高时，应用花键键联接。 7、普通平键标记键16×100GBl096—79中，16代表键宽，100代表键公称长，它的型号是 A 型。它常用作轴毂联接的周向固定。 8、平键的长度通常由轮毂长确定，横截面尺寸通常由轴径确定。 9、半圆键装配方便，但对轴的强度削弱。 10、平键联接中应用最广泛的是普通平键。 11、某平键标记为“键18×70 GB1096－79”，则该键的有效工作长度为___70___mm。 12、键联接中能承受一定单向轴向力的是楔键联接。 13、花键联接具有较好的对中性和导向性，故对轴的削弱较小，因而常用于齿轮与轴的连接。 14、平键联接根据键与键槽的配合公差不同，又分为普通平键联接，导向平键联接和滑键联接。 15、键的长度一般按轮毂长度来确定。 16、平键的选用主要是根据轴径由标准中选定。 17、由于平键联接的对中性好和装拆方便。它适用于高精度、高速和变载有冲击的传动场合。 18、普通平键有 A型键、 B型键、 C型键三种。 29、键的长度一般可按轮毂的长度而定，即键长要略短于轮毂的长度，
联接 、判断题 在轴端的轴毂联接，为了便于安装最好采用C型平键，而不是A 型或B型平键。（√ ） 普通平键按构造分为ABC，C 常用于轴端与毂类的连接，B 放在铣出的键槽中，对于尺寸较大的键，需要用紧固螺钉，A 宜放在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中。平键的两侧是工作面，工作时靠挤压来传递转矩。静连接的主要失效形式为压溃，动连接的主要失效形式为工作面的磨损。 与矩形花键相比，渐开线花键的强度高。（√ ） 渐开线花键制造精度高，花键齿的根部强度高，应力集中小，易于对中。适用于载荷较大，定 心精度要求较高及尺寸较大的连接。渐开线花键用于动载荷而矩形花键用于静载荷。矩形花键 加工方便，用小径定心，易于保证定心的精度。适用于静连接或轻载连接 采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成相隔180°。（√ ） 应布置在沿周向相隔180°两个半圆键应在同一条母线上，两个楔键应布置在沿周向90 ° ~120°，两个键在校核中按1.5 个计算，一般键长不超过1.6~1.8 d 受轴向外载荷的紧螺栓联接，螺栓在该轴向外载荷作用下所受的总拉力（F2）一定不与轴向外 载荷（F）相等。（×）螺栓的总拉力等于残余预紧力与工作拉力之和， 且 C F C b F，则 C C 螺栓的总拉力为F0+△ F，有可能相等。 受横向变载荷的普通螺栓联接中，螺栓所受的力为静载荷。（×）会有变化 双向传力的滑动螺旋采用的螺纹类型中，以梯形和锯齿形螺纹应用最广。（×） 锯齿形与梯形螺纹应用广，但是锯齿形只能单向传力，矩形的效率最高。 承受横向载荷作用的螺栓联接中，螺栓一定是受剪切作用的。（ 普通螺栓所受应为扭转切应力，剪切作用的是铰制孔螺纹 ×）
5.1铰链四杆机构的基本型式有哪几种？ 曲柄摇杆机构,传动特点：曲柄整周转动，摇杆往复摆动。双曲柄机构，传动特点：主动曲柄连续等速转动，从动曲柄一般不等速转动。双摇杆机构，传动特点：两连架杆均作往复摆动。 5.2铰链四杆机构可以通过哪几种方式演化为其他型式的四杆机构? ①改变构件的形状和相对尺寸②改变运动副的尺寸③选用不同构件作为机架。 5.3铰链四杆机构曲柄存在的条件是什么？ ①最短杆为机架或连架杆②最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。5．4何谓四杆机构的压力角和传动角？ 压力角：四杆机构中，从动杆上受力点所受力的方向与改点速度方向之间的夹角。 传动角：连杆与从动杆轴线之间所夹得锐角。 5.5铰链四杆机构中有可能产生死点位置的机构有哪些？他们发生死点的位置条件是什么？曲柄摇杆机构，若以摇杆为主动件，当连杆与曲柄处于共线位置时产生死点。 曲柄滑块机构：以滑块为主动件时，传动角为零时产生死点。 平行四边形机构：曲柄与连杆共线。传动角为零，产生死点。 5.6 当给定连杆两个位置时，设计的铰链四杆机构可以有无穷多，若要有唯一确定解。可以附加哪些条件？ 给定连杆两个位置，附加条件：最小传动角，曲柄或摇杆长度，固定铰链中心A、D的位置范围要求，主从动件的转角。 5.7写出正弦机构和正切机构的传动特性式和传动表达式；从结构上如何区别正弦机构和正切机构？ 正弦机构：S=asinΦ正切机构：S=atanΦ 区别：正弦机构推杆的工作面为一个面，摆杆的工作面为一球面。正切机构则相反，推杆工作面是一球面，摆杆工作面为一平面。 5.8何谓机构的原理误差？ 原理误差：仪器中采用机构的传动特性与要求传动特性不相符而引起的仪器误差。 5.9图5-40所示铰链四杆中，已知BC=50mm，CD=35mm，AD=30mm，AD为计架。问： ⑴若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求AB的最大值。 ⑵若此机构为双曲柄机构，求AB的最小值。 ⑶若机构为双摇杆机构，求AB的值。 ⑴AB为最短杆 AB+BC≤AD+CD,AB≤15，AB最大值15mm ⑵AD最短杆 AD+BC≤AB+CD,30+50≤AB+35，AB≥45.AB的最小值为45mm ⑶①AB为最短杆，AB<30， AB+50>30+35，AB>15，15
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