机械设计第三章习题
东南大学机械设计基础第03章习题
第3章习题3.1 在图示正弦机构中，已知曲柄AB 的等角速度 45,m m 100,rad/s 2011===ϕωAB l 。
试用解析法求构件3的速度和加速度。
题3.1图 题3.2图3.2 在图示曲柄滑块机构中，已知， 60,r/min 1500,mm 330,mm 10011====ϕn l l BC AB 。
试用解析法求滑块3的速度和加速度。
3.3 在图示冲床机构中，已知m 54.0,m 125.0,m 4.0,m 1.0====CE CD BC AB l l l l ，m 35.0=h ，rad/s 101=ω（为常数），转向如图；当 301=ϕ时，BC 杆处于水平位置。
试用解析法求点E 的速度和加速度规律。
题3.3图 题3.4图3.4 在图示机构中，已知m 1.0,m4.0,m 26.0,m 08.0====CE DE BC AB l l l l ，m 46.0=EF l ，rad/s 101=ω（为常数）；构件1的质心1S 位于AB 的中点，构件2的质心2S 位于BC 的中点，构件3的质心3S 位于CD 的中点，构件4的质心4S 位于EF 的中点。
试编程求解机构在 360,,60,30,01=ϕ各位置时构件5的位移、速度和加速度，以及各构件质心的位置、速度和加速度。
3.5 试确定下列机构中的所有速度瞬心位置。
题3.5图3.6 在图示凸轮机构中，已知 90,mm 80,mm 22,mm 501====ϕAC OA l l r ，凸轮1的角速度rad/s 101=ω，逆时针方向转动。
试用瞬心法求从动件2的角速度2ω。
题3.6图 题3.7图3.7 图示齿轮连杆组合机构，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的角速度之比31/ωω。
3.8 在图示四杆机构中，已知rad/s 10,m m 125,m m 90,m m 651=====ωBC AD CD AB l l l l ，顺时针转动。
试用瞬心法求：1) 当 15=ϕ时，点C 的速度C v ；2) 当 15=ϕ时，构件BC 上（即BC 线上或其延长线上）速度最小的一点E 的位置及其速度值；3) 当0=C v 时角ϕ的值。
(完整版)机械设计课后习题答案
第一章绪论（1）1-2 现代机械系统由哪些子系统组成, 各子系统具有什么功能？（2）答: 组成子系统及其功能如下:（3）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
（4）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。
第二章执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置, 或对作业对象进行检测、度量等, 按预定规律运动, 进行生产或达到其他预定要求。
第三章控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作, 并准确可靠地完成整个机械系统功能。
第四章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时, 由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂, 如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。
（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限, 零件产生塑性变形。
（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。
2-4 解释名词: 静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。
答: 静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。
变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。
名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。
静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。
变应力随时间变化的应力, 可以由变载荷产生, 也可由静载荷产生。
（1）2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？（2）答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题, 其基本原则如下：①材料的使用性能应满足工作要求。
