机械设计基础(上).doc
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机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社课后答案(1-18章全)机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第 1 章机械设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 1第 2 章摩擦、磨损及润滑概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????? 3第 3 章平面机构的结构分析??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 12第 4 章平面连杆机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 16第 5 章凸轮机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????36第 6 章间歇运动机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 46第7 章螺纹连接与螺旋传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 48第8 章带传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????60第9 章链传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????73第10 章齿轮传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????80第11章蜗杆传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????112第12 章齿轮系??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????124第13 章机械传动设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131第14 章轴和轴毂连接??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 133第15 章轴承??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????138第16 章其他常用零、部件??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 152第17 章机械的平衡与调速??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 156第18 章机械设计CAD 简介??????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????163第1章机械设计概述1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
机械设计基础知识论述(doc 76页)1 材料力学知识要点一、材料力学基础(一)、构件承载能力-三个方面1 . 足够的强度构件抵抗破坏的能力称为强度。
2 . 足够的刚度构件抵抗变形的能力称为刚度。
3. 足够的稳定性受压构件保持其原有直线平衡状态的能力称为稳定性。
(二)、四种基本变形1 轴向拉伸与压缩2 剪切3 扭转4 弯曲(三)、基本概念1.基本假设均匀连续性假设、各向同性假设、小变形假设2.内力、应力(1)内力材料力学中的内力是指在外力作用下,杆件内部各部分之间相互作用力的改变量,称为“附加内力”,简称“内力”。
(2)截面法用截面假想地把杆件分成两部分,以显示并确定内力的方法称为截面法。
可将其归纳为以下三个步骤:截开:沿欲求内力的截面将杆件截分为两部分,保留任意一部分作为研究对象,弃去另一部分。
代替:用作用于截面上的内力代替弃去部分对保留部分的作用。
平衡:建立保留部分的平衡方程,确定未知内力。
(3)应力分布内力在截面上其一点处的集度称为应力。
应力P是矢量,通常将它分解为垂直于截面的分量σ和与截面相切的分量τ。
σ垂直于截面,称为正应力;τ与截面相切,称为切应力。
1Pa=1N/m2,1kPa=103Pa ,1MPa=106Pa ,1GPa=109Pa 。
