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机械设计基础(三)

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机械设计基础作业(三)

机械设计基础作业(三)

机械设计基础课程形成性考核作业三第8章齿轮传动1．渐开线齿廓形状取决于________直径大小。

A．节圆B．分度圆C．基圆D．齿顶圆2．对于标准直齿圆柱齿轮，决定齿廓形状的基本参数是________，________，________。

3．标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的_________模数和_________都相等，齿轮的_________角相等、旋向_________。

4．采用展成法加工正常齿齿轮时，不发生根切的最少齿数是_______5．一对齿轮啮合时，两齿轮的________始终相切。

A．分度圆B．基圆C．节圆D．齿根圆6．已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径d a1＝77.5mm，齿数z1＝29。

现要求设计一个大齿轮与其相啮合，传动的安装中心距a＝145mm，试计算这个大齿轮的主要尺寸。

（分度圆直径d2、齿顶圆直径d a2、齿根圆直径d f2、基圆直径d b2）7．两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示，高速级m n＝3mm，β1＝15°Z2＝51；低速级m n＝5mm，Z3＝17试问：（1）低速级斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反?（2）低速级齿轮取多大螺旋角β2才能使中间轴的轴向力相互抵消?8．单级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮材料为45钢，调质处理，大齿轮材料为ZG45，正火处理，已知传递功率P l＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mm，z l＝25，z2＝73，b1=84mm，b2=78mm，双向运转，齿轮在轴上对称布置，中等冲击，电动机驱动。

试校核此齿轮传动的强度。

第9章蜗杆传动1．为什么将蜗杆分度圆直径d l规定为蜗杆传动中的标准参数？2．为什么蜗杆的传动比i只能表达为i＝z2/z1，却不能以i＝d2/d1来表示？3．图示的各蜗杆传动均以蜗杆为主动件。

试标出图中未注明的蜗轮或蜗杆的转向及旋向，并画出蜗杆和蜗轮受力的作用点和三个分力的方向。

高职机械设计基础 试卷三含答案

高职机械设计基础 试卷三含答案

试卷三一、选择题（每空1.5分，共24分）1下列传动中平均传动比精确，而瞬时传动比不精确的是（）。

A 带传动B 链传动C 齿轮传动D 同步带2机构具有确定运动的条件是。

A 自由度数目＞原动件数目 B自由度数目＜原动件数目C自由度数目= 原动件数目 D 与自由度无关3 链传动中，p表示链条的节距，z表示链轮的齿数。

当转速一定时，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应（）。

A 增大p和zB 增大p，减小zC 减小p和zD 增大z，减小p4 曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，存在死点位置。

A 曲柄与连杆共线时为B 摇杆与连杆共线时C 不存在D 存在，但是无法确定具体出现位置5 从动件的运动规律为时，凸轮机构产生刚性冲击。

A 等速运动B 等加速等减速运动C 简谐运动D 摆线运动6 在给定的一组滚动轴承中有:6315;N416;3240;7415;1308;3420。

有( )内径相同。

A 五种B 四种C 三种D 二种。

7 链传动中，限制链轮最小齿数的目的是为了。

A 使小链轮轮齿受力均匀B 减少传动的运动不均匀性和载荷C 防止链节磨损后脱链D 防止润滑不良时加速磨损h=1，α=20°的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数8 用标准齿条型刀具加工*a为。

A 14B 15C 16D 179 用于联接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。

A 牙根强度高，自锁性能好B 传动效率高C 防振性能好D 自锁性能差10 有一对标准直齿圆柱齿轮，m1=1mm，z1=20，m2=3mm，z2=50，可以______。

A 用同一把指状铣刀加工B 用同一把滚刀加工C A、B两种说法都对D A、B两种说法都错11 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。

A. 好B. 差C. 相同D. 不一定12 自行车当中大链轮的轴是______。

A心轴 B转轴 C传动轴 D挠性轴13 键的剖面尺寸通常是根据按标准选择。

机械设计基础3-静力学基础(3)

机械设计基础3-静力学基础(3)

Fy F1 sin30 F2 sin60 F3 sin45 F4 sin45
100 150 3 50 2 125 2 112.35N
FR的大小： FR FX 2 Fy 2 171.3N
FR与x轴正向所夹锐角α为：
静力学基础
力矩和力偶
0.6 1400cos20 389.32Nm
静力学基础
2.力对轴之矩:是指力使物体绕轴转动效应的量度
平面内所讲的力对点之矩，对空间而言就是力对通过 矩心且垂直于力的作用面的轴之矩
M z (F ) M o (Fxy ) Fxyd
力与轴相交或与轴平行（力与轴在同一平面内）时， 力对该轴的矩为零。
0 0
M C (F ) 0
A、B、C不共线
3.解题步骤
• 选取研究对象，画受力图 • 建立直角坐标系 • 列平衡方程并求解
静力学基础
已知F=15kN，M=3kN.m，求A、B处支座反 力
画受力图，建立坐标系
列平衡方程：
Fx 0 FAx 0
Fy 0
FAy FB F 0
力的作用线的垂直距离d 有关，用F·d 来度量

