(完整word版)机械设计方案(带传动第组)(word文档良心出品).doc
一、课程设计目的与要求
《机械设计》课程设计是机械设计课程的最后一个教案环节，
其目的是：
1）培养学生综合运用所学知识，结合生产实际分析解决机械工程问题的能力。
2）学习机械设计的一般方法，了解和掌握简单机械传动装置的设计过程和进行方式。
3）进行设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范。
要求学生在课程设计中
1）能够树立正确的设计思想，力求所做设计合理、实用、经济；
2）提倡独立思考，反对盲目抄袭和“闭门造车”两种错误倾向，反对知错不改，敷衍了事的作风。
3）掌握边画、边计算、边修改的设计过程，正确使用参考资料和标准规范。
4）要求图纸符合国家标准，计算说明书正确、书写工整，
二、设计正文
1.设计题目及原始数据
设计带式输送机用二级齿轮减速器
原始数据：
1）输送带工作拉力F= 4660 N 。
2> 输送带工作速度v=0.63 m/s(允许输送带速度误差为±5％>；
3）滚筒直径 D=300mm。
4> 滚筒效率η＝0.96< 包括滚筒和轴承的效率损失）；
5）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；
6）使用折旧期8年；
7）动力来源：电力，三相交流，电压380V；
8）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
2．设计内容：
1）传动装置的总体方案设计；选择电动机；计算运动和动力参数；传动零件的设计。
2）绘制装配图和零件图。
3）设计计算说明书一份，包括：确定传动装置的总体方案，选
择电动机，计算运动和动力参数，传动零件的设计，轴、轴承、键
的校核，联轴器的选择，箱体的设计等。
一 . 选择电动机；
1.选择电动机
(1> 选择 Y 系列三相异步电动机。
<2）电动机的容量
由电动机至工作机的总效率为
η=η1* η2* η3* η4* η5 式中各部分效率由设计资料查得：普通V 带的效率η1=0.96 ，一对滚动轴承的效率η2=0.99< 初选球轴承），闭式齿轮传动效率η3=0.97<初定 8 级），十字滑快联轴器的效率η4=0.97 ，卷筒传动效率η5=0.96 。
总效率为η=η1* η2* η3* η4* η5=0.96*0.994*0.973*0.96=0.808
电动机所需功率为 Pd=(F*v>/(1000* η>=3.634kw (2>
确定电动机的转速
卷筒轴工作转速为
nw=(60*1000*v>/(>=40.107r/min
且初步估取电动机的额定功率为4kw
又优先选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机。有设计
资料电动机部分选用Y132M1-6或Y112M-4型电动机，同时查得
Y132M1-6的满载转速为 960r/min, 总传动比
i总 =nd/nw=960/40=24 ，过小，故不选。综上所述，选取
Y112M-4型电动机。
其主要性能见表
电动机额定功满载转堵转转质量
型号率速矩
额定转
矩
Y112M- 4 1440 2.2 43
4
外形和安装尺寸见下表；
机座中心安装轴伸平外形尺寸
号高尺寸尺寸键尺寸
H A B D E F G lA A A
*GD D C/2 D 112M 112 1 1 2 6 8 2 4 2 1 1
90 40 8 0 *7 4 00 65 15 90
二分配各级传动比
总传动比为1440/40.107=35.937
由式 i=i1*i2,式中i1和i2分别为V带传动和减速器的传动
比。按传动比分配注意事项，i带〈i齿，初步取i带=2.99，i齿
=i/i 带=35.937/2.99=12.019.又在减速器中，取i1=3,i2=4.006。
三 . 计算运动和动力参数
<1）各轴转速：= /i 带=1440/2.99=481.605r/min =481.605/3=160.535ddr/min
=160.535/4.006=40.074r/min
卷筒轴Ⅳ==40.074r/min
(2> 各轴的输入功率：=3.634*0.96=3.489kw
*η2* η3=3.484*0.99*0.97=3.35kw
*η2* η3=3.35*0.97*0.99=3.217kw
pⅣ= * η2* η4=3.217*0.99*0.97=3.089kw
(3> 各轴的输入转矩：69.185nm
同理，=199.287nm,
=766.640nm
TⅣ=736.137nm
将计算数值列于下表：
轴号转速输入功率输入扭矩
n
Ⅰ轴481.605 3.489 69.185
Ⅱ轴160.535 3.35 199.287
Ⅲ轴40.074 3.217 766.640 Ⅳ轴40.074 3.089 736.137 四设计计算窄V 带传动
1.确定计算功率 Pca
由表查得工作情况系数KA=1.2，故
Pca=KA*P=1.2*4=4.8kw
： 2. 选取窄
根据 Pca、由图 8-9< 课本上）确定选用 SPZ型 3.
确定带轮基准直径
由表 8-3 和表 8-7 取主动轮基 dd1=71mm
根据式 8-15 ，从动轮基准直径dd2＝i*dd1=213mm
按式 8-13 验算带的速度 :
由公式
得 V1=5.353m/s<35m/s.
