精密机械设计
第一章 精密机械设计的基础知识
1、 什么是机械？
答：一般认为它是“机器”和“机构”的总称
2、 机器的基本组成要素是什么？
答：机械零件
3、 机器的基本组成部件是什么？
答：各种机构
4、 什么叫部件？
答：几个零件的组合体称为部件
5、 设计精密机械时应满足那些基本要求？
答：1、功能要求 设计精密机械时首先应满足它的功能要求。2、可靠性要求 要使精密机械在一定的时间内和一定的使用条件下有效的实现预期的功能，则要求其工作安全可靠，操作维修方便。为此，零件应该具有一定的强度、刚度和振动稳定性等工作能力。3、精度要求 精度是精密机械的一项重要技术指标，设计时必须保证机密机械正常工作时所要求的精度。4、经济性要求 组成精密机械的零、部件能最经济的被制造出来，要求零件结构简单、节省材料、工艺性好，尽量采用标准尺寸和标准件。5、外观要求 设计精密机械时应使其造型美观大方、色泽柔和。
6、 强度的概念是什么？
答：强度是零件抵抗外载荷作用的能力。
7、 什么叫静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷
答：静载荷和静应力 不随时间变化或变化缓慢的载荷和应力
变载荷和变应力 随时间作周期性变化的载荷和应力
名义载荷 在稳定和理想的工作条件下，作用在零件上的载荷
计算载荷 考虑影响零件强度的各种因素时，将名义载荷乘以某些系数，作为计算时采用的载荷，此载荷称为计算载荷
8、什么叫静应力、变应力、应力循环，应力循环的三种形式
答：静载荷和静应力 不随时间变化或变化缓慢的载荷和应力
变载荷和变应力 随时间作周期性变化的载荷和应力
应力循环 应力作周期性变化时，一个周期所对应的应力变化称为应力循环 三种形式 ①当r=-1时，称为对称循环；
②当r ≠-1时，称为非对称循环；
③特例r=0时称为脉动循环
9、什么是疲劳极限？何为有限寿命疲劳极限阶段和无限寿命疲劳阶段？
答：当循环特性r 一定时，应力循环N 次后，材料不发生疲劳破坏时的最大应力称为疲劳极限，用表示，0N 称为循环基数，0N N ≥区为无限寿命区，0N N ≤区为有限寿命区。
10、表示变应力的基本参数有哪些？它们之间的关系式是什么？ 答：平均应力，max min ()m σσσ=+、应力幅度，max min ()a σσσ=-、循环特性r （r=σmin/σmax ）、最大应力max σ、最小应力min σ。
11、刚度的概念是什么?
答：刚度是反映零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力
12、改善零件强度和刚度的主要措施有哪些？
答：提高零件强度：1）尽可能降低零件上的应力集中的影响，是提高零件疲劳强度的首要措施。2）选用疲劳强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺。3）提高零件的表面质量。4）尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹；提高零件刚度的有效措施是改变零件的截面形状和尺寸，缩短支撑点间的距离，或采用加强筋等结构措施
13、什么是误差，精度与误差的关系是什么？
答：误差可概括的理解为实际值与理想值只见到额差异。在精密机械设计中，精度的高低是用误差的大小来度量的，误差越小，则精度越高。
14、影响零件和机构特性的原始误差可归纳为哪几类？
答：①设计误差（原理误差）、②工艺误差、③使用误差
15、什么是标准化、系统化、通用化？
答：在不同类型、不同规格的各种精密机械中，有相当多的零、部件是相同的，将这些零、部件加以标准化，并按尺寸不同加以系列化，则设计者毋须重复设计，可直接从有关手册的标准中选用。通用化是指系列之内或跨系列的产品之间，尽量采用同一结构和尺寸的零、部件，以减少零部件种数，从而简化生产管理和获得较高的经济效益。
第七章摩擦轮传动和带传动
1.摩擦轮传动的工作原理是什么？
答：摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力。
2.带传动的工作原理是什么？
答：当主动轮转动时，利用带与带轮接触面间产生的摩擦力来传递运动和转矩。
3.摩擦轮传动和带传动有何优缺点？
答：主要优点是： 1）传动零件的结构简单，易于制造；2）传动平稳，工作时噪声很小；3）用作变速传动时，传动比调节简便；4）过载时，传动件间产生滑动，可对零件实施过载保护。主要缺点是： 1）不能保持恒定的传动比，传动精度低； 2）不易传递较大转矩，机构不紧凑； 3）传动件工作表面磨损较快，寿命低； 4）传动效率低。
4.何为摩擦轮传动和带传动的弹性滑动和打滑？弹性滑动和打滑各是什么原因引起的？对传动的影响是什么？二者的性质有何不同？
答：弹性滑动是由于材料弹性变形而产生的滑动；当它在从动轮上产生的驱动转矩小于从动轮实际阻转矩时，接触面即产生。打滑是摩擦轮传动的非正常工作状态，经常打滑，摩擦轮表面将产生严重磨损，传动寿命降低。滑动是由于带有弹性，且松边紧边存在拉力差所产生的，使v１> v2，不可避免。过载打滑由于载荷过大，需要传递的圆周力超过最大摩擦力而引起。
5.带传动的类型有那些？
答：传动带可分为平型带、V带、圆形带、多楔带和靠啮合传动的同步齿形带等。
6.与平带传动相比，V带传动有何特点？
答：V带的摩擦力大约相当平型带的三倍，V带传递功率的能力比平型带大。
7.带传动所能传递的最大有效圆周力与那些因素有关？为什么？
答：张紧力Fo，包角a，当量摩擦系数fo。当Fo和a一定时，fo越大，Ft越大。
8.带传动时，带中所受的应力有那几种？带中所受最大应力应在何处？
答：１、拉力产生的拉应力2、惯性离心力产生的拉应力3、弯曲应力σB；最大应力发生在带紧边进入小带轮处。
9.带轮的结构形式有哪些？根据什麽来选带轮的结构形式？
答：实心轮、孔板式、辐板式；根据带轮直径。
10.与一般带传动相比，同步带传动有那些特点？主要适应于何种工作场合？
答：1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；2）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； 3）传动效率高，节能效果明显； 4）维护保养方便，不需润滑，维护费用低； 5）速比范围大、具有较大的功率传递范围6）可用于长距离传动 场合：要求传动精度高，距离较远的地方
第八章 齿轮传动
1. 齿轮传动的主要特点是什么？缺点是什麽？
答：传动比准确(稳定、精确)；结构紧凑；工作可靠；效率高；寿命长；适用范围广。缺点：制造精度要求高；成本较高；不适用较大中心距传动。
2. 齿轮传动有那些失效形式？各是什麽原因造成的？
答：1、轮齿折断：一是轮齿因短时过载或冲击过载而引起的折断，另外是齿轮在多次重复的交变应力作用下引起的疲劳折断。2、齿面点蚀齿：面因交变应力接触导致齿面产生疲劳点蚀3、齿面胶合：在高速重载情况下工作的齿轮，由于其滑动速度大而导致瞬时温度过高，使油膜破裂而产生粘焊，从而引起的胶合称为热胶合。在低速重载情况下，由于齿面应力过大，相对速度低，油膜不易形成，使接触处产生了局部高温而发生的胶合，称为冷胶合。
4、齿面磨损：金属微粒、灰尘、异物等落入相啮合的齿面之间
5、塑性变形由于主动轮齿齿面上所受到的摩擦力背离节线，分别朝向齿顶和齿根作用，因此产生塑性变形后，齿面上节线附近就下凹；从动轮轮齿表面所受到的摩擦力则分别由齿顶及齿根朝向节线作用，产生塑性变形之后，齿面上节线附近就上凸。
3. 一般齿轮传动的设计准则是什么？
答：采用接触疲劳强度和弯曲疲劳强度两种方法来确定其承载能力。
4. 闭式齿轮传动和开式齿轮传动的设计准则是什麽？说明原因。
答：1.闭式传动：HB ≤350（软齿面） 按接触疲劳强度进行设计，再按弯曲疲劳强度进行校核； HB>350（硬齿面） 按弯曲疲劳强度进行设计，再按接触疲劳强度进行校核。 2.开式传动：按弯曲疲劳强度进行设计，再将计算确定的模数增大的办法，来考虑磨损对轮齿强度削弱的影响。
5. 载荷集中系数K β和动载荷系数Kv 各影响因素的主要内容是什麽？
