机械制造技术基础课程设计
题目：设计端盖的机械加工工艺规程
院、系：湖北文理学院机械与汽车工程学院
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指导教师：
湖北文理学院
２０１２年５月２７日
端盖零件图
1、端盖的工艺分析及生产类型的确定
1.1、端盖的用途
端盖主要用于零件的外部，起密封，阻挡灰尘的作用。故其在机器中只是起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易。
1.2、端盖的技术要求：
该端盖的各项技术要求如下表所示：
加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等
级
表面粗糙度
(um)
形位公差(mm)
端盖左端面58 IT13 12.5 ↗0.03 B 端盖右端面58 IT13 3.2 ↗0.03 B 方形端面115X115 IT13 12.5 ↗0.03 B 端盖中心孔φ25
+0.03IT8 3.2
φ14孔φ14 IT10 12.5
φ10孔φ10
+0.03IT9 6.3
φ9孔φ9 IT13 12.5
φ4孔φ4 IT13 12.5
φ75外表面φ75
-0.04
+0.O1IT9 3.2
R33弧R33 IT13 12.5
1.3、审查端盖的工艺性
该端盖结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有端盖左、右端面，方形端面，要求其端面跳动度相对中心轴线满足0.03mm，其次就是φ25孔及φ10孔，φ25孔的加工端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外φ10孔的加工表面虽然在圆周上，但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不
需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。
1.4、确定端盖的生产类型
依设计题目知：Q=5000件/年，m=1件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式得：
N=5000台/年X1件/台X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75
端盖重量为0.5kg，由表1-3知，端盖属轻型零件；由表1-4知，该端盖的生产类型为大批生产。
2、确定毛胚、绘制毛胚简图
2.1选择毛胚
端盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求。该端盖的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用砂型铸造。
2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量
由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。
2.2.1公差等级
由端盖的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。
2.2.2端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量
项目机械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯尺寸/mm 备注
方形端面115*115 1.5*2=3 2.5 119.25-1.251.25
表2-1至表2-5
厚度58 0.5*2=1 2 60-11 表2-1至表2-5
方形断面厚度15 0.5 1.6 16.3-0.80.8
表2-1至表2-5
φ75外圆面1*2=2 2.2 78.1-1.11.1 表2-1至表2-5 φ75外圆长度7 0.5 1.6 8.3-0.80.8 表2-1至表2-5 φ25孔0.5*2=1 1.7 23.15-0.850.85 表2-1至表2-5
2.2.3绘制端盖毛坯简图
3、拟定端盖工艺路线
3.1、定位基准的选择
3.1.1．精基准的选择
根据该端盖零件的技术要求，选择端盖右端面和φ25孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。φ25孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位端盖两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。选用端盖右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该端盖在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。
3.2.2．粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择端盖左端面和φ60外圆面作为粗基准。采用φ60外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用端盖右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。
3.2 、表面加工方法的确定
根据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：
加工方案备注
加工表面尺寸精度等级表面粗糙度
Ra/um
φ75端面IT11 12.5 粗铣-精铣表1-6至表1-8 115x115端面IT11 3.2 粗铣-精铣表1-6至表1-8 φ60端面IT11 3.2 粗铣-精铣表1-6至表1-8 φ25孔IT8 3.2 钻-扩-铰表1-6至表1-8 φ10孔IT9 6.3 钻-铰-精铰表1-6至表1-8
4xφ9孔IT13 12.5 钻表1-6至表1-8 φ4孔IT13 12.5 钻表1-6至表1-8 4xφ14孔IT13 12.5 钻-扩表1-6至表1-8 φ75外圆面IT9 3.2 粗车-半精车表1-6至表1-8
3.3、加工阶段的划分
该端盖加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准（端盖右端面和φ25孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗铣端盖左端面、方形端面、车φ75外圆、3X.0.5倒角。在半精加工阶段，完成端盖左端面的精铣加工和φ10孔的钻-铰-精铰加工及φ14孔等其他孔的加工。
3.4、工序的集中与分散
选用工序集中原则安排端盖的加工工序。该端盖的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。
3.5、工序顺序的安排
3.5.1机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——端盖右端面和φ250+0.03mm孔。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先面后孔”原则，先加工端盖右端面，再加工φ25孔。
3.5.2．热处理工序
铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该端盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。3.5.3．辅助工序
在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述，该端盖工序的安排顺序为：在、热处理——基准加工——粗加工——精加工。
3.6、确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了端盖的工艺路线。
工序
工序名称机床设备刀具量具号
1 热处理——退火
2 粗铣端盖左右端面、方形
立式铣床X51 端铣刀游标卡尺端面
立式铣床X51 端铣刀游标卡尺
3 精铣端盖左右端面、方形
端面
4 粗车、半精车φ75外圆CA6140 外圆车刀游标卡尺
5 车3X0.5倒角CA6140 端面车刀
6 钻-扩-铰φ25孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、
卡尺、塞规
铰刀
7 钻φ4孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规
8 钻-铰-精铰φ10孔四面组合钻床麻花钻、铰刀卡尺、塞规
9 钻φ9孔四面组合钻床麻花钻卡尺、塞规
10 钻φ14孔四面组合钻床麻花钻、铰卡尺、塞规
11 铣R33圆弧数控铣床立铣刀游标卡尺
12 去毛刺钳工台平锉
13 清洗清洗机
14 终检塞规、卡尺、百
分表等
4、加工余量、工序尺寸和工差的确定
在这只确定钻-铰-精铰φ10孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表2-28可查得，精铰余量Z
精铰=0.04mm；粗铰余量Z
粗铰
=0.16mm;
钻孔余量Z
钻
=9.8mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.015mm;粗铰：0.058mm;钻：0.15mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：φ1000+0.015mm;粗铰
φ9.9600+0.058mm;钻：φ9.800+0.15mm,它们的相互关系如下图所示。
5、切削用量、时间定额的计算
在这只计算钻-铰-精铰φ10孔此工序的切削用量和时间定额。5.1、切削用量的计算
5.1.1钻孔工步
1）背吃刀量的确定取a p=9.8mm.
