机械设计考试知识点
一．传动零件
1.齿轮
1.1齿轮的分类及失效形式（必须记住!）
两齿轮的接触应力是相等的。小齿轮硬度比大齿轮高。
1.3修正系数
齿形系数YFa：只由齿数Z和变位系数X决定，成反比→影响弯曲强度
2.V带传动
2.1传动带型号和根数：由小带轮转速n和功率P决定。
通常紧边在下，松边在上，防止带松弛减小包角α发生打滑。
应力最大在小带轮（主动轮）的进入端
带轮应力分析图，一定要会画。看清楚小带轮的转向，如果相反，最大应力点也随之变化。
弹性滑动 带从紧边到松边受力减小，弹性形变量减小，产生反向的收缩，引起从动轮速度低于主动轮产生相对滑动。是不可避免的。
打滑 摩擦力提供最大的有效圆周力后继续增大转速，带与带轮出现明显相对滑动。不能正常工作，磨损严重。 疲劳拉断
长时间使用导致疲劳强度与寿命不足。
3.涡轮蜗杆
3.1标准值及中心距a
涡轮端面模数mn=蜗杆轴向模数mx ，蜗杆直径d1,压力角α。
)(2
1
2z q m a +=
（重点！
） 3.2导程角γ与传动比i γ=β，q
z 1
tan =
γ，121221d d z z n n i ≠
== 由于导程的影响，传动比不等于直径比
优点缺点
齿轮效率高，寿命长
传动比i恒定
结构紧凑制造安装精度高
噪声震动大
不适合中心距大的场合
V带弹性吸收震动，传动平稳
过载打滑保护（安保）
中心距较大相对滑动，传动比不定效率较低，寿命低
压轴力，不适宜高速
蜗轮蜗杆传动比较大
结构紧凑，传动平稳
噪声小，能自锁（z1=1）相对滑动速度打，摩擦发热传动效率低，不能长期工作
5.传动大题
旋向/螺旋角切向力Ft 径向力Fr 轴向力Fa
斜齿轮β1=-β2 主动轮背离旋转
方向，从动轮相
反两个轮都指向轴
线
主动轮按照左右
手法则
锥齿轮轴线垂直指向大端
蜗轮蜗杆β=γ主动轮按照左右
手法则
5.2减少轴力
要求中间轴轴力抵消，需要同一轴上两轮的旋向相同。
5.3涡轮旋向
涡轮的切向力Ft2=蜗杆轴向力反向-Fa1。涡轮切向力方向=旋向。
二、连接件
1.平键
1.1工作原理（重点！）
工作面：两侧面，周向固定。传递：转矩。失效形式：键、轴、轮强度最低的被压溃，或者键被剪断。双键180°布置，当1.5个用。
1.2尺寸设计bxhxL
bxh由直径d查表得到，L由轮毂长度得到。
2.联轴器
分类：
3.螺纹连接（重点！）
3.2常用螺纹
普通螺纹：三角形、单线、右旋（螺纹不与管壁接触）
铰制孔螺纹：螺纹与管壁接触。
3.3螺纹防松
应该保证F’’>0，否则螺栓与连接体之间会产生脱离
强度校核：[]σπσ≤=
4
3.12d F
系数1.3F 是普通螺栓考虑切应力，由第四强度理论合成的当量应力。 静强度校核F0,疲劳强度校核Fa 。2
11
2)21(c c c F F Fa +?
-=
3.5螺栓大题（普通螺栓重点）
第一步将载荷移动到四个螺栓的中心点
四种载荷：轴向力FQ,横向力FR ，扭转力矩T ，翻转力矩M
三、支承零件 1.轴
1.3弯扭强度合成理论 当量弯矩：22)(T M Me α+=，ɑ是应力校正系数，根据转矩的不同性质（脉动，对称）
查表获得。
2.滚动轴承（重点！）
2.1 可靠度R=90%,基本额定寿命=106r
2.3代号（重点！）
尺寸标注：内径基孔制，不标H ；外径基轴制，不标h
优点缺点
摩擦小，效率高
标准件互换性好
轴向尺寸小
噪声大
寿命短
不耐冲击
2.5滚动轴承大题（一般是角接触球轴承）
已知：轴承型号，FR,FA,n转速，fd，e，FS=0.68Fr
步骤：
1）根据空间受力计算轴承1、2的支反力
2）根据FS=0.68FR计算FS
3）根据已知的FA大小与方向，判断压紧和放松（难点）
两轴承至少提供FS的力，假设某一个为松，判断是否符合平衡条件。4）计算两轴承的真实受力
5）判断轴承受力情况，并计算合成载荷
同理计算另一个轴承
6）选择载荷大的轴承计算寿命，结果为小时
固定方式主要矛盾适用场合
两端单项固定热膨胀形变温度变化不大，跨距短
一端固定，一端游动热膨胀形变温度较高，受热伸长，长轴两端游动过定位人字齿轮
3.滑动轴承
混合摩擦状态轴颈与轴瓦有接触，精度不高，设计简单
流体润滑状态静压或动压润滑剂将轴承和工作表面完全分开，工艺复杂
平均压强P 防止压强过大压坏轴承
摩擦热PV 限制温度的升高
滑动速度V 防止高速磨损
3.3流体润滑条件（5点）必考
1）有充足的润滑油
2）润滑油要有一定的粘度
3）轴承相对运动表面成收敛楔形空间，从大口流向小口
4）具有一定的相对滑动速度（动压）
5）相对运动表面最小间隙大于两工作表面的不平度之和
4.轴系大题
常见错误：
1.没有定位和过渡轴肩
2.没有键槽
3.没有毛毡圈4端盖没有调整垫圈5.轴头和套筒没有空隙6.套筒顶轴承部分过高了7.没有轴端挡圈（无倒角，无内收）8.轴承座加工平面过大9.螺钉画错
错误如下：
1. 轴承盖处未考虑密封，增加密封元件。转动件和固定件直接接触，错误。
2. 有轴承套筒定位高度过高，套筒不能同时顶住轴承的内、外圈，应减少直径。
3. 套筒作用不确定，齿轮的轴向固定不可靠（过定位）。
4. 轴端零件没有轴向定位，应作出定位轴肩。
5. 轴端零件没有周向定位，需开键槽。
6. 左轴端的弹簧挡圈多余，应去掉。属于支点轴向固定问题。
7. 轴径右侧装拆路线过长，轴径右侧应相应区分加工面减少直径。
8. 轴端零件和轴的配合长度应合适。
9. 未区分箱体的外加工面和非加工面。
10. 左端轴承定位轴肩过高，不利于轴承的拆卸。
11. 齿轮处的键槽长度过长。
12. 无法调整轴承间隙，机座与端盖之间应增加调整垫片。
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题 ( 共 20 分，每小题 2 分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 ( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般 在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( ) 。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000 转，则该轴承所承受的当量动载荷( ) 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承 pv 值 进行验算，其主要目的是( ) 。