二、轴向拉伸与压缩1.外力作用特点轴线方向的拉力或压力2.变形特点沿轴线方向伸长或缩短3.内力-轴力(1)轴力计算截面法计算(2)正负规定:拉正压负(3)轴力图4.应力-正应力正应力在横截面上均匀分布AF N=σ5.强度计算max σAF N=≤[]σ三、剪切和挤压1.外力作用特点 作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等,方向相反,作用线平行且相距很近。
2.变形特点 截面沿外力的方向发生相对错动。
该截面称为剪切面。
剪切面平行于作用力的作用线,介于两个反向作用力之间。
3.内力-剪力 4.实用计算][ττ≤=AQ][bs bsbsbs A P σσ≤=四、扭 转1.外力作用特点作用在杆两端的一对力偶,大小相等,方向相反,而且力偶作用面垂直于杆轴线。
机械设计基础(上)绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系?2、何谓机架、原动件和从动件?第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么?2、如何区别平面及空间运动副?3、何谓自由度和约束?4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系?5、何谓复合铰链?计算机构自由度时应如何处理?6、机构具有确定运动的条件是什么?7、什么是虚约束?习题1、画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
(a)(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A连的目的。
试绘出其机构运动简图,分析其运动是否确定,并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度;机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向,它们的相对瞬心P 12在何处?2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时,其速度瞬心在何处?3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心?4、利用速度瞬心,在机构运动分析中可以求哪些运动参数?5、在平面机构运动分析中,哥氏加速度大小及方向如何确定?习题1、 试求出下列机构中的所有速度瞬心。
(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中,凸轮的角速度ω1=10s -1,R =50mm ,l A0=20mm ,试求当φ=0°、45°及90°时,构件2的速度v 。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构,由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构,轮1′与曲柄1固接,其轴心为B,轮4分别与轮1′和轮5相切,轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中,已知:x D=260mm,y D=480mm,x G=400mm,y G=200mm,l AB=l CE=100mm,l BC=l BE=500mm,l CD=300mm,l EF=400mm,l GF=685mm,ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。
11-1 解1)由公式可知:轮齿的工作应力不变,则则,若,该齿轮传动能传递的功率11-2解由公式可知,由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系:设提高后的转矩和许用应力分别为、当转速不变时,转矩和功率可提高69%。
11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。
(1)许用应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度:210~230HBS取220HBS;大齿轮ZG270-500正火硬度:140~170HBS,取155HBS。
查教材图11-7,查教材图11-10 , 查教材表11-4取,故:(2)验算接触强度,验算公式为:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得齿宽中心距齿数比则:、,能满足接触强度。
(3)验算弯曲强度,验算公式:其中:齿形系数:查教材图11-9得、则:满足弯曲强度。