故带的速度合适。
4.确定窄 V 带的基准长度和传动中心距
根据0.7*
根据式 8-20 计算带所需的基准长度
L'd=2*a0+0.5* п*(dd1+dd2>+(dd2-dd1>2/(4*a0>=1258.709mm
由表 8-2 选带的基准长度Ld=1250mm
按式 8-21 计算实际中心距 a
a=a0+(Ld-L'd>/2=395.646mm
5.验算主动轮上的包角α1=180-[(dd2- dd1>/a]*57o=159.363o>120o
故主动轮上的包角合适。
6.计算窄 V 带的根数 Z
由式 8-22 知： Z=Pca/[(PO+△PO>*Kα*KL]
由 nm=1440r/min,dd1=71mm,i=3, 查表 8-5c 和 8-5d 得
PO=1.237kw
△PO=0.217kw
查表 8-8 得 Kα=0.947 ，查表 8-2 得 KL=0.94
则代入公式计算得： Z=3.709
取 Z=4根
7.计算预紧力 Fo
由式 8-23 知
查表得 q=0.07kg/m ，故
Fo=185.819N
8.计算作用在轴上的压轴力 Fp
由式得：
代入数据得：
五减速器内传动零件的. 设计计算
<一>高速齿轮组的设计与强度校核
1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
A. 如上图所示，选用斜齿圆柱齿轮传动；
B. 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8 级
精度 C. 材料选择。由表 10—1 选择小齿轮材料为40<调 质），硬度 是 280HBS，大齿轮材料为 45 钢<调质），硬度为 240HBS，二者材料 硬度差为 40HBS。 D.初选小齿轮齿数=24，大齿轮齿数为 =4.006* =96.144，取=96。 E.初选螺旋角β= 2>按齿面接触强度设计 ①确定公式内的数值 A.试选=1.6 ，由图10—30选取区域系数 =2.433 B. 由图10—26 查得=0.78=0.88 所以 =1.66 C. 由表 10-7 选取齿宽系数=1 D. 查表10—6 得材料的弹性影响系数=189.8 E. 由图 10—21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳 强度极限为=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限 为=550MPa F.计算应力循环次数 =60nj =60*1440*1*(2*8*300*10>=4.1472* 同理=7.825* 由图 10—19 查得接触疲劳寿命系数=0.9 , =0.95 G.计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为 S=1 ，则 =/S=540MPa =/S=522.5MPa 所以=<540+522.5）/2=531.25MPa H.由以上计算知：小齿轮传递的转矩TⅠ=69.185Nm=69.185*103Nmm 计算 A. 由小齿轮分度圆直径 =50.123mm B. 计算圆周速度 v==1.264m/s C.计算齿宽 b 及模数 b==50.123mm = 2.026mm h=2.25*=5.065mm b/h=9.896 D.计算纵向重合度 =0.318tan β=1.093 E. 计算载荷系数 K 已知使用系数=1，根据v=1.264m/s ， 8 级精 度，由图 10-8 查得动载系数=1.14 ；由表 10-4 查得 =1.15+0.18*(1+0.62>*2+0.31*10- 3*b=1.804 。 查图 10-13 得 1.62 ；查表 10-3 得 所以载荷系数 K ==2879 F.按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 60.965mm G.计算模数 2.465 3>按齿根弯曲强度设计 由式 10-17 ： 确定计算参数 A.计算载荷系数 K = =2.586 B. 由纵向重合度=1.903 ，查图10-28 得螺旋角影 响系数=0.88 C.计算当量齿数 同理=105.089 D.查取齿形系数 由表10-5查得齿形系数592； 176 E. 查取应力校正系数6；=1.794 F. 由图 10-20C 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ； G 由图 10-18查得弯曲疲劳寿命系数； 0.88 H.计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4；则 ；同理=238.86MPa 计算大、小齿轮的，并加以比较 =0.01365=0.01632 所以 , 大齿轮的数值大 5)设计计算 =1.716mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=2.0mm，已可满 足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强 度算得的分度圆直径60.965mm来计算应有的齿数。于是有 =29.577取=30则=u =120.18. 取=120 4.几何尺寸计算 1> 计算中心距 a=154.592mm将中心距圆整为155mm 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 14.593o=14o35'35'' 因β值改变不多，故参数、、等不必修正。 3）计算大、小齿轮的分度圆直径 62.000mm同理=248.001mm 4>计算齿轮宽度 b==62.000mm圆整后取65mm=70mm 此时传动比 i2=4,i带=2.99,i1=3.005，经修正后得： 轴号转速输入功输入扭 n Ⅱ轴160.268 3.35 199.619 Ⅲ轴40.067 3.217766.774 Ⅳ轴40.067 3.089 736.266 <二> 低速齿轮组的设计与强度校核 1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 A. 如课本上图所示，选用直齿圆柱齿轮传动。 B. 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8 级 精度 C. 材料选择。由表10—1 选择小齿轮材料为40 <调 质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45 钢<调质），硬度 为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 D.