A卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之 锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900 。压力角（传动角）越小（越大）， 机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？
《机械设计基础》 第1章机械设计概论 复习重点 1. 机械零件常见的失效形式 2. 机械设计中，主要的设计准则 习题 1-1 机械零件常见的失效形式有哪些？ 1-2 在机械设计中，主要的设计准则有哪些？ 1-3 在机械设计中，选用材料的依据是什么？ 第2章润滑与密封概述 复习重点 1. 摩擦的四种状态 2. 常用润滑剂的性能 习题 2-1 摩擦可分哪几类？各有何特点？ 2-2 润滑剂的作用是什麽？常用润滑剂有几类？ 第3章平面机构的结构分析 复习重点 1、机构及运动副的概念 2、自由度计算 平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。 3.1 运动副及其分类 运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动） 按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。 3.2 平面机构自由度的计算 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为 F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。 例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。 解由其机构运动简图不难看出，该 机构有3个活动构件，n=3；包含4个转 动副，P L=4；没有高副，P H=0。因此， 由式(1-1)得该机构自由度为 F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1
《机械设计基础》 实 验 指 导 书 《机械设计基础》课题组编 景德镇陶瓷学院机电学院机设教研室2006年5月 目录 实验一:机构和机械传动的陈列演示 实验二、低碳钢拉伸时力学性能的测定实验三、平面机构运动简图测绘 实验四、渐开线齿廓的范成实验 实验五、减速器的拆装 实验六、渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定实验七、轴系结构组合设计 实验八、机械传动测试实验 实验九、回转体动平衡实验
实验一:机构和机械传动的陈列演示 一、实验目的 1、“机械基础”是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课,主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法,是一门实践性很强的课程。学生在学习这门课程中必须做到理论联系实际。通过本实验学生可以初步了解机构及机械零件的组成,建立一定的工程背景知识。 2、通过本实验使学生更具体的了解本课程的具体内容,初步了解平面机构和机械传动及通用零部件结构特点、组成、运动和传动特点。 3、增加学生的感性认识,培养他们对机械基础课程学习的兴趣,使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。 二、实验步骤 1、实验室有两种模型陈列柜:一组为机械原理部分,另一组为机械设计部分。首先让同学观看机械原理部分(平面机构的结构、组成、运动特点,然后观看机械传动部分。实验时让平面机构和机械传动动起来,老师对每一部分进行介绍。 2、观看通用零部件。因每种零部件上都有说明。所以这一部分可以采取教师介绍的方法和同学自己观看的办法,让学生初步了解各种通用零部件的结构特点及用处。 三、实验设备 模型陈列柜,分机械原理部分和机械设计部分。 机械原理部分有:
第一章平面机构的自由度和速度分析1-1至1-4绘制出下图机构的机构运动简图 答案：
1-5至1-12指出下图机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度。
1-5解 滚子是局部自由度，去掉 n=6 p 8l = p 1h = F=3×6-2×8-1=1 1-6解 滚子是局部自由度，去掉 n 8= 11l P = 1h P = F=3×8-2×11-1=1 1-7解 n 8= 11l P = 0h P = F=3×8-2×11=2 1-8解n 6= 8l P = 1h P = F=3×6-2×8-1=1 1-9解 滚子是局部自由度，去掉 n 4= 4l P = 2h P = F=3×4-2×4-2=2 1-10解 滚子时局部自由度，去掉右端三杆组成的转动副，复合铰链下端两构件组成的移动副，去掉一个. n 9= 12l P = 2h P = F=3×9-2×12-2=1
