机械设计基础第十一章 联接
机械设计基础习题及答案
第一章平面机构的自由度和速度分析题1-1在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。
试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。
题1—2图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。
B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。
试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。
题1—3计算题1－3图a）与图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。
题1－3图a）题1－3图b）题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。
题1—5图 题解1—5图题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。
第二章 连杆机构题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l AD =60mm ，AD 为机架。
试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求l AB 的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。
题2-2 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作 行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g min ； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。
D题2-1图题2-3图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置，并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。
题2-4设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm，摇杆的两极限位置的夹角为45°，行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm。
机械设计基础联接
04
销联接
销的类型与特点
类型
圆柱销、圆锥销、开口销、槽销等。
特点
销联接主要用于固定零件之间的相对 位置，可承受不大的载荷，具有结构 简单、工作可靠、装拆方便等特点。
销联接的应用与设计计算
应用
销联接广泛应用于各种机械设备中，如机床、汽车、起重机 等，用于固定轴与轴上零件的位置，或作为安全装置中的过 载剪断元件。
过盈联接的设计计算
确定基本尺寸
根据联接件的结构和强度要求，确定过盈联接的基本尺寸。
选择配合公差
根据过盈量的大小和联接件的材料、结构等因素，选择合适的配 合公差。
校核联接强度
根据过盈联接的受力情况和材料的力学性能，校核联接的强度是 否满足要求。
过盈联接的装配与拆卸
装配方法
一般采用压入法或温差法进行装 配。压入法是用压力机将配合件 压入，温差法是将包容件加热或
点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与
母材相互扩散而实现连接焊件的方法。
胶接的原理与应用
胶接原理
利用胶粘剂与被粘物表面的物理和化学作用 ，使两个被粘物牢固地联接在一起。胶粘剂 通常由粘料、固化剂、增塑剂、稀释剂、填 料于汽车、航空航天、电子 电器、建筑等领域。例如，在汽车制造中， 胶接被用于车身覆盖件、车门、车窗等部位 的联接。
联接在工程中的应用
01
02
03
传递动力
如汽车发动机中的曲轴与 连杆之间的联接，用于传 递动力。
传递运动
如机床中的丝杠与螺母之 间的联接，用于将旋转运 动转换为直线运动。
保持相对位置
如建筑中的钢结构联接， 用于保持建筑物的稳定性 和安全性。
联接的基本要求
机械设计基础(机电类第三版)习题参考答案
机械设计基础（第3版）复习题参考答案第2章平面机构运动简图及自由度2-1 答：两构件之间直接接触并能保证一定形式的相对运动的连接称为运动副。
平面高副是点或线相接触，其接触部分的压强较高，易磨损。
平面低副是面接触，受载时压强较低，磨损较轻，也便于润滑。
2-2 答：机构具有确定相对运动的条件是：机构中的原动件数等于机构的自由度数。
2-3 答：计算机构的自由度时要处理好复合铰链、局部自由度、虚约束。
2-4 答：1. 虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。
2. 局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动，对整个机构的自由度不产生影响，这种局部运动的自由度称为局部自由度。
3. 说虚约束是不存在的约束，局部自由度是不存在的自由度是不正确的，它们都是实实在在存在的。
