陈立德版机械设计基础第10、11章课后题答案
第十章 齿轮传动
10.1渐开线性质有哪些？
答：（1）发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即 NK NA
=。 （2）因为发生线在基圆上作纯滚动，所以它与基圆的切点N 就是渐开线上K 点的瞬时速
度中心，发生线NK 就是渐开线在K 点的法线，同时它也是基圆在N 点的切线。
（3）切点N 是渐开线上K 点的曲率中心，NK 是渐开线上K 点的曲率半径。离基圆越近，曲率半径越少。
（4）渐开线的形状取决于基圆的大小。基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径无穷大时，渐开线为直线。
（5）基圆内无渐开线。
10.2何谓齿轮中的分度圆？何谓节圆？二者的直径是否一定相等或一定不相等？
答：分度圆为人为定的一个圆。该圆上的模数为标准值，并且该圆上的压力角也为标准值。
节圆为啮合传动时，以两轮心为圆心，圆心至节点p 的距离为半径所作的圆。
标准齿轮采用标准安装时，节圆与分度圆是相重合的；而采用非标准安装，则节圆与分度圆是不重合的。
对于变位齿轮传动，虽然齿轮的分度圆是不变的，但与节圆是否重合，应根据具体的传动情况所决定。
10.3在加工变位齿轮时，是齿轮上的分度圆与齿条插刀上的节线相切作纯滚动，还是齿轮上的节圆与齿条插刀上的分度线相切作纯滚动？
答：是齿轮上的分度圆与齿条插刀上的节线相切。
10.4为了使安装中心距大于标准中心距，可用以下三种方法： （1）应用渐开线齿轮中心距的可分性。 （2）用变位修正的直齿轮传动。 （3）用标准斜齿轮传动。 试比较这三种方法的优劣。 答：（1）此方法简易可行，但平稳性降低，为有侧隙啮合，所以冲击、振动、噪声会加剧。
（2）采用变位齿轮传动，因a a '>，所以应采用正传动。可使传动机构更加紧凑，提高抗弯强度和齿面接触强度，提高耐磨性，但互换性变差，齿顶变尖，重合度下降也较多。
（3）采用标准斜齿轮传动，结构紧凑，且进入啮合和脱离啮合是一个逐渐的过程，传动平稳，冲击、噪声小，而斜齿轮传动的重合度比直齿轮大，所以传动平稳性好。
10.5 一渐开线齿轮的基圆半径b =60mm r ，求（1）=70mm K r 时渐开线的展角K θ，压力角K α以及曲率半径K ρ；（2）压力角20α=
时的向径r 、展角θ及曲率半径ρ。
解：（1）因b 60
cos 70
K K r r α=
=，可得出31K α=?，则 tan 0.60.540.06rad 3.38K K K θαα=-=-==?
因为曲率半径K ρ即为发生线NK 的长度，则b tan 36mm K K r ρα=?=。 （2）b 60
63.85cos cos 20r r α=
==?
tan 200.3490.3640.3490.015rad=0.86θ=?-=-=?
b tan 2060tan 2021.8mm r ρ=?=?=
10.6一渐开线外啮合标准齿轮，z =26，m =3mm ，求其齿廓曲线在分度圆及齿顶圆上的曲率半径及齿顶圆压力角。
解：26339mm 222
d mz r ?=
=== b cos 39cos2036.65mm r r α==?=
b =tan 2036.65tan 2013.34mm r ρ?=?=
a a a (2)3(2621)42mm 222d m z h r ++?=
=== a 36.65
cos 42α=，可得出a 29.24α=?
a b a tan 36.65tan 29.2420.51r ρα==?=
10.7一个标准渐开线直齿轮，当齿根圆和基圆重合时，齿数为多少？若齿数大于上述值时，齿根圆和基圆哪个大？
答：当齿根圆和基圆重合时，即
a (22)cos m z h c mz α*
*±±=
（负号用于内齿轮，正号用为外齿轮） 可得出z =42。
当42z >时，齿根圆比基圆大。
10.8一对标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知z 1=19，z 2=68，m =2mm ，20α=?，计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径、齿距以及齿厚和齿槽宽。
解：121938mm d mz ==?=
a a (2)2(1921)42mm d m z h *
=+=?+?=
f a (22)2(192120.25)33mm d m z h c **=--=?-?-?=
b cos 38cos2035.7mm d d α==??=
6.28mm p m π== =
3.14mm 2
p
s e ==
10.9题10.8中的齿轮传动，计算其标准安装时的中心距、小齿轮的节圆半径及啮合角。若将中心距增大1mm ，再计算小齿轮的节圆半径、节圆上的齿厚、齿槽宽及啮合角。
解：（1）标准安装时，分度圆与节圆重合。
121212()
87mm 2
m z z a r r r r +''=+=+=
= 1119mm,=20r r α'==?
（2）当中心距a 增大1mm ，即87188mm a '=+=
cos 87cos 20cos 88
21.7a a ααα?
'=
=
''=?
19cos 2019.22mm cos cos 21.7b r γα?'==='?
因K K d p z
π
=，则
219.22 6.36mm 19d p z ππ'??'===
因K/K K 2(inv inv )K r s sr r αα=--，则
/2(inv inv )s sr r r αα''''=--
3.1419.22/19219.22(inv21.7inv20)3.01mm
=?-??-?=
6.36 3.01 3.35mm e p s '''=-=-=
10.10 如题10.10图所示的标准直齿圆柱齿轮，测得跨两个齿的公法线长度
211.595mm W =，跨三个齿的公法线长度316.020mm W =，求该齿轮的模数。
题10.10图
解：因b b (1)k W k p s =-+，可得出
2b b (21)11.595W p s =-+=
3b b (31)16.020W p s =-+=
联定上二式并求解，可得出b 4.425p =；又因b cos 4.425p m πα==，可得出m =1.5mm
10.11一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，m =5mm ，20α=?，123i =，中心距a =200mm ，求两齿轮的齿数z 1，z 2，实际啮合线长12B B ，重合度ε，并用图标出单齿及双齿啮合区。
解：2
121
3z i z ==，可得出213z z = 又因1211()5(3)
200mm 22
m z z z z a ++=
== 可得出1220,60z z == 根据[]1a12a21
(tan tan )(tan tan )2z z εααααπ
''=
-+- 因a a cos cos 2z z h α
α*
=+
即a120cos 20cos 0.8542021α?
