机械设计基础答案(西工大版)
西安交大《机械设计基础》选择、填空题题库(含答案)
西安交大《机械设计基础》选择、填空题题库（含答案）一、基本概念自测题（70道选择题＋30道填充题）1机器中运动的单元体称为（）A,构件B,零件C,运动副D,运动链2．组成转动副的两个运动副元素的基本特征是（）A,平面B,圆柱面C,一般曲面D,螺旋面3．机构的自由度数等于原动件数是机构具有（）的条件A,曲柄存在B,定传动比C,确定运动D,连续传动4．两构件组成运动副必须具备的条件是：两构件（）A,相对转动或相对移动B,都是运动副C,相对运动恒定不变D,直接接触且保持一定的相对运动5．最简单的平面连杆机构是（）机构A,一杆B,二杆C,三杆D,四杆6．机构在死点位置时的（）A,传动角γ=90o B,传动角γ=45o C,传动角γ=0o D,压力角α=0o7．平面连杆机构中，从动件压力角α与机构传动角γ之间的关系是（）A,α=γB,α+γ=90o C,α+γ=0o D,α+γ=180o8．曲柄摇杆机构中，必然出现死点位置的原动件一定是（）A,最短杆B,曲柄C,连杆D,摇杆9．曲柄滑块机构共有（）瞬心A,2个B,4个C,6个D,8个10．当连杆机构无急回运动特征时，行程速比系数（）A,K=0 B,K<1 C,K>1 D,K=111．凸轮机构中，若增大基圆半径r b，则压力角作如下变化：（）A,升程压力角增大、回程压力角减小B,升程压力角减小、回程压力角增大C,升程压力角、回程压力角均增大D,升程压力角、回程压力角均减小12．凸轮的基圆半径是指（）半径A,凸轮转动中心至实际廓线的最小向径B,凸轮转动中心至理论廓线的最小向径C,凸轮理论廓线的最小曲率D,从动件静止位置凸轮廓线的最小曲率13．齿轮机构的基本参数中，与重合度无关的参数是（）A,齿数B,模数C,压力角D,齿顶高系数14．一对标准直齿圆柱齿轮传动的轮齿在啮合过程中，啮合角α’的值（）A,由小逐渐变到大B,由大逐渐变到小C,由大逐渐变到零再变到大D,始终保持不变15．一对渐开线齿轮在啮合传动过程中，从动轮齿廓上的压力角α的值（）A,由小逐渐变到大B,由大逐渐变到小C,由大逐渐变到零再变到大D,始终保持不变16．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮在安装时,其中心距不等于标准中心距,则参数（）有变化A,压力角αB,传动比i C,基圆半径r b D,啮合角α’和重合度ε17．两轴线交角为90o的直齿圆锥齿轮减速传动，其传动比i等于（）A,ctgδ1或z2/z1 B,ctgδ2或z2/z1 C,ctgδ1或d1/d2 D,tgδ1或ctgδ218．能将往复摆动转换为单向间歇转动的机构是（）A,槽轮机构B,棘轮机构C,曲柄摇杆机构D,不完全齿轮机构19．动平衡的条件是：回转件各偏心质量产生的离心惯性力的（）A,合力为零B,合力偶矩为零C,合力和合力偶矩均为零D,合力和合力偶矩均不为零20．机械中加装飞轮的主要目的是为了调节（）A,质心位置以使其平衡B,轴的一阶临界转速C,周期性速度波动D,非周期性速度波动21．在相同工作条件下，V带传动比平带传动的（）A，传动能力大，但传动效率低B，传动能力小，但传动效率高C，传动能力大，且传动效率高D，传动能力小，且传动效率低22．整体打滑和弹性滑动在带传动正常工作时（）A，两者都不可避免B，前者不可避免，后者必须避免C，两者都可以避免D，前者必须避免，后者不可避免23．带传动在空载条件下运转时，紧边拉力F1与松边拉力F2的关系是（）A，F1／F2≈0 B，F1／F2≈e1αf C，1<F1／F2< e1αf D，F1／F2≈124．带传动在工作时，带的横截面上应力分布值中的σmax＝（）A，σ2+σ1+σc B，σ1+σb2+σc C，σ2+σb1+σc D，σ1+σb1+σ c25．当带速v≤30m/s时，一般选用（）作为带轮的材料A，合金钢B，灰铸铁Ｃ，中碳钢D，铸钢26．标准V带型号的选择主要取决于（）A，带的线速度及效率Ｂ，高速轴上的转矩C，低速轴上的转矩D计算功率及小带轮转速27．一对齿面硬度HBS≤350的闭式钢制齿轮传动，最可能发生的实效形式是（）A，齿面磨损B，齿面胶合C，齿面点蚀D，轮齿折断28．一对齿轮的齿宽、模数及齿数比一定时，增大齿数，可使（）A，弯曲强度和接触强度均提高B，弯曲强度和接触强度均降低C，弯曲强度提高而接触强度降低D，弯曲强度降低而接触强度提高29．主动轮为45号钢调质而从动轮为45号钢正火的一对减速直齿圆柱齿轮传动，两齿轮的齿面接触应力σH的关系和许用接触应力[σH]的关系分别为（）A，σH1<σH2和[σH]1=[σH]2 B，σH1>σH2和[σH]1=[σH]2C，σH1=σH2和[σH]1≠[σH]2D，σH1=σH2和[σH]1=[σH]230．设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在8o～20o范围内选取，若β取值过大，会使齿轮的（）A，传动平稳性降低B，轴向力太大C，制造困难D，承载能力降低31．直齿圆锥齿轮模数的标准值指的是（）A，齿轮小端模数B，齿轮大端模数C，齿宽中点处的法向模数D，齿宽中点处的平均模数32．开式齿轮传动最可能发生的失效形式是（）A，齿面磨损B，齿面胶合C，齿面点蚀D，轮齿折断33．齿轮在稳定载荷下运转，齿面也常因接触疲劳而发生点蚀，主要是由于（）A，齿轮的模数太小B，齿根处有应力集中源C，齿轮受到循环变化的扭矩D，轮齿受到循环变化的载荷34．