使用性能包含以下几个方面:②力学性能③物理性能④化学性能①材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点:②铸造性③可锻性④焊接性⑤热处理性⑥切削加工性①力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素:②材料的相对价格③国家的资源状况④零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？答: 衡量润滑油的主要指标有: 粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。
机械设计基础分章节练习题
《机械设计基础》课程分章节练习题第一章机械设计基础概论第二章平面机构运动简图及自由度第三章平面连杆机构一、单项选择题1. 机器中各制造单元称为（）A．零件B．构件C．机件D．部件2. 机器中各运动单元称为（）A．零件B．构件C．部件D．机件3. 在平面机构中，每增加一个低副将引入（）A．0个约束B．1个约束C．2个约束D．3个约束4. 机构具有确定相对运动的条件是（）A．机构的自由度数目等于主动件数目 B. 机构的自由度数目大于主动件数目C．机构的自由度数目小于主动件数目 D. 机构的自由度数目大于等于主动件数目5. 平面运动副所提供的约束为（）A.1B.2C.1或2D.36. 由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为( )A.1B.m-1C.mD.m+l7. 平面铰链四杆机构ABCD中，AD为机架，L AB=40mm，L BC=60mm，L CD=120mm，L AD=120mm，那么（）A．AB杆为曲柄，CD杆为摇杆 B. AB杆与CD杆均为曲柄C．AB杆与CD杆均为摇杆 D. AB杆为摇杆，CD杆为曲柄8. 无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为( )A.θ<︒0B.θ=︒0C.θ≥︒0D.θ>︒09. 一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则将演化为（）A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.导杆机构10. 铰链四杆机构的死点位置发生在（）A．从动作与连杆共线位置B．从动件与机架共线位置C．主动件与连杆共线位置D．主动件与机架共线位置11. 铰链四杆机构ABCD中，AB为曲柄，CD为摇杆，BC为连杆。
若杆长l AB=30mm,l BC=70mm，l CD=80mm，则机架最大杆长为（）A.80mmB.100mmC.120mmD.150mm12. 曲柄摇杆机构处于死点位置时，角度等于零度的是（）A．压力角B．传动角C．极位夹角D．摆角13. 在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其它两杆长度之和，则要获得双摇杆机构，机架应取（）A．最短杆B．最短杆的相邻杆C．最短杆的对面杆D．无论哪个杆14. 铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则机构为（）A．曲柄摇杆机构B．曲柄滑块机构C．双曲柄机构D．双摇杆机构15. 在铰链四杆机构中，传动角γ和压力角α的关系是（）A．γ=180°-αB．γ=90°+αC．γ=90°-αD．γ=α16. 在下列平面四杆机构中，一定无急回特性的机构是（）A.曲柄摇杆机构B.摆动导杆机构C.对心曲柄滑块机构D.偏置曲柄滑块机构17. 偏心轮机构是由铰链四杆机构（）演化而来的。
机械制造装备设计第3章习题答案
《机械制造装备设计》第4版第三章习题参考答案3-1 为什么对机床主轴要提出旋转精度、刚度、抗振性、温升及耐磨性要求？主轴组件的功用是缩小主运动的传动误差并将运动传递给工件或刀具进行切削，形成表面成形运动；承受切削力和传动力等载荷。
主轴组件直接参与切削，其性能影响加工精度和生产率。
末端传动组件（包括轴承）要有较高的制造精度、支承刚度，必要时采用校正机构，这样可缩小前面传动件的传动误差，且末端组件不产生或少产生传动误差。
旋转精度是主轴组件装配后，静止或低速空载状态下，刀具或工件安装基面上的全跳动值。
它取决于主轴、主轴的支承轴承、箱体孔等的制造精度，装配和调整精度。
动态刚度包括抗振性、热变形、噪声。
耐磨性是精度保持性的体现。
故机床主轴要提出旋转精度、刚度、抗振性、温升及耐磨性要求。
3-2 主轴部件采用的滚动轴承有那些类型，其特点和选用原则是什么？双列圆柱滚子轴承、双向推力角接触球轴承、角接触球轴承、双列圆锥滚子轴承。
