东北大学机械设计2006

机械原理课程设计说明书题目：压床机械方案分析班级：机械1414班姓名：刘宁学号：20143512指导教师：李翠玲成绩：2016 年 11 月 8 日目录目录一．题目：压床机械设计 (3)二．原理及要求 (3)（1）.工作原理 (3)（2）.设计要求 (4)（3）.设计数据 (4)三．机构运动尺寸的确定 (5)四．机构的结构分析 (7)五．机构的运动分析 (8)（1）主动件参数列表分析 (8)（2）杆组参数列表分析 (8)（3）编写主程序并运行 (10)（4）运动图像分析 (13)六、机构的动态静力分析 (15)（1）参数列表分析 (15)（2）编写主程序及子程序 (16)（3）运行结果 (21)（4）图像分析 (21)七．主要收获与建议 (23)八．参考文献 (23)一．题目：压床机械设计二．原理及要求（1）.工作原理压床机械是由六杆机构中的冲头（滑块）向下运动来冲压机械零件的。

图1为其参考示意图，其执行机构主要由连杆机构和凸轮机构组成，电动机经过减速传动装置（齿轮传动）带动六杆机构的曲柄转动，曲柄通过连杆、摇杆带动滑块克服阻力F冲压零件。

当冲头向下运动时，为工作行程，冲头在0.75H 内无阻力；当在工作行程后0.25H行程时，冲头受到的阻力为F；当冲头向上运动时，为空回行程，无阻力。

在曲柄轴的另一端，装有供润滑连杆机构各运动副的油泵凸轮机构。

（a）机械系统示意图（b）冲头阻力曲线图（c）执行机构运动简图图1 压床机械参考示意图（2）.设计要求电动机轴与曲柄轴垂直，使用寿命10年，每日一班制工作，载荷有中等冲击，允许曲柄转速偏差为±5％。

要求凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之内，从动件运动规律见设计数据，执行构件的传动效率按0.95计算，按小批量生产规模设计。

（3）.设计数据三．机构运动尺寸的确定已知:（1）作图：1.以O2为原点确定点O4的位置；2.画出CO4的两个极限位置C1O4和C2O4;3.取B1，B2使CB=CO4*1/3，并连接B1O2，B2O2;4.以O2为圆点O2A为半径画圆，与O2B1交于点A1;5.延长B2O2交圆于A2；6.取CD=0.3*CO4。

东北大学历年专业课真题机械设计【简答题】要点东北大学历年第一章基础知识1.（95‘）试画出材料的疲劳极限线图，标出特殊点的坐标，并说明等效系数的意义。

2.（95‘）什么是可靠性设计准则？为什么要建立可靠性设计准则？3.（96‘）承受静载荷作用的零件，试举例说明能否在危险截面上产生变应力作用？4.（97‘）机械零件的胶合失效是如何产生的？5.（97‘）机械零件上那些位置容易产生应力集中？6.（98‘）用文字描述迈内尔理论。

7.（99‘）在进行机械零件有限寿命的疲劳强度计算时，需要将材料的疲劳曲线修正为零件的疲劳曲线，有几种修正方法？各有何有缺点？8.（99‘）机械零件的主要失效形式有那些？9.（01‘）静强度设计和疲劳强度设计主要共同点和不同点是什么？10（02‘）一承受非对称循环变应力作用的机械零件（应力循环特性r＝常数）。

试画图说明其有限寿命的疲劳强度计算方法（过程）。

11.（03‘）何谓应力集中？对零件的静强度、疲劳强度影响是否相同？12（03‘）线性疲劳损伤累积方程（Miner方程）的意义是什么？（04‘无简答题）第二章螺纹联结和轴毂联结13.（95‘）试画出铰制孔用螺栓联结的结构图。

14.（98’）螺栓组受力分析的目的是什么？15（99‘）为什么螺栓联结需要防松？放松的实质是什么？有哪几种防松措施？16（00’）花键联结有哪几种？它的定心方式如何？17（01‘）测力矩扳手和定力矩扳手是利用什么原理来测定螺纹联结预紧力的？18（02’）当螺栓联结受到轴向工作载荷F后，螺栓伸长的增量△δL和被联结件的变形量的恢复量△δF是什么关系，为什么？19.（02‘）试述花键联结的主要优点。

