安徽工业大学机械设计复习资料机械设计基础资料(完整版)(精)

1.机械是机器和机构的总称。

零件是制造的单元, 构件是运动的单元。

2. 两构件通过面接触组成的运动副称为低副, 两构件通过点、线接
触组成的运动副称为高副。

3.带传动的主要失效形式为打滑和疲劳损坏。

设计准则为:在保证不打滑前提下,具有足够疲劳强度或寿命。

4. 在凸轮机构中, 从动件按等加速等减速运动规律运动, 会引起机构的柔性冲
击 , 等速运动规律则引起机构的刚性冲击。

5.凸轮机构包括机架、凸轮和从动件三部分,凸轮与从动件之间的接触可以依
靠重力;弹簧力或沟槽来维持。

6.常用螺纹牙型中 ___矩形形螺纹效率最高, __三角形形自锁性最好。

7.螺纹联接常用的防松措施(防松装置有弹簧垫圈;双螺母;开口销;止动垫
圈。

(列举两种即可
8.普通平键的工作面是两侧面 ,楔键的工作面为上下面。

9.矩形螺纹副的自锁条件是ψρ≤(或升角小于等于摩擦角 ,三角形螺纹
副的自锁条件是ψρ'≤(或v ψρ≤ (或升角小于等于当量摩擦角。

10.工作中只受弯矩不受扭矩的轴叫作心轴;只受扭矩不受弯矩的轴叫作传动轴;同时受弯矩和扭矩的轴叫作转轴。

(P270
11.当齿轮中心距稍有改变时, 传动比保持原值不变的性质称为可分性。

齿
轮连续传动条件为重合度大于等于 1。

12.一对外啮合渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件为:m n1=mn2、
12n n αα=; 12ββ=( 13.蜗杆传动正确啮合条件为:12x t m m m ==; 12x t ααα==; γβ= 。

15.带传动工作时,带上所受应力有拉应力、弯曲应力、离心拉应力三
种,最大应力在紧边进入小带轮接触处。

16. 标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为 ____17________。

(P185
18. 构件是运动的单元,零件是制造的单元。

19. 周期性速度波动的调节方法是加装飞轮 ,而非周期性速度波动的调节方法
是加调速器。

(P49
20. 根据运动副中两构件的接触形式不同,运动副分为 ____高副 ______、 ____低副 ______。

21. 滚动轴承中, 代号为 6112轴承表示轴承的内径为 ___60mm_________, 直径系列为 _____
特轻系列 _______,类型为 ____深沟球轴承 ________。

P(307
22. 凸轮轮廓曲线是由从动件的运动规律所决定的。

23. 铰链四杆机构的基本型式有 ___曲柄摇杆机构 _________、 _____双曲柄机构 _______、
______双摇杆机构 ______。

P(17
24. 普通平键的工作面是两侧面 ,工作时靠键的两侧面与轴及轮毂上键槽侧壁的挤压传递转矩。

P(105
25. 常见的间歇运动机构有
全齿轮机构。

凸轮间歇运动机构 P(42
二选择题
1.零件在 A 长期作用下将引起疲劳破坏。

(A 交变应力; (B 静应力; (C 切应力; (D 正应力。

2. 无急回运动性质的四杆机构是 A 。

(A 对心曲柄滑块机构 ; (B 偏置曲柄滑块机构; (C 曲柄摇杆机构。

3.曲柄摇杆机构的死点位置在 C 。

(A 原动杆与连杆共线; (B 原动杆与机架共线; (C 从动杆与连杆共线 ; (D 从动杆与机架共线。

4. 在螺栓的直径参数中, __ B__与螺栓的抗拉强度关系最大。

(A 中径; (B 小径 ; (C 大径。

5.设计时键的截面尺寸通常是根据_D _从标准中选取。

(A 键传递的转矩; (B 轴的转速 ; (C 轮毂的长度; (D 轴的直径。

6. 对于平键静连接,主要失效形式是 A __,动连接的主要失效形式则是 _B__。

(A 工作面的压溃; (B 工作面过度磨损; (C 键被剪断 ; (D 键被弯断。

7.凸轮机构运动时,可能有很大冲击,其主要原因是 A 。

(A 从动件运动规律选择不当; (B 从动件往复运动的惯性; (C 凸轮转速较高。

8. V 带传动设计中,限制小带轮的最小直径主要是为了 B 。

(A 使结构紧凑; (B 限制弯曲应力; (C 限制小带轮上的包角; (D 保证带和带轮接触面间有足够的摩擦力。

9. 基圆越大,渐开线越 A 。

(A平直; (B弯曲; (C变化不定。

10.标准齿轮以标准中心距安装时,分度圆压力角 B 啮合角。

(A大于; (B等于 ; (C小于。

11.一减速齿轮传动,小齿轮 1选用 45钢调质,大齿轮 2选用 45钢正火,它们的齿面接触应力的关系是 A 。

(AσH1= σH2; (B σH1< σH2 ; (C σH1> σH2 。

12. 在圆柱齿轮传动中, 常使小齿轮齿宽略大于大齿轮齿宽, 原因是 C 。

(A提高小齿轮齿面接触强度; (B提高小齿轮齿根弯曲强度; (C补偿安装误差,保证全齿宽接触 ; (D减少小齿轮载荷分布不均。

13.两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮 1的模数 m 1 =2mm,齿数 z 1 =30;齿轮 2的模数 m 2 =6mm,齿数 z 2=30。

