P23~P24：
2-8 在题2-8图所示曲柄滑块机构中，已知a =100mm ，α=60°，∠ABC =90°，
v c =2m /s 。指出速度瞬心P 13，并用瞬心法求构件1的角速度ω1。
解：速度瞬心P 13如图所示。
因为 v P 13= v c =l AB ·ω1
所以
s
m l v AB c /32.1731060sin /1.021==?=
=
ω
2-13 题2-13图所示机构的构件1作等速转功，角速度为ω1，试用相对运动图解法求
构件3上D 点的速度。
解：列3B v 的矢量方程： 2323B B B B v v v += 方向： 水平 ⊥AB 铅垂 大小： ？ AB l 1ω ?
以速度比例尺v μ作右图所示矢量多边形，得： ?ωμsin 1333AB v B l pb v v =?==（方向:水平向左）
2-16 在题2-16图所示机构中，已知a =0.1m ，b =0.4m ，c =0.125m ，d =0.54m ，h =0.35m ，y =0.2m ，当ω1=10rad /s ，逆时针转功，φ1=30°时，求冲头E 的速度v E 。
解：v B =a ·ω1=0.1×10=1m /s ，方向指向左上且垂直AB
列D v 的矢量方程： DB B D v v v += 方向：⊥CD ⊥AB ⊥DB 大小： ？ √ ?
以速度比例尺v μ=0.01作下图所示矢量多边形pbd 。 列E v 的矢量方程： ED D E v v v += 方向： //CE √ ⊥DE 大小： ？ √ ?
以相同速度比例尺v μ作下图所示矢量多边形pde ，得： P 13
P 14
P 12
P 23
P 24
∞
P 24
∞
p
b 2
b 3 D
E
b
s m pe v v E /225.001.052.22=?=?=μ
（方向垂直向下）
P52：
3-8确定如图3-52所示机构所含杆组的数目和级别，并判断机构的级别（机构中的原动件用圆箭头表示）。
解：机构的自由度为：F =3×7-2×10=1,故当以AB 为原动件时，可拆分为以下一个I 级杆组和3个II 级杆组，机构为II 级机构。
I 级杆组 II 级杆组
II 级杆组
II 级杆组
3-9 在上题图示的机构中，若改为以EF 构件为原动件。试判定机构的级别是否会改变。
解：由上题知，机构的自由度为1,故当以EF 为原动件时，可拆分为以下一个I 级杆组和3个II 级杆组，故机构为III 级，机构级别会改变。
3-11 如图3-53所示为平板印刷机中用以完成送纸运动的机构。当固接在一起的双凸轮 1转动时，通过连杆机构使固接在连杆2上的吸嘴P 沿轨迹 mm 运动，完成将纸吸起和送进等动作，试确定此机构系统的组合方式，并画出方框图。
解：机构为Ⅱ型封闭组合。
基础机构：由构件2、3、4、5、6组成的自由度为2的五杆机构 附加机构：由构件1和3、1和4组成的两个自由度
为1的摆动从动件凸轮机构
机构组合框图如下： II 级杆组
I 级杆组
III 级杆组
凸轮机构
五杆机构 凸轮机构
φ3 φ4
v P ω1 3
4 5
6
P115~P116：
6-2 在电动机驱动的剪床中，已知作用在剪床主轴上的阻力矩M ”的变化规律如题6-2图所示。设驱动力矩M ’等于常数，剪床主轴转速为60r/min ，机械运转不均匀系数δ=0.15。求：(1) 驱动力矩M ’的数值；(2) 安装在飞轮主轴上的转动惯量。
解：(1) 在一个周期，驱动力所做功等于阻力所做功，故驱动力矩为：
M ’·2π=200·2π+((3π/4-π/2)+
(π-π/2)) ·(1600-200)/2 ∴
M ’=462.5Nm (2)
448
214
/2005.4621400π
π=
=
-x x
最大盈亏功：
A max =((3π/4-π/2)+
(π-π/2-x )) ·(1600-462.5)/2=1256.33Nm
飞轮转动惯量：22
222max 15.21215
.06033
.1256900900kgm n A J =???==
πδπ
A max
O
O
M ’
x
6-4 已知某轧钢机的原动机功率等于常数，P ’=2600HP(马力)，钢材通过轧辊时消耗的功率为常数。P ”=4000HP ，钢材通过轧辊的时间t ”=5s ，主轴平均转速n=80r/min ，机械运转速度不均匀系数δ=0.1，求：(1) 安装在主轴上的飞轮的转动惯量；(2) 飞轮的最大转速和最小转速；(3) 此轧钢机的运转周期。
解
：
(1)
最
大
盈
亏
功
：
A max =(P”-P’)×t”
×735=(4000-2600)×5×735=5.145×106Nm
飞轮转动惯量：252
26
22max 1033.71
.08010145.5900900kgm n A J ?=????==πδπ (2) n max =n (1+δ/2)=80×1.05=84r/min n max =n (1-δ/2)=80×0.95=76r/min
(3) 在一个周期，驱动力所做功等于阻力所做功，即：
P”t” =P’T ∴ T= P”t” / P’=4000×5/2600=7.7s P129：
7-6 题7-6图所示为—钢制圆盘，盘厚mm b 50=。位置Ⅰ处有一直径mm 50=φ的通孔，
位置Ⅱ处是一质量kg G 5.02=的重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上mm r 200=处制一通孔。试求此孔的直径与位置。钢的密度3/8.7cm g =ρ。
解：()kgm r b r m 076.01.0780005.0025.02/212
11=????==πρφπ
kgm r G r m 1.02.05.02222=?== 平衡条件：02211=+-b b r m r m r m
按比例作右图，得：kgm r m b b 109.0= ?=7.252θ （或：
kgm
r m r m r m r m r m b b 109.075cos )()(2)()(2211222211=?
?-+=
A max
O O
P
t
P ” P ’
1
1r m 2
2r m b
b r m
?=
?
