西安交大《机械设计基础》课后习题答案综合版

机械设计基础课后习题答案机械设计基础课后习题解答参考1-2题,7,5===h l P P n107253=-?-?=F机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。

1-3题1,11,8===h l P P n1111283=-?-?=F机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。

1-4题 0,11,8===h l P P n2011283=-?-?=F机构有2个主动构件，所以机构有确定运动。

1-5题1,8,6===h l P P n118263=-?-?=F机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。

2-1题（a ）双曲柄机构；（b ）曲柄摇杆机构；（c ）双摇杆机构；（d ）双摇杆机构。

2-2题0≠e 时，曲柄条件：e l l BC AB -<； 0=e 时，曲柄条件：BC AB l l <。

=3636.1612.112.118011180K K θ3-2题m z m h z d a a )2()2(*2252==+=z d m a mm主要⼏何尺⼨计算（略）。

4-2题略4-3题分锥⾓"43'25684287.681743arctan arctan122?=?===z z δ "17'34215713.2190221?=?=-?=-∑=δδδ分度圆5117311=?==mz d mm ； 12943322=?==mz d mm齿顶圆580.565713.21cos 3251cos 2111=+=+=δm d d a mm 206.1314287.68cos 32129cos 2222=+=+=δm d d a mm 齿根圆304.445713.21cos 34.251cos 4.2111=-=-=δm d d fmm353.1264287.68cos 34.2129cos 4.2222=-=-=δm d d fmm锥距358.694317232222221=+?=+=z z m R mm 齿顶⾓"44'4237122.3358.693arctan arctan====R h a a θ齿根⾓ "7'2744519.4358.696.3arctan arctan ?=?===R h ff θ根锥⾓"10'7171194.1711?=?=-=f f θδδ"1'17252835.2511?=?=+=a a θδδ"27'8721409.7222?=?=+=a a θδδ当量齿数28.18cos 111==δz z v ； 96.116cos 222==δz z v4-4题8011==mz d mm ； 24022==mz d mm80)(2112=-=d d a mm 88)2(2111=+=+=z m h d d a a mm 232)2(2222=-=-=z m h d d a a mm 70)5.2(2111=-=-=z m h d d f f mm 250)5.2(2222=+=+=z m h d d f f mm本题为定轴轮系。

机械设计基础习题集及参考答案一、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（）。

第11章 蜗杆传动11.1 蜗杆传动的特点及使用条件是什么？答：蜗杆传动的特点是：结构紧凑，传动比大。

一般在传递动力时，10~80i =；分度传动时只传递运动，i 可达1 000；传动平稳，无噪声；传动效率低；蜗轮一般用青铜制造，造价高；蜗杆传动可实现自锁。

使用条件：蜗杆传动用于空间交错(90)轴的传动。

用于传动比大，要求结构紧凑的传动，传递功率一般小于50kW 。

11.2 蜗杆传动的传动比如何计算？能否用分度圆直径之比表示传动比？为什么？答：蜗杆传动的传动比可用齿数的反比来计算，即1221i n n z z ==；不能用分度圆直径之比表示传动比，因为蜗杆的分度圆直径11d mq mz =≠。

11.3 与齿轮传动相比较，蜗杆传动的失效形式有何特点？为什么？答：蜗杆传动的失效形式与齿轮传动类似，有点蚀、弯曲折断、磨损及胶合。

但蜗杆传动中蜗轮轮齿的胶合、磨损要比齿轮传动严重得多。

这是因为蜗杆传动啮合齿面间的相对滑动速度大，发热严重，润滑油易变稀。

当散热不良时，闭式传动易发生胶合。

在开式传动及润滑油不清洁的闭式传动中，轮齿磨损较快。

11.4 何谓蜗杆传动的中间平面？中间平面上的参数在蜗杆传动中有何重要意义？ 答：蜗杆传动的中间平面是通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面。

