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力 分 析
3.15 在图示的曲柄滑块机构中，设已知机构的尺寸（包括轴颈的直径），各轴颈的当量摩擦系数v f ，滑块与导路之间的摩擦系数f 及驱动力F （回行时力F 的方向向右）。
设从动件1上的阻力矩为M 。
若不计各构件的质量，求 45=θ、 135、 225和
315时，各运动副中总反力的作用线。
题3.15图 解 根据已知条件可确定转动副处的摩擦圆和移动副处的摩擦角，进而可确定各运动副中总反力的作用线，如下图所示。
3.20 在图示偏心圆盘凸轮机构中，凸轮作匀速逆时针回转。
已知各构件尺寸、作用在从动件上点D 的有效阻力Q F 、转动副A 和C 的轴颈直径和当量摩擦系数；平面高副B 处设为滑动摩擦，摩擦系数亦为已知。
若凸轮惯性力1F 的大小等于2/Q F ，且不计重力及其他构件的惯性力。
试求机构在图示位置时各运动副的反力和应加于凸轮轴上的平衡力矩。
题3.20图
解 (1) 如下图所示，构件2受三个力作用，三力汇交于一点。
由力平衡方程01232
=++Q R R F F F 作
力多边形，可求得12R F 及32R F 。
(2) 以构件1为示力体，可得 012131=++F F F R R
作力多边形，可求得31R F 的大小和方向。
根据构件1的运动方向，即能确定31R F 的作用线位置，如图所示。
由0=∑A M ，可得加于凸轮轴上的平衡力矩A R R b F h F M ρ3121+=。
东南大学机械工程系学生校外毕业设计的补充规定一1.学生外出毕业设计必须在毕业设计开始前1个月提交申请。
申请内容包括：对方单位名称、外方指导教师姓名与职称、联系方式，对方单位为毕业设计所选的题目、主要内容、拟达到的目标，经系里组织有关老师对上述内容审查通过后方可办理有关手续。
2.学生办好外出毕业设计手续、赴相关单位后，其所在单位应为学生顺利完成毕业设计提供相关的技术支持与配套设施，学生在外的安全也应由所在单位负责。
3.学科组负责为每位学生指定在校内的指导教师，校内指导教师必须建立与校外指导教师的沟通渠道，对学生进行监督。
4.学生必须每两周以信件、电话、电子邮件等形式向校内指导教师汇报工作情况，并在规定的时间内返校参加学校组织的中期检查。
如果在同一单位进行毕业设计学生的人数多于5人，学校可以派教师前往毕业设计所在单位进行中期检查，教师差旅和食宿费由所在单位负责。
5.学生必须按期回校参加毕业设计答辩。
校外指导教师应当对学生在毕业设计期间的业务和其它方面表现进行评价，作为学生毕业设计成绩的重要依据。
6.对于校内指导教师（或班主任或辅导员）认为不宜外出毕业设计的学生，经系分管主任批准，可以取消其外出毕业设计的资格。
7.由于违反以上规定所造成的后果由相关责任人负责。
东南大学机械工程系2002年1月东南大学机械工程系学生校外毕业设计的补充规定二：具体要求1.开题报告必须于4月6日前完成开题报告（包括口头、书面两种形式），并及时返回书面材料。
2.外文资料翻译将外文资料翻译稿与原文装订成册后，与开题报告书面材料一起寄回。
3.中期检查将检查表格填好后于4月27日之前寄至各自的指导老师处，同时写一份前期工作的总结报告，要求包括课题难度、进度、能否如期完成等内容。
4.整理资料、撰写论文必须在6月11日前完成论文第一稿的撰写，然后带着论文第一稿与设计图纸等相关文件返校，继续完成毕业论文修改、定稿、评审、答辩与总结等工作。
一！不断有同学反馈说难点太多，复习起来困难重重，因此我又给大家指出了一些非重点，考的可能性不大，但并不是说一定不考，希望大家谨慎对待。
第二遍细致复习指南做了一些补充，请大家注意查看。
1第二章38页的公式2-2要会。
2第五章第二节到第九节都要看，共轭齿廓及其求法可以不看。
十一节十二节涉及不深，主要是旋转方向问题，放在轮系里面。
3第六章250页以后的内容如果感觉太难就放弃不要纠结，确实难度比真题大，真题会做即可。
6-5,6-6可以不看。
4第九章平面机构的力的分析+ 十一章机器的效率这两章放到一起是因为这两章向来是放在一起考察的。
也有可能放在凸轮等其他机构中考察。
考的话分值10-20分左右主要考点有摩擦角，当量摩擦角，摩擦圆，自锁，机械效率的计算，机构在考虑摩擦时受力方向，力的多边形。