轮齿弯曲应力修正系数Y sa与（）无关A，模数B，齿数C，变位系数D，齿根圆角半径35．在蜗杆传动中，若保持模数和蜗杆头数不变而增大蜗杆分度圆直径，将使（ ） A ，蜗杆传动效率提高而蜗杆刚度降低 B ， 蜗杆传动效率降低而蜗杆刚度提高 C ，蜗杆传动效率和蜗杆刚度均提高 D ，蜗杆传动效率和蜗杆刚度均降低36．在蜗杆传动中，用来计算传动比的公式有：21ωω=i 、12z z i =、12d d i =、21n n i =，其中有（ ）公式是正确的A ，1个B ，2个C ，3个D ，4个37．蜗杆传动的失效形式与齿轮传动的失效形式相类似，其中最易发生的失效是（ ）A ，齿面点蚀与塑性变形B ，轮齿折断与齿面塑性变形C ，齿面点蚀与磨损D ，齿面磨损与胶合38．标准蜗杆传动的中心距a ＝（ ）A ，)(221d d m+ B ，)(22z q m + C ，)(221z z m + D ，)(21z q m +39．阿基米德蜗杆在（ ）内的齿廓是直线A ，法面B ，轴面C ，断面D ，任一截面40．两轴间交错角∑＝90o 蜗杆传动的正确啮合条件中应该除去（ ） A ，2βλ-= B ，m m m t ==21α C ，αααα==21t D ，2βλ=41．在生产实际中采用变位蜗杆传动的目的是（ ）A ，增加传动的平稳性B ，提高传动能力C ，增加传动的自锁D ，凑中心距及改变传动比42．蜗杆传动不宜用于传递大功率，其主要原因是（ ）A ，传动比大B ，传动平稳C ，有色金属成本高D ，传动效率低43．理想状态下与轴一起转动的一偏心质量在轴上引起的弯曲应力是（ ） A ，脉动循环变应力 B ，对称循环变应力 C ，随机变应力 D ，静应力44．不能用于轴上零件轴向定位和固定的方式是（ ）A ，轴肩B ，键联接C ，过盈配合D ，套筒45．轴的常用材料主要是（ ）A ，碳钢和合金钢B ，青铜和铸铁C ，轴承合金D ，合金钢46．键的截面尺寸（b 和h ）通常是根据（ ）按标准选择A ，轴传递功率的大小B ，轴传递转矩的大小C ，轴的直径D ，轴上零件的轮毂长度47．心轴是（ ）的轴A ，既受弯矩又受转矩B ，既不受弯矩又不受转矩C ，只受转矩不受弯矩D ，只受弯矩不受转矩48．若由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力，按弯扭合成强度条件进行轴的计算时，折算系数α的取值由（ ）决定A ，弯曲应力的循环特性B ，]/[][10+σσC ，]/[][10-σσD ，扭转剪应力的循环特性 ））C，1主动（T1≠T3）D，2主动（T1≠T3）50．键的挤压应力计算公式为（）A，dhlT4000B，dhLT2000C，dblT4000D，dbLT200051．一内圈转动外圈固定的深沟球轴承受到大小和方向均不变的恒定载荷作用，外圈滚道上承载区内一固定点上的接触应力为（）A，静应力B，对称循环变应力C，脉动循环变应力D，随机变应力52．一轴运转速度低，有较大的冲击载荷，两轴承座分别加工，支承跨距大，轴刚度小，最适合这一工作情况的轴承类型是（）A，圆锥滚子轴承B调心球轴承C，圆柱滚子轴承D，调心滚子轴承53．滚动轴承的预紧不会产生（）的结果A，提高旋转精度B，提高轴向承载能力C，增加支承刚度D，消除轴承间隙54．滚动轴承当量动负荷的一般计算式为（）A，P r=XF r+YFαB，P r=(XFα+YF r)f p f t C，P r=F r f p f t D，(P r=XF r+YFα)f p f t 55．非液体摩擦滑动轴承设计中，限制pv值的目的是为了防止轴承（）A，因过度发热而胶合B，过度磨损C，因发热而产生塑性变形D，因发热而卡死5657．液体摩擦滑动轴承的润滑状态通常为（）A，边界润滑B，流体膜润滑C，边界润滑或混合润滑D，混合润滑58．一非液体摩擦滑动轴承，直径d=90mm，轴转速n=9r/min，受径向力F＝100000N，已知[p]＝14.7Mpa，[pv]＝9.8Mpa.m/s，则轴承宽度B至少取（）A，90mm B，76mm C，5mm D，38mm59．非液体摩擦滑动轴承的润滑状态通常为（）A，边界润滑B，流体膜润滑C，边界润滑或混合润滑D，混合润滑60．设计液体摩擦滑动轴承时，若轴承宽度B取得较大，则（）A，承载能力大，泄油量也大B，承载能力小，泄油量也小C，承载能力大，泄油量小D，承载能力小，泄油量大61．NZ挠性爪形联轴器（）A，既不能吸收振动、缓和冲击、也不能补偿轴线偏斜B，不能吸收振动、缓和冲击，但能补偿轴线偏斜C，既能吸收振动、缓和冲击，也能补偿轴线偏斜D，能吸收振动、缓和冲击，但不能补偿轴线偏斜62．在凸缘联轴器、尼龙柱销联轴器、套筒联轴器、齿轮联轴器中，属于刚性可移式联轴器的有（ ）A ，1个B ，2个C ，3个D ，4个63．齿轮联轴器（ ）A ，既不能吸收振动、缓和冲击、也不能补偿轴线偏斜B ，不能吸收振动、缓和冲击，但能补偿轴线偏斜C ，既能吸收振动、缓和冲击，也能补偿轴线偏斜D ，能吸收振动、缓和冲击，但不能补偿轴线偏斜64．在凸缘联轴器、尼龙柱销联轴器、套筒联轴器、齿轮联轴器中，属于弹性可移式联轴器的有（ ）A ，1个B ，2个C ，3个D ，4个65．