+?=7.25275sin arcsin 21011r m r m b
b θ） 故：kg r r m m II b b b 55.02
.0109
.0≈==
mm b m b b 2.42107800
05.055.022
3=???==πρπφ
7-7 高速水泵的凸轮轴系由3个互相错开120o的偏心轮所组成，每一偏心轮的质量为
kg 4.0，偏心距为mm 7.12，设在平衡平面A 和B 中各装一个平衡质量A m 和B m 使之平衡，其回转半径为mm 10，其他尺寸如题7-7图所示(单位：mm )。求A m 和B m 的大小和方位。
解：将不平衡质量在两平衡基面A 和B 上分解：
基面A ：)230/190(33.0230/1904.0m kg m A
C
=?= )230/115(2.0230/1154.0m kg m A
D =?= )230/40(07.0230/404.0m kg m A
E =?=
基面B ：kg m B
C
07.0230/404.0=?= kg m B
D 2.0230/1154.0=?= kg m B
E 33.0230/1904.0=?=
根据动平衡条件，得：
基面A ：由0=+++A A E A E D A D C A C
r m r m r m r m ，mm r r mm r r r r B A E D C 107.12======， 按比例μ=200/12.7作左下图，得：
kgm r r m m A A A A 287.010/)200/7.12*19.45(/=== ?=60A θ
r
m A
C
r
m A E A
A r m r
m B E
B
B r m
基面B ：由0=+++B B E B E D B D C B C
r m r m r m r m ，按比例μ=200/12.7作右上图，得： kgm r r m r m B B B B B 287.010/)200/7.12*19.45(/=== ?=240B θ
（或：X 轴投影：
)
10
7
.1223035.37(143.0107.1230cos 230/)40115(30cos )(cos ?=???-=
???-=
∑=m kg m r r m m r r m m A
A
E A D A i i iA Ax α
方向向右 Y 轴投影：
)
10
7.122305.112(248.0107.12]30sin )07.02.0(33.0[]30sin )([cos ?=???+-=???+-=
∑=m kg r r m m m r r m m A
A
E A D A C A i i iA Ay α
方向向上 所以：
)287.010/7.12*230/9.129(286.0248.0143.0222
2kg m kgm m m m Ay Ax A =≈+=+=或
335.375
.112===
Ay Ax A m m tg θ 方向右上 故：?=60A θ 同理：)10
7.1223035.37(30cos )(cos ?=???-=∑=m m r r m m r r m m Ax A B
D B
E B i i iA Bx
α
方向向右
)10
7.122305.112(]30sin )[(cos ?=?-??+=∑=m m r r m m m r r m m Ay A B
C B E B
D A i i iA By
α
方向向下
所以：
)287.010/7.12*230/9.129(286.0248.0143.0222
2
kg m kgm m m m By Bx B =≈+=+=或
33
5.375
.112===
By Bx B m m tg θ 方向左下 故：?=?+=24060180B θ）
十二章补充作业：
12-1. 图示轮系中二对齿轮中心距相等,斜齿轮法面模数m n =2mm ,齿数z 1=16， z 2=59，直齿轮模数m =2mm ，齿数z 3=17，z 4=60。试求：
1) 斜齿轮的分度圆柱螺旋角β1，β2；及齿轮1，2的分度圆直径d 1，d 2；齿轮1，2的齿顶圆直径d a1，d a2；
2) 若齿轮1，2为直齿圆柱齿轮，其总变位系数∑X 为多少？
（提示：αααinv tg z z x x inv +++=
2121)
(2' ) 解：1）直齿轮的中心距为：
a =m (z 3+z 4)/2=2×(17+60)/2=77mm
斜齿轮的中心距为：
a z z m n =+)(cos 2211β 即： 7775cos 22
1
=?β
故： o 08.1377
275
2arccos 21=??=-=ββ
d 1= mz 1/cos β=2×16/cos13.08=32.85mm d 2= mz 2/cos β=2×59/cos13.08=121.14mm
d a1= d 1+2h a * m n =32.85+2×1×2=36.85mm d a2= d 2+2h a * m n =121.14+2×1×2=125.14mm
2）若齿轮1，2为直齿圆柱齿轮，则其中心距a ’=m (z 1+z 2)/2=2×(16+59)/2=75mm 由：'cos 'cos ααa a = 得：'cos 7520cos 77α?=?o ，即：
o o
25.157520cos 77arccos '=?=α
所以：89.0)0149.000647.0(36397
.0277)2025.15(20tan 277)'(tan 221-=-?=-=-+=∑o
o o
inv inv inv inv z z X ααα
12-2.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，已知 α=20°, h a *=1,c *=0.25, m =3mm ，中心距 a ’=49mm,传动比的大小i 12=9/7, 试在采用正传动变位的情况下， (1) 确定齿数z 1, z 2 ；
(2) 求两齿轮的变位系数之和(x 1+x 2)；
(3) 若大齿轮2的变位系数为零，求小齿轮的d 1，d f1 。
（提示：αααinv tg z z x x inv +++=
2121)
(2' ) 解：(1) 由中心距和传动比公式得：
()()492
3
2'2121=+=+=z z z z m a ①
7
9
1212==
Z Z i ② 由①②联立方程，解得： 141=z ，182=z
(2) 由ααcos cos a a =''得： 00
2349
20cos 48arccos cos arccos
=?='='a a αα 故：()()()356.00149.0023.036397
.0218
142023202181422
121=-?+=
?-??
