第二章 机械设计中的约束分析
● 了解机械零件常见的失效形式及约束条件 断裂、点蚀、塑性变形、弹性变形、磨损、失稳等。
● 掌握载荷及应力的分类 静载荷、变载荷；静应力、变应力 注意：静载荷也可能引起变应力
掌握常见的稳定循环变应力的特性参数： 对称循环、脉动循环、非对称循环
● 静应力作用时的强度条件（静强度）
]
[]
[][ca
lim lim
ca
S S S ≥=
=
≤σσσσσσ或
σlim ＝σs 或 σlim ＝σb
● 变应力作用时的强度条件（疲劳强度）
零件的失效是疲劳破坏 —— 裂纹逐渐扩展后产生。 强度条件的形式与静应力时相同：
]
[]
[][ca
lim
lim
ca S S S ≥=
=
≤σσσσσσ或
但极限应力σlim 与 N 、r 等因素有关，用σr 或σrN 表示。
● 试件材料的极限应力简图
根据σ-1、σ0、σs 作出材料的极限应力简图； 循环特征 r 不同，极限应力σlim 亦不同； 根据工作应力点找出极限应力点
σlim ＝σr ＝σ'm ＋σ'a
135°
G
●
σa
σm
O
σb
σ-1
σ0/2
σ0/2
●
A ●
● C
σs
D
● ● n (σm,σa)
●
m (σ'm,σ'a) α
● i (σm,σa)
●
j (σ'm,σ'a)
● 零件的极限应力简图
要考虑应力集中、绝对尺寸、表面状态等因素。
对线段 AD 进行修正。 用作图法求极限应力： 过工作应力点作射线。 用计算法求极限应力：
要根据 r 判断工作应力点是位于疲劳区还是塑性区， 区域不同，极限应力的计算公式不同。
● 变应力作用下零件的安全系数计算
]
[a
m a m max lim
S ''S ≥++==
σσσσσσσ
作图法求极限应力时
σ0/2
σa
σm
O
σb
σ0/2
● C
σs
135° G
●
●
A
● B D ● D'
● σ0/[2(K σ)D]
B'
● A'
●
]
[)(m
a 1
S K S D ≥+=
-σψσσσσ
σ
计算法求极限应力时(疲劳区)
第三章 齿轮传动设计
● 失效形式和设计准则
失效产生的原因、场合；防止失效的措施；设计准则主要针对齿面疲劳点蚀和轮齿疲劳折断
● 齿轮材料、热处理方法及精度的选择
选用材料的基本要求，材料的配对，大、小齿轮齿面硬度的选择
● 直齿及斜齿圆柱齿轮的受力分析
轮齿螺旋线方向的判断，各分力的对应关系及方向的判断，特别是斜齿轮的轴向力
● 圆柱齿轮传动的强度条件
齿面接触疲劳强度条件针对齿面点蚀失效，齿根弯曲疲劳强度条件针对轮齿疲劳折断.
● 许用应力
许用应力与材料、齿面硬度、应力循环次数有关
●强度条件中的设计参数
z 、d、m、b、ψd、β等的选择及对齿轮传动的影响；载荷系数K 所考虑的因素；YFa 的物理意义及与齿数、变位系数的关系
●设计步骤和方法
设计计算和校核计算，数据处理（圆整或取标准值），哪些参数需要圆整？哪些参数不能圆整？
●锥齿轮传动的受力分析及强度计算特点
各分力的对应关系及方向判断（注意与斜齿圆柱齿轮的异同之处）；将锥齿轮转化为当量直齿圆柱齿轮进行强度计算.
