机械设计基础 )

1、什么是零件、构件、机构、机器、机械？有什么联系？有什么区别？零件：制造的单元；构件：运动的单元；机构：具有确定运动的构件系统称为机构；机器：执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息；（机构只传递运动和力，机器还传递其他）机械：机器和机构的总称2、何谓运动副和运动副元素？运动副有哪些类型？各有几个自由度？用什么符号表示？运动副：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接；运动副元素：直接接触的部分（点、线、面）；1)按相对运动范围分有：平面运动副，空间运动副2)按运动副元素分有：①高副－点、线接触，应力高，②低副－面接触，应力低自由度：低副一个，高副两个：F=3n －2P L－P H3、什么是局部自由度？什么是复合铰链？什么是虚约束？如何判别？复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副相联。

局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。

虚约束：对机构的运动实际不起作用的约束。

①两构件之间组成多个导路平行的移动副②两构件之间组成多个轴线重合的转动副③机构中传递运动不起独立作用的对称部分4、平面机构自由度的计算及注意事项？5、何谓形成速比系数K？它描述了机械的什么特性？他与极位夹角有何关系？在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。

此两处曲柄之间的夹角θ称为极位夹角。

6、铰链四杆机构中，如何确定曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构的方法？铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；整转副是有最短杆与其邻边组成的。

从哪个杆是机架来判断：最短杆为机架，机架上有两个整转副，双曲杆最短杆的邻边为机架，机架上只有一个整转副，曲柄摇杆最短杆对边为机架，机架上没有整转副，双摇杆7铰链四杆机构中，哪种机构可实现急回特性？曲柄摇杆、偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构8、平面机构中，传动角的大小对机构传力性能有何影响？压力角：从动件驱动力F 与力作用点绝对速度之间所夹锐角α。