中间平面上的参数是标准值，蜗杆传动的几何尺寸计算是在中间平面计算的。

在设计、制造中，皆以中间平面上的参数和尺寸为基准。

11.5 试述蜗杆直径系数的意义，为何要引入蜗杆直径系数q ?答：蜗杆直径系数的意义是：蜗杆的分度圆直径与模数的比值，即1q d m =。

引入蜗杆直径系数是为了减少滚刀的数量并有利于标准化。

对每个模数的蜗杆分度圆直径作了限制，规定了1~4个标准值，则蜗杆直径系数也就对应地有1~4个标准值。

11.6 何谓蜗杆传动的相对滑动速度？它对蜗杆传动有何影响？答：蜗杆传动的相对滑动速度是由于轴交角90∑=，蜗杆与蜗轮啮合传动时，在轮齿节点处，蜗杆的圆周速度1v 和蜗轮的圆周速度2v 也成90夹角，所以蜗杆与蜗轮啮合传动时，齿廓间沿蜗杆齿面螺旋线方向有较大的相对滑动速度s v ，其大小为s 1cos v v λ==。

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1-5 解1-6 解1-7 解1-8 解1-9 解1-10 解1-11 解1-12 解1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件1、3的角速比为：1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件3的速度为：，方向垂直向上。

1-15解要求轮1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即，和，如图所示。

则：，轮2与轮1的转向相反。

1-16解（1）图a中的构件组合的自由度为：自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运动。

（2）图b中的CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。

故图b中机构的自由度为：所以构件之间能产生相对运动。

题2-1答: a ），且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

b ），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。

c ），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。

d ），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。

题2-2解: 要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。

（ 1 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。

见图2-15 中位置和。

在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）；在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。

综合这二者，要求即可。

（ 2 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。

见图2-15 中位置和。

在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情况取等号）；在位置时，因为导杆是无限长的，故没有过多条件限制。

（ 3 ）综合（ 1 ）、（2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是：题2-3 见图 2.16 。

图 2.16题2-4解: （1 ）由公式，并带入已知数据列方程有：因此空回行程所需时间；（ 2 ）因为曲柄空回行程用时，转过的角度为，因此其转速为：转/ 分钟题2-5解: （ 1 ）由题意踏板在水平位置上下摆动，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。

1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。

图题1-1解图图题1-2解图图题1-3解图图题1-4解图1-5 解1-6 解1-7 解1-8 解1-9 解1-10 解1-11 解1-12 解1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件 1、3的角速比为：1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件 3的速度为：，方向垂直向上。

1-15解要求轮 1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即，和，如图所示。

则：，轮2与轮1的转向相反。

1-16解（ 1）图a中的构件组合的自由度为：自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运动。

（ 2）图b中的 CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。

故图 b中机构的自由度为：所以构件之间能产生相对运动。

题 2-1答 : a ），且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

b ），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。

c ），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。

d ），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。

题 2-2解 : 要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。

（ 1 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。

见图 2-15 中位置和。

在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）；在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。

综合这二者，要求即可。

（ 2 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。

见图 2-15 中位置和。

在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情况取等号）；在位置时，因为导杆是无限长的，故没有过多条件限制。

（ 3 ）综合（ 1 ）、（ 2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是：题 2-3 见图。

图题 2-4解 : （ 1 ）由公式，并带入已知数据列方程有：因此空回行程所需时间；（ 2 ）因为曲柄空回行程用时，转过的角度为，因此其转速为：转 / 分钟题 2-5解 : （ 1 ）由题意踏板在水平位置上下摆动，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。

《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1 —1自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 7 -(2 9 1-0) -1二21-19 -1=1或：F =3n -2P L -P H=3 6 -2 8 -1-11-6自由度为F =3n _(2P L P H _P') _F' =3 9-(2 12 1 -0) -1 =1或：F =3n -2P L - F H=3 8-2 11-1=24-22 -1=11 —10自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 10-(2 14 12 -2) -1 = 30 -28 -1=1或：F =3n-2P L - P H=3 9-2 12-1 2=27-24 -2=11 — 11F =3n -2P L -P H=3 4 -2 4 -2=21 — 13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件R4 p 3 P34 R3 1、3的角速度比。

1 - 14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。

设 •= =10rad/s ，求构件3的速度v 3 。

v 3 =v P13 =叫 P 14P 3 =10^200 = 2000mm/s1- 15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比「1/「2。