20（03’）平键联结设计中，键的尺寸bXhXL是怎么确定的？（04‘无简答题）第三章带传动21。

（96‘）试述带传动设计准则，并说明哪种失效形式限制了带传动的承载能力？22.（97’）V带传动中，张紧装置应该放在什么位置？为什么？23.（99‘）在设计V带传动时，为什么要限制带的根数？限制条件如何？24.（00’）在普通V带传动中，影响带疲劳破坏的主要应力是哪些，为什么？25.（01‘）画图并说明正常工作中V带与主动轮接触弧上带受拉力的变化情况。

苏卫星，男，1980年生，工学博士，天津工业大学计算机科学与软件学院副教授。

长期从事企业信息化、RFID技术研究与应用、制造物联、智能工厂技术、工业大数据等技术领域的科研工作。

先后主持国家重点研发计划课题1项、国家863课题1项、国家科技支撑计划课题2项、国家智能制造专项课题1项、国家智能制造装备项目课题1项、省自然科学基金项目1项、地方及企业委托项目2项；参与国家科技支撑计划项目1项、国家自然科学基金1项、地方及企业委托课题10余项。

先后在国内外重要学术刊物、会议上发表原创性科技论文30余篇，其中SCI收录论文（第一作者或通信作者）7篇；参与编写出版学术专著1部，参与制定电子工业部行业标准2项；获得国家发明专利5项，软件著作权3项。

在工程实际应用方面，带领团队先后在中航集团沈阳黎明公司、东方电气集团东方汽轮机厂、云南CY、中国石油吉化集团和中车时代电动等企业单位开展面向企业生产集成管控的信息化工程应用，在生产设备互联应用、生产过程一体化管控、产品全生命周期管理和车间数字化和智能化方面成效显著。

主要研究方向：制造物联与智能工厂技术与应用、制造过程集成管控、工业过程数据分析、系统建模与智能优化方法等。

（Email：satelliteer@）学习经历：2014年12月，中国科学院大学机械电子工程专业博士毕业；2006年3月，东北大学机械设计及理论专业硕士毕业；2003年7月，东北大学机械工程及自动化专业本科毕业。

主要科研：[1] RFID技术在黎明航空发动机装配线的应用，国家高技术研究发展计划（863计划）（2006AA04A124B），已结题，经费152万，课题负责人；[2] 复杂装备制造企业RFID应用集成管控与服务关键技术研发及示范，国家科技支撑计划课题（2014BAF07B01），已结题，子课题经费57万，子课题负责人；[3] 增材制造装备系统自诊断与自检测关键技术研究及系统开发，国家重点研发计划课题（2017YFB1103003），在研，经费394万，课题负责人；[4] 大型电站汽轮机叶片制造数字化车间关键技术应用示范，国家科技支撑计划课题（2015BAF02B01），已结题，子课题经费230万，子课题负责人；[5] 泛在感知环境下复杂装配过程状态跟踪与优化控制方法研究，辽宁省自然科学基金面上项目（201202226），已结题，课题经费10万，课题负责人；[6] 制造物联环境下泛在感知信息融合处理技术研究，中科院重点实验室开放课题（WLHKZ2015-004），已结题，经费10万，课题负责人；[7] 新能源客车智能化工厂，工信部2015智能制造新模式项目，已结题，子课题经费270万，子课题负责人；[8] 民生大数据驱动的社会行为分析与现实挖掘创新方法研究，天津市科技计划项目（17ZLZXZF00280），在研，经费2万，课题负责人；[9] 基于多维序列挖掘的矿浆品位建模与在线分析方法研究，国家重点实验室开放课题（BGRIMM-KZSKL-2017-01），在研，经费10万，课题负责人。

“长庆杯”第二届全国大学生机械创新设计大赛决赛评审结
果
“长庆杯”第二届全国大学生机械创新设计大赛决赛于2006年10月19日至10月22日在湖南省长沙市，湖南大学举行。