●一般开式齿轮传动的主要失效形式：齿面磨损或轮齿疲劳折断。
●对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式：齿面疲劳
点蚀。
●疲劳裂纹首先发生在危险截面受拉一侧。因为材料的抗压能力大于抗拉能
力。
●提高轮齿抗弯曲疲劳折断的能力的措施：提高轮齿齿面硬度并使轮齿芯部有
足够的强度和韧性；采用较大的的模数；改直齿轮为斜齿轮；采用正变位齿
轮，增大齿根厚度；增大齿根过渡圆角半径，减小应力集中；提高制造精度，降低表面粗糙度；改善载荷分布；表面强化处理。
第四章蜗杆传动设计
●蜗杆传动的主要参数及其选择
主要讨论普通圆柱蜗杆传动；
与斜齿圆柱齿轮传动的区别与联系；
蜗杆分度圆直径为标准值，蜗杆、蜗轮螺旋角旋向相同但大小不等，蜗杆导程角γ＝蜗轮螺旋角β；
蜗杆头数与传动效率的关系；
变位的目的：凑中心距、凑传动比；仅对蜗轮变位。
●材料、失效形式
为减小摩擦磨损，钢蜗杆与青铜蜗轮配对；
失效主要发生在蜗轮上.
●受力分析
各分力的对应关系及方向的判断，与斜齿圆柱齿轮的区别；蜗轮或蜗杆转动方向的判断。
●强度条件
强度计算针对蜗轮轮齿；
在中间平面上蜗杆传动类似于齿条齿轮传动，故强度计算公式按斜齿轮推导；一般不用校核齿根弯曲强度。
●热平衡计算
蜗杆传动效率低，发热量大，容易产生胶合，故要控制热平衡时的油温；
油温过高应采取相应措施。
●在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数，则传动效率提高。
●蜗杆传动特点：
●优点①传动比大。②结构尺寸紧凑。
●缺点①轴向力大、易发热、效率低。②只能单向传动。
●由于蜗杆、蜗轮啮合齿面间相对滑动速度大，摩擦、发热大，效率低，若散
热不良，会因油温不断升高，而使润滑条件恶化导致齿面失效。所以，设计闭式蜗杆传动时，要进行热平衡计算。
●散热措施：(1)在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积；(2)在蜗杆轴端装
风扇，加速空气流通以增大散热系数；(3)在箱体油池中设蛇形冷却管；(4)采用压力喷油润滑。
第五章挠性传动设计
●带传动的工作原理及特点
摩擦传动，结构简单，中心距大，平稳，吸振，适合于高速级（转速高则转矩小，有利于带传动）
●带传动受力分析、应力分析
F、Ff、F1、F2、F0之间的关系，欧拉公式的含义；
三种应力，变化规律，与带传动参数之关系
●弹性滑动
产生的原因，不可避免，使传动比不恒定，与打滑有本质区别
●失效形式及设计准则
打滑、疲劳破坏；在保证不打滑的前提下使带具有足够的疲劳寿命.
●各参数对带传动工作能力的影响
F0 、dd1、a、Ld、α、i 、v 、z、型号等；如何选择
●V带传动的设计步骤和方法
●链传动的工作原理及特点
啮合传动，中心距大，瞬时速比周期性变化，振动，适合于低速级
●链传动运动的不均匀性
多边形效应，设计参数（如p、z 等）对运动的影响
●滚子链传动的失效形式，参数选择
z 、p、Lp、a、排数等.
●对于高速重载的滚子链传动，应选用节距小的多排链；对于低速重载的滚
子链传动，应选用节距大的链传动
●在设计V带传动时，V带的型号是根据计算功率和带轮的转速查选型图选取
的
●当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力
决定于包角、摩擦系数、初拉力三个因素。
●链轮的转速高，节距大，齿数少，则链传动的动载荷就越大。
●一定型号V带内弯曲应力的大小，与带轮的直径成反比关系。
●链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是链传动是啮合传
动，无需大的张紧力。
●中心距愈小，带长愈短。在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，
会加速带的疲劳破坏；如在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮包角也越小，传动能力下降，所以要限制最小中心距。
●传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降，故要限制
最大传动比。
第六章轴和轴毂连接设计
●轴的分类
按轴心线：直轴、曲轴
按受载：心轴(弯距)、传动轴(转矩)、转轴(弯、转)
●轴的结构设计（阶梯轴）
目的：合理确定各轴段的直径和长度
影响结构的要素：轴上零件的定位和固定方法；装配方法；轴的加工方法；载荷的大小及位置；强度要求等
定位和固定方法：轴肩、套筒、圆螺母、弹性挡圈、轴端挡圈、锥面等；注意各种固定件的特点和应用场合
几个具体问题：有配合处的轴径取标准值；非定位轴肩高度可取小些；轴承的定位轴肩高度应小于内圈厚度；轴头长度应小于轮毂宽度；键槽应处于同一加工方向.