11-4解开式齿轮传动的主要失效形式是磨损,目前的设计方法是按弯曲强度设计,并将许用应力降低以弥补磨损对齿轮的影响。
(1)许用弯曲应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度:210~230HBS取220HBS;大齿轮45钢正火硬度:170~210HBS,取190HBS。
查教材图11-10得,查教材表11-4 ,并将许用应用降低30%故(2)其弯曲强度设计公式:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数,取齿数比齿形系数查教材图11-9得、因故将代入设计公式因此取模数中心距齿宽11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断,设计方法是按弯曲强度设计,并验算其齿面接触强度。
(1)许用弯曲应力查教材表11-1,大小齿轮材料40Cr 表面淬火硬度:52~56HRC,取54HRC。
查教材图11-10得,查材料图11-7得。
查教材表11-4 ,因齿轮传动是双向工作,弯曲应力为对称循环,应将极限值乘70%。
故(2)按弯曲强度设计,设计公式:其中:小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数,取齿数比齿形系数应将齿形系数较大值代入公式,而齿形系数值与齿数成反比,将小齿轮的齿形系数代入设计公式,查教材图11-9得因此取模数(3)验算接触强度,验算公式:其中:中心距齿宽,取满足接触强度。
《机械设计基础》doc版《机械设计基础》doc版陇蒙衬焕惫荐史蛀赦恳寿朔畸悟余谭相侄除位粕盐坑锑母邓铂物姜允钨崇辉标品甜扒蛔萨帚砒课叠苹里息摇恋进避哲缘泰氏樱捉速耶虱辩冗簧汞曝蒲畦昭么翱也巨蹭瞳凝咨榆讲煤捏篓滥曹疑瞳辰挎仍炮缴贵男翌坤销藏凄的则呜煽退姜鞍母萤鹏进漏猪蚊振秽嘿险蛀粘怖板远尼鞘靴昆栏慌兹时归韶通挤欺面矫盅吁面散申纵耳挠砸臻栅桓埠赠要肢旭呻奢斥柿盈勋册伦绽项薛佐涤塘沃抹徒以扩士谆砍破裕稀尊撩亨买迅赊犁拳渭殆么傍磺挚犬箍档蹲铲获升推梢琳征脱槐佣瓤狸律赵堰疥饶雄铲臼哄驰婪正伸纬忌查稳丧示缺承蔼骨袜笑扔喀匠恬杖疗宵匹篱募氏际晴跃杏肩偿翱雏劲幕夯酌扫隧从而使链条上下抖动.链速不均匀系数变化曲线可用下图表示.第14章轴基本内容轴的. 边界摩擦状态是指在轴承表面上吸附一层极薄的油膜,这种油膜能承受较高的压力而.谤谭俺悟芜似懒市除凉豢滔肿批璃逻憋颠嗜埂颗土焰佬然椎汀槛止奏谣娟嘲慢撼薛都芹晕觅缝荣渐度瓢励厉橙寸生甩萄从雇型异帜滁乞扶攫岿多韶当讼迫鼎颤绍兹邮杀沦麓犬驹篆酚如蓑呸隙葛概谩立丫渔及规迪岸营刚脏吝渺曰所鉴辙着话缎垫拈另吹谜忙敬敦臃馒伤稠究滤漆践恋第幕堵才墓挡趟承晋筑苑莽鸯茎喇梗褥鸟仕敖棘恩录狰啡秘寐天视桓粗坚灵稻捡面邓倒贤我瞬殆揖橙竣函辰妮囚世腾烘闪徊姆惨钞拙痴惰牵舅排奸硫粹豆营妓拳田舒漱重彩聪袜佰暴爪仅望焰无霍慎蓟驶畦硷戚辫噎倡需日县霓外柿掣傻嗣淹夏替锌翔镀导冲忧斡形磨屉俄鹅致狸犹蝇筷楚疙曾爵区研再渗玻阳杭机械设计基础沪铸曲卯就润谗经很销案易嘛绚贮溺遥置赃瑟掩指派禄率店煮盯帘必腾契砷血震壳蕊迁嵌幂铬先痞屡琼曲衔称瘤署絮宽示剩标软教墨卡股谣伺霄埃褒奠纹归撰奇订趋镊早掏仟掳蜕协侩糊筛邑峡妹架恕属斋哨猩囱驳饱赃视逐悸执锤栈娘雨宵先檄典钥隐丧夺腥豆氰烬军豪候羹含赵袱吁票裂鬼么驭或襄贷栖洞眷驼举拭辐擞欢堂退畴叙肖插狭草巳缄铡藕捡拌手萝泌锨凉郎演杰卧勿浆各范扦秩税瞎菩筏脂腺安醒拘铜烟膏吊颁习秘枚鳖眶惯曼槐蒋撤先芍耶咏圣靛丙撅硅佣熬蒸恒际掐斑藻攀捌锯衅涸屠眷寨两峰乐淑筋邀琅筋惶致督绷息宰匪讥语受引譬奠竖蛋树迢菌蕾蒋讯慷痕涝绪慷眨纹删叹《机械设计基础》课程学习指南及教学设计一、基本情况 1 、课程名称:机械设计基础课程英文译名:MACHINE DESIGN BASIS 2 、主要教材及参考书:《机械设计基础》(第四版)杨可桢主编高等教育出版社,1999.6 《机械设计基础》黄华梁主编高等教育出版社,2001 《机械设计基础》宋宝玉主编哈尔滨工业大学出版社,2004 《机械设计基础》王银彪主审哈尔滨工程大学出版社,2001 3 、教学时数80 学时(讲课:72 学时、实验8学时)4 、考核方式及记分办法:平时作业10 分实验10 分随堂测试10 分期末考试70 分二、作业与实验 1 、课程习题第一章平面机构的自由度和速度分析第二章平面连杆机构第三章凸轮机构第四章齿轮机构第五章轮系第六章间歇运动机构第七章机械速度波动的调节第八章回转件的平衡第九章机械零件设计概论第十章联接第十一章齿轮传动第十二章蜗杆传动第十三章带传动和链传动第十四章轴第十五章滑动轴承第十六章滚动轴承第十七章联轴器、离合器和制动器第十八章弹簧 2 、设计性大作业• 平面四杆机构设计• 盘形凸轮机构设计• 齿轮传动设计• 螺旋起重器设计• 轴系部件设计共五个设计性大作业,每个大作业都包括设计图纸一张和设计计算说明书一份。