初选小齿轮齿数=24，大齿轮齿数为 =3.005* =72.12 ，取 72。 2)按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算 确定公式内的数值 A.试选=1.3 ，由图10—30选取区域系数 =2.433 B. 由图10—26 查得=0.771=0.980所以 =1.751 C. 由表 10-7 选取齿宽系数=1 D. 查表10—6 得材料的弹性影响系数=189.8 E. 由图 10—21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳 强度极限为=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限 为=550MPa F.计算应力循环次数 =60nj =60*160.268*1*(2*8*365*8>=4.493* 同理=1.495* 由图 10—19 查得接触疲劳寿命系数=0.94 =0.98 G.计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数为 S=1 ，则 =/S=564MPa =/S=539MPa 所以==592.4MPa 3)计算 A. 小齿轮分度圆直径 所以=81.207mm B. 计算圆周速度 v==0.681m/s C. 计算齿宽 b 及模数 b==1*81.207=81.207mm =d3t/Z1=3.384mm h=2.25* =7.613mm b/h=10.667 D. 计算载荷系数 K 已知使用系数=1，根据v=0.681m/s ，8 级精度，由图10-8查得动载系数=1.1；直齿轮，假设 *Ft/b<100N/mm 查表 10-3 得 1.2 。由表 10-4 查得 8 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时 =1.15+0.18*(1+0.62>* 2+0.31*10-3*b=1.463 ； 由 b/h=10.667, =1.463, 查图 10-13 得 1.35 ； 所以载荷系数 K = =1.931 E.按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 92.656mm F.计算模数 d3/z3=92.656/24=3.861 4)按齿根弯曲强度设计 确定计算参数 A.计算载荷系数 K = =1.782 B.查取齿形系数 由表 10-5 查得齿形系数 2.65 ； 2.236 应力校正系数 1.58 ；=1.754 C. 由图10-20C 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ； D. 由图10-18 查得弯曲疲劳寿命系数87； 89 E.计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4；则 310.714MPa；同理=241.571MPa F. 计算大、小齿轮的，并加以比较 =0.01348=0.01624 大齿轮的数值大 5)设计计算 =2.791mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=3.0mm，已可满 足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强 度算得的分度圆直径92.656mm来计算应有的齿数。于是有 d/m=92.656/3=30.885,取=31则=u=93.155, 取 Z4=93 这样设计出来的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 6)几何尺寸计算 A.计算大、小齿轮的分度圆直径 d1=z1*m=31*3=93mm d2=z2*m=93*3=279mm B.计算中心距 a=(d1+d2>/2=186mm C.计算齿轮宽度 b==93mm圆整后取95mm=100mm 7> 验算 Ft=2*/d1=4292.88N *Ft/b=46.16<100.故合适。 8）此时 i 带=2.99,i1=3,i2=4,经再次修正后得： 轴号转速输入功输入扭 n Ⅱ轴160.535 3.35 199.287 Ⅲ轴40.134 3.217 765.499 Ⅳ轴40.134 3.089 735.036 六校验传动比 实际传动比为i实=2.99*3*4=35.88 总传动比i总=35.937 所以传动比相对误差为<35.937-35.88 ）/35.937=0.159% 七. 轴的结构设计及计算 一 . 高速轴的设计与计算 1)列出轴上的功率、转速和转矩 由前面分析知：3.489kw =481.605r/min =69.185Nm 2>求作用在齿轮上的力 因已知低速级大齿轮的分度圆直径为62.000mm 而圆周力Ft=2*/d1=2231.774N 径向力 Fr= 839.378N 轴向力=218.532N 3>. 初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45 钢，调质处理。由表15-3 ，取=112，于是得： 21.671mm 输出轴的最小直径显然是安装大带轮处轴的直径dⅠ - Ⅱ，为了便于制造，故初选dⅠ- Ⅱ=25mm 4.轴的结构设计 1>拟定轴上零件的装配方案 本题的装配方案如上述分析所述，按课本上P48 图 5-34 所示 装配。 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ①为了满足轴向定位要求，Ⅰ- Ⅱ轴段右端制出一轴肩，故取 Ⅱ-Ⅲ段的直径 dⅡ- Ⅲ=35mm。并根据带轮的宽度选 LⅠ- Ⅱ=B=(Z- 1>*e+2*f=38mm. 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用， 故选用角接触球承。参照工作要求并根据dⅡ - Ⅲ=35mm，由轴承中 初步选取0 基本游隙组、标准精度级的角接触球轴承7008C。起尺寸为 d*D*B=40mm*68mm*15mm故取. dⅢ- Ⅳ=dⅦ - Ⅷ=40mm，且取挡油 板宽度为10+2mm,故LⅢ- Ⅳ=B+10+2=27mm显. 然， dⅣ - Ⅴ=dⅢ - Ⅳ+2*h 起轴肩定位作用，故取dⅣ- Ⅴ=55mm根.据计算，显然齿 根圆到键槽底部的距离X<2*mt。故将齿轮与轴做成一体，即齿轮 轴。此时齿轮与轴使用同种材料并均经过相应热处理，所以LⅤ- Ⅵ=B1=70mm显.