●轴的强度计算
应力的性质：弯曲应力是对称循环变应力；剪应力不定
计算方法：防止疲劳断裂
扭转强度计算－针对传动轴或初算转轴的最小直径
弯扭合成强度计算－针对转轴和心轴
安全系数法计算－重要轴
轴系的受力分析：注意轴上零件各力的方向、不要忽略轴向力产生的弯矩、弯矩
突变处当量弯矩的计算
折合系数α的意义：将剪应力折合成对称循环变应力
●转轴的设计过程（跨距未知时）
按扭转强度初算轴端直径→轴的结构设计→受力分析、画弯矩图和转矩图→按弯扭合成强度或安全系数法校核危险截面.
●键连接的选择与校核
类型选择，尺寸选择（平键的截面尺寸按轴径查标准）；
普通平键校核挤压强度（静连接），导键或滑键应防止磨损（动连接）；
键的工作长度不一定等于键长，普通平键的键长应小于轮毂宽度.
●采用改用高强度合金钢的措施不能有效地改善轴的刚度。
●转动的轴，受不变的载荷，其所受的弯曲应力的性质对称循环。
●为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置120°- 130°。
●能构成紧连接的两种键为：楔键和切向键。
●平键连接能传递的最大扭矩T，现要传递的扭矩为1.5T，则应安装一对平键。
第七章滑动轴承设计
●滑动轴承的摩擦状态
干摩擦状态——应避免
半干摩擦状态
边界摩擦状态混合摩擦状态—非液体摩擦滑动轴承
半液体摩擦状态
液体摩擦状态——液体摩擦滑动轴承(动压轴承,静压轴承)
●常用润滑剂的性能及选择
润滑油的粘度及油性
润滑脂的针入度、滴点及耐水性
根据压力、速度、温度选择润滑油的粘度
根据有无水汽、温度高低选择润滑脂.
●非液体摩擦滑动轴承
主要失效形式：磨损、胶合（因为金属表面直接接触）
校核计算方法及目的：
限制压强（p ＜[p] ）——防止轴瓦过度磨损
限制pv值（pv＜[pv]）——防止轴瓦发生胶合
限制v 值（v ＜[v] ）——防止轴瓦过度磨
●动压润滑基本理论
动压油膜：一定条件下，由于摩擦表面相对运动而产生；
掌握动压油膜形成的机理和必要条件，注意：
两摩擦表面相互平行，不能产生动压油膜；
润滑油从楔形间隙的小口进、大口出也不能形成动压 掌握粘度、速度、间隙大小等因素对油膜压力的影响。
● 动压向心滑动轴承的设计
油膜承载能力计算：由一维雷诺方程求解得到
N
2p
2
C vl
F ψ
η=
油膜压力分布：要考虑“端泄”现象。
重点掌握：
参数ψ、χ、l/d 、η、表面粗糙度、温升等对轴承承载能力的影响； 上述各参数的选择原则，设计时如何调整。 重点了解：
动压向心滑动轴承的设计过程；
最小油膜厚度 hmin 、润滑油温升△t 应满足的条件； 根据半径间隙δ 确定配合公差，使δmin ≤δ≤δmax .
● 动压润滑滑动轴承能建立油压的条件。
● 相对间隙对轴承承载能力的影响：相对间隙越小，轴承承载能力愈高。但另
一方面，相对间隙小，又增大摩擦系数，轴承升温。在设计时，若算出温升过高时，应增大相对间隙值。
● 影响润滑油粘度的主要因素有温度和压力。
第八章 滚动轴承的选择与校核
● 滚动轴承类型及尺寸的选择
常用滚动轴承（3、6、7、N 类）的结构及承载特点；应用的场合；内径代号、直径系列代号的含义
● 滚动轴承的寿命计算
基本概念：滚动轴承寿命、基本额定寿命、基本额定动载荷、当量动载荷等的含义
目的：防止轴承在预定的工作期间内发生疲劳点蚀 公式：
h
6010t 6h εP C f n L ?