1-11解最下面齿轮、系杆和机架组成复合铰链 n 4= 4l P = 2h P = F=3×4-2×4-2=2 1-12解 n 3= 3l P = 0h P = F=3×3-2×3=3 第2章 平面连杆机构 2-1 试根据2-1所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （a ）40+110<90+70 以最短的做机架，时双曲柄机构，A B 整转副 （b ）45+120<100+70 以最短杆相邻杆作机架，是曲柄摇杆机构，A B 整转副 （c ）60+100>70+62 不存在整转副 是双摇杆机构 （d ）50+100<90+70 以最短杆相对杆作机架，双摇杆机构 C D 摆转副 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。
机械设计基础A卷试题及 答案 It was last revised on January 2, 2021
东北农业大学成人教育学院考试题签 机械设计基础（A） 一、填空（每小题2分，共20分） 1.运动副是指能使两构件之间既能保持_____接触，而又能产生一定的形式相对运 动的_______。 2.在_______机构中，如果将_______杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均 为摇杆，即是双摇杆机构。 3.平面连杆机构当行程速比K________时，机构就具有急回特性。 4. 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为__________，曲柄为_________ _。 5.凸轮机构能使从动杆按照_____________实现各种复杂的运动。 6.轴承70211AC/P5的含义是______________________________________________ _。 7.阿基米德蜗杆的轴面齿廓为______________，在中间平面内它和蜗轮的啮合犹如 ________________________________________________________________。 8.滚子链的接头有________________和_________________________两种。
9.由于渐开线齿轮的传动比等于_________，所以即使两轮的安装中心距略有偏 差，也不影响两轮的传动比。 10.分度圆上的压力角等于____________，摸数取的是____________值，齿厚和齿 槽宽____________的齿轮，称为标准齿轮。 二、判断（每小题2分，共16分） 1．机构都是可动的。（） 2．通过离合器联接的两轴可在工作中随时分离。（） 3．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就有曲柄。（） 4．凸轮转速的高低，影响从动杆的运动规律。（） 5．外啮合槽轮机构，槽轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。 （） 6．在任意圆周上，相邻两轮齿同侧渐开线间的距离，称为该圆上的齿距。 （） 7．同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进行加工。（） 8．只有轴头上才有键槽。（）
机械设计基础重点总结 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
《机械设计基础》课程重点总结 绪论 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。 原动机：将其他形式能量转换为机械能的机器。 工作机：利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器。 机器主要由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分四个基本部分组成，它的主体部分是由机构组成。 机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。 机构与机器的区别：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统外，还含电器、液压等其他装置；机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。 