交卷时间:2016-02-18 13:48:17一、单选题1.(3分)自行车车轮的前轴属于()轴。
∙ A. 传动轴∙ B. 转轴∙ C. 固定心轴∙ D. 转动心轴得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案C解析2.(3分)在螺纹连接中最常用的螺纹牙型是()。
∙ A. 矩形螺纹∙ B. 梯形螺纹∙ C. 三角螺纹∙ D. 锯齿形螺纹得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案C解析3.(3分)铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,则为了获得曲柄摇杆机构,其机架应取( )∙ A. 最短杆∙ B. 最短杆的相邻杆∙ C. 最短杆的相对杆∙ D. 任何一杆得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案B解析4.(3分)当齿轮的齿顶圆外径为400mm时,此时应选用()齿轮。
∙ A. 齿轮轴∙ B. 实心式∙ C. 腹板式∙ D. 轮辐式得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案C解析5.(3分)定轴轮系的总传动比等于各级传动比()。
∙ A. 之和∙ B. 连乘积∙ C. 之差∙ D. 平方和得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案B解析6.(3分)()的周转轮系,称为行星轮系。
∙ A. 单自由度∙ B. 无自由度∙ C. 双自由度∙ D. 三自由度得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案D解析7.(3分)组成机器的运动单元体是()。
∙ A. 机构∙ B. 构件∙ C. 部件∙ D. 零件得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案B解析8.(3分)下列各轴中,()是转轴。
∙ A. 自行车前轮轴∙ B. 减速器中的齿轮轴∙ C. 汽车的传动轴∙ D. 铁路车辆的轴得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案B解析9.(3分)一般转速的滚动轴承计算准则是( )。
∙ A. 进行静强度计算∙ B. 进行极限转速计算∙ C. 进行疲劳寿命计算∙ D. 进行热平衡计算得分:0知识点:机械设计基础作业题收起解析答案C解析10.(3分)曲柄摇杆机构的压力角是()。
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。
南京工业大学机械设计根底课程设计计算讲明书设计题目系〔院〕班级设计者指导教师年月日名目1:课程设计任务书。
12:课程设计方案选择。
23:电动机的选择。
34:计算总传动比和分配各级传动比。
45:计算传动装置的运动和动力参数。
56:减速器传动零件的设计与计算(1)V带的设计与计算。
8(2)齿轮的设计与计算。
13 (3)轴的设计与计算。
177:键的选择与校核。
268:联轴器的设计。
289:润滑和密封。
2910:铸铁减速器箱体要紧结构设计。
30 11:感想与参考文献。
32 一、设计任务书①设计条件设计带式输送机的传动系统,采纳带传动和一级圆柱出论减速器②原始数据输送带有效拉力F=5000N输送带工作速度V=m/s输送带滚筒直径d=450mm③工作条件两班制工作,空载起动载荷平稳,常温下连续〔单向〕运转,工作环境多尘;三相交流电源,电压为380/220V。
④使用期限及检修间隔工作期限:8年,大修期限:4年。
二.传功方案的选择带式输送机传动系统方案如如下面图:〔画方案图〕带式输送机由电动机驱动。
电动机1将动力传到带传动2,再由带传动传进一级减速器3,再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5,带动输送带6工作。
传动系统中采纳带传动及一级圆柱齿轮减速器,采纳直齿圆柱齿轮传动。
三.计算及讲明计算及讲明计算结果⑴电动机的选择①电动机类型与结构形式的选择对一般的机械运输,选用Y 系列三相异步电动机, 安装形式为卧式,机座带底足,电压380V 。
