0920机械设计基础-作业答案讲解

参考答案：填空题

1. 由两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的连接称为运动副。

2. 根据两构件接触情况，可将运动副分为高副和低副。两构件之间以点线接触所组成的运动副，称为高副。面接触形成的运动副称为低副。

3. 一个平面高副产生1 个约束，而保留2 个自由度。

4. 在平面机构中，若引入一个低副将引入2 个约束。

5. 按凸轮的形状分，凸轮机构可分为盘形凸轮机构，圆柱凸轮机构和移动凸轮机构。

6. 以凸轮轮廓的最小向径rb为半径所作的圆称为基圆。

7. 凸轮机构的压力角越小，机构的传力特性越好。

8. 凸轮机构中匀速运动规律有刚性冲击。

9. 根据各齿轮轴线是否平行可以把齿轮系分为平面齿轮系和空间齿轮系。

10. 齿轮系包括定轴齿轮系、周转齿轮系和组合周转齿轮系。

11. 周转轮系又可分为差动轮系和行星轮系。行星轮系和差动轮系都是周转齿轮系。

12. 差动轮系自由度为2 ，行星轮系的自由度为__1__。

13. 滚动轴承的派生轴向力是由轴承外圈的___宽___指向__窄____边。

14. 滚动轴承的外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用基孔制。

15. 滑动轴承按其所承载方向的不同，可分为径向滑动轴承、止推滑动轴承和径向止推滑动轴承。

16. 根据受载情况不同，可将轴分为心轴、传动轴__和转轴。转轴在工作中同时受弯矩和扭矩。工作中只受弯矩的轴叫做心轴。传动轴在工作中只受扭矩。

17. 机器的速度波动可分为周期性速度波动和非周期性速度波动。

18. 机器中安装飞轮的作用是调节机械的周期性速度波动。

19. 静平衡的条件为所有质量产生的离心惯性力的合力为零。

20.动平衡又称为双面平衡。刚性转子的动平衡的条件为所有质量产生的离心惯性力的合力为零及合力矩也为零。

填空题

1. 由两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的连接称为。

2. 根据两构件接触情况，可将运动副分为______和______。两构件之间以点线接触所组成的运动副，称为________副。面接触形成的运动副称为________。

3. 一个平面高副产生______个约束，而保留______个自由度。

4. 在平面机构中，若引入一个低副将引入_____个约束。

5. 按凸轮的形状分，凸轮机构可分为_________，_________和_________。

6. 以凸轮轮廓的最小向径rb为半径所作的圆称为___________。

7. 凸轮机构的压力角越小，机构的传力特性越_______ 。

8. 凸轮机构中__________运动规律有刚性冲击。

9. 根据各齿轮轴线是否平行可以把齿轮系分为__________和空间齿轮系。

10. 齿轮系包括_____________ 、_____________ 和_____________ 。

11. 周转轮系又可分为差动轮系和。行星轮系和差动轮系都是____________齿轮系。

12. 差动轮系自由度为______，行星轮系的自由度为______。

13. 滚动轴承的派生轴向力是由轴承外圈的______指向______边。

14. 滚动轴承的外圈与轴承座孔的配合采用________________。滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用________。

15. 滑动轴承按其所承载方向的不同，可分为___________、止推滑动轴承和径向止推滑动轴承。

16. 根据受载情况不同，可将轴分为心轴、__________和转轴。______轴在工作中同时受弯矩和扭矩。工作中只受弯矩的轴叫做_____轴。_______轴在工作中只受扭矩。

17. 机器的速度波动可分为周期性速度波动和____________。

18. 机器中安装飞轮的作用是____________________。

19. 静平衡的条件为________________________________________。

20.动平衡又称为______________。刚性转子的动平衡的条件为______________________________________。

简述题

1. 简述机械设计的一般程序以及传统设计方法的种类。

2. 简述螺纹联结预紧的作用。

3. 为什么设计螺纹联接时必须考虑防松问题？

4. 简述螺纹联接的防松方法，并列举至少5种防松结构形式。

5. 简述齿轮传动设计准则。

6. 简述斜齿轮传动正确啮合条件。

7. 简述蜗杆传动正确啮合的条件。

8. 什么是弹性滑动？弹性滑动可以避免吗？为什么？

9. 指出轴承代号7210/P5、6209/P5、30209/P5、N208/P6的含义。

参考答案：三、简述题1. 简述机械设计的一般程序以及传统设计方法的种类。

答案：机械设计的一般程序：提出和制定产品设计任务书；进行总体设计；技术设计；样机的试制和鉴定；产品的正式投产。传统设计方法分为：理论设计，经验设计，模型实验设计。

2. 简述螺纹联结预紧的作用。

答案：绝大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，称为预紧。预紧可夹紧被联接件，使联接结合面产生压紧力，这个力即为预紧力，它能防止被联接件分离、相对滑移或结合面开缝。适当选用较大的预紧力可以提高联接的可靠性、紧密性。