双列圆柱滚子轴承，滚子直径小，数量多(50~60个)，具有较高的刚度；两列滚子交错:1，轴向布置，减少了刚度的变化量；外圈无挡边，加工方便；主轴内孔为锥孔，锥度12移动内圈使之径向变形，调整径向间隙和预紧；黄铜实体保持架，利于轴承散热。
NN3000K 超轻系列轴承。
轴承型号为234400，接触角60ο，滚动体直径小，极限转速高；外圈和箱体孔为间隙配合，安装方便，且不承受径向载荷；与双列圆柱滚子轴承配套使用。
角接触球轴承常用的型号有7000C系列和7000AC系列，前者接触角为15ο，后者为25ο。
7000C系列多用于极限转速高，轴向负载小的机床，如内圆磨床主轴等；7000AC系列多用于极限转速高于双列滚子轴承，轴向载荷较大的机床，如车床主轴和加工中心主轴。
为提高支承刚度，可采用两个角接触球轴承组合安装。
圆锥滚子轴承，与圆锥齿轮相似，内圈滚道锥面、外圈滚道锥面及圆锥滚子轴线形成的锥面相交于一点，以保证圆锥滚子的纯滚动。
机械设计基础-第三章练习题 - 参考答案
《机械设计基础》第三章平面连杆机构练习题班级：姓名：学号：成绩：一、填空题（20分，每空1分）1.铰链四杆机构的压力角α=40°，则传动角γ= 50°，传动角越大，传动效率越高。
2.曲柄摇杆机构中，当从动曲柄和连杆共线时出现死点位置。
3.曲柄摇杆机构中，只有取摇杆为主动件时，才有可能出现死点位置。
处于死点位置时，机构的传动角γ=0°。
4.对心曲柄滑块机构的极位夹角θ=0°，其行程速比系数K= 1 。
5.如图所示铰链四杆机构，a=70mm，b=150mm, c=110mm ,d=90mm。
若以a杆为机架可获得双摇杆机构，若以b杆为机架可获得双摇杆机构。
6.如图所示铰链四杆机构中，若机构以AB杆为机架时，为双曲柄机构；以CD杆为机架时，为双摇杆机构；以AD杆为机架时，为曲柄摇杆机构。
7.如图铰链四杆机构中，d的长度在28 ＜d ＜44 范围内为曲柄摇杆机构；在 d ＜12 范围内为双曲柄机构。
题5图题6图题7图8.在曲柄摇杆机构中曲柄与机架两次共线位置时可能出现最小传动角。
9.连杆机构的急回特性用行程速比系数K 表达。
10.曲柄摇杆机构中，若曲柄等速转动，极位夹角θ=36°，摇杆工作时间为9秒，试问摇杆空回行程所需时间为 6 秒。
11.平面四杆机构的行程速比系数K值的取值范围为1≤K≤3 。
二、单选题（30分，每小题2分，在雨课堂平台完成）三、判断题（20分，每小题2分，在雨课堂平台完成）四、设计题（30分，每小题10分）1.在如下图所示的平面四杆机构中，圆括号内的数字为杆长，试确定机架长度d 的取值范围，以便使该机构分别成为：（1）双曲柄机构；（2）曲柄摇杆机构；（3）双摇杆机构。
解：（1）机构成为双曲柄机构时，首先应满足杆长条件，且应使机架AD为最短杆，则有d＜40d+60≤40+45解得： d≤25，因此，机架长度d≤25时，该机构为双曲柄机构。
机械设计复习题答案
K (σ + σ )ca第三章机械零件的疲劳强度设计3－39 试推导出 σmin ＝常数或 σm ＝常数时安全系数的计算公式，并比较 r ＝常数和上述两种情况下安全系数计算公式的区别（可代入一些具体数字进行比较）3－65 一钢制零件，工作应力为：σmax =250MP a ，σmin =－50MP a 。
零件的疲劳强度综合 影 响 系 数 K σ=1.35 ， 材 料 的 力 学 性 能 为 σb =630MP a ， σs =455MP a ， σ-1=285MP a ， σ0=510MP a 。
若 许 用 安 全 系 数 对 变 应 力 取 [S σ]=1.3、对静应力取[S σ]＇=1.5，并按无限寿命 考虑，试分别用解析法和图解法校核该零件的安全系数。
（σa =150MP a ，σm =100MP a ，ψσ=0.1176） 第一种情况：r=CS =caσ-1K σ + ϕ σσ a σm= 1.33 >[S σ]安全第二种情况：σm =CS = σ -1 + ( K σ - ϕσ )σm = 1.21 <[S ]σ σam不安全第三种情况：σmin =CS = ca 2σ + ( K - ϕ )σ-1 σ σ min ( K + ϕ )(2σ + σ σ σ a min)= 1.39安全第四章摩擦、磨损及润滑概述二、分析与思考题1 按照摩擦机理分，磨损有哪几种基本类型？它们各有什么主要特点？2 机械零件的磨损过程分为哪三个阶段？在设计使用时，在设计或使用机器时如何要 求以延长零件的寿命？3 获得流体动力润滑的必要条件是什么？4 润滑剂的作用是什么？常用润滑剂有哪几种？l 2第五章 螺纹联接和螺旋传动三、计算题1、 如图示高压容器螺纹联接 的 a ）、b ）、c ）三种方案，问哪 种比较合理？并说明其它方案为什么不合理。
解答：图（b ）比较合理。
图(a)螺纹联接布置太少，两螺纹间矩太大，对于高压熔器很难保证密封性要求；图(c)螺纹联接太多，两螺纹间矩太小，不够扳手的活动空间，没法拧紧和放松。
机械设计习题