零件是制造的单元，构件是运动的单元，一部机器可包含一个或若干个机构，同一个机构可以组成不同的机器。 机械零件可以分为通用零件和专用零件。 机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构；构件相对参考系的独立运动 称为自由度；所以一个作平面运动的自由机构具有三个自由度。 2.运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。两构件通过面接触组成的运 动副称为低副；平面机构中的低副有移动副和转动副；两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副； 3.绘制平面机构运动简图；P8 4.机构自由度计算公式：F=3n-2P l -P H 机构的自由度也是机构相对机架具有的独立运动 的数目。原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；机构具有确定的运动的条件是：机构自由度F > 0,且F等于原动件数 5.计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动 副相连接（图1-13）（2）局部自由度：一种与输出构件运动无关的的自由度，如凸轮滚子（3）虚约束：重复而对机构不起限制作用的约束 P13（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束。 6.自由度的计算步骤：1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度；2）指出活动构件、低 副、高副；3）计算自由度；4）指出构件有没有确定的运动。 7.发生相对运动的任意两构件间都有一个瞬心。瞬心数计算公式：N=K(K-1)/2 三心定 理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。 第二章平面连杆机构 1.平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面 低副机构；最简单的平面连杆机构由四个构件组成，称为平面四杆机构。按所含移动副数目的不同，可分为：全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。 2.铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构；机构的固定构件称为机架，与机 架用转动副相连接的构件称为连架杆，不与机架直接相连的构件称为连杆；整转副：
《机械设计基础》实验指导书 二O一五年五月
目录 目录 (2) 实验一机构认知实验 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验方法 (3) 三、实验内容 (3) 四、实验要求 (5) 五、实验报告 (5) 实验二机构运动简图的测绘及分析 (6) 一、实验目的 (6) 二、实验设备和工具 (6) 三、实验原理 (6) 四、实验方法与步骤 (6) 1、观察机构的运动，弄清构件的数目 (6) 2、判别运动副类型 (6) 3、合理选择视图 (6) 4、画出机构运动简图的草图，计算机构的自由度 (7) 5、画正式的机构运动简图 (7) 五、实验报告 (7) 实验三渐开线齿廓的范成实验 (10) 一、实验目的 (10) 二、实验设备和用具 (10) 三、实验原理 (10) 四、实验步骤 (11) 五、实验报告： (12) 实验四机械零件认识实验 (15) 一、实验目的 (15) 二、实验方法 (15) 三、实验内容 (15) 四、实验要求 (17) 五、实验步骤 (17) 六、实验报告 (18) 七、思考题 (18) 实验五标准直齿圆柱齿轮参数的测定 (19) 一、实验目的： (19) 二、实验设备和工具： (19) 三、实验方法： (19) 四、实验步骤： (20) 五、实验报告： (20)