此时,它们的齿形系数 B 。

(AY F1> Y F2; (B Y F1= Y F2; (C Y F1< Y F2 。

14.除公式 C 外,其余均可以计算蜗杆传动比。

(A i =z 2/ z 1 ; (B i =ω1/ ω2 ; (C i =d 2/ d 1 。

15.在轴的结构设计中, __D__用于轴上零件的周向固定。

(A轴肩; (B 圆螺母; (C套筒; (D 平键;
16. __C__轮系中的两个中心轮都是运动的。

(A行星; (B周转; (C差动。

17. 一般转速、一般载荷工作的正常润滑的滚动轴承其主要失效形式是 ______B_______。

(A 滚动体碎裂; (B 滚动体与滚道产生疲劳点蚀; (C 滚道磨损; (D 滚道压坏。

18. 在各种基本类型的向心滚动轴承中 ______B________不能承受轴向载荷。

(A 调心球轴承; (B 圆柱滚子轴承; (C 调心滚子轴承 ; (D 深沟球轴承。

19. 边界油膜起润滑作用的滑动轴承是 A 。

(A非液体滑动轴承 ; (B液体动压滑动轴承; (C液体静压滑动轴承。

20. 按弯扭合成强度条件计算轴的应力时,公式中折合系数α主要是考虑
___B_______。

(A 材料抗弯与抗扭的性能不同 (B弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同 (C 强度理论的要求
21. 在凸轮机构中,如从动件按等加速等减速运动规律运动,会引起机构的。

(A 没有冲击 (B 刚性冲击 (C 柔性冲击
22. 设计键的截面尺寸时,通常是根据从标准中选取。

(A 键传递的转矩 (B 轴的转速 (C 轮毂的长度 (D 轴的直径 23. 自行车前轮轴是A 。

(A 心轴 (B 转轴 (C 传动轴
24. V带传动主要依靠 B 传递运动和动力。

P(130
(A 带的紧边拉力 (B 带和带轮接触面间的摩擦力 (C 带的预紧力
25. 在螺栓的直径参数中, 是螺栓的危险截面直径。

(A 中径 (B 小径 (C 大径
26. 当齿轮中心距稍有改变时, 保持原值不变的性质称为中心距可分性。

(A压力角 (B啮合角 (C传动比
27. 一对减速齿轮传动,小齿轮 1选用 45钢调质,大齿轮 2选用 45钢正火,它们齿面接触应力之间的关系是 A 。

(A σH1= σH2(B σH1< σH2(C σH1> σH2
28. 下列为内燃机中的零件,其中是专用零件。

(A 平键 (B 齿轮 (C 轴承 (D 活塞
29. 曲柄摇杆机构中 , 当机构的传动角较大时 , 则 A。

(A 机构的传动性能较好 (B 机构的传动性能较差 (C 可以满足机构的自锁要求(D 机构的效率较低
30. 设计链传动时,链节数最好取 A 。

(A 偶数 (B 奇数 (C 质数 (D 链轮齿数的整数的整数倍
三.简答题
1、常见的齿轮失效形式有哪些?开式齿轮传动和闭式齿轮传动的失效形式是否相同?对一般用途的闭式齿轮传动设计时进行哪些计算?
常见的齿轮失效形式有:1 轮齿折断 2 齿面磨粒磨损 3 齿面点蚀 4 齿面胶合不同, 开式齿轮传动的主要失效形式是磨粒磨损和弯曲疲劳折断。

闭式齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀和弯曲疲劳折断。

对一般用途的闭式齿轮传动设计时进行齿根弯曲疲劳强度和齿面接触强度的计算。

2、带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的?它们对带传动有何影响?
答:由于带的紧边和松边拉力不等, 使带的两边弹性变形不等, 引起带与带轮面产生微量相对滑动,称为弹性滑动。

它是带传动中的固有的物理现象,是不可避免的。

弹性滑动导致带传动的实际传动比不是定值,即传动比不准确。

带能传递的圆周力有一个极限值, 如果由于某种原因机器出现过载, 则圆周力不能克服从动轮上的阻力矩, 带将沿轮面发生全面滑动, 从动轮转速急剧降低甚至不动, 这种现象称为打滑。

打滑不仅使带丧失工作能力, 而且使带急剧磨损发热。

打滑是带传动主要失效形式之一。

3、齿轮传动的最基本要求是什么?齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求?
齿轮传动最基本要求是其瞬时角速比(或称传动比必须恒定不变。