=
=+?
a260cos 20cos 0.9096021
α?
==+?
得出a131.32α=?，a224.58α=? 又因20αα'==?，代入ε公式中，可得
[]1
20(tan 31.32tan 20)60(tan 24.58tan 20)2επ
=
?-?+?-? 1.67= 根据12
b
B B p ε=
，可得出12b B B p ε= 12cos B B m επα=24.65mm =
单齿及双齿啮合区如题10.11答案图所示。
题10.11答案图
10.12 若将题10.11中的中心距a 加大，直至刚好连续传动，求啮合角α'，两齿轮的节圆半径1r '、2r '和两分度圆之间的距离。
解：刚好连续传动，则1ε=，且a131.32α=?，a224.58α=?，即
[]1
20(tan 31.32tan )60(tan 24.58tan )12ααπ
''?-+?-= 得出22.58α'=?
cos 200cos 20203.54mm cos cos 22.58a a αα?'===''
两分度圆之间距离为
203.54200 3.54mm a a '-=-=
1r '、2r '为
11cos 50.89mm 2cos mz r α
α'=
='
22cos 152.66mm 2cos mz r αα'=='
10.13一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知117z =，2119z =，5mm m =，20α=?，中心距340mm a '=。因小齿轮磨损严重，拟将报废，大齿轮磨损较轻，沿齿厚方向每侧磨损量为0.9mm ，拟修复使用。要求设计的小齿轮齿顶厚a1s ≥0.4m ，试设计这对齿轮。
答：因为12(17119)
5340mm 22
z z a m ++=
?=?= 所以a a '=，即采用零传动。
又因为大齿轮齿厚每侧磨损0.9mm ，根据齿厚公式，可知
22tan 2
m
s x m πα=
+
得出：22tan 1.8x m α=-
20.495x =-，10.495x =
1117585mm d mz ==?=，2595mm d = 19.65mm s =，2 6.05mm s = 1185mm d d '==，2
595mm d d '== 因a a '=，所以0y =，0σ=。
a1a 1()7.475mm h h x m *
=+=，a2 2.525mm h = f1a 1() 3.775mm h h c x m **=+-=，f28.725mm h =
a1a 299.95mm d d h =+=，a2600.05mm d = f1f 277.45mm d d h =-=，f2577.55mm d =
又因b 85
cos cos 2039.94mm 2
r r α==?= 根据b a a 39.94
cos 99.95/2
r r α=
=
，可求出a 36.95α=? 查表得a inv 0.10728α=，inv 0.014904α= 所以a
a11
a a 2(inv inv )r
r s s r αα=-- 2.120.4=> 结论：此种设计合适。
10.14 已知两齿轮中心距155mm a '=，传动比87
i =，模数 10mm m =,压力角20α=
，试设计这对齿轮传动。
解：
12
212
87z z m a z i z +?=????==??
（式中a 为155mm ）
联立上式，可得出
1214,16z z ==
12141610150mm 22
z z a m ++=
=?= a 与a '不同，又因12min 2z z z +<，则应选用正传动。 由cos cos a
a αα'=
'
可推出24.58α'= 。 查表得inv200.014904,inv24.580.0284==
1212()(inv inv )
0.5562tan 20z z x x αα'+-+=
=
min 1a min
0.176z z x h z *
-≥= m i n 2a min 0.059z z
x h z *-≥=
所示选取120.278x x ==。 小齿轮：
111014140mm d mz ==?=
1110s 2tan 20.27810tan 2017.73mm 2
2
m
x m ππ
α=
+=
+???= 1cos 140cos 20==144.67mm cos cos24.58d d αα?'='
155150
0.510
a a y m '--=
==
120.5560.50.056
x x y σ=+-=-=a1a ()(10.2780.056)1012.22mm h h x m σ*=+-=+-?=f1a ()9.72mm h h c x m **=+-=
11121.94mm,164.44mm,120.56mm a f h d d ===
大齿轮：
212160mm,17.73mm d s s ===
2a 2165.63mm,184.44mm d d '==
f 2140.56mm d =
10.15 一对直齿圆柱齿轮，传动比123,20,10mm i a m === ，安装中心距为300mm ，试设计这对齿轮传动。
解：212211
3,3r i r r r ''
'==
= 12114,75mm a r r r r '''''=+== 21r 30075225mm a r '''=-=-=
1
112
mz r r '==
，可得出1215,45z z ==
因12min 2z z z +>，又因a a '=，所以该采用零传动。
min 1a min
0.12z z
x h z *
-≥= 取120.2,0.2x x ==，则
1212tan 17.16mm 2
m
s s x m πα==
+=
小齿轮：
a1a ()12mm
h h x m *=+=
f1a ()10.5mm
h h c x m **=+-=1a1f122.5mm,150mm,174mm,129mm h d d d ====
大齿轮：
2450mm
d =
a2a ()(10.2)108mm
h h x m *=+=-?=f1a ()(10.250.2)1014.5mm h h c x m **=+-=++?=a1f122.5mm,466mm,421mm h d d ===
10.16 齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效发生？ 答：齿轮的失效形式有五种：
（1）轮齿折断。减缓措施：增大齿根的圆角半径，提高齿面加工精度，增大轴及支承的刚度。
（2）齿面点蚀。改进措施：提高齿面硬度，降低表面粗糙度，增大润滑油粘度。 （3）齿面磨损。改进措施：采用闭式传动，降低齿面粗糙度，保持良好的润滑。 （4）齿面胶合。改善措施：提高齿面硬度，降抵齿面粗糙度，选用抗胶合性能较好的齿轮副材料，采用抗胶合润滑油；减少模数、降低齿高。
（5）塑性变形。改善措施：提高齿面硬度，采用粘度高的润滑油。