+=-'+=
+inv inv tg inv inv tg z z x x ααα
(3) 因为02=x 所以： 356.01=x
故：4211==mz d mm ()
636.36221111=-*+-=-=*
m x c h d h d d a f f mm
P209：
14-1 已知一圆柱压缩弹簧的弹簧直径d =6mm ，D 2=30mm ，有效圈数n =10。采用C 级碳素弹簧钢丝，受变载荷作用次数在103~105次。1) 求允许的最大工作载荷及变形量； 2) 若端部采用磨平端支承圈结构时（图14-1），求弹簧的并紧高度H S 和自由高度H 0。
解： 1）最大工作载荷F 2对应着弹簧丝最大剪应力，取τmax =[τ]。由弹簧的材料、载荷性质查教材表14-2取[τ] =[τII ]=0.4σB ；由弹簧丝直径d =6mm 查相关手册，得σB =1350MPa 。故：[τ]=0.4σB =0.4×1350=540MPa 旋绕比和曲度系数：
56302===
d D C 31.11875.1123.04
41
4615.0=+=--+=C C C K 最大应力τmax ＝[τ]时的最大工作载荷F 2为：
N KC
d F 11655
31.18540
68]
[222=????=
=
πτπ
在F 2作用下的变形量λ2为：
mm Gd n C F 3.246
1081051165884
3322=?????==λ 2）采用端部磨平结构时，设两端各有3/4圈并紧，其有效圈数(总圈数)为：
n 0=n +1.5=10+1.5=11.5
则其并紧高度： H S =( n 0-0.5)d =(11.5-0.5)×6=66mm
弹簧钢丝间距： mm d n
361.010
3
.241.0max
≈?+=
+≥
λδ 则弹簧自由高度为： H 0= nδ+ H S =10×3+66=96mm
14-3 设计一圆柱螺旋压缩弹簧。已知：采用d =８mm 的钢丝制造，D 2=48mm ，该弹簧初始时为自由状态，将它压缩40mm ，需要储能25J 。1) 求弹簧刚度； 2) 若许用切应力为400MPa ，问此弹簧的强度是否足够：3) 求有效圈数n 。
采用C 级碳素弹簧钢丝，受变载荷作用次数在103~105次。1) 求允许的最大工作载荷及变形量； 2) 若端部采用磨平端支承圈结构时（图14-1），求弹簧的并紧高度H S 和自由高度H 0。
解：1）弹簧储存的变形能为： 03
2
1102λ?+=F F E
由题意可知：F 1＝0，λ0＝λ2＝40mm ，E ＝25J ，代入上式得：
N E
F 12504025
1021023032=??=?=λ
则弹簧刚度： 25.31401250
22==
=λF k 2）旋绕比和曲度系数：
68482===
d D C 25.115.11025.04
41
4615.0=+=--+=C C C K 此时剪应力为： Mpa MPa d C F K 400][37386
1250825.182
22=<=????==τππτ 故：此弹簧的强度足够。 3）弹簧的有效圈数：
1285.1125
.31688
10883
43≈=????==k C Gd n
14-5、有两根尺寸完全相同的圆柱螺旋拉伸弹簧，一根没有初应力，另一根有初应力，两根弹簧的自由高度H 0=80mm 。现对有初应力的那根实测如下：第一次测定：F 1=20N ,
H 1=100mm ；第二次测定：F 2=30N , H 2=120mm 。试计算： 1) 初拉力F 0
2) 没有初应力的弹簧在F 2=30N 的拉力下，弹簧的高度。
解：1) 计算初拉力F 0
由弹簧的刚度公式可得 ：0
101121
2H H F F H H F F k --=--=
将已知数据代入上式, 得：
80
1002010012020
300--=
--F 解得：F 0=10N 2) 因两根弹簧的尺寸完全相同，故其刚度也完全相同 弹簧刚度： 5.0100
12020
301212=--=--=
H H F F k
没有初拉力的弹簧在F 2=30N 时的伸长量： mm k F 605.03022===
λ
故此时弹簧高度： H 2= H 0+λ2 =80+60=140mm
P23~P24： 2-8 在题2-8图所示曲柄滑块机构中，已知a =100mm ，α=60°，∠ABC =90°，v c =2m /s 。指出速度瞬心P 13，并用瞬心法求构件1的角速度ω1。 解：速度瞬心P 13如图所示。 因为 v P 13= v c =l AB ·ω1 所以 s m l v AB c /32.1731060sin /1.02 1==?= = ω 2-13 题2-13图所示机构的构件1作等速转功，角速度为ω1，试用相对运动图解法求构件3上D 点的速度。 解：列3B v 的矢量方程： 2323B B B B v v v += 方向： 水平 ⊥AB 铅垂 大小： ？ AB l 1ω ? 以速度比例尺v μ作右图所示矢量多边形，得： ?ωμsin 1333AB v B l pb v v =?==（方向:水平向左） 2-16 在题2-16图所示机构中，已知a =0.1m ，b =0.4m ，c =0.125m ，d =0.54m ，h =0.35m ，y =0.2m ，当ω1=10rad /s ，逆时针转功，φ1=30°时，求冲头E 的速度v E 。 解：v B =a ·ω1=0.1×10=1m /s ，方向指向左上且垂直AB 列D v 的矢量方程： DB B D v v v += 方向：⊥CD ⊥AB ⊥DB 大小： ？ √ ? 以速度比例尺v μ=0.01作下图所示矢量多边形pbd 。 列E v 的矢量方程： ED D E v v v += 方向： //CE √ ⊥DE 大小： ？ √ ? 以相同速度比例尺v μ作下图所示矢量多边形pde ，得： s m pe v v E /225.001.052.22=?=?=μ （方向垂直向下） P 13 P 14 P 12 P 23 P 24 ∞ P 24 ∞ p b 2 b 3 D E p (c) b d e
机 械 创 新 设 计 班级:机械2104 姓名:韩杰 学号:3102101441 落叶清理机的设计 摘要:该落叶清理器主要用于对道路旁的落叶进行清扫,该机器操作维护方便,
便于工人使用,其结构需简单,可靠性好,清扫机构可调节。 该机器在整体方案上采用三轮传动形式,通过前轮的旋转来带动整个机构的运动。清扫功能实现形式确定为扫把运动方向与机器前进方向相同。扫把环绕工作轴成星形布置(放射状),工作轴与车轮所在轴平行。落叶收集方式确定为扫把成环状布置在一根轴上,环轴一圈扫把逐渐增长,通过轴旋转,扫把一点点地将落叶送上斜坡,由最长的那根扫把将落叶弹入垃圾箱。传动的方式采用的两轴间的带传动。改机器的设计适用于各种道路的落叶垃圾等的清理,有着很高的应用前景。 1.设计背景 目前路面上的清洁车基本都就是用吹吸式或冲水式来清除垃圾,只能在大路中间行驶,清洁范围有限。路边或小路上等无法用清洁车清扫的地方,只能依靠工人手工清扫垃圾,劳动量大且效率低。所以有必要开发一种小型清洁机器,以减少工人劳动量,同时提高效率。 2.方案设计选择 该机器应具备以下特点: 1、结构简单。因就是小型清洁机器,要求成本低,操作维护方便,便于工人使用,其结构需简单,可靠性好。目前国内虽然已有同类机器,但其结构偏复杂,成本高,无法推广使用。 2、清扫机构可调节,即清扫时该机构工作,不清扫时该机构不工作,以免做无用功。 在以上分析的基础上,对机器各部分方案进行设计。 1、整体方案的设计,即机器的整体结构形式(外观)的确定。有两种方案可供选择: (1)、机器为四轮车形式,由人推动或机车拖动。清扫的动力来源为前轮与地面的摩擦力。前轮旋转,带动前轮所在轴旋转,再带动工作轴旋转,扫把旋转,完成运动。 (2)、机器为三轮车形式,由人力驱动。清扫的动力来源为人蹬脚踏板的力。人蹬脚踏板,带动后轮运动,再将后轮运动传递给工作轴,扫把旋转,完成运动。 对方案(1)(2)进行比较: 方案(1): 优点:仅有一个传动(从前轮所在轴到工作轴),结构简单,紧凑。若机器自备动力源,通过一定方式控制机器运动,还可实现自动清扫。 缺点:动力来源不稳定,可能会使机器无法正常工作。而且要产生足够大的摩擦力,机器自重必须足够大。 方案(2): 优点:动力来源稳定,可直接在现有三轮车基础上进行改装,成本低。因就是骑行,效率较手推车高。 缺点:结构尺寸相对较大。 方案(1)动力开源问题难以解决,方案(2)虽然结构尺寸较大,但相对来说,其稳定性好,效率高。最终选择方案(2),同时选定动力源为人力。