3. 为什么设计螺纹联接时必须考虑防松问题？

答案：螺纹联结中常用的单线普通螺纹和管螺纹都能满足自锁条件，在静载荷或冲击振动不大、温度变化不大时不会自行的松脱，但在冲击、振动或变载荷作用下，或当温度变化较大时，螺纹联结会产生自动松脱现象，因此必须考虑防松问题。

4. 简述螺纹联接的防松方法，并列举至少5种防松结构形式。

答案：螺纹联接常用防松方法有3种：摩擦防松、机械防松、永久防松。

防松结构形式：如对顶螺母、普通弹簧垫圈、特殊螺母；开槽螺母配开口销、带翅止动垫片、单耳止动垫片、穿金属丝；冲点、铆合、粘结等。

5. 简述齿轮传动设计准则。

答案：设计准则：通常只按保证齿根弯曲疲劳强度以避免轮齿折断，及保证齿面接触疲劳强度以避免齿面点蚀。对于闭式软齿面传动，应按齿面接触强度进行设计计算，再校核齿根弯曲强度；闭式硬齿面恰好相反；开式传动，仅进行齿根弯曲强度设计计算，并适当增大模数。

6. 简述斜齿轮传动正确啮合条件。

答题要点：斜齿轮传动正确啮合条件：两斜齿圆柱齿轮的法面模数和法面压力角分别相等，两齿轮的螺旋角大小相等，外啮合旋向相反，内啮合旋向相同。

7. 简述蜗杆传动正确啮合的条件。

答案：中间平面内蜗杆和蜗轮的模数和压力角应分别相等，且为标准值。蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角要相等，且蜗杆和蜗轮的螺旋线方向要相同

8. 什么是弹性滑动？弹性滑动可以避免吗？为什么？

答案：摩擦带工作时受拉力产生的弹性变形引起的带和带轮之间的相对滑动。弹性滑动是在传动过程中不可避免的，弹性滑动会使带磨损，从而降低带的寿命，并使从动轮的速度降低影响传动比。

9. 指出轴承代号7210/P5、6209/P5、30209/P5、N208/P6的含义。

答案：

7210/P5：7 ――轴承类型代号（角接触球轴承），2 ――直径系列代号，10――轴承内径代号（d=50mm），/P5――轴承公差等级代号（5级）。

6209/P5：从左往右各位依次6――深沟球轴承，2――尺寸系列代号（直径系列代号），09――

轴承内径代d=9×5=45mm)；/P5――公差等级为5级。

30209/P5：从左往右各位依次3――圆锥滚子轴承02――尺寸系列代号09――轴承内径代号（d=9×5=45mm；/P5――公差等级为5级。

N208/P6：从左往右各位依次，N――圆柱滚子轴承，2――尺寸系列代号，08――轴承内径代号（d=8×5=40mm）；/P6――公差等级为6级。

三、论述题

1. 什么是打滑？打滑对带传动有何影响？

2. 简述链节距P的选择原则。

3. 指出轴承代号7110/P6、6310/P5、7308/P5、6008/P6的含义。

4. 简述形成动压油膜的必要条件。

5. 简述非液体摩擦滑动轴承的失效形式和设计准则。

6. 轴上零件的轴向固定方法有哪些？（至少列举5个）

7. 轴上零件的周向固定方法主要有哪些？（至少列举5个）

8. 简述联轴器和离合器的功用及区别。

参考答案： 1. 什么是打滑？打滑对带传动有何影响？

答案：当带所传递的最大有效圆周力超过摩擦力的极限值时，带将在带轮上发生全面的滑动，这种现象称为打滑。打滑将使带的磨损加剧，传动效率显著降低，以至传动失效，所以在正常的传动过程中应设法避免出现打滑。

摩擦带工作时，弹性变形是由于带紧松两边的拉力差引起的，也是摩擦带传动的固有现象，是无法避免的。

2. 简述链节距P的选择原则。

答题要点：在满足传递功率要求的前提下，应尽量选择小节距的单排链；若传动速度高、功率大时，则可选用小节距多排链。

3. 指出轴承代号7110/P6、6310/P5、7308/P5、6008/P6的含义。

答案：

7110/P6：从左往右各位依次7――角接触球轴承1――尺寸系列代号10――轴承内径代号（d=10×5=50mm）；/P6――公差等级为6级。

6310/P5：从左往右各位依次，6――深沟球轴承；3――尺寸系列代号；10――轴承内径代号（d=10×5=50mm）；/P5――公差等级为5级。

7308/P5 ：7 ――轴承类型代号（角接触球轴承）3 ――尺寸系列代号，08――轴承内径代号（d=40mm），/P5――轴承公差等级代号（5级）。

6008/P6，从左至右依次：6 ――轴承类型代号（深沟球轴承），0 ――尺寸系列代号，08――轴承内径代号（d=40mm），/P6――轴承公差等级代号（6级）。