答：载荷集中系数K β ：1、齿轮相对于轴承的位置2、齿宽系数d 1/b d Φ= 3、轴承的刚度4、轴承的长度与其直径的比值。动载荷系数Kv ：1、齿轮的制造精度2、圆周速度。 6. 齿宽系数Φd 的定义及选择原则？
答：d 1/b d Φ=；齿轮在支承间布置情况和齿面硬度综合选择。
7. 一对相啮合的大小齿轮，其齿轮的接触应力是否相等？齿根弯曲应力是否相等？答：是；否
8. 一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为多少？答：20°
9. 斜齿轮传动有何特点？螺旋角β应如何确定？
答：同时啮合的齿数较多，重合度比直齿轮大，与直齿轮相比传动平稳，承载能力较高，适用于高速重载，且冲击和噪声小。螺旋角β：考虑重合度和轴向力，一般单斜齿轮传动中，在中心距、齿距、模数等确定下，常用β= 8°~ 15。
第九章 螺旋传动
1． 什么叫螺旋传动？
答：螺旋传动就是利用螺杆与螺母的相对运动,将旋转运动变为直线运动。
2． 滑动螺旋传动的主要优缺点是什么？主要传动型式是什么？
答：主要优缺点：1）降速传动比大2）具有增力作用3）能自锁4）效率低、磨损快。主要传动型式：1）螺母固定，螺杆转动并移动2）螺杆转动，螺母移动。3）差动螺旋传动
3． 影响螺旋传动精度的因素有那些？其中最主要的因素是什么？如何提高螺旋传动精
度？
答：（一）螺纹参数误差：包括螺距误差、中径误差和牙型半角误差（二）螺杆轴向窜动误差（三）偏斜误差（四）温度误差最主要因素：螺杆的螺距误差提高螺旋传动精度：采用螺距误差校正装置；提高制造精度：采用某些结构措施
4．何谓螺旋传动的空回误差？消除空回方法的基本原则是什么？
答：空回：当螺旋机构中存在间隙，若螺杆的转动方向改变，螺母不能立即产生反向运动，只有螺杆转动某一角度后，才能使螺母开始反向运动，这种现象称为空回。消除空回方法的基本原则：就是在保证螺旋副相对运动要求的前提下，消除螺杆与螺母之间的间隙。常见的方法：1、利用单向作用力2、利用调整螺母3、利用塑料螺母消除空回。
5．滚珠螺旋传动由那几个部分组成？
答：滚珠螺旋传动是由螺杆、螺母、滚珠和滚珠循环返回装置四部分组成。
6．滚珠螺旋传动有那些主要优点？多用于何种场合？
答:1）传动效率高，一般可达90%以上，约为滑动螺旋传动效率的三倍。2）传动精度高。3）具有传动的可逆性，但不能自锁。4）但使用寿命长，维护简单。适用场合：伺服控制系统，以及要求传动效率、精度高的场合。
第十章轴、联轴器、离合器
1.轴的功能是什么？按照所受的载荷和应力的不同，轴可分为几种类型？又各有何特点？答：功用：轴是机器中的重要零件之一，支撑旋转零件，传递运动和动力。
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弯矩很小；心轴：只承受弯矩。
2.轴设计的主要内容是什么？
答：轴的设计包括选定轴的材料、确定结构、计算强度和刚度，对于高速运转的轴，有时还要计算振动稳定性，并绘制轴的零件工作图。
3.轴的材料主要是什么？最常用的是什么？
答：轴的材料主要采用中碳素钢35或45钢和合金钢20Cr或40Cr等；最常用的是45#钢。
4.轴的结构设计应满足的基本要求是什么？
答：轴的结构设计主要有两个方面要求：轴和轴上零件要有准确的轴向工作位置，并且便于安装和调整；轴应有良好的加工工艺性。
5.轴上零件的轴向固定有那些方法？有何特点？轴上零件的周向固定有那些方法？有何
特点？
答：轴向固定：常用轴肩、套筒、圆螺母（止退垫圈）和轴端挡圈等固定形式。轴肩定位：最方便可靠的方法；套筒定位：结构简单可靠，不需开槽、钻孔和切制螺纹，不影响疲劳强度。轴端挡圈：适用于轴端零件，可承受较大轴向力。周向固定：常采用键联接、销联接、过盈配合（轴承内圈）、紧定螺钉等固定形式。键联接简单方便、花键和过盈配合能承受较大的转矩。
6.轴上为什么要有过渡圆角、到角、中心孔、砂轮越程槽和螺纹退刀槽？
答：过度圆角:减小集中应力；倒角:去锐角，防刮伤；中心孔:加工时定位、对中；越程槽：为了工件表面光泽度一制，因为沙轮磨到工件根部时人的潜意识就回往回摇手把，工件根部往往磨不上，所以要切槽。退刀槽:车牙时退牙刀用还可以使螺牙平整。
7.轴的强度计算方法有几种？
答：三种：1）按许用扭转剪应力2）按弯扭合成强度3）按疲劳强度
8.看图改错
击的条件下工作，具有较小的尺寸并且可拆卸；二、顶针支承：轴颈有倾斜时仍能正常工作，磨损较快，只适用于在低速和轻载场合。三、轴尖支承：置中精度和方向精度均不高，并且轴尖与垫座的接触面积很小，一次抗摩擦能力差，但具有摩擦力矩很小的优点；四、球支承：轴颈为球形，承导件为内锥面或内球面。这种支承自由度高。
2.元圆柱面支承适用于什么场合？结构上分那两种形式？
答：要求很高的旋转精度；在重载、振动、有冲击的条件下工作；具有较小的尺寸并且可拆卸；用于低速、轻载的场合。结构上分整体式向心滑动轴承和剖分式滑动轴承。
3.滑动轴承的轴瓦材料应具有什么性能？试举几种常用的轴瓦材料？
答：轴瓦材料的要求：足够的强度、好的减摩性、耐磨性好、易跑合、耐腐蚀、好的导热性、易于加工制造。常用的轴瓦材料：铜合金、锡锑轴承合金、粉末冶金、铸铁。
滚动轴承
1.滚动轴承主要由哪些零件组成？
答：由内圈、外圈、滚动体和保持架等四种零件组成。
2.滚动体主要由哪些形状？
答：球、圆柱滚子、圆锥滚子、鼓形滚子、滚针
3.与滑动轴承相比，滚动轴承主要由哪些特点？
答：摩擦阻力小 f=0.002-0.008；启动灵活；效率高；效率:0.98-0.99；润滑方便；易于更换。
4.按外载荷不同，滚动轴承可分为哪三大类？
答：按承受载荷的方向的不同，分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。
5.滚动轴承代号的构成？
答：轴承由前置代号、基本代号（类型代号、尺寸系列代号、内径代号）和后置代号组成。
6.选择滚动轴承类型的主要依据是什么？
答：选择轴承应根据载荷的大小、方向、转速的高低和其它使用要求。
7.滚动轴承的正常失效形式是什么？
答： 1) 疲劳点蚀2)塑性变形3）磨损
8.什么是滚动轴承的基本额定寿命？
答： 90％不发生疲劳点蚀时，转过的总转数或在一定转数下工作的总小时数。
9.什么是滚动轴承的基本额定动载荷？
答：基本额定动载荷：额定寿命为1百万转，可靠度90％加在轴承上的载荷。
10.滚动轴承内孔与轴、外径与外壳孔的配合各采用什么基准制？
答：基孔制、基轴制。
11.滚动轴承润滑和密封的目的是什么？常用密封装置有那些？
答：润滑是为了减小摩擦和减轻摩擦，防止锈蚀，加速散热，吸收振动和减小噪音。密封是为了防止润滑剂的流失和外界灰尘和水分的侵入。常用密封装置:毡圈密封、皮碗密封、间隙密封、迷宫密封。
第十二章直线运动导轨
1．直线运动导轨的作用？基本组成部分是什么？
答：作用：用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。基本组成部分：（1）运动件——作直线运动的零件。（2）承导件——用来支承和限制运动件，使其按给定方向作直线运动的零件。
2．按摩擦性质不同，导轨分那几类？
答：按摩擦性质分四类：滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨。3．导轨的基本要求是什么？
答： 1、导向精度高2、运动轻便、平稳、低速时无爬行现象3、耐磨性好
4、对温度变化不敏感
5、足够的刚度
6、结构工艺性好
4．滑动摩擦导轨的优缺点？
答：滑动摩擦导轨的运动件与承导件直接接触。其优点是：结构简单、接触刚度大；其缺点是：摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。
5．与滑动摩擦导轨比较，滚动摩擦导轨的特点？
答：与滑动摩擦导轨比较，滚动摩擦导轨的优点是：1、摩擦系数小，静、动摩擦系数之差很小，故运动灵活，不宜出现爬行现象；2、定位精度高；3、磨损小，寿命长，润滑简便。缺点是：1、机构复杂，加工比较困难，成本高；2、对赃物及导轨面的误差比较敏感。6．滑动摩擦导轨为什么在低速条件下易出现爬行现象？
答：低速运行时导轨速度不均匀，是运动件出现时快时慢、时动时停的爬行现象。爬行现象取决于导轨副中摩擦力的大小及其稳定性。