构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心⑷ 1 沃 P 14p 2 =切2 “ !~24 P 12 4-13 P3PP1 3创|P 24p 2| 2r 2 ⑷ 2 IR 4P 12I r i=10 AC tan BCA 916.565mm/s :2.9rad / s转中心的距离l AC =15mm , I AB = 90mm ,^10rad /s ，求『-00和『-1800时，从动件角速度-'2的数值和方向。

机械设计基础1-5至1-12 指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。

1-5 解 F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-6 解F =H L P P n --23=111283-⨯-⨯=11-7 解F =H L P P n --23=011283-⨯-⨯=21-8 解F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-9 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-10 解F =H L P P n --23=212293-⨯-⨯=11-11 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-12 解F =H L P P n --23=03233-⨯-⨯=32-1 试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。

题2-1图答 : a ）160907015011040=+<=+，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

b ）1707010016512045=+<=+，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。

c ）132627016010060=+>=+，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。

d ）1909010015010050=+<=+，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。

2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。

图中标注箭头的构件为原动件。

题2-3图解：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10度，且500CD l mm =，1000AD l mm =。

（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。

题2-5图解 : （ 1 ）由题意踏板CD 在水平位置上下摆动 10，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。

第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。

设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。

试分析此方案有无结构组成原理上的错误。

若有，应如何修改？习题3-5图习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：14233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。

解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。

其自由度为：115243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。

其自由度为：123233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。

习题3-6(a)图 习题3-6(d)图解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。

自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。

自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。

解(a)1010*******=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。

当满足BE =BC =CD =DE ，AB =AD ，AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF解(b)1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。

机械设计基础1-5至1-12 指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。

1-5 解 F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-6 解F =H L P P n --23=111283-⨯-⨯=11-7 解F =H L P P n --23=011283-⨯-⨯=21-8 解F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-9 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-10 解F =H L P P n --23=212293-⨯-⨯=11-11 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-12 解F =H L P P n --23=03233-⨯-⨯=32-1 试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。

题2-1图答 : a ）160907015011040=+<=+，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

b ）1707010016512045=+<=+，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。

c ）132627016010060=+>=+，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。

d ）1909010015010050=+<=+，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。

2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。

图中标注箭头的构件为原动件。

题2-3图解：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10度，且500CD l mm =，1000AD l mm =。

（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。

题2-5图解 : （ 1 ）由题意踏板CD 在水平位置上下摆动 10，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。

课题：绪论目的任务：了解本课程研究对象、内容、增强感性认识重点:本课程研究对象、内容难点：机器与机构、构件与零件的区别教学方法：利用虚实陈列室、工程案例等多种教学软件，展示本门课研究的对象、内容。

绪论0.1 引言0.2 机械概述0.2.1 机器和机构在人们的生产和生活中广泛使用着各种机器。

机器的种类繁多，结构形式和用途也各不相同，但总的来说，机器有三个共同的特征：(1)都是人为的各种实物的组合；(2)组成机器的各种实物间具有确定的相对运动；(3)可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。

点击下图可拆装运动演示运动演示动画演示动画演示机构是具有确定相对运动的各种实物的组合，它只符合机器的前两个特征。

(1)(2)0.2.2 零件和构件构件：运动的单元；拆装拆装零件：制造的单元。

0.2.3 机器的组成1 原动部分2 工作部分3 传动部分4 控制部分0.3 《机械设计基础》课程的性质、内容、任务和学习方法特点0.3.1《机械设计基础》课程的性质与研究对象《机械设计基础》是一门综合性技术基础课，其研究对象如下：第一篇构件静力分析研究对象为刚体或刚体系统，即忽略构件的变形，将构件视为在力作用下大小和形状不变的物体。

第二篇构件承载能力计算研究对象为变形固体。

具体地讲，是经过力学模型化处理的杆状构件。

第三篇常用机构研究对象为常见于各种机器中的机构。

如平面连杆机构，凸轮机构等。

第四篇常用机械传动研究对象为常见于各种机器中的机械传动。

如齿轮传动，带传动等。

第五篇通用机械零部件研究对象是在各种机器中普遍使用的零部件。

如轴、轴承、联轴器及离合器等。

0.3.2《机械设计基础》课程的内容第一篇构件静力分析 (理论力学)主要研究刚体在力作用下的平衡问题，即根据力系平衡条件分析平衡刚体的受力情况，确定各未知力的大小和方向，是构件承载能力计算的基础。

