机械设计基础有答案苏大期末内部资料全

《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

1－2 1－3

1－4 1－5 自由度为： 1119211)0192(73')'2(3FPPPnFHL

或： 11826323HLPPnF

1－6

自由度为 11)01122(93')'2(3FPPPnFHL

或：

11222411128323HLPPnF

1－10 自由度为： 1128301)221142(103')'2(3FPPPnFHL

或： 122427211229323HLPPnF

1－11

22424323HLPPnF 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141PPPP 141314133431PPPP

1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设srad/101，求构件3的速度3v。 smmPPvvP/20002001013141133 1－15：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21/。

构件1、2的瞬心为P12 P24、P14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心

1224212141PPPP 1212141224212rrPPPP





1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：smmlAB/100，smmlBC/250，srad/101，求机构全部瞬心、滑块速度3v和连杆角速度2。

在三角形ABC中，BCAABBCsin45sin0，52sinBCA，523cosBCA， 045sinsinBCABCAC

，mmAC7.310

《机械设计基础》复习题一、选择题1. 构件是机构中独立的（）单元。

A. 制造B. 运动C. 装配 D 受力2. 曲柄摇杆机构中，曲柄作为主动件时，最小传动角出现在曲柄与（）共线的位置。

A．连杆 B．从动件 C．机架 D．摇杆3. 对心曲柄滑块机构的行程速比系数一定（）。

A. 大于1B. 等于1C. 小于l D不一定4．下述几种运动规律中，（）没有冲击。

A．等速运动规律 B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律）C．等加速等减速运动规律 D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律）5.引入一个低副减少（）自由度。

A.1个B.2个C.0个D.3个6.死点处的传动角为（）。

A.0度B.90度C.45度D.不确定7.没有急回特性的机构为（）。

A.曲柄摇杆机构B.摆动导杆机构C.对心曲柄滑块机构D.偏置的曲柄滑块机构8.曲柄滑块机构中，（）为主动件时，（）与（）共线时，出现死点位置。

A 曲柄B 连杆C 滑块 D机架二、填空题1、某机构中有６个构件，则该机构的全部瞬心的数目为个。

2、平面机构中引入一个高副将减少个自由度，而引入一个低副将减少个自由度。

3、曲柄摇杆机构中只有当为原动件时，才可能出现死点位置；出现死点位置时与连杆共线。

4、渐开线在基圆上的压力角为度。

5、齿轮的失效形式主要有_________、_________、_________、_________、和_________。

6、机构具有确定相对运动的条件是_________、_________。

7、一对标准渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是_________、_________。

8、曲柄滑块机构中只有当为原动件时，才可能出现死点位置；出现死点位置时与连杆共线；最大传动角出现在与共线的位置。

9、机构有确定运动的条件为__________________________________________。

三、判断题1、最短杆为机架一定为双曲柄机构。

（）2、铰链四杆机构中，若有曲柄，则曲柄一定是最短杆。

《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1－11－21－31－41－5自由度为：11 19211)0192(73')'2(3=--=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：1182632 3=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－6自由度为11)01122(93')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－10自由度为：11 28301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：12 242721122932 3=--=⨯-⨯-⨯=--=HLPPnF1－1122424323=-⨯-⨯=--=HL P P n F1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

1334313141P P P P ⨯=⨯ωω141314133431==P P P P ωω1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。

设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。

s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω1－15：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21/ωω。

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1224212141P P P P ⨯=⨯ωω1212141224212r r P P P P ==ωω 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。

在三角形ABC 中，BCA AB BC∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，523cos =∠BCA ， 045sin sin BCABC AC=∠，mm AC 7.310≈s mm BCA AC P P v v P /565.916tan 1013141133≈∠⨯===ω1224212141P P P P ωω=s rad AC P P P P /9.21002101001122412142≈-⨯==ωω1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。

机械设计基础（第3版）复习题参考答案第2章平面机构运动简图及自由度2-1 答：两构件之间直接接触并能保证一定形式的相对运动的连接称为运动副。

平面高副是点或线相接触，其接触部分的压强较高，易磨损。

平面低副是面接触，受载时压强较低，磨损较轻，也便于润滑。

2-2 答：机构具有确定相对运动的条件是：机构中的原动件数等于机构的自由度数。

2-3 答：计算机构的自由度时要处理好复合铰链、局部自由度、虚约束。

2-4 答：1. 虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。

2. 局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动，对整个机构的自由度不产生影响，这种局部运动的自由度称为局部自由度。

3. 说虚约束是不存在的约束，局部自由度是不存在的自由度是不正确的，它们都是实实在在存在的。

2-5 答：机构中常出现虚约束，是因为能够改善机构中零件的受力，运动等状况。

为使虚约束不成为有害约束，必须要保证一定的几何条件，如同轴、平行、轨迹重合、对称等。

在制造和安装过程中，要保证构件具有足够的制造和安装精度。

2-6 答：1.在分析和研究机构的运动件性时，机构运动简图是必不可少的；2. 绘制机构运动简图时，应用规定的线条和符号表示构件和运动副，按比例绘图。

具体可按教材P14步骤（1）~（4）进行。

2-7 解：运动简图如下：2-8 答：1. F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1。

该机构的自由度数为1。

2.机构的运动简图如下：2-9答：（a）1.图（a）运动简图如下图；2.F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1，该机构的自由度数为1CB4（b）1.图（b）运动简图如下图；2. F=3n－2P L－P H =3×3－2×4－0=1。