一螺纹联接（大径d 、中径d 2、升角λ、当量摩擦角v ϕ、预紧力F ‘）预紧时，螺纹副的阻力矩为（ ）A ，)(212,v tg d F ϕλ- B ，)(21,v dtg F ϕλ+ C ，)(/212,v tg d F ϕλ+ D ，)(212,v tg d F ϕλ+66．需经常拆卸而被联接件之一又较厚时，宜采用（ ）A ，螺栓联接B ，螺钉联接C ，紧定螺钉联接D ，双头螺柱联接67．采用紧配铰制孔用螺栓联接的螺栓组，在旋转力矩作用下单个螺栓主要受（ ） A ，拉伸力作用 B ，扭矩作用 C ，剪力作用 D ，弯矩作用68．为了提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，应该（ ）A ，减小螺栓的刚度B ，增加螺栓的刚度C ，减少被联接件的刚度D ，减少预紧力69．某汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在0～2Mpa 之间循环变化，则缸盖联接螺栓的应力是（ ）A ，非对称循环变应力B ，脉动循环变应力C ，对称循环变应力D ，非稳定循环变应力70．用于联接的螺纹牙形为三角形，这是因为（ ）A ，螺纹强度高B ，传动效率高C ，防振性能好D ，螺纹副的摩擦阻力大，自锁性好71． 两构件通过面接触而构成的运动副成为（ ），它引入（ ）个约束；通过点、线接触而构成的运动副称为（ ），它引入（ ）个约束72． 所谓机架是指（ ）的构件73． 铰链四杆机构在任何情况下均为双摇杆机构的条件是（ ）74． 以曲柄为主运动的曲柄摇杆机构中，可能出现最小传动角的位置是（ ）75． 使凸轮机构的压力角α减小的有效方法使（ ）76． 凸轮机构中产生刚性冲击的原因是（ ）；产生柔性冲击的原因是（ ）77． 从动件的（ ）运动规律可使凸轮机构有刚性冲击（硬冲），而（ ）运动规律可使凸轮机构有柔性冲击（软冲）78． 定轴轮系传动比的计算可表示为（ ），周转轮系传动比的计算可表示为（ ）79． 刚性转子静平衡的力学条件使（ ），而动平衡的力学条件是（ ）80． 速度波动的类型有（ ）和（ ）两种；前者一般采用的调节方法是（ ），后者一般采用的调节方法是（ ）81． 带传动设计中最主要的问题是保证（ ）82． 带在工作过程中产生的三种应力为（ ），（ ），（ ）83． 对软齿面闭式齿轮传动，在设计时通常先按（ ）强度条件进行设计，然后再按（ ）强度条件进行校核，原因时（ ）84． 齿轮传动的主要失效形式有（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）85． 齿轮传动设计中，齿形系数Y Fa 与（ ）无关，而与（ ）和（ ）有关86． 影响齿轮齿面接触强度的主要几何参数是（ ）和（ ）87． 提高齿轮齿面接触强度的主要措施是（ ）、（ ）、（ ）88． 选择蜗杆蜗轮材料时，首先要求（ ），其次才是（ ）89． 蜗杆传动的正确啮合条件是（ ）、（ ）、（ ）90． 蜗杆传动中，对每一标准模数m 规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d 1，其目的是（ ）91． 在蜗杆蜗轮传动和齿轮传动组成的多级传动中，蜗杆蜗轮传动常放在（ ）速级，其原因是（ ）92． 按受载情况不同，轴可分为（ ）、（ ）、（ ）93． 按许用弯曲应力计算轴的强度时，当量弯矩M ’＝22)(T M α+中α的含义是（ ）94． 滚动轴承的基本额定寿命是指（ ），基本额定动负荷是指（ ）95． 滚动轴承预紧的目的是为了（ ）和（ ）96． 滑动轴承的三种润滑状态是（ ）、（ ）、（ ）97． 非液体摩擦滑动轴承设计中，验算比压p 是为了（ ），验算pv 值是为了（ ）98． 联轴器和离合器的主要区别是（ ）99． 为了提高螺栓联接的疲劳强度，在结构上可采取的措施有（ ） 100． 螺纹联接的四种基本类型是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）二、《机械设计基础》基本概念100题参考答案1,A 2,B 3,C 4,D 5,B 6,C 7,B 8,D 9,C 10,D 11,B 12,B 13,C 14,D 15,B 16,D 17,A 18,B 19,C 20,C 21A 22,D 23,D 24,D 25,B 26,D 27,C 28,A 29,C 30,B 31,B 32,A 33,D 34,A 35,B 36,C 37,D 38,B 39,B 40,A 41,D 42,D 43,D 44,B 45,A 46,C 47,D 48,D 49,A 50,A 51,C 52,D 53,B 54,D 55,A 56,C 57,B 58,B 59,C 60,C 61,B 62,A 63,B 64,A 65,D 66,D 67,C 68,A 69,A 70,D71，低副，2，高副，172，机构中作为描述其他构件运动的参考坐标系的构件73，最短杆与最长杆之和大于其余两杆长度之和74，曲柄与机架共线75，增大基圆半径76，理论上瞬间加速度增至无穷大引起惯性力无穷大，加速度的有限值的突变引起惯性力产生突变77，等速，等加速等减速78，各主动轮齿数连乘积各从动轮齿数连乘积）＝（－＝从主主从m n n i 1，各主动轮齿数连乘积至由各从动轮齿数连乘积至由K G K G ,±=--==H K H G HK H G HK G n n n n n n i79，∑F i =0,∑F i =0,∑M i =080，周期性速度波动，非周期性速度波动，在回转件上装一转动惯量很大的飞轮，使用调速器81，保证带与带轮间有足够的摩擦力82，拉应力，弯曲应力，附加拉应力83，接触，弯曲，软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀 84，轮齿折断，齿面磨损，齿面点蚀，齿面塑性变形，齿面胶合85，模数m ，齿数z ，变位系数x86，中心距a,齿宽b87，增大中心距a ，增大齿宽b,提高齿轮制造精度，通过选材料和热处理增大许用接触应力88，减摩（≠磨）性，强度89，m a1=m t2=m ，αa1＝αt2＝α，βλ= 290，减少蜗轮滚刀标准刀具规格（减少蜗轮滚刀标准刀具数目，便于蜗轮滚刀标准化）91，高，提高系统总效率，发挥蜗轮传动平稳性好的特点，尺寸小而节省有色金属降低成本92，心轴，传动轴，转轴93，将转矩折合成当量弯矩的校正系数（校正系数根据循环特性不同而不同） 94，可靠度R 为90％的轴承寿命，基本额定寿命L 10＝1（106转）时轴承所能承受的负荷95，提高轴承的旋转精度，提高轴承的支撑刚度96，流体膜润滑，边界润滑，混合润滑97，防止轴承过度磨损，防止轴承发生胶合98，连轴器：欲使两轴分离，必须停车拆卸；离合器：能使两轴在转动时随时分离和结合99，减少C 1；增加螺栓长度，减小螺栓横截面面积；增大C 2；在允许的部件增设筋板，加大必要的尺寸100，螺栓联接，双头螺柱联接，螺钉联接，紧定螺钉联接。
机械设计基础习题(西北工业大学版)5文档
第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。
打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。
由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。
影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。
避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。
9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。
1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120） 12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。
9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？ 解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。
9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。
解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯=2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。
3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。
查表取标准值2315D mm =。
12 3.15i =满足条件。
4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。
西工大版 机械设计作业集答案
8-39 某带传动由变速电动机驱动，大带轮的输出转速的变化范围 为500~1000r/min。若大带轮上的负载为恒功率负载，应该按哪一 种转速设计带传动？若大带轮上的负载为恒转矩负载，应该按哪 一种转速设计带传动？为什么？
P Fev 1000
P一定，∵n2↓→v，所需的有效圆周力 Fe，按较 大的Fe设计带传动能够保证不打滑和具有一定的疲劳
10—24 在齿轮传动中，获得软齿面的热处理方式有 调质 、 正火 ， 而获得硬齿面的热处理方式有 渗碳淬火 、 整体淬火 、 表面淬火 等。
10—25一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 点蚀 ， 闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 断齿 ，开式齿轮传动的主 要失效形式是 磨损 ，高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出 现的失效形式是 胶合 。
提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引
起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一增速
要求，试分析采用下列哪种方案更为合理，为什么？
1、将dd2减小到280mm；
电动机
2、将dd1增大到200mm；
dd2 V带传动
v D
3、将鼓轮直径D增大到355mm。
dd1 解 输出功率P出=F·v
带传动更适宜在高速下工作。
解：∵原V带传动比：
i12
dd2 dd1
400 140
2.857
方案1、2的V带传动比：
i12
i12
dd2 dd1
280 140