大赛评委会通过审阅设计资料、观摩实物演示和进行作品答辩等程序，依据评分标准进行评分，并经评审委员会全体会议复审，共评出一等奖24项、二等奖36项、三等奖63项。

大赛组委会还评出优秀组织奖15项、贡献奖2项、赞助奖2项、纪念奖1项、会标设计特别奖1项。

现将决赛评审结果公布如下：
设计奖：（见下表，排名不分先后次序）
优秀组织奖：
湖南大学
（以下排名不分先后次序）
湖北赛区江苏赛区北京赛区广东赛区
辽宁赛区陕西赛区安徽赛区吉林赛区
福建赛区四川赛区山东赛区江西赛区
黑龙江赛区广西赛区
贡献奖：
湖南长庆机电科教有限公司
湖南长丰汽车制造股份有限公司
赞助奖：
扬动股份有限公司
北京中教仪科技有限公司
纪念奖：
湖南大学
会标设计特别奖：
湖南大学设计艺术学院欧静老师
全国大学生机械创新设计大赛组委会
高等学校机械基础课程教学指导分委员会（代章）
2006年10月22日。

全国大学生机械创新设计大赛是由国家教育部批准、由教育部高等学校机械学科教学指导委员会主办，面向全国大学生的群众性科技活动。

旨在引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力和协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。

历届全国大学生机械创新设计大赛第一届地点：南昌大学时间：2004.9主题：无固定主题第一届全国大学生机械创新设计大赛是经教育部高等教育司批准，由教育部高等学校机械学科教学指导委员会主办的大赛。

大赛以培养大学生的创新设计能力、综合设计能力和工程实践能力为目的，充分展示了我国高等院校机械学科的教学改革成果和大学生机械创新设计的成果，积极推动了机械产品研究设计与生产的结合，为培养机械设计、制造的创新人才起到了重要作用。

“新三思杯”第一届全国大学生机械创新设计大赛决赛结果“新三思杯”第一届全国大学生机械创新设计大赛决赛于2004年9月11日至9月13日在江西省南昌大学举行。

参赛作品通过大会展示、答辩，经评审委员会专家评议，共评出一等奖15项、二等奖21项、三等奖24项。

大赛组委会评出优秀组织奖14项、贡献奖1项、赞助奖3项、纪念奖1项。

现将决赛结果公布如下：设计奖：（见下表，排名不分先后）优秀组织奖：南昌大学大赛组委会委员西安交通大学王晶教授（以下院校排名不分先后）东南大学、浙江大学、西安思源职业学院、陕西科技大学、新疆大学、华南农业大学、华中科技大学、海军工程大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、北京航空航天大学、天津大学。

贡献奖：深圳市新三思材料检测有限公司赞助奖：江西国贸工业发展有限公司、江西省工矿配件公司成套分公司、江西省金切机械设备有限公司。

纪念奖：南昌大学第二届地点：湖南大学时间：2006.10主题：本届大赛主题为“健康与爱心”，内容为“助残机械、康复机械、健身机械、运动训练机械等四类机械产品的创新设计与制作”。

东北大学专业硕士，机械设计基础第一章机械设计基础知识思考题1-1 机械零件设计应满足哪些基本准则？1-2 什么叫机械零件的失效？机械零件主要的主要失效形式有哪些？1-3提高机械零件强度的措施有哪些？1-4在什么条件下要按刚度准则设计机械零件？提高零件的刚度有哪些措施？1-5选用机械零件材料时主要考虑什么原则？1-6举例说明什么叫静载荷、变载荷、静应力和变应力？1-7什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力？1-8影响材料的极限应力的因素有那些？1-9线性疲劳损伤累积方程（Miner方程）的意义是什么？1-10影响材料疲劳强度的主要因素有哪些？原因是什么？这些因素对变应力的哪一部分有影响？1-11什么是有效应力集中系数？机械零件设计中，常见的应力集中源有哪些？有三个形状尺寸一样，工作条件也相同，分别用铸铁、低强度钢、高强度钢制造的零件，哪个零件的有效应力集中系数最大？1-12 什么叫接触应力和接触强度？影响接触应力大小的因素有哪些？1-13举例说明零件的结构及工艺对被设计零件疲劳强度的影响。