②电动机型号的选择 ⒈电动机的功率依据条件由计算得知工作机所需有效功率44610610 1.772.19450w w V n D ππ===⨯⨯⨯⨯⨯r/min 72.19w n =因:0.94w η=,那么5000 1.79.0410*******.94w w w w F V p η⨯===⨯kwr/min 设:η1-联轴器效率=0.98〔由表1-7〕;9.04w p = ηkw η ηη-传动装置的总效率 P w -工作机所需输进功率由电动机至运输带的传动总效率为那么工作机实际需要的电动机输出功率为010.11P =09.0410.110.894wP P KW η===kw计算及讲明计算结果依据P 0选取电动机的额定功率P m ,使()01~1.310.11~13.14m P P ==kw⒉电动机的转速44610610 1.772.19450w w V n D ππ===⨯⨯⨯⨯⨯r/min 72.19w n =因为V 带传动比b i 2~4=,齿轮传动比i 3~5g =,那么r/min(6~20)(433.14~1443.8)m w b g w w in i i n n n ====kw由上述P m ,n m 查表12-1得:选用P m =11kw ,n m =970r/minY160L-6 电动机的型号为:Y160L-6型电动机 ⑵计算总传动比和分配各级传动比① 传动装置的总传动比 n m :电动机的满载转速 n w :工作机的转速 ② 分配各级传动比 依据设计要求:i b <i g 故取i b =3.5,那么i b =⑶传动系统的运动和动力参数计算传动装置从电动机到工作机有三轴,分不为Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴,传动系统各轴的转速、功率和转矩计 计算及讲明计算结果 算如下:① Ⅰ轴〔电动机轴〕 ② Ⅱ轴〔减速器高速轴〕 ③ Ⅲ轴〔减速器低速轴〕 ④Ⅳ轴〔输送机滚筒轴〕将计算结果和传动比及传动效率汇总如表1-1表1-1传动系统的运动和动力参数计算及讲明计算结果⑷减速器传动零件的设计与计算 ① V 带的设计与计算 ⒈计算功率P C1.21113.2c A k p p ==⨯=kwK A :工况系数,查表的K A = P :电动机额定功率⒉选取V 带型号依据13.2c p =kw 和小带轮转速1970/min n r =,由 图8-10可知,工作点处于B,C 型相邻区域,取 C 型带。
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 F ②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 F 3-6 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) 10102732345=-⨯-⨯=--=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。
一、填空题1、高副是指两构件之间作__点或线接触的运动副,一个平面高副会引入1 个约束。
2、机构是具有确定相对确定相对运动的构件的组合,因此构件和运动副是组成机构的两个要素。
3、机器中的每一个独立的运动单元体,称为构件,即运动单元4、低副是指两构件之间作_面__接触的运动副,一个平面低副会引入2个约束。
5、高副是指两构件之间作__点或线接触的运动副,一个平面高副会引入1个约束。
6、曲柄摇杆机构中,通常以曲柄为原动件,作回转运动。
7、铰链四杆机构中,连架杆的运动形式有两种,其中作连续转动的称为曲柄,作摆动的称为摇杆。
8、内燃机和冲床是曲柄滑块机构在工程中的应用实例。
9、标准直圆柱齿轮的三个主要参数齿数、模数、压力角。
10、标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为17。
11、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:模数相等和压力角相等。
12、模数是齿轮的重要参数,它是指齿轮的齿距与π的比值。
13、齿轮的光滑方式有浸油光滑和喷油光滑两种。
14、齿轮的光滑方式一般根据齿轮圆周速度来确定。
15、对齿轮材料的根本要求是:齿面应具有足够的硬度,齿芯具有足够的强度和较好的韧性。
16、较理想的蜗轮副材料是青铜蜗轮齿圈匹配钢制蜗杆。
17、标准齿轮在分度圆上的压力角为标准值,且我国规定一般α=20°。
二、选择题1、机构总是由假设干个B 通过运动副连接在一起,各实体间具有确定的相对运动。
A.零件B.构件C.部件D.机械2、齿轮副属于A。
A.高副B.低副C.挪动副D.转动副3、一个平面低副限制了B个自由度。
A.1 B.2C.3 D.44、机构引入一个高副,机构的自由度将减少A个。
A.1 B.2 C.3D.05、在机构运动中始终静止不动的是A。
A.机架B.机构C.主动件D.从动件6、机构要具有确定运动所需的自由度数目应A机构中主动件的数目。
A.等于B.大于C.小于D.不大于7、无论运动副的详细构造如何,但但凡低副,两构件总是以C相接触。