第三章 机械零件的强度一、 名词解释1、循环特性r 、对称循环、脉动循环2、静强度、疲劳强度、高周疲劳、低周疲劳、N -σ曲线、等寿命曲线（极限应力线图）3、寿命系数K N 、循环基数、单向稳定变应力、单向不稳定变应力、双向稳定变应力、设计安全系数、计算安全系数二、选择题1、若传动轴作正、反向转动，则轴上某点的扭转应力（剪应力）可按 处理。
A 、脉动循环B 、对称循环C 、静止不变D 、以上都不是2、以下四种叙述中， 是正确的。
A 、变应力只能由变载荷产生B 、静载荷不能产生变应力C 、变应力是由静载荷产生的D 、变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产生3、变应力特性可用max σ、min σ、a σ、m σ、r 中五个参数的任意 个来描述。
A 、一个B 、两个C 、三个D 、四个4、零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_____。
A 、 增高B 、 不变C 、 降低D 、不确定5、零件的材料、形状，尺寸，结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度______。
A 、 较高B 、 较低C 、 相同6、零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。
A 、 增高B 、 降低C 、 不变D 、 增高或降低视处理方法而定三、问答题1、在N -σ曲线上指出静强度、低周疲劳和高周疲劳区及有限寿命疲劳阶段和无限寿命疲劳阶段。
2、弯曲疲劳极限的综合影响系数K σ的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响?四、计算题1、一零件用合金钢制造，已知材料的弯曲疲劳极限的综合影响系数K σ=1.6，MPa MPa MPa MPa O S B 746,485,800,10001====-σσσσ，试绘制该零件的简化极限应力限图。
若测得零件的工作应力MPa MPa 50,350min max ==σσ，当（1）r=C,(2)C m =σ时, 分别用计算法和图解法求该零件的计算安全系数S ca 。
机械设计第三篇 机械传动习题
第三篇机械传动6、锥齿轮的齿形系数与模数无关，只与____________和______________有关。
当量齿数，变位系数7、其它条件相同时，若增加蜗杆头数，则齿面滑动速度_________________。
增加8、在机械传动中，V带（三角带）传动通常放在传动的_____________速级。
高8、蜗杆传动中，蜗杆受力F a1、F t1、F r1与蜗轮受力F a2、F t2、F r2之间的关系是：F t1=____________、F r1=__________、Fa1=____________。
Fa2，Fr2，Ft29、限制小带轮的最小直径是为了保证带中_________________不致过大。
弯曲应力1、图示传动系统中，2、蜗杆传动中，蜗制造，这是因为_______________________________________。
青铜，钢，这两种材料配对减摩耐磨性好3、在滚子链中，____________与____________、___________与___________之间是动配合。
销轴与套筒，套筒与滚子4、常用机械传动中，传动比i与大小轮直径d2，d1保持i=d2/d1关系者有__________ _____，________________；此外因存在滑动率 不能严格保证上述关系的有__________________，________________。
4、同步带传动，齿轮传动7、蜗杆传动的蜗杆直径系数q（或分度圆直径d1），当__________________时可以不取标准值。
8、在V带（三角带）传动设计计算中，限制带的根数（z≤10）是为了使________________________________________。
7、用飞刀加工蜗轮则蜗杆为__________旋，蜗轮应为___________5、下列机械传动的效率概约值分别为：滑动螺旋________________，滚动螺旋_______________，静压螺旋________________，V 带传动_________________。
机械制造装备设计第三章习题答案
第三章典型部件设计1.主轴部件应满足那些基本要求？答：主轴部件应满足的基本要求有旋转精度、刚度、抗振性、温升热变形和精度保持性等。
主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。
旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。