机械设计基础-第2版-课后习题及答案机械设计基础（第2版）是一本广泛使用于机械工程和相关专业的教材。

以下是一些课后习题及其答案，供学生参考：1. 什么是机械设计？它的重要性是什么？机械设计是一门工程学科，涵盖了设计和分析各种机械系统和设备的原理和方法。

它的重要性在于它是机械工程师必备的基本技能，通过机械设计，工程师能够创建出最优化的机械系统和设备，从而提高工作效率和产品质量。

2. 机械设计的基本原则有哪些？- 安全性原则：确保设计的机械系统和设备能够在正常使用条件下运行，并具备可靠的故障保护和紧急停止机制。

- 功能性原则：设计应该满足系统和设备的预期功能和性能要求。

- 可制造性原则：设计应该考虑到材料和制造工艺的可行性，并且尽量采用简单和经济的制造方法。

- 可维护性原则：设计应该便于维修和保养，以延长设备的使用寿命并减少停工时间。

- 经济性原则：设计应该尽可能采用成本效益高的解决方案，并尽量减少材料和能源的浪费。

3. 什么是设计过程？它的主要步骤是什么？设计过程是将设计问题转化为可行解决方案的过程。

主要步骤包括：- 确定设计目标和要求：明确设计的目标、功能和性能要求，并进行必要的市场调研和用户需求分析。

- 概念设计：根据设计目标和要求生成不同的设计概念，并进行评估和选择。

- 详细设计：根据选定的设计概念进行详细的设计、分析和计算。

- 制造和测试：将设计转化为实际的产品，并进行制造和测试。

- 评估和改进：对设计进行评估和改进，根据测试结果和用户反馈进行需要的调整和改进。

4. 什么是草图设计？它有什么优势和缺点？草图设计是一种用手绘或计算机辅助绘图软件绘制的简化和快速的设计概念。

它的优势包括：- 快速：草图设计能够快速生成多种设计方案，并在早期阶段对其进行评估和选择。

- 灵活：草图设计容易修改和调整，使得设计师能够快速响应用户需求和变化。

- 直观：草图设计能够清晰地表达设计的基本形状和结构，便于设计师和他人理解和沟通。

机械设计基础概述机械设计是指通过对机械系统的结构、运动和力学性能的分析、计算和优化，设计出满足特定功能和性能要求的机械产品的过程。

机械设计基础是机械设计的基本理论和方法的总称，它包括机械设计的基本原理、基本计算方法以及常用的机械设计软件的使用等内容。

机械设计的基本原理1.基本材料力学: 机械设计中需要考虑材料的力学性能，如强度、刚度、韧度等。

了解基本材料力学理论对合理选材和结构设计有重要意义。

2.运动学：运动学研究物体在空间中的运动规律，机械设计中需要分析物体的运动轨迹和速度等参数，以确定机构的工作性能。

3.动力学：动力学研究物体的运动状态和受力情况，机械设计中需要对机械系统受到的各种力进行分析和计算，以确保机械系统的安全和稳定性。

4.刚体力学：刚体力学是研究刚体受力和运动的力学学科，机械设计中需要对机械构件进行刚体分析，以计算各个构件的应力和变形，从而确定结构的稳定性。

5.机构学：机构学是研究机械构件之间相对运动和传动的学科，机械设计中需要对机构的结构和运动进行分析，以满足特定的功能和工艺要求。

机械设计的基本计算方法1.强度计算：在机械设计中，强度是一个重要的考虑因素。

常用的强度计算方法有应力计算、应变计算和变形计算等。

通过这些计算方法可以评估机械结构的强度，从而避免结构因载荷过大而破坏的问题。

2.变形计算：机械结构在受到载荷作用时，会发生一定的变形。

变形计算是对机械结构的变形进行分析和计算，以保证结构的稳定性和工作性能。

3.高强度螺栓组合计算：在机械设计中经常会使用螺栓连接各个构件，螺栓组合的计算是为了确定螺栓的尺寸和数量，以满足机械结构的强度要求。

4.刚度计算：机械结构的刚度对于机构运动的精度和稳定性有很大的影响。

刚度计算是对机械结构的刚度进行分析和计算，以确保机构的工作性能。

5.选择轴承和传动元件：在机械设计中，选择合适的轴承和传动元件对于机械结构的运动效果和寿命有重要的影响。

选择轴承和传动元件的计算方法包括轴承尺寸计算、带传动计算等。

. 构件是组成机器的( )。

（2分）A.制造单元；B.基本运动单元；C.原动件；D.从动件★检查答案标准答案：B2. 在轮系运转时，至少有一个齿轮的轴线绕其它齿轮轴线转动的轮系称为( )。

（2分）A.周转轮系B.定轴轮系C.复合轮系D.行星轮系★检查答案标准答案：A3. 拟设计一机构，要求原动件连续转动，从动件按预定工作要求做连续或间歇移动，应选择用( )。

（2分）A.槽轮机构B.棘轮机构C.移动从动件凸轮机构D.摩擦轮机构★检查答案标准答案：C4. 在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角gmin( )。

（2分）A.尽可能小一些B.尽可能大一些C.为0°D.为45°★检查答案标准答案：B5. 当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变，原因是( )。

（2分）A.啮合角不变B.压力角不变C.基圆半径不变D.节圆半径不变★检查答案标准答案：C6. 即包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分或由几个基本周转轮系组成的轮系称为( )。

（2分）A.周转轮系B.定轴轮系C.复合轮系D.差动轮系★检查答案标准答案：C7. 为使单销外槽轮机构的运动系数大于零，槽轮的径向槽数应大于( )。

（2分）A.2B.4C.3D.5★检查答案标准答案：C8. 当齿轮的齿数增多时，在其他参数不变的情况下( )都将改变。

（2分）A.分度圆、齿厚、渐开线形状B.分度圆齿距、齿顶圆C.分度圆、齿顶厚、渐开线形状D.分度圆、齿顶圆、基圆齿距★检查答案标准答案：C9. 对于齿条，不同齿高上的( )。

（2分）A.齿距相同，压力角相同B.齿距不同，压力角不同C.齿距不同，压力角相同D.齿距相同，压力角不同★检查答案标准答案：A！10. 两对齿数和压力角分别相等而模数不同的齿轮传动，它们的重合度( )。

（2分）A.一定相同B.一定不同C.模数大的重合度大D.模数小的重合度大★检查答案标准答案：A11. 对滚动轴承进行寿命计算的目的是防止轴承在预期的工作期间内发生( )。

第一章 机械零件常用材料和结构工艺性Q235：Q ：“屈”，235：屈服点值50号钢：平均碳的质量分数为万分之50的钢第二章：机械零件工作能力计算的理论基础(必考或者二选一)+计算1， 在零件的强度计算中，为什么要提出内力和应力的概念因为要确定零件的强度条件内力：外力引起的零件内部相互作用力的改变量。

应力为截面上单位面积的内力。

2， 零件的受力和变形的基本形式有哪几种试各列出1~2个实例加以说明。

轴向拉伸和压缩；剪切和挤压；扭矩；弯曲△第四章 螺旋机构 P68四选一1、试比较普通螺纹与梯形螺纹有哪些主要区别为什么普通螺纹用于连接而梯形螺纹用于传动普通螺纹的牙型斜角β较大，β越大，越容易发生自锁，所以普通螺纹用于连接。