?
?
??=
核心：当量动载荷 P 的计算
)
(a r p YF XF f P +=
要点：
角接触轴承的排列方式及派生轴向力 S 的方向 正装－ S1、S2 相对；反装－ S1、S2 相背 根据“压紧端”、“放松端”确定 F a 1 、 F a 2
● 滚动轴承的组合设计 与轴的结构设计密切相关
固定方法：两端固定、一端固定一端游动、两端游动；
各种固定方式的特点、受力、应用场合；
固定和游动支点轴承类型的选择、内外圈的固定方法、合理的结构设计。
游隙及位置的调整：调整的目的和方法.
例：如图所示锥齿轮轴，用两圆锥滚子轴承30207E支承。已知轴的转速为1400r/min，动载荷系数fp=1，温度系数ft=0.95，轴承所受径向力FR1=1600N, FR2=2400N，齿轮作用于轴上的轴向力FA=400N。求：此时轴承的使用寿命Lh。
解：
S1 = Fr1 / (2Y ) = 1600 / (2×1.6 )＝500N S2 = Fr2 / (2Y ) = 2400 / (2×1.6 )＝750N S1 ＋ FA ＝500＋400＝900N> S2＝750N 合力向左，轴承1放松、轴承2压紧。
故：放松端 Fa1 ＝S1＝500N
压紧端 Fa2 ＝S1+ FA ＝500+400＝900N
对轴承 1：Fa1 / Fr1 ＝500/1600＝0.3125< e ＝0.37 故： X1＝1，Y1＝0
对轴承 2：Fa2 / Fr2 ＝900/2400＝0. 375> e ＝0.37
故：X2＝0.4，Y2 ＝ 1.6
当量动载荷 P 为：
轴承1： P1 ＝ fp （X1Fr1＋Y1Fa1）＝1×（1×1600）＝1600N
S1
FA S2
轴承2： P2 ＝ 1×（0.4×2400＋1.6×900）＝2400N .
因 P1 < P2 ，轴承2的寿命短，故只需计算轴承2的寿命。 滚子轴承ε ＝10/3
ε
???
?
?
?=
2t 6
2
h 6010P
C f n
L
3
10
6
2400515009.01400
6010
???
?
????=
h
230064=
第九章 联轴器、离合器及制动器
联轴器：用来连接不同部件之间的两根轴或轴与其它回转零件，使之一起回转并传递运动和动力
连接的两轴在工作时不能分开，必须停车通过拆卸才能分离
离合器：与联轴器的区别在于 —— 机器工作时，连接的两轴能随时接合或分离
制动器：用来使机器迅速停止运转，也可以用来降低或调整机器的速度
第十章 连接设计
● 螺栓连接的类型及所受工作载荷
普通螺栓和铰制孔用螺栓；横向和轴向工作载荷
普通螺栓连接：可承受横向工作载荷（利用摩擦力）和轴向工作载荷；
铰制孔用螺栓连接：只承受横向工作载荷.