10.17 齿轮强度设计准则是如何确定的？ 答：齿轮强度设计准则的确定是根椐齿轮传动的工作方式，齿轮的材料、硬度、失效形式来定的。对闭式传动中的软齿面齿轮（HBS 350≤）主要失效形式为点蚀，应按接触强度确定主要参数，按弯曲强度校核齿根弯曲强度。若为硬齿面（HBS 350>）主要失效形式为断齿，应按弯曲强度确定主要参数，然后按接触强度校核齿面接触强度。对于开式传动，因为主要失效形式是磨损和断齿，按弯曲强度进行设计。不必按接触强度校核，固开式传动不会发生点蚀。
10.18 对齿轮材料的基本要求是什么？常用齿轮材料有哪些？如何保证对齿轮材料的基本要求？
答：对齿轮材料的基本要求有：齿面应有较高的硬度和耐磨性；齿芯应有足够的强度和韧性；齿根有良好的弯曲强度和抗冲击能力；应有良好的加工工艺及热处理性能。
常用齿轮材料有锻钢，分软齿面和硬齿面。载荷不大、精度要求不高时用软齿面，
可用中碳钢、中碳合金钢进行调质或正火处理，并使12HBS HBS (30~50)-=HBS ，使两齿轮等强度。若高速、重载时可用硬齿面，用中碳钢或中碳合金钢表面淬火，或用低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火，可使齿面硬，而齿芯韧。尺寸较大的材料常用铸钢式铸铁，并进行正火处理以细化晶粒。
10.19 齿面接触疲劳强度与哪些参数有关？若接触强度不够时，采取什么措施提高接
触强度？
答：齿面接触疲劳强度与1,d b （或a ）有关，即与m z ?有关。若接触强度不够时，可适当增加b 或1d ，但b 不宜过大，b 过大会造成载荷集中。m 在满足弯曲强度的情况下也不宜过大，可适当增大齿数1z 、2z ，以增大1d 、2d 。从材料上考虑可增加齿面硬度。 10.20 齿根弯曲疲劳强度与哪些参数有关？若弯曲强度不够时，可采取什么措施提高弯曲强度？
答；齿根弯曲疲劳强度与模数有关，若弯曲强度不够时，可采取增大模数题高弯曲强度。从材料考虑，降低材料的许用弯曲应力。
10.21 齿形系数F Y 与什么参数有关？
答：齿形系数F Y 与系数z 有关。z 小F Y 大。
10.22 设计直齿圆柱齿轮传动时，其许用接触应力如何确定？设计中如何选择合适的许用接触应力值代公式计算？
答：设计直齿圆柱齿轮传动时，许用接触应力[]H σ由公式[]Hlim NT
H H
z S σσ=
计算。
Hlim σ为接触疲劳极限，NT z 为寿命系数，分别查图得出。H S 为安全系数。设计中应将两
齿轮中较小的[]H σ值代入公式计算。
10.23 软齿轮为何应使小齿轮的硬比大齿轮高（30~50）HBS ？硬齿面齿轮是否也需要有硬度差？
答：因为软齿面齿轮啮合传动时，小齿轮受应力循环次数多，z 值小，为了使两齿轮等强度，应使小齿轮比大齿轮硬（30~50）HBS 。硬齿面齿轮不需要有硬度差。
10.24 为何要使小齿轮比配对大齿轮宽（5~10）mm ？
答：为了保证齿轮传动的接触宽度，以防由于制造、安装的误差造成接触宽度不够，因宽度和强度有关。由于小齿轮直径小，增加齿宽（5~10）mm 较为适宜，保证接触宽度b 。
10.25 按弯曲强度设计齿轮时，若齿轮经常正、反转，应如何确定其许用弯曲应力？ 答：若按弯曲强度设计齿轮时，若齿轮经常正、反转，则齿根所受弯曲应力为对称循环，应使许用弯曲应力减小20%~30%。
10.26 如有一开式传动，该传动经常正、反转，设计时应注意哪些问题？
答：对开式传动的齿轮，按弯曲强度设计出模数时，由于经常正、反转，应将弯曲疲劳极限减小20%~30%。对计算出的模数再增大10%~15%。
10.27 斜齿轮的强度计算和直齿轮的强度计算有何区别？
答：斜齿轮的强度计算中其受力分析是按轮齿法面进行的，计算的模数是法面模数
n m 。齿形系数F Y 和应力修正系数S Y 是按斜齿轮的当量齿数v z 查得的。再有，强度校核
公式中的系数小于直齿轮公式中的系数，计算出的H σ、F σ小于直齿轮，说明斜齿轮的强度比直齿轮高。
10.28 斜齿轮的当量齿轮是如何作出的？其当量齿数v z 在强度计算中有何用处？
答：斜齿轮的当量系数3v /cos z z β=，与β值的大小有关。在强度计算中确定齿形系数F Y 与应力校正系数S Y 时按当量齿数v z 查。
10.29圆锥齿轮的背锥是如何作出的？
答：圆锥齿轮的背锥的形成，过圆锥齿轮的大端的分度圆锥作一切线与圆锥齿轮的轴线相交，以轴线为轴，以切线为母线绕轴线转一圈，形成的圆锥为背锥。背锥与球面相切于圆锥齿轮大端的分度圆锥上，并与分度圆锥直角相接。
10.30 斜齿轮和圆锥齿轮的轴向分力是如何确定的？
答：（1）斜齿轮轴向分力的确定，是与旋向转向相关的，可用主动轮左右旋定则确定。即由主动齿轮视旋向，左旋用左手，右旋用右手，四指指向表示主动轮的转向，大拇指指向为轴向力方向，从动轮轴向力方向与主动轮的相反。
（2）圆锥齿轮不论主动、从动轴向力均指向大端。
10.31 在材质相同、齿宽b 相同的情况下，齿面接触强度的大小取决于什么？ 答：在材质相同、齿宽b 相同的情况下，齿面接触强度的大小取决于分度圆直径1d 的大小，即1d 大表明接触强度高；或用中心距a 表示，a 大，则接触强度大，即和 m 、z 的乘积有关（应在同一载荷下）。
10.32 齿轮传动有哪些润滑方式？如何选择润滑方式？
答：齿轮传动的润滑方式有人工定期润滑、浸油润滑和喷油润滑。 对于开式齿轮传动，由于速度较低，一般采用人工定期润滑。
对于闭式齿轮传动，一般根椐圆周速度选择润滑方式。当齿轮的圆周速度12m/s v <时，通常将大齿轮浸入油池中进行润滑。当齿轮的圆周速度12m/s v >时，不宜采用浸油润滑，可采用喷油润滑，用油泵将具有一定压力的油经喷油嘴喷到啮合的齿面上。
10.33 进行齿轮结构设计时，齿轮轴适用于什么情况？
答：设计小齿轮的结构时，当小齿轮的齿根圆至键槽底部的尺寸小于（2~2.5）n m 时，应制成齿轮轴，以增加齿轮和轴的强度。对于小圆锥齿轮，当齿根圆至键槽底部的尺寸小于（1.6~2）n m 时，应制成锥齿轮轴。
10.34一闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：传递功率 4.5kW P =，转速1960min n r =，模数3mm m =，齿数1225,75z z ==，齿宽1275mm,70mm b b ==。小齿轮材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG310~570正火。载荷平稳，电动机驱动，单向转动，预期使用寿命10年（按1年300天，每天两班制工作考虑）。试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。
答：由题意知齿轮传动的材料、参数、齿宽等，此题属校核性问题，因是软齿面，故应以接触强度为主进行校核强度。
（1）接触强度校核。小齿轮材料为45钢调质，齿面硬度为230HBS ，大齿轮为ZG310~570，齿面硬度取为180HBS 。由图10.24查得：
Hlim1570MPa σ=
Hlim2470MPa σ=
应力循环次数1h 60609601(1030016)N njL ==?????