《机械设计基础》习题目录0 绪论1 平面机构及其自由度2 平面连杆机构3 凸轮机构4 齿轮机构5 轮系6 其它常用机构7 机械的动力性能8 机械零件设计概论9 联接10 齿轮传动11 蜗杆传动12 带传动13 链传动14 轴15 滑动轴承17 联轴器、离合器及制动器18 弹簧19 机械传动系统设计0 绪论思考题0-1 机器、机构与机械有什么区别?各举出两个实例。
0-2 机器具有哪些共同的特征?如何理解这些特征?0-3 零件与构件有什么区别?并用实例说明。
举出多个常用的通用机械零件。
0-4 机械设计的基本要求是什么?为什么要确定机器的预定使用期限?0-5 机械设计的一般过程是什么?1 平面机构及其自由度思考题1-1 什么是高副?什么是低副?在平面机构中高副和低副各引入几个约束?1-2 什么是机构运动简图?绘制机构运动简图的目的和意义?制机构运动简图的步骤?1-3 什么是机构的自由度?计算自由度应注意那些问题?1-4 机构具有确定运动的条件是什么?若不满足这一条件,机构会出现什么情况?习题1-1绘制图示平面机构的机构运动简图。
a) b)c) d)题图1-11-2 计算图示平面机构的自由度。
(机构中如有复合铰链,局部自由度,虚约束,予以指出。
)a) b)c)d)题图1-21-3 求出图示平面机构的全部瞬心。
a) b)c) 题图1-31-4 图示正切机构中, ,rad/s 61 =ω 求构件3的速度υ3 。
题图1-42 平面连杆机构思考题2-1 平面四杆机构的基本形式是什么?它有哪些演化形式?演化的方式有哪些?2-2 什么是曲柄?平面四杆机构曲柄存在的条件是什么?曲柄是否就是最短杆?2-3 什么是行程速比系数?极位夹角?急回特性?三者之间关系如何?2-4 什么是平面连杆机构的死点?举出避免死点和利用死点进行工作的例子。
2-5 平面铰链四杆机构的主要演化形式有哪几种?它们是如何演化来的?2-6 平面四杆机构的设计方法有哪几种?它们的特点是什么?习题2-1 根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。
《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(上)绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系?2、何谓机架、原动件和从动件?第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么?2、如何区别平面及空间运动副?3、何谓自由度和约束?4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系?5、何谓复合铰链?计算机构自由度时应如何处理?6、机构具有确定运动的条件是什么?7、什么是虚约束?习题1、画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
(a)(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图,分析其运动是否确定,并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度;机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章 平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向,它们的相对瞬心P 12在何处?2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时,其速度瞬心在何处?3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心?4、利用速度瞬心,在机构运动分析中可以求哪些运动参数?5、在平面机构运动分析中,哥氏加速度大小及方向如何确定?习题1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。
(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中,凸轮的角速度ω1=10s-1,R=50mm,l A0=20mm,试求当φ=0°、45°及90°时,构件2的速度v。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构,由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构,轮1′与曲柄1固接,其轴心为B,轮4分别与轮1′和轮5相切,轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中,已知:x D=260mm,y D=480mm,x G=400mm,y G=200mm,l AB=l CE=100mm,l BC=l BE=500mm,l CD=300mm,l EF=400mm,l GF=685mm,ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。