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制 轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( ) 三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ) 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在 V 带传动中，小轮包角一般应大于( ) 度。 A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 8、一齿轮传动，主动轮 1 用 45 号钢调质，从动轮 2 用 45 号钢正火，则它们的齿面接触应力( ) 。 A. H 1 H 2 B. H 1 H 2 C. H1 H 2 D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( ) 。 A. d2 B. i z2 C. i n2 D. i d1 i z1 n1 d2 d1 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HBS2( ) 小齿轮的齿面硬度HBS1 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题 ( 共 10 分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min是按初步确定的。 (1 分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。 (1 分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H]2。(1分) 1
第一部分； 1.1机械：机器和机构的总称。 1.2.机器：有若干个构件组成的具有确定的运动的人为组合体，可用来变换或传递能量，代替人完成有用的机械功。 1.3.机构：有若干哥构件组成的具有确定相对运动的认定为组合体，再机器中起着改变运动速度，运动方向和运动形式的作用。 1.4.构件：机器中的运动单元体。 1.5.零件：机器中的制造单元体。 1.6.失效：机械零件由于某种原因丧失了工作能力。常见的失效形式有断裂，变形。磨损。打滑，过热，强烈振动。 1.7.工作能力：零件所能安全工作的限度。 1.8.计算准则：针对各种不同的失效形式而确定的判定条件，主要有强度计算准则，刚度计算准则，耐磨计算准则和振动稳定性计算准则。 1.9.机械设计师应满足那些基本要求？a.根据使用报告要求，选择零件的构建类型，b.根据工作要求，对零件进行受力分析 c.根据受力情况对零件进行应力分析 d.根据工作条件及特殊要求选择材料 e.根据零件所受荷载，进行失效形式分析。 f.根据计算准则和设计方法选用计算公式。 g.根据数据确定零件的组要尺寸h.绘制零件工作图 2.1运动副：机构是由许多构件组合而成的，使两构件直接接触而又能产生一定的相对运动的联接称为运动服。运动副分类：高副和低副（转动副，移动副） 2.2机构运动简图：用简单的线条和符号代表构件的运动副，并按比例各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。这样绘制出的简图就称为运动简图。 2.3机构运动简图绘制步骤：a.分析构件和运动情况 b.确定构件数目，运动副类型和数目 c.测量运动尺寸 d.选择视图平面 e.绘制机构运动简图2.4 绘制和使用机构运动简图应注意哪些：a.熟识常用的运动副的符号和表示 b.再机构运动简图中，应标出各运动副的位置机与运动有关的尺寸 c.正确地选择和使用比例尺 2.5自由度：机构的的自由度是机构所具有的独立运动的数目。 2.6约束：作平面运动的自由构件有3个自由度。当它与另一构件组成运动副后，构件间的直接接触使某些独立运动受到限制，自由度减少。这种 对独立运动所加的限制称为约束。 2.7 复合铰链：定义--两个以上的机构在同一处以 转动副相连接的运动副称为复合铰链。处理方法 —由k哥构件汇成的复合铰链应包含k-1个转动 副。 2.8局部自由度：定义--若机构中某些构件所具有 的自由度仅与其自身的局部运动有关，并不影响 其他构件的运动，则称这种自由度为局部自由 度。场合—再减小高副摩擦而将滑动摩擦变成滚 动摩擦所增加的滚子数。处理方法—可将滚子 与安装滚子的构件视为一体进行计算。或在计算 公式中减去局部自由度即可。 2.9虚约束：定义—不产生实际约束效果的重复约 束。场合—a.两构件组成多个移动副且导路相 互平行 b.两构件构成多个转动副且其轴线相互 重合 c. 轨迹重合 d.构件中对运动不起作用的 对称部分。 2.10 机构具有确定运动的条件：a.机构自有度大 于0 b.原动机数=构件自由度数 3.1平面四杆机构：平面连杆机构是由若干个构件 用低副连接，且构件在相互平行的平面内运动的 机构，又称平面低副机构。 3.2铰链四杆机构的基本类型：a.曲柄摇杆机构b. 双曲柄机构c.双摇杆机构 3.3曲柄存在的条件：a.最短杆为连架杆或机架b. 最短杆与最长杆之和小于或等于其他两杆长度 之和。 3.3铰链四杆机构3种基本形形式的判别依据： （1）当铰链四杆机构满足杆才长条件时：最短 杆为连架杆—曲柄摇杆机构。最短杆为机架时 —双曲柄机构。最短杆为连杆—双摇杆机构 （2）当铰链四杆机构不满足杆长条件—双摇杆 机构。 3.4急回特性：当原动件作匀速定轴转动，从动件 相对机架作往复运动时，从动件正反两个行程的 平均速度不相等的现象。K=180+@/180-@ 3.5压力角：不计摩擦力，惯性力和重力时。通过 连杆作用于从动件上的力与力作用点绝对速度 间所夹的锐角。 3.6最小传动位置：当以曲柄为原动件时。机构的 最小传动角出现在曲柄与机架两次共线的位置 之一处。 3.7:死点：机构在运动过程中，当从动件传动角 为0.驱动力与从动件受力点的运动方向垂直。其 有效分力等于0，这时机构不能运动，陈此位置 为死点位置。 4.1凸轮机构组成：凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的 构件。从动件：被凸轮直接推动的构件。机架。 4.2.凸轮机构的特点：a.可使从动件实现任意给定 的运动规律 b.结构简单，紧凑工作可靠 c. 高 副接触容易磨损 d. 加工复杂e从动件行程不 宜过大，否则是凸轮变的笨重。 4.3基圆半径：以凸轮轴心为圆心，以其轮廓最小 向径为半斤的圆称为机缘。偏心距：凸轮回转中 心与从动件导路间的偏置距离。行程h：在推程 或回程中从动件的最大位移。推程运动角：与 从动件推程相对应的凸轮转角。远修止角：与 从动件远休程相对应的凸轮转角。回程运动角： 与从动件回程相对应的凸轮转角。近休止角：与 动件近休程相对应的凸轮转角。 