2) 进给量的确定由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。
3）切削速度的计算由表5-22，按铸铁硬度为200~241HBS计算，切削速度v选取为12m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=389.96 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实
际钻削速度为v=3.14nd/1000=12.06 m/min。
5.1.2 粗铰工步
1）背吃刀量的确定取a p=0.16mm。
2) 进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
3）切削速度的计算由表5-31，切削速度v选取为2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=63.95 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.0 m/min。
5.1.3精铰工步
1）背吃刀量的确定取a p=0.04mm。
2) 进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。
3）切削速度的计算由表5-31，切削速度v选取为4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=127.4r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=4.4m/min。
5.2、时间定额的计算
的计算
5.2.1．基本时间t
j
（1）钻孔工步
根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式t j=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=20mm; l2=1mm;
l1=D/2*cotk r+(1~2)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm;
f=0.1mm/r;n=392mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。
（2）粗铰工步
根据表5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式t j =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l2、l1由表5-42按k r=15、a p=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08的条件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=12mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t j=(12mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.7min=42s。
（3）精铰工步
同上，根据表5-41可由公式t j =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时间。式中l2、l1由表5-42按k r=15、a p=（D-d）/2=（10-9.96）/2=0.02的条件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=12mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。
的计算
5.2.2．辅助时间t
a
根据第五章第二节所述，辅助时间t a与基本时间t j之间的关系为t a=(0.15~0.2) t j ,这里取t a=0.15 t j ,则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间为：t a=0.15x28s=4.2s;
粗铰工步的辅助时间为：t a=0.15x42s=6.3s;
精铰工步的辅助时间为：t a=0.15x36s=5.4s;
5.2.3. 其他时间的计算
除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间t b是作业时间的2%~7%，休息与生理需要时间t x是作业时间的2%~4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（t j+t a）计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间为：t b+t x =6%x(28s+4.2s)=1.93s;
粗铰工步的其他时间为：t b+t x =6%x(42s+6.3s)=2.90s;
精铰工步的其他时间为：t b+t x =6%x(36s+5.4s)=2.48s;
的计算
5.2.4．单件时间t
dj
这里的各工序的单件时间分别为：
钻孔工步t dj
钻=28s+4.2s+1.08s=34.13s;
粗铰工步t dj
粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s;
精铰工步t dj
精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s;
因此，此工序的单件时间t dj=t dj钻+t dj粗铰+t dj精铰=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s。
将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。
6.夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
6.1提出问题
（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，长圆柱销限制2个自由度，定位销限制1个自由度。
（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。
（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。
（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。
6.2设计思想
设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。
本夹具主要用来对φ10孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT9，表面粗糙度Ra3.2，钻、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。
6.3夹具设计
6.3.1定位分析
（1）定位基准的选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工φ10孔时，采用端盖右端面和φ25孔内圆柱面作为定位基准。
（2）定位误差的分析
定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合△b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。
△j=（T D+T d+△S）/2
T D =0.050mm
T d =0.011mm
△S=0.010mm
△j=0.0355mm
6.3.2切削力及夹紧力的计算
刀具：Φ9.8的麻花钻，Φ10铰刀。
①钻孔切削力：查《机床夹具设计手册》P 70表3-6，得钻削力计算公式：
HB
D S P 6
.09.06.70???=
式中 P ───钻削力
t ───钻削深度,12mm S ───每转进给量, 0.1mm D ───麻花钻直径, Φ9.8mm HB ───布氏硬度，140HBS 所以
HB
D
S P 6
.09
.06.70???
=
=762（N ）
钻孔的扭矩：
HB S D M 6.094.02014.0?
??=
式中 S ───每转进给量, 0.1mm
D ───麻花钻直径, Φ9.8mm HB ───布氏硬度，140HBS
HB
S
D M 6
.094
.02
014.0???=
=8200(N ·M)
②铰孔时的切削力：查《机床夹具设计手册》P 70表3-6，得钻削力计算公式：
HB
S t P 6
.04.02.11.9???=
式中 P ───切削力
t ───钻削深度, 12mm S ───每转进给量, 0.4mm D ───铰孔钻直径, Φ10mm HB ───布氏硬度，140HBS 所以
HB
S
t
P 6
.04
.02
.11.9???
=
= 73（N ）
铰孔的扭矩：
D
P HB S
t
????
=4
.06
.075
.0031.0
式中 t ───钻削深度, 12mm
S ───每转进给量, 0.4mm D ───铰刀直径, Φ10mm
HB ───布氏硬度，140HBS
D
P HB S
t
????=4
.06
.075
.0031.0
=600（N ·M ）
③钻孔夹紧力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：
d t d f L
Q W g z 13
2
)(2??+
+??=
φα 式中 φ───螺纹摩擦角
d
1
───平头螺杆端的直径
f
───工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16
d
z
───螺杆直径
α ───螺纹升角
Q ───手柄作用力 L ───手柄长度 则所需夹紧力
d t d f L
Q W g z 13
2
)(2??+
+??=
φα =766（N ）
根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。 6.3.3夹具操作说明
此次设计的夹具夹紧原理为：通过φ25孔和侧面为定位基准，在圆柱销、平面和定位销实现完全定位，以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。 定位元件：
定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。该设计用可换定位销 6.3.4确定导向装置
本工序要求对被加工的孔依次进行钻、铰的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，查表9-13，确定钻套高度H=30d=2×10.5=21mm ，排泄空间h=0.7d=7.35mm 。
7. 体会与展望
通过这两个星期的学习，我在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。
总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。
由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和不足，请各位老师和同学们多多斧正。
通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。
8.参考文献
[1]孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，1991
[2]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，1993
[3]崇凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993
[4]王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，1987
[5]黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，2004
[6]薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，1995
[7]崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社，2006.12
[8]陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.