第一讲 1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。独特的设计方法，获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。现代设计:以计算机为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。 常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计 关联： 机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。 创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。 2.现代创新人才应具备那些基本素质？ (1) 具备必须的基础知识和专业知识 (2) 不断进取与追求的精神 (3) 合理的创新思维方式（突破传统定式） (4) 善于捕捉瞬间的灵感（创新的必备条件） (5) 掌握一定的创新技法 3.学习机械创新设计的内容有那些？ 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计 第二讲 1简述创造性思维四大特性
(方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。 影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？ (1)天赋能力：与生俱来的所有神经元 (2)生活实践：后天实践活动具有的重大意义 (3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练 2．了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。 概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技 术，并利用于其他新事物。 特征：1）与综合创造原理对立，但不矛盾； 2）冲破事物原有形态的限制，在分离中产生新的技术价值； 3）实质上综合法与分离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。 实施途径：1）基于结构的分解；2）基于特性、原理的列举分离 第三讲 1．学习创造原理的基础知识有什么实际意义？ 2．物场三要素是指什么？（两个物与一个场）比较完全物场（三个要素齐全的场）、不完全物场（三要素中有两个要素存在的场）、非物场（三要素中仅有一个要素的场）的异同。 3．列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。 （1）物场要素变换：电磁场取代机械场 （2）物场要素补建：超声波加工（特种加工工艺） 第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。（要求从不同角度提两点） 1.自由思考原则：解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则：过早的结论会压制不同的 想法，可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则：相关统计表明，一批设想 的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则：充分利用信息的增值。 ２．为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合
机械设计自测试题Ⅰ 一、是非题和选择题[是非题在括号内填√(正确)或填×(不正确)，选择题在空格处填相应的答案号] I-1 选用普通平键时，键的截面尺寸b×h和键长L都是根据强度计算确定的。( ) I-2 圆柱齿轮结构形式和毛坯获取方法的选择都与齿轮的外径大小有关( ) I-3 圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm，旋绕比C=5，则它的内径D1=30mm。( ) I-4 V带横截面中两工作面之间的夹角为40°，所以带轮槽角也是40°。( ) I-5 变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生。( ) I-6 在承受横向载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓杆__________作用。 (1)受切应力(2)受拉应力(3)受扭转切应力和拉应力(4)既可能只受切应力又可能只受拉应力 I-7 在下列四种向心滚动轴承中，_____________型除可以承受径向载荷外，还能承受不大的双向轴向载荷。 (1)60000 (2)N0000 (3)NA0000 (4)50000 1-8 在载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线具有一定程度的相对偏移的情况下，两轴间通常宜选____________联轴器。 (1)刚性(2)无弹性元件的挠性(3)有弹性元件的挠性(4)安全 I-9 采取___________的措施不能有效地改善轴的刚度。 (1)改用其它高强度钢材(2)改变轴的直径(3)改变轴的支承位置(4)改变轴的结构 I-10 在滑动轴承材料中，__________通常只用于作为双金属或三金属轴瓦的表层材料。 (1)铸铁(2)轴承合金(3)铸造锡磷青铜(4)铸造黄铜 二、填空题 I-11 在承受轴向载荷的紧螺栓联接中，当预紧力F0和轴向工作载荷F一定时，若降低螺栓的刚度C b，则螺栓中的总拉力将______________。 I-12 在转轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按____________________初步确定的。 I-13 圆柱螺旋弹簧的旋绕比C(弹簧指数)选得过大则弹簧将______________。 I-14 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动的失效形式相类似，其中蜗杆传动最易发生____________失效。 I-15 带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为________________________________。 