4.4 从动件的运动规律；从动件子啊推程或回程 时，其位移s,速度v和加速度a随时间t的变换 规律。 4.5反转法：将凸轮机构绕凸轮轴线按-w 的方向 转过原来突轮所转的@脚，则相当于凸轮静止不 动，而导路和从动件以其绕凸轮反方向转了@ 角，而从动件按已选定的运动规律相对于导路移 动。这样从动件尖端的运动轨迹就是凸轮的轮廓 曲线。 5.1棘轮机构的组成，分类，场合：组成—棘轮， 棘爪，机架。分类—齿式棘轮和摩擦式棘轮。 场合—适用于转速不高，转角不大及小功率场 合。 5.2棘轮机构的工作原理，实用场合：棘轮机构用 于将原动件往复摆动转换为棘轮的单向间歇转 动，其结构简单，制作方便，运动可靠，且棘轮 的转角可以根据要求进行调整。它可以实现间歇 送进，制动，传位，分度和超离合器等工作要求， 但是机构传力小，工作有冲击和噪声。 5.3.槽轮机构运动特点，实用场合：槽轮机构用于 将运动件销轮的连续转动转化为槽轮的单向间歇 运动，其结构简单，能准确控制转角，机械效率 高。为避免槽轮再运动开始和终止时产生刚性冲 击，应注意掌握原动机上的圆销能顺利而平稳的 进入和脱离槽轮的径向槽的几何条件。锁止弧的 配合关系，转角不能调节。 5.4槽轮机构的组成，分类，场合：组成—径向槽 的槽轮，带有圆销的拨盘和机架。分类—外齿合 槽轮机构，内齿合槽轮机构。场合—中速。 第二部分： 绪论 1.机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统称为机构。2.一般机器包含四个基本组成部分：动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。 3.机构与机器的区别在于：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统以外，还包含电气、液压等其他装置，机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。但是，在研究构件的运动和受力情况，机器与机构并无差别。所以，习惯上用“机械”一词作为机器和机构的总称。4.机械设计是指规划和设计实现预期功能的新机械或改进原有的机械的性能。 5.设计机械应满足的基本要求是：安全、可靠耐用、经济、符合环保条件。 6.机械设计包刮以下主要内容：确定机械的工作原理，选择适宜的机构；拟定方案；进行运动分析和动力分析，计算作用在各构件上的载荷；进行零部件工作能力计算、总体设计和结构设计。 第一章1.1.平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构，否则称为空间机构1.2.自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 1.3.两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。 1.4低副（面接触）：两构件通过面接触组成的运动副称为 低副。平面机构中的低副有转动副和移动副。 1.5转动副：若组成运动副的两构件只能在平面内 相对转动，这种运动副称为转动副，或称为铰链。 1.6移动副：若组成运动副的两个构件只能沿某一 轴线相对移动，这种运动副称为移动副。 1.7. 高副（线点接触）：两构件通过点或线接触组成的 运动副称为高副。 1.8这种表明机构间相对运动 关系的简化图形称为机构运动简图。 1.9机 构中的构件可分为三类：固定构件（机架）、原动 件（主动件）、从动件。1.10固定构件：用来支撑 活动构件（运动构件）的构件。1.11.原动件：运 动规律已知的活动构件。它的运动时由外界输入 的，故称为输入构件。活塞就是原动件。 1.12 从动件：机构中随原动件运动而运动的其余活动 构件。 1.13自由度计算公式：F=3n（可移动 构件）—2PL（L为下标）（低副）—PH（H为下 标）（高副） 1.14复合铰链：两个以上构件同时 在一处用转动副相连接就构成复合铰链。 1.15. 局部自由度：机构中常出现一种与输出构件运动 无关的自由度，称为局部自由度（或称为多余自 由度），在计算机机构自由度时应予排除。1.16 . 虚约束：这种重复而对机构不起限制作用的约束 称为虚约束或消极约束。 1.17.平面机构中的虚 约束常出现在下列场合：两构件之间组成多个导 路平行的移动副时，只有一个移动副起作用，其 余都是虚约束、两个构件之间组成多个轴线重和 的转动副时，只有一个转动副起作用，其余都是 虚约束、机构中传递运动不起独立作用的对称部 分。1.18.瞬心：在任一瞬时，其相对运动可看作 是绕某一重合点的转动，该重和点称为速度瞬心 或瞬时回转中心，简称瞬心。瞬心是该两个刚体 上绝对速度相同的重和点（简称同速点） 1.19. 如果这两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对 瞬心；如果两刚体之一是静止的，则瞬心称为绝 对瞬心。 1.20瞬心数N=k（k-1）/2. 第二章 2.1.平面连杆机构：由若干构件用 低副（转动副、移动副）连接组成平面机构，又 称平面低副机构。 2.2.连杆机构的缺点是：不 易精确实现复杂的运动规律，且设计较为复杂； 当构件和运动副数多时，效率较低。 2.3.铰链 四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构称 为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构。 2.4. 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。 2.5.铰链四杆机构 有整转副的条件是最短杆与最长杆长度之和小于 或等于其余两杆之和 2.6.整转副是由最短杆与 其邻边组成的。 2.7.取最短杆为机架时，机架 上有两个整转副，故得双曲柄机构。 2.8.取最 短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副， 故得曲柄摇杆机架。 2.9.取最短杆的对边为机 架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。这 种具有整转副而没有曲柄的铰链四杆机构常用作 电风扇的摇头机构。 2.10.K（急回运动特性）
《机械设计基础》知识要点 绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械 第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算 第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。 了解：常用材料的牌号和名称。 第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。 滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。