该机构的自由度数为1。

2-10 答：（a）n=9 P L=13 P H=0F=3n－2P L－P H=3×9－2×13－0=1该机构需要一个原动件。

大学机械设计基础考试练习题及答案71.[单选题]标准直齿锥齿轮何处的参数为标准值？ （ ）A)大端B)齿宽中点处C)小端答案:A解析:2.[单选题]用于双向传动的螺纹是（ ）螺纹。

A)梯形B)锯齿形C)三角形答案:A解析:3.[单选题]由手柄锥齿轮传动螺旋传动组成的螺旋千斤顶是( )。

A)螺母固定,螺杆转动并移动B)螺杆转动,螺母移动C)螺母转动,螺杆移动答案:C解析:4.[单选题]齿廓啮合时，啮合点处两轮的压力角( )。

A)一定相等B)一定不相等C)一般不相等答案:C解析:5.[单选题]设计液体动压向心滑动轴承时,若其他条件不变,增大相对间隙,则其承载能力将( )。

A)减小B)增大C)不变答案:C解析:6.[单选题]轴所受的载荷类型与载荷所产生的应力类型( )。

A)相同7.[单选题]不允许角偏差的轴承是( )。

A)深沟球轴承B)滚针轴承C)圆柱滚子轴承答案:B解析:8.[单选题]在正常条件下，滚动轴承的主要失效形式是什么？ （ ）A)工作表面疲劳点蚀B)滚动体碎裂C)滚道磨损答案:A解析:9.[单选题]V带比平带传动能力大的主要原因是什么？ ( )A)V带的强度高B)没有接头C)产生的摩擦力大答案:C解析:10.[单选题]按扭转强度估算转轴轴径时，求出的直径指哪段轴径？ （ ）A)装轴承处的直径B)轴的最小直径C)轴上危险截面处的直径答案:B解析:11.[单选题]为提高蜗杆的刚度应采取的措施是( )。

A)采用高强度合金钢B)提高蜗杆的硬度C)增大蜗杆直径系数q值答案:C解析:12.[单选题]优质碳素钢与普通碳素钢的主要区别在于( )。

A)含有害杂质少13.[单选题]闭式软齿面齿轮传动中,齿轮最可能出现的破坏形式为( )。

A)轮齿折断B)齿面磨料磨损C)齿面疲劳点蚀答案:C解析:14.[单选题]经调质处理的45号钢制轴,验算刚度时发现不足,合理的改进方法是( )。

A)改用合金钢B)改变热处理方法C)加大直径答案:C解析:15.[单选题]摩擦型带传动中,大、小带轮上的弯曲应力间的关系是( )。

机械设计基础课后习题答案第三版课后答案(1-18章全) 完整版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机械设计概述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。

2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。

3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。

4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。

常见的失效形式有哪几种?答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。

什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。

对于载荷而言称为承载能力。

根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。

标准化的重要意义是什么?答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。

第2章摩擦、磨损及润滑概述按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。

干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。

液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触,被液体油膜完全隔开,摩擦系数极小,摩擦是在液体的分子间进行的,称为液体润滑。

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=800mm2抗弯截面模量W=bh 26=16x5026=6666.67mm 3σ=F A +M W=(F800+90F6666.67)≤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∅=Hd 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 aπhzd 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 aπDbz =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》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1－11－21－31－41－5自由度为：11 19211)0192(73')'2(3=--=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：1182632 3=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－6自由度为11)01122(93')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－10自由度为：1128301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=F P P P n F H L或：122427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F1－1122424323=-⨯-⨯=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

1334313141P P P P ⨯=⨯ωω11314133431==P P ω1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。

设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。

s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω1－15：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21/ωω。

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1224212141P P P P ⨯=⨯ωω121214122421r P P ==ω 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。

在三角形ABC 中，BCAAB BC ∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，523cos =∠BCA ，45sin sin BC ABCAC =∠，mm AC 7.310≈s mm BCA AC P P v v P /565.916tan 1013141133≈∠⨯===ω1224212141P P P P ωω=s rad AC P P P P /9.21002101001122412142≈-⨯==ωω1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。

《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1－11－21－31－41－5自由度为：11 19211)0192(73')'2(3=--=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：1182632 3=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－6自由度为11)01122(93')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－10自由度为：11 28301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：12 242721122932 3=--=⨯-⨯-⨯=--=HLPPnF1－1122424323=-⨯-⨯=--=HL P P n F1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

1334313141P P P P ⨯=⨯ωω141314133431==P P P P ωω1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。

设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。

s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω1－15：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21/ωω。

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1224212141P P P P ⨯=⨯ωω1212141224212r r P P P P ==ωω 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。

在三角形ABC 中，BCA AB BC∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，523cos =∠BCA ， 045sin sin BCABC AC=∠，mm AC 7.310≈s mm BCA AC P P v v P /565.916tan 1013141133≈∠⨯===ω1224212141P P P P ωω=s rad AC P P P P /9.21002101001122412142≈-⨯==ωω1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。