平面内:力对点之矩为标量 mo F F d
表示

空间内:力对点之矩为失量 mo F F r
静力学基础
力矩的性质
1)力矩的大小和转向与矩心位置有关，同一力对不 同矩心的力矩不同。
2)力沿其作用线滑移时力对点之矩不变。 3)当力的作用线通过矩心时，力臂为零力矩也为零。
将各力分别向X、Y轴投影得：
静力学基础
若某汇交力系由n个力组成，则合力FR可以表示为

机械设计基础第3章

机械设计基础第3章



常用解决方法：增大r0,原则是保证不出现尖点和失 真现象的前提下，取r0最小。
三,平底与导路中心线的交点为尖顶
四 摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
已知凸轮以等角速w顺时针回转，凸轮基圆半径为r0，凸轮 与摆动从动件的中心距为a，从动件长度l，从动件最大摆角ymax， 以及从动件的运动规律（位移线图y-f），求作此凸轮的轮廓曲线。 设计步骤： （1）以为半径作基圆，以中心距为a，作摆杆长为l与基圆交点于点 （2）作从动件位移线图，并分成若干等分 （3）以中心矩a为半径，o为原心作图 （4）用反转法作位移线图对应等得点A0，A1，A2，…… （5）以l为半径，A1，A2，……，为原心作一系列圆弧、……交于 基圆C1，C2，……点 （6）以l为半径作对应等分角。 （7）以A1C1，A2C2向外量取对应的A1B1，A2B2…… （8）将点B0，B1，B2……连成光滑曲线。
§3-5 凸轮廓线的解析法设计
一 滚子直动从动件盘形凸轮 已知偏距e，基圆半径r0，滚子半径rT，从动件运动规 律s=s( )以及凸轮以等角速度w顺时针方向回转。
• 已知基圆半径r0，从动件运动规律s=s( )以及 凸轮以等角速度w顺时针方向回转。
二 平底直动从动件盘形凸轮
第三章 凸轮机构
机架 从动件(推杆)
凸轮
凸轮机构的优点：凸轮具有曲线工作表面， 只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得 到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑、 设计方便。 凸轮机构的缺点：凸轮轮廓与从动件之间是 点接触或线接触，易于磨损，通常用于传力 不大的控制机构。
凸轮和滚子材料的选择





（2）将位移线图s-φ的推程运动角和回程运动角分别作若干等分 （图中各为四等分）。 （3）自OC0开始，沿w的相反方向取推程运动角(1800)、远休止 角(300)、回程运动角(1900)、近休止角(600)，在基圆上得C4、 C5、C9诸点。将推程运动角和回程运动角分成与从动件位移线 图对应的等分，得C1、C2、C3和C6、C7、C8诸点。 （4）过C1、C2、C3、...作偏距圆的一系列切线，它们便是反转 后从动件导路的一系列位置。 注意：射线方向应与凸轮的转动方向相一致。 （5）沿以上各切线自基圆开始往外量取从动件相应的位移量， 即取线段C1B1=11' 、C2B2=22'、...，得反转后尖底的一系列位 置B1、B2、...。 （6）将B0、B1、B2、...连成光滑曲线（B4和B5之间以及B9和 B0之间均为以O为圆心的圆弧），便得到所求的凸轮轮廓曲线。 滚子直动从动件盘形凸轮 只要首先取滚子中心为参考点，把它看作为尖顶从动件的尖顶， 则由上方法得出的轮廓曲线称为理论轮廓曲线，然后以该轮廓曲 线为圆心，滚子半径rT为半径画一系列圆，再画这些圆所包络的 曲线，即为所设计的轮廓曲线，这称为实际轮廓曲线。其中r0指 理论轮廓曲线的基圆半径。
2024最新国开电大《机械设计基础》形考任务3答案(西安)

2024最新国开电大《机械设计基础》形考任务3答案(西安)

形考任务三1.衡量铸铁材料强度的指标是强度极限。

（√）2.塑性材料的失效主要为断裂失效。

（×）3.由渐开线的形成过程可知，基圆内无渐开线。

（√）4.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不变。

（√）5.分度圆是计量齿轮各部分尺寸的基准。

（√）6.齿轮的标准压力角和标准模数都在分度圆上。

（√）7.模数m、直径d、齿顶高系数ha*和顶隙系数c*都是标准值的齿轮是标准齿轮。

（×）8.若齿轮连续传动，其重合度要小于1。

（×）9.斜齿轮不产生根切的最少齿数小于直齿轮。

（×）10.圆锥齿轮传动是空间齿轮传动。

（√）11.用展成法加工齿轮时，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。

（√）12.如图所示钢制拉杆承受载荷F=32kN，若材料的许用应力,杆件横截面积为圆形，横截面的最小半径为________。

（A）A.9.2mmB.9.2mC.84.6mmD.84.6m13.渐开线齿廓基圆上的压力角_________。

（C ）A.大于0B.小于0C.等于0D.等于20°14.标准齿轮的_________上的压力角为20°。

（B ）A.基圆B.分度圆C.节圆D.齿顶圆15.渐开线齿廓形状取决于_______直径大小。

（A）A.基圆B.分度圆C.节圆D.齿顶圆16.用齿条型刀具展成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，对于正常齿制的标准直齿圆柱齿轮而言，避免根切的最小齿数为________。