精心整理《机械设计》课程试题（一） 一、填空题(每空1分共31分) 1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的（?????）。 2、三角形螺纹的牙型角α＝（???），适用于（???），而梯形螺纹的牙型角α＝（?????），适用 于（?????）。 3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为（????）防松、（????）防松和（????）防松。 4、（?????）。 5 6 7 力（ ??? 8、（η= （ ??效率。 9 10 1、循环特性r=－1的变应力是（?????）应力。 A．对称循环变???B、脉动循环变?C．非对称循环变???D．静 2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是(???)。 A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm?B．减小Cb．增大CmC．增大Cb和Cm???D．减小Cb 和Cm 3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是(???)。
???A ．避免螺栓受附加弯曲应力作用?????B ．便于安装????C ．为安置防松装置 4、选取V 带型号，主要取决于（?????）。 ???A ．带的线速度???B ．带的紧边拉力 ???C ．带的有效拉力???D ．带传递的功率和小带轮转速 5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y 的主要几何参数是（?????）。 A ．齿轮的模数??? B ．齿轮的压力角?? C ．齿轮的齿数??? D ．齿轮的顶隙系数 6 b 1＝80，b 2＝???A ．7（????????A 8A 9????A 10A 、F 0＝1000N 总拉力F 2＝?剩余预紧力F 1＝?在预紧力F 0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max 为多少??? 2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。巳知模数m ＝8mm ，蜗杆头数z 1＝1，蜗杆分度圆直径d 1＝80mm ，蜗轮齿数z 2＝40，卷筒直径D ＝200mm ，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数f V ＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问： ???(1)欲使重物W 上升1m,手柄应转多少转?并在图上标出手柄的转动方向。 ???(2)若重物W ＝ 5000N ，手摇手柄时施加的力F ＝
机械设计知识点总结（一） 1．螺纹联接的防松的原因和措施是什么? 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。 3．轮齿的失效形式 答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合，（4）齿面磨损，（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V<＝12时多采用油池润滑，当V>12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。
北京机械工业学院机械设计考题与答案 一、是非题（有5小题，每题1分，共5分。正确在括号内写“T”，错误在括号内写“F”） 1．双螺母防松结构中，如两螺母厚度不同，应先安装薄螺母，后安装厚螺母。（T ） 2．滚动轴承的轴向系数Y值越大，其承受轴向能力越大。（ F ） 3．减速器的齿轮和滚动轴承可以采用不同的润滑剂。（T ） 4．设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（ T ） 5．失效就是零件断裂了。（F ） 二、选择题（有5小题，每题2分,共10分。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上） 6．温度对润滑油粘度的影响是随着温度的升高润滑油的粘度 C 。 A）提高 B）不变 C）降低 7．设计时键的截面尺寸通常是根据 D 从标准中选取。 A）键传递的转矩 B）轴的转速 C）轮毂的长度 D）轴的直径 8．下列四种叙述中 D 是正确的。 A）变应力只能由变载荷产生 B）静载荷不能产生变应力 C）变应力是由静载荷产生 D）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生 9．从经济观点考虑，单件生产的齿轮减速箱的箱体最好采用 C 。 A）灰铸铁铸造 B）铸钢铸造 C）钢板焊接 10．由下列不同材料制造的零件，其形状、尺寸、结构、表面加工情况和工作条件等完全相同，其中有效应力集中系数最大的是 B 。 A）HT200灰铸铁 B）40CrNi钢 C）45钢 三、填空题（有5小题，20个空，每空1分,共20分。把答案填在题中横线上） 11．对下列各种零件至少举出一种常用材料的牌号，齿轮 45， 40Cr ，滑动轴承轴瓦 ZQSn10-1，ZQAl9-4 ，蜗轮轮缘 ZQSn10-1， ZQAl9-4 ，螺钉 Q235，20 ，弹簧 65Mn，碳素弹簧钢丝，弹簧垫圈 65Mn ，滚动轴承套圈 GCr15 ，滚动轴承保持架 08F ，键 45 。 12．带传动的失效形式为打滑和疲劳破坏。因此，其主要设计依据为在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 13．轴按承载分为心轴，转轴和传动轴。 14．螺纹联接按防松原理可分为摩擦防松，机械防松和其它防松。 15．灰铸铁齿轮常用于开式传动中，这种齿轮的主要失效形式是磨损。 四、问答题（有5小题，每题4分,共20分） 16．什么是等强度设计？在设计中如何应用？ 答：一个机器的各零件或一个零件对于各种失效方式具有同样的承载能力。 在设计中的应用有二：一是使各部分等强度，避免某些部分强度过大，浪费材料；二是故意设置薄弱环节，过载时失效，使其它部分在过载时不致于损坏而得到保护。 17．什么是机械零件的失效？ 