● 普通螺栓连接的强度计算 也适用于双头螺柱连接和螺钉连接
强度条件：
][4/3.12
1ca σπσ≤?=
d 螺栓所受拉力
不管是横向还是轴向工作载荷，普通螺栓总是受拉，
关键是确定所受拉力：预紧力F' 或总拉力F0 ， 注意F' 和F0 的求解方法。
受横向工作载荷时：
mz
μR K F f ≥
'
（受载均匀）
受轴向工作载荷时：
● 被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接，则螺栓受拉伸载荷作用。 ● 受轴向工作载荷F 的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力F0等于残余预紧力F ″
和轴向工作载荷F 之和。
● 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是防松。
F
F F +"=0F
C C C F F 211
0++'=
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
机械设计流程及要求： 1、确定设计思路及方向 1.1由业务部门或相关部门下发产品，研发部根据客户要求的产品 剖解分析，做一个大概的汇总，然后确定设计思路以及设计方向。 1.2填写评审表。 2可行性分析 2.1对该产品进行可行性分析，首先要搜集产品相关的图片以及相关的厂家以及其他的相关信息，进行资料的汇总与对比，从人机法物环方面充分考，从而分析自己的产品在设计过程中有可能出现的技术难题，安全隐患问题以及怎么避免这些问题的出现，做到如果该方案可行，对该产品进行初步的成本核算 2.2开评审会，汇报上级领导 3、结构设计 3.1对通过可行性分析的产品进行工作原理、核心计算等工作，并出结构草图 3.2开评审会，填写结构评审表 4、建模与力学分析 4.1用相关软件对产品建立主要模型，并在建模过程中对其进行力学分析，以此达到预想的效果 4.2开评审会，填写评审表 5、零件设计 5.1对该产品进行零件设计，并画出对相应的加工图纸
5.2对加工图纸进行审核 6、产品明细表、安装说明书草案 6.1在总装图上填写产品明细表 6.2根据总装图拟写安装说明书草案 7、购置清单及外协加工清单 7.1填写产品购置清单；对于需要外协加工的零件，需填写外协加工清单，并附领导批准的图纸 8、采购 8.1小组组长把需要购买的产品以及外协加工的零部件交与公司采购部门，并督促采购部门相关负责人及时购买 9、物料验证 9.1设计人员、品保人员以及采购人员对采购回来的物品进行物料的验证，对采购回来的产品，如果出现质量或结构等与设计不符合的问题，及时记录，填写检验报告，采购部门及时进行调整 10、样品制作 10.1安装人员根据设计人员提供的图纸进行现场安装，进行样品制作，设计人员、保人员在此过程中给予技术支持，并对此过程中出现的问题进行及时解决。 11、调试与功能试验 11.1对已经安装成功的样品进行调试，各组成员记录好重要参数，认真填写实验报告，把重要的问题点进行汇总。 12、优化改进
7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。 （2 ）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-” 号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做 ，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为： （3 ）求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度：； 系统的运转不均匀系数：； 则飞轮的转动惯量：
图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环中，驱
动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即： 因此求得： （2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈功； 其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中， 相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，因此有： ，则
根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则 。 （3）求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮 安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为： 7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此： 则飞轮的转动惯量： （2）求飞轮的最大转速和最小转速。
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 ＝
机械设计心得 机械设计往往离不开自己的阅历，经验的积累固然可以从书本上学到不少，但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象，对别人的经验，自己没有一定的基础，要理解吸收真的是一件很不容易的事。呵呵。 机械设计贯穿设计、制造、使用，维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些方面反映出来，成功与否是很容易判断的。设计的过程中，受制造的影响很大，亦就是说好的设计是不能脱离制造的，对制造越了解，越有助于提高设计水平。设计的图纸，投入生产，我没见过多少能立即按图加工装配，在审图、工艺等过程发现大堆的问题很常见，包括所谓“资深”的高工，总工拿出的图纸，还是经过多次开会研究反复讨论的出来的结果，原因是多方面的，绘图的规范性，看图者的水平是一方面，但设计方对制造工艺的了解不深入是主要原因。怎样判定自己对制造的了解程度？最简单的方法是随手抓一张自己设计的东西的图纸你是否能说出它的制造全过程。铸、锻、车、钳、铣、刨、磨，只是这样子，肯定是不行，在机械厂做过几年的谁不知道？必须细分下去，要全面了解各过程。比如说铸造时候怎么分型，浇口冒口怎么放，可能会有什么样的铸造缺陷产生，零件结构在热处理的时候会不会导致意外情况发生的，怎么在零件结构上进行优化，切削加工过程，在脑海中虚拟出来，总共用几把刀，转速，走刀量，甚至铁屑望哪里飞，各把刀使用的顺序，车工，铣工，磨工的操作动作全过程，如此等等，才算是有了比较好的基础。