[9]司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，1991
[10]张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.11
[11]艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社，2002
山东科技大学20 —20 学年第学期 《机械设计》考试试卷（A卷） 班级姓名学号 一、填空题（每空1分，共20分） 1、一般地讲，设计机械零件大致有以下基本要求避免在寿命期内失效的要 求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。 2、螺纹的公称直径是指螺纹的__大径_____，强度计算时用螺纹的_小径 ______，计算螺纹升角时用___中径_____。 3、在键联接中，普通平键的工作面是__侧面______，楔键的工作面是__上下 两面_______，半圆键的工作面是_____侧面_____。 4、带传动工作时带中产生___拉应力______、弯曲应力 _________、__离心应力________三种应力。最大应力发生在带的紧 边绕上小带轮处。 5、按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴 三种。自行车前轴属于心轴。 6、制动器在机器中使速度降低以至于停止运转。 7、齿轮传动的设计准则通常是齿面接触疲劳强度准则和 齿根弯曲疲劳强度准则。 二、选择题（每题1分，共10分）
1．在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的是__ A______。 A 三角形螺纹 B 梯形螺纹 C 锯齿形螺纹 D 矩形螺纹 2．对于气缸盖螺栓组联接，若汽缸内的气体压力在0 ~ 2Mpa之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为____C______。 A 对称循环 B 脉动循环 C 非对称循环 D 非稳定循环 3．温度升高时润滑油的粘度____A______。 A 随之降低 B 保持不变 C 随之升高 D 不确定 4．两相对滑动的接触表面，依靠吸附膜进行润滑的状态称为___A____。 A 干摩擦 B 边界摩擦 C 混合摩擦 D 液体摩擦 5．零件表面经淬火、渗碳、喷丸、碾压等处理后，其疲劳强度___C_____。 A 降低 B 不变 C 增高 D 不能确定 6．两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值__A___。 A 相等 B 不相等 C 是否相等与材料的性质有关 7．在下列轴毂联接中，定心精度最高的是_D_____。 A 平键联接 B 半圆键联接 C 楔键联接 D 花键联接 8．带传动发生滑动时____A____。 A 首先发生在小带轮上 B 首先发生在大带轮上 C 在大、小轮上同时 发生 9．链条的磨损主要发生在___B____。 A 滚子与套筒的接触面上 B 销轴与套筒的接触面上 C 滚子与链轮齿 的接触面
机械设计基础部分例题答案
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。 题1—5 图 题解1—5图 解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链；移动副M与F导路互相平行，其之一为虚约束；图示有6个杆和10个转动副（I、J、G、L及复合铰链K和H）形成虚约束。 解答： 1．机构的自由度： 2．选AB杆为原动件。 题2-1在图示铰链四杆机构中，已知l BC=100mm，l CD=70mm，l AD=60mm，AD为机架。试问： （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 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。 解题分析： 根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。在铰链四杆机构中，若满足杆长条件，以最短杆或最短杆相邻的杆为机架，机构则有曲柄，否则无曲柄；若不满足杆长条件，无论取哪个构件为机架，机构均为无曲柄，即为双摇杆机构。 解答： 1．因为AD 为机架，AB 为曲柄，故AB 为最短杆，有AD CD BC AB l l l l +≤+， 则 m m 30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l 故 mm 30max =AB l 2．因为AD 为机架，AB 及CD 均为曲柄，故AD 杆必为最短杆，有下列两种情况： 若BC 为最长杆，则 m m 100=
机械设计（2）模拟试卷及参考答案 一、是非题（对的用“√”表示，错的用“×”表示，每小题1分，共10分） 1.在链传动设计中，链节数一般选奇数为宜。（×） 2.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。 (×) 3.单万向联轴器的从动轴角速度不均匀，改用双万向联轴器后，从动轴的角速度即可变为均匀。(×) 4.为了提高轴的刚度，轴的材料可以采用合金钢来代替碳素钢。（×) 5.在蜗杆传动中，蜗杆头数越多，则蜗杆传动的效率就越高。 (√) 6.齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。（√） 7.滚动轴承的静强度安全系数S0只能大于1。（×） 8.动压滑动轴承热平衡计算时，若进油温度t i<35℃，则说明轴承发热不严重。（×) 9.滚动轴承轴向预紧的主要目的是为了提高轴承的承载能力。 (×) 10.在滑动轴承设计中，适当选用较大的宽径比会提高承载能力。（√） 11.在带、链两级传动中，宜将带传动放在高速级。（√） 12.在链传动中，张紧轮宜安装在靠近主动轮的松边外侧上。 (√) 13.在蜗杆传动中，中心距a = (d2+d1)/2 = m(z1+z2)/2。(×) 14.在工作时只承受弯矩而不承受转矩的轴，其工作应力一定是对称循环变应力。（×) 15.选择联轴器规格型号时的主要依据之一是：T ca＜[T]。 (√) 16.在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是限制轴承的温升。（√） 17.滚动球轴承在工作时滚动体上某一点的载荷及应力均呈周期性的不稳定变化。（√） 18.毡圈密封装置的毡圈及轴承盖上的装毡圈槽都是矩形截面，目的是为了得到较好密封效(×) 19.刚性联轴器在安装时要求两轴严格对中，而挠性联轴器在安装时可以不考虑对中问题。