答：机械零件由于某种原因不能正常工作，叫失效。 18．滑动轴承计算中，计算p，pv，v各考虑什么问题？ 答：p——轴承磨损； pv——发热； v——局部磨损。 机械设计试卷 一、单项选择题 1、普通平键的截面尺寸是根据按标准选择的。【 C 】 A．传递转矩的大小 B. 轮毂的长度 C. 轴的直径 2、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了。【 A 】 A．限制弯曲应力 B. 使结构紧凑 C.限制带轮包角 3、为了制造、测量方便，取三角带的作为它的公称长度。【 B 】 A．内周长 B. 节线长 C. 外周长 4、角接触球轴承和圆锥磙子轴承的轴向承载能力随接触角的增大而。 【 A 】 A．增大 B. 减少 C. 不便 5、链传动中，链条的节数最好为，而链轮齿数为。【 B 】 A．奇数，偶数 B.偶数，奇数 C. 5的倍数，偶数 6、按纯扭矩设计计算的轴径，一般作为轴的直径。【 A 】 A．最细端 B. 最大 C. 平均
第二章平面机构的结构分析 §2.1 基本概念 构件：运动单元体 零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。 ?构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。机器或机构中最小的运动单元。 ?零件：机器或机构中最小的制造单元。 ?例如：曲轴——单一零件。 ?连杆——多个零件的刚性组合体。 ?注意：构件与零件联系与区别？ 一、机构的组成 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。→输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。→输出构件 在任何一个机构中，只能有一个构件作为机架。在活动构件中至少有一个构件为原动件，其余的活动构件都是从动件。 二、自由度、约束 自由度：构件具有独立运动参数的数目（相对于参考系） 在平面内作自由运动的构件具有3个自由度；在三维空间作自由运动的构件具有6个自由度。约束：运动副对构件间相对运动的限制作用 ?对构件施加的约束个数等于其自由度减少的个数。 三、运动副 使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接成为运动副。运动副的作用是约束构件的自由度。 四、运动副类型及其代表符号 1. 低副——两构件以面接触而形成的运动副。 A.转动副：两构件只能在一个平面内作相对转动，又称作铰链。 自由度数1，只能转动； 约束数2，失去了沿X、Y方向的移动。 B.移动副：两构件只能沿某一轴线作相对移动。 自由度数1，只能X方向移动； 约束数2，失去Y方向移动和转动。
2. 高副—— 两构件以点或线接触而构成的运动副。 自由度数 2， 保持切线方向的移动和转动 约束数 1， 失去法线方向的移动。 五、运动链 运动链:若干个构件通过运动副联接而成的相互间可作相对运动的系统。 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统 §2.2 机构运动简图 定义：用运动副代表符号和简单线条来反映机构中各构件之间运动关系的简图。 构件均用形象、简洁的直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。 §2.3 平面机构的自由度计算 机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关） 一、机构自由度计算公式 H L 23P P n F --= 式中，n 为活动构件个数; L P 为低副个数；H P 为高副个数。 (a)双曲线画规机构 F=3n- 2PL-PH=3×5-2×7-0=1 (b) 牛头刨床机构 F=3n- 2PL-PH=3×6-2×8-1=1 二、机构具有确定运动的条件 机构要能运动，它的自由度必须大于零。 F ≤0，构件间无相对运动，不成为机构。
淄博市技师学院2016 —2017学年第二学期期末考试机械工程系2016级技师班《机械设计基础》试卷（闭卷） 考试时间：60分钟 一、填空题（每空1分，共20分） 1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是弯曲疲劳和齿面磨损。 2、开式齿轮的设计准则是按齿根弯曲疲劳强度计算。 3、高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是齿面胶合。 4、直尺锥齿轮强度计算时，应以大端当量为计算依据。 5、斜齿轮的当量齿轮是指假想圆柱的直齿轮。 6、啮合弧与齿距之比称为重合度，用。 7、渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数和压力角分别相等。 - 8、渐开线齿轮按原理可分为成形法和范成法两类。 9、齿轮的常见失效形式有齿面点蚀、轮齿折断、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。 10、渐开线蜗杆适用于高转速、大功率和要求精密的多头螺杆传动。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中心与齿轮的分度圆。 A.相切 B.相割 C.分离 2、一对渐开线圆柱齿轮的齿数少于17时，可采用的办法来避免根切。 A.正变位 B.负变位 C.减少切削深度 3、增加斜齿轮传动的螺旋角，将引起。 A.重合度减小，轴向力增加 B.重合度减小，轴向力减小 C. 重合度增加，轴向力增大 《 4、一对渐开线齿轮啮合传动时，两齿廓间。 A.保持纯滚动 B.各处均有相对滑动 C.除节点外各处均有相对滑动 5、齿轮采用渗碳淬火处理方法，则齿轮材料只可能是。 钢 6、一对标准直齿圆柱齿轮，若Z1 =18，Z2 =72，则这对齿轮的弯曲应力。 A.σF1 >σF2 B.σF1 =σF2 C.σF1 <σF2 7、齿面硬度为56 62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程。 A.齿坯加工—淬火—磨齿—滚齿 B.齿坯加工—淬火—滚齿—磨齿 C. 齿坯加工—淬火—滚齿—磨齿 8、对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，当大小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为。 % A.小齿轮淬火大齿轮调质 B.小齿轮淬火大齿轮正火 C.小齿轮正火，大齿轮调质 9、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于。 A.分度圆 B.基圆 C.节圆 10、滚动轴承的主要失效形式是。 A.疲劳点蚀 B.磨损和塑性变形 C.疲劳点蚀和塑性变形 三、判断题（每题2分，共20分） 1、（N ）基圆内存在渐开线。 2、（）与标准齿轮相比，负变位齿轮的齿根厚度及齿顶高减小，抗弯曲能力下降。 3、（N ）渐开线蜗杆齿轮传动适用于高转速、大功率和要求精密的单头蜗杆传动。 4、（Y ）闭式蜗杆齿轮传动中，蜗轮齿多发生齿面胶合或点蚀而失效。 & 5、（N ）渐开线的形状取决于分度圆的大小。