（B ）A.16B.17C.18D.1917.为了齿轮能进入啮合，它们必须相同的是_______。

（D ）A.直径B.宽度C.齿数D.基圆齿距18.(1)AC段的轴力FAC= _______。

（D ）A.—40kNB.—20kNC.20kND.40kN(2)CB段的轴力FCB= _______。

（D ）A.—20kNB.20kNC.40kND.60kN(3)（A）A.127.32MPaB.63.66MPaC.—63.66MPaD.—127.32MPa(4)（B ）A.127.32MPaB.62.36MPaC.—63.66MPaD.—62.36MPa19.(1)变截面杆AC的轴力图为_______。

机械设计基础第三章凸轮机构

机械设计基础第三章凸轮机构

H
位移
速度
加速度
推程
回程
2
曲线：
3
改进的等加速等减速运动规律
1
位移
5
高次代数方程
4
正弦运动规律
三、其他运动规律
3-3凸轮压力角
4图解法设计凸轮机构 直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
1.对心尖顶直动从动件
已知基圆半径及从动件位移曲线
1.偏心尖顶直动从动件
已知基圆半径及从动件位移曲线
120°
°
e
按从动件分：
e
h
摆动从动件凸轮机构
凹槽凸轮
滚子
直动从动件凸轮机构
a.按从动件的运动分类
01
滚子从动件凸轮机构
e
尖顶从动件凸轮机构
e
平底从动件凸轮机构
e
02
03
b.按从动件的形状分类
按从动件的运动分类
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
按从动件的形状分类
滚子从动件凸轮机构
尖顶从动件凸轮机构
平底从动件凸轮机构
小结
按凸轮的形状分类
移动（板状）凸轮机构
圆柱凸轮机构
盘形凸轮机构
1
e
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
按从动件的运动分类
滚子从动件凸轮机构
尖顶从动件凸轮机构
平底从动件凸轮机构
按从动件的形状分类
按凸轮的形状分类
盘形凸轮机构
圆锥凸轮机构
圆柱凸轮机构
移动（板状）凸轮机构
按高副维持接触的方法分类
凸轮机构的特点
e
h
按从动件的运动分类
摆动从动件凹槽凸轮机构
直动从动件凸轮机构
机械设计基础第3章凸轮

机械设计基础第3章凸轮


8、近休止角：凸轮继续转s时，凸轮轮廓DA段向径不变，从动件
在最近位置停留不动，相应凸轮转角s为近休止角。 凸轮再继续转动，从动件重复上述运动循环。
9、从动件位移曲线：以纵坐标代表从动件位移 s 2， 横坐标代表凸
轮转角，画出从动件位移s2与凸轮转角间的关系线图。
分析可知：从动件位移线图取决于凸轮轮廓曲线的形状。
1）推程运动方程： s2＝h/2【1-cos（πδ1/δt )】 v2＝π hω /（2δt ）sin（ π δ1/δt ） 从动件在行程始点和终点 2 2 2 a2＝hπ ω /（2δt ）cos（πδ1/δt 有柔性冲击；加速度曲线 2）回程运动方程： 保持连续，能避免冲击。 s2＝h/2【1+cos（π/δt （δ1-δt -δs)】 v2＝-π hω /（2δt ）sin【π /δt （δ1-δt -δs)】 a2＝-hπ2ω2 /（2δt 2）cos【π/δt （δ1-δt -δs)】
5 5 摩擦轮 摩擦轮 4 4 Nhomakorabea6
3 3
录音机卷带机构 录音机卷带机构
皮带轮 皮带轮
放音时，凸轮1位图示最低位置，弹簧6作用，使安装于带轮轴上的摩擦轮4
紧靠卷带轮5，而将磁带卷紧。停止放音时，凸轮1随按键上移，其轮廓压迫从动
件2顺时针摆动，使摩擦轮与卷带轮分离，停止卷带。
4、自动送料机构。
2
设计：潘存云
度 a2 +∞ 。 运动终止时，速度 v0 变为0， a2
-∞。
δ
－∞
1
由此产生的巨大惯性力导致强烈冲击。造成
危害。等速运动运动规律不易单独使用。
刚性冲击
2. 简谐运动运动规律
简谐运动：点在圆周上匀速运动时，它在该 圆直径上的投影构成的运动称为------。 位移线图作法：1）从动件行程h为直径画半 圆；2）分半圆若干等份得1”、2”、3”、 4”......点；3）分凸轮运动角相应等份，4） 作垂线 11`、22` 、33`、 44` 、...... ； 5 ）圆周 上等分点投影到相应垂直线上得 1` 、2`、3` 、 4` 、 ...... 点；光滑曲线连接，得到从动件位 移线图，方程：
机械设计基础第三章