第十三章弹性元件
1．什么是弹性元件？
答：弹性元件：利用材料的弹性性能，能完成各种功能的零件或部件。
2．在精密机械设计中，常见的弹性元件类型是什么？
答：a)片簧b)平面涡卷簧c)螺旋弹簧d)压力弹簧管e)波纹管f)膜片
3．什么是螺旋弹簧？简述其功能和特点。
答：螺旋弹簧：用弹簧钢丝绕制成的螺旋状弹簧。功能：用来将沿垂直方向的力或垂直于内的力矩转换为弹簧两端的相对位移；或者将两端位移转换为作用力或力矩。特点：制造简单，价格低廉，占空间小，安装固定简单，工作可靠。
4．根据载荷作用方式的不同，圆柱形螺旋弹簧可分为那几类？
答：按照所承受载荷：可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。
5．什么是压缩、拉伸弹簧的特性线？它在弹簧设计及生产中起什么作用？
答：弹簧的载荷－变形曲线称为弹簧特性曲线；检查弹簧设计是否满足使用要求和作为生产过程中检验或试验产品的依据。
第十四章联接
1.根据联接结构特点，联接可分为那两种类型？各主要包括那些联接形式？答：机械中的联接一般分为:1.可拆联接:螺纹、键联接、销联接;
2.不可拆联接:铆接、焊接、压合、铸合。
2.螺纹连接的基本类型有哪些？各应用于什么场合？
答：1）螺栓联接：被联接件为通孔,两被联接件不太厚。2）双头螺柱联接：一个被联接件较厚或不宜做成通孔，需经常拆卸的地方。3）螺钉联接：用于受力不大又不需要经常拆装的地方，被联接件中的一个加工为螺孔，其余是通孔。
4）紧定螺钉联接：用于固定两个零件的相对位置，并可以传递不大的力或转矩。
3.在精密机械设计中，常用联接螺纹的主要类型是什么？粗牙螺纹与细牙螺纹的区别？答：粗牙螺纹和细牙螺纹；区别：当螺纹的大径相同时，细牙螺纹的螺距和牙型高度比粗牙小，因此细牙螺纹适用于精密零件或薄壁零件的连接；因为导入角较小,细牙螺纹系列比粗牙螺纹系列在震动状况下有更好的防松能力。
4.螺纹联接松脱的原因是什么？防松的实质是什么？常用的防松方法有那些？
答：防松原因：在冲击，振动和变载荷下，螺纹间的压力瞬间减小，甚至消失，产生松动现象。实质：防止螺纹副间相对转动。常用的防松方法：a)弹簧垫圈防松b）双螺母防松c）开口销防松
5.销钉的主要用途是什么？圆柱销和圆锥销各有何优点，用于何种场合？
答：主要用途: a. 定位 b.联接圆柱销：结构简单，制造时易达到精度；场合：定位，不需要多次拆卸；圆锥销：在承受横向载荷时能自锁，可以多次拆卸；场合：用于联接和需要多次拆卸的地方。
6.键联接的主要目的是什么？
答：实现轴与轮毂的周向固定，传递扭矩。
7.键联接有哪些类型？平键和楔键在结构和工作原理上有什么不同？
答：平键、半圆键、楔键、花键；平键：结构：通常制成圆头或方头，分为普通平键和导向平键；工作原理：用两侧面工作。楔键：结构：分为普通楔件和钩头楔件；工作原理：楔键的上下两面是工作面，工作时，靠摩擦力来传递扭矩T。
8.在机械零件与光学零件联接的结构设计中，应满足那些基本要求？
答：: ①联接要牢固可靠,并在保证光学零件在系统中相对位置的同时,又不致引起光学零件的变形和应力. ②便于装配,调整,并保证调前后光学零件有彻底清洗的可能性. ③保证有效通光孔径不受镜框切割. ④应能减小或消除当温度变化时,由于光学零件与机械零件联接材料线膨胀系数不同而产生的附加内应力. ⑤尽可能不用软木,纸片等有机材料与光学零件相接触, 以防止光学零件生霉,必须采用时,应采取防霉处理。
（注：范文素材和资料部分来自网络，供参考。只是收取少量整理收集费用，请预览后才下载，期待你的好评与关注）
化工设备机械基础考试 试卷 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
《化工设备机械基础》试卷适用专业: 应用化工技术年级: 2010级考试方式：闭卷 班级：姓名：学号：考试时间： 120 分钟 一、选择题：将正确答案的顺序号填入题后的括号内。（共8分，每小题1分） 1.设计压力为 2.5MPa的容器属于。（） A．低压容器 B. 中压容器 C.高压容器 D. 超高压容器 2.钢材的强度随温度的升高而，韧性和塑性随温度的降低而。 （） A．下降，升高 B．下降，下降 C．升高，下降 D．升高，升高3.不锈钢材料0Cr18Ni9牌号中的“0”表示其含碳量低于。（） A．百分之一 B. 千分之一 C. 万分之一 D. 万分之三 4.对于低温容器，设计选材时应特别注意材料的。（） A．低温强度 B. 低温刚度 C. 低温硬度 D. 低温脆性 5.从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种 凸形封头中，的受力情况最好。（） A．椭圆形封头 B. 碟形封头 C. 半球形封头 D. 折边球面封头 6.低碳钢拉伸试验的整个过程，按顺序大致可分为如下四个阶段。（） A. 弹性阶段、强化阶段、屈服阶段和颈缩阶段 B. 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段
C. 弹性阶段、颈缩阶段、强化阶段和屈服阶段 D. 屈服阶段、弹性阶段、强化阶段和颈缩阶段 7.无缝钢管的公称直径指的是管子的。（） A．内径 B. 外径 C. 中径 D. 其他 8.设计中选用标准法兰的压力等级时，除考虑法兰的类型、材料、最高工作压 力外，还应考虑法兰的：（） A．公称直径 B. 密封面型式 C. 垫片种类 D. 工作温度二、填空题。（每空1分，共20分） 1．过载时带会在轮上，可防止其他零件的损坏，起到过载安全保护作用。 2．齿轮传动的失效形式 有、、、 、。 3．材料的化学性能有、抗氧化性。 4．碳钢是含碳量小于 %的铁碳合金。 5．工程上，伸长率δ≥5%的材料称为材料，δ<5%的材料称为 材料。 6．45钢，表示平均含碳量为 %的优质碳素结构钢。 7．对碳素结构钢、低合钢制容器，规定壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度为 mm。
燕山大学 机械设计课程设计说明书题目：带式输送机传动装置 学院（系）：机械工程学院 年级专业： 09级机械设计及理论 学号： 0901******** 学生姓名：乔旋 指导教师：许立忠 教师职称：教授
目录 一、设计任务书.................................................................. 二、传动方案分析................................... .......................... 三、电动机的选择和参数计算........................................ 四、传动零件的设计计算................................................. 五、轴的设计...................................................................... 六、键的选择校核............................................................ 七、轴承的校核................................................................... 八、联轴器的选择及校核................................................ 九、密封与润滑的选择.................................................... 十、减速器附件及说明................................................... 十一、装配三维图........................................................ 十二、设计小结............................................................. 参考资料...................................................................
