机械设计基础第四版

大工14秋《机械设计基础》开卷考试期末复习题

一、单项选择题

1、零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之（A）。

A．增高 B．不变 C．降低 D．不确定

2、将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是（A ）为宜。

A．滚齿、表面淬火、磨齿 B．滚齿、磨齿、表面淬火

C．表面淬火、滚齿、磨齿 D．滚齿、调质、磨齿

3、在螺栓连接的破坏形式中，约有90%的螺栓属于疲劳破坏，疲劳断裂常发生在（ B ）。

A．螺纹中部 B．螺纹根部 C．螺纹顶部 D．螺纹任意部位

4、与齿轮传动相比较，链传动的主要特点之一是（ C ）。

A．适合于高速 B．制造成本高

C．安装精度要求低 D．有过载保护

5、一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，则齿根弯曲应力（ C ）。

A．21FF B．21FF C．21FF D．关系不确定

6、在载荷和几何形状相同的情况下，钢制零件间的接触应力（ B ）铸铁零件间的接触应力。

A．大于 B．等于 C．小于 D．不确定

7、紧螺栓连接受轴向外载荷。假定螺栓的刚度bC与被连接件的刚度mC相等，连接的预紧力为0F，要求受载荷后接合面不分离，当外载荷F等于预紧力0F时，则（ D ）。

A．被连接件分离，连接失效 B．被连接件即将分离，连接不可靠

C．连接可靠，但不能继续再加载 D．连接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷

1-1至1-4解 机构运动简图如下图所示。

图 1.11 题1-1解图 图1.12 题1-2解图

图1.13 题1-3解图 图1.14 题1-4解图

题 2-3 见图 2.16 。

题 2-7

解 : 作图步骤如下 （见图 2.19 ） ：

（ 1 ）求 ， ；并确定比例尺 。

（ 2 ）作 ，顶角 ， 。

（ 3 ）作 的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。

（ 4 ）作一水平线，于 相距 ，交圆周于 点。

（ 5 ）由图量得 ， 。解得 ：

曲柄长度：

连杆长度：

题 2-7图 2.19 3-1解

图 3.10 题3-1解图

如图 3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线，此线为

凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。推程运动角 如图所示。

3-2解

图 3.12 题3-2解图

如图 3.12所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过D点作偏距圆的下切线，此线为

凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在D点接触时的压力角 如图所示。

4-1解 分度圆直径

齿顶高

齿根高

顶 隙

中心距

齿顶圆直径 齿根圆直径

基圆直径

齿距

齿厚、齿槽宽

4-11解 因

螺旋角

端面模数

端面压力角

当量齿数

分度圆直径

齿顶圆直径

齿根圆直径

4-12解 （1）若采用标准直齿圆柱齿轮，则标准中心距应

说明采用标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不 连续、传动精度低，产生振动和噪声。

机械基础(第四版)

绪 论（2课时）

【导入】人们的生活离不开机械，在日常生活中都随处可见（例如：螺钉、自行车、汽车、挖掘机），它通常有两类：一类是可以使物体运动速度加快的称为加速机械（自行车、飞机）；一类是使人们能够对物体施加更大力的称为加力机械（旋具、机床）。

教学目标：1、本课程的性质、内容、特点及学习方法

2、掌握零件、构件、机构、机器的概念及它们之间的区别与联系和

机器的组成

3、掌握运动副的概念和分类

教学重点难点：1、机器和机构的区分

2、运动副的概念和分类

一、课程概述

1.课程性质

机械基础就是来研究这些机械的一门专业基础课，是为学习专业技术课培养专业岗位能力服务的。

2.课程内容

它包括机械传动、常用机构、轴系零件及液压与气压传动等方面的基础知识。

3.课程任务

学以致用。

二、机器、机构、机械、构件和零件

1.零件和构件

（1）零件：是机器及各种设备的基本组成单元（例如螺母、螺栓），有时也将用简单方式练成的单元件称为零件（如轴承）。

（2）构件：是机构中的运动单元体（如曲柄、连杆）。

（3）两者间的区别和联系

区别：零件是制造单元，相互之间没有运动。

构件是运动单元，相互之间有确定的相对运动。

联系：构件可以是一个独立的零件，也可以是由若干个零件组成

2.机器和机构

（1）机构：是具有确定相对运动的构件的组合，它是用来传递运动和力的构件系统

（如带传动机构、齿轮机构）。

（2）机器：是人们根据使用要求而设计制造的一种执行机械运动的装置，用来变换或

传递能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动（如电动机

手机）。

（3）两者之间的异同点

不同点：机器能代替人的劳动完成有用的机械工或实现能量转换，机构只

能用来传递运动和力而不能做功或实现能量转换。

相同点：都是由构件组成；构件间都具有确定的相对运动。

3.机器的组成

第4章 齿轮机构

考点：1.齿廓啮合基本定律 2.渐开线的五条特性 3.渐开线齿廓的四个特点 4.齿轮各种名称、参数和计算 5.直齿圆柱齿轮的啮合条件 6.重合度的概念和计算 7.齿轮的加工方法 8.根切

1. 一对外啮合齿轮的中心距恒等于其半径之和，角速度比恒等于其节圆半径的反比。

2. 渐开线的五条特性

（1） 当发生线从位置一滚到位置二时，因它与基圆之间为纯滚动，没有相对滑动，所以BK=AB的弧长。（弧长等于发生线）

（2） 当发生线在位置二沿基圆滚动时，B点是它的速度瞬心，因此直线BK时渐开线上K点的法线，且线段BK为其曲率半径，B点为其曲率中心。又因为发生线始终切于基圆，故渐开线上任意一点的法线必与基圆相切。（基圆切线是法线）

（3） 渐开线齿廓上某点的法线（压力方向线），与齿廓上该点的速度方向线所夹的锐角αk，称为该点的压力角。今以rb表示基圆半径，渐开线齿廓上各点压力角不等，向径rk越大（即K点离轮心越远），其压力角越大。

（4） 渐开线的形状取决于基圆的大小。（曲线形状基圆定）

（5） 基圆之内无渐开线。（基圆内无渐开线）

3. 渐开线啮合的四个特点

（1） 可分性。一对渐开线齿轮制成之后基圆半径是不能改变的，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍然保持不变。

（2） 直线N1N2就是渐开线齿廓的啮合线。齿廓接触点的轨迹称为啮合线，接触齿廓的公法线是两基圆的内公切线N1N2，因此直线N1N2就是渐开线齿廓的啮合线。

（3） 渐开线齿轮传动中啮合角为常数。在数值上等于渐开线在节圆上的压力角。

（4） 齿轮之间、轴与轴承之间压力的大小和方向均不变。啮合角不变表示齿廓间压力方向不变，若齿轮传递的力矩恒定，则齿轮之间、轴与轴承之间压力的大小和方向均不变。