机械设计基础第三章

凸轮 推程运动角 远休止角 回程运动角 近休止角
从动件 上升h
远处停止 下降h
近处停止
s
B
C
行程
hs
近休止角
rb

A
o
B
C

D

S
2
S


e
D
推程运动角
远休止角
回程运动角
凸轮的基圆： 向径最小的圆
该位置为初始位置
摆动从动件凸轮机构

B
B1 A
从动件摆角
最大摆角
B C
max
近休止角
D
2
S
o
最大摆角

S





max

推程运动角
远休止角
回程运动角
O1
摆角
O2
按照从动件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等， 可将凸轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型： s s
2

S
O

S

O


S
2

（1）升-停-回-停型（RDRD型） （2）升-回-停型（RRD型） s s
推荐压力角数值 移动从动件[a]=30° 摆动从动件[a]=45° 回程中，一般不会有自锁现象，压力角取值为 [a]=70°～80°
1. 移动从动件的压力角
尖顶与滚子的压力角变化，而平底从动件的压力角为常数，由于机构受 力方向不变，采用平底从动件的凸轮机构运转平稳性好。 将杆推程速度方向沿凸轮转动方向转90度，指向为凸轮回转中心的方向
0
1 2 3


s
4
5 6
机械设计基础 第3章 凸轮机构

机械设计基础 第3章 凸轮机构


图4-16 “反转法”原理
3.3.1 偏置顶尖制动从动件盘形凸轮轮廓绘制
已知凸轮基圆半径rb，偏距e及偏置方位，凸轮以等角速度ω顺时针转动，从动件
的位移线图，试绘制凸轮轮廓。
3.3.2 直动滚子从动件盘形凸轮轮廓绘制
理论轮廓曲线η ——
滚子中心当作从动件的尖端，先按绘制 尖端从动件凸轮的步骤和方法绘出一条凸轮 轮廓曲线 。
圆称为基圆，基圆半径用r。表示。(2）推
从动件
程运动角如图3-7所示，主动件凸轮匀速转
动，从动件被凸轮推动直动，从动件的尖顶
以一定运动规律从最近位置运动到最远位置，
这一过程称为推程。从动件位移h称为升程
或升距，凸轮对应 转 过的 角 度币 称 为推 程 运 行程
动角。
远休止角﹐当凸轮继续回转时，由于凸轮的 向径不变，从动件的尖顶在最远位置划过凸 轮表面，保持不动，这一过程称为远停程， 此时凸轮转过的角度。称为远休止角。
s
h
δ0
δ
v
δ a
+∞
δ
刚性冲击 －∞
图4-13 等速运动规律线图
3.2.2 从动件常用的运动规律
2 等加速等减速运动规律
从动件在推程的前半段做等加速运动, 在后半段做等减速运动的运动规律, 称为 等加速等减速运动规律 从动件在推程的前半段为等加速，后半段 为等减速的运动规律，称为等加速等减速运动 规律。通常前半段和后半段完全对称，即两者 的位移相等，加速运动和减速运动加速度的绝 对值也相等。 等加速等减速运动规律的位移线图由两段 抛物线组成，而速度线图由两段斜直线组成。
s
h/2
1 23 4 5
δ0
v
2hω/δ0
h/2 6δ
机械设计基础试题三及答案

机械设计基础试题三及答案

机械设计基础试题三及答案机械设计基础试题三及答案⼀、选择题（本题共27分，每⼩题3分，将正确答案的序号填在括号内）1、在螺纹联接中最常⽤的螺纹⽛型是（）。

（A）锯齿形螺纹（B）矩形螺纹（C）三⾓形螺纹（D）梯形螺纹2、代号为3310的单列圆锥滚⼦轴承的内径为（）。

（A）10mm （B）100mm （C）50mm（D）310mm （E）155mm3、在普通三⾓胶带传动中，从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，其降低量常⽤滑差率（或称滑动率）表⽰，值随所传递的载荷的增加⽽（）。

（A）减⼩（B）增⼤（C）不变4、有⼀对传递动⼒的渐开线闭式直齿圆柱齿轮传动，现设计主、从动轮均为软齿⾯钢制齿轮，精度等级取为7级。

如欲在中⼼距和传动⽐不变的条件下提⾼其接触强度，在下列各措施中，最有效的是（）。

（A）增⼤模数（相应减少齿数）（B）提⾼主、从动轮的齿⾯硬度（C）提⾼加⼯精度的等级（D）增⼤齿根圆⾓半径5、在下列参数中，影响渐开线圆柱齿轮齿形系数的参数为（）。