习题讲解 题7-6如图7-68所示，有一渐开线直齿圆柱齿轮，用卡尺测量其三个齿和两个齿的公法线长度为W3＝61.83mm和W2＝37.55mm，齿顶圆直径da＝208mm，齿根 圆直径df＝172mm，数得齿数z＝24。要求确定该齿轮的模数m、压力角α、齿*顶高系数ha和径向间隙系数c*。 解法1： 由齿轮公法线测量原理，有： Pb=W3-W2=24.28mm Sb=W2-Pb=13.27mm 由渐开线圆柱齿轮任意圆上的齿厚公式： Si=S?ri-2ri(invαi-invα) r =
=Sbinvm=dadf Pbdb=Pb?z=24.28?24=185.49mm d zππ已知：db 错误解法1： PbP24.28m====8.22 ππ?cosαπ?cos20 Pb24.28m====8.0012 ππ?cosαπ?cos15 α不是已知的。 P 题7-14 已知二级平行轴斜齿轮传递，主动轮1的转向及螺旋方向如图所示。 1) 低速级齿轮3、4的螺旋方向应如何选择，才能使中间轴Ⅱ上两齿轮的轴向力方向相反？ 圆周力Ft的方向：在主动轮上与转动方向相反，在从动轮上与转向相同（驱动力）。 径向力Fr的方向：方向均指向各自的轮心（内齿轮为远离轮心方向）。 轴向力Fa的方问：取决于齿轮的回转方向和轮齿的螺旋方向，可按"主动轮左、右手螺旋定则"来判断。即：主动轮为右旋时，右手按转动方向握轴，以四指弯曲方向表示主动轴的回转方向，伸直大拇指，其指向即为主动轮上轴向力的方向；主动轮为左旋时，则应以左手用同样的方法来判断。主动轮上轴向力的方向确定后，从动轮上的轴向力则与主动轮上的轴向力大小相等、方向相反。 Fa3 FFa1 F所以，齿轮2和齿轮3为左旋，齿轮4为右旋。 2006级《化工设备设计基础》课程试题（B卷）合分人： 一、力学部分计算题：（共50分） 1、图示三角形支架ABC，A、B、C三处为铰链链接。在两杆的连接处B悬挂有重物G=30kN。杆AB和BC材料相同，许用应力[σ]=120MPa。AB、BC两杆直径d分别为25mm、30 mm。试校核此支架是否安全。(已知A、B、C三处均为铰接)。(AB和BC两杆的重量不计)（本题15分） 2、图示简支梁受均布载荷q=2kN/m作用，若梁长l=2m，截面为圆截面D=40mm，[σ] = 120MPa。试写出剪力方程和弯矩方程，画出剪力图和弯矩图，并校核强度是否满足要求。 3、已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大切应力不得超过40MPa, 空心圆轴的内外直径之比 = 0.5。二轴长度相同。求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。 4、校核如图的矩形截面横梁AB的安全性。（已知α = 30°b= 60mm， h = 80mm，l1 = 1250mm，P = 15kN，[σ] = 160MPa） 二、是非题：在题后括号内，正确划 “√”，错误划“×”（共 10分，每小题1分） 1.《压力容器安全技术监察规程》把压力容器按其破坏时造成的危 害程度分为三类，其中三类容器破坏时造成的危害程度最大，因 而在设计、制造和使用方面对其要求最高。 （ ） 2. 容器法兰与管法兰的PN 、DN 相同时可以相互代用。 （ ） 3. 压力容器强度校核时公式中用到的厚度是有效厚度。 （ ） 4. 内压容器的有效厚度δe 一般都大于计算厚度δ，因此容器最高 允许工作压力[p w ]总是大于设计压力p 。 （ ） 5. 从稳定性考虑，外压容器设计选材时应选用弹性模量较大的材料。（ ） 6. 决定外压加强圈抗失稳能力的截面几何参数是截面面积。 （ ） 7. 圆筒形容器上开孔处的应力集中系数是φmax σσ=K 。（φσ为圆筒经 向薄膜应力） （ ） 8. 为减小鞍座处壳体截面的应力，卧式容器的鞍座距椭圆形封头直边切线的距离A 应该≤0.2L 和0.25D 0（式中L 为筒体长度，D 0 为筒体外径）。 （ ） 9. 圆筒形容器上开椭圆孔时，为降低开孔边缘的应力集中程度，应使椭圆的长轴方向垂直于圆筒的轴线。 （ ） 机械基础课程设计设计说明书 设计题目：仿生水母 机电学院：08-713班 小组成员：2008071315张** 2008071329刘 ** 2008071302高 ** 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师：孔凡凯 2010年7月10日 哈尔滨工程大学 设计说明书至少要包含以下部分内容 一、机构运动简图（要求符号规范并标注参数） 二，机构照片（复印件） 三．机构有__________个活动构件。有__________个低副，其中转动副__________个，移动副__________个。有_________个高副，其中齿轮副_________个，蜗杆蜗轮副_________个，凸轮副_________个。有_________个复合铰链，在___________处。有_________个局部自由度，在___________处。有_________个虚约束，在___________处。 四．机构自由度数数目为 F＝ 3n － 2P L － P H ＝ 3×－2×－＝ 五．机构_________个原动件。在___________处用___________驱动，模拟___________的运动；在___________处用___________驱动，模拟___________的运动；在___________处用___________驱动，模拟___________的运动。 六．针对原设计要求，按照实验结果简述机构的有关杆、副是否运动到位、曲柄是否存在、是否实现急回、最小传动角数值、是否有“憋劲”现象。（原设计题无要求的项目可以不涉及） 七．指出在机构中自己有所创新之处。 八．指出机构的不足之处，简述进一步改进的设想。 2006 级《化工设备设计基础》课程试题（B 卷）答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（10分） 2sin 30 2306030 51.99tg300.577BC AB G S G KN G S KN = ==?==== （5分） 安全 （5分） 2、（15分） 解：0y F ∑= （5分） 0M ∑= （5分） 最大弯矩发生在梁的中点，其值为2 max 8 ql M = （3分） （3分） max 159120MPa MPa σ=不满足要求 （2分） 1 ()02 ql qx Q x --=1()2 Q x ql qx =-1()()2 M x qx l x =-211 ()022 qx qlx M x -+=0x l ()0x l ≤≤232 max max 331112102881590.043232 Z ql M MPa W D σππ???====?3 12 13 22 251.9910105.9[]120254 601084.88[]120304 AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ?===<=??===<=? 3、（15分） 解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 （3分） 实心轴 （5分） 空心轴 （5分） d 2＝=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 （2分） 4、（10分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 （2分） （4分） （4分） （2分） 75 954995497162N m 100 x P M T n ==? =?=?..max13 11 1640MPa πx x P M M W d τ= ==3 16 167162 0045m=45mm π4010d ?= =??..() max234221640MPa π1x x P M M W D τα===-()3 246 167162 0046m=46mm π1-4010 D α?