实验一机构认知实验 一、实验目的 1、初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例，以便对所学理论知识产生一定的感性认识。 2、分析常用机构基本构造及原理，了解常用机构的实际使用情况。 二、实验方法 通过观察所展示的各种常用机构的模型，增强学生对机构与机器的感性认识。实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考；学生通过观察，对常用机构的结构、类型、特点有一定的了解；以便对学习《机械原理》课程产生一定的兴趣。 三、实验内容 观摩陈列机构包括：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、棘轮机构、齿轮间歇机构、空间机构以及其他教学模型等。陈列了大多数常用的机构，要求对相应的机构进行了结构和基本受力分析，对连接和安装的基本方法的作简要说明，有些常用的机构还给出了简单的应用举例。 通过本实验的观摩，学生可以对照书本所学的基本内容，初步领会机械原理的一些常用机构的基本设计与应用原理，从而达到举一反三的教学目的，对其所学的课本理论知识进一步巩固和深化。 （一）对机器的认识 通过对实物模型和机构的观察，学生可以认识到：机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。所以只要掌握各种机构的运动特性，再去研究任何机器的特性就不困难了。在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形成的可动连接及运动特征来命名的。如：高副、低副、转动副、移动副等。（二）平面四杆机构 平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类：即铰链四杆机构，单移动副机构，双移动副机构。 1．铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连
一、是非题 1、 蜗杆传动比122112d d n n i == ( × ) 2、 对于刚性转子，满足动平衡，必然满足静平衡。 (√ ) 3、 尺寸越小的一对渐开线标准齿轮越容易发生根切。 (× ) 4、 渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是21b b P P = (√ ) 5、 周转轮系的转化机构是相对系杆的定轴轮系。 (√ ) 6、 一般参数的闭式齿轮传动的主要失效形式是点烛 。 (√ ) 7、 铰制孔用螺栓只能承受横向载荷和扭矩。 (√ ) 8、 V 带传动中其它条件相同时，小带轮包角愈大，承载能力愈大。 (√ ) 9、 滚动轴承所受的当量动载荷超过其基本额定动载荷，就会发生破坏。(× ) 10、 轴的计算弯矩最大处可能是危险截面，必须进行强度校核。 (× ) 二、 填空题 １． 一紧螺栓的性能等级为3.6，则该螺栓中的抗拉强度极限σB ＝__300MPa___、 屈服极限σs ＝__180MPa__。 ２． 带传动在工作过程中，带内所受的应力有__σ1_、_σb__和__σc_， 最大应力[σ]max =_σ1_+σb_+_σc__，发生在__紧边与小带轮相切处___。 ３． 齿轮传动的主要失效形式有__点蚀__、__断齿___、_胶合___、_磨损__。 ４． 当_基本额定寿命=106__时，轴承所能承受的载荷，称为基本额定动载荷。 ５． 工作时只承受弯矩、不传递转矩的轴称为_转轴__。 ６． 外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：m 1= m 2= m;α1=α2=α;β1=-β2。 ７． 平面相对运动的两个构件的速度瞬心12P 的含义_该点的绝对速度相等_。 ８． 凸轮轮廓的形状是由_从动件的运动规律_决定的。 ９． 凸轮机构从动件按__等速__运动规律将产生__刚性_冲击，按 __简谐__运动规律将产生___柔性___冲击。
《 机械设计基础 》试卷第1页（共6页） 《 机械设计基础 》 试卷第2页（共6页） XX 学院2014年1月院考试A 卷 机械设计基础 考试专业：08数控专业 考试时间：100分钟 一．填空题（每小题1分,共15分） １．平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 。 ２．在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为 。 ３．在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮便得到单方向 转动。 ４．滚子链传动中，链节距越 ，传递的功率越大。 ５．带动传动中，带轮直径越小，带的弯曲应力就越 。 ６．用范成法切制正常齿标准齿轮时，产生根切与否取决于被切齿轮的 。 7．带传动的主要失效形式是 和打滑。 8．工作时既承受弯矩又 传递转矩的轴叫 轴。 9．初步估算阶梯轴的最小直径，通常按 强度进行计算。 10．键的截面尺寸通常是根据 按标准选择的。 11．滚动轴承中，代号为6116的轴承，其内径为 。 12．普通平键的工作面是 面。 13．斜齿圆柱齿轮以 模数为标准模数。 14．为了不产生过大的轴向力，在斜齿轮的基本参数中， 不宜过大。 15．根据滑动轴承工作时的润滑状态不同， 可分为不完全液体润滑滑动轴承和 滑 动轴承。 二．选择题 （每小题2分 共30分） 1．