4. 简述形成动压油膜的必要条件。

答案：相对运动表面间必须形成楔形间隙；有一定的相对运动速度，其速度方向应保证润滑油从大口流向小口；润滑油有一定的粘度且供油要充分。

5. 简述非液体摩擦滑动轴承的失效形式和设计准则。

设计准则是：防止轴承在预定寿命内发生磨粒磨损和胶合磨损，需进行条件性验算，要求满足：p≤[p],pv≤[pv]，v≤[v]。

6. 轴上零件的轴向固定方法有哪些？（至少列举5个）

答案：轴上零件的轴向固定方法有：轴肩或轴环，套筒，圆螺母与止动垫圈，双螺母，轴端挡圈，锥面，弹性挡圈，紧定螺钉，销等；

7. 轴上零件的周向固定方法主要有哪些？（至少列举5个）

答案：轴上零件的周向固定方法主要有：平键联结，花键联结，弹性环联结，销联结，成形联接，过盈配合等。

8. 简述联轴器和离合器的功用及区别。

答案：主要用来联接两轴,使其一同转动并传递运动和动力。

两轴用联轴器联结，机器运转时不能分离，只有在机器停车并将联结拆开后，两轴才能分离；两轴用离合器联结，则可在机械运转中随时分离或结合。

1、简述齿轮传动失效形式。

2、简述齿轮传动设计准则。

参考答案：1、答案：齿轮的失效形式：⑴轮齿折断；⑵齿面点蚀；⑶齿面胶合；⑷齿面磨损；⑸齿面塑性变形。

2、答案：设计准则：通常只按保证齿根弯曲疲劳强度以避免轮齿折断，及保证齿面接触疲劳强度以避免齿面点蚀。对于闭式软齿面传动，应按齿面接触强度进行设计计算，再校核齿根弯曲强度，闭式硬齿面恰好相反，开式传动，仅进行齿根弯曲强度设计计算，并适当增大模数。

1、一对平行轴外啮合斜齿轮传动正确啮合要满足什么条件？

参考答案：答案：两齿轮的法面模数和法面压力角分别相等，两齿轮分度圆上的螺旋角大小相等，外啮合时旋向相反。

1、蜗轮蜗杆传动正确啮合条件?

参考答案：答案：蜗轮蜗杆传动正确啮合条件：中间平面内蜗杆和蜗轮的模数和压力角分别相等，且为标准值。蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角要相等，且蜗杆和蜗轮的螺旋线方向要相同。

1、蜗杆传动中，当自然冷却的热平衡温度过高时，可采取哪些措施？

参考答案：答案：在箱体外壁增加散热片，以增大散热面积；在蜗杆轴端设置风扇，进行人工通风，以增大表面传热系数；在箱体油

1、V带传动时，其横截面上产生的应力包括_____，______和______ 3种类型。

参考答案：答案：离心应力，弯曲应力，拉应力

1、V带带速常用在什么范围？带速太高或太低会出现什么问题？

参考答案：答案：带速常用在5～25m/s；带速太高，离心力增大，会影响带传动工作能力，会降低带的疲劳强度和寿命；带速太低，有效圆周力增大，带的根数增多，带传动总体尺寸会增加。

、V带的型号应根据____________和_____________选取。

参考答案：答案：计算功率Pc和小带轮转速n1

1、简述链节距P的选择原则。

参考答案：答案：在满足传递功率要求的前提下，应尽量选择小节距的单排链；若传动速度高、功率大时，则可选用小节距多排链。

1、指出轴承代号6005，7210/P5的意义。

参考答案：答案：

6005：从左往右各位依次6――深沟球轴承0――直径系列代号05――轴承内径代号（d=5×5=25mm；公差等级省略了，为0级。

7210/P5：从左往右各位依次7――角接触球轴承2――直径系列代号10――轴承内径代号（d=10×5=50mm；/P5――公差等级为5级。

1、选择滚动轴承时主要考虑哪些因素?

参考答案：答案：载荷的大小、方向和性质；轴承的转速；调心性能要求；轴承的安装与

拆卸；经济性。

滚动轴承的主要失效形式有________，_________ 和__________。

参考答案：答案：疲劳点蚀；磨损；塑性变形。

1、形成动压油膜的必要条件包括_______ ，_______ 和________。

参考答案：答案：要有楔形间隙；要有一定相对运动速度，且速度方向由大口指向小口；润滑油要有一定粘度，且供油充分。

1、轴上零件的轴向固定方法主要有_______________ ；

轴上零件的周向固定方法主要有________________ 。

参考答案：答案：

轴上零件的轴向固定方法有：轴肩或轴环，套筒，圆螺母与止动垫圈，双螺母，轴端挡圈，锥面，弹性挡圈，紧定螺钉，销等；

轴上零件的周向固定方法主要有：平键联结，花键联结，弹性环联结，销联结，成形联接联结，过盈配合。

、简述如何提高轴的承载能力。

参考答案：答案：合理选择材料；阶梯轴相邻轴段的直径不要相差太大；进行表面强化处理；用盘形铣刀加工键槽；合理改进轴上零件的结构；合理安排轴上零件。

1、轴的刚度分为___________和______________。

参考答案：答案：弯曲刚度和扭转刚度。

1、轴承密封装置可分为____________和____________两大类。

参考答案：答案：接触式和非接触式。

简述联轴器和离合器的区别。

参考答案：答：两轴用联轴器联结，机器运转时不能分离，只有在机器停车并将联结拆开后，两轴才能分离；两轴用离合器联结，则可在机械运转中随时分离或结合。