= =??..() 2231 132222245101 1.28461010.51A d A D α--???==? ??--?? ＝maxN cos N P A bh α σ= =126sin cos 148.7MPa []Pl P bh bh αασ= += . 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； 3、对绘制的机构进行结构分析（高副低代，分离杆组；确定机构级别等）。 六、思考题： 机械基础B 课程设计的要求及步骤 一、设计任务 根据给定工作条件，设计一级直齿圆柱齿轮减速器，完成一张装配图（A1）、一张零件图（A3 ---低速轴）和一份设计说明书。（图纸要求计算机绘图、打印，说明书必须用专用稿纸手写）。说明书封面要求统一（教务处网页内下载），档案袋统一（去教材科统一购买）。 二、传动方案的总体设计和要求 1.选择传动装置的方案； 已确定用带传动和一级直齿圆柱齿轮减速器。 题目： 设计一用于带式输送机上的一级圆柱齿轮减速器。输送机连续工作，单向传动，载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，工作期限10年，两班制工作。输送带的允许速度误差在±5%以内。工作机效率为 0.96（不包含其轴上的一对轴承效率）。 1----电动机； 2----带传动； 3----减速器； 4----联轴器； 5----卷筒； 6----输送带。 2.选定电动机类型和型号； 1）确定工作机转速和功率 已知工作机卷筒带上的力、速度和滚筒直径，可以求得工作机输入功率Pw 和转速nw 。 工作机所需功率Pw ，应由机器工作阻力和运动参数计算求得： w w 1000Fv P η= kW 式中：F ——工作机的阻力，N ； v ——工作机的线速度，m/s ； ηW ——工作机的效率。 2）确定电动机的转速范围和功率要求 （1）带传动的传动比一般取2-4；齿轮传动的传动比一般取3-5；所以设计的题目要求总传动比可以在（2-4）*（3-5）=（6-20）之间，故电动机的转速n=（6-20）nw ，在此中间可以确定电动机的转速； （2）工作机功率 / 总效率=原动机功率，选择电动机的功率大于此值即可； kW 式中：P d ——工作机实际需要的电动机输出功率， kW ； P w ——工作机实际输入功率，kW ； η ——电动机至工作机之间传动装置的总效率。 总效率η按下式计算： η=η1η2η3η2η4η2 =η1η23η3η4 其中η1、η2、η3、η4分别为传动装置中带传动、轴承、齿轮传动、联轴器效率，其概略值见表1-7。选用此表数值时，一般取中间值，如工作条件差，润滑维护不良时应取低值，反之取高值。 本设计题目的传动效率包括：一级V 带传动、一级直齿圆柱齿轮传动，三对滚动轴承（均选深沟球轴承）、联轴器（一般选弹性柱销联轴器）效率。 根据计算的转速范围和需要的功率值，由机械设计手册可查出电动机型号，并记录其型号、额定功率、满载转速n m 、中心高H 、轴伸尺寸D*E 等参数备用。 3.确定总传动比并合理分配各级传动比 已经确定了电动机的转速（满载转速n m ），又知道工作机的转速nw ，那么二者的比值就是总的传动比，将总传动比进行合理分配。 分配传动比时重点考虑以下几点： (1)要保证带传动的传动比必须在2-4中；齿轮传动的传动比必须在3-5中； (2)应使传动装置结构尺寸较小、重量较轻。在后面的计算中保证大带轮尺寸不会过大，以至于碰地（这只有在后面计算完之后才知道，当然还与小带轮的基准直径，齿轮的材料选择有关……），这时确定带传动的传动比在取值范围内稍小一点,尽量减小后面出错的可能。 传动装置的实际传动比要由选定的齿数或标准带轮直径准确计算，因而与要求传动比可能有误差。一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差为±(3～5)％。 4.计算各轴转速和转矩 已将总传动比进行了分配，根据传动的布置，各轴的转速就可以算出了； 如一传动装置从电动机到工作机中间有两根轴，依次为I 、Ⅱ轴，则 1）各轴转速 r/min ηw d P P =0I i n n m = 精密机械设计基础复习题 一、判断题 1、具有一个自由度的运动副称为Ι 级副。（） 2、平面高副连接的两个构件间，只允许有相对滑动。（） 3、在平面机构中一个高副引入两个约束。（） 4、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（） 5、平面机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于1。（） 6、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于00，行程速比系数等于 1。（） 7、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角相等。（） 8、平面高副连接的两个构件间，只允许有相对滑动。（） 9、行星轮系是机构自由度等于 1 的周转轮系。（） 10、平行四边形机构没有曲柄。（） 11、一对外啮合齿轮传动的中心距，等于两齿轮的分度圆半径之和。（） 12、渐开线在任一点的法线总是切于基圆。（） 13、曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角出现在曲柄与连杆两次共线的位置 之一处。 14、增大模数，可以增加齿轮传动的重合度。 15、仿形法加工齿轮时，因为不需要专用的机床，所以适于大批量生产。 16、当压力角为900时，机构将处于自锁状态，所以应该避免自锁现象。（）（）（）（） 二、填空题 1、平面机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2、连杆是不直接和相联的构件；连杆机构中的运动副均为 3、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 4、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 5、平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、、。 6、一对外啮合齿轮传动的中心距，等于两齿轮的圆半径之和。 7、行星轮系是机构自由度等于的周转轮系。 8、平行四边形机构有个曲柄。 9、一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 10、为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 11、凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程作运动。 12、增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度 。 13、平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 14、轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 15、构成高副的两构件通过接触，构成低副的两构件通过接触。 16、以高副联接的两个构件的速度瞬心位置在。 17、曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件时，最小传动角出现在与两次共线的位置之一处。 18、用法加工正常齿制的标准直齿圆柱齿轮时，如果齿轮齿数少于，将发生根切。 河北联合大学《机械基础综合设计》任务书 题目一压床的设计与分析 一、设计题目 压床是应用广泛的锻压设备, 图1所示为某压床的示意图, 其中六杆机构ABCDEF为其执行机构。图中电动机经带传动, 带动二级圆柱齿轮减速器( Z1—Z2、Z3—Z4) 将转速降低, 然后带动曲柄1转动, 再经六杆机构使滑块5上下往复运动, 实现冲压。在曲柄轴A上装有飞轮( 未画出) 。