第二篇构件承载能力计算(材料力学)主要研究变形固体的强度和刚度问题，为机械零件确定合理的材料、截面形状和尺寸，为达到既安全又经济的目的提供理论基础。

《机械设计基础》课后习题答案第一篇：《机械设计基础》课后习题答案模块八一、填空1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。

2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。

3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。

4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。

5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。

6、V带传动中，限制带的根数Z≤Zmax，是为了保证每根V带受力均匀（避免受力不均）。

7、V带传动中，带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动。

8、带传动常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置和张紧轮等几种。

9、V带两工作面的夹角θ为40°，V带轮的槽形角ϕ应小于θ角。

10、链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力较小，其原因是链传动不需要初拉力。

11、链传动张紧的目的是调整松边链条的悬垂量。

采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在松边，靠近小轮，从外向里张紧。

二、选择1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。

A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．带的预紧力；D．带和带轮接触面间的摩擦力。

2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带（C）。

A．强度高；B．尺寸小；C．有楔形增压作用；D．没有接头。

3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（D）。

A．带的材料不符合虎克定律；B．带容易变形和磨损；C．带在带轮上打滑；D．带的弹性滑动。

4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（B）。

A．带的初拉力不够；B．带的紧边和松边拉力不等；C．带绕过带轮时有离心力；D．带和带轮间摩擦力不够。

5、带传动发生打滑总是（A）。

A．在小轮上先开始；B．在大轮上先开始；C．在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。

6、带传动中，v1为主动轮的圆周速度，v2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度之间存在的关系是（B）。