2-5 答：机构中常出现虚约束，是因为能够改善机构中零件的受力，运动等状况。
为使虚约束不成为有害约束，必须要保证一定的几何条件，如同轴、平行、轨迹重合、对称等。
在制造和安装过程中，要保证构件具有足够的制造和安装精度。
2-6 答：1.在分析和研究机构的运动件性时，机构运动简图是必不可少的；2. 绘制机构运动简图时，应用规定的线条和符号表示构件和运动副，按比例绘图。
具体可按教材P14步骤（1）~（4）进行。
2-7 解：运动简图如下：2-8 答：1. F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1。
该机构的自由度数为1。
2.机构的运动简图如下：2-9答：（a）1.图（a）运动简图如下图；2.F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1，该机构的自由度数为1CB4（b）1.图（b）运动简图如下图；2. F=3n－2P L－P H =3×3－2×4－0=1。
该机构的自由度数为1。
2-10 答：（a）n=9 P L=13 P H=0F=3n－2P L－P H=3×9－2×13－0=1该机构需要一个原动件。
机械设计基础课件!联接(含多款)
机械设计基础课件：联接一、概述机械设计是机械工程领域的重要组成部分，涉及将理论知识应用于解决实际工程问题。
机械设计基础课件旨在为学习者提供机械设计的基本原理和方法，使他们对机械设计有全面、系统的了解。
本文主要讨论机械设计中的联接问题，包括联接的定义、分类、设计和分析等方面。
二、联接的定义和分类1.定义联接是指将两个或多个零件固定在一起，使它们在相对位置和运动关系上保持一定的约束关系。
在机械设计中，联接是确保机械系统正常运行的重要环节。
2.分类（1）固定联接：通过焊接、铆接、螺纹联接等方式将两个零件固定在一起，使其在相对位置和运动关系上保持不变。
（2）可动联接：通过销轴联接、槽轴联接、铰链联接等方式将两个零件连接在一起，使其在相对位置和运动关系上具有一定的可动性。
（3）滑动联接：通过滑动轴承、导轨、滑块等方式实现两个零件之间的相对滑动。
（4）弹性联接：利用弹性元件（如弹簧、橡胶等）实现两个零件之间的相对运动和力的传递。
三、联接的设计1.设计原则（1）满足使用要求：联接应满足机械系统在运行过程中的强度、刚度、精度、稳定性等要求。
（2）结构简单、紧凑：在满足使用要求的前提下，尽量简化结构，减小尺寸，降低成本。
（3）便于制造、安装和维护：联接应易于加工、装配和维修，以提高生产效率和降低使用成本。
（4）具有良好的工作性能和可靠性：联接应在预定的使用寿命内，保持良好的工作性能和较低的故障率。
2.设计步骤（1）分析联接的工作条件：了解联接在工作过程中所承受的载荷、运动方式、环境条件等。
（2）选择合适的联接形式：根据工作条件，选择合适的联接形式，如固定联接、可动联接等。
（3）确定联接的尺寸和参数：根据载荷和强度要求，确定联接的尺寸和参数，如螺纹直径、销轴直径等。
（4）进行联接的强度校核：对联接进行强度校核，确保其在工作过程中不发生破坏。
（5）绘制联接的工程图：根据设计结果，绘制联接的工程图，包括联接的形状、尺寸、公差等。
机械设计基础
5、轴常用的材料为碳素钢 和合金钢 ，对于形状复杂的轴也可用 铸钢 或球墨铸铁 。
6、设计轴的基本要求是保证轴具有足够的强度 和合理的 结构 。
7、按扭转强度设计轴的公式为 ，当截面开有键槽时，应 增大轴径 ，以考虑键槽对轴强度的削弱，当轴径小于100mm时，有一个键槽轴径增大5%~7%，有两个键槽时，轴径增大10%~15%。
（ √ ）7、对于行星齿轮系，其传动比的计算显然不能直接利用定轴齿轮系传动比的计算公式。
五、简答题：
1、轮系主要有哪几个方面的应用？
答：1、传递相距较远的两轴间的运动和动力 2、可获得大的传动比
3、可实现变速、变向传动 4、用于运动的合成与分解
2、定轴齿轮系与行星齿轮系的主要区别是什么？
第十三章 滚 动 轴 承
一、填空
1、根据工作时的摩擦性质，轴承分为： 滑动 、 滚动 两大类。
2、滑动轴承根据它所承受载荷的方向，可分为径向滑动轴承、止推滑动轴承。
3、径向滑动轴承有整体式、对开式、自动调心式等几种结构形式。
4、止推轴承的结构可分为 实心断面 、 空心断面 、 环状 三种形式。
30312是内径为60mm直径为第0系列宽度为第3系列的圆锥滚子轴承。公差等级为0级，游隙为0组。 。
第十四章 第十五章 轴及其他常用零部件
一、填空
1、轴用来 支承回转零件 ，同时传递 运动和动力 。
2、按照轴的轴线形状不同，可将轴分为_直轴、 曲轴_和_挠性轴_两大类。
3、根据直轴所受载荷不同，可将其分为__转轴_、心轴、传动轴三种类型。
7、 7315
答：以内径为75mm直径为第3系列的角接触球轴承
机械设计基础形考作业答案
机械设计基础课程形成性考核作业（一）第 1 章静力分析基础1．取分离体画受力图时， C、E、F 力的指向可以假定， A 、B、D、 G 力的指向不能假定。
A．光滑面约束力B．柔体约束力C．铰链约束力D．活动铰链反力E．固定端约束力F．固定端约束力偶矩G．正压力2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在 ___B___的方向上，使投影方程简便；矩心应选在 __G___点上，使力矩方程简便。