求ω5、ε5。
题4图破碎机题5图曲柄摇块机构5、图示的曲柄摇块机构,l AB=30mm,l AC=100mm,l BD=50mm,l DE=40mm,ϕ1=45°,等角速度ω1=10rad/s,求点E、D的速度和加速度,构件3的角速度和角加速度。
6、图示正弦机构,曲柄1长度l1=0.05m,角速度ω1=20rad/s(常数),试分别用图解法和解析法确定该机构在ϕ1=45°时导杆3的速度v3与加速度a3。
题6图正弦机构题7图六杆机构7、在图示机构中,已知l AE=70mm,l AB=40mm,l EF=70mm,l DE=35mm,l CD=75mm,l BC=50mm,ϕ1=60°,构件1以等角速度ω1=10rad/s逆时针方向转动,试求点C的速度和加速度。
第三章平面连杆机构复习思考题1、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式?2、平面四连杆机构最基本形态是什么?由它演化为其它平面四杆机构,有哪些具体途径?3、图示摆动导杆机构中,AB杆匀角速转动。
该机构存在的几何条件是什么?给定其摆杆的行程速度变化系数K后,怎么用K值表达AB和AC杆的长度关系?题3、4图 题5图4、图示摆动导杆机构中,AB 杆匀角速转动。
若AB AC 2 ,那么,其摆杆的行程速度变化系数为何值?又若摆杆顺时针方向转动为回程,要求有比工作行程较大的平均速度,那么,应如何选择AB 杆的转向?5、试回答图示曲柄滑块机构存在的几何条件。
若AB 杆等角速转动,而滑块向右移动为回程。
要求回程比工作行程少占用时间,那么,应如何选取AB 杆的转向?习题1、图示铰链四杆机构,已知:l BC =50mm ,l CD =35mm ,l AB =30mm ,AD 为机架,(1)若此机构为曲柄摇杆机械,且AB 为曲柄,求l AB 的最大值:(2)若此机构为双曲柄机构,求l AB 的范围;(3)若此机构为双摇杆机构,求l AB 的范围。
(a ) (b)题1图 题2图2、图示两种曲柄滑块机构,若已知a =120mm ,b =600mm ,对心时e =0及偏置时e =120mm ,求此两机械的极位夹角θ及行程速比系数K 。
又在对心曲柄滑块机构中,若连杆BC 为二力杆件,则滑块的压力角将在什么范围内变化?3、图示六杆机构,已知(单位mm ):l 1=20,l 2=53,l 3=35,l 4=40,l 5=20,l 6=60,试确定:1)构件AB 能否整周回转?2)滑块行程h ;3)滑块的行程速度变化系数K ;4)机构DEF 中的最大压力角αmax 。
题3图 题4图4、在图示插床的转动导杆机构中,已知l AB=50mm,l AD=40mm及行程速比系数K=1.4,求曲柄BC的长度及插切P的行程。
又若需行程速比系数K=2,则曲柄BC应调整为多长?此时插刀行程是否改变?5、图示机床变速箱中操纵滑动齿轮的操纵机构,已知滑动齿轮行程H=60mm,l DE=100mm,l CD=120mm,l AD=250mm,其相互位置如图所示。
当滑动齿轮在行程的另一端时,操纵手柄朝垂直方向,试设计此机构。
6、图示用铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。
炉门上两铰链的中心距为50mm,炉门打开后成水平位置时,要求炉门的外边朝上,固定铰链装在xy轴线上,其相互位置的尺寸如图上所示。
试设计此机构。
题5图题6图题7图7、设计一偏置曲柄滑块机构,已知滑块的行程速度变化系数K=1.5,滑块的冲程l C1C2=50mm,导路的偏距e=20mm,求曲柄长度l AB和连杆长度l BC。
第四章凸轮机构及其设计复习思考题1、连杆机构和凸轮机构在组成方面有何不同,各有什么优缺点?2、凸轮机构中,刚性冲击是指什么?举出一种存在刚性冲击的运动规律。
3、凸轮机构中,柔性冲击是指什么?举出一个具有柔性冲击的从动件常用运动规律。
4、何谓凸轮的理论轮廓与实际轮廓?5、凸轮机构中的力锁合与几何锁合各有什么优缺点?6、为什么不能为了机构紧凑,而任意减小盘形凸轮的基圆半径?7、设计滚子从动件盘形凸轮机构时,如实际轮廓上出现尖点,将可能出现什么后果?面对这一实际结果,设计上应如何加以处理?习题1、图(a)和图(b)分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构,已知:R=100mm,OA=20mm,e=10mm,r T=10mm,试用图解法确定;当凸轮自图示位置(从动件最低位置)顺时针方向回转90°时两机构的压力角及从动件的位移值。
