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。 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。 1.2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。 1.3什么叫工作能力？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。 1.4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。
摩擦、磨损及润滑概述 2.1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。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，但由于边界膜较薄，不能完全避免金属的直接接触，摩擦系数较大，仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑，摩擦系数比边界润滑小，但会有磨损发生。 2.2磨损过程分几个阶段？各阶段的特点是什么？ 答：磨损过程分三个阶段，即跑合摩合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。各阶段的特点是:跑合磨损阶段磨损速度由快变慢；稳定磨损阶段磨损缓慢，磨损率稳定；剧烈磨损阶段，磨损速度及磨损率都急剧增大。 2.3 按磨损机理的不同，磨损有哪几种类型？ 答：磨损的分类有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损点蚀、腐蚀磨损。 2.4 哪种磨损对传动件来说是有益的？为什么？ 答：跑合磨损是有益的磨损，因为经跑合磨损后，磨损速度减慢，可改善工作表面的性质，提高摩擦副的使用寿命。 2.5如何选择适当的润滑剂？ 答：选润滑剂时应根据工作载荷、运动速度、工作温度及其它工作条件选择。 当载荷大时，选粘度大的润滑油，如有较大的冲击时选润滑脂或固体润滑剂。高速时选粘度小的润滑油，高速高温时可选气体润滑剂；低速时选粘度小的润滑油，低速重载时可选润滑脂；多尘条件选润滑脂，多水时选耐水润滑脂。 2.6润滑油的润滑方法有哪些？ 答：油润滑的润滑方法有分散润滑法和集中润滑法。集中润滑法是连续润滑，可实现压力润滑。分散润滑法可以是间断的或连续的。间断润滑有人工定时润滑、手动油杯润滑、油芯油杯润滑、针阀油杯润滑、带油润滑、油浴及飞溅润滑、喷油润滑、油零润滑等几种。 2.7接触式密封中常用的密封件有哪些？ 答：接触式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以 2.8非接触式密封是如何实现密封的？ 答:非接触式密封有曲路密封和隙缝密封，它是靠隙缝中的润滑脂实现密封的。
机械设计基础第七版课后习题答案 第一章 1-1 什么是运动副？高副与低副有何区别？ 答：运动副：使两构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。 平面低副－凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副；平面高副－以点或线相接触的运动副。 1-2 什么是机构运动简图？它有什么作用？ 答：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。作用：机构运动简图不仅能表示出机构的传动原理，而且还可以用图解法求出机构上各有关点在所处位置的运动特性。它是一种在分析机构和设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。 1-3 平面机构具有确定运动的条件是什么？ 答：机构自度 F>0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。第二章 2-1 什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？ 答：急回特性：曲柄等速回转的情况下，摇杆往复运动速度快慢不同，摇杆反行程时的平均摆动速度必然大于正行
程时的平均摆动速度，此即急回特性。死点位置：摇杆是主动件，曲柄是从动件，曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆加于曲柄的驱动力 F 正好通过曲柄的转动中心，所以不能产生使曲柄转动的力矩，机构的这种位置称为死点位置。即机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象的那个位置称为死点位置。第三章 3-2 通常采用什么方法使凸轮与从动件之间保持接触？ 答：力锁合：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。形锁合：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。 3-3 什么叫刚性冲击和柔性冲击？用什么方法可以避免刚性冲击？ 答：刚性冲击：从动件在运动开始和推程终止的瞬间，速度突变为零，理论上加速度为无穷大，产生无穷大的惯性力，机构受到极大的冲击，称为刚性冲击。柔性冲击：当从动件做等加速或等减速运动时，在某些加速度突变处，其惯性力也随之有限突变而产生冲击，这种有限突变而引起的冲击比无穷大惯性力引起的刚性冲击轻柔了许多，故被称为柔性冲击。 避免刚性冲击的方法：为了避免刚性冲击，常将这种运动规律已知的运动开始和终止两小段加以修正，使速度逐
习题与参考答案 一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 带传动是依靠 B 来传递运动和功率的。 A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带与带轮接触面之间的摩擦力 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 2 带张紧的目的是 D 。 A. 减轻带的弹性滑动 B. 提高带的寿命 C. 改变带的运动方向 D. 使带具有一定的初拉力 3 与链传动相比较，带传动的优点是 A 。 A. 工作平稳，基本无噪声 B. 承载能力大 C. 传动效率高 D. 使用寿命长 4 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 D 。 A. 传动效率高 B. 带的寿命长 C. 带的价格便宜 D. 承载能力大 5 选取V 带型号，主要取决于 A 。 A. 带传递的功率和小带轮转速 B. 带的线速度 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 C 。 