上海理工大学 机械原理与机械零件 机械设计基础填空题48学时要点

《机械设计基础》填空部分复习题

第一章运动简图

1、两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为，按照其接触特性，又可将它分为和高副。两构件通过面接触组成的运动副称为低副；平面机构中又可将其分为回转副和移动副。两构件通过点或直线接触组成的运动副称为高副。

2 平面机构具有确定运动的条件是等于，且。

3、机械零件由于某种原因，不能的条件下，零件能安全工作的限度，称为工作能力。

4、随变化的应力称为变应力，具有周期性变化的变应力称为力可分为静应力和变应力。变应力可归纳为对称循环变应力、非对称循环变应力和脉动循环变应力三种基本类型。变应力的五个基本参数是σmax 、σmin 、σm 、σa 、r 。应力循环中的最小应力与最大应力之比，可用来表示变应力中应力变化的情况，通常称为变应力的循环特性r。当r=+1表示为静应力，r=0表示为脉动应力，它的σmin=σm=σa当r=-1表示为应力，它的σmax= ；σm= ；非对称循环变应力的r变化范围为和

5、在变应力中，表示之间的关系曲线称为材料的疲劳曲线。在变应力作用下，零

件的主要失效形式是疲劳破坏。在静应力下，塑性材料的零件按不发生塑性变形条件进行强度计算，故应取材料的屈服极限作为极限应力；而脆性材料的零件按不发生断裂的条件进行计算，故应取材料的强度极限作为极限应力。变应力下，零件的许用极限应力与零件材料的疲劳极限有关，同时还应考虑应力集中系数、尺寸__系数和表面状态系数。

6、一非对称循环变应力，其σmax=100N/mm2，σmin=-50N/mm2，计算其应力幅σaN/mm2，平均应力σm=

2，循环特性r= -0.5 。

第二章连杆机构

1、铰链四杆机构中的固定件称为，与其用副直接相连接的构件称为，不与固定件相连

接的构件称为连杆。按照连架杆是曲柄还是摇杆，可将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、机构压力角的定义是，作用到从动件上的——速度方向所夹的锐角。平面机构中，压力角越小，则传动角越大，机构的传动性能越好。导杆机构的传动角是900 ，压力角是0 ，其传力性能。曲柄摇杆机构中，当为主动件时，在和共线时，会出现死点现象。在平面四杆机构中，极位夹角越大，则行程速比系数就

越大，急回性能也越明显；若极位夹角为零，则其行程速比系数等于1 ，就意味着该机构的急回性能没有。在连杆机构设计中，习惯上用传动角来判断传力性能。在出现死点时，传动角等于 00 ，压力角等于 0 。在机构设计中，若要提高传动效率，须增大传动角。

3、含有单个移动副的平面四杆机构有、

第三章凸轮机构 1、凸轮机构按凸轮形状可分为盘形凸轮机构、移动凸轮机构和园柱凸轮机构。按从动件的型式可分为滚子从动件、尖顶从动件和平底从动件三种。在图解法设计滚子从动件凸轮中，把滚子中心的轨迹称为凸轮理论轮廓；为使凸轮型线在任何位置既不变尖，更不相交，就要求滚子半径必须小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。 2、凸轮机构中，从动件采用等加速等减速运动规律时，将引起冲击，采用等速运动规律时，会引起刚性冲击。选择凸轮基园半径时，要保证其压力角的要求，其它条件不变的情况下，结构越紧凑，基圆的半径越小，压力角就越大，机械效率越低。凸轮机构的压力角随基园半径的减小而增大，为减小推力和避免自锁，压力角应越小越好。

第四章间歇运动的机构

1、实现间歇运动的机构有和

第五章齿轮机构

1、一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为和。标准斜齿轮正确啮合的条件为法向模数相等、法向螺旋角相等和螺旋角大小相等，方向相反（m；一对锥齿轮的正确啮合条件是和按其切齿原理可分为仿形法和范成法两种。

2、斜齿轮的端面压力角法向压力角，其参数（模数和压力角）作为标准值；其发生根切

的最少齿数小于直齿轮。齿条的基园半径为+∞ 。一个正常齿制标准渐开线斜齿轮发生根切现象时的最少齿数至少小于 17 ；斜齿轮与直齿轮相比，它有许多优点，但其最大的缺点是产生轴向力。

3、渐开线齿廓上各点的压力角是变化的，国家标准规定上齿廓的压力角为标准值且等于0，而齿顶园上的压力角大于分度园上的压力角（大于200），齿条的齿顶线上的压力角等于分度线上的压力角。标准渐开线直齿轮齿顶圆上的齿距等于分度园上的齿距。在渐开线齿轮啮合过程中，其齿廓间的压力方向不变；一对渐开线齿轮制成后，若安装时两轮的中心距稍有偏差，与标准中心距相比，其角速度不变，啮合角变大。

4、按照工作条件，齿轮传动可分为传动。圆柱齿轮及齿轮副有 12 个精度等级，1 级精度最高，常用的是 6~9级精度。最常见的轮齿失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形五种。闭式齿轮传动中，润滑方式根据齿轮的速度大小而定，可分为浸油润滑和喷油润滑方式。

5、经过和两种热处理后的齿轮齿面称为软齿面，其齿面硬度HBS≤ 。齿轮的齿面硬度值HB> 350 时，称为硬齿面，热处理方法有表面淬火、渗碳淬火和渗

氮，其主要失效形式在闭式传动中是弯曲折断；而当处于高速重载下则易产生胶合破坏。在闭式传动中，硬齿面齿轮齿面接触承载能力较高，其主要失效形式是弯曲折断，故应按弯曲强度设计，求出齿轮的模数后，再按接触强度校核。在闭式传动中软齿面齿轮的主要失效形式是疲劳点蚀，故应按接触强度设计，然后再按弯曲强度校核。而在开式传动中，齿轮的主要失效形式是磨损，故一般应按弯曲强度设计。若传动要求结构紧凑，一般选用硬齿面传动。6、当大小一对齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根，弯曲强度，受载次数，故在选