400 200
2
∵原运输带速度： v nyD ,
60000
现运输带速度： v nyD ,
60000
电动机
dd2 V带传动
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：142332345=-⨯-⨯=--=PPnF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：1152432345=-⨯-⨯=--=PPnF②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为：1232332345=-⨯-⨯=--=PPnF3-6 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 FA 、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 解(b) 1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。
机械设计基础习题(西北工业大学版)5
第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。
打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。
由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。
影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。
避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。
9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？ 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。
1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120）12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。
9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。
9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。
解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯= 2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。
3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。
查表取标准值2315D mm =。
12 3.15i =满足条件。
4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。
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《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1 —1自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 7 -(2 9 1-0) -1二21-19 -1=1或：F =3n -2P L -P H=3 6 -2 8 -1-11-6自由度为F =3n _(2P L P H _P') _F' =3 9-(2 12 1 -0) -1 =1或：F =3n -2P L - F H=3 8-2 11-1=24-22 -1=11 —10自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 10-(2 14 12 -2) -1 = 30 -28 -1=1或：F =3n-2P L - P H=3 9-2 12-1 2=27-24 -2=11 — 11F =3n -2P L -P H=3 4 -2 4 -2=21 — 13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件R4 p 3 P34 R3 1、3的角速度比。
1 - 14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设 •= =10rad/s ，求构件3的速度v 3 。
v 3 =v P13 =叫 P 14P 3 =10^200 = 2000mm/s1- 15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比「1/「2。
构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心⑷ 1 沃 P 14p 2 =切2 “ !~24 P 12 4-13 P3PP1 3创|P 24p 2| 2r 2 ⑷ 2 IR 4P 12I r i=10 AC tan BCA 916.565mm/s :2.9rad / s转中心的距离l AC =15mm , I AB = 90mm ,^10rad /s ，求『-00和『-1800时，从动件角速度-'2的数值和方向。