A．与已知力垂直B．与未知力垂直C．与未知力平行D．任意E．已知力作用点F．未知力作用点G．两未知力交点H．任意点3．画出图示各结构中AB 构件的受力图。
4．如图所示吊杆中 A 、B、C 均为铰链连接，已知主动力F＝ 40kN,AB ＝BC＝ 2m, ＝ 30 .求两吊杆的受力的大小。
列力平衡方程：Fx 0又因为AB=BCF A s i n F C s i nF A F CFy 02F A s i n FF A F BF40KN 2 sin第 2 章常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么?答：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动。
2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。
以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。
3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
机构的自由度计算（ 1）n＝7，P L＝10， P H＝0（2）n＝5，P L＝7，P H＝0F 3n 2P L P H F 3n 2P L P H37210352711C处为复合铰链（3）n＝7， P L＝ 10，P H＝0（4）n＝7，P L＝9，P H＝1F 3n 2P L P H F 3n 2P L P H372103729112E、E’有一处为虚约束 F 为局部自由度C 处为复合铰链第 3 章平面连杆机构1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_ C __为机架，将得到双曲柄机构。
机械设计基础课件-联接
静联接：在机器工作中，不允许零部件之间存 在相对运动的联接。
动联接：机器工作时，零部件之间可以有相对运动。 例如：机构中，各种运动副之间的联接。
静联接
可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆
开的联接。例如：螺纹联接、键联接。
不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开
的联接。例如：铆接、焊接等。
重点学习—螺纹联接、键联接
§10.1 螺纹联接
一、螺纹形成及主要参数
1、形成原理：
2、类型
三角螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
外螺纹 内螺纹
单线 双线 三线 多线
左旋 右旋
二者旋合组成螺旋副或螺纹副
3、主要参数
d — 螺纹大径 d1 — 螺纹小径 d2 — 螺纹中径 z — 螺纹线数 p — 螺距
v
ρ
F fFn
ψ
Fa
πd2
FR
ψ+ρ
Fa F
2）斜块等速下降
FR ψ-ρ
Fa F
ψ
FR
Fn
v
ρ
fFn
F
ψ
Fa
πd2
（阻抗力）F = Fatan(ψ -ρ）
螺母——滑块，螺杆——斜面
2、螺旋副力分析、效率和自锁
1） 矩形螺纹
• 拧紧螺纹
T1
F
d2 2
Fa d2 2
tan(
)
效率
输出功 输入功
Fa s
表10-4）： 1.摩擦防松：弹簧垫圈、对顶双螺母、自锁螺母 2. 机械防松：采用专门的防松元件 3.变性法－不可拆卸防松（铆冲；粘接； 焊接）
1. 摩擦防松
弹簧垫圈防松
对顶螺母（双螺母）防松
机械设计基础 10连接
按螺纹的牙型分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
螺 纹 的 分 类
按螺纹的旋向分(左、右）
按螺旋线的根数分{ 单线（头）、双线(头)、
多线（头）｝
按回转体的内外表面分（内、外) 按螺旋的作用分（传动、联接） 按母体形状分（圆柱、圆锥）
螺纹的牙型
30º 15º 3º 30º
矩形螺纹
三角形螺纹
D、d ----内、外螺纹大径 D2、d2----内、外螺纹中径 D1、d1----内、外螺纹小径
标记示例： M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3) M24×1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5) 问题：相同公称直径的螺纹，粗牙与细 牙相比，中径大？还是小？
P----螺距
表10-1 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸 mm
F’ F Fa FR
F
∠FRFa = ψ-ρ
滑块在F、FR 、Fa三力
d2
Fa
作用下处于平衡状态
作力多边形可得：
ψ-ρ
Fa F
F=Fatan(ψ-ρ ) 驱动力矩：
d 2 d2 T F Fa tan( ) 2 2
二、螺纹的自锁
F=Fatan(ψ-ρ )
d2 T Fa tan( ) 2
mm
小径D1、d1
d-1+0.621 d-1+0.459 d-1+0.188 d-2+0.918 d-2+0.647 d-2+0.376 d-3+0.835 d-4+0.752
注意：同一公称直径下，不同螺距时有不同的中径和小径。
表10-3
P
R1 30˚
梯形螺纹基本尺寸