不是说搞设计的一定要会玩车床，铣床，会烧电焊才可以，但是要知道这些作业特点，在设计时加以充分考虑，作为搞机械设计的人这样才比摇车床烧电焊的强，才有安身立命之处。如此，在设计过程中，就会规避一些不合理的结构，设计的质量自然提高不少，可是还不够，一个有十年八年的工龄的技工能提出比你更成熟的细节方案（尽管整体的设计统筹他们做不了），但是多少个不眠的夜晚设计出就这样一个结果，岂不是斯文扫地耶？唯一的解决办法，多看书。别人总结出来的通常与生产相结合，俱是心血的结晶。带着问题学，多想就能消化。再也不会说“只要保证同心度就行了”这样愚蠢的回答，关键是你已经指出保证同心度的方法，甚至前辈的错误。这个时候，没人再叫你小钱、小赵，连老板都叫你钱工、赵工，挺受尊敬的吧。摸摸下巴，胡子长出来了，尿布丢了，孩子叫妈了，呵呵成就感也来了。可是设计总是为了使用，好的设计必须具备一点点人性的，设计一套工艺装备，一试产，效率高质量好，老板来搞杯庆功酒。过了几天，发现人家弃之不用了，原因是操作者骂娘啊。用起来痛苦啊。而且要注意的细节又多，别个就是个操作工他要是考虑的那么多因素就不会还在那里做操作工了啊。设计不利于使用，就面临淘汰，有很多的成套设备，如汽车的发动机变速箱之类正常运转时“挺好的，“，可其中一个小键槽，一个轴承位，什么的地方坏了，整个就不能用，厂方只卖整件，要配件不卖，自己加强还真的没地方加了，换了几个厂去买，摆了一堆，用户只好敬而远之，立了个技改项目－－可怜的技改。这样的事情只要是在机械行业转的久的都会有所见所闻。使用根本就离不开维修，好的设计更不能忽视维修性。在一条大型的的生产线上，关键的设备，总共一年也就维修那么两次，但是每此都要把设备大卸八块，行车叉车千斤顶撬杠十八般兵器还不够用，老师傅们还要自己专门动脑动手玩几样好用的专用家当来伺候，导致停产的损失已经超过设备本身的价值，真是个无言的结局。一套大型设备仅因更换一只油封什么的，都要几乎将整机完全分解，使用单位不骂设计干的是断子绝孙的玩意才怪，真的是设计者的悲哀。 我们搞设计不光是要站在制造的基础上，还要有创新，但一定要学会继承。现在，全社会都在强调创新，但我们不能一强调创新，就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种，一种就是构成事物旧有元素的重新组合，一种是在旧有元素上加一些新的元素。所以，不管怎样，创新的东西总是含有一些旧有事物的影子是不可否认的。正像哲学中所讲，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中产生的。比如我们人类，虽然说是大自然的天之骄子，但实
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
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。
第一章 平面机构的自由度和速度分析 题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。 题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A 转动时，构件2绕活动中心C 摆动，同时带动刀架3上下移动。B 点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。 题1—3 计算题1－3图a ）与 图b ）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。 A B C 1 2 3 4 a) 曲柄摇块机构 A B C 1 2 3 4 b) 摆动导杆机构 题解1－1 图
题1－3图a）题1－3图b） 题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。 题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。 题1—5图题解1—5图
题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。 第二章 连杆机构 题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l AD =60mm ，AD 为机架。试问： （1）若此机构为曲柄摇杆机构，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 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。 题2-2 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作 行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由； （2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g min ； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。 题2-3 图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置， 并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。 A C D 题2-1图
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
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)
平面机构及其自由度 1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，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（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。 解 1）取比例尺 绘制其机构运动简图（图b）。 l 图 b） 2）分析其是否能实现设计意图。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 3）提出修改方案（图c ）。 为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 图 c 1） 图 c 2） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F 解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F 3、计算图示平面机构的自由度。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 解：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F