在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮, 驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。 工作条件: 连续单向运转, 工作时有轻微冲击, 使用期限为, 小批量生产, 单班制工作。 图1 压床机构 二、设计数据 表1 已知数据 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 连杆机构的设h1(mm) 50 60 70 52 50 48 47 46 49 45 h2(mm) 140 170 200 80 85 68 72 76 82 66 h3(mm)220 200 310 110 112 115 118 120 122 125 计及 运动分析 3 ψ'=60°, 3 ψ''=120°, / CE CD l l=0.5, / EF DE l l=0.25(给定最小传动角, 确定偏距h2) H(mm)150 180 210 190 160 165 170 175 180 185 n1 (r/min)100 90 120 95 110 115 105 125 120 110 力分析及飞轮转动惯量的确定工作阻力 max r F (N) 4000 7000 11000 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 BC杆质量 2 m (kg) 60 60 82 70 72 84 76 78 76 82 DE杆质量 3 m(kg)40 40 42 40 42 44 46 48 46 42 滑块质量 5 m (kg) 30 55 80 30 50 60 45 55 65 50 曲柄AB转动惯量 1S J(kg·m2) 0.82 0.64 1.35 0.8 0.7 1.0 0.9 0.78 0.75 0.85 BC杆的转动惯量 2 S J(kg·m2) 0.18 0.20 0.30 0.25 0.35 0.18 0.20 0.30 0.25 0.35 不均匀系数[]δ0.1 0.11 0.12 0.1 0.11 0.12 0.1 0.11 0.12 0.09 凸轮机构设计从动件行程h17 18 19 16 15 17 18 19 16 15 许用压力角] [α30°32°34°35°30°32°34°35°30°32° 推程运动角 δ55°60°65°60°55°60°65°60°70°60° 远休止角 s δ25°30°35°25°30°35°25°30°35°30° 回程运动角 δ'85°80°75°85°80°75°85°80°75°74° 推程运动规律余弦等加速 等减速 正弦余弦 等加速 等减速 正弦余弦 等加速 等减速 正弦正弦 回程运动规律正弦余弦等加速等 减速 正弦余弦 等加速 等减速 正弦余弦 等加速 等减速 正弦 注: 构件2、3的质心均在各杆的中点处, 滑块5的质心在滑块的中心, 曲柄AB的质心在A点, 不计其余构件的质量及转动惯量。 三、设计任务 1、平面连杆机构的设计及运动分析 已知: 滑块行程H, 构件3的上、下极限角ψ3″、ψ3′, 比值/CE CD l l、/EF DE l l, 尺寸h1、h2、h3, 曲柄转速n1。 要求: 1) 设计各构件的运动尺寸, 作机构运动简图; 2) 按给定位置( 见第四部分) 作机构的速度和加速度多边形; 3) 作滑块的运动线图( s—, v—, a—画在一个坐标系中) ; 4) 给出实现锻压要求的执行机构的其它运动方案简图, 并进行对比分析。 2、平面连杆机构的力分析 已知: 滑块所受工作阻力见图2所示, 以及任务1中连杆机构设计和运动分析所得的结果, 不考虑摩擦。 要求: 1) 按给定位置确定机构各运动副中的反力; 《化工设计概论》 一、填空 1．化工设计是一个将系统（如一个工厂、一个车间或一套装置）全部用工程制图的方式，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化成工程语言的过程。 2．化工设计的特点是政策性强、技术性强、经济性强、综合性强。 3．化工设计的发展与石油化学工业等技术的发展有直接的关系。 4．完成初步设计的同时还应当做出总概算。 5．施工图设计的任务是根据初步设计审批意见，解决初步设计阶段待定的各种问题，并以其作为施工单位编制施工组织、施工设计、施工预算和进行施工的依据。 6．施工图设计详细容包括图纸总目录、工艺图纸目录、带控制点工艺流程图、首页图、设备布置图、设备图、设备表、管路安装图、综合材料表、设备管口方位图、设备及管路的保温与防腐设计等。 7．现场施工中设计代表的任务是参加基建的现场施工和安装、调试工作，作技术指导，使装置达到设计所规定的各项指标要求。 8．车间工艺设计包括的容有生产方法的选择、工艺流程的设计、工艺计算、车间布置设计、化工管路设计、提供设计条件及编制概算书和设计文件等。 9．设计人员接受任务后，首先要解决的问题是选择合适的生产方法。 10．工艺设计的中心环节是工艺计算。 11．工艺计算的主要容包括物料衡算、热量衡算、设备计算与选型等，并在此基础上绘制物料流程图、主要设备总图和必要部件图，以及带控制点的工艺流程图。 12．车间布置设计的任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面和空间中的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。 13．化工管路设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足生产工艺的要求。 14．提供设计条件的容包括总图、土建、运输、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、给排水等非工艺专业的设计条件。 15．设计中经常进行分析比较的技术经济指标有产品成本、基建投资、劳动生产率、投资回收率、消耗定额、劳动力需要量和工资总额等。 16．设计文件容包括设计说明书、附图（流程图、设备布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。 17．选择生产方法就是选择工艺路线。 18．生产工艺流程图一般由物料流程、图例和设备一览表3个部分组成。 19．设备一览表只需列出序号、位号、设备名称和备注即可。 机械设计基础实验室参 观报告 班级：石工10-1班 姓名：王艺 通过一个学期的学习，我们已经初步掌握了一些机械设计基础的理论与常识。可是面对课本上的平面图形，我们仍然很难对各种机械链接与机构的运动关系及方式形成一个形象的、直观的画面与过程。于是机械设计机构陈列室便给了我们一个很好的学习机会，从中我也受益匪浅。 机构陈列室是根据机械原理课程教学内容设计的。它有十个陈列柜组成，主要展出常见的各类机构，介绍其基本类型和用途，演示传动原理。通过参观学习，有利于帮助我们加深对机构的认识和理解。 链传动的运动是不均匀的，选用小链结距，增加链轮齿数和限制链轮转速。图中我们看到了链传动的实际应用；曳引链和起重链。 我们看到几种螺纹的类型和螺纹连接的基本类型，比如螺栓连接，螺钉连接，双头螺柱连接等，加深了我们对圆柱螺纹和圆锥螺纹的各种参数的理解。 还有一些螺纹连接的预紧和放松的实物展示。 聚集人数最多的地方就是一些平面连接机构的模型展示了，大家开心的转动着各种连接机构，看到不同奇妙的连接方式与传动方法，一定激发了对机械设计课程学习的热情。我想这也是陈列室带给我们感受最深的地方。 机构陈列室的十个陈列柜分别向我们展示了不同种类的常用机构。从最基础的连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，到复杂的轮系和间歇运动机构等等，并且对应每一种机构都有其基本类型以及用途、功能、特点的介绍。清晰明了的向我们展示了我们本学期在书本上学习的各种机构。通过具体形象的实体机构，向我们阐述机构和零件的工作原理，促使我们进一步了解了我们所学 的知识。 通过对机构陈列室的参观，我对课本中学习的各种机械设备、机构的设计原理有了深入了解，更进一步的认识到了机械在我们生活中的重要作用，也更加明白了机械设计其实与我所学的专业息息相关。