《机械设计基础》填空部分复习题
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《机械设计基础》填空部分复习题
第一章 运动简图
1、两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副
，按照其接触特性，又可将它分为 低副
和 高副
。两构件通过面接触组成的运动副称为 低副
；平面机构中又可将其分为 回转副
和 移动副
。
两构件通过点或直线接触组成的运动副称为 高副
。
2 平面机构具有确定运动的条件是 自由度
等于原动件个数
，且 自由度>0 。
3、机械零件由于某种原因，不能 正常工作
时，称为失效。机械零件在 不发生失效 的条件下，零件能安
全工作的限度，称为工作能力。
4、随时间
变化的应力称为变应力，具有周期性变化的变应力称为循环变应力
。按照随时间变化的情况，应
力可分为 静应力
和变应力
。变应力可归纳为 对称循环
变应力、非对称循环
变应力和脉动循环
变应力
三种基本类型。变应力的五个基本参数是 σmax 、σmin 、σm 、σa 、r
。应力循环中的 最小应力 与
最大应力
之比，可用来表示变应力中应力变化的情况，通常称为变应力的循环特性r。当r=+1表示为 静
应力，r=0表示为 脉动
应力，它的σ
min=0，σ
m=σ
a=σ
max/2；当r=-1表示为对称
应力，它的σ
max=σa
；
σ
m= 0 ；非对称循环变应力的r变化范围为-1~0 和0~+1之间。
5、 在变应力中，表示 应力 与 应力循环次数
之间的关系曲线称为材料的疲劳曲线。在变应力作用下，零
件的主要失效形式是 疲劳破坏
。在静应力下，塑性材料的零件按不发生 塑性变形
条件进行强度计算，
故应取材料的 屈服极限 作为极限应力；而脆性材料的零件按不发生 断裂 的条件进行计算，故应取材
料的 强度极限 作为极限应力。变应力下，零件的许用极限应力与零件材料的疲劳极限有关，同时还应
考虑 应力集中
系数、 尺寸__系数和 表面状态 系数。
6、一非对称循环变应力，其σ
max=100N/mm2
，σ
min=-50N/mm2
，计算其应力幅σ
a= 75 N/mm2
，平均应力σ
m=
__25_N/mm2
，循环特性r= -0.5 。
第二章 连杆机构
1、 铰链四杆机构中的固定件称为机架
，与其用回转
副直接相连接的构件称为 连架杆
，不与固定件相连
接的构件称为 连杆
。按照 连架杆
是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分为三种基本型式曲柄摇杆机构
、双曲柄机构
和 双摇杆机构
。
2、 机构压力角的定义是，作用到从动件上的 力 与该力作用点的
——速度方向 所夹的锐角。平面机
构中，压力角 越小
，则传动角 越大
，机构的传动性能越好。导杆机构的传动角是900
，压力角是00
，其传力性能很好
。曲柄摇杆机构中，当 摇杆
为主动件时，在曲柄
和 连杆
共线时，会出
现死点现象。在平面四杆机构中，极位夹角越大，则行程速比系数就 越大
，急回性能也 越明显
；
若极位夹角为零，则其行程速比系数等于1 ，就意味着该机构的急回性能没有
。在连杆机构设计中，
习惯上用传动角来判断传力性能。在出现死点时，传动角等于 00
，压力角等于 900
。在机构设
计中，若要提高传动效率，须 增大
传动角。
3、含有单个移动副的平面四杆机构有 曲柄滑块机构 、 导杆机构 、 摇块机构（或定块机构）等。
第三章 凸轮机构
1、 凸轮机构按凸轮形状可分为 盘形凸轮机构
、移动凸轮机构
和圆柱凸轮机构
。按从动件的型式可分为滚子从动件
、尖顶从动件
和平底从动件
三种。在图解法设计滚子从动件凸轮中，把滚子中心的轨迹称为凸
轮理论轮廓
；为使凸轮型线在任何位置既不变尖，更不相交，就要求滚子半径必须小于理论轮廓外凸部分
的最小曲率半径。
2、 凸轮机构中，从动件采用等加速等减速运动规律时，将引起 柔性
冲击，采用等速运动规律时，会引起 刚性
冲击。选择凸轮基圆半径时，要保证其压力角的要求，其它条件不变的情况下，结构越紧凑，基圆
的半径越小，压力角就 越大
，机械效率 越低
。凸轮机构的压力角随基圆半径的减小而增大
，为减小
推力和避免自锁，压力角应越小越好
。
1第四章 间歇运动的机构
1、 实现间歇运动的机构有 棘轮机构 、 槽轮机构 、 凸轮间歇运动机构 和 不完全齿轮机构。
第五章 齿轮机构