I-16 对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度要求的前提下，齿数宜适当取多些。其目的是_________________________________________________________________。I-17 滑块联轴器属于_____________________联轴器。 I-18 滚子链传动中，限制链轮最少齿数的目的是__________________________。 I-19 相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比较，_______________________轴承的承载能力高，______________________轴承的极限转速高。 I-20 ____________键联接既可用于传递转矩，又可承受单向的轴向载荷，但轴与轮毂的对中性较差。 三、问答题 I-21 用同一材料制成的机械零件和标准试件的疲劳极限通常是不相同的，试说明导致不相同的主要原因。 I-22 在设计齿轮的过程中，当出现满足齿根弯曲疲劳强度条件而不满足齿面接触疲劳强度条件时，可以考虑从哪几方面提高齿面接触疲劳强度? I-23 在哪些场合，滚动轴承是难以替代滑动轴承的?为什么? 四、分析题 I-24 图示为圆锥-圆柱齿轮传动装置。轮1为主动轮，转向如图所示，轮3、4为斜齿圆柱齿轮。 (1)轮3、4的螺旋方向应如何选择，才能使轴Ⅱ上两齿轮的轴向力相反? (2)画出齿轮2、3所受各分力的方向。 I-25 试用受力变形线图说明受轴向工作载荷的紧螺栓联接中螺栓所受的总载荷F2与预紧力F0的关系。 试题I-24图 五、计算题 I-26 一根轴用两个角接触球轴承支承，如图所示。L l=40mm，L2=200mm，轴端作用有轴向力F ae=820N，径向力F re=1640N。试分别求出两轴承所受的径向载荷F r1、F r2和轴向载荷F al、F a2(注：轴承派生轴向力F d=0.68F r)。
机械创新设计课程设计 拆装式便携桌椅 院系：机械工程学院 班级： 成员 指导老师： 设计题目：拆装式便携桌椅 2011年3月1日
便携式桌椅设计方案 一、设计任务简介 现今社会，做事讲究效率，那就要求我们身边的一些东西都能简单方便的满足我们的生活需求，简单方便才能提高效率。我们所设计的这款便携式桌椅就是基于这种要求，将桌椅分成各个部件，不用的时候将零件以一种形式组装，使其达到携带方便的要求；使用的时候将各个零件拿出来以另一种形式组装起来当桌椅使用。以此来实现便携方便的特点。 系统设计流程： 总功能 总功能原理解 构思工艺动作过程 工艺过程分解 稳定功能执行功能替换功能 机械整体 确定若干系统可行方案 方案评价、决策
二、便携式桌椅的市场展望 随着社会的发展，人们生活工作的空间范围越来越大，随时随地都可能成为人们学习工作生活的场所，我们的便携式桌椅可以随时随 地为人们的学习工作生活提供一席之地，制作成本也不高，人们会乐 于接受这种给他们带来方便的新型桌椅。 二、便携式桌椅的设计方案 1、便携式桌椅的功能与设计要求 （1）功能：把平时我们使用的桌椅拆分成各个部件，不使用的时候 组装起来便于存放和携带，使用的时候拿出部件以另一种形式组装起 来使用。 基于triz理论进行设计分析 问题解决过程： 桌椅的折叠问题 系统功能分析 技术矛盾物场模型 物理矛盾HOW TO 模型 知识库 创新原理分离方法标准解法
实现功能 折叠安装便于携带 拆分安装组装成桌椅适用 功能分析 1）制作一个类似包裹的圆形袋子，桌椅在不使用的时候，将其拆分成各个零部件，组装在圆形布袋里面，布袋周围做成拉链，拉上拉链就可以形成一个圆柱型整体，想在外面随处使用的时候只需外出携带这个装有零件的圆形布袋，使用的时候拿出零件简单的组装起来就可以成为一个可以适用的桌椅一套。 2）由于我们设计的桌椅是三个凳子脚支撑，相当于是三点支撑桌子，起到很好的固定作用，三点定面，适用场合广，即使地面不是很平整也能比较稳固。 解决方案1分割。把物体分成容易组装和拆卸的部分 2改变局部。把物体的每个部分处于各自动作的最佳位置 5组合。在空间上将物体或操作加以组合 7嵌套。把一个物体嵌入第二个物体，然后将这两个物体 在嵌入第三个物体…让一个物体穿过另一个物体的空腔 四、方案设计 方案一
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
机械创新设计心得(精选多篇) 有幸参加本次“博亚杯”机械创新设计大赛。不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。 参加比赛是对一个人各方面能力的全面锻炼。这是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生活都很重要。总结自己团队的成败得失吸取成功团队的宝贵经验，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要： 首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要注意很小的细节问题。 二，一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，团员间互相鼓励保证了团队的旺盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个比赛过程更加协调。 三、明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志。坚持到最后就是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时候在最需要坚持时，我们往往忘记了这句话。生活最怕没有目标，做一件事，参加一个比赛亦如此。没有一个明确而有
强烈的目标很难取得比赛的成功。 四、各方面的支持。来自自己的内心，来自学校，来自老师。 比赛表面上是一件件参赛作品的比较，实质是思维和思想的比拼。在比赛中能够使自己在思想认识上得到提高在思维习惯上得到改善则是最大的收获。创新，一个不曾间断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的思维却很少有人做到。 另外，在比赛过程中和其他学校学生的交流，让我认识到了自己看到了现状。从对比中看到了自己的情况，对自己在今后的学习生活上也有很大的帮助，给自己今后在一些事情上的选择上提供了借鉴。 机械创新设计心得： 大三花了将近半年的时间去搞第三届大学生机械创新设计大赛的作品，本来比赛早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇比赛心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇比赛心得，真的有点长，转发到自己的博客上，见证下自己曾经的步伐。 转眼间，大三过去了，在大三的第一个学期的最后几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，最后得到了学校老师，领导的肯定，成为其中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。