习题1-2已知ζmin＝500 MPa，ζa = 300 MPa，求ζmax，ζm，r,并画出变应力图。

1-3图示为一转轴，在轴上作用有轴向力F a＝3000 N和径向力F r＝6000N，支点间距L ＝300 mm，轴的直径d＝50mm，求力F r 作用面上的ζmax，ζmin，ζm，ζa，r，并画出变应力图。

1-4已知一合金结构钢的简化疲劳极限线图如图所示。

等效系数ψζ＝0.43，若零件工作应力点M 恰在OE线上，其最大工作应力ζmax＝426 MPa，最小工作应力ζmin＝106 MPa，有效应力集中系数kζ＝1.42，绝对尺寸系数εσ＝0.91，表面状态系数β＝1，试求按简单加载情况下零件的安全系数（按无限寿命考虑）。

1-5某钢制零件承受非对称循环（循环特性r＝-0.4）的两级应力（不稳定变应力）作用，第一级名义应力最大值ζ1＝500 MPa，作用105次，第二级名义应力最大值ζ2＝400 MPa，作用2³105次，如该钢材的标准平滑试件试验得的ζ-1＝500 MPa，ζ0 =800 MPa，循环基数N0 = 107次，材料常数m = 9，该零件的有效应力集中系数kζ =1.62，绝对尺寸系数εσ＝0.83，表面状态系数β＝0.95。

东北大学机械设计简答题大全第一章基础知识一、机械零件的主要失效形式1）整体破裂2）表面破坏（磨料磨损、胶合、点蚀、磨蚀磨损）3）变形量过大4）破坏正常工作条件引起的失效二、机械零件设计哪几种设计准则强度准则、刚度准则、寿命准则、耐磨性准则、振动稳定性准则。

三、影响寿命准则的主要失效形式是腐蚀、磨损、疲劳。

四、安全系数如何选择？许用安全系数取得过大，会使机器笨重；过小，机器可能不安全。

因此，许用安全系数或者许用应力的的选取原则是在保证机器安全可靠的前提下，尽可能减小许用安全系数或者许用应力。

五、影响许用安全系数的因素有哪些？荷载和应力计算的准确性、材料机械性能数据的可靠性和零件的重要性等六、什么是疲劳破坏？机械零件在变应力作用下，经过一段时间后在局部高应力区形成微裂痕，微裂纹逐渐扩展以至最后断裂的现象成为疲劳破坏。

疲劳破坏的定义可表述为：在远低于材料抗拉强度极限的循环应力作用下工程材料发生破坏的现象。

七、疲劳断裂过程三个阶段是什么？1.裂纹源在零件应力集中部位由于金属产生循环的弹塑性应力-应变而形成初试裂纹。

2.裂纹尖端在切应力下发生反复塑性变形是裂纹逐渐扩展。

3.产生瞬断。

八、疲劳破坏的特点1）在循环应力多次反复作用产生；2）不存在宏观的，明显的塑性变形迹象；3）循环应力远小于材料的静强度极限；4）对材料的组成、零件的形状、尺寸。

表面状态、使用条件和外界环境等都非常敏感。

九、影响零件疲劳强度的因素1、应力集中局部应力远大于名义应力，这种现象成为应力集中。

（常发生在过渡圆角、键槽、螺纹、横孔）2.绝对尺寸零件剖面的绝对尺寸越大，其疲劳极限越低。

由于剖面尺寸大时材料晶粒粗，出现缺陷的概率大。

3.表面状态零件表面越粗糙其疲劳极限越低。

第二章螺纹联接一、螺纹分类1、联接螺纹2、传动螺纹1）矩形螺纹的牙型为方形，牙型角α=0.其传动效率较其他螺纹都高，但牙根强度弱、螺纹磨损后间隙难以补偿，使传动精度降低。

第八章 机械设计概述一、判断题（正确 T ，错误 F ）1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。