（A）齿数（B）模数（C）齿宽系数6、普通螺栓联接所受的预紧⼒为，在受⼯作载荷（⼯作拉⼒）F时，剩余预紧⼒（残余预紧⼒）为，则螺栓受的总拉⼒为（）。

（A）（B）（C）（D）7、若计算表明，材料为45钢经调质处理的轴处于危险的共振区，应当采取的措施为（）。

（A ）采⽤其他钢材（B ）采取表⾯硬化处理（C ）改变表⾯粗糙度（D ）改变轴的直径 8、在外载荷不变的条件下，两⼯作表⾯间为完全流体动⼒润滑（流体动压润滑），其间的最⼩油膜厚度随相对滑动速度的增加⽽（）。

（A ）变薄（B ）增厚（C ）不变9、有⼀斜齿轮轴的⼒学模型图如下图所⽰，按作⽤在斜齿轮上的轴向⼒F 做作的弯矩图的形状为（）。

⼀、简要回答下列各问题（本⼤题共22分）1、写出两种蜗轮齿圈的常⽤材料牌号（只写出名称的要扣⼀半的分）。

（4分）2、试列出校核⾮液体摩擦（或称混合摩擦润滑）径向滑动轴承⼯作能⼒的计算式。

机械设计试卷3

机械设计试卷3

机械设计基础试题（三）第一部分选择题（共40分）一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．如图所示，卷扬机传动简图序号3中支承低速级大齿轮的轴称为（）A．零件B．机构C．机器D．构件2．图示为一机构模型，其对应的机构运动简图为（）A．图a B．图bC．图c D．图d3．在曲柄滑块机构中，若取曲柄为机架时，则可获得（）A．曲柄转动导杆机构B．曲柄摆动导杆机构C．摆动导杆滑块机构D．移动导杆机构4．在设计直动平底从动件盘形凸轮机构时，若出现运动失真现象，则应（）A．减小凸轮基圆半径B．增大凸轮基圆半径C．减小平底宽度D．增加平底宽度5．能满足超越要求的机构是（）A．外啮合棘轮机构B．内啮合棘轮机构C．外啮合槽轮机构D．内啮合槽轮机构6．在被联接件之一的厚度较大，且需要经常装拆的场合，易采用（）A．普通螺栓联接B．双头螺栓联接C．螺钉联接D．紧定螺钉联接7．标准普通平键联接的承载能力，通常取决于（）A．键、轮毂和轴中较弱者的挤压强度B．轴、轮毂中较弱者的挤压强度C．键、轴中较弱者的挤压强度D．键、轮毂中较弱者的挤压强度8．带传动的主要失效形式是带的（）A．疲劳断裂和打滑B．磨损和打滑C．胶合和打滑D．磨损和疲劳断裂9．在载荷较大的带传动中，若希望价格便宜些，则应优先选用（）A．圆带B．多楔带C．V带D．平带10．渐开线齿轮的齿根圆（）A．总是小于基圆B．总是等于基圆C．总是大于基圆D．有时小于基圆，有时大于基圆11．一对受稳定载荷作用并单向运转的齿轮传动，工作时在轮齿根部所受的弯曲应力变化特征可简化为（）A．对称循环变应力B．脉动循环变应力C．不变化的静应力D．无规律变应力12．为了实现两根相交轴之间的传动，可以采用（）A．蜗杆传动B．斜齿圆柱齿轮传动C．直齿锥齿轮传动D．直齿圆柱齿轮传动13．开式蜗杆传动的主要失效形式是（）A．轮齿折断和齿面胶合B．齿面磨损和轮齿折断C．齿面点蚀和齿面磨损D．齿面胶合和齿面点蚀14．联轴器和离合器均具有的主要作用是（）A．补偿两轴的综合位移B．联接两轴，使其旋转并传递转矩C．防止机器过载D．缓和冲击和振动15．转轴在扭转切应力作用下，可能产生的失效形式是（）A．疲劳弯断或过量的扭转变形B．疲劳弯断或过量的弯曲变形C．疲劳扭断或过量的弯曲变形D．疲劳扭断或过量的扭转变形16．在不完全液体润滑径向滑动轴承的设计中，限制pv值的主要目的是防止轴承（）A．过度磨损B．塑性变形C．疲劳破坏D．温升过高17．载荷不大，多支点支承的轴系，宜选用（）A．深沟球轴承B．调心球轴承C．角接触球轴承D．圆柱滚子轴承18．在下列滚动轴承的滚动体中，极限转速最高的是（）A．圆柱滚子B．球C．圆锥滚子D．球面滚子19．机械运转的不均匀系数是衡量机械周期性速度波动大小的重要参数，其表达式为（）A．B．C．D．20．安装飞轮不能达到调节机械非周期性速度波动目的的原因是（）A．飞轮的作用只是“吸收”能量B．飞轮的作用只是“释放”能量C．它既不能创造出能量，也不能消耗能量D．飞轮的作用只是“吸收”和“释放”能量第二部分非选择题（共60分）二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。