材上和热处理中，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮的高。齿轮弯曲强度中，一对传动比不等于1的齿轮传动，齿形系数不等，两齿轮的许用弯曲应力一般不等，因此应验算两个齿轮的弯曲应力。齿轮弯曲强度计算中，标准齿轮的齿形系数YF仅与齿轮齿数有关，而与模数无关，对标准齿轮仅取决于齿数，且YF随齿数的增加而减小。

7、在斜齿轮传动中，其标准模数是齿轮的模数；锥齿轮传动的标准模数是齿轮的模数；在蜗杆传动中，蜗杆的轴面模数等于蜗轮的端面模数，并定为标准模数。在斜齿轮传动中，由于螺旋角的存在，使齿轮的接触强度和弯曲强度提高，但由此将使轴和轴承上受有轴向力的作用，故一般螺旋角限制在 8°~20°范围之内。

第八章带/链传动

1、带传动和链传动是通过传递运动和动力的，不同的是带传动属于属于啮合传动。在传动中，带传动宜布置在高速级，松边宜布置在上边，链传动宜布置在低速级，松边宜布置在下边。

2、传动带按横截面形状可分为带、带三大类。带传动的主要张紧方法有中心距和加张紧装置两种。带传动的主要失效形式是打滑和发生疲劳损坏。故带传动的设计依据是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。

3、弹性滑动是由带材料的和带轮两侧胶带上的引起的滑动，称为弹性滑动，它是避免的。而打滑是由过载引起的。在带传动中，当过载产生打滑时，可采用的措施有：a) 增加预紧 2

力 b) 加大包角 c) 加大磨擦系数等来增大带传动的承载能力，避免打滑。

4、在带传动中，胶带中的应力是由产生的拉应力，产生的拉应力及其中数值最大，起主要作用的是弯曲应力。带的最大应力发生在紧边与小带轮的接触处，其值为。

5、在带传动中，若小带轮选得过小，带的截面尺寸越，则带的应力过大，带的寿命将降低；小带轮过小还会使小带轮的包角减小，从而使带的承载能力下降，所以带传动中小带轮的直径必须大于某个极限值；反之，若小带轮直径选得

过大，虽能延长带的寿命，但会使带传动的外廓尺寸增大。带传动中，其它条件不变的情况下，带速越高，带的材料质量越大，离心拉应力越大。

6、V型带在规定的张紧力，位于带轮基准直径上的周线长度称为V型带的公称长度称为长度。带传动中，当预紧力相同的情况下，V带比平带传递的功率

大，这是因为 V 带的当量摩擦系数较大的缘故。 7、链传动设计时，链节数应尽量取采用奇数，以使轮齿工作时的磨损均匀；当小链轮齿数过少时会影响链传动的工作平稳性，而大链轮齿数过多时，则在链条磨损时易产生跳齿脱链现象；链条的节距越大，链条的强度增大，则链传动的承载能力越大，但传动中的动载荷增大，由此在链传动中引起的冲击越大。故链节距选择的原则是：在满足强度的条件下，链节距应尽量小一些。

第九章螺纹联接

1、联接有可拆和不可拆两种，可拆联接有联接、联接等。不可拆联接有铆接等。

2、螺纹按照螺纹线的数目，可分为单线螺纹和螺纹常用于联接。螺纹按其平面图形的形状，可分为三角形、梯形和锯形等等。按其螺旋的旋向，可分为左旋和右旋。常用的旋向是右旋。螺纹联接的基本类型有螺栓联接，双头螺柱联接，螺钉联接以及紧定螺钉联接等四种。当被联接件之一厚度较大，并需经常拆卸时，可采用螺栓联接；而不需经常拆卸的可采用双头螺柱联接。

3、普通螺纹的公称直径是螺纹的，计算时其危险截面直径为径；管螺纹的公称直径上管子的称直径，其螺纹的牙型通常为三角型。圆锥管螺纹的优点是紧密性比圆柱管螺纹高。与粗牙螺纹相比，在公称直径相同时，三角形细牙螺纹的螺距小，小径大，升角小；故它的自锁性能好，强度高。

4、螺栓联接中，普通螺栓联接通过在联接上加荷的，普通螺栓联接所能产生的摩擦力大小主要取决于预紧力、接合面上摩擦系数及接合面数。

第十章键销联接 1、键主要用来实现轴和轴上零件之间的固定以传递、、键、切向键等。当需要采用双键联接时，两个普通平键应相隔 180°度布置，强度校核按 1.5 个键校核，两个切向键应相隔 120°~130°度。 2、平键的剖面尺寸应根据确定。平键联接的主要失效形式是工作面的压溃和磨损。平键的工作面为两侧面，常用的平键有普通平键和导向平键。普通平键主要用于静联接，其主要失效形式是挤压破坏，故应进行挤压强度计算。导向平键主要用于动联接，其主要失效形式是磨损，故应进行耐磨性计算。

3、花键联接根据其齿形不同，可分为、和三种。花键联接与平键联接相比，承载能力高，对轴强度削弱小和对中定心好等优点。

4、销分为和。需多次装拆或用于定位时，常用圆锥销。

第十二章轴

1、由于合金钢与普通钢的弹性模量E差别不大，所以轴的材料选用合金钢主要是为了提高 3