A. 传动比 B. 带的线速度 C. 带的型号 D. 带传递的功率 7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 D 决定。 A. 小带轮直径 B. 大带轮直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差 8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 D 。 A. 带的弹性滑动加剧 B. 带传动效率降低 C. 带工作噪声增大 D. 小带轮上的包角减小 9 带传动的中心距过大时，会导致 D 。 A. 带的寿命缩短 B. 带的弹性滑动加剧 C. 带的工作噪声增大 D. 带在工作时出现颤动 10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力F 0之间的关系为 C 。 A. F elim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最小直径。
机械设计基础（第五版）课后习题答案(完整版) 杨可竺、程光蕴、李仲生主编 高等教育出版社 1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。 图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图 图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图 1-5 解 1-6 解 1-7 解 1-8 解 1-9 解 1-10 解 1-11 解 1-12 解 1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件 1、3的角速比为： 1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件 3的速度为： ，方 向垂直向上。 1-15解要求轮 1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即 ， 和 ，如图所示。则： ，轮2与轮1的转向相反。 1-16解（ 1）图a中的构件组合的自由度为： 自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运 动。 （ 2）图b中的 CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故图 b中机构的自由度为： 所以构件之间能产生相对运动。 4.5课后习题详解 4-1解分度圆直径 齿顶高 齿根高
顶隙 中心距 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 齿距 齿厚、齿槽宽 4-2解由 可得模数 分度圆直径 4-3解由 得 4-4解分度圆半径分度圆上渐开线齿廓的曲率半径 分度圆上渐开线齿廓的压力角 基圆半径 基圆上渐开线齿廓的曲率半径为 0； 压力角为。 齿顶圆半径 齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径 齿顶圆上渐开线齿廓的压力角 4-5解正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径： 基圆直径 假定 则解得故当齿数时，正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆；齿数，基圆小于 齿根圆。 4-6解中心距
第八章 1．试述松键联接的常用类型和工作特点。 松键联接有平键、半圆键和花键联接。工作特点：以键的两个侧面为工作面，键与键槽的侧面需要紧密配合，键的顶面与轴上键联接零件间留有一定的间隙。松键联接时轴与轴上零件的对中性好，尤其在高速精密传动中应用较多。松键联接不能承受轴向力，轴上零件需要轴向固定时，应采用其他固定方法。 2．螺旋传动紧键联接有哪几种类型？ 紧键联接有楔键和切向键两种类型 3．销有哪些种类？销联接有哪些应用特点？ （1）定位销：主要用于零件间位置定位，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。 （2）联接销：主要用于零件间的联接或锁定，可传递不大的载荷。 （3）安全销：主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。 4．螺纹的联接有哪几种类型？ 螺栓联接；双头螺柱联接；螺钉联接；紧定螺钉联接； 5．螺栓联接为什么要防松？常用的防松方法有哪些？ 在冲击、振动、变载或高温时，螺纹副间摩擦力可能会减小，从而导致螺纹联接松动，这时需要防松。防止螺纹副在受载时发生相对转动。 方法：（1）双螺母防松；（2）弹簧垫圈防松；（3）串联金属丝和开口螺母防松；（4）止动垫圈防松；（5）焊接和冲点防松。 6．说明螺纹的类型，试述它们的特点。 螺纹的类型有三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等几种，三角形螺纹主要用于联接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。 7．液压缸的普通螺栓连接，布置有10个螺栓，材料为45钢。气缸内径D = 160 mm，油P = 4MPa，安装时要控制预紧力，试确定螺杆的直径。 8．已知轴径d = 108 mm，轮毂长165 mm，轴和毂的材料均为碳钢。如为静联接且许用挤压应力均为［ p］=100 MPa，试比较用标准普通平键和用标准矩形花键时，两种联接所能传递的转矩。（超出教材范围，没有讲花键的计算） 9．一普通螺栓，已知：大径d = 20 mm，中径d2= 18.376 mm，小径d1= 17.294 mm，螺
