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1、机械设计基础,绪论,基本概念机械机器与机构的区别构件是运动单元、零件是制造单元通用零件、专用零件机构是由许多构件组成的,第1章 平面机构的自由度,运动副平面机构自由度计算F=3n-2PL-PH 机构具有确定运动的条件是复合铰链局部自由度虚约束例1-7、作业1-1-1-13,第2章 平面连杆机构,2-1一、铰链四杆机构二、含一个移动副的四杆机构2-2一、铰链四杆机构有整转副的条件二、急回特性三、压力角和传动角四、死点位置,第2章 平面连杆机构,作业2-1选择题：曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件，当 与连杆共线时摇杆处于极限位置。A、摇杆 B、机架 C、曲柄判断题：曲柄摇杆机构中，以曲柄为主动件，当
2、曲柄与连杆共线时摇杆处于极限位置。（）,第3章 凸轮机构,3-2基圆：凸轮的基圆一般是指以凸轮理论轮廓的最小向径r0为半径所绘的圆。图3-53-3 凸轮机构的压力角作业3-1,第4章 齿轮机构,4-24-34-44-5一、正确啮合条件二、标准中心距三、重合度4-6,第4章 齿轮机构,4-7一、根切和最少齿数标准齿轮欲避免根切齿数必须大于或等于不根切的最少齿数Zmin。（正常齿制Zmin=17）4-84-91.一个渐开线直齿圆柱齿轮上有 个节圆。2.判断题：直齿圆柱齿轮传动中，节圆与分度圆永远相等。（）,第4章 齿轮机构,3.斜齿圆柱齿轮规定 面上的参数为标准参数；直齿锥齿轮以 的模数为标准模数
3、。渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什么？渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什么？,第5章 轮系,5-1、5-25-3、5-4、5-5作业5-2、5-4、5-5、例5-21.何谓定轴轮系、周转轮系、行星轮系及差动轮系？2.在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的轮系称为。A周转轮系 B定轴轮系 C复合轮系 D.行星轮系,第9章 机械零件设计概论,9-1失效形式及设计准则9-2机械零件去强度1、某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，其疲劳极限值将随之（d）A增高 B不变 C规律不定 D降低,第9章 机械零件设计概论,2、循环特性r可以用来表示应力变化情况，r=-1表示 对称循环变
4、应力，r=0表示脉动循环变应力，r=+1表示 静 应力。3、）转动心轴工作时，若外载荷的大小、方向均不变，则轴的弯曲应力的性质是 c。A、静应力 B、脉动循环变应力 C、对称循环变应力 D、非对称循环变应力,第10章 连接,10-1、10-2、10-3、10-4、10-510-6重点、10-700.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便于安装；B避免螺栓受附加弯曲应力作用；C为安置防松装置；D连接更牢固0.判断题：采用圈数很多的加厚螺母来提高螺栓连接的强度。（）,第10章 连接,1、三角形螺纹主要用于_，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要是用于 _。2、有一
5、受预紧力F0和轴向工作载荷F作用的紧螺栓连接，已知预紧力F01000 N，螺栓的刚度kb与被连接件的刚度kc相等，轴向工作载荷FE=1000N，试计算该螺栓所受的总拉力Fa；残余预紧力FR；在预紧力F0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓所能承受的最大轴向工作载荷Fmax为多少?,第10章 连接,3、作业10-54.当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且连接需要经常拆装时，宜采用（c）A螺栓连接 B螺钉连接 C双头 螺柱连接 D紧定螺钉连接5.计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的（b）倍。A、1.1；B、1.3；C、1.25；D、0.3