当机构中主动件数目（ ）机构自由度数时，该机构具有确定的相对运动。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、大于或等于 2．一对标准齿轮啮合传动时，其啮合角（ ）其分度圆压力角。 A 、大于 B 、等于 C 、小于 D 、可能等于，也可能大于 3．欲保证一对直齿圆柱齿轮连续传动，其重合度ε应满足（ ）条件。 A 、ε=1 B 、1 ＞ε＞0 C 、ε＞1 D 、ε≥1 4．（ ）是带传动中所固有的物理现象，是不可避免的。 A 、打滑 B 、松驰 C 、弹性滑动 D 、疲劳破坏 5．在标准直齿外啮合圆柱齿轮传动中，齿形系数Y Fa 只取决于（ ）。 A 、齿形 B 、模数 C 、精度 D 、材料 6．键的长度主要根据（ ）从标准选定。 A 、传递功率的大小 B 、传递转矩的大小 C 、轮毂的长度 D 、轴的直径 7．对于螺旋转动来说，其传动效率η与螺旋升角ψ及当量摩擦角λV 有关，下述说法中正确的是（ ）。 A 、ψ越大，η越高 B 、ψ越小，η越高 C 、λV 越大，η越高 D 、λV 越小，η越低 8．当铰链四杆机构各杆长度的关系为：L AB =L BC =L AD ＜L CD （AD 为机架），则该机构是（ ）。 A 、曲柄摇杆机构 B 、双曲柄机构 C 、双摇杆机构 D 、转动导杆机构 9．型号为6315的滚动轴承，其内径是（ ）。 A 、15mm B 、60mm C 、75mm D 、90mm 10．在下列联轴器中，属于刚性联轴器的是（ ）。 A 、万向联轴器 B 、齿式联轴器 C 、弹性柱销联轴器 D 、凸缘联轴器 11．型号为7310的滚动轴承，其类型名称为（ ）。 A 、深沟球轴承 B 、调心球轴承 C 、滚针轴承 D 、角接触球轴承 12．选择齿轮精度的主要依据是齿轮的（ ）。 A 、圆周速度 B 、转速 C 、传递功率 D 、传递扭矩 13．选择蜗杆材料通常根据蜗杆的传动的（ ）。 A 、传动功率 B 、滑动速度 C 、传动比 D 、效率 座位号和姓名务必正确清楚填写。因填写错误或不清楚造成不良后果的，均由本人负责；如故意涂改、乱 答 题 请 勿 超 过 此 密 封 线 ， 否 则 视 为 无 效 。
《机械设计基础》实验 实验归属：课内实验 课程编码：0BH01207 课程性质：专业基础课 实验学时：8 适用专业：工业工程 一、实验教学的地位、任务及作用 实验教学是本课程教学体系的重要组成部分，是对学生进行科学试验训练、使学生对所学理论知识强化音响、深化理解并从中传授实用仪器设备、探索试验科学理论的基本方法。实验与工程实践教学，是培养学生实践能力和创新能力，提高学生综合素质的重要环节。 二、实验教学的目的及学生应达到的实验能力标准 通过实验课使学生获得实验技能和科研能力的基本训练，提高学生观察分析事物和动手解决问题的能力，使学生养成实事求是和严肃认真的科学作风，巩固、深化和验证课堂教学中掌握的机械设计基本理论和方法。 三、实验内容及基本要求 序号 实验项目名称 学 时 实验内容与要求 必开 / 选开 1 机构运动简图绘 制与结构认识实 验 2 绘制插齿机、小型冲床、油泵模型、摆动导杆机构、内燃机模型、 缝纫机的机针机构、缝纫机的脚踏驱动机构、缝鞋机的机针机构、 机车驱动机构等机构的机构运动简图，并计算自由度，分析机构 的运动，机构的组成，了解组成机构需要的各种结构。 必开 2 渐开线齿轮范成 实验 2 在一张图上，一半画标准齿轮的范成图，另一半画变位齿轮的范 成图；并计算所画的标准齿轮和变位齿轮的基本参数，并分析实 验结果。 必开 3 带传动实验 2 测定带传动主、从动轮的转速n1、n2，测定带传动主、从动轮的 转转矩T1、T2，绘制带传动的滑动率和效率随带传动负载的变化 测定带传动主、从动轮的转速曲线，分析带传动的涨紧力对这些 曲线的影响。 必开 4 轴系结构测绘与 分析实验 2 分析和测绘轴系模型，明确轴系结构设计需要满足的要求（固定 与定位要求，装拆要求，调整要求，加工工艺性要求等），画两种 轴系的结构装配图。 必开四、主要设备与器材配置 主要设备有用于测绘与分析的机构25个：缝纫机，插齿机，抛光机，牛头刨床，颚式 破碎机，机械手腕部机构，制动机构，急回简易冲床，步进输送机，假支膝关节机构，装订 机机构，铆机机构等；齿轮范成仪10个；插齿演示机一台 ；用于齿轮参数的测定与分析的 齿轮啮合对12个；机构运动参数测定实验台两台；机械原理陈列柜一套；带传动实验机三 台；拆装减速器8种：单级直齿圆柱齿轮减速器，单级斜齿圆柱齿轮减速器，单级直齿圆锥 齿轮减速器，双级同轴式圆柱齿轮减速器，双级展开式圆柱齿轮减速器，双级分流式圆柱齿