2、极位夹角是曲柄摇杆机构中夹角。（×）改：曲柄 5、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。（×）改：决定 7、楔键的两侧面是工作面。（×）改：上下两表面 8、普通车床变速箱内齿轮的润滑方式时油雾润滑。（×） 9、滚动轴承的基本额定动载荷C 值越大，则轴承的承载能力越高。（√） 三、选择题（每题2 分，共20 分） 2、为了使相啮合的一对齿轮其强度和寿命接近，通常（ B ）。 A、齿轮的硬度大于小齿轮的硬度 B、小齿轮的硬度大于大齿轮的硬度 C、大、小齿轮的硬度相同 3、下列哪一种普通平键用于轴端。（ C ）。P159 A、A 型 B、B 型 C、C 型 4、渐开线在基圆上的压力角为多大?（A ） A、0° B、20° C、90° 5、下列螺纹用于传动的是（ A ）。 A、梯形螺纹 B、管螺纹 C、普通螺纹 7、在螺栓联接中，当有一个被联接件较厚，而且需要经常拆卸时，宜选用的联接类型是（ A ）联接。 A、双头螺柱 B、紧定螺栓 C、普通螺栓 8、用来传递双向转矩的一对切向键，在轴上相隔多少度为宜? （C ） A、90°～120° B、135°～150° C、120°～130° 试题一 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，曲柄与连杆共线时为死点位置。
（A）不存在（B）曲柄与连杆共线时为（C）摇杆与连杆共线时为 3.为保证四杆机构良好的机械性能，传动角不应小于最小许用值。 （A）压力角（B）传动角（C）极位夹角 4.凸轮轮廓曲线决定了从动杆的运动规律。 （A）凸轮转速（B）凸轮轮廓曲线（C）凸轮形状 5.凸轮机构中，凸轮基圆半径愈大，压力角愈_小，机构传动性能愈好。 6.紧键联接与松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有摩擦力。(A) 压紧力(B) 轴向力(C) 摩擦力 7.链“B18X80”的含义是 B 型键宽度b=18mm，长度L=80mm 。 8.螺纹联接是指利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来。 螺旋传动是指利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动。 9.螺纹的公称直径是指它的外径，螺纹“M12X1.5”的含义为_细牙螺纹外径12mm，螺距1.5 。 10.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采用双头螺栓联接_。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用三角形细牙螺纹。 (A)螺栓联接(B) 双头螺栓联接(C) 螺钉联接(D) 三角形细牙螺纹 (E) 三角形粗牙螺纹(F) 矩形螺纹 11.某调整螺纹，采用双头粗牙螺纹，螺距为3mm，为使螺母相对螺杆沿轴向移动12mm，则螺杆应转 2 圈。 12.国标规定，三角带有_ Y Z A B C D E 七种类型，代号‘B2240’表示_B 型基准长度2240mm 。
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题（共20分，每小题2分） 1、 通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是 （） A.剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B.稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C.磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D.磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、 设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角B —般在8°?20°范围内选取，B 太小斜齿 轮 传动的优点不明显，太大则会引起（）。 A.大的切向力 B.大的轴向力 C.小的切向力 D.小的轴向力 3、 若一滚动轴承的寿命为 1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷（） 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C.大于 D. 无法判断 4、 在不完全液体润滑滑动轴承设计中， 除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值 进行验算，其主要目的是（）。 A. 限制轴承过渡磨损 B.限制轴承的温升 C.保证轴承的强度 D.限制 轴承的质量 5、 通常，一部机器主要是由（）三部分构成的。 A.原动部分，传动部分，执行部分 B.原动部分，传动部分，控制部分 C.辅助系统，传动部分，控制部分 D.原动部分，控制部分，执行部分 6、 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 （）。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、 在V 带传动中，小轮包角一般应大于（）度。 &一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，贝尼们的 齿面接触应力（）。 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是（） 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 HB3（） 小齿轮的齿面硬度HBS 。 A.大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题（共10分） 1、 在轴的结构设计中，轴的最小直径 d min 是按 ________ 初步确定的。（1分） 2、 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 ______ 与 _____________ 之和。（1分） 3、 在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H ]2 ___________________ 。（1分） A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 A. B. C. D. 无法判断 A. d 1 B. i 亞C. i Z 1 D. d 2