1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。 图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图 图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图 1-5 解 1-6 解 1-7 解 1-8 解 1-9 解 1-10 解 1-11 解 1-12 解 1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件 1、3的角速比为： 1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件 3的速度为：，方 向垂直向上。 1-15解要求轮 1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即，和，如图所示。则：，轮2与轮1的转向相反。 1-16解（ 1）图a中的构件组合的自由度为： 自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运 动。 （ 2）图b中的 CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故图 b中机构的自由度为：所以构件之间能产生相对运动。 题 2-1答 : a ），且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。 b ），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。 c ），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。 d ），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。 题 2-2解 : 要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。 （ 1 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。见图 2-15 中位置和 。 在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）； 在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。 综合这二者，要求即可。 （ 2 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。见图 2-15 中位置和 。 在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情况取等号）； 在位置时，因为导杆是无限长的，故没有过多条件限制。 （ 3 ）综合（ 1 ）、（ 2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是： 题 2-3 见图 2.16 。
《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 / n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、d i、d2、P、S、2、a、B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 ai、m t2、丫、B、q、P a、d i、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、a1、 a 2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、（T 1、（T 2、b C、（T b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，
《机械设计基础I 》教学大纲 总学时：80 实验时数：8 学分：4.5 适用专业：近机械类本科各专业 开课教研室：机械工程学院机电工程系 课程编号：01060127 课程类别：学科大类基础课 课程性质：必修课 一、课程的性质和目的 《机械设计基础I》是学科大类基础课。目的是培养学生具有一定机械设计能力，是学习机械工程的重要入门课，因此在教学内容方面应着重基本知识、基本理论、基本方法，在培养实践能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。 本课程的主要学习目的是： 1.培养学生掌握机构的结构原理，运动特性和机械动力学的基础知识，初 步具有分析和设计机构的能力，并对机械运动方案的确定有所了解； 2.掌握通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，并 初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力； 3.具有运用标准规范手册等有关技术资料的能力；能通过实验来验证理 论，并巩固和加深对理论的理解。 4.培养学生树立正确的设计思想，了解国家当前有关技术经济政策。 5.培养学生掌握典型机械零件的实验方法，获得基本的实验技能。 6.使学生对机械设计的新发展有所了解。 二、课程教学内容 第0章绪论 0.1 本课程研究的对象和内容 0.2 本课程在教学中的地位 0.3 机械设计的基本要求和一般过程 第1章平面机构的自由度和速度分析 1.1 运动副及其分类 1.2 平面机构运动简图
1.3 平面机构的自由度 1.4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 重点：平面机构自由度的分析 第2章平面连杆机构 2.1 铰链四杆机构的基本型式和特性 2.2 铰链四杆机构曲柄存在的条件 2.3 铰链四杆机构的演化 2.4 平面四杆机构的设计 重点：铰链四杆机构的特性、铰链四杆机构曲柄存在的条件、平面四杆机构的设计 第3章凸轮机构 3.1 凸轮机构的应用和类型 3.2 从动件的常用运动规律 3.3 凸轮机构的压力角 3.4 图解法设计凸轮轮廓 3.5 解析法设计凸轮轮廓 重点：从动件的常用运动规律、图解法设计凸轮轮廓、设计凸轮机构应注意的问题 第4章齿轮机构 4.1 齿轮机构的特点和类型 4.2 齿廓实现定角速比传动的条件 4.3 渐开线齿廓 4.4 齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸 4.5 渐开线标准齿轮的啮合 4.6 渐开线齿轮的切齿原理 4.7 根切、最小齿数及变位齿轮 4.8 平行轴斜齿轮机构 4.9 圆锥齿轮机构 重点：齿廓啮合基本定律、渐开线齿廓、渐开线标准齿轮的几何尺寸、渐开线标准齿轮的啮合 第5章轮系 5.1 轮系的类型 5.2 定轴轮系及其传动比