机械设计基础复习题（一） 一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号× 1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。( ) 4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。( ) 5．带传动中，打滑现象是不可避免的。( ) 6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。( ) 8．平键的工作面是两个侧面。( ) 9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（） 11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。( ) 13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。( ) 15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。( ) 16．周转轮系的自由度一定为1。( ) 17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。( ) 19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。( ) 20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( ) 二、填空题 1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。 2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为 。 3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的 加以限制。 4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。 10．带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，而小齿轮采用处理。
广东工业大学试卷用纸，共 页，第 页 学 院 ： 专 业： 学 号： 姓 名 ： 装 订 线 广东工业大学考试试卷 ( A ) 课程名称: 机械设计基础 考试时间: 第 16 周星期 二 ( 12 月 19日) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 评分人 一、单项选择题（每题2分，共40分） 1. B 是运动的单元， 是制造的单元。 A. 机构 构件 B. 构件 零件 C. 零件 构件 D. 机械 机构 2.下列运动副属于低副的有 A 。 A. 移动副 转动副 B. 移动副 螺旋副 C. 移动副 球面副 D. 螺旋副 转动副 3.下列机构中， B 具有急回特性。 A. 曲柄摇杆机构（摇杆为原动件） B. 偏置曲柄滑块机构（曲柄为原动件） B. 对心曲柄滑块机构（曲柄为原动件） D. 转动导杆机构（曲柄为原动件） 4.凸轮机构中，从动件的运动必然包括有如下 C 运动过程。 A. 推程、远休止、回程 B. 推程、回程、近休止 C. 推程、回程 D. 远休止、近休止 5.从动件的常用运动规律有等速运动、等加速等减速运动和摆线运动，这三种运动依次发生什么样的冲击? A A. 刚性冲击 柔性冲击 既没有刚性冲击，也没有柔性冲击 B. 柔性冲击 刚性冲击 既没有刚性冲击，也没有柔性冲击 C. 既没有刚性冲击，也没有柔性冲击 刚性冲击 柔性冲击 D. 柔性冲击 既没有刚性冲击，也没有柔性冲击 刚性冲击 6.下列机构属于间歇运动机构的有 A 。 A. 槽轮机构 棘轮机构 B. 槽轮机构 齿轮机构 C. 不完全齿轮机构 凸轮机构 D. 棘轮机构 带轮机构 7.下列螺纹中，主要用于联接的有 A 。 A.三角形螺纹 B.管螺纹 C. 矩形螺纹 D. 锯齿形螺纹 8.下列螺纹中，没有标准化的螺纹有 C 。 A.三角形螺纹 B.管螺纹 C. 矩形螺纹 D. 锯齿形螺纹 9.普通螺纹的牙型角α为 A ，管螺纹的牙型角α为 。 A. 55° 60° B.50° 45° C. 60° 50° D. 60° 55°
n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =
机械设计基础实验指导书
目录 实验一机构运动简图绘制 (1) 实验二齿轮范成原理 (2) 实验三带传动实验 (3) 实验四齿轮效率实验 (6) 实验五减速器拆装 (9) 实验报告一 (10) 实验报告二 (11) 实验报告三 (12) 实验报告四 (14) 实验报告五 (15)