机械设计模拟题 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径，即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法，按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接，一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中，单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理，离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同，轴可分为转轴心轴传动轴。
机械创新设计心得(精选多篇) 第一篇：机械创新设计心得有幸参加本次“博亚杯”机器创新计划大赛。不管是在准备过程中照旧在角逐历程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感觉不到的工具。参加比赛是对一个人各方面本领的全面熬炼。这是一个自我提拔的历程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生存都很关键。总结自己团队的成败得失吸取乐成团队的名贵履历，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要：首先需要一个良好的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还必要可以统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的优点，发掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要细致很小的细节题目。二，一个团结奋进的团队，不但是自己本领有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相相比的。一个团结的团队会有不断的动力，团员间互相鼓励保证了团队的茂盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个角逐历程越发和谐。 三、明确的目标和坚定的信心以及不灭的斗志。对峙到末了便是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时间在最必要对峙时，我们每每忘记了这句话。生存最怕没有目的，做一件事，到场一个角逐亦云云。没有一个明确而有强烈的目标很难取得角逐的乐成。 四、各方面的支持。来自本身的心田，来自学校，来自老师。比赛表面上是一件件参赛作品的比力，实质是头脑和头脑的比拼。在比赛中能够使自己在思想认识上得到提高在思维习
惯上得到改进则是最大的劳绩。创新，一个未曾中断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的头脑却很少有人做到。另外，在比赛过程中和其他学校学生的交换，让我认识到了本身看到了近况。从对比中看到了本身的环境，对自己在今后的学习生活上也有很大的救济，给自己今后在一些事情上的选择上提供了鉴戒。机械创新设计心得（2）：大三花了将近 半年的时间去搞 第三届大学生机械创新计划大赛的作品，原来角逐早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇角逐心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇角逐心得，真的有点长，转发到本身的博客上，见证下本身曾经的步调。转眼间，大三已往了，在大三的 第一个学期的末了几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，末了得到了学校老师，向导的肯定，成为此中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。立项之后，我们就开始了作品的制作阶段。寒假期间，我们首先通过上网买回了一个现成的电动吸尘黑板擦举行研究，然后拆了里面的涡轮风扇用到我们的作品制作中。然后在寒假期间几次出到大德路去找我们制造作品必要的零件。大三的 第二个学期一开始，我们就开始专注于作品的制作。首先通过上彀以及老师，同砚的救济，找了许多地方，终于找到了合适我们制作作品所需要的零件——滚筒以及塑料小齿轮，这两样零件未几好找，最终我们是看到了玩具车上面的车轮跟内里的齿轮，因为从玩具车上面取下这种在市场上单件少的零件比力划算，不然我们又要费钱去订做，本钱就高了。买回滚筒以及小齿轮后，我们开始本身计划锥齿轮。在计划的时间，我们运用讲义学到的知识，计算并设计了我们必要的齿轮，不过
机械零件设计的一般步骤
机械零件的设计大体要经过以下几个步骤: 1)根据零件的使用要求,选择零件的类型和结构.为此,必须对各种零件的不同 用途,优缺点,特性与使用范围等,进行综合对比并正确选用. 2)根据机器的工作要求,计算作用在零件上的载荷. 3)根据零件的工作要求及对零件的特殊要求,选择适当的材料. 4)根据零件可能的失效形式确定计算准则,根据计算准则进行计算,确定出零件 的基本尺寸. 5)根据工艺性及标准化等原则进行零件的结构设计. 6)细节设计完成后,必要时进行详细的校核计算,以判定结构的合理性. 7)画出零件的工作图,并写出计算说明书. 在进行设计时,对于数值的计算除少数与几何尺寸精度要求有关外,对于手算工作 一般以两,三位有效数字的计算精度为宜. 必须再度强调指出,结构设计是机械零件的重要设计内容之一,在有些情况下,它 占用了设计工作量中的一个较大比例,一定要给予足够的重视. 绘制的零件工作图应完全符合制图标准,并满足加工的要求. 写出的设计说明书要条理清晰,语言简练,数字正确,格式统一,并附有必要的结 构草图和计算草图.重要的引用数据,一般要指明来源出处.对于重要的计算结果,要 写出简短的结论.
1.3 机械零件的计算准则
在设计时对零件进行计算所依据的准则, 无疑地是与零件的失效形式紧密地联系在 一起的.概括地讲,大体有以下准则: (一)强度准则 强度准则就是指零件中的应力不得超过允许的限度.即: σ≤σlim 其中:σlim 为材料的极限应力,对于脆性材料:σlim=σB(强度极限),对于塑 性材料:σlim=σS(屈服极限). 考虑到各种偶然性或难以精确分析的影响,上式右边要除以设计安全系数(简称安 全系数),即: σ≤σlim/S 即 σ≤[σ] 式中:安全系数 S 为大于 1 的数,S 过大,虽安全但浪费材料;S 过小,虽节省材 料但趋危险,故 S 的选取应适当.[σ]称为许用应力. (二)刚度准则 零件在载荷作用下产生的弹性变形量 y,小于或等于机器工作性能所允许的极限值 [y](许用变形量),就叫做满足了刚度要求,或符合刚度计算准则.其表达式为: y≤[y]
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，并可以线性 地累积成总损伤，当各应力的寿命损伤率之和等于 1 时，材料将会发生疲劳。