机械设计基础复习大纲20１1、4、3第１章绪论掌握:机器得特征:人为得实物组合、各实物间具有确定得相对运动、有机械能参与或作机械功机器得组成：驱动部分+传动部分＋执行部分了解:机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件与部件得概念课程内容、性质、特点与任务第２章机械设计概述了解：与机械设计有关得一些基础理论与技术，机器得功能分析、功能原理设计,机械设计得基本要求与一般程序、机械运动系统方案设计得基本要求与一般程序、机械零件设计得基本要求与一般程序，机械设计得类型与常用得设计方法第3章机械运动设计与分析基础知识掌握:构件得定义(运动单元体)、分类（机架、主动件、从动件）构件与零件（加工、制造单元体）得区别平面运动副得定义、分类（低幅：转动副、移动副;高副：平面滚滑副)各运动副得运动特征、几何特征、表示符号及位置机构运动简图得画法(注意标出比例尺、主动件、机架与必要得尺寸)机构自由度得定义(具有独立运动得数目）平面运动副引入得约束数（低幅：引入2个约束;高副：引入1个约束）平面机构自由度计算（F＝3n－2Ｐ5－P4)应用自由度计算公式时得注意事项（复合铰链、局部自由度、虚约束、公共约束)机构具有确定运动得条件（机构主动件数等于机构得自由度)速度瞬心定义（绝对速度相等得瞬时重合点）瞬心分类:绝对瞬心(绝对速度相等且为零得瞬时重合点，位于绝对速度得垂线上）相对瞬心（绝对速度相等但不为零得瞬时重合点，位于相对速度得垂线上）速度瞬心得数目：K=N（N—1)/2速度瞬心得求法：观察法:转动副位于转动中心；移动副位于垂直于导轨得无穷远；高副位于过接触点得公法线上三心定理：互作平面平行运动得三个构件共有三个瞬心,且位于同一直线上用速度瞬心求解构件得速度(关键找到三个速度瞬心,建立同速点方程，然后求解)了解:运动链得定义及其分类(闭式链：单环链、多环链;开式链)运动链成为机构得条件（具有一个机架、具有足够得主动件）机动示意图(不按比例)与机构运动简图得区别第6章平面连杆机构掌握:平面连杆机构组成（构件+低副;各构件互作平行平面运动)──低副机构平面连杆得基本型式（平面四杆机构）、平面四杆机构得基本型式(铰链四杆机构）铰链四杆机构组成（四构件+四转动副)铰链四杆机构各构件名称(机架、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、固定铰链、活动铰链)铰链四杆机构得分类:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构铰链四杆机构得变异方法:改变构件长度、改变机架(倒置）铰链四杆机构得运动特性:曲柄存在条件：①最长杆长度+最短杆长度≤其余两杆长度之与②连架杆与机架中有一杆为四杆中之最短杆曲柄摇杆机构得极限位置（曲柄与连杆共线位置)曲柄摇杆机构得极位夹角（两极限位置时曲柄所夹锐角）曲柄摇杆机构得急回特性及行程速比系数平面四杆机构得运动连续性铰链四杆机构得传力特性：压力角：不计摩擦、重力、惯性力时从动件受力方向与受力点速度方向间所夹锐角传动角:压力角得余角许用压力角~、许用传动角～曲柄摇杆机构最小传动角位置(曲柄与机架共线得两位置中得一个)死点位置：传动角为零得位置(）实现给定连杆二个或三个位置得设计实现给定行程速比系数得四杆机构设计:曲柄摇杆、曲柄滑块与摆动导杆机构了解:连杆机构得特点、铰链四杆机构以及变异后机构得特点及应用、死点(止点)位置得应用与渡过基本设计命题：实现给定得运动要求：连杆有限位置、连架杆对应角位移、轨迹满足各种附加要求:曲柄存在条件、运动连续条件、传力及其她条件实验法设计实现给定连杆轨迹得四杆机构，解析法设计实现给定两连架杆对应位置得四杆机构第7章凸轮机构掌握：凸轮机构得组成（凸轮+从动件＋机架)──高副机构凸轮机构得分类:按凸轮分类:平面凸轮(盘形凸轮、移动凸轮）,空间凸轮按从动件分类:端部形状:尖端、滚子、平底、曲面运动形式：移动、摆动安装方式：对心、偏置按锁合方式分类：力锁合、形锁合基圆（理论廓线上最小向径所作得圆）、理论廓线、实际廓线、行程从动件运动规律（升程、回程、远休止、近休止）刚性冲击（硬冲：速度突变，加速度无穷大）、柔性冲击(软冲：加速度突变)运动规律特点：等速运动规律:速度为常数、始末两点存在硬冲、用于低速等加速等减速：加速度为常数、始末中三点存在软冲、不宜用于高速余弦加速度:停─升─停型：始末两点存在软冲、不宜用于高速升─降─升型：无冲击、可用于高速正弦加速度:无冲击、可用于高速反转法绘制凸轮廓线得方法：对心或偏置尖端移动从动件，对心或偏置滚子移动从动件滚子半径得选择、基圆半径得确定、运动失真及其解决得方法了解:凸轮机构得特点、凸轮机构得应用、凸轮机构得一般命名原则四种运动规律得推导方法与位移曲线得画法运动规律得基本形式:停─升─停；停─升─降─停;升─降─升运动规律得选择原则,平底从动件凸轮廓线得绘制方法及运动失真得解决方法机构自锁、偏置对压力角得影响,压力角、许用压力角、临界压力角三者关系：第8章齿轮传动掌握:齿轮机构得组成(主动齿轮+从动齿轮+机架)──高副机构圆形齿轮机构分类：平行轴:直齿圆柱齿轮机构（外啮合、内啮合、齿轮齿条）斜齿圆柱齿轮机构（外啮合、内啮合、齿轮齿条)人字齿轮机构相交轴:圆锥齿轮机构(直齿、斜齿、曲齿)相错轴：螺旋齿轮机构、蜗轮蜗杆机构齿廓啮合基本定律(两轮得传动比等于公法线割连心线线段长度之反比）定传动比条件、节点、节圆、共轭齿廓渐开线得形成、特点及方程一对渐开线齿廓啮合特性：定传动比特性、啮合角与啮合线保持不变、可分性渐开线齿轮各部分名称:齿数、模数、压力角、顶隙、分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆齿顶高、齿根高、齿全高、齿距（周节）、齿厚、齿槽宽标准直齿圆柱齿轮得基本参数:齿数、模数、压力角()齿顶高系数（1、0、０、8）、顶隙系数（0、２５、0、3）标准直齿圆柱齿轮得尺寸计算：分度圆ｄ、基圆dｂ、齿顶高h