畅游在各式各样的机构之间，也激发了我对机械设计的兴趣。 看到一些零零岁岁的部件，我了解到在各个生产部门实现机械化，对于发展国民经济具有十分重要的意义。为了加速社会主义建设的步伐，应当对原有的机械设备进行全面的级数改造，以充分发挥企业潜力；应答设计各种高质量的、先进的成套设备来装备新兴的生产部门；还应当研究、设计完善的、高度只能化的机械手和机器人，从事空间探测、海底开发和实现生产过程自动化。 我也深刻的感到：任何一种工程设计都是“折中”或“权衡”设计，工程设计最基本的“折中”就是成本与性能的“折中”。一般而言，性能越好、功能越复杂，成本就越高，设计时必须根据使用对象、使用场合综合考虑。 在今后的学习中，我希望能有机会更进一步的了解各种通用机械及与我们专业相关的专用机械的工作原理和设计理论。 机械基础课程设计指导书 指导老师：陶素连 一、课程设计的目的 1．通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力。 2．学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。 3．提高有关设计能力，如计算能力、绘图能力等，熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。 二、课程设计的步骤及任务 课程设计的步骤：课程设计一般可按以下顺序进行， 设计准备工作——总体设计——传动件的设计计算——装配图草图的绘制（校核轴、轴承等）————编写设计计算说明书 1．设计准备工作 （1）熟悉任务书，明确设计的内容和要求； （2）熟悉相关资料、图纸等； （3）观看减速器装拆实验，了解减速器的结构特点。 2．总体设计 （1）确定传动方案； （2）选择电动机； （3）计算传动装置的总传动比，分配各级传动比； （4）计算各轴的转速、功率和转矩 3．传动件的设计计算 （1）计算齿轮传动、带传动的主要参数和几何尺寸； （2）计算各传动件上的作用力 4．编写设计计算说明书 编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图，说明书用16K纸书写，标出页码、编好目录、做好封面，最后装订成册。 设计计算说明书的主要内容大致包括： （1）目录（标题及页码）； （2）设计任务书（含传动方案简图）； （3）传动方案的分析； （4）电动机的选择； （5）传动装置运动及动力参数计算； （6）传动零件的设计计算； （7）轴的计算； （8）滚动轴承的选择和计算； （9）键联接的选择和计算； （10）联轴器的选择； （11）润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择； （12）参考资料。 （13）致谢。 课程设计的任务 课程设计要求在2周时间内完成以下的任务： （1）设计计算说明书一份，不少于5000字。 （2）减速器的装配图。 三、课程设计传动方案 四、进度安排 1．设计准备0.5天 2．传动装置总体设计及计算0.5天 3．传动零件设计计算 3 天 1、表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？ 解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。 2、金属材料在加工和使用过程中，影响其力学性能的主要因素是什么？ 解：钢材在加工和使用过程中，影响力学性能的主要因素有：含碳量、合金元素、温度、热处理工艺。 3、常用的硬度指标共有哪些？ 常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC －洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。4、列出低碳钢、中碳钢、高碳钢的含碳量围是多少？ 解：低碳钢（C ≤0.25% ）；中碳钢（0.25% ＜C ≤0.6% ）；高碳钢（C ＞0.6% ） 5、什么是合金钢？钢中含有合金元素Mn、Cr、Ni，对钢的性能有何影响？ 解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入Mn 可以提高钢的强度和淬透性；加入Cr 可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；加入Ni 可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。 6、非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？ 解：有色金属主要分为以下几类： 1 ）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2 ）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。 3 ）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。 7、常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。 8、钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能，即良好的强度、韧性和塑性。 9、镀铬和镀镍的目的是什么？ 解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐磨性。 镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。 10、选择材料时，应满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。 2. 计算所示冲压机构的自由度 题号 -一一-二二-三四总分 总分10 20 10 60 100 得分 一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分） 1.一阶梯杆如图所示， AB段横截面面积为：Ai=100mrH BC段横截面面积为 A=180mm贝U AB段杆横截面上的 正应力为 _80_Mpa , BC段杆横截面上的正应力为 _83.3_Mpa 。 2 ?当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度是原梁的_8 _______ 倍。 3 ?低碳钢拉伸过程中可分为 _弹性阶段_、_屈服阶段_、—强化阶段_和局部变形阶段。 4 ?边缘应力的特性主要为 _局部性_、_自限性_。 5.如图所示回转薄壳，中心线为回转轴，A点的第一曲率半径是 _R _____________ ，第二曲率半径是 二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）题5图 1?直杆受扭转力偶作用，如图1所示，在截面1-1和2-2处的扭矩为（B ）。 A. T =25 kN m ; T2 =5kN m ; B. T1 =25 kN m ; T2 =- 5 kN m ; C. T1 =35kN m ; T2 =- 5kN m ； D. T1 =- 25 kN m ; T2 =5 kN m。 2 .简支梁受集中力偶Mo作用，如图2所示。以下结论错误的是（ C ）。 A. b =0时，弯矩图为三角形； B. a =0时，弯矩图为三角形； C.无论C在何处，最大弯矩必为Mo D .无论C在何处，最大弯矩总在 C处。 3 .截面上内力的大小：（C ）。 A.与截面的尺寸和形状有关； B.与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； C.与截面的尺寸和形状无关； D.与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 4 .下列常用压力容器封头，根据受力情况，从好到差依次排列次序为（ B ）。 A.椭圆形、半球形、碟形、锥形、平盖； B .