6、,第10章 连接,6、普通平键的工作面是（）A顶面 B底面 C端面 D两侧面7、选择普通平键时，键的截面尺寸（bh）是根据 查标准来确定；普通平键的工作面是。,第10章 连接,9.普通平键连接采用两个键时，为使轴和轴上零件对中良好，两键的布置角度为（d）A90 B.120 C.135 D.18010.三角形螺纹因当量摩擦系数较大，自锁性能好，适用于连接。（判断正误）（）11.标准普通平键连接的承载能力，通常取决于（d）A键、轮毂中较弱者的挤压强度 B轴、轮毂中较弱者的挤压强度C键、轴中较弱者的挤压强度 D键、轮毂和轴中较弱者的挤压强度,第10章 连接,第10章 连接,2.图3所示为一刚性凸缘联
7、轴器，材料为Q215钢，传递的最大转矩为1400 N.m（静载荷）。已知轴的材料为45钢，工作时有轻微冲击。试根据图示和表为该联轴器选择平键，确定键的尺寸，并校核其强度（p=100MPa）。,第10章 连接,第10章 连接,第11章 齿轮传动,11-1、1-2、11-4、11-5、11-6、11-7、11-81.在一般工作条件下，齿面硬度HBS350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为（）A轮齿疲劳折断 B齿面塑性变形 C齿面胶合 D齿面疲劳点蚀2.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在()A.齿根部分；B.靠近节线处的齿根部分；C.齿顶部分；D.靠近节线处的齿顶部分,第11章 齿轮传动,3
8、.对于标准齿轮传动，影响齿形系数YFa 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4.一个渐开线直齿圆柱齿轮上有 个节圆。5.硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是什么？通常用什么样的设计准则？6.软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是什么？通常用什么样的设计准则？,第11章 齿轮传动,7.直径较小的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮和轴做成一体，称为。8.作业11-7、11-9、11-159.已知在某二级斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为主动轮，4轮的螺旋线方向和转动方向如下图所示。为了使轴轴承上所承受的轴向力抵消一部分，试确定1、2两轮的螺旋线方向和转动
9、方向，2、3两轮轴向力Fa2、Fa3的方向，并将其标在图中。,第11章 齿轮传动,第12章 蜗杆传动,12-1、12-2、12-3、12-41.通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面称为_。2.蜗杆传动的正确啮合条件是、。3.为了减少蜗轮刀具数目，有利于刀具标准化，规定（）为标准值。A.蜗轮齿数 B.蜗轮分度圆直径 C.蜗杆头数 D.蜗杆分度圆直径,第12章 蜗杆传动,4.在蜗杆传动强度计算中，若蜗轮材料是铸铁或铝铁青铜，则其许用接触应力与 有关。A、蜗轮铸造方法 B、蜗轮是单向受载还是双向受载 C、应力循环次数N D、齿面间相对滑动速度,第13章 带传动和链传动,13-1、13-2、13-3、1
10、3-41.1.带传动中，小带轮直径越_，弯曲应力越大。带传动的最大应力发生在_紧边与小轮的接触处_，最大应力的值等于1+b1+c_。2.摩擦型带传动在多级传动系统中通常用于高速级传动。（判断正误）（y）3.带传动的弹性滑动是一种失效形式，设计时要避免。（判断正误）（n）,第13章 带传动和链传动,4.带传动工作时，带截面内的最大应力=；当减速传动时，最大应力发生在。5.设计滚子链传动时，链轮齿数最好取 数，而链节数最好取 数。6.（1）带传动的带速v为什么规定在525 m/s范围内？答：因为P=Fe v/1000 kW，故当功率P确定，v过小时，则力Fe过大使带的根数过多，故v不宜小于5m/s