（×） 20.为了增加油膜压力，液体动力润滑的向心滑动轴承中，一般油槽应开在承载区。（×） 21.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。（√） 22.蜗杆传动中传动平稳的原因在于其同时啮合的齿对数较多。（√） 23.滚动轴承的润滑方式通常可根据轴承的转速n来选择。（×） 24.使用十字滑块联轴器时对轴和轴承都会产生附加动载荷。（√） 25.相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比时，滚子轴承的承载能力比球轴承高，而极限转速低。（√） 26.在蜗杆、链两级传动中，宜将链传动布置在高速级。（×） 27.滑动轴承的润滑油膜的平均温度越低，其粘度 越小。（×） 28.齿式联轴器的外齿齿顶是制成凹弧面的。（×） 29.提高轴的表面质量有利于提高轴的疲劳强度。（√） 30.链传动中，当一根链的节数为偶数时，接头形式需采用过渡链节。（×） 31.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。（√） 32.当液体动力润滑滑动轴承所受载荷较大时，则应选用较大的轴承间隙。（×） 33.滑动轴承轴瓦上的油沟应开在非承载区。（√） 34.单个万向联轴器在使用时会产生附加动载荷，为改善这种情况，常成对使用之。（√） 35.滚动轴承的公称接触角越大，承受轴向载荷的能力就越大。（√） 36.滚动轴承中，滚子轴承的承载能力要比球轴承高而极限转速则比球轴承低。（√） 37.为了大幅提高轴的刚度，可把轴的材料从碳钢改为合金钢。（×） 38.对轴的表面进行强化处理，不能提高轴的疲劳强度。（×） 39.在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，自锁性越好。 ( √ ) 40.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。（×） 41.设计链传动时，链长（节数）最好取链轮齿数的整数倍。（×）
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
机械设计基础总结 1、 2普通螺纹(三角形螺纹:分为粗牙和细牙 特点:自锁性能好,螺纹牙抗剪强度高。 应用:连接多用粗牙,细牙用于薄壁零件,也用于变载震动及冲击载荷的连接 矩形螺纹: 特点:传动效率高,但制造困难,对中精度低,牙根强度较低。 应用:用于力的传递 梯形螺纹: 特点:α=30°与矩形螺纹相比传动效率较低,但工艺性能好牙根强度较高,对中性好 应用:用于传动螺旋。丝杠刀架等。, 锯齿形螺纹 特点:工作面的牙型角为3°非工作面的为30°综合了矩形螺纹和梯形螺纹的牙根强度特点 应用:用于单向受力的传力螺旋。轧钢机的压力螺旋,螺旋压力机,起重机。 3、螺栓连接 4普通螺栓连接特点及其应用:被连接件不需切制螺纹,结构简单装拆方便,适用广泛用于被连接件不太厚和便于加工通孔的场合。
5双头螺柱连接特点及应用:螺柱的一端旋紧在被连接件之一的螺纹孔中另一端则穿过被连接件的孔中通常用于被连接件之一太厚不宜制作通孔的场合 6螺钉连接特点及其应用:不用螺母,它适用于被连接件之一太厚且不经常拆卸的场合 7紧定螺钉连接特点应用:螺钉的末端顶住零件表面或顶入该零件的凹坑中将零件固定,它可以传递不大的载荷 8预紧的概念及其目的:螺纹连接在装备时都必须拧紧,是连接在承受工作载荷之前,预先收到力的作用 9放松的概念:螺纹连接在静载荷和工作温度变化不大时,螺纹连接不会自动 放松方法:分摩擦放松和机械放松 摩擦放松:轴向压紧和径向压紧 机械放松开口销放松止动垫片放松圆螺母金属丝放松。 其他还有焊接铆住冲点粘合等 10、键 键可分为:平键,半圆键、钩头楔键 键的长度由轮毂长度确定键长应比轮毂长短5~10mm。 相隔180°装两个平键只能按1.5个键做强度计算。 花键的分类:矩形花键、渐开线花键 11、摩擦带传动的主要特点
页眉内容 1 一、填空题（每空1.5分，共30 分） 模拟试卷1 1、机构具有确定运动的条件为：机构自由度数=原动件数。 2、常见间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等。 3、当两轴垂直交错时，可采用蜗杆传动。 4、螺旋副自锁条件为：螺纹升角≤当量摩擦角。 5、带传动工作时，带中的应力有：紧边和松边拉力产生的拉应力、 离心力产生的拉应力、弯曲应力。 6、凸轮机构按凸轮形状可以分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等。 7、设计链传动时，链节数最好取偶数节。 8、齿轮的常见失效形式有： 疲劳点蚀、齿面胶合、齿根折断、齿面磨损等。 9、在普通蜗杆传动中，在中间平面上的参数为标准参数，在该平面内其啮合状态相当于齿轮与齿条的啮合传动。 10、压缩弹簧两端各有3/4~5/4 圈是并紧的，它们称为：支承圈或死圈。 二、单项选择题（每小题1 分，共10 分） 1、带传动采用张紧装置的目的是。（D ） A 、减轻带的弹性滑动 B 、提高带的寿命 C 、改变带的运动方向 D 、调节带的预紧力 2、在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是。（C ） A 、带传动 B 、链传动 C 、齿轮传动 D 、摩擦轮传动 3、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中最易发生。 A 、点蚀与磨损 B 、胶合与磨损（B ） C 、轮齿折断D 、塑性变形 4、三个定轴轮系组成的轮系通常称为。（A ） A 、定轴轮系B 、转化轮系C 、周转轮系D 、复合轮系 5、两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力，这种摩擦状态称为： （A ） A 、液体摩擦 B 、干摩擦 C 、混合摩擦 D 、边界摩擦 6、在螺纹联结中最常用的螺纹牙型是：。（D ） A 、矩形螺纹 B 、梯形螺纹