《机械设计基础》答案 (3)

解：由 可得
则其分度圆直径分别为
4-3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数 ，齿顶圆直径 ，求该轮的模数。
解：
正常齿制标准直齿圆柱齿轮：
则有
4-4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮 , , ,试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线的曲率半径和压力角。
解：
齿顶圆压力角：
基圆压力角：
分度圆上齿廓曲率半径：
解：（1）根据题已知条件可得：
工作行程曲柄的转角
则空回程曲柄的转角
摇杆工作行程用时7s，则可得到空回程需时：
（2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s，则曲柄每分钟的转数为
2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD在水平位置上下各摆100，且 。（1）试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。
齿顶圆上齿廓曲率半径：
基圆上齿廓曲率半径：
4-6 已知一对内啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮 ， ， ，试参照图4-1b计算该对齿轮的中心距和内齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿跟圆直径。
解：该对齿轮为内啮合，所以有
中心距
齿轮2为内齿轮，所以有
4-10 试与标准齿轮相比较，说明正变位直齿圆柱齿轮的下列参数： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，哪些不变？哪些起了变化？变大还是变小？
2-12 已知某操纵装置采用铰链四杆机构。要求两连架杆的对应位置如题2-12图所示， ， ； ， ； ， ；机架长度 ，试用解析法求其余三杆长度。
解：由书35页图2-31可建立如下方程组：
消去δ，并整理可得：
令：
（1）
（2）
（3）
于是可得到
分别把两连架杆的三个对应转角带入上式，可得到关于P1、P2、P3由三个方程组成的方程组。可解得：

机械设计基础(第3版)


l2 = A C2－EC2/ 2
二、按连杆的预定位置设计四杆机构
1.给定连杆两组位置 将铰链A、D分别选在B1B2，C1C2连 线的垂直平分线上任意位置都能满足 设计要求。 有无穷多组解。 2.给定连杆上铰链BC的三组位置 有唯一解。 B1 B1 B2 A A’
C1
C2 D D’
C1
设计：潘存云
C2
A B 1 D 2 设计：潘存云 C 3
6
C 设计：潘存云 2 3 B 4 D 1 A
E
惯性筛机构
旋转式叶片泵
A 1 B
4
D
2
C 3
特例：平行四边形机构 特征：两连架杆等长且平行， 连杆作平动 实例：火车轮 摄影平台 播种机料斗机构 天平
A B B B C B
设计：潘存云
B B’ A
设计：潘存云
φ
设计：潘存云 设计：潘存云
l
设计：潘存云
→∞
对心曲柄滑块机构
双滑块机构
正弦机构
2.改变运动副的尺寸
设计：潘存云
3.选不同的构件为机架
B B
偏心轮机构
1
A
2 4
3
C
1
A
2 4
3
C 摆动导杆机构 转动导杆机构
曲柄滑块机构
导杆机构
应用实例:
D
C 3 6 E 5 2 4 3 C C1
2 B 设计：潘存云 4
第三章 平面连杆机构
第一节 概述 第二节 平面四杆机构的基本形式及其演化 第三节 平面四杆机构存在曲柄的条件和几 个基本概念
第四节 平面四杆机构的运动设计
机械设计基础（第3版）
• 书名：机械设计基础 （第3版） • 书号：978-7-11155122-5 • 作者：胡家秀 • 出版社：机械工业出 版社

机械设计基础第3讲常见约束


C
FT
B
D
A
G
B
FN A
D
G
4.受力图
例1-2 如图所示三铰拱桥，由左、右两半拱铰接
而成。设半拱自重不计，在半拱AB上作用有载 荷F，试画出左半拱片AB的受力图。
4.受力图
4.受力图
例1-3 如图曲柄冲压机工
作简图，皮带轮重为G， 冲头C及连杆BC的重量忽 略不计，冲头C所受工作 阻力为Q。试画出带轮A、 连杆BC、冲头C和整个系
3.约束和约束反力
光滑铰链约束及其反力FN
光滑铰链约束特点：两非自由体相互联接后，接 触处的摩擦忽略不计，只能限制两非自由体的相 对移动，而不能限制两非自由体的相对转动的约 束，包括中间铰链约束、固定铰链约束和活动铰 支座三种类型。
约束反力：通过铰链中心，大小、方向均未确定。 一般用一对通过铰链中心，大小未知的正交分力 来表示。但其中二力构件、活动铰支座的反力方 向是可以确定的。
两非自由体相互联接后接触处的摩擦忽略不计只能限制两非自由体的相对移动而不能限制两非自由体的相对转动的约束包括中间铰链约束固定铰链约束和活动铰支座三种类型
第1章构件静力分析基础
1.基本概念（力、刚体） 2.静力学公里 3.约束和约束反力 4.受力图
3.约束和约束反力
（1）概念
约束：能限制某些物体运动的其它物体。 约束反力(反力)：约束对非自由体的作用。
统的受力图。
4.受力图
4.受力图
4.受力图
B B
F
C
C
FW
W
M GC
GAB
M
FNM
GC
A
FNM’
FAY GAB FAX
A
P27 1