机械设计答案 第1章机械设计概论 1－2 设计机器时应满足哪些基本要求？ 答：1、功能要求 满足机器预定的工作要求，如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率，以及某些使用上的特殊要求（如高温、防潮等）。 2、安全可靠性要求 （1）使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内，能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。 （2）能实现对操作人员的防护，保证人身安全和身体健康。 （3）对于技术系统的周围环境和人不致造成危害和污染，同时要保证机器对环境的适应性。 3、经济性 在产品整个设计周期中，必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑，用价值工程理论指导产品设计，正确使用材料，采用合理的结构尺寸和工艺，以降低产品的成本。设计机械系统和零部件时，应尽可能标准化、通用化、系列化，以提高设计质量、降低制造成本。 4、其他要求 机械系统外形美观，便于操作和维修。此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同，而对设计提出某些特殊要求，如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等。 1－4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系？常用的设计准则有哪些？它们各针对什么失效形式？ 答：在设计中，应保证所设计的机械零件在正常工作中不发生任何失效。为此对于每种失效形式都制定了防止这种失效应满足的条件，这样的条件就是所谓的工作能力计算准则。它是设计机械零件的理论依据。 常用的设计准则有： 1、强度准则：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。 2、刚度准则：确保零件不发生过大的弹性变形。 3、寿命准则：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。 4、振动稳定性准则：高速运转机械的设计应注重此项准则。 5、可靠性准则：当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。 1－7 机械零件设计的一般步骤有哪些？其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用？
题9—3 已知某合金钢的σ-1= 370 MPa,σs = 880 MP ɑ,σ0= 625 MPa 。 （1） 试按比例绘制此材料（试件）的σm -σa 简化极限应力图； （2） 设此试件受σmax = 300 MPa,σmin = -120 Mpa 的变应力作用，试用所 绘制的极限 应力图求出该试件在这种情况下的极限应力σr 。 解答：1．选比例尺??? ??=μσmm MPa 10绘制试件的简化疲劳极限应力图（题解1 —8图）。 题解1—8图 2．求试件的应力参数（σm 、σa 、γ），并在简化疲劳极限应力图中标出试件的工作点N （σm ，σa ）的位置。 4 0300120MPa 210MPa 2120300290MPa MPa 21203002max min .min max a min max m -=-=σσ=γ=+=σ-σ=σ=-=σ+σ= σ 3．求极限应力σr ：连ON 并将其延长交极限应力线图AD 于M ′点，可得M ′的坐标为（140，350）。 σr =σm ′+σa ′=（140+350）MPa = 490 MPa 题9—4 一受转矩T 作用的单向回转轴，轴材料为中碳钢，τ -1 =230MP a ,τ S = 390 MP a , Ψτ =0.05，现知该轴某危险截面处的直径d = 50 mm ，该截面处的疲劳强度综合影响系数（K τ）D =τ ττβεK =3.07，轴的转速n =955 r/min ，若要求安 全系数S τ=2.0，试求此时该轴能传递的最大功率P 。 D G （880，0） 题解9—3图
解题分析：根据题意，单向回转的轴，其截面受脉动循环变应力，即：τa =τ m =τ /2。 解答： 轴危险截面处的安全系数（P198,10-12）为： S τ = m a D K τψττττ+-)(1 =) 2/()2/()(1τψττττ+-D k = 2.0 故可求得轴危险截面处的剪应力： τ = τ τψτ+-D K )(1 = 05 .007.3230 + MPa = 73.72 MPa ∵ τ = W T = 16 //1055.93 6d n P π?? ∴ 该轴能传递的最大功率： P = 6 3631055916 9555073.721055916????π?=???π?τ..n d kW = 180.94 kW 题9—6某材料受弯曲变应力作用，其力学性能为： ,MPa 3501=σ- 9=m ， 60105?=N 。现用此材料的试件进行试验，以对称循环变应力MPa 5001=σ作用 410次，MPa 4002=σ作用510次，MPa 3003=σ作用610次。试确定： (1) 该试件在此条件下的计算安全系数； (2) 如果试件再作用MPa 450=σ的应力，还能循环多少次试件才破坏？ 解题分析：该试件受单向规律性不稳定循环变应力作用，其疲劳强度应借助疲劳损伤累积线性方程式即曼耐尔定理来求解。计算时，因小于材料持久疲劳极限σr 的工作应力（如MPa 3003=σ＜MPa 3501=σ-），对材料的疲劳损伤作用很小，故可忽略不计。 解答：1．求计算安全系数S ca ：计算应力 () MPa 52275MPa 400105001010 51 1 9 95946 1 .n N m n i m i i ca =?+???=σ=σ∑= 试件的计算安全系数: 27152 275350 1..S ca ca ==σσ= - 2．试件再受MPa 450=σ的应力作用时，试件破坏前还能循环的次数n （1）由材料的有限寿疲劳极限σ rN 的计算公式（参看表 1-1），可求得各应 力σ1、σ2、σ作用时，所对应的极限循环次数N 1、N 2 、N ：
各类零件机械设计图集锦！ 1.轴套类零件 这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。 在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。 如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。
2.盘盖类零件 这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。 在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。 3.叉架类零件 这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而对于T字形肋，采用剖面比较合适。