第九章只看前三节看，重点是9-3第十一章404-413页全看，其他可以不看。
二！[机械原理]P516页例3-7为什么以C2为圆心以2倍Lab为半径的圆和以O'为圆心O'C1的长度为半径的圆的交点为E,则连接C2E交圆Ⅰ的交点为A点？回答AE+EC2=AC2，AC2-2AB=2AE=AC1，那么A点就是铰链中心。
习题解答中有证明。
三！[机械原理]课本p523 4-9凸轮题只提问该题中的摆动凸轮第（1）题，E点到F点凸轮转过的角度：分别连接FO,EO，所夹得角即为所求吗？这是求类似摆动凸轮转角的一般方法吗？第（5）题，最大压力角，“机架与导路垂直的位置，在这几个位置中做出压力角，比较得出”那么此题导路是？机架？2005年第四题凸轮题（2）凸轮行程行程指的是从动件垂直移动的距离，为什么不是从动件与凸轮相切沿法线上升的距离！这个题目是很重要的，2008,2010年都考到了相似的，不是很好做，希望你能看懂。
（1）不是你说的这样。
这个题可以用反转法，由于这个题含有滚子，画图很多不亦说清楚，所以我给你说说2008年第七题解法。
平衡一、填空题1、质量分布在____________ 内的静平衡刚性回转件一定是动平衡的。
2、质量分布不在同一回转面的静平衡刚性转子_____________ 是动平衡的。
3、达到动平衡的刚性转子__________ 是静平衡的。
4、刚性回转件的__________ 平衡的条件是分布于回转件上的各个质量的离心力的合力和合力偶矩均为零。
5、刚性回转件的_______ 平衡条件是其转动时分布于该回转件上各个质量的离心力的向量和等于零。
6、对于质量分布不在同一回转面内的动不平衡刚性回转件，必需选定 _______ 个平衡平面并分别加适当的平衡质量才可能达到动平衡。
7、达到静平衡的刚性回转件，其质心一定位于_____________ 上。
8、刚性回转件的__________ 平衡条件是该回转件的质心位于其回转轴线上。
二、计算题1、图示盘形回转件上存在三个偏置质量，已知m i =10kg，m2 = 15kg，m3 = 15kg , ri =50mm，r2 =100mm，r3 =100mm，设所有不平衡质量分布在同一回转平面内，问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡？解:m3r3 - m1r1 =15 100 -10 50 = 1000kg mm，m2r2 =15 100 = 1500kg mm ----------------- 5 分mb「b = 1000215002=1802.77kg mm J -tan 4(1500/100® =56.31 ——5 分，口 =140 mm ，r 2 =180mm ，（设挖去质量处的半径解：不平衡质径积 叶口 =210 kg mmm 2r 2 =144 kg mm ----------静平衡条件 m^ 亠m 2r 2 - m b r b =0 ---------- 2分解得 mb% =140 kg mm ------- 2 分 应加平衡质量 m b =140 /140 =1 kg —— 2分挖去的质量应在 m b r b 矢量的反方向，140 mm 处挖去1 kg 质量——2分2、图示盘状转子上有两个不平衡质量：m i =1.5 kg , m 2 =0.8 kg 相位如图。
轴一、单项选择题1、工作时既受弯矩、又传递转矩的轴，称为（）。
A. 心轴B. 转轴C. 传动轴D. 曲轴2、把轴做成阶梯轴，其主要目的是（）。
A. 便于轴上零件的装拆B. 保证等强度C. 为了节约金属D. 为加工方便3、轴环的作用是（）。
A. 作为轴加工时的测量基准B. 提高轴的强度C. 提高轴的刚度D. 使轴上零件获得轴向定位4、工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为（）。
A. 心轴B. 转轴C. 传动轴D. 光轴5、工作时以传递转矩为主，不承受弯矩或只承受很小弯矩的轴，称为（）。
A. 心轴B. 转轴C. 传动轴D. 光轴6、按受载情况看，自行车前轮的轴是（）。
A. 心轴B. 转轴C. 传动轴D. 挠性轴7、按受载情况看，自行车的中轴是（）。
A. 心轴B. 转轴C. 传动轴D. 挠性轴8、按受载情况看，火车乘客车厢的车轮轴，是（）。