1、 一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为m
1=m
2=m 和 α
1=α
2=α，连续传动的条件为 重合度≥
1 。标准斜齿
轮正确啮合的条件为法向模数相等
、法向螺旋角相等
和螺旋角大小相等，方向相反（mn1=mn2=m、α
n1=α
n2=α
和β1=-β2）
；一对锥齿轮的正确啮合条件是R
1=R
2 ，m
1大=m
2大=m 和α1=α2=α。齿轮的加工方法
按其切齿原理可分为 仿形法 和 范成法
两种。 2、 斜齿轮的端面压力角 大于
法向压力角，其法向
参数（法向 模数和压力角）作为标准值；其发生根切
的最少齿数 小于
直齿轮。齿条的基圆半径为 +∞
。一个正常齿制标准渐开线斜齿轮发生根切现象
时的最少齿数至少小于 17 ；斜齿轮与直齿轮相比，它有许多优点，但其最大的缺点是产生轴向力
。
3、 渐开线齿廓上各点的压力角是变化的，国家标准规定分度圆
上齿廓的压力角为标准值且等于200
，而齿顶圆上的压力角 大于
分度圆上的压力角（大于
20），齿条的齿顶线上的压力角 0等于
分度线上的压力角。标准渐开线直齿轮齿顶圆上的齿距 等于
分度圆上的齿距。在渐开线齿轮啮合过程中，其齿廓间
的压力方向 不变
；一对渐开线齿轮制成后，若安装时两轮的中心距稍有偏差，与标准中心距相比，其
角速度不变
，啮合角 变大
。 4、按照工作条件，齿轮传动可分为 开式 传动和 闭式 传动两种。重要的齿轮传动都采用闭式 传动。圆柱
齿轮及齿轮副有 12 个精度等级，1 级精度最高，常用的是 6~9级精度。最常见的轮齿失效形式有轮齿
折断
、齿面点蚀
、齿面胶合
、齿面磨损
和齿面塑性变形五种。闭式齿轮传动中，润滑方式根据齿轮
的速度大小而定，可分为浸油
润滑和 喷油 润滑方式。
5、经过 调节
和 正火
两种热处理后的齿轮齿面称为软齿面，其齿面硬度HBS≤ 350
。齿轮的齿面硬度值
HB> 350
时，称为硬齿面，热处理方法有表面淬火
、渗碳淬火
和 渗氮
，其主要失效形式在闭式传动中是弯曲折断
；而当处于高速重载下则易产生 胶合
破坏。在闭式传动中，硬齿面齿轮齿面接触承载能
力较 高
，其主要失效形式是 弯曲折断
，故应按 弯曲
强度设计，求出齿轮的 模数
后，再按 接触
强度校核。在闭式传动中软齿面齿轮的主要失效形式是 疲劳点蚀 ，故应按 接触
强度设计，然后再
按弯曲 强度校核。而在开式传动中，齿轮的主要失效形式是 磨损
，故一般应按 弯曲 强度设计。
若传动要求结构紧凑，一般选用 硬
齿面传动 。
6、当大小一对齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根 较薄
，弯曲强度 较低 ，受载次数较多
，故在选
材上和热处理中，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮的高。齿轮弯曲强度中，一对传动比不等于1的齿轮
传动，齿形系数 不
等，两齿轮的许用弯曲应力一般不
等，因此应验算 两
个齿轮的弯曲应力。齿轮
弯曲强度计算中，标准齿轮的齿形系数Y
F仅与齿轮 齿数
有关，而与 模数
无关，对标准齿轮仅取决于 齿数 ，且Y
F随齿数 的增加而 减小 。
7、在斜齿轮传动中，其标准模数是齿轮的 法面
模数；锥齿轮传动的标准模数是齿轮的 大端
模数；在蜗
杆传动中，蜗杆的 轴面
模数等于蜗轮的 端面
模数，并定为标准模数。在斜齿轮传动中，由于螺旋角
的存在，使齿轮的 接触
强度和 弯曲 强度提高，但由此将使轴和轴承上受有 轴向力
的作用，故一般
螺旋角限制在 8°~20° 范围之内。
第八章 带/链传动
1、带传动和链传动是通过 中间挠性体 传递运动和动力的，不同的是带传动属于 磨擦 传动，而链传动
属于 啮合
传动。在传动中，带传动宜布置在 高
速级，松边宜布置在 上 边，链传动宜布置在低
速级，松边宜布置在 下
边。
2、传动带按横截面形状可分为 平
带、 三角
带和 特殊截面
带三大类。带传动的主要张紧方法有调节
中心距 和 加张紧装置
两种。带传动的主要失效形式是 打滑
和发生 疲劳
损坏。故带传动的设计依
据是保证带 不打滑
及具有一定的 疲劳寿命 。 3、弹性滑动是由带材料的 弹性变形 和带轮两侧胶带上的 拉力差
引起的滑动，称为弹性滑动，它是 不可
避免的。而打滑是由 过载
引起的。在带传动中，当过载产生打滑时，可采用的措施有：a) 增加预紧
2