91 2.7710N =?
75325
u i ==
= 81
29.210N N i
=
=? 查图10.27得NT10.88Z = ,NT20.92Z =
查表10.10取H 1.1S =
[]Hlim1NT1
H 1H
5700.88
456MPa 1.1Z S σσ??==
=
[]Hlim2NT2
H 2H
4700.92
393MPa 1.1
Z S σσ??=
=
=
[]H H σσ= 计算转矩1T ；
6
6411 4.59.55109.5510 4.4810N mm 960
P T n =?=??=?? 取载荷系数K =1.2，齿宽b =70mm 。 小齿轮分度圆直径
1132575mm d mz ==?=
H 285MPa 393MPa σ==< []H H 2σσ< ,满足接触强度的要求。
（2）弯曲强度校核。
[]Flim NT
F F
Y S σσ=
由图10.25查得：
Flim1Flim2220MPa,160MPa σσ==
查图10.26得NT1NT21,1Y Y ≤=
查表10.10，得F 1.4S =。
[]F 12201
157MPa 1.4
σ?== []F 21601
114MPa 1.4
σ?=
= []1
F1F1S1F 21
2KT Y Y bm z σσ=
≤ 查表10.13，得齿形系数F1F22.65, 1.59Y Y ==。
查表10.14得应力修正系数S1S22.62, 1.76Y Y ==。
4
F12
2 1.2 4.4810 2.65 2.2641MPa 70325
σ???=??=??
F2S2F2F1
F1S1 1.59 1.76
4119MPa 2.65 2.26
Y Y Y Y σσ??==?=??
所以[][]F1F F2F 12,σσσσ<<，弯曲强度足够。
10.35 已知某机器的一对直齿圆柱齿轮传动，其中心距200mm a =，传动比
111
2
3,24,1440100m m ,95m m
m i n ,r i z n b b =====。小齿轮材料为45钢调质，大齿轮为45钢正火。载荷有中等冲击，电动机驱动，单向转动，使用寿命为8年，单班制工作。试确
定这对齿轮所能传递的最大功率。
答：此齿轮传动为软齿面，其承载能力由齿面接触强度决定，故按接触强度设计。 （1）确定许用接触应力。小齿轮45钢调质：1HBS 230=；大齿轮45钢正火：
2HBS 200=。
Hlim1580MPa;σ= Hlim2550MPa σ=
9
11h 60601440(88300)1 1.6610N n jL ==?????=?
9
812 1.6610 5.33103
N N i ?===?
[]Hlim1NT1
H1NT1NT2H H
;0.89,0.93, 1.0Z Z Z S S σσ====
[]H15800.89
516MPa 1.0σ?==
[]H25500.93
511MPa 1.0
σ?=
=
（2）承载能力计算。
根据[
]H σ≥可推导出 []
2
21H 12
668(1)
bd u T K u σ≤
?+
取 1.5K =
2132575z iz ==?=
1222200
4mm 2575
a m z z ?=
==++
11425100mm d mz ==?=
22
512
951003511 2.7810N mm 1.5668(31)
T ???≤=???+ 将1T 值代入6
11
9.5510
P
T n =?可得下式： 51166
2.7810144042kW 9.55109.5510
T n P ??===?? 这对齿轮能传递的最大功率为42kW 。
10.36 已知一对斜齿圆柱齿轮传动，12n 25,100,4mm,15,20
z z m βα=====
。试计算这对斜齿轮的主要几何尺寸。
解：（1）n 11425100
103.53mm cos cos150.9659
m z d β??=
===
（2）n t tan tan 200.364
tan 0.3768cos cos150.9659
ααβ====
t arctan0.376820.647α==
（3）b11t cos 103.53cos20.64796.88mm d d α===
（4）a11a12103.5324111.53mm d d h =+=+?=
（5）f1112103.532 1.25493.53mm f d d h =-=-??=
（6）n 224100400
414.12mm cos cos150.9659
m z d β?=
===
（7）b22t cos 414.12cos20.647387.52mm d d α===
（8）a22a22414.128422.12mm d d h =+=+=
（9）f 22f 22414.1210404.12mm d d h =-=-=
（10）n 12()4(25100)
258.82mm 2cos 2cos15
m z z a β++=
==
10.37 设计一单级直齿圆柱齿轮减速器，已知传递的功率为4kW ，小齿轮转速11450r min,n =传动比 3.5i =，载荷平稳，使用寿命5年，两班制（每年250天）
。 答：（1）选择材料及精度等级。小齿轮选用45号钢，调质1HBS 220;=大齿轮选用45号钢，正火2HBS 180=。因用于普通传动，选8级精度，要求齿面粗糙度a 3.2~6.3R ≤。
（2）按齿面接触疲劳强度设计。
176.43d ≥?