第6章齿轮机构 1.基本概念:节点,啮合定律 2.渐开线特性:基圆,发生线,压力角,展角 3.基本参数:模数,压力角,齿数,当量齿数,齿顶高系数,顶隙系数 4.传动类型:直齿、斜齿圆柱齿轮,圆锥齿轮,蜗轮蜗杆 5.啮合与连续传动条件:重合度 6.齿轮加工:仿形法,范成法,根切,最少齿数 【思考题】 6-1 什么就是齿廓啮合的基本定律？渐开线的性质有哪些？ 6-2 齿轮正确啮合的条件就是什么？ 6-3 重合度的基本概念就是什么？ 6-4 常见的渐开线齿廓的切齿方法有两种？其特点就是什么？ 6-5 什么就是最少齿数？有何对策？ 6-6 变位齿轮的基本概念就是什么？ 6-7 什么就是斜齿轮的当量齿数？如何计算？ 6-8 什么就是圆锥齿轮的背锥？当量齿数如何计算？ A级能力训练题 1.渐开线齿廓之所以能够保持一定的传动比传动,其传动比不仅与半径成反 比,也与其半径成反比,还与半径成反比。 2.一对共轭齿廓,在公法线上的相对速度等于,而相对速度应在。 3.一对渐开线标准直齿轮非正确安装时,节圆与分度圆大小,分度圆的 大小取决于,而节圆的大小取决于。 4.渐开线上任一点的法线与其圆,渐开线各点的曲率半径就是 的。 5.渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性就是指________不受中心距变化的影响。 (1)传动比 (3)啮合角 (4)节圆半径 6.标准的渐开线直齿圆柱齿轮的齿根圆______大于基圆。 (1)一定 (2)不一定 (3)一定不 7.渐开线上某点的压力角就是指该点所受正压力的方向与该点______方向线之间的锐角。 (1)绝对速度 (2)相对速度 (3)滑动速度 (4)牵连速度 8.标准渐开线外齿轮的齿数增加,则齿顶圆压力角αa将______。 (1)不变 (2)增大 (3)减小 (4)增大或减小 9.一对相啮合传动的渐开线齿轮,其压力角为______,啮合角为______。 (1)基圆上的 (2)节圆上的 (3)分度圆上的 (4)齿顶圆上的
机械结构设计基础知识 1前言 1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 2机械结构件的结构要素和设计方法 2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零件的间接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图1。 2.3结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题 机械设计中可以选择的材料众多，不同的材料具有不同的性质，不同的材料对应不同的加工工艺，结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料，又要根据材料的种类确定适当的加工工艺，并根据加工工艺的要求确定适当的结构，只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
机械设计期末考试试题及答案 一、选择题(共20分，每小题2分) 1、通常，一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段，按先后顺序，它们依次是( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损，剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在80～200范围内选取，β太小斜齿轮传动的优点不明显，太大则会引起( )。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000转，则该轴承所承受的当量动载荷( )基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中，除了限制轴承p 值外，还要对轴承pv 值进行验算，其主要目的是( )。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制轴承的质量 5、通常，一部机器主要是由( )三部分构成的。 A. 原动部分，传动部分，执行部分 B. 原动部分，传动部分，控制部分 C. 辅助系统，传动部分，控制部分 D. 原动部分，控制部分，执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( )。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在V 带传动中，小轮包角一般应大于( )度。 A. 90? B. 100? C. 150? D.120? 8、一齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮2用45号钢正火，则它们的齿面接触应力( )。 A. 12H H σσ> B. 12H H σσ< C. 12H H σσ= D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比，正确表达式是( )。 A. 21d i d = B. 21z i z = C. 21 n i n = D. 12d i d = 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般应使大齿轮的齿面硬度 2HBS ( )小齿轮的齿面硬度1HBS 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题(共10分) 1、在轴的结构设计中，轴的最小直径d min 是按 初步确定的。(1分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 与 之和。(1分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中，考虑到实际承载区的转移，斜齿轮传动的许用接触应力可取为1[]H σ与2[]H σ 。(1分)