欲使齿轮传动得到定传动比,齿廓的形状必须符合下列条件:不论轮齿齿廓在任何位置接触,过接触点所作齿廓的公法线均须通过一定点(节点 P 。

4、指出下列符号各表示什么材料:Q235, 35, 65Mn , HT200 ?
答:Q235:屈服极限为 235Mpa 的普通碳素钢; 35:平均含碳量为 0.35%的优质碳素钢; 65Mn :平均含碳量为 0.65%,含 Mn 约为 1%的优质碳素钢; HT200:抗拉强度为200Mpa 的灰铁。

5何谓转子的动平衡?何谓转子的静平衡?
6带传动的弹性滑动和打滑是由什么原因引起的?有何区别?
7何谓齿轮的分度圆及节圆?两者有何区别?何谓齿轮的压力角及啮合角?两角
有何区别?
8说出几种轴上零件的轴向固定方式(至少四种。

计算题
1. 一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的参数为 :
1z =21,2z =100,m =2mm , α=200
, *a h =1, *c =0.25。

试计算传动比 i ,两轮的分度圆直径及齿项圆直径,中心距,齿距。

传动比 211004.7621
z i z === 两轮的分度圆直径 1121242d z m mm =⨯=⨯=; 221002200d z m mm
=⨯=⨯=
齿顶圆直径 *11(2 23246a a d z h m mm =+⨯=⨯=
*22(2 1022204a a d z h m mm =+⨯=⨯= 中心距 121211( ( 12122
a z z m d d mm =+⨯=+=
齿距 3.1426.28p m mm π==⨯=
2下图所示是一个大传动比的减速器。

已知各轮的齿数为z 1=100, z 2=101, z 2’ =100, z 3=99, 求输入件 H 对输出件 1的传动比 i H1。

解:列出转化轮系的传动比。

10000999910010099101 1(' 213223113=⨯⨯=-=--=z z z z n n n n i H H H
n3 = 0 ，代入得： n1 1 = nH 10000 ⇒ iH 1 = nH = 10000 n1 n1 − nH n 9999=1−
1 = 0 − nH nH 10000 3 共有七处不合理，至少找出 6 处，每处 1 分。

①⑩②③④
⑤⑥⑦⑧⑨ 1 调整垫圈 2 轴颈过长 3 套筒高于轴承内圈 4 键联接 5 定位不准确 6 套筒高于轴承内圈 7 调整垫圈无密封 9 键联接 10 同一直径轴段过长 4. 计算右图所示机构的自由度，若有复合铰链、虚约束和局部自由度，请指出复合铰链虚约束解：n=7 PL=9 pH=2 F=3n-2PL-Ph=3×7-2×9-2=1
5 试说明下图中蜗轮的螺旋方向，标出蜗轮的转向，并画出啮合点处的受力图（ Ft、Fr、Fa ）。

4、蜗轮为左旋，逆时针转动(或在图中标出。

画出六个力的方向 Fa1 Ft1 Fr2 Fa2 Ft2 Fr1 5 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距 a ＝150mm，传动比 i12 =4,小齿轮齿数 Z1 = 20 。

试确定这对齿轮的模数 m 和大齿轮的齿数 Z 2 、分度圆直径 d 2 、齿顶圆直径 d a 2 、齿根圆直径 d f 2 以及齿距p。

m( z1 + z 2 m × (20 + 80 ⇒ = 150 ⇒ m = 3 mm 2 2 d2=mz2=3 × 80=240mm
da2=d2+2ha*m=240+2 × 1 × 3=246mm df2=d2-2(ha*+c*m=240-2×（1+0.25）
×3=232.5mm p=πm=3.14×3=9.42mm 解： Z 2 = i × Z1 = 4 × 20 = 80 ， a = 6 图示的轮系中，各齿轮均为标准齿轮，且其模数均相等，若已知 Z1 = 18 ， 2 = 25 ， 3 = 20 。

Z Z n1 = 200 r min （顺时针） n 4 = 50 r min （顺时针），，试求系杆 H 的转速及转向。

解：由于各齿轮为标准齿轮，并且行星轮系的基本构件需要同轴，因此有下式成立Z1 + Z 2 = Z 4 − Z 3 ⇒ Z 4 = Z1 + Z 2 + Z 3 = 18 + 25 + 20 = 63 列出转化轮系的传动比H i14 = n1 − nH z z 25 × 63 35 = (−11 2 4 = − =− n4 − nH z1 z3 18 × 20 8 把 n1 = 200(或− 200，n4 = 50 （或− 50），代入上式得： 3350 3350 r min = 78 r min 或nH = − r min = −78 r min 43 43 系杆转向与齿轮 4 相同，为顺时针方向。

⇒ nH = 7 下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。

齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。

（注：至少找出 5 处，不必改正） 1.无垫片，无法调整轴承的游系 2.轴肩过高，无法拆卸轴承 3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘 4.轴套长度应小于轮毂的长度 5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。

6.套筒顶不住齿轮（过定位） 7.套筒应低于轴承外圈 8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。

9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触 10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。