11、。而v过大时，由于离心力过大，带与轮间正压力减小，摩擦力严重下降，带传动能传递的极限有效拉力Feli m减小，容易使得Fe Feli m产生打滑，且此时抖动严重，故v不宜大于25m/s。,第13章 带传动和链传动,（2）带传动为什么要限制最大中心距、最大传动比、最小带轮直径？答：中心距过大，将引起带的严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。（3）链传动的传动比写成 i=n1/n2=Z2/Z1=d2/d1 是否正确？为什么？答：不正确。因为,第13章 带传动和链传动,(4)采用哪些措施可减小链传动的运动不均匀性和动载荷？（提出三
12、种以上措施）1）增加小链轮齿数（z1）；2）在传动的情况下，尽量用较小的链节距（p）3）限制链速（v），在多级传动中，链传动宜用于低速级。(5)在滚子链传动设计中，选择齿数z和节距p时应考虑哪些问题？,第13章 带传动和链传动,答：小链轮齿数太少则链传动的运动不均匀性和动载荷都会增大，传动平稳性下降，噪音增大，因此小链轮齿数宜选大些，有利于改善链传动的性能。但是，Z1选得太多，在传动比一定时，大链轮齿数Z2增多，不仅增大传动的尺寸和重量，易产生跳齿和脱链，而且会缩短链条的使用寿命。设计时，应使，且保证。链节距p越大、排数越多，链条的承载能力越大。但是，运动不均匀性及附加动载荷增大，链轮尺寸增大
13、。选择节距p和排数的原则是：在满足承载能力的条件下，尽可能选小节距的单排链；高速、重载的传动选小节距多排链；低速、重载的传动宜选用节距较大、排数较少的链条。,第14章 轴,14-1、14-2、14-3、14-41.按照轴所受载荷类型的不同，轴可分为哪几种类型？（各举一实例）2.在计算轴的弯扭合成强度条件 公式中，是为了考虑扭矩T 与弯矩M产生的应力（a）不同而取值的。A循环特性（征）B方向 C位置 D大小,第14章 轴,3.当校核轴的刚度不够时，将轴的材料从碳素钢改用合金钢。（判断正误）（n）4.工作中只受弯矩不受转矩的轴叫做_；只受转矩不受弯矩的轴叫做_；既受弯矩又受转矩的轴叫做_。5.为什
14、么轴常采用阶梯轴结构？,第14章 轴,.答：（1）为了便于轴上零件的固定和定位；（2）为了便于轴上零件装拆和位置的调整；（3）为了便于轴上各段直径尺寸精度和表面粗糙度精度等级的确定；（4）为了便于等强度。,第15章 滑动轴承,1.在滑动轴承材料中，最适合做轴承衬的是(b)A.铅青铜 B.巴氏合金 C.黄铜 D.灰铸铁2.试述形成流体动力润滑（动压油膜）的必要条件。P2473.15-34.在进行非液体摩擦滑动轴承设计计算时，一般要进行哪三项验算？并分别说明原因。,第16章 滚动轴承,16-1、16-2、16-3、16-51.根据国家标准规定，型号为7312C的滚动轴承，其内径d=_mm，轴承类型
15、名称为_，轴承的公称接触角为_C-15、AC-25、B-40_。2.在进行轴承装配时，轴承内圈孔与轴的配合采用基轴制。（判断正误）（n）,第16章 滚动轴承,3.代号为7212C的滚动轴承，对单个轴承的承载情况描述最准确的是。A、只能承受径向负荷 B、能承受双向轴向负荷 C、只能承受轴向负荷 D、能同时承受径向负荷和单向轴向负荷 4.深沟球轴承，内径为100mm，宽度系列为0，直径系列为2，公差等级为6，游隙0组，其代号为(1)A.6220P6 B.60220DB C.60220P6 D.6220P6DB,轴承,7.某工程机械传动中轴承配置形式如图五-2所示。已知轴的工作转速n=1000r/m