机械设计基础第三章答案

三、凸轮机构
3-1 判断题
（1）√（2）×（3）√（4）×（5）×（6）×（7）×
（8）×（9）√（10）√（11）√（12）√（13）√（14）√
（15）×（16）√（17）√（18）√（19）×
3-2 填空题
（1）使用（2）盘形（3）凸轮轮廓（4）变曲率（5）行程
（6）行程（7）轮廓（8）凸轮的转角，从动件的位移（9）最小
（10）法线（11）大（12）等速（13）小（14）许用压力角
（15）低（16）大（17）大（18）内凹
（19）抛物线（20）刚性
3-3 选择题
（1）B （2）A （3）A （4）A （5）A （6）C （7）A
（8）A （9）A （10）A （11）A （12）A （13）A （14）A
（15）A （16）A （17）B （18）A （19）A （20）C （21）D
（22）A （23）B （24）D （25）B （26）B （27）C
3-4 解：
（1）凸轮的基圆和基圆半径的标注如图所示
（2）从动件的位移线图s-t和升程h的标注如图所示
3-5 解：
凸轮的位移线图如图所示。

3-6 解：
（1）凸轮的位移线图如图所示
（2）凸轮的位移线图如图所示
3-7 解：
所设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构如图所示
所设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示
3-9 解：
各凸轮机构中b、c点的压力角如图所示。