A. 心轴B. 转轴C. 传动轴D. 挠性轴二、简答题1、轴的强度计算方法有哪几种？它们各适用于何种情况？轴的强度计算方法主要是两种：按扭转强度计算和按弯扭合成强度计算。
——2分按扭转强度计算——只需知道转矩大小，方法简便，但计算精度低。
它主要用于下列情况：传递转矩或以转矩为主的传动轴；对于弯矩尚不能确定的转轴，初步估算轴径，将其作为最小直径，以便进行结构设计；不重要的转轴的最终计算。
——2分按弯扭合成强度计算——适用前提：在轴结构设计后，轴的主要结构形状和尺寸、轴上零件的位置、外载荷和支反力的作用位置均已确定。
适用对象：同时受弯矩和转矩的转轴，仅受弯矩的心轴。
方法特点：同时考虑弯、扭，按强度理论进行合成，对轴的危险截面(即弯矩、扭矩大的截面)进行强度校核。
一般的轴用此方法已足够可靠。
——2分2、轴结构设计时，应考虑的主要内容有哪些？轴上零件的布置；零件在轴上的轴向定位和固定，零件在轴上的周向定位；轴结构的工艺性；提高轴强度的措施。
——6分3、轴上零件的轴向定位与固定方法主要有哪些？各有何特点？轴上零件轴向定位与固定的常用方法——轴肩和轴环，轴套(套筒) ，圆螺母，圆锥面，轴端挡板，弹性挡圈，锁紧挡圈、紧定螺钉等——6分4、轴上零件的周向固定方法主要有哪些？键，销，紧定螺钉，锥面，过盈配合等——6分三、结构改错题试指出图示轴系的结构错误。
机械设计基础答案及评分标准一、引言机械设计基础是机械工程学科的重要基础课程，涵盖了机械原理、材料力学、制图基础等多方面的知识。
为了帮助学生们更好地理解和掌握这门课程，我们特地整理了机械设计基础课程的答案及评分标准。
希望这些内容能对同学们的学习提供帮助。
二、答案部分1、什么是机械设计？其基本内容是什么？答：机械设计是研究机械产品和装备的设计、制造、维护和优化的过程。
基本内容包括方案设计、技术设计、施工设计三个阶段。
2、简述机械设计的基本原则。
答：机械设计的基本原则包括：实用性、可靠性、经济性、美观性。
3、什么是应力集中？如何避免或减小应力集中？答：应力集中是指物体在形状突变处产生的应力集中现象。
避免或减小应力集中的方法包括：改善零件的几何形状、合理选择材料、提高表面质量等。
4、简述材料力学的基本假设。
答：材料力学的基本假设包括：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。
5、说明什么是公差，公差的作用是什么？答：公差是指在机械零件制造过程中，为了满足使用要求，允许零件尺寸、形状和相对位置偏差的范围。
公差的作用是保证零件的互换性和使用性能。
6、什么是表面粗糙度？其对机械性能有何影响？答：表面粗糙度是指加工表面上的微观不平度。
表面粗糙度对机械性能的影响包括：影响耐磨性、影响配合性质、影响疲劳强度等。
7、简述润滑剂的作用和种类。
答：润滑剂的作用是降低摩擦表面的摩擦系数，减轻磨损。
常见的润滑剂种类包括润滑油、润滑脂、固体润滑剂等。
8、简述液压传动系统的基本组成及工作原理。
答：液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四部分组成。
工作原理是通过液压油的压力传递动力，实现执行元件的运动。
9、简述齿轮传动的特点及适用场合。
答：齿轮传动的特点是结构简单、传动效率高、工作可靠。
适用于大功率、高速度、重载和低速重载的场合。
10、简述蜗杆传动的特点及适用场合。
答：蜗杆传动的特点是传动比大、结构紧凑、传动平稳、无噪声。
关于公布《东南大学第八届机械设计竞赛》
结果的通知
全校各院（系）、团委、学生会
《东南大学第七届机械设计竞赛》于2010年9月11日在九龙湖校区机械楼举行。
共有36各作品报名参赛。
竞赛组委会从4月10日至6月4日对参赛学生进行培训。
最后共有16支队伍进入正式比赛。
经过专家认真评审，有1个作品3人获得一等奖，2个作品6人获得二等奖，3个作品9人获得三等奖，4个作品15人获得鼓励奖。
现将结果予以公布（见附件）。
附：《东南大学第八届机械设计竞赛》获奖名单
东南大学教务处
东南大学机械设计竞赛组委会
二零一零年十月八日
附件：
《东南大学第八届机械设计竞赛》获奖名单
东南大学教务处东南大学第八届机械设计竞赛组委会
2010年10月8日。
平衡
一、填空题
1、质量分布在___________内的静平衡刚性回转件一定是动平衡的。