16、in，在常温下工作，载荷系数=1.2。轴承型号为30311，该轴承的基本额定动载荷C=51500N，轴上的轴向外载荷Fae=980N，方向如图五-2所示，两轴承的径向载荷分别为Fr1=2568N，Fr2=3952N，内部轴向力为Fs=，判别系数e=0.37（当Fa/Fre时，X=1,Y=0；当Fa/Fre时，X=0.4,Y=1.6）。试画出内部轴向力Fs的方向，并计算轴承的寿命Lh。,轴承,轴承,轴承,解：（1）内部轴向力的方向如图五-2所示Fs1=Fr1/2Y=2568/3.2=802.5N，Fs2=Fr2/2Y=3952/3.2=1235 N（2）Fae+Fs2Fs1 轴承1被压紧：Fa1
17、=Fae+Fs2=2215N 轴承2被放松：Fa2=Fs2=1235N Fa1/Fr1=2215/2568=0.86e，X=0.4，Y=1.6 P1=XFr1+YFa1=0.42568+1.62215=4571.2N Fa2/Fr2=1235/3952=0.31e，X=1，Y=0 P2=XFr2=3952N 由于P1 P2,故按P1计算。,轴承,（4）求Lh：,轴承,8.某设备中的一转轴选用一对30207E圆锥滚子轴承支承（如题五2图所示）正装(即面对面安装)。已知两轴承上所受的径向负荷Fr1=7400N，Fr2=2400N；斜齿轮与锥齿轮作用在轴上的负荷分别为FA1=200 N(向右)、FA
18、2=840N(向左)，指向如图所示。轴的工作转速n=970r/min，在常温下工作，载荷系数=1.2。试计算轴承的使用寿命。（提示：Fr1=R1,Fr2=R2）已知30207E型轴承的有关参数如下：C=51500N，e=0.37，FS=Fr/（2Y）；当Fa/Fre时，X=0.4，Y=1.6；当Fa/Fre时，X=1，Y=0。,轴承,结构分析题,1.题六图所示为轴系结构，按示例所示，在图中编号，指出其他错误。（注：不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角）。（至少7处）,14无沉孔的联轴器不能用压板螺钉作轴向固定。,1.轴端过长；2.无调整垫片，轴承间隙无法调；3.无砂轮越程槽，轴颈处不便磨削
19、加工；4.轴肩过高，左轴承不便拆卸；5.轴承处无挡油环，易使蜗轮上的润滑油进入轴承，导致油脂稀释流出或变质；6.轴头长度等于蜗轮轮毂宽度，套筒可能顶在轴肩上而顶不住蜗轮，蜗轮固定不可靠；7.轴段长度等于套筒宽度，右轴承定位、固定不可靠；8.套筒过高，右轴承不便拆卸；9.毡圈油封及槽的画法不正确；10.转动件（联轴器）与静止件（轴承盖）接触，无法正常运转；11.不同轴段的键槽没有布置在轴的同一母线上，不便加工轴上的键槽；12联轴器孔中键槽底部与键上表面间无间隙，；13轴端过长，超出联轴器的端面，无法与另外半联轴器相联接；14无沉孔的联轴器不能用压板螺钉作轴向固定。,2.已知齿轮用油润滑，轴承用脂
20、润滑。指出题六图中结构错误和不合理之处，并作简明注释。如：缺少调整垫片。（正确指出1处得1分）,结构改错,1联轴器没有定位，此处应设计一定位轴肩。2轴承盖与轴应有间隙，并有密封件。3此处应加调整垫片，箱体加工面与非加工面应分开。4齿轮没有固定，此处与齿轮配合的轴段的长度应比齿轮轮毂的宽度短2-3mm，并要加轴套对齿轮进行轴向固定。5键槽应与联轴器处键槽设置在同一方位上，且键顶部应有间隙。,6此处两轴承应改为“面对面”（正装）安装。7同3。8此处不应该开键槽，且此段轴过长，顶住了端盖。9此处轴肩过高，不便于轴承拆卸。10此处轴承没有定位，应设定位轴肩。11此处键过长，并且与齿轮处的键不在同一方位
21、。12齿轮油润滑、轴承用脂润滑，必须在轴承内测有封（挡）油盘。,结构分析题,如题四图所示为链传动与带传动组成的减速传动装置简图。试指出其存在的问题，分析其原因，并提出改进的措施。,答：此减速装置布置不合理。因为链传动由于其“多边形效应”布置在高速级会加剧运动不均匀性，振动和动载荷加大、降低链传动的寿命，而布置在低速级，正好发挥其承载能力大的优势；带传动承载能力低，布置在低速级会使其结构尺寸增大，将它布置在高速级过载打滑会保证后面零部件的安全。改进措施：正确布置应将两传动位置互换。,其他,1.联轴器与离合器的工作原理有何相同点与不同点？2.弹簧的功用是什么？,1.答：相同点都是用来联接两回转轴以传递运动和转矩的机械装置。不同之处在于，联轴器联接的两轴必须在停转并经过拆卸才能使它们分离；而离合器则可使两轴在工作时随时接合与分离。,