然，齿轮轴处安装齿轮的轴径dⅤ- Ⅵ为齿轮轴的齿顶 圆直径，即dⅤ- Ⅵ=62+2*ha=66.000mm,同理dⅥ- Ⅶ=dⅣ- Ⅴ=55mm，且 LⅦ- Ⅷ=LⅢ - Ⅳ=27mm,LⅥ - Ⅶ=△2-2=10-2=8mm, LⅣ - Ⅴ=100+△3+△ 2-2-2.5*2=115, 同时为了满足凸缘式端盖装 拆要求，取 LⅡ- Ⅲ=66mm至.此，已初步确定了轴的各段直径和长 度。 5轴上力的作用点及支点跨距的确定 <1）由手册上查得轴承的 a 值为 14.7mm，计算得出带轮上力作用点与支撑受力点的距离为 L1=0.5*L Ⅰ- Ⅱ+LⅡ - Ⅲ+a=100mm。 齿轮中心与左支撑受力点的距离为 L2=0.5*L Ⅴ- Ⅵ+LⅣ - Ⅴ+LⅢ - Ⅳ-a=162mm 齿轮中心与右支撑受力点的距离为 L3=0.5*L Ⅴ- Ⅵ+LⅥ - Ⅶ+LⅦ- Ⅷ-a=55mm. 6 . 轴、滚动轴承及键联接的强度计算 <1）轴的强度计算。由题图的传动方案，假设高速轴上小斜齿轮右旋，并旋转方向为右旋，而且β=14.593o 高速齿轮轴的材料应与小齿轮原定材料相同，即45 纲调质处理，此材料的=650Mpa,=60Mpa.高速轴的受力分析和弯扭矩图如下图所示 ( 见下页） 从轴的结构图以及弯矩图中可以看出 C截面是轴的危险截面，现将计算出的截面 C出的 MH、MV及 M值列于下表： 载荷水平面 H垂直面V 支反力 F FNH1=557.944N FNV1=1815.28N FNH2=1673.831N FNV2=-1192.148N 弯矩 M MH=92060.76Nmm MV1=-117000.8Nmm MV2=-65568.14Nmm 总弯矩M1= M2=(MH2+MV22>1/2=117083.9Nmm 扭矩 T T1=69.185*103Nmm 一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑 性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。× 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》典型试题及答案（10套） 《机械设计基础》典型试题1 一 .填空 1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为机架时，它为何种具体类型？___________；（2）当取d杆为机架时，则为___________。 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，___________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，___________不应小于最小许用值。 （A）压力角（B）传动角（C）极位夹角 4.___________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___________，压力角愈___________ ，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___________。 (A) 压紧力 (B) 轴向力 (C) 摩擦力 7.链“B18X80”的含义是_______________________。 8.螺纹联接是指___________________________。 螺旋传动是指___________________________。 9.螺纹的公称直径是指它的_______，螺纹“M12X1.5”的含义为 _______________________。 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_______________________。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用 _______________________。 (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_________圈。 1 《机械设计基础》典型试题及答案（10套） 12.国标规定，三角带有___________七种类型，代号‘B2240'表示 _______________________。 13.带传动的主动轮直径d =180mm，转速 n =940r/min，从动轮的直径为 d =710 转211速 n=233r/min,则其弹性滑动系数ε为_______________________。2 14.为使三角带传动中各根带受载均匀，带的根数不宜超过_______根。 (A)4 (B)6 (C)2 (D)10 15.一对齿轮啮合时,两齿轮的________始终相切。 (A)分度圆 (B) 基圆(C) 节圆(D) 齿根圆 16.一标准直齿圆柱的齿距为15.7mm，齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为________。 第一章网络的组建与运行 1.1 认识计算机网络 一、课程标准中的相关内容 1．了解计算机网络的主要功能.分类与拓扑结构 2．通过实地考察，了解小型局域网的构建方法与使用方法；知道网络服务器的主要作用与基本原理；能说出代理服务器的概念并知道其作用。 二、教学目标 1．知识与技能：掌握计算机网络的组成功能与分类。 2．过程与方法：通过实地考察，了解小型局域网的构建方法与使用方法，提高分析信息的能，增强学生利用信息技术解决实际问题的能力。 3．情感态度与价值观：消除学生对计算机网络认识的神秘感，提高学习网络技术的兴趣，培养学生全局思考问题的习惯，培养学生协作学习的习惯。 三、学生分析 在开始高中选修课学习之前，学生已经对网络技术有所应用，并初步了解一些计算机网络的知识，但是缺乏系统的学习过程，对于应用中碰到的很多问题存在疑惑，同时在整个社会大环境下，网络应用带来的方便性以及网络技术的神秘性对学生有着非常大的吸引力，学生对网络技术具有天生的兴趣，充分培育和利用好学生的这些兴趣，将使教学更轻松。课程的开展一方面是让学生对计算机网络有一个概括而全面的认识，另一方面也是为接下来的学习打下基础。让学生从“知其然”到“知其所以然”。在教学组织中安排学生参观网络中心，注意到学生好奇心比较大，而一般学校的网络中心设备比较多，可能网络中心本身的空间也比较小，为了取得较好的效果，减少意外的发生，需要对学生进行分组，教师在组织过程中也要注意引导学生的注意焦点。