确定有关参数与系数如下：
①齿数z 及齿宽系数d ψ。取小齿轮齿数125z =，大齿轮齿数288z =。实际传动比
2188 3.5225
z i z =
== 3.5 3.52
0.57% 2.5%3.5
i i i i --=
==-< 合适，齿数比 3.52u i ==
由表10.20选取d 1ψ=。
②转矩1T 。
6
64114
9.55109.5510 2.6410N mm 1450
P T n =?=??=?? ③载荷系数K 。查表10.11取载荷系数K =1.2 ④许用接触应力[]H σ。
[]2Hlim NT
H H
N mm S Z σσ=
查得22
Hlim1Hlim2570N mm ;520N mm σσ== 计算应力循环次数
911h 606014501(530016) 2.0910N n jL ==?????=?
9821 2.0910 3.52 5.9410N N ==?=?
查图10.27得NT1NT20.9,0.94Z Z ==。由表10.10查得H 1.1S =。
[]2
Hlim1NT1
H 1H
5700.9
466N mm S 1.1Z σσ?==
=
[]2Hlim2NT2
H 2H
5200.94
444N mm S 1.1
Z σσ?=
=
=
176.4345.139mm d ≥?
== 计算模数1145.139 1.81mm 25
d m z =
== 取标准模数2mm m = （3）校核齿根弯曲疲劳强度。
[]1
1
F Fa Sa F 2
2KT Y Y bm z σσ=
≤ 确定有关参数和系数： ①分度圆直径。
112222550mm 225176mm
d mz d mz ==?===?=
②齿宽。
d 115050mm b d ψ==?=
取2150mm,55mm b b ==。
③齿形系数和应力修正系数。查得F1S1F2S22.62, 1.59, 2.2, 1.78Y Y Y Y ====。 ④许用弯曲应力[]F σ。
[]Flim NT
F F
Y S σσ=
查得22Flim1Flim2NT1NT2F 220N mm ,200N mm ;1,1, 1.4Y Y S σσ=====。 计算两轮的许用弯曲应力
[]2
Flim1NT1
F 1F
2201
157N mm 1.4
Y S σσ?==
=
[]2Flim2NT2
F 2F
2001
143N mm 1.4
Y S σσ?=
=
= 计算两轮的弯曲应力
[]14
21F1F1S1F 22
1
22 1.2 2.6410 2.62 1.5953N mm 50225
KT Y Y bm z σσ???==??=
[]2F2S21F2F1
F 2F1S1 2.2 1.78
5350N mm 2.62 1.59
Y Y Y Y σσσ?==?=
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。 （4）计算传动中心距a 。
122
()(2588)113mm 22
m a z z =
+=+= （5）计算齿轮的圆周速度。
11
3.14501450
3.8m s 601000
601000
d n v π??=
=
=??
选8级精度适合。
（6）计算齿轮的几何尺寸并绘制齿轮零件图（略）。
10.38 已知一对斜齿圆柱齿轮传动，n 12n 2mm,23,92,12,20m z z βα=====
。试
计算其中心距应为多少？如果除β角外各参数均不变，现需将中心距圆整为以0或5结尾的整数，则应如何改变β角的大小？其中心距a 为多少？β为多少？
解：n 12()2(2392)
117.5mm 2cos 2cos12
m z z a β++=
==
若将a 圆整为115mm ，则
n 12()2(2392)
arccos
022115
m z z a β++===?
不合适。
若将a 圆整为120mm ，则
2(2392)
arccos
16.616362120
β+'===?
10.39 如题10.39图所示为二级斜圆柱齿轮减速器。
（1） 已知主动轮1的螺旋角及转向，为了使装有齿轮2和齿轮3的中间轴的轴向力较小，
试确定齿轮2、3、4的轮齿螺旋角旋向和各齿轮产生的轴向力方向。 （2） 已知n222n333mm,51,15,4mm,26m z m z β===== ，试求3β为多少时，才能使
中间轴上两齿轮产生的轴向力互相抵消？
题10.39图
题10.39答案图
答：（1）确定各轮旋向，轴向力方向。 ①由1n 及旋向（左旋）确定a1F 向上；
②2轮必为右旋，2n 与1n 相反，a2F 与a1F 相反；
③为使中间轴轴向力较小，a3F 应向上，与a2F 相反。根据a3F 向上与转向判定齿轮3数为右旋；
④齿轮4必为左旋，a4F 与a3F 相反，即向下。具体参见题10.39答案图。
（2）a2a3F F =-时互相抵消。
2
a2t2222
2tan tan T F F d ββ==
3
a3t3233
2tan tan T F F d ββ==
32
2323
22tan tan T T d d ββ= 因3轮和2轮在同一轴上，则23T T =。
23n332
3223n22tan cos tan tan cos d m z d m z βββββ?=
=???
3n3322
32n223
sin sin cos cos cos cos m z m z ββββββ?=?
n33
32n22
sin sin m z m z ββ?=
?