机械设计基础第五版复习提纲（杨可桢） 第一部分课程重点内容 网上找到的资料，然后改正了错误加注了页数一．运动副的概念和分类P6—7；运动副图形符号P8；能画出和认识机构运动简图P8—10。平面机构 自由度的计算公式P11；复合铰链、局部自由度及简单的虚约束P12—13；速度瞬心及三心定理P15-17 1.所以构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构； 2.两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。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移动副和转动副。两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副； 3.绘制平面机构运动简图； 4.机构自由度F=3n-2P l-P h,原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构 自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动； 5.计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链（图1-13）（2）局部自由度：凸轮小滚子焊为一体（3） 虚约束（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束； 6.自由度的计算步骤要全：1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度2）指出活动构件、低副、高副3） 计算自由度4）指出构件有没有确定的运动。 二．铰链四杆机构的三种基本形式及运动特征P21—28；四杆机构类型判定准则P29；急回特性 P29；压力角与传动角P30；死点位置P31；四杆机构的设计（按给定的连杆位置或行程速度变化系数设计四杆 机构，给定两连杆架与给定点的运动轨迹设计四杆机构不考）P32—34。 1.平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面低副机构；按所 含移动副数目的不同，可分为：全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。 2.铰链四杆机构：机构的固定构件称为机架；与机架用转动副相连接的构件称为连架杆；不与机架直接 相连的构件称为连杆；铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 3.含一个移动副的四杆机构：曲柄滑块机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、定块机构、摇块机构，及 其相互之间的倒置。 4.铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆和最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和；整转副是最短 边及其邻边组成的；铰链四杆机构是否存在曲柄依据：1）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）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构；3）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。如果铰链四杆机构中的最短边和最长边长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副，无论取哪个构件作为机架都只能得到双摇杆机构。 5.极位角越大，机构的急回特性越明显。急回运动特性可用行程速比系数K来表示：K=w2/w1=Ψ/t2/Ψ /t1=t1/t2=Ψ1/Ψ2=(180°+θ)/(180-θ)；作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角叫做压力角，压力角是作为判断机构传力性能的重要标志；压力角的余角叫做传动角，压力角越小，传动角越大，机构传力性能越好；压力角越大，传动角越小，机构的传力性能越差，传动效率越低。作图题：极位角和最小传动角的位置。机构中的这种传动角为零的位置称为死点位置。
机械设计基础复习资料 一、基础知识 0、零件（独立的机械制造单元）组成（无相对运动）构件（一个或多个零件、是刚体；独立的运动单元）组成（动连接）机构（构件组合体）；两构件直接接触的可动连接称为运动副；运动副要素（点、线、面）；平面运动副、空间运动副；转动副、移动副、高副（滚动副）；点接触或线接触的运动副称为高副（两个自由度、一个约束）、面接触的运动副称为低副（一个自由度、两个约束，如转动副和移动副） 0.1曲柄存在的必要条件：最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。 连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 0.2在四杆机构中，不满足曲柄存在条件的为双摇杆机构，满足后，若以最短杆为机架，则为双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架则为双摇杆机构；若以最短杆的两邻杆之一为机架，则为曲柄摇杆机构 0.3 凸轮从动件作等速运动规律时，速度会突变，在速度突变处有刚性冲击，只能适用于低速凸轮机构；从动件作等加等减速运动规律时，有柔性冲击，适用于中、低速凸轮机构；从动件作简谐运动时，在始末位置加速度也会变化，也有柔性冲击，之适用于中速凸轮，只有当从动件做无停程的升降升连续往复运动时，才可以得到连续的加速度曲线（正弦加速度运动规律），无冲击，可适用于高速传动。 0.4凸轮基圆半径和凸轮机构压力角有关，当基圆半径减小时，压力角增大；反之，当基圆半径增大时，压力角减小。设计时应适当增大基圆半径，以减小压力角，改善凸轮受力情况。 0.5.机械零件良好的结构工艺性表现为便于生产的性能便于装配的性能制造成本低 1.按照工作条件，齿轮传动可分为开式传动两种。 1.1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【齿面疲劳点蚀】 1.2对于闭式软齿面来说，齿面点蚀，轮齿折断和胶合是主要失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按齿面弯曲疲劳强度进行校核。 1.3闭式齿轮传动中的轴承常用的润滑方式为飞溅润滑 1.4. 直齿圆锥齿轮的标准模数规定在_大_端的分度圆上。 2．开式齿轮传动主要的失效形式是『磨损』开式齿轮磨损较快，一般不会点蚀 2.1. 轮齿疲劳点蚀通常首先出现在齿廓的节线靠近齿根处部位。 在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些 2.12. 根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按接触强度设计，按弯曲强度校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按弯曲强度设计，按接触强度校核。 2．13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相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。 标准模数和压力角在齿轮大端；受力分析和强度计算用平均分度圆直径。 2.15、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是相等的，大小齿轮的弯曲应力是不相等的。 2.16、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。