本课设计了一个课堂任务，就是根据对网络中心的观察和管理员的讲解，画出一个校园网络拓扑结构图来，拓扑图对学生来说也是首次接触，怎样去表达网络的拓扑结构，应当要给与适当的引导，这里可以适当的演示一些简单的网络拓扑效果图，以便学生轻松上手。 四、教材分析 1.本节的作用和地位 本节分别从计算机网络的功能.组成结构和应用的角度看待到底什么是计算机网络，它与通信网络的关系是怎样的，引导学生认识计算机网络的概念。作为本书的开首节，一方面是对学生从前已有的计算机网络经验和知识作一次归纳总结，另一方面也是为了将来学习需要打下基础。 2．本节主要内容 计算机网络的迅速发展涉及到计算机和通信两个领域。计算机网络对信息社会中的活动.个人发展等方面产生越来越广泛而深远的影响。本课首先通过“交流讨论”对什么是计算机网络这个概念进行探讨。通过“实地考察”进一步激发其感知，加深对计算机网络概念的感性认知。通过“归纳概括与设计拓扑图”，帮助学生更好地进行概括，为学生对感念的理解搭起一个支架。 3.重点难点分析 教学重点：引导学生归纳和总结他们已有的知识经验，概括出技术网络的基本 第三章部分题解 3-5 图3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1 带动凸轮2 旋转后,经过摆杆3 带动导杆4 来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有,应如何修改? 解画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a),其自由度为: F =3n-2P -P =33-24-1=0 3-6 54 其中:滚子为局部自由度计算可知:自由度为零,故该方案无法实现所要求的运动,即结 习题3-5 图 图3-37 解决方法:1增加一个构件和一个低副,如习题3-5 解图(b)所示。其自由度为: 构组成原理上有错误。 F =3n-2P -P =34-25-1=1 54 2将一个低副改为高副,如习题3-5 解图(c)所示。其自由度为: F =3n-2P -P =33-23-2=1 54 习题3-5 解图(a)画出图3-38 所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取),并计算其自由度。 (a)机构模型(d) 机构模型图3-38 习题3-6 图 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。计算该机构自由度为: F =3n-2P -P =33-24-0=1 54 习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b)习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)、习题3-6(d)解图(b)、习题3-6(d)解图(c) 习题3-5 解图(b) 习题3-5 解图(c) 解(a) 解(d) 等多种形式。 -1- 3-7 解(a) 解(b) 解(c) 54 计算该机构自由度为: F =3n-2P -P =33-24-0=1 54 习题3-6(d)解图(a)计算图3-39 所示机构的自由度,并说明各机构应有的原动件数目。 F=3n-2P-P=37-210-0=1 54 A、B、C、D 为复合铰链原动件数目应为1说明:该机构为精确直线机构。当满足BE=BC=CD=DE,AB=AD, AF=CF 条件时,E 点轨迹是精确直线,其轨迹垂直于机架 连心线AF F=3n-2P-P=35-27-0=1 习题3-6(d)解图(b) 习题3-6(d)解图(c) 解(d) 解(e) 淄博职业学院《电路分析》课教学方案 教师：张涛序号：17-18 授课时间第12 周周 1 1-2 周 2 1-2 周 3 1-4 周 5 1-4 授课班级P14 电气4、5、6 班上课地点多媒体教室 学习内容串联谐振电路、并联谐振电路课时 4 教学目标专业能力 1.理解 RLC 串联电路、并联电路发生谐振的条件； 2.理解RLC串联电路、并联电路谐振时的特性； 3.了解特性阻抗和品质系数的物理含义； 4.理解RLC串联电路、并联电路的频率特性。 方法能力 1.培养学生掌握RLC串联电路、并联电路的基本分析法和综合利用知识的能 力。 2.注重对学生探究科学方法、创新精神的培养。 社会能力 1.培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神， 2.增强学生的合作意识和团队精神。 目标群体1、具备一定的电工学基础知识 2、掌握了高中物理的电路知识。 教学环境多媒体教室 教学方法讲授法、实际案例法相结合。 时间 安排 教学过程设计 90 分一、资讯：（45 分钟） RLC 串联电路：对时域电路：KCL ∑i(t) = 0 ； KVL，∑u(t) = 0 。故KCL 的相量形式：- u s1 + ∑I = 0 + + u s2 u s 可表述为：在电路任一结点上的电流相量代数和- 零。- + u s3- KVL 的相量形式： ∑U = 0 可表述为：沿任一回路，各支路电压 相量代数和为零。 注意：一般情况下，在交流电路中，对任一结点∑I ≠ 0 ，对任一回路∑U ≠ 0 。（一）R、L、C 串联交流电路 在R、L、C 串联交流电路中，电流电压参考方向如图所示： 钟 1. 电压电流关系 u = u + u + u 根据 KVL 可列出： R L C = Ri + L d i + 1 ? i d t d t C 如用相量表示电压与电流关系，可把电路模型改画为相量模 型。 KVL 相量表示式为：U = U R + U L + U C = [R + j( X L - X C )]I U = R + j( X - X ) I L C 电阻、电感和电容的伏安关系相量形式具有一定的共性。 2. 阻抗的串、并联 （1）阻抗：无源单口网络端口电压相量和电流相量之比，定义为该单口网络的阻抗。对电流起阻碍作用。 Z = U 欧姆定律的相量式： I 说明以下几点： 1. 单一元件（R 或 L 或 C ）的阻抗为： Z = - j 1 = - jX Z R = R ； Z L = j L = jX L ； C C C 2. 单口网络的阻抗值取决于网络内部的结构、各元件参数和电源的频率。 3. 阻抗 Z 是一个复数，有直角坐标和极坐标两种形式。阻抗的串、并、混联是复数运算。 Z = Z = U = U - 1）用极坐标表示 I I u i Z = U 即可得： I = - U = R 2 + ( X - X )2 = Z u i I L C 即：阻抗的模|Z |等于电压有效值与电流有效值之比， 阻抗角：阻抗的幅角 称为阻抗角，它等于电压与电流的相位差。 