机械设计基础第三章（西北工业大学）
机械设计基础第三章（西北工业大学）第三章机械零件的强度3-1 材料的疲劳特性§3-2 机械零件的疲劳强度计算§3-3 机械零件的抗断裂强度§3-4 机械零件的接触强度疲劳曲线机械零件的疲劳大多发生在s －N 曲线的CD 段，可用下式描述：)(D C m rN N N N C N ≤≤= s )D r rN N N >=∞（s s D 点以后的疲劳曲线呈一水平线，代表着无限寿命区其方程为：由于N D 很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个循环次数N 0(称为循环基数)，用N 0及其相对应的疲劳极限σr 来近似代表N D 和σr∞，于是有：CN N ==0m rm rN s s 有限寿命区间内循环次数N 与疲劳极限s rN 的关系为：式中，s 、N 及m 的值由材料试验确定。
二、s －N 疲劳曲线m0r rN N N s s =0mrN r N N=s s s －N 疲劳曲线详细说明极限应力线图三、等寿命疲劳曲线（极限应力线图）机械零件材料的疲劳特性除用s －N 曲线表示外，还可用等寿命曲线来描述。
该曲线表达了不同应力比时疲劳极限的特性。
在工程应用中，常将等寿命曲线用直线来近似替代。
用A 'Ｇ'C 折线表示零件材料的极限应力线图是其中一种近似方法。
A 'Ｇ'直线的方程为：m a1s ψs s s '+'=-s m as s s ='+'C Ｇ'直线的方程为：12s s s ψs -=-ψσ为试件受循环弯曲应力时的材料常数，其值由试验及下式决定：详细介绍对于碳钢，ψ≈0.1~0.2，对于合金钢，ψ≈0.2~0.3。
机械零件的疲劳强度计算1一、零件的极限应力线图由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。
以弯曲疲劳极限的综合影响系数Ｋσ表示材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1与零件对称循环弯曲疲劳极限σ-1e 的比值，即e11--=s s s K 在不对称循环时，Ｋσ是试件与零件极限应力幅的比值。
机械设计基础第三章(西北工业大学)
第三章机械零件的强度3-1 材料的疲劳特性§3-2 机械零件的疲劳强度计算§3-3 机械零件的抗断裂强度§3-4 机械零件的接触强度疲劳曲线机械零件的疲劳大多发生在s －N 曲线的CD 段，可用下式描述：)(D C m rN N N N C N ≤≤= s )D r rN N N >=∞ （s s D 点以后的疲劳曲线呈一水平线，代表着无限寿命区其方程为：由于N D 很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个循环次数N 0(称为循环基数)，用N 0及其相对应的疲劳极限σr 来近似代表N D 和σr∞，于是有：CN N ==0m rm rN s s 有限寿命区间内循环次数N 与疲劳极限s rN 的关系为：式中，s 、N 及m 的值由材料试验确定。
二、s －N 疲劳曲线m0r rN N N s s =0mrN r N N ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=s s s －N 疲劳曲线详细说明极限应力线图三、等寿命疲劳曲线（极限应力线图）机械零件材料的疲劳特性除用s －N 曲线表示外，还可用等寿命曲线来描述。
该曲线表达了不同应力比时疲劳极限的特性。
在工程应用中，常将等寿命曲线用直线来近似替代。
用A 'Ｇ'C 折线表示零件材料的极限应力线图是其中一种近似方法。
A 'Ｇ'直线的方程为：m a1s ψs s s '+'=-s m as s s ='+'C Ｇ'直线的方程为：12s s s ψs -=-ψσ为试件受循环弯曲应力时的材料常数，其值由试验及下式决定：详细介绍对于碳钢，ψ≈0.1~0.2，对于合金钢，ψ≈0.2~0.3。
机械零件的疲劳强度计算1一、零件的极限应力线图由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。
以弯曲疲劳极限的综合影响系数Ｋσ表示材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1与零件对称循环弯曲疲劳极限σ-1e 的比值，即e11--=s s s K 在不对称循环时，Ｋσ是试件与零件极限应力幅的比值。
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机械设计基础答案(西工大版)第一章前面有一点不一样，总体还行~~~1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。
为零件选材时应考虑的主要要求：1.使用方面的要求：1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态，2）零件的工作条件，3）对零件尺寸及重量的限制，4）零件的重要程度，5）其他特殊要求。
2.工艺方面的要求。
3.经济方面的要求。