机械设计基础第七版1~5考试重点 期末考试的时候，机械设计基础第七版有哪些重点内容？以下是小编整理的机械设计基础第七版机械设计基础第七版1~5考试重点，欢迎阅读。 1、机器：用来变换或传递能量、物料、信息的机械装置。 2、机构：把一个或几个构件的运动，变换成其他构件所需的具有确定运动的构件系统。 3、构件是指组成机械的运动单元；零件指组成机械的制造单元。 1、失效：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。 2、零件失效形式及原因：断裂失效、变形失效、表面损伤失效。 3、应力和应力循环特性：可用r=σmax/σmin来r=+1为静应力；r=0为脉动循环变应力；r=-1为对称循环变应力，-1 4、零件设计准则：强度准则、刚度准则、耐磨性准则、振动稳定性准则、耐热性准则、可靠性准则。
5、机械零件材料选择的基本原则：材料的使用性能应满足工作要求、材料的工艺性能满足制造要求、力求零件生产的总成本最低。 6、摩擦类型：按摩擦表面间的润滑状态不同分为：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦。 7、磨损：由于机械作用或伴有物理化学作用，运动副表面材料不断损失的现象称为磨损，分类：粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损。 8、常用润滑剂：润滑油、润滑脂 9、零件结构工艺性的基本要求：毛坯选择合理、结构简单合理、制造精度及表面粗糙度规定适当。 1、运动副：两构件直接接触，并保持一定相对运动，则将此两构件可动连接称之为运动副。按照接触形式，通常把运动副分为低副和高副两类。 2、平面机构的自由度：机构能产生独立运动的数目称为机构的自由度。设平面机构**有n个活动构件,在各构件尚未构成运动副时，它共有3n个自由度。而当各构件构成运动副后，设共有个低副和个高副，则机构的自由度为F=3n-2-PL-PH。 3、机构具有确定运动的条件：机构自由度应大于0，且
【最新整理，下载后即可编辑】 第13章带传动和链传动 习题与参考答案 一、判断题： 1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。 A．正确 B. 错误 2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。 A．正确 B. 错误 3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。 A．正确 B. 错误 4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。 A．正确 B. 错误 5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。 A．正确 B. 错误 6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。 A．正确 B. 错误 7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正
比。 A．正确 B. 错误 8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。 A．正确 B. 错误 9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。 A．正确 B. 错误 10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。 A．正确 B. 错误 11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。 A．正确 B. 错误 12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。 A．正确 B. 错误 13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。。 A．正确 B. 错误 二、选择题： 1．选取V带型号，主要取决于（）。 A.带传动的功率和小带轮转速 B.带的线速度 C.带的紧边拉力
2．设计带传动时，考虑工作情况系数K 的目的是（）。 A A.传动带受到交变应力的作用 B.多根带同时工作时的受力不均 C.工作负荷的波动 3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。 A.小于40° B.等于40° C.大于40° 4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。 A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动 5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。 A.小带轮松边由外向内 B.小带轮松边由内向外 C.大带轮松边由内向外 6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。 A.带进入小带轮处 B.带离开小带轮处 C.带进入大带轮处
《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： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 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。 1－14：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 。 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/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 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 ，5 23cos =∠BCA ， 0 45sin sin BC ABC AC = ∠， mm AC 7.310≈ 1－17：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。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ 时 方向如图中所示