1螺纹联接的防松的原因和措施是什么 答：原因——是螺纹联接在冲击，振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接有可能松脱，高温的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能发生松脱现象，因此在设计时必须考虑防松。措施——利用附加摩擦力防松，如用槽型螺母和开口销，止动垫片等，其他方法防松，如冲点法防松，粘合法防松。 2．提高螺栓联接强度的措施 答：（1）降低螺栓总拉伸载荷Fa的变化范围：a，为了减小螺栓刚度，可减螺栓光杆部分直径或采用空心螺杆，也可增加螺杆长度，b，被联接件本身的刚度较大，但被链接间的接合面因需要密封而采用软垫片时将降低其刚度，采用金属薄垫片或采用O形密封圈作为密封元件，则仍可保持被连接件原来的刚度值。（2）改善螺纹牙间的载荷分布，（3）减小应力集中，（4）避免或减小附加应力。3．轮齿的失效形式答：（1）轮齿折断，一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中，可分为过载折断和疲劳折断。（2）齿面点蚀，（3）齿面胶合（4）齿面磨损（5）齿面塑性变形。 4．齿轮传动的润滑。 答：开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑，可采用润滑油或润滑脂，一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度V的大小而定，当V＜＝12时多采用油池润滑，当V＞12时，不宜采用油池润滑，这是因为（1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区，（2）搅由过于激烈使油的温升增高，降低润滑性能，（3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损，常采用喷油润滑。 5．为什么蜗杆传动要进行热平衡计算及冷却措施 《 答：由于蜗杆传动效率低，发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高，润滑失效，导致齿轮磨损加剧，甚至出现胶合，因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。措施——1），增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片，2）提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管。6．带传动的有缺点。 答，优点——1）适用于中心距较大的传动，2）带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，3）过载时带与带轮间产生打滑，可防止损坏其他零件，4）结构简单，成本低廉。缺点——1）传动的外廓尺寸较大，2）需要张紧装置，3）由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比，4）带的寿命短，5）传动效率较低。 8 与带传动和齿轮传动相比，链传动的优缺点 答：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可减小轴承的摩擦损失，结构紧凑，能在温度较高，有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单。链传动的缺点——瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。9．轴的作用，转轴，传动轴以及心轴的区别。 答：轴是用来支持旋转的机械零件。转轴既传动转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。心轴则只承受弯矩而部传动转矩。 < 10．轴的结构设计主要要求。 答：1），轴应便于加工，轴上零件要易于装拆。2），轴和轴上零件要有准确的加工位置，3）各零件要牢固而可靠的相对固定，4）改善受力状况，减小应力集中。11．形成动压油膜的必要条件。 答：1）两工作面间必须有楔形形间隙，2）两工作面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体，3）两工作面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油从大截面流进，小截面流出，此外，对于一定的载荷，必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。 13．变应力下，零件疲劳断裂具有的特征。 答：1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至屈服极限低，2）不管脆性材料或塑像材料，疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，3）疲劳断裂是损伤的积累。 14．机械磨损的主要类型——磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损。 … 15．垫圈的作用——增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。16．滚动螺旋的优缺点。 答：优点——1）磨损很小，还可以用调整方法消除间隙并产生一定预变形来增加刚度，因此其传动精度很高，2）不具有自锁性，可以变直线运动为旋转运动。缺点——1）结构复杂，制造困难，2）有些机构中为了防止逆转而需另加自锁机构。 18 齿轮传动的功率损耗包括——啮合中的摩擦损耗，搅动润滑油的油阻损耗，轴承中的摩擦损耗。 20．轴瓦材料的性能——1）摩擦系数小，2）导热性好，热膨胀系数小，3）耐磨，耐蚀，抗胶合能力强，4）要有足够的机械强度和可塑性。 21提高螺纹连接强度的措施a降低影响螺栓疲劳强度的应力幅b改善螺纹牙上载荷分布不均的现象c减小应力集中的影响d采用合理的制造工艺方法 22提高轴的强度的常用措施 / a合理布置轴上零件以减小轴的载荷b改进轴上零件的结构以减小轴的载荷c改进轴的结构已减小轴的载荷d改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度