实验一 机构运动简图的测绘和分析 一.实验目的 1. 学会根据实际机构或模型的构造测绘机构运动简图的技能。 2. 通过实验进一步理解机构的组成和机构自由度的意义及其计算方法。 二.实验设备 1. 机械实物及机械模型。 2. 钢板尺，游标卡尺，内、外卡尺。 3. 三角板，铅笔，橡皮，草稿纸等（自备）。 三.原理和方法 1. 原理 机构运动的性质与机构中构件的数目和运动副的类型、数目、相对位置有关。因此画机构运动简图时，应以规定的符号代表运动副，并以一定的比例尺按实际尺寸定出运动副间的相对位置，用尽可能简单的线条表示机构中各构件。这种用比例尺绘出的机构简单图形称为机构运动简图，若不按比例尺绘出，则称为机构示意图。 2. 测绘方法 ⑴缓慢驱动被测机构，仔细观察各构件的运动，分清各运动单元，从而确定机构构件的数目。 ⑵根据相连接两构件的接触情况及相对运动性质，确定各运动副的类型。 ⑶在草稿纸上绘出机构示意图。用1,2,3…依次标注各构件，用A,B,C …分别标注各运动副，在原动件上标出表示运动方向的箭头。 ⑷测量与机构运动有关的尺寸，并标注在草图上。 ⑸选长度比例尺图示长度实际长度=μ （m/mm ）。在实验报告纸上画出机构运动 简图。
实验二 齿轮范成原理 一.实验目的 1. 掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓曲线的形成。 2. 了解渐开线齿轮的根切现象和齿顶变尖现象，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。 二.实验设备与工具 1. 齿轮范成仪，剪刀，绘图纸 齿轮范成仪基本参数：25.0120mm 20**a ==?==c h m ，，，α，被加工齿轮齿数z =10。 2. 同学自备：圆规，三角板，铅笔，橡皮，计算工具。 三.原理和方法 范成法是应用一对共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮齿廓的。实验时，齿条代表切削刀具，齿条节线与被加工齿轮的分度圆做纯滚动。这样，刀具刀刃各位置的包络线即为被加工齿轮的齿廓。由于刀刃是齿条型直线（相当于基圆半径无穷大的渐开线），所以包络出的齿廓必为渐开线。 当齿条中线与被加工齿轮分度圆相切并作纯滚动时，所加工的为标准齿轮；如果是齿条中线的一条平行线与被加工齿轮分度圆相切并作纯滚动时，所加工的为变位齿轮。 四.实验步骤 1. 根据齿条刀具的基本参数和被加工齿轮的齿数以及变位系数计算出标准齿轮和变位齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径和基圆直径，并画在绘图纸上。 2. 将图纸固定在齿轮范成仪的圆盘上，对准中心，调节刀具中心线与齿轮毛坯分度圆相切，制作标准齿轮。开始时将刀具推向最右边，然后将溜板慢慢向左移动。每移动一定距离，在代表齿轮毛坯的图纸上用铅笔描下刀具的刀刃位置，直到形成三个完整的齿形为止。 3. 使刀具离开轮坯中心线，移动xm 毫米（=0.4×20），再用上法推出三个变位齿轮的齿形。
练习题 绪论，机械零件强度 1．机械设计课程研究的对象只限于____________。 （1）专用零件和部件 （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．根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计，称为 设计 （1）经验 （2）理论 （3）模型实验 3．下列四种叙述中__________是正确的。 （1）变应力只能由变载荷产生 （2）静载荷不能产生变应力 （3）变应力是由静载荷产生的 （4）变应力可能由变载荷产生的，也可能由静载荷产生 4．进行材料的疲劳强度计算时，极限应力应为取其_____。 （1）屈服极限 （2）疲劳极限 （3）强度极限 （4）弹性极限 5．零件的计算安全系数为___________之比。 （1）零件的极限应力与许用应力 （2）零件的极限应力与零件的工作应力（3）零件的工作应力与许用应力（4）零件的工作应力与零件的极限应力 6．机械零件的强度条件可以写成___________。 （1）σ≤[σ]，或Sca ≤S （2） σ≥[σ]，或Sca ≥S ， （3） σ≤[σ]，]或Sca ≥S , （4） σ≥[σ]，或Sca ≤S 7． ________＝0的应力为对称循环变应力。 （1） a σ （2） m σ （3） m ax σ （4） min σ 8. 影响零件疲劳强度的主要因素k σ、εσ、βσ分别表示与______等因素有关。 （1）零件加工方法、应力集中、过载状态（2） 零件应力循环特性、应力集中、加载状态 （3） 零件应力集中、绝对尺寸、表面状态 （4） 零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。 