第一章绪论 1.1塔设备概述 塔设备是石油、化工、轻工等各工业生产中仅次与换热设备的常见设备。在上述各工业生产过程中，常常需要将原料中间产物或粗产品中的各个组成部分（称为组分）分离出来作为产品或作为进一步生产的精制原料，如石油的分离、粗酒精的提纯等。这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程，有时还伴有传热和化学反应过程。传质过程是化学工程中一个重要的基本过程，通常采用蒸馏、吸收、萃取。以及吸附、离子交换、干燥等方法。相对应的设备又可称为蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等。 在塔设备中所进行的工艺过程虽然各不相同，但从传质的必要条件看，都要求在塔内有足够的时间和足够的空间进行接触，同时为提高传质效果，必须使物料的接触尽可能的密切，接触面积尽可能大。为此常在塔内设置各种结构形式的内件，以把气体和液体物料分散成许多细小的气泡和液滴。根据塔内的内件的不同，可将塔设备分为填料塔和板式塔。 在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。 不论是填料塔还是板式塔，从设备设计角度看，其基本结构可以概括为： （1）塔体，包括圆筒、端盖和联接法兰等； （2）内件，指塔盘或填料及其支承装置； （3）支座，一般为裙式支座； （4）附件，包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、液
体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。 塔体是塔设备的外壳。常见的塔体是由等直径、等壁厚的圆筒及上、下椭圆形封头所组成。随着装置的大型化，为了节省材料，也有用不等直径、不等壁厚的塔体。塔体除应满足工艺条件下的强度要求外，还应校核风力、地震、偏心等载荷作用下的强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停车情况下的强度和刚度。另外对塔体安装的不垂直度和弯曲度也有一定的要求。 支座是塔体的支承并与基础连接的部分，一般采用裙座。其高度视附属设备（如再沸器、泵等）及管道布置而定。它承受各种情况下的全塔重量，以及风力、地震等载荷，因此，应有足够的强度和刚度。 塔设备强度计算的主要的内容是塔体和支座的强度和刚度计算。 化工生产对塔设备的基本要求 塔设备设计除应满足工艺要求外，尚需考虑下列基本要求：（1）气、液处理量大，接触充分，效率高，流体流动阻力小。 （2）操作弹性大，即当塔的负荷变动大时，塔的操作仍然稳定，效率变化不大，且塔设备能长期稳定运行。 （3）结构简单可靠，制造安装容易，成本低。 （4）不易堵塞，易于操作、调试及检修。 1.2板式塔 板式塔具有物料处理量大，重量轻，清理检修方便，操作稳定性好等优点，且便于满足工艺上的特殊要求，如中间加热或或冷却、多段取出不同馏分、“液化气”较大等。但板式塔的结构复杂，成本较高。由于板式塔良好的操作的性能和成熟的使用经验，目前在化工生产的塔设备中，占有很大比例，广泛用于蒸馏、吸收等传质过程。 板式塔内部装有塔盘，塔体上有进料口、产品抽出口以及回流口等。此外，还有很多附属装置，如除沫器、入手孔、支座、
机械设计实验部分 Experiment of Mechanical Design 课程代码：901120205 学时数：4 学分数： 执笔人：张祖立审核人：王君玲 讨论参加人：张祖立，王君玲，张本华 一、本实验课的目的、意义 按照“素质教育”要求，以培养面向21世纪具有一定创新能力的人才为目标。机械设计实验主要为综合性实验，属于机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、农业工程及相近专业必修实践性环节，是机械设计课程的重要组成部分。机械设计实验教学应该以实验方法、设计思路，实验手段的合理运用等内容为主，充分发挥学生的主观能动性，因材施教。 二、本实验课主要目标 在实验过程中培养学生的实验技能和科学研究能力，引导学生利用机械设计中的理论知识，分析和解决机械工程中的实际问题，培养工程观点，进一步熟悉和掌握机械中典型零部件的结构和组成，了解其工作原理和特性，掌握和巩固基本理论知识。 通过实验，锻炼学生实际操作能力，正确使用电源、实验操作台。实验后能分析、归纳实验结果，编写出完整的实验报告，为学习后续课程和以后从事本专业工程技术和科学研究工作打下基础。进而全面提高学生的创新能力和综合素质。 三、主要实验内容 在实验前，首先讲解所做实验的目的、内容、注意事项，然后边做边指导。 实验一带传动弹性滑动实验（2学时） 观察带传动的弹性滑动及打滑现象，了解测定带传动效率的工作原理，计算并绘制滑动率曲和及效率曲线，分析带传动弹性滑动的性质及其对带传动性能的影响。 实验二液体动压滑动轴承实验（2学时） 观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象，测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力曲线，求轴承的承载能力，观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况，观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况，了解径向滑动轴承的摩擦系数的测定方法和摩擦特性曲线的绘制方法。 四、实验成绩考核办法 根据学生预习情况、实验操作情况、实验报告的质量综合评定，满分为100分，乘以系数10%后计入期末总成绩。 五、实验教材、参考资料 实验教材：《机械设计实验》，张祖立、佟玲，沈阳农业大学出版.2008
一、填空题（每空 1 分，共计 20 分。请将答案写在答题纸上） 1.机械零件的工作能力是指保证零件正常工作而不发生失效-- 参数的极限值。 2.相对于载荷而言的工作能力称为承载能力。 3.根据零件的失效分析结果，以防止产生各种可能的失效为目的，制定计算该零件工作能力 应遵循的基本原则称为计算准则。 4.V 型带传动是应用最多的带传动，其横截面为等腰梯形，以两侧面为工作面。 5.V 带紧边的拉力取决于带的初拉力和有效拉力。 6.考虑到均匀磨损原因，链轮的齿数宜取奇数。从动载荷和传动平稳的角度来说，小链轮齿 数不宜太小，从结构和避免脱链的角度来说，小链轮的齿数不宜。 7.齿面疲劳点蚀常出现在节圆附近。在蜗杆传动的中间平面内，蜗杆齿廓与齿条相同。 8. 对滑动轴承进行平均压强计算的目的是防止轴承工作面的。 9.当润滑油作层流运动时，粘度标志着润滑油内摩擦阻力的大小。一般油孔和油槽开在滑动 轴承轴瓦的非承载区。 10.弹簧指数 C（也叫旋绕比）对弹簧刚度影响很大， C 值越大，刚度越小。 11 在检验齿轮的制造精度时，常需测量齿轮的公法线，用以控制齿轮的齿侧间隙公差。 12.对于闭式蜗杆传动，通常按齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度进行校 核计算，同时还要进行热平衡计算。 二、判断题（每题 1 分，共计 10 分。正确的写 T，错误的写 F ，请将答案写在答题纸上） 1. 轴承材料的耐磨性，是指工作表面有摩擦阻力小的性质。F 2.对开式滑动轴承工作面的间隙可以调整。 T 3.普通平键的失效为工作面的磨损。 F 4.心轴是只承受弯矩的轴。 T 5.蜗杆传动的失效形式通常是出现在蜗轮上。 T 6.为了提高螺纹联接的强度，可以采用加厚螺母。 F 7.水平布置带传动的紧边通常在上边。 F 8.凸缘联轴器用于两轴严格对中的场合。 T 9.齿面胶合常发生在齿顶与齿根啮合处。 T 10. 轴承在基本额定动载荷的作用下，转动10 6转后，仍有 10% 的轴承能工作。 F 三、选择题（每题 2 分，共计 30 分。每题只有一个选择是正确的。请将答案写在答题纸上）1．如果齿轮的轮齿经常折断，则可考虑C。 A 增大中心距 B 减小转动比 C 增大模数 D 减小齿数 2．自行车后飞轮应用的是 A 离合器。 A定向B安全C摩擦 D 牙嵌 3．滚动轴承静强度计算是为了防止轴承产生B失效。 A疲劳点蚀B塑性变形C磨损D胶合 4．如果减小带转动的中心距，则可能会使得B。