机械设计基础复习题（一） 一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号× 1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。( ) 4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。( ) 5．带传动中，打滑现象是不可避免的。( ) 6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。( ) 8．平键的工作面是两个侧面。( ) 9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（） 11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。( ) 13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。( ) 15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。( ) 16．周转轮系的自由度一定为1。( ) 17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。( ) 19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。( ) 20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( ) 二、填空题 1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。 2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为 。 3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的 加以限制。 4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。 10．带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，而小齿轮采用处理。
1、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 b 。 a 、2H 1H σσ>； b 、2H 1H σσ=； c 、2H 1H σσ<。 3、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按 齿根弯曲疲劳 强度进行设计，然后校核 齿面接触疲劳 强度。 4、蜗杆的 c 模数为标准模数，蜗轮的 b 压力角为标准压力角。 a 、法面； b 、端面； c 、轴面。 5、带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，1F 与2F 的关系可用著名的欧拉公式表示为 1 21αf e F F = 。 6、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角 b 蜗杆导程角。 a 、小于； b 、大于； c 、等于。 7、计算蜗杆传动的传动比时，公式 c 是错误的。 a 、21/ωω=i ；b 、21/n n i =；c 、12/d d i =；d 、12/z z i =。 8、蜗杆传动的失效通常是发生在 蜗轮轮齿 上。 9、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d 按 强度 条件确定，其工作圈数n 按 刚度 条件确定。 10、弹簧指数C ＝ D 2/d ，C 值越大，刚度越 小 。 11、楔键联接靠 摩擦力 传递转矩，用于对中性要求不高的联接。 12、按国家标准GB/292-93规定，代号为7210C 的滚动轴承类型为 角接触球轴承 轴承，其内径为 50 mm ，宽度系列为 窄、系列，直径系列为 轻 系列，C 代表 公称接触角15o，其精度为 P0 级。 13、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是 f ；可实现两轴线角位移最大的是 c ；常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是 d 和 e 。 a 套筒联轴器；b. 凸缘联轴器；c. 万向联轴器；d. 十字滑块联轴器；e. 齿轮联轴器；f. 弹性柱销联轴器。 二、问答题〔每题5分、计30分〕 1、试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力F max 的主要因素。（5分） 1 1 0max 111 12ααf f e e F F +- = m ax F 与初拉力0F 、包角1α和摩擦系数f 有关。（3’） 0F 大、1α大、f 大，则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大。（2’） 2、试说明齿形系数F Y 与齿轮的哪些参数有关，F Y 对齿根弯曲应力F σ有何影响？（5分） 齿形系数F Y 反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力F σ的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数
《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a= __________ ，适用于 _________ ，而梯 形螺纹的牙型角口= __________ ，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、带传动在工作过程中，带内所受的应力有__________________ 、 ________ 和_________ ，最大应力发生在____________ 。 5、链传动设计时，链条节数应选数（奇数、偶数）。链轮齿数应选数；速度较高时，链节距应选____________________ 些。 6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按_______ 设计， 按_______ 校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按_____________ 设计， 按___________ 校核。 7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则 两齿轮工作中产生的齿面接触应力_________ ，材料的许用接触应 力_______ ,工作中产生的齿根弯曲应力_______ ，材料的许用弯曲