β越小，传动效率越高，固梯形螺纹用于传动。

2、在螺旋机构中，将转动转变为移动及把移动转变为转动有什么条件限制请用实例来说明螺母与螺杆的相对运动关系。

转动变移动升角要小，保证可以自锁；而升角大的情况下，移动可转为转动3、具有自锁性的机构与不能动的机构有何本质区别自锁行的机构自由度不为0，而不能动的机构自由度为04、若要提高螺旋的机械效率，有哪些途径可以考虑降低摩擦，一定范围内加大升角，降低牙型斜角；采用多线螺旋结构EAL F L N=∆第五章平面连杆1、为什么连杆机构又称为低副机构它有那些特点因为连杆机构是由若干构件通过低副连接而成的特点是能实现多种运动形式的转换2、铰链四连杆机构有哪几种重要形式它们之间只要区别在哪里1，曲柄摇杆机构2，双曲柄机构3，双摇杆机构区别：是否存在曲柄，曲柄的数目，以及最短杆的位置不同。

3、何谓“整转副”、“摆转副”铰链四杆机构中整转副存在的条件是什么整转副：如果组成转动副的两构件能作整周相对转动，则该转动副称为整转副摆转副：如果组成转动副的两构件不能作整周相对转动……条件：1，最长杆长度+最短杆长度≤其他两杆长度之和（杆长条件）2，组成整转副的两杆中必有一个杆为四杆中的最短杆。

机械设计基础知识点详解绪论1、机器的特征：（1）它是人为的实物组合；（2）各实物间具有确定的相对运动；（3）能代替或减轻人类的劳动去完成有效的机械功或转换机械能。

第一章平面机构的自由度和速度分析要求：握机构的自由度计算公式，理解的基础上掌握机构确定性运动的条件，熟练掌握机构速度瞬心数的求法。

1、基本概念运动副：凡两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。

低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。

高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。

复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联构成的回转副。

局部自由度：机构中常出现的一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度。

虚约束：对机构运动不起限制作用的重复约束称为虚约束或称消极约束。

瞬心：任一刚体相对另一刚体作平面运动时，其相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心，简称瞬心。

如果两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对速度瞬心；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速度瞬心。

2、平面机构自由度计算作平面运动的自由构件具有三个自由度，每个低副引入两个约束，即使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。

计算平面机构自由度的公式：F=3n-2P L-P H机构要具有确定的运动，则机构自由度数必须与机构的原动件数目相等。

即，机构具有确定运动的条件是F>0,且F等于原动件个数。

3、复合铰链、局部自由度和虚约束(a)K个构件汇交而成的复合铰链应具有(K-1)个回转副。

(b)局部自由度虽然不影响整个机构的运动，但滚子可使高副接触处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损，所以实际机械中常有局部自由度出现。

(c)虚约束对机构运动虽不起作用，但是可以增加构件的刚性和使构件受力均衡，所以实际机械中虚约束随处可见。

4、速度瞬心如果一个机构由K个构件组成，则瞬心数目为N=K(K-1)/2瞬心位置的确定：(a)已知两重合点相对速度方向，则该两相对速度向量垂线的交点便是两构件的瞬心。

一·观察外形及外部结构1.减速器起吊装置,定位销,起盖螺钉,油标,油塞各起什么作用？布置在什么位置？答：起吊装置为了便于吊运。

在箱体上设置有起吊装置箱盖上的起吊孔用于提升箱盖箱座上的吊钩用于提升整个减速器。

定位销为安装方便。

箱座和箱盖用圆锥定位销定位并用螺栓连接固紧起。

盖螺钉为了便于揭开箱盖。

常在箱盖凸缘上装有起盖螺钉。

油标为了便于检查箱内油面高低。

箱座上设有油标。

油塞是用来放油的，把旧的油放出来。

所以油塞的位置都是靠在最下方的。

2.箱体,箱盖上为什么要设计筋板?筋板的作用是什么,如何布置？答：为保证壳体的强度、刚度，减小壳体的厚度。

一般是在两轴安装轴承的上下对称位置分别布置。

3.轴承座两侧连接螺栓如何布置,支撑螺栓的凸台高度及空间尺寸如何确定？答：轴承旁边地突台要考虑凸台半径和凸台高度两个参数。

凸台半径和安装轴承旁螺栓的箱体凸缘半径相等；凸台高度要根据低速轴轴承座外径和螺栓扳手空间的要求来确定，大小等于沉头座直径加上2.5倍的轴承盖螺栓直径5.箱盖上为什么要设计铭牌？其目的是什么？铭牌中有什么内容？主要记载有产家名号、产品的额定技术数据等，中文铭牌上所采用的文字符号应一律使用中国法定的标准，进口产品投放市场需要备中文名牌的也应照此办理二·拆卸观察孔盖1.观察孔起什么作用?应布置在什么位置及设计多大才适宜的?答：通过观察孔可以观察齿轮的啮合情况，并可以向箱体内加润滑油。