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。（√）
机械设计模拟试卷（一） 一．填空题（15 分 ） 1、有一受轴向载荷的紧螺栓联接,所受的预紧力F ′=6000N,工作时所受轴向工作载荷F=3000N,螺栓的相对刚度m b b C C C =0.2,则该螺栓所受的总拉力F 0=________,残余预紧力F ″=__________. 2、在包角α=180°,特定长度,工作载荷平稳的条件下,影响单根普通V 带的许用功率P 0的因素有_____________、______________、______________. 3、在齿轮传动的载荷系数中,反映齿轮系统内部因素引起的动载荷对轮齿实际所受载荷大小影响的系数被称为___________,影响该系数的因素是___________、____________、_____________. 4、液体动力润滑径向滑动轴承的承载量系数C P 随着偏心率ε的增加而________。这时，相应的油膜厚度将_______，这意味着对_________和___________精度有较高的要求. 5、在静强度条件下,塑性材料的极限应力是 ,而脆性材料的极限应力是 . 6、楔键的工作面是________，键的_______和它相配的________均具有1：100的斜度。工作时靠___________________________作用来传递转矩，同时还可承受____________. 7、根据轴的承载情况可把轴分为转轴、心轴和传动轴。其中转轴受________和________、心轴只受_______、传动轴受_______. 8、单向转动的轴上作用有方向不变的径向载荷时,轴的弯曲应力为_______ 循环变应力,扭转剪应力为_________循环变应力. 9、刚性联轴器适用于_______________的地方；弹性联轴器适用于________________的地方. 10、滚动轴承部件两端固定式,适用于温升较_______,轴较_______处. 二．分析题（本大题共2小题，每小题5分，总计 10 分 ） 1、有a 、b 两种传动方案。试简要分析哪种方案更合理？ a.电动机 → 带传动 → 齿轮传动 → 联轴器→ 工作机 b. 电动机 → 联轴器 → 齿轮传动 → 带传动→ 工作机 2、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a ）m =4mm ，z 1=20，z 2=60；b ）m =2mm ，z 1=40，z 2 =120，其它参数都一样。试问： 1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相 同？ 2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种 方案比较好？ 三、（10分）如图示的蜗杆－斜齿圆柱齿轮传动，已知蜗杆转向（主动）及蜗轮齿的螺旋线旋向，试 在图中直接标出： （1）、蜗杆1螺旋线方向和蜗轮2的转速方向n 2； Z 3
例：轴承改错题精选 （1）轴的右端面应缩进带轮右端面1~2mm且应有轴端挡圈固定带轮； （2）带轮与轴间应有键联接； （3）带轮左端面靠轴肩定位，下一段轴径加大； （4）带轮两个槽中没有线； （5）取消套筒（若保留套筒对带轮定位也可，那么套筒应穿过透盖顶到轴承内圈右端面）； （6）透盖与轴之间应有间隙，且还应有密封毡圈； （7）应改为喇叭口斜线，用角接触球轴承； （8）与轮毂配合段轴颈长度应比轮毂长小1~2mm；
（9）轮毂与轴之间应有键联接； （10）两个轴承端盖与箱体间应有调整垫片； （11）箱体上端盖接触面之外的外表面应低一些； （12）轴承端盖外圆外侧应倒角。 一、图示为一用对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。请按示例①所示，指出图中的其他结构错误（不少于7处）（7分）（注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。） 例①——缺少调整垫片 [解] ⑴——缺少调整垫片 ⑵——轮毂键槽不对 ⑶——与齿轮处键槽的位置不在同一角度上 ⑷——键槽处表达不正确（应该局部剖视） ⑸——端盖孔与轴径间无间隙 ⑹——多一个键 ⑺——齿轮左侧轴向定位不可靠
⑻——齿轮右侧无轴向定位 ⑼——轴承安装方向不对 ⑽——轴承外圈定位超高 ⑾——轴与轴承端盖相碰 二、请说明图示轴系结构中用数字标出位置的错误（不合理）的原因。（5分） ⑴——轴肩的高度超出了轴承内圈的外径； ⑵——轴段的长度应该小于轮毂的宽度； ⑶——螺纹轴段缺少螺纹退刀槽； ⑷——键槽应该与中间部位的键槽在同一母线上布置； ⑸——键的长度应该小于轴段的长度。
三． 试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。 1、此处应有垫片； 2、轴肩太高； 3、键太长； 4、安装齿轮处的轴的直径应小于齿轮宽度； 5、套筒直径太大，超过轴承内圈高度； 6、轴承端盖此处的直径太大； 7、此处应有密封圈； 8、轴承左端没有定位 9、此处轴太长，轴的端面与轴端挡圈应相隔2-3mm ； 10、联轴器结构不合理，； 11、两个键的位置应布置在同一方向，而且轴的画法有误 1 3 4 5 6 2 7 8 9 10 11