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打滑是可以避免的。
W-7-1-01-2-5、简述齿廓啮合基本定律。
不论齿廓在任何位置接触，过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点，才能保证
传动比恒定不变。
W-8-6-01-2-5、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？
A.法面模数、分度圆上的法面压力角
B.端面模数、分度圆上的端面压力角
C.端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角
D.法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角
A-8-2-16-3-2、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是(B)
A.mt1=ma2， αt1=αa2，λ=β
B.ma1=mt2， αa1=αt2，λ=β
C.mt1=ma2， αt1=αa2，λ= -β
D.ma1=ma2， αa1=αt2，λ= -β
（注：下标 t 表示端面，a 表示轴向，1 表示蜗杆、2 表示蜗轮）
A-8-2-17-3-2、蜗杆传动的传动比 i 等于（D）
A.
d2 d1
B.
n2 n1
C.
d1 d2
D.
n1 n2
A-10-1-18-3-2、普通平键的长度应（B） A .稍长于轮毂的长度 B .略短于轮毂的长度 C.是轮毂长度的三倍 D.是轮毂长度的二倍 A-10-1-19-3-2、键的截面尺寸 b×h 主要是根据( D )来选择。
A.过大的塑性变形 B.过度磨损 C.疲劳点蚀 D.胶合
A-13-1-22-3-2、联轴器和离合器均具有的主要作用是（B）
A.补偿两轴的综合位移 B.联接两轴，使其旋转并传递转矩
C.防止机器过载
D.缓和冲击和振动
A-13-1-23-3-2、下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是(D )
1
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T-7-2-21-2-2、在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是σH1 = σH2。 T-7-10-22-2-2、斜齿圆柱齿轮的重合度 大于 直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传 动平稳，承载能力 高 ，可用于高速重载的场合。 T-8-2-23-2-3、在蜗轮齿数不变的情况下，蜗杆的头数 越少 ，则传动比就越大。 T-8-2-24-2-3、蜗杆传动的中间平面是指：通过_蜗杆_轴线并垂直于__蜗轮__轴线的平面。 T-8-2-25-2-3、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是_ ma1=mt2、αa1=αt2、λ=β_。 T-10-2-26-2-3、若键的标记为键 C20×70GB1096-79，则该键为 C 型平键，b=20，L=70。 T-10-1-27-2-2、轮系运动时，所有齿轮几何轴线都固定不动的，称定轴轮系轮系，至少 有一个齿轮几何轴线不固定的，称 周转星轮 系。 T-11-2-28-2-3、轴的作用是支承轴上的旋转零件，传递运动和转矩，按轴的承载情况不 同，可以分为 转轴、心轴、传动轴 。 T-10-1-29-2-3、机械静联接又可以分为 可拆 联接和 不可拆 联接，其中键联接、 螺纹联接、销联接属于 可拆 连接。 T-10-2-30-2-3、.螺纹联接防松的目的是防止螺纹副的相对运动，按工作原理的不同有三 种防松方式： 摩擦力 防松、 机械 防松、 其它方法 防松。 T-10-2-31-2-1、平键的工作面是键的 两侧面 。 T-10-2-32-2-1、楔键的工作面是键的 上下两面 。 T-12-4-33-2-1、滑动轴承中所选用的润滑油，其粘度越大，则其承载能力越 大 。 T-10-2-34-2-1、普通平键的剖面尺寸(b×h)，一般应根据 轴的直径 按标准选择。 T-12-2-35-2-2、滚动轴承内圈与轴颈的配合采用 基孔 制，外圈与轴承孔的配合采用 基轴 制。 二、判断题(正确的打√，错误的打×)（每题 2 分） P-1-1-01-2-2、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（×） P-3-2-02-2-2、铰链四杆机构中，传动角 γ 越大，机构传力性能越高。（√ ） P-3-2-03-2-2、极位夹角是曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角。 (×) P-3-2-04-2-2、机构处于死点位置时，其传动角等于 90°。 (×) P-4-2-05-2-2、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。(×) P-4-2-06-2-2、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（√） P-6-3-07-2-2、带传动的弹性滑动是不可避免的，打滑是可以避免的。 (√ ) P-6-3-08-2-2、V 带型号中，截面尺寸最小的是 Z 型。（×） P-7-1-09-2-2、基圆以内无渐开线。(√) P-7-9-20-2-2、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有圆周力、径向
A-2-2-02-3-2、平面运动副所提供的约束为（C）
A.1
B.2 C.1 或 2 D.3
A-2-2-03-3-2、若两构件组成低副，则其接触形式为（A）
A.面接触
B.点或线接触
C.点或面接触
D.线或面接触
A-2-4-04-3-2、机构具有确定相对运动的条件是(A)
A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目
4
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A.传递扭矩的大小 B.传递功率的大小 C.轮毂的长度 D.轴的直径
A-10-2-20-3-2、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，宜
采用（C）
A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺柱联接 D.紧定螺钉联接
A-12-2-21-3-2、滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是（C）
用于中低速的场合；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，
用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合。
W-6-3-01-2-5、说明带的弹性滑动与打滑的区别。
弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力差，所以弹
性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就可以避免打滑，所以，
A.将产生刚性冲击 B.将产生柔性冲击
C.没有冲击
D.既有刚性冲击又有柔性冲击
A-6-5-07-3-2、带传动的主要失效形式是带的(A)
3
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A.疲劳拉断和打滑 B.磨损和胶合 C.胶合和打滑 D.磨损和疲劳点蚀
A-6-3-08-3-2、带传动中弹性滑动现象的产生是由于（C）
A.带的初拉力达不到规定值
B.带与带轮的摩擦系数过小
C.带的弹性变形
D.带型选择不当
A-6-3-09-3-2、 (A )是带传动中所固有的物理现象，是不可避免的。
A.弹性滑动 B.打滑 C.松驰 D.疲劳破坏
A-7-2-10-3-2、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于(D)
A.分度圆
B.齿顶圆
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C.齿根圆
C.机构的自由度数目小于主动件数目 D.机构的自由度数目大于等于主动件数目
A-3-2-05-3-2、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，
则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取(B)
A.最短杆
B.最短杆的相邻杆 C.最短杆的相对杆 D.任何一杆
A-4-2-06-3-2、在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动(A)
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机械设计基础（三）
一、填空（每空 1 分） T-1-1-01-2-3、构件是机器的 运动 单元体；零件是机器的 制造 单元体；部件是机 器的 装配 单元体。 T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为 低副 和 高副 ，低副又可分为 转动副 和 移 动副 。 T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动 副可分为 低副和 高副 。 T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为 2 。 T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目 等于 主动件数目。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的 工作情况和 受力情况 。 T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为 高副 。 T-3-2-08-2-2、机构处于压力角 α=90°时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当 曲柄为原动件时，机构 无 死点位置，而当摇杆为原动件时，机构 有 死点位置。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆 共线 位置。 T-3-2-10-2-1、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： 急回特性 。 T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为 相等 。 T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由 机架、凸轮、从动件 三个基本构件组成的。 T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为 直线 运动。 T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角 α≥120°。 T-6-7-15-2-3、链传动是由 主动链轮 、从动链轮 、绕链轮上链条 所组成。 T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于 挠性件 传动。 T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的 齿根_推动从动齿轮的 齿顶 ，一对轮齿 开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮 齿顶圆 与啮合线的交点；当主动齿轮的 齿顶 推动从动齿轮的 齿根 ，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮 齿 顶圆 与啮合线的交点。 T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为 模数 和 压力角分别相等。 T-7-2-19-3-2、_齿面磨损__和_因磨损导致的轮齿折断__是开式齿轮传动的主要失效形式。 T-7-2-20-2-2、渐开线齿形常用的加工方法有 仿形法 和 范成法 两类。
A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器 C.万向联轴器 D.弹性柱销联轴器