3426
sin sin15351
β?=
? 310.132710758β'''==
当3β为10758'''
时，才能使中间轴上两齿轮产生的轴向力互相抵消。
10.40 已知一对标准直齿圆锥齿轮传动，齿数1222,66z z ==，大端模数5mm m =，分度圆压力角20α=
，轴交角90∑=
。试求两个圆锥齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、分度圆锥角、齿顶圆锥角、齿根圆锥角、锥距及当量齿数。
解：（1）11522110mm d mz ==?=
（2）22566330mm d mz ==?=
机械设计基础试题及答案解析
A卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角minγ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之 锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900 。压力角（传动角）越小（越大）， 机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？
机械设计基础课后习题答案全
7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。 （2 ）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-” 号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做 ，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为： （3 ）求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度：； 系统的运转不均匀系数：； 则飞轮的转动惯量：
图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环中，驱
动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即： 因此求得： （2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈功； 其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中， 相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，因此有： ，则
根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则 。 （3）求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮 安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为： 7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此： 则飞轮的转动惯量： （2）求飞轮的最大转速和最小转速。
机械设计基础问答题
机械设计基础问答题 1.试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。 2.①零件是制造的基本单元；②某些零件固联成没有相对运动的刚性组合称为构件，构件 是运动的基本单元；③构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持相对运动的可动联接，称为运动副；④当构件用运动副联接以后，它们之间的某些相对运动将不能实现，这种对相对运动的限制称为运动副的约束；⑤能完成有用的机械功或转换机械能的机构组合系统称为机器；⑥机器与机构总称为机械。 3.何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？ 4.①三个或三个以上的构件在同一轴线上用回转副相联接构成复合铰链；②局部自由度是 指不影响机构中输入与输出关系的个别构件的独立运动（凸轮机构中的滚子——提高效率，减少磨损）；③运动副引入的约束中，对机构自由度的影响与其他机构重复，这些重复的约束称为虚约束（机械中常设计带有虚约束，对运动情况虽无影响，但往往能使受力情况得到改善）。 5.机构具有确定运动的条件是什么？若不满足条件，将会出现什么情况？ 6.①运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：运动链的自由度必须大于零，主 动构件数必须等于运功链的自由度；②不满足条件时，当自由度为零时，运动链将成为各构件间没有相对运动的刚性构架，当主动构件数大于自由度时，可能会折断构件，当主动构件数小于自由度时，从动件的运动不确定。 7.试述机件损伤和失效的主要形式以及机件工作准则的涵义。 8.①机件的主要的损伤及失效形式有：机件产生整体的或工作表面的破裂或塑性变形，弹 性变形超过允许的限度，工作表面磨损、胶合和其他破环，靠摩擦力工作的机构产生打滑和松动，超过允许强度的强烈震动，等等；②主要准则：强度——机件抵抗断裂、过大的塑性变形或表面疲劳破坏的能力，刚度——机件受载时抵抗弹性变形的能力，常用产生单位变形所需的外力或外力矩来表示（提高刚度的办法：改进机件结构，增加辅助支撑或肋板以及减小支点的距离，适当增加断面尺寸）耐磨性——磨损过程中抵抗材料脱落的能力，振动稳定性——机器在工作时不能发生超过容许的振动，耐热性。 9.机械中常用哪些材料？选用材料的原则是什么？ 10.1.机械制造中常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金以及非金属材料。 11.2.材料选用有3种原则：a：使用要求——考虑机件所受的则和的大小、性质和应力方向 （拉伸为主—钢件；受压机件—铸铁），机件的工作条件，机件的尺寸和重量的限制，机件的重要程度；b：工艺要求；c：经济要求。 12.滑动摩擦根据摩擦面间润滑剂的存在情况，滑动摩擦如何分类？ 13.a：干摩擦：两摩擦表面间无任何润滑剂而直接接触的纯净表面间的摩擦状态； 14.b：边界摩擦：摩擦副表面各吸附一层极薄的边界膜，边界膜厚度通常在以下，尚不足 以将微观不平的两接触表面分隔开，两表面间仍有凸峰接触； 15.c：流体摩擦：两摩擦表面完全被流体层分隔开，表面凸峰不直接接触的摩擦状态； 16.d：混合摩擦：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦处于混合共存状态下的摩擦状态。 17.试述螺纹牙型的主要种类及应用。 18.a：三角形螺纹：螺纹牙根厚、强度高、牙型角大，当量摩擦系数大、自锁性能好但传 动效率低，适用于联接；
机械设计基础课后习题答案
精品 机械设计基础课后习题解答参考 1-2题 ,7,5===h l P P n 107253=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 1-3题 1,11, 8===h l P P n 1111283=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 1-4题 0,11, 8===h l P P n 2011283=-?-?=F 机构有2个主动构件，所以机构有确定运动。 1-5题 1,8, 6===h l P P n 118263=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 2-1题 （a ）双曲柄机构； （b ）曲柄摇杆机构； （c ）双摇杆机构； （d ）双摇杆机构。 2-2题 0≠e 时，曲柄条件：e l l BC AB -<； 0=e 时， 曲柄条件：BC AB l l <。 2-4题
精品 极位夹角 ?=+-??=+-?=3636.161 2.11 2.118011180K K θ
精品 2-7题 极位夹角?=+-??=+-? =361 5.11 5.118011180K K θ 3-2题
精品 4-1题 m z m h z d a a )2()2(* +=+= 所以 25.2100 225 2== +=z d m a mm 主要几何尺寸计算（略）。 4-2题略 4-3题 分锥角 "43'25684287.6817 43arctan arctan 122?=?===z z δ "17'34215713.2190221?=?=-?=-∑=δδδ 分度圆 5117311=?==mz d mm ； 12943322=?==mz d mm 齿顶圆 580.565713.21cos 3251cos 2111=???+=+=δm d d a mm 206.1314287.68cos 32129cos 2222=???+=+=δm d d a mm 齿根圆 304 .445713.21cos 34.251cos 4.2111=???-=-=δm d d f mm 353.1264287.68cos 34.2129cos 4.2222=???-=-=δm d d f mm 锥距 358.6943172 32222 221=+?=+= z z m R mm 齿顶角 "44'4237122.3358.693 arctan arctan ?=?===R h a a θ 齿根角 " 7'2744519.4358 .696 .3arctan arctan ?=?===R h f f θ
《机械设计基础》习题及答案
机械设计基础复习题（一） 一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号× 1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。 ( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。 ( ) 4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( ) 5．带传动中，打滑现象是不可避免的。 ( ) 6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( ) 8．平键的工作面是两个侧面。 ( ) 9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。 ( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（） 11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。 ( ) 13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。 ( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( ) 15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( ) 16．周转轮系的自由度一定为1。 ( ) 17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。 ( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。 ( ) 19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。 ( ) 20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( ) 二、填空题 1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。 2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为 。 3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的 加以限制。 4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。 9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。 10．带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，而小齿轮采用处理。
机械设计基础试题含参考答案