a、齿根高h f、齿全高ｈ齿距（周节）p、基圆齿距(基节)ｐｂ、齿厚s＝齿槽宽e齿顶圆:外齿轮(）,内齿轮(）齿根圆：外齿轮（）,内齿轮(）标准中心距：外啮合:、内啮合:标准安装:分度圆与节圆重合（、）一对渐开线齿轮啮合条件:正确啮合条件(、）连续传动条件（≥1）、重合度得几何含义轮齿间得相对滑动及特点一对渐开线齿轮啮合过程:入啮点（起始啮合点)、脱啮点（终止啮合点)实际啮合线:、理论啮合线:、极限啮合点:与范成法加工齿轮得特点(用同一把刀具可加工不同齿数相同模数与相同压力角得齿轮）根切现象及产生得原因(渐开线刀刃顶点超过极限啮合点）、不根切得最少齿数齿轮传动得失效形式：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性流动防止失效得措施、齿轮传动得计算准则、齿轮材料得选择原则软硬齿面得区别、热处理方法、加工工艺与各自得应用场合齿轮传动得计算载荷F ca=K A K v KＫFｎ=KF n中四个系数得含义及其主要影响因素、改善措施直齿圆柱齿轮得受力分析、强度计算力学模型(接触:赫兹公式、弯曲：悬臂梁）强度计算中得主要系数ＹFa、Y Sａ、Ｙε、Z E、ＺH、Ｚε得意义及影响因素设计参数(齿数、齿宽系数、齿数比等）得选择直齿圆柱齿轮传动得设计计算路线（强度计算得公式不要求记，考试时若需要会给出）了解:齿轮传动得特点与其她分类方法，常用齿廓曲线：渐开线、摆线、圆弧齿廓工作段、重合度得最大值、重合度与基本参数得关系渐开线齿轮得加工方法:铸造法、热轧法、冲压法、切制法（仿型法、展成法)范成法加工齿轮时刀具与轮坯得相对运动:范成运动、切削运动、进给运动、让刀运动变位齿轮加工方法、正变位、零变位、负变位、最小变位系数，各种失效产生得机理第9章蜗杆传动掌握：蜗杆传动得特点普通圆柱蜗杆传动得主要参数计算：齿数、模数、压力角、直径、直径系数、传动比、中心距、导程角等蜗杆传动得转向判定蜗杆传动得相对滑动，蜗杆传动得受力分析，力与旋向、转向关系得判定,蜗杆传动得效率蜗杆传动得主要失效形式,设计准则，蜗杆蜗轮常用材料与结构了解：蜗杆传动得分类、蜗杆传动得精度、自锁现象及自锁条件蜗杆传动热平衡计算（进行热平衡计算得原因及热平衡基本概念）第1０章轮系掌握:定轴轮系：所有齿轮轴线位置相对机架固定不动周转轮系：至少有一个齿轮轴线可绕其她齿轮固定轴线转动组成：行星轮+太阳轮(中心轮)+行星架（系杆）分类:行星轮系（F=１）、差动轮系(F=2)混合轮系：由若干个定轴轮系与周转轮系组成得复杂轮系定轴轮系传动比计算周转轮系传动比计算混合轮系传动比计算:求解步骤：①分清轮系、②分别计算、③找出联系、④联立求解关键：正确区分各基本轮系蜗杆旋向得判定：轴线铅锤放置,观察可见面齿得倾斜方向,左边高左旋，右边高右旋了解:惰轮;轮系得功用第11章带传动掌握：带传动得主要特点带传动得工作情况分析(运动分析、力分析、应力分析、失效分析）型号、主要参数(a、d、Z、α、Ｌ、ｖ)及设计选择原则、方法了解:带传动得设计方法与步骤，带得使用方法第12章其她传动类型简介棘轮机构掌握：组成、工作原理、类型（齿式、摩擦式）运动特性：往复摆动转换为单向间歇转动；有噪音有磨损、运动准确性差设计时满足:自动啮紧条件了解:特点、应用及设计槽轮机构掌握:组成、类型(外槽轮机构、内槽轮机构）、定位装置(锁止弧）运动特性：连续转动转换为单向间歇转动；主动拨销进出槽轮得瞬时其速度应与槽得中心线重合且有软冲第14章机械系统动力学机械动力学分析原理掌握:作用在机械上得力：驱动力、工作阻力等效构件、等效力矩、等效转动惯量、等效力、等效质量、等效动力学模型等效原则：等效力矩、等效力:功或功率相等等效转动惯量、等效质量:动能相等等效方程速度波动得调节与飞轮设计掌握:机器运动得三个阶段:起动阶段、稳定运动阶段（匀速或变速稳定运动）、停车阶段周期性速度波动得原因、一个稳定运动循环调节周期性速度波动得目得(限制速度波动幅值）与方法(增加质量或转动惯量)平均角速度，不均匀系数，飞轮转动惯量计算能量指示图、最大盈亏功、最大速度位置、最小速度位置了解：三个阶段中功能关系、非周期性速度波动得原因及调节方法刚性回转体得平衡掌握：静平衡得力学条件,动平衡得力学条件静平衡原理、动平衡原理第15章螺纹连接掌握：螺纹连接得基本类型、特点及应用螺纹连接得预紧与防松原理、方法单个螺栓连接得强度计算方法螺栓组连接得设计与受力分析提高螺纹连接强度得措施了解:螺纹得类型，各种类型得特点及应用第1６章轴掌握:轴按载荷所分类型(心轴、转轴、传动轴)轴得材料、热处理及选择轴得结构设计（结构设计原则、轴上主要零件得布置、轴得各段直径与长度、轴上零件得轴向固定、轴上零件得周向固定、轴得结构工艺性、提高轴得强度与刚度）平键、花键联接得特点、键强度计算轴得失效形式及设计准则轴得强度计算(初步计算方法：按扭转强度计算；按弯扭合成强度计算）了解:轴得功用及类型轴上载荷与应力得类型、性质轴设计得主要内容及特点第１7章轴承掌握:对滑动轴承轴瓦与轴承衬材料得要求与常用材料非液体摩擦滑动轴承得主要失效形式与设计计算方法常用滚动轴承得类型与各自得主要特点选择滚动轴承类型时要考虑得主要因素滚动轴承基本额定寿命得概念;寿命计算滚动轴承当量动负荷得计算角接触球轴承、圆锥滚子轴承得轴向载荷得计算滚动轴承支撑轴系时得配置方式、应用场合轴承得调整、固定、装拆、预紧、润滑、密封得主要作用与方法了解：轴承得功用滚动轴承与滑动轴承得主要特点及应用场合滚动轴承受载元件得应力分析（定性)四种考试题型选择题、填空题、综合题（分析、设计等）、结构题第三章部分题解参考3-５图３-37所示为一冲床传动机构得设计方案。