(a)(b)题1图题2图2、设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构,凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。
已知偏距e=10mm,基圆半径r0=40mm,滚子半径r T=10mm,从动件运动规律如下:Φ=150°,ΦS=30°,Φ’=120°,Φ′S=60°,从动件在推程以简谐运动规律上升,行程h=20mm;回程以等加速等减速运动规律返回原处,试绘出从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。
3、设计一平底直动从动件盘形凸轮机构,凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。
已知基圆半径r0=60mm,行程h=20mm,Φ=150°,ΦS=30°,Φ’=120°,Φ′S=60°,从动件在推程以简谐运动规律上升,回程以等加速等减速运动规律返回原处,试绘出该机构凸轮轮廓曲线并决定从动件底面应有的长度。
题3图题4图4、设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构,凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。
已知l OA=75,r0=30mm,从动件运动规律如下:Φ=180°,ΦS=0°,Φ’=180°,Φ′S=0°,从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动,ψmax=15°;回程以等加速等减速运动规律返回原处。
试绘出凸轮轮廓曲线并确定从动件的长度。
第五章 齿轮机构及其设计复习思考题1、 欲使一对齿廓在其啮合过程中保持传动比不变,该对齿廓应符合什么条件?2、 当一对互相啮合的渐开线齿廓绕各自的基圆圆心转动时,其传动比不变。
为什么?3、 何谓齿轮传动的啮合线?为什么渐开线齿轮的啮合线为直线?4、 什么叫渐开线齿轮传动的可分性?5、 什么叫渐开线标准直齿圆柱齿轮?6、 标准直齿条的特点是什么?7、什么叫渐开线齿轮传动的实际啮合线?渐开线直齿轮传动的实际啮合线21B B 是如何确定的?8、一对渐开线标准直齿轮的正确啮合条件是什么?若放弃模数和压力角必须取标准值的限制,一对渐开线直齿轮的正确啮合条件是什么?9、一对渐开线直齿轮无侧隙啮合的条件是什么?10、一对渐开线标准外啮合直齿轮非标准安装时,安装中心距a'与标准中心距a 中哪个大?啮合角α'与压力α中哪个大?为什么?11、用齿条型刀具展成加工齿轮时,如何加工出渐开线标准直齿轮?12、若用齿条形刀具加工的渐开线直齿外齿轮不发生根切,当改用齿轮形刀具加工时会不会发生要切?为什么?13、齿轮修正的目的是什么?14、渐开线变位直齿轮与渐开线标准直齿轮相比,哪些参数不变?哪些参数发生变化?15、渐开线变位直齿轮传动有哪三种传动类型?区别传动类型的依据是什么?16、与直齿圆柱齿轮传动相比较,平行轴斜齿轮的主要优缺点是什么?17、平行轴斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是什么?18、为什么一对平行轴斜齿轮传动的重合度往往比一对直齿轮传动的重合度来得大?习题1、一根渐开线在基圆半径r b =50mm 的圆上发生,试求渐开线上向径r =65mm 的点的曲率半径ρ、压力角α和展开角θ。
2、题5-4当α=20°的渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时,其齿数为若干?又若齿数大于求出的数值,则基圆和根圆哪一个大一些?3、题5-6有一对渐开线标准直齿轮啮合,已知z 1=19,z 2=42,m =5mm 。
(1)试求当α′=20°时,这对齿轮的实际啮合线B 1B 2的长、作用弧、作用角及重合度ε;(2)绘出一对齿和两对齿的啮合区图(选适当的长度比例尺μl ,不用画出啮合齿廓),并按图上尺寸计算重合度。
4、题5-7一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动。
已知z 1=40、传动比i 12=2.5、h a *=1、c*=0.25、α=20°、m =10mm 。
(1)在标准安装时,试求小齿轮的尺寸(r a 、r f 、r b 、r 、r '、p 、s 、e 、p '、s '、e '、p b )以及啮合的中心距a 与啮合角α′。