1-2.试说明下列材料牌号的意义：Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZcuSn1 0P1,LC4.解：Q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235Mpa。
45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。
40Cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的Cr元素。
65Mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于1.5%的Mn 元素。
ZG230-450表明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450.HT200表明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为200Mpa.ZCuSn10P1铸造用的含10%Sn、1%P其余为铜元素的合金。
LC4表示铝硅系超硬铝。
1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。
第二章2-7.为什么要提出强度理论？第二、第三强度理论各适用什么场合？解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的复杂应力状态，为了判断复杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。
第二强度理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素，适用于石料、混凝土、铸铁等脆性材料的失效场合。
第三强度条件：认为最大切应力是引起屈服的主要因素，适用于低碳钢等塑性材料的失效场合。
2-15.画出图示梁的弯矩图。
解：F0,F F F0,M0,F*3a M F*a0 F0,F FA BA BB A∑=+-=∑=+-= ==解：12221F 0F F F 2F F 0M 0,F*2a 2F*a F*4a F *3a 0F 8/3F,F 2/3FA ∑=++--=∑=++-===-，第三章3-4.计算图示各机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
3-5.图示为一简易冲床的拟设计方案。
设计者思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固定在轴A 上的凸轮2和杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下往复运动，以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，计算机构的自由度，并分析其运动是否确定，如其运动不确定，试提出修改措施。
3,4,132332410L H L H n P P F n P P ====--=⨯-⨯-=由于F=0,故不能运动修改措施为：3-6.试绘出图示机构的运动简图，并计算其自由度。
3,43233241L L H n P F n P P ===--=⨯-⨯=5,7,0323527=1L H L H n P P F n P P ====--=⨯-⨯5,7,0323527=1L H L H n P P F n P P ====--=⨯-⨯第四章4-6.在图4-11所示的差动螺旋机构中，螺杆1与机架3在A 处用右旋螺纹连接，导程A S =4mm ，当摇柄沿顺时针方向转动5圈时，螺母2向左移动5mm ，试计算螺旋副B 的导程BS ，并判断螺旋副B 的旋向。
解：由题意判断B 为右旋，A 、B 同向，固有：12()(4)105225A B B B S S S S mmϕπππ--=-==l ，故第五章 5-7.根据图中所注尺寸，试问如何才能获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？解：根据曲柄存在的条件：（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和；（2）最短杆为连架杆。
根据题意：140+200<170+180，故满足第一条件。
当最短杆AD为连架杆时，即AB、CD固定时，极限位置如图所示，为曲柄摇杆机构。
当最短杆AD为机架时，极限位置如下图所示，为双曲柄机构。
当AD为连杆时，极限位置如下图所示，为双摇杆机构。
5-8．图示铰链四杆机构123100,200,300lmm l mm l mm ===，若要获得曲柄摇杆机构，试问机架长度范围为多少？解：根据曲柄存在的条件：（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和；（2）最短杆为连架杆。
根据题意：（1）若4l 为最长杆（4l ≥300），1l +4l ≤2l +3l ，300≤4l ≤400. （2）若3l 为最长杆（4l ≤300），1l +3l ≤2l +4l ，200≤4l ≤300. 故200≤4l ≤400. 5-10.设计一曲柄摇杆机构。
已知摇杆长度100CD l mm =，摆角030ψ=，行程速比系数K=1.2。
试用图解法根据最小传动角0min 40γ≥的条件确定其余三杆的尺寸。