第九章9-2.写出下列材料的名称，并按小尺寸试件查出该材料的抗拉强度σB（Mpa）、屈服极限σS （Mpa）、延伸率δ(%):Q235 ,45,40MnB, ZG270-500, HT200, QT500-7, ZCuSn10P1, ZAlSi12. 解：如图所示题9-4图许用应力[σ]=σS S=3552=177.5Mpa把夹紧力F 向截面中心转化，则有拉力F 和弯距M=F(a+h/2)=Fx(65+50/2)=90F截面面积A=bh=16x50=800mm 2抗弯截面模量W=bh 26=16x5026=6666.67mm 3σ=F A+MW=(F 800+90F 6666.67)≤177.5则最大夹紧力 F=12034N应力分布图如图所示图 9.3 题9-4解图9-16．如题9-16图所示，活塞销两端与活塞孔为过渡配合，活塞销中段与连杆孔为间隙配合。

（1）绘制轴与孔的公差带图；（2）说明它们是哪一种基准制，为什么要采用这种基准制。

题9-16图解：（1）公差带图见题9-16解图，查表得∅25G7的极限偏差为∅25+0.007+0.028，∅25h7的极限偏差为∅25−0.009,0∅25M7极限偏差为∅25−0.0210（ 2）∅25G7h5∅25M7h5均采用的是基轴制，当同一尺寸的轴段要与多个有不同配合要求的孔相结合而形成不同的配合性质时，则宜采用基轴制，图中 所示的活塞销，它与活塞孔的配合为过渡配合，而与连杆衬套的配合为间隙配合，如要采用基孔制，则要把活塞销加工成两头大中间小的阶梯轴，显然不利于加工及装配Π题9-16解图第十章10-12.试计算一起重器的螺杆和螺母的主要尺寸。