自动化设备机械设计方法的探讨 发表时间：2018-09-11T11:27:33.203Z 来源：《新材料.新装饰》2018年3月下作者：赵洪武[导读] 我国的经济在快速的向前发展，人们的生活水平有了大幅度的提高，自动化设备广泛地应用于各个领域。应用于工业当中的机械手和农业当中的自动收割机就是典型，自动化设备的广泛应用，可以大幅度的提高生产和劳作效率（身份证：12022419****23051X，300000） 摘要：我国的经济在快速的向前发展，人们的生活水平有了大幅度的提高，自动化设备广泛地应用于各个领域。应用于工业当中的机械手和农业当中的自动收割机就是典型，自动化设备的广泛应用，可以大幅度的提高生产和劳作效率。传统的生产技术会造成大量的材料浪费，在生产过程当中也会增加工作人员的劳动负担，应用自动化设备可以降低企业生产的整体成本，同时也可以减少生产过程当中的材料浪费。 关键词：自动化设备；机械设计；方法探讨引言 在我国各个领域当中都广泛应用自动化设备，自动化设备是由一个完整的系统组成的，其中有机械传动机构、控制系统、执行部件、监测和检测。机械设备的重要因素就是机械设计，可以有效地对自动化设备的整体水平进行完整的体现。通过对自动化设备机械设计方法进行优化和调整，可以提高自动化设备研发人员的工作效率，从而增强产品的各方面的功能和性能，进而提升企业自身的市场竞争力。 一、自动化设备机械设计要求 1.掌握机械原理机构和先进技术 自动化设备存在着许多问题，其中最为关键的就是，自动化设备整体设计比较复杂，还有就是整体设计所消耗的成本比较高。分析之所以存在这些劣势，是因为缺乏适当的机械原理机构以及先进的设计技术。自动化设备在整体设计的过程当中，如果具有选择适当的机械原理机构的能力，就可以减少传动零件之间所消耗的空间和时间，整体降低自动化设备的设计成本。由于市场的需求，一些自动化设备需要通过曲柄滑块进行传送，整个过程当中所需要的传送行程比较大，对于自身设备的空间制约，无法对整体的传送形成进行控制。科技在快速的向前发展，将先进的科学技术应用于自动化设备领域，选择新型的设计设备来代替传统的设备，可以对整体的生产技术进行优化和升级。这进行自动化设备设计时，选择适当的机械原理机构和先进的技术，可以对自动化设备设计进行简化，降低设计整体所消耗的成本，同时可以提高设备的产品质量。 2.满足自动化设备的必备功能 工作人员在机械设计整理过程当中，必须要确保设计所需要的设备功能完整，设备根据不同的需求来进行功能的完善。自动化设备往往具有多功能，可以满足人们不同的需求，各行各业对于自动化设备的要求具有一定的差异，需要根据自身工作的特点和需求来选择合适的自动化设备。自动印刷设备具有清洁、印刷、包装和检测的功能，消费者在购买之前，一定要仔细的和使用场合以及使用对象相匹配。根据不同领域的需求，对于自身的功能进行熟悉了解，选择合适的原理结构进行功能设计，确保以最低的成本来实现自动化功能。 二、自动化设备的应用现状 我国各个行业都广泛的应用自动化设备，自动化设备可以代替大量的劳动力，以最低的成本来获取最大的生产效率和经济效益，推动我国经济和科技的快速发展。我国自动化设备研发技术水平和国际自动化设备具有较大的差异，虽然在功能上相似，但是仍然要吸收外国先进的自动化设计技术，对自身的自动化设备进行不断的优化调整。自动化设备所占自动化市场份额比较大，需要对自动化设备和进口设备进行设计比较，不断的对设计技术进行创新。我国自动化设备应该研制具有自主核心的创新技术，需要应用先进的计算机技术，推动智能化在自动化设备领域的应用，在设计的过程当中，应该将智能化作为核心技术。 三、自动化设备机械设计方法的分析 1.应用计算技术 自动化设备设计工作人员需要各行各业的技术，在设计过程当中可以应用计算机设计基础，将其作为辅助技术推动自动化设备的发展,比如AutoCAD、PRO-E、Solidworks。为了推动自动化设备机械设计快速的发展，自动化设备设计工作人员需要熟练的应用设计工具，进而可以大幅提高设计工作效率。在自动化设备设计的整体过程当中，设计工作人员可以应用仿真模拟、有限元分析、装配分析等设计方法，提高自身整体的设计水平。 2.培养机械创新设计思维 每一个领域的发展都离不开创新，一个国家和民族发展的源泉就是创新，在自动化设备机械设计当中融入创新的思维，可以推动自动化设备机械设计技术的发展。机械设备的设计者需要具有创新能力，通过丰富设计方法可以提高自身的市场竞争力，打破传统的固化思维模式。在传统的设计模式之上增添新颖的创意，这就需要机械设计工作人员具备强大的创新意识，将理论应用于实践，在实践中进行不断的创新和突破。优秀的机械设备设计工作人员要时刻创新，固化的思维模式只会让企业自身的竞争力下降。在整个自动化设备机械设计的过程当中，最重要的影响因素就是创新思维，自动化设备设计本身就需要非常强的创造性，要求设计工作人员提高自身的知识容量。设计工作需要具备全新的视角来分析，工作人员不应该被传统的设计方法和思维模式所禁锢，这样会阻碍自动化设备机械的发展。工作人员需要具备发散性的思维，不断的在设计当中融入创新元素，站在多个角度进行问题思考，在不同领域获取创新和设计灵感，为机械设计进行不断优化和完善。 3.运用TRIZ理论求解设计问题 通过对世界先进的自动化设备机械设计方法进行总结，从而得出创造性的方法和系统理论，在不断的设计过程当中发现问题，在解决问题的过程当中可以应用TRIZ理论。在最初了解问题的过程当中，可以将问题进行转化，通过站在不同的角度分析问题，将设计问题转化成TRIZ问题。通过应用不同理论当中的工具，可以了解到不同的发明原理和标准解释，从而针对专业的问题进行模拟解释，工作人员在最后需要将最终的解转化为实际问题，以此来提高自动化设备机械设计方法水平。自动化设备的优化发展可以带来庞大的社会利益，完善自动化整体产品。
机械设计-公差部分 一、形位公差的基础知识 1、形位公差符号 2、形位公差代号 3、一般规定 4、形位公差带的定义 5、公差原则 二、具体零部件实例讲解
一、形位公差的基础知识 所谓形位公差是指形状公差和位置公差两种1、形位公差符号 （同心）
2、形位公差代号 形位公差代号包括： ①形位公差有关项目的符号（例：直线度—，平行度等） ②形位公差框格和指引线（分为两格或多格） ③最大实体状态 ④ 3、一般规定 ①要素、构成零件几何特的点、线、面 （1）理想要素：具有几何学意义的要素（如下图） （2）实际要素：零件上实际存在的要素 （3）被测要素：给出了形状或位置公差的要素 （4）基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素（5）单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要素
（6）关联要素：对其它要素有功能关系的要素 ②公差与公差带 （1）形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量（2）位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量 I）定向公差：关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量II）定位公差：关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量III）跳动公差：关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量 ③形状和位置的公差带： 限制实际要素变动的区域 1）公差带的主要形式有下列十种： a)两平行直线 b)两等距曲线 c)两同心圆 d)一个圆 e)一个球 f)一个圆柱 g)一个四棱柱 h)两同轴圆柱 i)两平行平面 j)两等距曲面