第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300 ，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角0 1210=? 则空回程曲柄的转角0 2150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100 ，且 mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇ 计算此机构的最小传动角。 解： 以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。 2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度mm l 1003=，摆角0 30=ψ，摇杆的行程速比变化系数 2.1=K 。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇确定机构最小传动角min γ（若0 min 35<γ，则应另选铰链A 的位置，重新设计）。 解：由K=可得极位夹角 2-7 设计一曲柄滑块机构，如题2-7图所示。已知滑块的行程mm s 50=，偏距mm e 16=，行程速度变化系数2.1=K ，求曲柄和连杆的长度。 解：由K=可得极位夹角 2-8 设计一摆动导杆机构。已知机架长度mm l 1004=，行程速度变化系数4.1=K ，求曲柄长度。 解：由K=可得极位夹角 2-10 设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的起闭机构。已知炉门上两活动铰链的中心距为50mm ，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示），设固定铰链安装在yy 轴线上，其相关尺寸如题图2-10图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。 2-12 已知某操纵装置采用铰链四杆机构。要求两连架杆的对应位置如题2-12图所示，0 145=?， '105201=ψ；0190=?，'108201=ψ；01135=?，'1011201=ψ；机架长度mm l AD 50=，试用 解析法求其余三杆长度。 解：由书35页图2-31可建立如下方程组： 消去δ，并整理可得：
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% （ 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。
9-1 仔细观察自行车，写出下列各处采用什么联接，（1）车架各部分；（2）脚踏轴与曲拐；（3）曲拐与链轮；（4）曲拐与中轴；（5）车轮轴与车架。 答：（1）焊接；（2）螺纹联接；（3）成形联接；（4）成形联接或销联接；（5）螺纹联接 9-2 螺栓联接、螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接四种联接的结构特点有什么不同？各用于什么场合？ 答：1.螺栓联接 普通螺栓联接的通孔为过孔，加工精度低，被联接件不切制螺纹，用于能从被联接件两边进行装配的场合，使用不受被联接件材料的限制，构造简单，装拆方便，成本低，应用最广。铰制孔螺栓联接，螺栓杆与孔之间紧密配合，有良好的承受横向载荷的能力和定位作用。 2.双头螺柱联接 双头螺柱的两端都有螺纹，其一端紧固地旋入被联接件之一的螺纹孔内，另一端与螺母旋合而将两被联接件联接。用于被联接件之一太厚不便穿孔或受结构限制而不能用螺栓联接且需经常装拆的场合。 3.螺钉联接 不用螺母，直接将螺钉拧入被联接件之一的螺纹孔内，应用与双头螺栓联接相似，但不能用在经常装拆或受力太大的场合。 4.紧定螺钉联接 将紧定螺钉旋入一零件的螺纹孔中，并以其末端顶住另一零件的表面或嵌入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置，并传递不大的力或扭矩。 9-3 在实际应用中，绝大多数螺纹联接都要预紧，预紧的目的是什么？ 答：预紧的目的是增加联接刚度、紧密性和提高防松能力。 9-4 某圆柱形压力容器的端盖采用8个M20的普通螺栓联接。已知工作压力p=3 MPa ，螺栓位于D 0 = 280mm 的圆周上，试问该联接的紧密性是否满足要求？ 解：计算螺栓间距 9.1098280 0=?==ππZ t D mm 查表9-7，p=3 MPa ，t 0＜4.5d=4.5×20=90mm ，因此，不能慢紧密性的要求。 9-5 某气缸的蒸汽压强p=1.5MPa ，气缸内径D=200mm ，。气缸与气缸盖采用普通螺栓联接，螺栓分布在直径D 0 =300mm 的圆周上。为保证紧密性要求，螺栓间距不得大于80mm ，试设计此气缸盖的螺栓组联接。 解：题目要求螺栓分布在直径D 0 =300mm 的圆周上，间距不得大于80mm 。由此确定螺栓的个数。 80300 0≤?==Z Z t D ππ 得：Z ≥11.8，取Z=12。 螺栓联接为受轴向载荷的普通螺栓，应利用公式（9-17）进行设计计算。 []σπF d ∑?≥3.141 1. 确定每个螺栓的总拉力F ∑ 按公式（9-15）计算总拉力 F ∑= F 0'+F （1）根据气缸盖螺栓联接的紧密性要求，取残余预紧力F 0'=1.8F ， （2）确定每个螺栓所受的轴向载荷F 39251245 .1420022=???==ππZ p F D N