机械设计基础试卷 1 一、选择题：本大题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。 1．下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是B A．双摇杆机构 B.曲柄摇杆机构 C．双曲柄机构 D.对心曲柄滑块机构 2．平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则A A．机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差 C．可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低3．当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持 原值不变，原因是：D A. 压力角不变 B. 啮合角不变 C．节圆半径不变 D. 基圆半径不变 【】 4．渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为D A．ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥1 【】 5. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为B A．σB B. σs C. σ0 D. σ－1【】 6. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是B A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 【】 7．普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其A A．挤压强度 B. 剪切强度 C．弯曲强度 D. 耐磨性【】8．一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2,其接触应力的大小是C A．σH1<σH2 B. σH1 >σH2 C. σH1=σH2 D. 可能相等，也可能不等 【】 9．实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系 数之间的关系为A A．直齿圆柱齿轮的最大 B. 斜齿圆柱齿轮的最大 C．直齿圆锥齿轮的最大 D. 三者数值相同 【】 10．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为：C A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q
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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。×
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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。
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《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
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《机械设计基础》试题库 一、填空题 （机械原理部分） 1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。 2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。 3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。 4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。 5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。 7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。 8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ= 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。 10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。 11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。 12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。 13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。 14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。 15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。 16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。 17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。 18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。 19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等、相等、且相反。 20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。 21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。 22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。 23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。 24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。 26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。 28．齿轮切削加工方法可分为仿形法和范成法，用成形铣刀加工齿形的方法属法，用滚刀 加工齿形的方法属法。 29．渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为圆。 30．在普通铣床上用铣刀加工斜齿圆柱齿轮时，刀号据选取。 31．渐开线齿轮的特性称为中心距可分性。 32．齿轮传动最基本的要求是其瞬时传动比必须。 33．用齿条型刀具按范成法加工齿轮，如果切齿结束时，刀具的中线与轮坯分度圆相切，则加工 出来的齿轮是齿轮，刀具的中线与轮坯分度圆不相切，则加工出来的齿轮称为 齿轮。 34．规定渐开线标准斜齿圆柱齿轮____ 面上的参数为标准值。 35．直齿圆锥齿轮的标准模数规定在____端的圆上。 36．对于正确安装的一对渐开线圆柱齿轮，其啮合角等于圆上的角。 37．在课本上所介绍的间歇运动机构中，其中两种机构的名称是：机构、 机构。 38．外槽轮机构由、和机架组成，其中拨盘作转动。 （机械零件部分）
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平面机构及其自由度 1、如图 a 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。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。 解 1 ）取比例尺l 绘制其机构运动简图（图b）。 图 b） 2）分析其是否能实现设计意图。 由图 b 可知，n 3，p l 4 ， p h 1， p 0，F 0 故： F 3n ( 2p l p h p ) F 3 3 (2 4 1 0) 0 0 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、 4 与机架 5 和运动副 B、 C、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 3）提出修改方案（图 c）。 为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图 c 给出了其中两种方案）。 图 c 1 ）图 c 2 ） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 解： n 3 ，p l 4 ，p h0， F 3n 2 p l p h 1 解： n 4 ，p l 5 ， p h1， F 3n 2 p l p h 1 3、计算图示平面机构的自由度。
解：解：n 7 ，p l10 ， p h0 ， F 3n 2 p l p h 1 n 8 ，p l11 ， p h1， F 3n 2 p l p h 1 ，局部自由度 解： n 9 ，p l12 ， p h 2 ， F 3n 2 p l p h 1 解： D,E,FG 与 D，H，J，I 为对称结构，去除左边或者右边部分，可得，活动构件总数为 7，其中转动副总数为 8，移动副总数为 2，高副数为 0，机构自由度为 1。 （其中 E、D 及 H 均为复合铰链） 4、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号P ij直接标注在图上）。
机械设计基础问答题简答题答案
1. 试述齿廓啮合基本定律。1.所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。 2. 试述螺纹联接防松的方法。2.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。 3. 试分析影响带传动承载能力的因素？ 3.初拉力Fo? 包角a? 摩擦系数f? 带的单位长度质量q? 速度v. 4.简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种？螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接．提高螺栓联接强度的措施有哪些？降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；避免或减小附加应力。6．滚动轴承的基本类型有哪些？调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。1．简述轮齿的失效形式主要有哪五种？轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形3．试说明滚动轴承代号6308的含义。．6─深沟球轴承3─中系列08─内径d=40mm公差等级为0级游隙组为0组4．简述联轴器的分类及各自的特点。联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又分为固定式和可移式。固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移。可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。弹性联轴器包含弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并具有吸收振动和缓和冲击的能力5．常用的螺纹紧固件有哪些？常用的螺纹紧固件品种很多，包括螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。6说出凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合。答:等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律(余弦加速度运动规律);等速运动规律有刚性冲击,用于低速轻载的场合;等加速等减速运动规律有柔性冲击,用于中 低速的场合;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7说明带的弹性滑动与打滑的区别。弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的,只要传递圆周力,就存在着拉力差,所以弹性滑动是不可避免的;而打滑是由于过载引起的,只要不过载,就可以避免打滑,所以,打滑是可以避免的8简述齿廓啮合基本定律。不论齿廓在任何位置接触,过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点,才能保证传动比恒定不变9为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算?蜗杆传动存在着相对滑动,摩擦力大,又因为闭式蜗杆传动散热性差,容易产生胶合,所以要进行热平衡计算1说明螺纹连接的基本类型及应用。螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。螺栓连接用于被连接件不厚、通孔且经常拆卸的场合;双头螺柱连接用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合;螺钉连接用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合2轴上零件的周向固定各有哪些方法?周向固定:键连接、花键连接、过盈配合连接3轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?轴向固定:轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈轴肩、轴环、轴套固定可靠,可以承受较大的轴向力;弹性档圈固定可以承受较小的轴向 1请说明平面机构速度瞬心的概念，并简述三心定理。答：速度瞬心定义为：互相作平面相对运动的两构件上在任一瞬时其相对速度为零的重合点。或说是作平面相对运动的两构件上在任一瞬时其速度相等的重合点（即等速重合点）。三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心，他们位于同一直线上。2带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由于过载引起的全面滑动，是一种传动失效的表现，应当避免。弹性滑动是由带材料的弹性和紧边、松边的拉力差引起的。只要带传动具有承载能力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。3按轴工作时所受载荷不同，可把轴分成那几类？如何分类？答: 转轴，心轴，传动轴。转轴既传递转矩又承受弯矩。传动轴只传递转矩而不承受弯矩或承受弯矩很小。心轴则承受弯矩而不传递转矩。4螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？答：在静载荷作用下且工作温度变化不大时，螺纹连接不会自动松脱。但是在冲击、振动和变载荷作用下，或当温度变化很大时，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，这种现象多次重复就会使连接松脱，影响连接的正常工作，甚至会发生严重事故。因此，设计时必须采取防松。摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系。5 简述动压油膜形成的必要条件。答：相对运动表面间必须形成收敛形间隙；要有一定的相对运动速度，并使润滑油从大口流入，从小口流出。间隙间要充满具有一定粘