应力___________ 。 8蜗杆传动的总效率包括啮合效率n i、_________ 效率和________ 效 率。其中啮合效率n i = ___________ ,影响蜗杆传动总效率的主要因 素是________ 效率。 9、__________________________________ 轴按受载荷的性质不同，分为、 、________________________________ 。 10、滚动轴承接触角越大，承受_____ 载荷的能力也越大。 二、单项选择题（每选项1分,共11分） 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，可米取的措施是（）。 A、增大螺栓刚度Cb,减小被连接件刚度Cm B.减小Cb.增大Cm C.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
机械设计流程
物料验 优化改调试与功＜ 能试验— 样品制 作― 发档
机械设计流程及要求： 1、确定设计思路及方向 1.1由业务部门或相关部门下发产品，研发部根据客户要求的产品剖解 分析，做一个大概的汇总，然后确定设计思路以及设计方向。 1.2 填写评审表。 2可行性分析 2.1对该产品进行可行性分析，首先要搜集产品相关的图片以及相关的厂家以及其他的相关信息，进行资料的汇总与对比，从人机法物环方面充分考，从而分析自己的产品在设计过程中有可能出现的技术难题，安全隐患问题以及怎么避免这些问题的出现，做到如果该方案可行，对该产品进行初步的成本核算 2.2开评审会，汇报上级领导 3、结构设计 3.1对通过可行性分析的产品进行工作原理、核心计算等工作，并出结构草图 3.2开评审会，填写结构评审表 4、建模与力学分析 4.1用相关软件对产品建立主要模型，并在建模过程中对其进行力学分析，以此达到预想的效果 4.2开评审会，填写评审表 5、零件设计 5.1对该产品进行零件设计，并画出对相应的加工图纸
5.2对加工图纸进行审核 6、产品明细表、安装说明书草案 6.1在总装图上填写产品明细表 6.2根据总装图拟写安装说明书草案 7、购置清单及外协加工清单 7.1填写产品购置清单；对于需要外协加工的零件，需填写外协加工清单，并附领导批准的图纸 8、采购 8.1小组组长把需要购买的产品以及外协加工的零部件交与公司采购部门，并督促采购部门相关负责人及时购买 9、物料验证 9.1设计人员、品保人员以及采购人员对采购回来的物品进行物料的验证，对采购回来的产品，如果出现质量或结构等与设计不符合的问题，及时记录，填写检验报告，采购部门及时进行调整 10、样品制作 10.1安装人员根据设计人员提供的图纸进行现场安装，进行样品制作，设计人员、保人员在此过程中给予技术支持，并对此过程中出现的问题进行及时解决。 11、调试与功能试验 11.1对已经安装成功的样品进行调试，各组成员记录好重要参数，认真填写实验报告，把重要的问题点进行汇总。 12、优化改进
机械设计基础习题参考答案 机械设计基础课程组编 武汉科技大学机械自动化学院
第2章 平面机构的自由度和速度分析 2-1画运动简图。 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。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。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0，不合理 ，
2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 b) a) A E M D F E L K J I F B C C D B A 解答：a) n=7; P l=9; P h=2，F=3?7-2 ?9-2 =1 L处存在局部自由度，D处存在虚约束 b) n=5; P l=6; P h=2，F=3?5-2 ?6-2 =1 E、B处存在局部自由度，F、C处存在虚约束2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答：a) n=4; P l=5; P h=1，F=3?4-2 ?5-1=1 A处存在复合铰链 b) n=6; P l=7; P h=3，F=3?6-2 ?7-3=1 B、C、D处存在复合铰链 2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
A B C D E 解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3?7-2 ?10 = 1 C 处存在复合铰链。 b) n=7; P l =10; P h =0，F=3?7-2 ?10 = 1 B D E C A c) n=3; P l =3; P h =2，F=3?3 -2 ?3-2 = 1 D 处存在局部自由度。 d) n=4; P l =5; P h =1，F=3?4 -2 ?5-1 = 1 A B C D E F G G' H A B D C E F G H I J e) n=6; P l =8; P h =1，F=3?6 -2 ?8-1 = 1 B 处存在局部自由度，G 、G'处存在虚约束。 f) n=9; P l =12; P h =2，F=3?9 -2 ?12-2 = 1 C 处存在局部自由度，I 处存在复合铰链。
A卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同与其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构
件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900。压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 答. 对于盘形凸轮，当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径 r T 相等时：ρ=r T ，凸轮实际轮廓变尖（实际轮廓曲率半径ρ’=0）。 在机构运动过程中，该处轮廓易磨损变形，导致从动件运动规律失真。增大凸轮轮廓半径或限制滚子半径均有利于避免实际轮廓变尖现象的发生。 9. 渐开线齿廓啮合有哪些主要特点？ 答. ①传动比恒定；②实际中心距略有改变时，传动比仍保持不变（中