第一章 1-1 什么是运动副？高副与低副有何区别？ 答：运动副：使两构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。 平面低副－凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副；平面高副－以点或线相接触的运动副。 1-2 什么是机构运动简图？它有什么作用？ 答：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。作用：机构运动简图不仅能表示出机构的传动原理，而且还可以用图解法求出机构上各有关点在所处位置的运动特性（位移，速度和加速度）。它是一种在分析机构和设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。 1-3 平面机构具有确定运动的条件是什么？ 答：机构自由度 F>0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。（复习自由度 4 个结论 P17） 第二章 2-1 什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？ 答：急回特性：曲柄等速回转的情况下，摇杆往复运动速度快慢不同，摇杆反行程时的平均摆动速度必然大于正行程时的平均摆动速度，此即急回特性。死点位置：摇杆是主动件，曲柄是从动件，曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆加于曲柄的驱动力 F 正好通过曲柄的转动中心，所以不能产生使曲柄转动的力矩，机构的这种位置称为死点位置。即机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象的那个位置称为死点位置（从动件的传动角 =0°）。 第三章 3-2 通常采用什么方法使凸轮与从动件之间保持接触？ 答：力锁合：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。形锁合：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。 3-3 什么叫刚性冲击和柔性冲击？用什么方法可以避免刚性冲击？
模块八 一、填空 1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。 2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。 3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率 P0 主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。 4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。 5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。 6、 V带传动中，限制带的根数 Z 、选择 1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。 A.带的紧边拉力； B.带的松边拉力； C.带的预紧力； D.带和带轮接触面间的摩擦力。 2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为 V带（C）。 A.强度高； B.尺寸小；C?有楔形增压作用；D.没有接头。 3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（ D）。 A.带的材料不符合虎克定律； B.带容易变形和磨损； C?带在带轮上打滑；D.带的弹性滑动。 4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（ B）。 A.带的初拉力不够； B.带的紧边和松边拉力不等； C?带绕过带轮时有离心力；D.带和带轮间摩擦力不够。 5、带传动发生打滑总是（ A）。 A.在小轮上先开始； B.在大轮上先开始； C.在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。6带传动中，v i为主动轮的圆周速度，V2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度 第8章 带传动 8.1 带传动的主要类型有哪些？各有何特点？试分析摩擦带传动的工作原理。 答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。 摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。 8.2 什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间有何关系？ 答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力0F 。 当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。紧边拉力为1F ，松边拉力为2F 。带两边的拉力之差称为带传动的有效拉力F 。设环形带的总长度不变，可推出()0 121 2 F F F = + 8.3 小带轮包角对带传动有何影响？为什么只给出小带轮包角1α的公式？ 答：1α角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。由于大带轮的包角2α大于小带轮的包角1α，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角1α值。 8.4 带传动工作时，带截面上产生哪些应力？应力沿带全长是如何分布的？最大应力在何处？ 答：带传动时，带中的应力有三个：（1）由拉力产生的拉应力，带全长上分布的，紧边上为1δ、松边上为2δ、1δ> 2δ。（2）由离心力产生和离心拉应力c δ，作用于带的全长的。（3）带绕过带轮时发生弯曲，产生的弯曲后应力b δ，发生在带上包角所对的圆孤部分，1 2b b δδ>。 最大应力发生在带左紧边进入小带轮处。 8.5 带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们对传动有何影响？是否可以避免？ 答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是一种不可避免的物理现象。 8.6 一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么？ 答：因为1 2αα<，故打滑总是先发生在小轮上。因为小带轮的接触弧上产生的摩擦力小于大带轮。 8.7 带传动的设计准则是什么？ 答：在传递规定功率时不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使且寿命。 8.8 在V 带动设计过程中，为什么要校验带速5m /s 25m /s v ≤≤和包角120α ≥ ？ 答：带速太高会使离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动容易打滑。另外单位时间内带绕过带轮的次数也增加，降低传动带的工作寿命 。若带速太低，则当传递功率一定时，使传递的圆周力增大，带的根数增多。因此设计时，一定要校验带速5m/s陈立德版机械设计基础第8、9章课后题答案
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