应设置在箱盖顶部适当位置；尺寸以便于观察传动件啮合区位置为宜，并允许手进入箱体检查磨损情况。

2.观察孔盖上为什么要设计通气孔？孔的位置为何确定？答：通气孔可以调节由于高速运转生热膨胀造成的内外压强差。

设置在观察盖上或箱体顶部。

三·拆卸箱盖1.再用扳手拧紧或松开螺栓螺母时扳手至少要旋转多少度才能松紧螺母，这与螺栓到外箱壁间的距离有何关系？设计时距离应如何确定？答：60度2.起盖螺钉有什么作用？与普通螺钉结构有什么不同？答：开启箱盖时旋转起盖螺钉可顶起箱盖，方便拆卸；起盖螺钉顶部是圆柱形，并加工成大倒角或半圆，螺纹长度大于箱盖连接凸缘的厚度。

一、选择题1、链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动 D 。

A、工作平稳B、链条与链轮轮齿磨损均匀C、提高传动效率D、避免采用过渡链节2、一对圆柱齿轮传动，经校核得知满足弯曲强度，而不满足接触强度时，可以采取 B 。

A．保持中心距不变增大模数 B．保持中心距不变增大齿数C．增大中心距 D．减小中心距3、有一减速传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案为好AA、带传动---齿轮传动---链传动B、链传动---齿轮传动---带传动C、带传动---链传动---齿轮传动D、链传动---带传动---齿轮传动4、在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是 CA、轮齿疲劳折断B、齿面疲劳点蚀C、齿面胶合D、齿面磨粒磨损5、对齿轮轮齿材料性能的基本要求是 AA、齿面要硬，齿芯要韧B、齿面要硬，齿芯要脆C、齿面要软，齿芯要脆D、齿面要软，齿芯要韧6、采用 A 的措施不能有效地改善轴的刚度。

A、改用合金钢B、改变轴的直径C、改变轴的支承位置D、改变轴的结构7、在下列滚动轴承代号中， B 是圆锥滚子轴承。

A.N 2210；B.30212；C.6215；D.7209AC。

8、为了提高蜗杆传动的效率η，在润滑良好的情况下，最有效的是采用措施。

BA、单头蜗杆B、多头蜗杆C、大直径系数的蜗杆D、提高蜗杆转速n9、一个滚动轴承的基本额定动载荷是指 D 。

A、该轴承的使用寿命为106转时，所受的载荷B、该轴承的使用寿命为106小时时，所能承受的载荷C、该轴承平均寿命为106转时，所能承受的载荷D、该轴承基本额定寿命为106转时，所能承受的最大载荷10、_____B___决定了从动杆的运动规律。

A、凸轮转速B、凸轮轮廓曲线C、凸轮形状D、凸轮形状和转速11、斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数和应力修正系数应按 B 查图表。

A、实际齿数B、当量齿数C、不发生根切的最少齿数12、带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则其传递的有效圆周力B。

机械设计基础（一）机械机构机器1、机器是执行机械运动的装置。

2、机构是能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件实物的组合体，如：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。

3、机械=机器+机构。

（二）零件和构件1.零件是最小的制造单元2、提到加工制造的时候，用零件这个词。

加工零件3、构件是运动单元。

很多构件组成机构4、零件是最小的制造单元（加工零件），构件是运动单元（运动构件）（三）通用零件和专用零件1、有些零件是在各种机器中常用的，称之为通用零件。

有些零件只有在特定的机器总才用到，称之为专用零件2、通用零件不一定是标准化的，比如轴是通用零件。

但是没有国家标准规定轴的直径和长度。

标准化和通用是两个系列的概念。

通用的只要强度满足要求就可以了。

通用零件比如齿轮和轴他的尺寸是根据要求设计计算得到的，而标准件是根据要求查表选择合适的型号1.带传动是依靠（带与带轮接触面之间的摩擦力）来传递运动和功率的。

2.与平带传动相比较，V带传动的优点是 D 。

A. 传动效率高B. 带的寿命长C. 带的价格便宜D. 承载能力大3. 带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于 D 。

A. 带的横截面尺寸B. 传递的功率C. 带轮的线速度D. 带轮的直径4. 选取V带型号，主要取决于 A 。

A. 带传递的功率和小带轮转速B. 带的线速度C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力5. 带传动的中心距过大时，会导致 D 。

A. 带的寿命缩短B. 带的弹性滑动加剧C. 带的工作噪声增大D. 带在工作时出现颤动1. 设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使__B_。

A.大、小齿轮的硬度相等B.小齿轮硬度高于大齿轮硬度C.大齿轮硬度高于小齿轮硬度D.小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面2.对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为____C____。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合3.对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般_____D___。