2、质量分布不在同一回转面的静平衡刚性转子 是动平衡的。
3、达到动平衡的刚性转子 是静平衡的。
4、刚性回转件的 平衡的条件是分布于回转件上的各个质量的离心力的合力和合力偶矩均为零。
5、刚性回转件的_________平衡条件是其转动时分布于该回转件上各个质量的离心力的向量和等于零。
6、对于质量分布不在同一回转面内的动不平衡刚性回转件，必需选定________个平衡平面并分别加适当的平衡质量才可能达到动平衡。
7、达到静平衡的刚性回转件，其质心一定位于 上。
8、刚性回转件的___________平衡条件是该回转件的质心位于其回转轴线上。
二、计算题 1、图示盘形回转件上存在三个偏置质量，已知kg 101=m ，kg 152=m ，kg 153=m ，mm 501=r ，mm 1002=r ，mm 1003=r ，设所有不平衡质量分布在同一回转平面内，问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡？
解：
mm kg 10005010100151133⋅=⨯-⨯=-r m r m ，mm kg 150********⋅=⨯=r m ——5分
︒==⋅=+=-31.56)1000/1500(tan mm kg 77.180215001000122θb b r m ——5分
——2分
2、图示盘状转子上有两个不平衡质量：5.11=m kg ，kg 8.02=m ，mm 1401=r ，mm 1802=r ，相位如图。
现用去重法来平衡，求所需挖去的质量的大小和相位(设挖去质量处的半径mm 140=r )。
解：
不平衡质径积 mm kg 21011⋅=r m mm kg 14422⋅=r m ——2分
静平衡条件02211=++b b r m r m r m
——2分 解得mm kg 140⋅=b b r m ——2分
应加平衡质量kg 1140/140==b m ——2分
挖去的质量应在b b r m
矢量的反方向，140 mm 处挖去1 kg 质量——2分
——2分
3.（05）图示一均质钢圆盘。
盘厚20mm δ=，在向径1r 100mm =处有一直径1d 50mm =的通孔，向径2r 200mm =处有一重量为2N 的重块，在向径3r 200mm =处有一直径3d 50mm =的通孔。
为使圆盘达到静平衡，拟在向径r 200mm =的圆周上在钻一通孔，试求此通孔的直径和方位（钢的重度
537.610/mm N ρ-=⨯）。
解：
2
132112233b b 13311/9.80.034544
2/9.80.2040830.454.,40.816.,
60.908.m r 43.841538.sin 45b d m m kg
m kg m r kg mm m r kg mm m r kg mm kg mm
m r m r tg πδρθ-==
=======
==-+︒
=应加平衡质径积：()122112
b
2.04202046
3.908497cos 45mr m r ,200,
0.2192076/9.8.4
42.42,180b b tg m r m r r mm d m kg d mm πδρθθ-=-=︒
-︒=-===
==+钻孔质径积：位置角
4、（06）图示一均质钢圆盘。
已知圆盘材料的重度为ρ =7.6⨯10-5 N/mm 3，盘厚δ =20mm ，在向径r 1 =100mm 处有一直径d 1 =50mm 的通孔，向径r 2 =200mm 处有一重量为2N
的重块（材料同圆盘）。
为使该圆盘达到静平衡，拟在向径r =200mm 的圆周上再钻一通孔，试求此通孔的直径d 和方位。
解答：r 1处挖孔质量：kg 3.08.9/)2/( 211=⨯⨯=γδπd m —3分
质径积：mm kg 301003.011⋅=⨯=r m ，mm kg 8.408.9/200222⋅=⨯=r m ——2分
静平衡条件：02211=++-b b r m r m r m
，作矢量多边形：——3分
为达到静平衡应加质径积大小和方向：mm kg 6.36⋅=b b r m ——2分，︒=8.74ϕ——1分 按题意应钻孔去重，孔径为6.36200]8.9/)2/([2=⨯=δγπd r m b b ，25.15022=d ，
mm 76.38=d ——3分，钻孔方向：︒=2.255θ——1分