解：由001180=16.361K K θθ-=+，.故，先画出CD 和C D ',使得∠C DC '=030ψ=.由于0=16.36θ，故过C 和C '作∠CC O '和∠C CO '=073.64，以O 点为圆心作圆过C 做∠DCA=045交圆O 于A 点。
AC=133mm ，AC '=91.89mm ，AD=94.23mm,计算得AB=20.555mm,BC=112.445mm所以其他三杆长度为：AD=94.23mm ，AB=20.555mm,BC=112.445mm5-11.设计一曲柄滑块机构。
已知滑块行程H=50mm,偏距e=20mm,行程速比系数K=1.5.试用图解法求出曲柄和连杆的长度。
解：由001180=361K K θθ-=+，首先，画出CC '=50mm ，作∠CC O '=∠C CO '=054，过O 作圆交偏心线于A ，连接AC, AC '测得长度如图所示，算出AB=21.505，BC=46.515.5-12.设计一导杆机构。
已知机架长度100AD lmm =，行程速比系数K=1.4，试求曲柄长度。
解：001180=301K K θθ-=+，,即∠BCB '=030. AB ⊥BC,∠ACB=015,AC=100AD lmm =.AB=25.88mm5-13.设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。
已知炉门上两活动铰链间距离为50mm ，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示）。
设固定铰链在O-O 轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。
解：因为点A 、D 在O-O 轴线上，由于AB=AB ',AC AC '=,所以运用垂直平分线定理，连接BB CC ''和，分别作其中垂线交O-O 轴线于点A 、D ，因此找到A 点和D 点。
AB=67.34,CD=112.09,AD=95.74第六章6-2.四种基本运动规律各有何特点？各适用何种场合？什么是刚性冲击和柔性冲击？解：（1）等速运动规律的特点是：在从动件运动的起始点和终了点都有速度的突变，使加速度趋于无限大，因此会引起强烈的刚性冲击。
这种冲击对凸轮机构的工作影响很大，所以匀速运动规律一般只适用于低速或从动件质量较小的场合。
（2）等加速等减速运动规律的特点是：在一个运动循环中，从动件的运动速度逐步增大又逐步减小，避免了运动速度的突变；但在从动件运动的起始点、转折点和终了点仍存在着加速度的有限突变，还会有一定的柔性冲击。
所以这种运动规律适用于凸轮为中、低速转动，从动件质量不大的场合。
（3）余弦加速度运动规律的特点是：推杆的加速度按余弦规律变化，且在起始点和终点推杆的加速度有突变，有一定的柔性冲击。
一般只适用于中速场合。
（4）正弦加速度运动规律的特点是：推杆的加速度按正弦规律变化，但其加速度没有突变，可以避免柔性冲击和刚性冲击，适用于高速场合。
刚性冲击：由于加速度有突变，并且加速度值理论上为无穷大，但由于材料具有弹性，使得加速度和惯性达到很大（不是无穷大），从而产生很强烈的冲击，把这一类冲击称为刚性冲击。
柔性冲击：由于加速度有突变，但这一突变为有限值，引起的冲击较为平缓，故称这一类为柔性冲击。
6-7.盘形凸轮基圆半径的选择与哪些因素有关？解：由于2tan o v r s ωα=-，故盘形凸轮基圆半径的选择与推杆的运动规律，推杆的工作行程和推杆的许用压力角和推程运动角有关。
一般在满足 []max αα≤的条件下，合理地确定凸轮的基圆半径，使凸轮机构的尺寸不至过大。
6-8.试设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线，已知凸轮作顺时针方向旋转、推杆行程h=30mm ，基圆半径040rmm =,滚子半径r 10r mm =，凸轮各运动角为：0000o o 12015015060S S φφφφ''====、、、，推杆的运动规律可自选。
解：由题意得：凸轮理论廓线基圆半径为40mm,实际半径为30mm. 等速推程时，由公式0030120h s ϕϕφ==得：等加速等减速回程时，由公式等加速公式222002020*********-15026030-=[150-(150(150)(150)h h s h s ϕϕφϕϕφφ'=-=-=-''（）和等减速公式（））]得：推杆位移s/mm 30 27.6 20.4 9.6 2.4 0故根据反转法画出下图：第七章7-1.对于定传动比的齿轮传动，其齿廓曲线应满足的条件是什么？解：由于相啮合的齿廓在接触点处的公法线与连心线交于固定点，故齿廓曲线上任意一点的法线与连心线都交于固定点。
7-2.节圆与分度圆、啮合角与压力角有什么区别？解：分度圆是指定义齿轮标准模数（并且压力角为20°时）乘以齿数所求得的直径。
以轮心为圆心，过节点所作的圆称为节圆。
也就是说分度圆在齿轮确定时是确定不变的，节圆是只有两齿轮啮合时才存在，单个齿轮没有节圆，并且节圆是随着中心距变化而变化的。
渐开线齿廓上某点的法线（压力线方向），与齿廓上该点速度方向线所夹的锐角称为压力角，渐开线齿廓上各点的压力角不等。
啮合角是在一般情况下（不指明哪个圆上的啮合角，一般就是指分度圆上的压力角），两相啮合齿轮的端面齿廓在接触点处的公法线与两节圆在节点处公切线所夹的锐角。