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《机械设计基础》试题及答案 绪论 一、填空（每空1分） T-1-1-01-2-3、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。 T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。 T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为低副和高副。 T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2 。 T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于主动件数目。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。 T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。 T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。
T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置。 T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为：急回特性。 T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。 T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。 T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。 T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于挠性件传动。 T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。 T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数和
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机械设计基础试题库及答案 1 2 一、判断(每题一分) 3 1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。……（√ 2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。4 5 （×）4、机构是具有确定相对运动的构件组 6 合。………………………………（√）5、构件可以由一个零件组成，也7 可以由几个零件组成。………………（√）6、整体式连杆是最小的制造8 单元，所以它是零件而不是构件。……（×）7、连杆是一个构件，也是9 一个零件。………………………（√） 8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。…………………………… 10 11 （×） 12 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体是什么？（ B ） 13 14 A．机构 B．构件 C．部件 D．零件 15 2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ） 16 A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合17 而成 18 C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区 3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ） 19 20 A．构件是机器零件组合而成的。 B．构件是机器21 的装配单元 C．构件是机器的制造单元 D．构件 22 23 是机器的运动单元
4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ） 24 25 A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键 26 5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ） 27 A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂 28 C．汽车的轮子 D．空气压缩机 29 三、填空(每空一分) 1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传 30 31 动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（执行）部32 分。 2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元 33 34 体 35 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装36 配的单元称为（机构）。 37 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。 38 5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。机器工作时，都能完成有39 用的__机械功___或实现转换__能量___。 40 2 平面机构 41 一、填空题(每空一分) 42 2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 1 个约束，而保留 2 个自由度。 43 44 3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
机械设计基础课后习题答案.
第三章部分题解参考 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？ 习题3-5图 习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 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： 14233 2345=-?-?=--=P P n F 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，即结构组成原理上有错误。 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： 1 15243 2345=-?-?=--=P P n F 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： 1 23233 2345=-?-?=--=P P n F 3-6 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。 习题3-6(a)图 习题3-6(d)图 解(a) 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。 自由度计算： 1042332345=-?-?=--=P P n F
习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b) 解(d) 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)或习题3-6(d)解图(b) 的两种形式。 自由度计算： 1042332345=-?-?=--=P P n F 习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b) 3-7 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。 解(a) 10102732345=-?-?=--=P P n F 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 ，
机械设计基础简答题.docx
简答题1．试述螺纹联接防松的方法。 答：螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母 机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝 破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。 2．试分析影响带传动承载能力的因素？ 答：初拉力、包角a、摩擦系数f、带的单位长度质量q、速度v。 3．链传动与带传动相比较有哪些优点？（写三点即可） 答：1）无弹性打滑和打滑现象，因而能保证平均传动比不变； 2）无需初拉力，对轴的作用力较小； 3）可在环境恶劣下工作； 4. 涡轮与蜗杆啮合时的正确啮合条件是什么？ 解： 24、简述四杆机构中曲柄存在的两个条件，并简述铰链四杆机构三种基本类型的判别方法。 25、标注普通型螺纹M12 1.5LH—6H7H/7g8g各项所代表的含义。 1、简述滚动轴承的3类、6类、7类的类型名称及应用特点。 答题要点：3类为圆锥滚子轴承，承载能力强，既可承受径向力，又可承受单向轴向力；6类为深沟球轴承，应用广泛；主要承受径向力，又可承受较小的双向轴向力； 7类为角接触球轴承，按接触角的大小可分为C、AC、B等三种。既可承受径向力，又可承受轴向力，接触角越大，承受轴向力的能力越强。 2、分析比较带传动的弹性滑动和打滑现象。
谢谢你的观赏 谢谢你的观赏 答题要点：弹性滑动是因材料的弹性变形而引起带与带轮表面产生的相对滑动现象称为弹性滑动。带传动的弹性滑动是不可避免的。 产生弹性滑动的原因：带有弹性；紧边松边存在拉力差。 摩擦型带传动在工作时，当其需要传递的圆周力超过带与带轮摩擦力的极限值时，带将会在带轮表面上发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。 通常打滑由过载引起，将使带传动无法正常工作 1.简述凸轮机构中压力角和基圆半径的关系？ 1.答：压力角越小，则基圆半径越大，整个机构的尺寸也越大，致使结构不紧凑；(4分) 故在不超过需用压力角的条件下，将压力角取大些，以减少基圆半径值。 (6 分) 2. 带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？ 2.答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指由于过载引起的全面滑动，是一种传动失效的表现，应当避免。 （3分） 3. 弹性滑动是由带材料的弹性和紧边、松边的拉力差引起的。只要带传动具有承载能力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。（6分） 3.根据渐开线的形成过程，简述渐开线的主要特性？ 3.答： 1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长； 2）渐开线上任一点的法线必与基圆相切； 3）渐开线的形状决定于基圆的大小； 4）渐开线上各点的压力角不相等； 5）基圆以内无渐开线。 4. 螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？ 4在静载荷作用下且工作温度变化不大时，螺纹连接不会自动松脱。但是在冲击、振动和变载荷作用下，或当温度变化很大时，螺纹副间的摩擦力可能减小或瞬间 消失，这种现象多次重复就会使连接松脱，影响连接的正常工作，甚至会发生 严重事故。因此，设计时必须采取防松。 （4分） 5. 摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系。 1、 为什么三角带的张紧轮常压在带的内侧，其致使包角有所减小，而不压在外侧，使包 角增加？