连接 1.在常用的螺纹中，传动效率最高的螺纹是________。 （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹 2. 在常用的连接螺纹中，自锁性能最好的螺纹是__________。 （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹 3.___________螺纹最适合联接螺纹。 (1）矩形 （2）锯齿形 （3）.梯形 （4）普通 4 当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。 （1）螺栓连接 （2）螺钉连接 （3）双头螺柱连接 （4）紧定螺钉连接 5.紧连接中，被连接件结合面间不用垫片或采用硬垫片的目的是为了增大 。 （1）螺栓的刚度 （2） 被连接件刚度 （3）螺栓的相对刚度 6. 有一气缸盖螺栓连接，若气缸内气体压力在0～2MPa 之间循环变化，则螺栓受__________作用。 （1）对称循环变应力 （2）脉动循环变应力 （3）非对称循环变应力 7.被联接件受横向载荷作用时，若采用一组普通螺栓联接，则载荷靠__________来传递。
合肥学院20 13至20 14 学年第1 学期机械设计基础课程考试（A ）卷 化工系系11 级无机非专业学号姓名题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分
阅卷 得分 一、填空题(14×2=28分) 1、常用机械设计准则 。 机械传动形式。 齿轮传动的失效方式。 4、滚动轴承的主要失效形式。 5、螺纹连接种类。 6、弹簧的制造方法。 7、带传动的张紧装置。 8、轴的材料主要采用。 9、常用的润滑剂可分为。 10、齿轮传动设计主要参数。 11、弹簧的类型。 12、常用的轴毂连接是。 13、带传动的组成。 14、传动系统设计中的两大类参数。 得分 二、选择题(15×2=30分) 1 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 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
3 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是________。 (1) 三角形螺纹(2) 梯形螺纹(3) 锯齿形螺纹(4) 矩形螺纹 4 当两个被联接件不太厚时，宜采用________。 (1) 双头螺柱联接(2) 螺栓联接(3) 螺钉联接(4) 紧定螺钉联接 5 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装时，往往采用______。 (1) 螺栓联接(2) 螺钉联接(3) 双头螺柱联接(4) 紧定螺钉联接 6 带传动采用张紧装置的目的是____。 (1) 减轻带的弹性滑动(2) 提高带的寿命(3) 改变带的运动方向(4) 调节带的预 紧力 7 设计链传动时，链节数最好取______。 (1) 偶数(2) 奇数(3) 质数(4) 链轮齿数的整数倍 8 链传动设计中，当载荷大，中心距小，传动比大时，宜选用_____。 (1) 大节距单排练(2) 小节距多排练 (3) 小节距单排练(3) 大节距多排练 9 链传动的张紧轮应装在_____。 (1) 靠近主动轮的松边上(2) 靠近主动轮的紧边上 (3) 靠近从动轮的松边上(4) 靠近从动轮的紧边上 10 链传动人工润滑时，润滑油应加在______。 (1) 紧边上(2) 链条和链论啮合处(3) 松边上 11 在机械传动中，传动效率高，结构紧凑，功率和速度适用范围最广的是______。 (1) 带传动(2) 摩擦轮传动(3) 链传动(4) 齿轮传动 12 要实现两平行轴之间的传动，可采用____。 (1) 圆柱齿轮传动(2)直齿锥齿轮传动(3)准双曲面齿轮传动 (4) 曲线齿锥齿轮传动 13 要实现两相交轴之间的传动，可采用____。 (1) 圆柱直齿轮传动(2)圆柱斜齿轮传动(3)直齿锥齿轮传动(4) 准双曲面齿轮传动 14 一般参数的闭式软齿面齿轮传动主要失效形式是______。 (1)齿面点蚀(2)软齿折断(3)齿面磨粒磨损(4)齿面胶合 15 深沟球轴承，内径100mm，宽度系列O，直径系列2，公差等级为O级，游隙O组，其代号为_____。 (1) 60220 (2) 6220/PO (3) 60220/PO (4) 6220 得分 三、简答题(3×8=24分) 简述轴的结构设计的基本要求。 提高螺纹连接强度的措施有哪些？ 3、简述机械设计创新基本原理。 得分 四、计算题(1×18=18分)