4、形位公差带的定义 在给定方向上公差带是距离为公差值t的两平被测圆柱面的任一素线必须位于距离为公差值0.1的两平 如在公差值前加注Ф则公差带是直径为t 的圆柱面的区域被测圆柱面的轴线必须位于直径为公差值Ф0.05 面内
《机械设计》模拟试题6 一、填空与选择填空题： 1、用于联接的螺纹是（），其原因是（）： ２.受轴向工作载荷F作用的紧螺栓联接，螺栓和被联接件的刚度分别为C1和C2，其预紧力为'F，F为（）； 则剩余预紧力'' 3、形成流体动压润滑的必要条件是（）和（）、（）； 4、直齿圆锥齿轮的强度可近似按（）强度进行计算； 5、阿基米德蜗杆传动在（）上的模数m和压力角取α取标准；在该平面内， 蜗杆与蜗轮的啮合相当于（）与（）的啮合； 6、键的剖面尺寸是由（）确定的，而键长是由（）确定的； 7、滚动轴承的基本额定动负荷C是指（）； 8、闭式软齿面齿轮传动一般按（）设计，按（）校核。 A.齿根弯曲疲劳强度 B.齿面接触疲劳强度 C.齿面磨损 D.齿面胶合 9、标注螺纹时（）； A.右旋螺纹不必注明 B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明 D.左、右旋螺纹都不必注明 10、对齿面硬度≤350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（）； A.小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度 B.小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度 C.小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度 D.小齿轮齿面硬度≤大齿轮齿面硬度 11、齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与（）无关。 A.模数m B.齿数z C.压力角α D.变位系数x ）
C.齿面接触疲劳强度 D.齿面接触静强度 二、填空题 1、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。 2、滚动轴承的基本额定寿命L h10是指_______________。 3、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是______________、______________和_______________。 4、带传动中，带每转一周受____________应力、_________应力和________应力作用，最大应力发生在 ________________。 三、简要回答以下问题 1、什么是带传动的弹性滑动现象？(本小题3分) 2、试写出一维雷诺方程表达式，并说明其中各符号的含义。(本小题4分) 3、试写出轴承代号7416E/p4的意义。(本小题4分) 或1、6209 2、7311AC/P4/DF 3、30420/P2/DB 4、N220/P5 4、说明闭式蜗杆传动的主要实效形式及设计准则。(本小题4分) 三、计算题（共30分） 1、.图示托架受铅垂力F （N ），托架与托体之间的摩擦系数为μs,,可靠系数Kf=1,螺栓与被联接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为[σ]，按步骤列出螺栓根径d1的计算式。（14分） 2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷N F R 5400=，N F A 2700=n=1250r/min ，运转时有轻微冲击 1 .1=p f ，试计算这对轴承当量动载荷p 和寿命L10h 。轴承参数：d=20mm ； N C r 305000=； N C r 28200=；35.0=e ；Fa/Fr ≤e ，x=1，y=0；Fa/Fr>e ，x=0.4，y=1.7，[注： ) 2/(Y F F r s =] (本题16分)
第七章轴承的设计及校核 7.1轴承种类的选择 查《机械设计课程设计手册》第二版吴宗泽罗圣国主编高等教育出版社出版P62 滚动轴承由于采用两端固定，采用深沟球轴承。型号为6303和6300。 7.2深沟球轴承结构 深沟球轴承一般由一对套圈，一组保持架，一组钢球组成。其结构简单，使用方便，是生产最普遍，应用最广泛的一类轴承。 该类轴承主要用来承受径向负荷，但也可承受一定量的任一方向的轴向负荷。当在一定范围内，加大轴承的径向游隙，此种轴承具有角接触轴承的性质，还可以承受较大的轴向负荷。 深沟球轴承装在轴上以后，可使轴或外壳的轴向位移限制在轴承的径向游隙范围内。同时，当外壳孔和轴（或外圈对内圈）相对有倾斜时，（不超过8~—16~根据游隙确定）仍然可以正常地工作，然而，既有倾斜存在，就必然要降低轴承的使用寿命。 深沟球轴承与其它类型相同尺寸的轴承相比，摩擦损失最小，极限转速较高。在转速较高不宜采用推力球轴承的情况下，可用此类轴承承受纯轴向负荷。如若提高其制造精度，并采用胶木、青铜、硬铝等材质的实体保持架，其转速还可提高。
深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大、应用范围最广的一类轴承，主要用以承受径向负荷。当轴承的径向游隙加大时，具有角接触球轴承的性能，不承受加大的轴向负荷。此类轴承摩擦系数小，震动、噪声低,极限转速高。不耐冲击，不适宜承受较重负荷。 深沟球轴承一般采用钢板冲压浪形保持架，也可采用工程塑料、铜制实体保持架。密封轴承内部根据不同的使用环境可添加相应的轴承专用润滑脂。 可大批量的生产外径小于260mm的普通级深沟球轴承。应用于各类汽车的变速箱、发动机、水泵等部位，并适合其它各种机械上采用。根据用户的要求，可制造高级精度（P6、P5、P4级），各种游隙组别，特殊振动，噪声要求（Z1、Z2或V1、V2）的深沟球轴承。 A.深沟球轴承60000型； B.外围有止动槽的深沟球轴承60000-N型； C.一面带防尘盖的深沟球轴承60000-Z型，两面带防尘盖的60000-2Z型； D.一面带防尘圈（接触式）的深沟球轴承60000-RS型，两面接触密封60000-2RS型； E.一面带密封圈（非接触式）的深沟球轴承60000-RZ型，两面非接触式的深沟球轴承60000-2RS型； F.双列深沟球轴承40000型； G.有装球缺口的深沟球轴承200、300型或200V、300V型。 7.3轴承计算 高速轴轴承 Ft1=1095N Fa2=Fr1tanαsinδ1=370N