第一章机械设计概论 1，一部完整的机器由哪些部分所组成？各部分的作用是什么？试以汽车为例说明这些组成部分各主要包括些什么？ 答：包括：动力部分，执行部分，控制部分，辅助部分，传动部分。 2,人们常说的机械的含义是什么？机器和机构各指的是什么？ 答：机械是机器和机构的总称。机器是人类进行生产以减轻体力劳动和提高生产率的主要工具。有两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统称为机构。 3，什么是部件？什么是零件？什么是构件？ 答：为完成同一使命在结构上组合在在一起并协同工作的零件成为部件。组成机器的不可拆的基本单元称为机械零件。构件是机械系统中实际存在的可更换部分，它实现特定的功能，符合一套接口标准并实现一组接口。 4，什么是通用零件？什么是专用零件？ 答：各种机器中普遍使用的零件称为通用零件。只有在一定类型的机器中使用的零件称为专用零件。 5，什么是标准件？ 答：经过优选，简化，统一并经以标准代号的零件和部件称为标准件。 6：机器设计应满足哪些基本要求？机械零件设计应满足哪些基本设计要求？ 答：（1），在使用方面，机器应能在给定的工作期限内具有高的工作可靠性，并能始终正常工作；在经济方面，应从机器费用，产品制造成本等多种因素中综合衡量，以能获得最大经济效益的方案为最佳设计方案；机器外观造型应比例协调，大方，给人以时代感，美感，安全感；限制噪声分贝数。（2）工作可靠，又要成本低廉，应正确选择材料，合理规定公差等级以及认真考虑零件的加工工艺性和装配工艺性。 7,机械零件的计算可分为哪两种？它们大致可包含哪些内容？ 答：可分为设计计算和校核计算两种。设计计算根据零件的工作情况和选定的工作能力准则拟定出安全条件，用计算方法求出零件危险截面的尺寸，然后根据结构与工艺条件和尺寸协调的原则，使结构进一步具体化。校核计算是先参照已有实物，图纸和经验数据初步拟定零件的结构布局和有关尺寸，然后根据工作能力准则核验危险截面是否安全。 第二章机械零件的工作能力和计算准则 1，什么是机械零件的失效？机械零件可能的失效形式主要有哪些？ 答：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。包括：因强度不足而断裂：过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损，打滑或过热；联接松动；压力容器，管道等的泄漏；运动精度达不到要求等。 2，什么是零件的工作能力？什么是零件的承载能力？ 答：零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力。对载荷而言的工作能力称为承载能力。 3，什么是静载荷，变载荷，名义载荷，计算载荷？什么是静应力和变应力？ 答：不随时间变化或变化缓慢的载荷称为静载荷。随时间作周期性变化或非周期变化的载荷称为变载荷。根据额定功率用力学公式计算出的载荷称为名义载荷。不随时间变化或变化缓慢的应力称为静应力。随时间变化的应力称为变应力。 4，稳定循环变应力σmax，σmin，σa，σm，r，五个参数分别代表什么？试列出根据已知零件的σmax，σmin计算σa，σm，及r的公式 答：σmax最大应力，σmin最小应力，σa应力幅，σm平均应力，r循环特性。σa= （σmax- σmin）/2，σm=（σmax+ σmin）/2，r= σmin/σmax。 5，提高零件强度的措施有哪些？ 答：a合理布置零件，减少所受载荷；b降低载荷集中，均匀载荷分布；c采用等强度结构；d选用合理截面；e减小应力集中。
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 机械零件设计中形位公差的确定性方法研究正式版
机械零件设计中形位公差的确定性方 法研究正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 随着正确地选择和确定形位公差的项目、基准及数值对机械零件的设计是十分重要的。依据机械零件的功能要求。并考虑其使用性、工艺性和经济性的综合效果,详细分析了确定形位公差时公差项目、基准和公差数值的选择方法。零件的功能特性是选择形位公差项目、基准和公差数值的基础;公差间的关系可作为进一步精选它们的依据;同时还应兼顾经济性和测量的方便性。 在机械零件的设计过程中,正确地选择形位公差项目以及合理地确定形位公差数
值,不仅直接影响到机器的使用性能和质量,而且关系到零件加工的难易程度和成本高低。形位公差的国家标准规定了l4项并列的形位公差,项目较多,而且有些公差项目之间还存在着从属和包容等关系。因此,机械零件的形位公差设计一直是机械零件设计中的难点。本文将根据形位公差的理论与多年的机械零件设计经验,分析形位公差项目及公差值大小等公差内容的选择依据。为设计者提供参考。 1.形位公差项目的选择 1.依据零件的功能特性初选形位公差项目 选择形位公差项目首先应满足零件的功能要求，主要考虑形位误差对零件使用
有幸参加本次“博亚杯”机械创新设计大赛。不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。下面是为大家收集整理的机械创新设计学习心得，欢迎大家阅读。 大三花了将近半年的时间去搞第三届大学生机械创新设计大赛的作品，本来比赛早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇比赛心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇比赛心得，真的有点长，转发到自己的博客上，见证下自己曾经的步伐。 转眼间，大三过去了，在大三的第一个学期的最后几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，最后得到了学校老师，领导的肯定，成为其中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。 立项之后，我们就开始了作品的制作阶段。寒假期间，我们首先通过上买回了一个现成的电动吸尘黑板擦进行研究，然后拆了里面的涡轮风扇用到我们的作品制作中。然后在寒假期间几次出到大德路去找我们制造作品需要的零件。 大三的第二个学期一开始，我们就开始专注于作品的制作。首先通过上以及老师，同学的帮助，找了很多地方，终于找到了合适我们制作作品所需要的零件——滚筒以及塑料小齿轮，这两样零件不多好找，最终我们是看到了玩具车上面的车轮跟里面的齿轮，因为从玩具车上面取下这种在市场上单件少的零件比较划算，不然我们又要花钱去订做，成本就高了。 买回滚筒以及小齿轮后，我们开始自己设计锥齿轮。在设计的时候，我们运用课本学到的知识，计算并设计了我们需要的齿轮，不过当我们将我们设计好的锥齿轮参数拿到外面叫师傅订做的时候开始遇到了一些问题。由于我们只是运用课本上的知识，没有什么社会上的设计经验，将我们设计的参数拿去加工的时候，师傅跟我们说那样的参数的小锥齿轮没法加工，模数太小了，机床没法加工。我们问了很多家，终于找到一家能加工我们参数的锥齿轮的商铺，跟老板核查好参数之后，这样就完成了锥齿轮的设计工作。 齿轮，锥齿轮，滚筒都买了回来之后，又买了传动轴，我们就开始设计自己的黑板擦外盒了。一开始我们计划用薄铁皮做外盒，用cad完成自己的加工图形，然后去大德路找师傅帮我们加工，我们跟师傅说完了我们的设计方案就回去了，一周之后再去领会我们定制的黑板擦外盒的时候发现了问题，由于我们画的图纸表示得不是很明白，加上给我加工的师傅也不是很专业，外盒拿回来，我们安装上齿轮，轴，锥齿轮，风扇发现很多地方不能配合，还有加工错误的地方。我们遇到了失败，很快我们就想出了解决的方法，我们发现用图纸比较难说明我们的作品制作细则，然而我们也不能守在师傅身边跟他一起完成作品的制作，我们有很多课程，而且做一个那样的外盒要花上几天的时间，师傅的时间都比较匆忙。我们想到了首先在学校的塑焊中心首先自己先粗糙得大概作己的作品模型，然后再通过模型跟师傅说明我们作品的制作细则。在塑焊中心制作模型的时候，我们可是吃了不少苦，最后在老师的悉心教导跟我们的不懈努力下，最终我们完成了模型的制作。 完成了外盒的模型制作，我们再一次出到大德路找师傅给我们加工的师傅加工我们的产品。这次有了模型跟师傅讲解，我们吸取上一次失败的教训，找出问题的根源，跟师傅说的相当清楚作品制作的细则。果然第二次加工出来的作品完全符合我们的要求，我们实现了自