半球形、椭圆形、碟形、锥形、平盖； C.半球形、碟形、椭圆形、、锥形、平盖 D .碟形、半球形、椭圆形、、锥形、平盖 5.对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而（ C ）。 A.升高 B .不变 C .降低 D .未知数 6 .当焊接接头结构形式一定时，焊接接头系数随着检测比率的增加而（ A ）。 A.增大 B .减小 C .不变 D .不能确定 7 .工程上把3 /D i>( A ）的圆筒称为厚壁圆筒。 A. 0.1 B .0.2 C . 1.0 D .2 题2图 实验一：平面机构认知实验 一、实验目的和要求 目的：通过观察机械原理陈列柜，认知各种常见运动副的组成及结构特点，认知各类常见机构分类、组成、运动特性及应用。加深对本课程学习内容及研究对象的了解。 要求：1、认真观察陈列柜，仔细揣摩分析 2、结合有关的实验展柜和教材的相关章节内容回答下列简答题，完成实验报告。 二、实验原理 分批地组织学生观看、听讲陈列柜的展出和演示。初步了解《机械设计基础》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、组成、运动特性及应用。 三、主要仪器设备及材料 JY-10B型机械原理陈列柜，共10柜，有近80个常用机构。 四、试验方法与步骤 第1柜机构的组成 1 机构的组成：蒸汽机、内燃机 2 运动副模型：平面运动副、空间运动副。 第2柜平面连杆机构 1 铰链四杆机构三种形式：①曲柄摇杆机构；②双曲柄机构；③双摇杆机构 2 平面四杆机构的演化形式 ①对心曲柄滑块机构②偏置取冰滑块机构③正弦机构④偏心轮机构⑤双重偏心机构⑥直动滑杆机构⑦摇块机构⑧转动导杆机构⑨摆动导杆机构⑩双滑块机构 第3柜连杆机构的应用 1 鄂式破碎机、飞剪； 2 惯性筛； 3 摄影机平台、机车车轮联动机构； 4 鹤式起重机； 5 牛头刨床的主体机构； 6 插床模型。 第4柜空间连杆机构 RSSR 空间机构、4R 万向节、RRSRR机构、RCCR联轴节、RCRC揉面机构、SARRUT机构第5柜凸轮机构 盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮、槽状凸轮、等宽凸轮、等径凸轮和主回凸轮等多种形式；移动和摆动从动件；尖顶、棍子和平底从动件等；空间凸轮机构 第6 柜齿轮机构类型 1 平行轴齿轮机构；2相交轴齿轮机构；3交错轴齿轮机构 C 2 2-1 表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？ 解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限），刚度、塑性、硬度。 2-2 常用的硬度指标有哪些？ 解：常用的硬度指标有三种：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC－洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV）。 2-3 低碳钢，中碳钢，高碳钢的含碳量范围是多少？ 解：低碳钢（C≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜C≤0.6%）；高碳钢（C＞0.6%） 2-4 什么是合金钢？钢中含合金元素 Mn,Cr,Ni,对钢的性能有何影响？ 解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。其中加入Mn可以提高钢的强度和淬透性；加入Cr可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性；加入Ni可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。 2-5 非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？ 解：有色金属主要分为以下几类： 1）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。 2）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。 3）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。 2-6 常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。 2-7 钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能，即好的强度、韧性和塑性。 2-8 镀铬和镀镍的目的是什么？ 解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐磨性。 镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。 2-9 选择材料时应该满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。 C4 4-1 何谓运动副和运动副要素？运动副如何进行分类？ 解：由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。 两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副要素。 运动副有多种分类方法： 按照运动副的接触形式分类： 面和面接触的运动副在接触部分的压强较低，被称为低副，而点、线接触的运 动副称为高副。 2012级《化工设备设计基础》期末试题及答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（ 10 分） 1、图示三角形支架 ABC , A 、B 、C 三处为铰链链接。在两杆的连接处 B 悬挂有重物 G=30kN 。杆AB 和BC 材料相同，许用应力[ 二max =159MPa 》120MPa 不满足要求 （2 分） 3、（ 15 分） 解：首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 P 7.5 ― 9549 p= 9549 面"6即 m 16 716.2 n 1-：4 40 106 =0.046m=46mm d 2 = 0.5 D 2=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 4、（10 分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 1 M （x ） qx （l 「x ） 2 最大弯矩发生在梁的中点, — M max （3 = max W Z 1 I 2 D 3 32 0 _x _l 其值为 M max = L 8 1 2 103 22 二 3 159MPa 兀 3 0.043 32 （5 分） （3 分） Q ■ 4kN 耳 jf .3分） 实心轴 -max1 = M x W P 1 空芈=40MPa n d 3 dr 3 16 716 ?2 6 =0.045m=45mm n 40 106 （5 分） 空心轴 M x 16M x 'max2 =40MPa _，maxN N _ Pcos ： A bh （3 分） （5分） di 45 10^ A L _ 二 民 1 - ： 2 一 46 10^ 1-0.5 —=1.28 （2 分）《化工设备设计机械基础》课程试卷
机械基础课程设计模板
级化工设备设计基础课程试题(B卷)答案
《机械设计基础》实验报告
机械基础课程设计要求及步骤
精密机械设计基础复习题
机械基础综合课程设计任务书模板
化工设计概论试卷
机械设计基础实验室参观报告
机械基础课程设计指南
精密机械设计基础总结与答案
化工设备机械基础试卷附答案
《机械设计基础》本科实验报告汇总
精密机械设计基础课后习题简答全 天津大学出版社
《化工设备设计基础》期末试题及答案
相关主题
文本预览