用解析法求解应加平衡质经积大小和方位：
mm
kg 6.36)30sin 8.4030sin 30()30cos 8.4030cos 30()30sin 30sin ()30cos 30cos (2
2
2
221122211⋅=︒-︒-+︒-︒=︒-︒-+︒-︒=r m r m r m r m r m b b
︒==︒--︒---=︒-︒-︒-︒--=---2.75353
.94
.35tan 30cos )8.4030(30sin )8.4030(tan )30cos 30cos ()30sin 30sin (tan 11221122111
r m r m r m r m β
钻孔方向：︒=︒+=2.255180βθ
5、（07）图示盘形转子上有三个不平衡质量，其大小和分布位置如下：m 1 = 3kg ，r 1 = 80mm ，
θ 1 = 60︒；m 2 = 2kg ，r 2 = 80mm ，θ 2 = 150︒；m 3 = 2kg ，r 3 = 60mm ，θ 3 = 225︒。
若在半径
为r b =60mm 的圆周上加平衡质量，使该转子达到静平衡，试求平衡质量的大小m b 和方位角θ b 。
【解】： 该转子的静平衡条件为：
0cos cos 1
=+∑=b b b i
i n
i i r m r m θθ
，0sin sin 1
=+∑=b b b i i n
i i r m r m θθ—2分
由以上两式得：
2
3
1
23
1
)cos ()sin (∑∑==+=i i i i i i i i b b r m r m r m θθ，∑∑==--=3
13
1
cos sin arctan
i i
i i i i i i b r m r m θθθ—2分
代入已知数据，可得
99328.202225sin 602150sin 80260sin 803sin 3
1
=︒⨯⨯+︒⨯⨯+︒⨯⨯=∑=i i
i i r m θ
41688.103225cos 602150cos 80260cos 803sin 3
1
-=︒⨯⨯+︒⨯⨯+︒⨯⨯=∑=i i
i i r m θ
所以：mm kg 81862.227)cos ()sin (23
1
2
3
1
⋅=+=∑∑==i i i i i i i i b b r m r m r m θθ—5分
因此：kg 797.360/81862.227==b m —1分
︒=-=997.296]41688.103/99328.202arctan[b θ—2分
（08）
6、（14分）图示盘形转子上有三个不平衡质量，其大小和分布位置如下：m 1 = 3kg ，r 1 = 80mm ，
θ 1 = 60︒；m 2 = 2kg ，r 2 = 80mm ，θ 2 = 150︒；m 3 = 2kg ，r 3 = 60mm ，θ 3 = 270︒。
若在半径
为r b = 60mm 的圆周上加平衡质量，使该转子达到静平衡，试求平衡质量的大小m b 和方位角θ b 。
题四图
【解】： 该转子的静平衡条件为：
0cos cos 1
=+∑=b b b i
i n
i i r m r m θθ
，0sin sin 1
=+∑=b b b i i n
i i r m r m θθ—2分
由以上两式得：
2
3
1
2
31
)cos ()sin (∑∑==+=i i i i i i i i b b r m r m r m θθ，∑∑==--=3
13
1
cos sin arctan
i i
i i i i i i b r m r m θθθ—2分
代入已知数据，可得 x : 5641.18270cos 602150cos 80260cos 803cos 3
1-=︒⨯⨯+︒⨯⨯+︒⨯⨯=∑=i i
i
i r m θ
y :
8461.167270sin 602150sin 80260sin 803sin 3
1
=︒⨯⨯+︒⨯⨯+︒⨯⨯=∑=i i
i i r m θ
所以：mm kg 8696.168)cos ()sin (2
3
1
2
3
1
⋅=+=∑∑==i i i i i i i i b b r m r m r m θθ—6分
因此：kg 81.260/8696.168==b m —2分
︒-=-=689.83]5641.18/8461.167arctan[b θ—2分
7（09）、
8、（10）。