已知起重量Fa=30KN ,最大举起高度ι=550mm,螺栓杆用45号钢，螺母用铝青铜ZCuAl10Fe3.解：选用梯形螺纹（1） 根据耐磨性初选参数：∅=1.5，查表10-8，螺旋副的许用压强[p]=15~25Mpa ,取[p]=20Mpa ，则螺纹中径的设计公式为： d 2≥0.8√F a ∅[p]mm=0.8x √30x1031.5x20mm=25.29mm查手册，选取梯形螺纹GB/5796.1-1986，选取公称直径d=28mm ,中径d 2=25.5mm ,小径d 1=23mm ,螺距p=5mm.(2)初选螺母，初步计算螺母的高度H=∅d 2=1.5x25.5=38.25mm则螺栓与螺母接触的螺纹圈数为:z=H P=38.255=7.65 取z=8螺母高度为H=zp=8x5=40mm , 系数∅=H d 2=4025.5=1.57(3)校核耐磨性，螺纹的工作高度为：h=0.5p=0.5x5=2.5mm则螺纹接触处的压强为：p=F a πhzd 2=30x1033.14x25.5x2.5x8=18.7Mpa ≤[p]合适(4)校核螺杆稳定性，起重器的螺母端为固定端，另一端为自由端，故取μ=2，螺杆危险截面的惯性半径i=d 14=234=5.75,螺杆的最大工作长度为L=550mm ,则螺杆的长细比为： λ=μιi=2x5505.75=191.3>100所以临界载荷为F C =EIπ2(μι)2=3.142X2.06X105X3.14X234(2X550)2=1475KN取安全系数S=4，则:F C S=368.7>F a =30KN不会失稳（5）校核螺纹牙强度，对于梯形螺纹，则有：B=0.65p=0.65x5=3.25 τ=F a πDbz=30x1033.14x23x3.25x8=15.9Mpa对于青铜螺母，取[τ]=30~40Mpa,τ<[τ],合适。

机械设计基础_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.关于等效动力学模型，下列说法错误的是（）。

参考答案:等效力或等效力矩、等效质量或等效转动惯量均取决于机械系统中各个构件的真实速度2.普通平键连接和切向键连接采用双键时，一般两键在周向间隔角度分别为（）。

参考答案:180°，120°3.阶梯轴一般由具有不同长度和直径的轴段组成，其中与滚动轴承配合的部分称为（）。

参考答案:轴颈4.动平衡转子（）是静平衡的，而静平衡转子（）是动平衡的。

参考答案:一定；不一定5.轴承的调心性能是指轴承能适应内外圈的能力，具有较大调心性能的球轴承是调心球轴承。

参考答案:轴线倾斜##%_YZPRLFH_%##轴线偏斜6.限制带在小轮上的包角α1≥120°的目的是增大以提高传动能力。

参考答案:摩擦力##%_YZPRLFH_%##Ff##%_YZPRLFH_%##摩擦##%_YZPRLFH_%##有效拉力7.双拨销四槽外槽轮机构，其运动系数为（）。

参考答案:0.58.用于止动、转位分度、送进等，（）常用于低速轻载或对运动精度要求不很严格的间歇运动场合。

参考答案:棘轮机构9.V带截面形状做成梯形是为了利用 V带和轮槽间摩擦的楔形效应。

普通V带的指的是带截面基准宽度处的圆周长。

参考答案:基准带长10.带传动中，带中的最小应力发生在松边与大带轮相切处；带传动中，带中的最大应力发生在相切处。

参考答案:紧边与小带轮##%_YZPRLFH_%##小带轮与紧边11.承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F0的最大值和被联接件的刚度Cm不变时，螺栓的刚度Cb愈小，则（）。

参考答案:螺栓中总拉力的变化幅度愈小12.十字滑块联轴器允许被联接的两轴有较大的（）偏移。

参考答案:径向13.带传动中，传动带受的三种应力是拉应力，离心拉应力和弯曲应力，则最大应力等于σ1+ σb1+σc，它发生在带的紧边开始绕上小带轮处，若带的许用应力小于它，将导致带的失效。