强度准则是零件设计中最基本的准则。

（ ）2. 变应力只能由变载荷产生。

（ ）3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。

（ ）4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。

（ ）5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。

（ ）二、单项选择题1. 循环特性1-=r 时的应力是（ ）。

A 对称循环变应力B 脉动循环变应力C 非对称循环变应力D 静应力2. 外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（ ）加工工艺。

A 铸造B 锻造C 焊接D 轧制3. 两个等宽的圆柱体接触，其直径212d d =，弹性模量212E E =，则其接触应力值为（ ）。

A 218σσ= B 214σσ= C 212σσ= D 21σσ=4. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（ ）。

A 小B 大C 相等D 不一定三、填空题1. 机械零件设计计算的最基本计算准则是_________________________________ 。

2. 机械零件的主要失效形式有 _________、_________、________、__________和__________。

3. 在静应力作用下，塑性材料的极限应力为___________，脆性材料的极限应力为___________。

4. 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生___________应力，也可能产生___________应力。

5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了________________、________________和________________来 对材料的疲劳极限加以修正。

绪论一、判断题（正确T，错误F）1. 构件是机械中独立制造的单元。

（）2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。

（）3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。

（）4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。

（）二、单项选择题1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（）。

A 机构B 零件C 部件D 构件2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成，本课程主要研究（）。

A 原动机B 传动部分C 工作机D 控制部分三、填空题1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。

2. 机械是______和______的总称。

参考答案一、判断题（正确T，错误F）1. F2. T3. T4. F二、单项选择题1. B2. B三、填空题1. 制造2. 机构机器第一章平面机构的自由度一、判断题（正确T，错误F）1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。

（）2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。

（）3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为1。

（）4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。

（）5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。

（）6. 对独立运动所加的限制称为约束。

（）7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束（）8. 在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。

（）二、单项选择题1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。

A 面B 点或线C 点或面D 面或线2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）。

A 复合铰链B 局部自由度C 虚约束D 机构自由度3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。

A 1B 从动件C 主动件D 04. 所谓机架是指（）的构件。

A 相对地面固定B 运动规律确定C 绝对运动为零D 作为描述其他构件运动的参考坐标点5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。

19春学期《机械设计》在线作业1设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和不变，而增大模数m，则齿轮的（）。

A.弯曲强度和接触强度均提高B.弯曲强度不变，接触强度提高C.弯曲强度和接触强度均不变D.弯曲强度提高，接触强度不变正确答案:A在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是（）。

A.避免螺栓受附加弯曲应力作用B.便于安装C.为安装防松装置D.为避免螺栓受拉力过大正确答案:A以下（）种做法不能提高齿轮传动的齿面接触承载能力。

A.d不变而增大模数B.改善材料C.增大齿宽D.增大齿数以增大d正确答案:A普通平键联接工作时，键的主要失效形式为（）。

A.键受剪切破坏B.键侧面受挤压破坏C.剪切和挤压同时产生D.磨损和键被剪断正确答案:B下列各种机械设备中，只宜采用滑动轴承的是（）。

A.中、小型减速器齿轮轴B.电动机转子C.铁道机车车辆轴D.大型水轮机主轴正确答案:D外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（）加工工艺。

A.铸造B.锻造C.焊接D.轧制正确答案:A提高蜗杆传动效率的最有效方法是（）。

A.增加蜗杆头数B.增加直径系数C.增大模数D.减小直径系数正确答案:A在受轴向变载荷作用的紧螺栓联接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采用的措施是（）。

A.增大螺栓刚度，减小被联接件刚度B.减小螺栓刚度，增大被联接件刚度C.增大螺栓刚度，增大被联接件刚度D.减小螺栓刚度，减小被联接件刚度正确答案:B温度升高时，润滑油的黏度（）。

A.随之升高B.保持不变C.随之降低D.可能升高也可能降低正确答案:C一定型号V带内弯曲应力的大小与（）成反比关系。

A.带的线速度B.带轮的直径C.带轮上的包角D.传动比正确答案:B链传动与带传动一样，为了保证能够正常工作，也需要较大的初拉力。

A.错误B.正确正确答案:A一对渐开线圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受载荷增为原载荷的4倍，其齿间接触应力亦将增为原应力的4倍。