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。 m 《机械设计基础》试题 班级 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 总分 分数 10 10 30 30 20 100 得分 一、判断以下各题是否正确，对的在括内标记“√”，错用标记“X ”（每小题 1 分） 1. 曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，机构会出现死点位置。 （ √ ） 2. 对移动从动件凸轮机构，从动件的运动规律及行程一致时，凸轮的基圆半径愈大，则压力角也愈大。 （ × ） 3. 为了使凸轮轮廓在任何位置既不变尖更不相交，滚子半径必须大于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。 （ × ） 4. 当计算螺纹强度时，总是先按螺纹的内径计算其拉伸应力，然后与其材料的许用应力进行比较。 （ × ） 5. 设计齿轮传动时，同一齿数的直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮的齿形系数 Y F 值是相同的。 （ × ） 6. 齿轮传动中，因为两齿轮啮合点的最大接触应力相等，即H 1 = H 2 ，所以闭式软齿面齿轮 传动的两齿轮的材料及表面硬度应相同。 （ × ） 7. 蜗杆传动的失效形式主要是蜗轮轮齿折断。 （ × ） × 8. 设计 V 带传动，选取小带轮直径 d 1 时，应使之小于最小直径 d min 。 ） （ 9. 维持边界油膜不遭破裂是非液体摩擦滑动轴承的设计依据。 （ √ ） 10. 某型号滚动轴承经计算其额定寿命为 2000 小时，说明该型号轴承 90%能达到 2000 小时， 但有 10%可能达不到 2000 小时。 （ √ ） 二、选择题（选择正确答案，在横线上填写一个号码，每小题 1 分） 1. 机构具有确定运动的条件是，机构的原动件数目必须 （2） 机构的自由度。 （1）小于； （2）等于； （3）大于； 2. 凸轮机构从动件作等速规律运动时会产生 （1） 冲击。 （1）刚性； （2）柔性； （3）刚性和柔性 3. 一对标准齿轮如果安装时中心距 a ′＞ 2 (Z 1 + Z 2 ) 时，传动比数值 （3） 。 第11章连接 基本要求：了解连接的类型和应用；了解螺纹连接的类型和应用；掌握螺旋副的受力分析、效率和自锁，螺纹连接的防松装置；掌握螺纹连接失效形式及强度计算；了解螺旋传动的受力 情况及计算要点；了解轴毂连接的类型及应用。 重点：螺旋副的受力分析、效率和自锁；螺纹连接失效形式及强度计算。 难点：螺旋副的受力分析，效率和自锁；螺栓连接的计算。 学时：课堂讲授：8学时。 教学方法：多媒体结合板书。 11.1 连接概述 一部机器通常都是由成百上千个零件所组成的，但这些零件并不是随意罗列在一起的，由于使用、结构、制造、装配、运输等原因，机器中有许多零件需要按照一定的要求和方式它们连接起来，而构成一个整体。 零件的连接方式有多种：被连接件间相互固定、不能作相对运动的称为静连接；能按一定运动形式作相对运动的称为动连接。 通常所谓的连接主要是指静连接。 静连接的分类见表10-1。 ——螺纹连接 ——键连接 ——可拆的连接————销连接 ——弹性环连接 连接————成形连接 ——夹紧连接 ——焊接 ——不可拆的连接————铆接 ——粘接 ——过盈配合 在这些连接方式中尤其是以螺纹连接应用最为广泛，各种类型的机器设备中都有这种连接方式，如：自行车等。 螺纹连接的主要特点： 1)构造简单，形式繁多； 2)连接可靠，具有良好的自锁性能； 3)装拆方便； 4）能够承受较大的载荷，如起重设备中的连接； 5)容易制造：手工——板牙、丝锥； 机械——车制、碾制、铣制、磨制； 6）价格低廉，选用方便，标准件。 11.2 螺纹的主要参数 11.2.1 螺纹的形成 如图11-1所示，将一倾斜角为ψ的直角三角形绕在直径为d2的圆柱体上，其三角形的斜边，便形成一条螺旋线任取一平面图形，使它沿着螺旋线运动，运动时保持此图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。 图11-1 螺纹的形成 11.2.2 螺纹的类型和分类 1.按照平面图形的形状：螺纹分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。 2.按照螺旋线的旋向：螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。机械制造中一般采用右旋螺纹，有特殊要求时，才采用左旋螺纹。 3.按照螺旋线的数目：螺纹还分为单线螺纹和多线螺纹，为了制造方便，螺纹的线数一般不超过4。 4.按功能：连接螺纹；传动螺纹，调节螺纹，阻塞螺纹等 5.按标准：公制螺纹，英制螺纹 6.螺纹有内螺纹和外螺纹之分，两者旋合组成螺旋副或称螺纹副。 7.按照母体形状，螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。 11.2.3 螺纹的基本参数 以圆柱螺纹为例， 大径——d、D 中径——d2、D2 小径——d1、D1 线数——n 螺距——P 导程——S S＝nP 叙述式教学设计方案模板 课题名称《认识钟表》 移秀 溱潼中心小学 一、概述 · 小学数学一年 ·教版《数学》一年上册84、 85一 · 、分、整、大几 · 表在日常生活中有着广泛的用 二、教学目标分析 1、知与技能：初步面，会看面上的整和大几 2、程与方法：展初步的察能力、手能力、概括能力和合作意。 3、情感度与价：建立念，从小养成按作息和珍惜的良好；体会数学与生活的密切系，展初步的数学用意。 三、学习者特征分析 本元在学生掌握 20 以内数的基上，系日常生活的需要表面上的整和接近整。于一年 的学生来，既熟悉又陌生。有些学生已具有一定的表的，但他、看表的方法是零碎的、不 具体的；也有些学生在学与生活中 念差，表的知感到陌生。就需要在老的引下，提升、概括科学地表的方法，同，学生行珍惜 的教育，培养学生合理安排的良好。 四、教学策略选择与设计 理念：本力求把新的教学理念融入堂教学之中，整堂都以学生自主探究和 活主，学生通操作、自体，表。在本教学中体以下几点： （一）知呈生活化：“数学的生活化，学生学的数学”是新程理念之一。新 知从生活中自然出，使学生初步感知“数学从生活中来，到生活中去”，使数学堂回 儿童的生活世界。 （二）学生学自主化：本的教学内容表面、整刻、判断大几等，都 是在老的引下，学生在充分的口、手、的探索程中自主得。 （三）学程活化：新程以学生主体活主要方式，把学主交学生。充分信息技的，恰当运用代教育技丰富多彩的活情境，激起学生参与活 的趣与欲望，使学生能于一种新奇、、快的活氛中，自践，大胆探索。五、教学资源与工具设计 教学准：件，面模型等。 六、教学过程 一）入 1、（滴嗒滴嗒，滴嗒滴嗒??会走没有腿，会没有嘴，它会告我，什么候起， 《机械设计基础》课程试题库 一、填空题 在设计V 带传动时，V 带的型号是根据 计算功率 和 小带轮转速 选取的。 对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向 对于闭式软齿面齿轮传动，主要按 接触 强度讲行设计，而按 弯曲 强度讲行校核。 带传动中，带上受的三种应力是 拉 应力， 弯曲 应力和 离心拉 应力。最大应力发生 在 带的紧边开始绕上小带轮处 链轮的转速 高 ，节距 大 ，齿数 少 ，则链传动的动载荷就越大。 齿轮传动（大、小齿轮分度圆直径分别为d 2、dj 传动比表达式为 —i=d 2/d 1 __________ 。蜗 杆传动（蜗杆分度圆直径 d 1，蜗杆分度圆柱导程角Y ,蜗轮分度圆直径d 2）传动比 表达式为 ___________ 2/ atg Y 1. 2. 在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和 确定凸轮基圆半径的原则是在保证 a max < [ a ]条件下， 其余两杆长度之和。 选择尽可能小的基圆半径 小于等于 3. 一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是 等的。 5. 6. 滚动轴承主要失效形式是 疲劳点蚀 和 塑性变形 7. 在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取 Z 1= 1、2、4 ，蜗杆头数越少，自锁性越 好 。 8. 接合面间的摩擦 9. 普通螺纹联接承受横向外载荷时，依靠 _ ___作用，可能的失效形式为 断裂 。 平键联接中， 两侧 面是工作面，楔形键联接中， 承载，螺栓本身受 预紧力 上下 .面是工作面。 4. 10. 11. 蜗杆传动发热计算的目的是防止 温升过高 而产生齿面 胶合失效。 12. 13. 14. 轴上的键槽通常采用 铳削 加工方法获得。 15. 联轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是 随时分 离 前者在运动中不能分离，后者可以 16. 17. 18. 19. 20. 21. 验算非液体摩擦滑动轴承的 pv 值是为了防止轴承过热而发牛胶合：验算轴承速度 v 是为了 防止 轴承加速磨损或产生 巨大热量 。普通三角形螺纹的牙型角为 ___60―度。 紧螺栓联接按拉伸强度计算时，考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用，应将拉抻 载荷 增大至 1.3 ___________倍。 受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设螺栓刚度 C1远远小于被联接件的刚度 C2,则不 论工作载荷F 是否变化，螺栓中的总拉力F 2接近— 紧力 ___________ 。 带传动中，带的弹性滑动是带传动的 ______ 固有 _____ 性，是_不可 ________ 免的。 带传动的最大有效圆周力随着初拉力、包角、摩擦系数的增大而增大。 若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度 ____________________ 减 小 ____ ，接触强度 ______ 变 22. 3-1 何谓构件？何谓运动副及运动副元素？运动副是如何进行分类的？ 解答：构件是机器中每一个独立运动的单元体，是组成机构的基本要素之一。运动副是由两个构件直接接触而组成的可动连接，是组成机构的基本要素之一。运动副元素是两构件能够参加接触而构成运动副的表面，如点线面等。运动副分类： a) 按两构件接触情况分为低副和高副； b) 按两构件相对运动情况分为平面运动副和空间运动副。 2 机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？如何绘制机构运动简图? 答：机构运动简图：表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性，用规定符号表示构件和运动副，并按比例绘制的图形。 机构运动简图的用处：表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性。 4 在计算机构的自由度时，应注意哪些事项？通常在哪些情况下存在虚约束？答：在计算机构的自由度时，应注意复合铰链、局部自由度、虚约束。虚约束通常存在情况有：1.两构件组成多个导路相互平行或重合的移动副，只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束；2两构件构成高副，两处接触且法线重合或平行；3. 轨迹重合：在机构中，若被联接到机构上的构件，在联接点处的运动轨迹与机构上的该点的运动轨迹重合时，该联接引入的约束是虚约束；4、机构中存在对传递运动不起独立作用的对称部分。 **平面机构中的低副和高副各引入几个约束？ 答：每个自由构件具有3个自由度，高副引入一个约束，还有两个自由度；低副引入两个约束，还有一个自由度。 4-1 什么是连杆机构的急回特性？他用什么表达？什么叫极位角？它与机构的急回特性有什么关系？ 4-2什么叫死点？ 5-18、请指出凸轮机构从动件常用运动规律有哪些？并说明每一种运动规律的冲击特性及其应用场合。答：凸轮机构从动件常用运动规律有：（1）等速运动规律；）等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；（2）等加速等减速运动规律，等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；（3）简谐运动规律（余弦加速度运动规律）；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合；当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合。 9、何为带传动的弹性滑动？何为带传动的打滑？请具体说明二者最主要的区别。答：由于带的紧边与松边拉力不等，使带产生弹性变形而引起的带在带轮表面上滑动的现象，称为弹性滑动。 当带传动工作过程中作用到从动轮上的阻力矩大于带和带轮间的极限摩 擦力矩时，带与带轮的接触面就会发生相对滑动的现象，称为打滑。 区别：打滑是有过载引起的，是可以避免的，不过载就不会打滑； 而弹性滑动是由于传动带具有弹性且紧边与松边存在拉力差而产生的，它是带传动中所固有的物理现象，是不可以避免的。 6-2直齿圆柱齿轮的基参数？ （1）齿数z: 齿轮整个圆周上轮齿的总数 2）模数m: 分度圆的周长l=πd=zp，则有分度圆直径d=p/π*z 由于π是无理数，给齿轮的设计、制造及检测带来不便。为此，人们将比值p/π为简单的有理数（如1,2,3…）并将该比值为模数，用m表示，单位是：mm。因此分度圆直径d=mz，分度圆齿距p=πm。模数是决定齿轮尺寸重要参数，齿数相同的齿轮，模数越大，其尺寸也越大。 3）压力角α：渐开线上各点的压力角是不同的。压力角太大对传动不利，我国规定压力角为20度。 4）齿顶高系数ha *和顶隙系数c*。齿轮齿顶高和齿根高得计算：ha = ha *m， hf = 《机械设计基础》试题七答案 一、填空（每空1分，共20分） 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分） （）1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 c 始终相切 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 （）2、一般来说， a 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 （）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A 。 （A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90° （）4、一个齿轮上的圆有 b 。 （A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 （C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根 （）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。 （A）oab （B）bc （C）cd （D）de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 d 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 a 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系 (C)定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为 D 。 (A) 齿轮线 (B) 齿廓线 (C)渐开线（D）共轭齿廓 （ B ）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化（D）带的磨损 （ D）12、金属抵抗变形的能力，称为。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度（D）刚度 （ B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B。 （A）转动副(B) 高副 (C) 移动副（D）可能是高副也可能是低副 （ B）14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 （A）普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是 c 。 （A）作用力(B) 力矩 (C) 力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的 c 不同。 （A）轴向正应力σ(B) 轴向线应变ε(C) 轴向伸长△l（D）横向线应变 a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) 第1章机械设计概述 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。 《机械设计基础》试题 一、选择题：本大题共10 个小题，每小题1.5 分，共15 分。 1.通常情况下蜗杆传动中蜗杆和蜗轮的轴线交错角为（）度。 a）20 b）30 c）60 d）90 2.渐开线标准直齿圆柱齿轮（短齿）的齿顶高系数为（），顶隙系数为（）。 a）1，0.1 b）0.8，0.2 c）0.8，0.3 d）1，0.25 3.渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（） a）模数相等b）压力角相等 c）模数和压力角分别相等且为标准值d）a，b，c 都不对 4.用齿条形刀具加工标准直齿圆柱齿轮,当压力角为20°,齿顶系数为1 时,不根切的最少齿数是多少?（） a） 15 b）16 c） 17 d）18 5.对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是( )。 a）拉力b）扭矩c）压力d）拉力和扭拒 6.调节机构中，如螺纹为双头，螺距为3mm，为使螺母沿轴向移动9mm，螺杆应转 ( )转。 a）3 b）4 c）5 d）1.5 7.根据（）选择键的结构尺寸：b×h。 a）扭矩；b）单向轴向力；c）键的材料；d）轴的直径。 8.下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是( )。 a）双摇杆机构b）曲柄摇秆机构c）双曲柄机构 9.设计V 带传动时，控制带的最大线速度不要过大，其主要目的是为了( )。 a）使带的拉应力不致于过大b）使带的弯曲应力不致于过大 c） 使带的离心应力不致于过大 10.带传动作减速传动时，带的最大应力等于( )。 a）σ1+σb1+σc b）σ1+σb2+σc c）σ2+σb1+σc d）σ2+σb2+σc 二、填空题：每空0.5 分，共11 分。 1.螺纹按照其用途不同，一般可分为和。 2.对于渐开线齿轮，通常所说的齿形角是指上的吃形，该齿形角已经标准化了，机械设计基础考试题库和答案及解析
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