主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力，通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的作用力来定义，主轴部件的刚度是综合刚度，它是主轴、轴承等刚度的综合反映。
主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。
主轴部件的振动会直接影响工件的表面加工质量，刀具的使用寿命，产生噪声。
主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造精度的能力，必须提高其耐磨性。
2.主轴轴向定位方式有那几种？各有什麽特点？适用场合答：（1）前端配置两个方向的推力轴承都分布在前支撑处；特点：在前支撑处轴承较多，发热大，升温高；但主轴承受热后向后伸，不影响轴向精度；适用场合：用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。
（2）后端配置两个方向的推力轴承都布置在后支撑处；特点：发热小、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度；适用范围：用于普通精度机床、立铣、多刀车床。
（3）两端配置两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支撑处；特点：这类配置方案当主轴受热伸长后，影响轴承的轴向间隙，为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀；适用范围：用于短主轴，如组合机床。
（4）中间配置两个方向的推力轴承配置在前支撑后侧；特点：此方案可减少主轴的悬伸量，使主轴热膨胀后向后伸长，但前支撑结构复杂，温升可能较高。
3.试述主轴静压轴承的工作原理答：主轴静压轴承一般都是使用液体静压轴承，液体静压轴承系统由一套专用供油系统、节流器和轴承三部分组成。
静压轴承由供油系统供给一定压力油，输进轴和轴承间隙中，利用油的静压压力支撑载荷、轴颈始终浮在压力油中。
所以，轴承油膜压强与主轴转速无关，承载能力不随转速而变化。
濮良贵第九版机械设计习题及解析
WORD 格式 可编写第三章 机械部件的强度习题答案3-1 某资料的对称循环波折疲倦极限σ1180MPa ，取循环基数 N 0 5 106 ， m 9 ，试求循环次数 N分别为 7 000 、 25 000 、 620 000 次时的有限寿命波折疲倦极限。
[ 解 ]σ1N 1σ1 9N 0 180 95 106373.6MPaN 17 103σ1N 2σ1 9 N 018095 106324.3MPaN 22.5 10 4σ1N 3σ19 N 018095 106227.0MPaN 36.2 10 53-2 已知资料的力学性能为 σs260MPa ， σ1 170MPa ， Φσ 0.2 ，试绘制此资料的简化的等寿命寿命曲线。
[ 解 ]A ' (0,170)C( 260,0)σ1σΦσ2 0σ0σ2σ11 Φσσ2σ1 2 170283.33MPa1 Φσ 1 0.2得 D '(283.332 ,283.332) ，即 D ' (141.67,141.67)依照点 A ' (0,170) ， C (260,0) ， D ' (141.67,141.67) 按比率绘制该资料的极限应力求以以下列图所示3-3 一圆轴轴肩处的尺寸为： D =72mm ， d =62mm ， r =3mm 。
资料为 40CrNi ，设其强度极限σB=900MPa ，信服WORD 格式可编写极限 σ750MPa 试计算周健的波折有效应力集中系数k 。
s[解] 因D1.16 ，r0.048 ，查附表 3-2 ，插值得σ1.995 ，查附图 3-1 得 q σ0.78 ，将所查值dd代入公式，即k σ 1 q σ σ 1 1 0.78 1.995 1 1.8963-4 圆轴轴肩处的尺寸为： D =54mm ， d =45mm ， r =3mm 。
如用题 3-2 中的资料，设其强度极限σ B=420MPa ，试绘制此部件的简化等寿命疲倦曲线。
《机械设计基础》试题库_凸轮机构
第3章凸轮机构习题与参考答案一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1 与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是。
A．惯性力难以平衡B．点、线接触，易磨损C．设计较为复杂D．不能实现间歇运动2 与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是。
A．可实现各种预期的运动规律B．便于润滑C．制造方便，易获得较高的精度D．从动件的行程可较大3 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。
A．摆动尖顶推杆B．直动滚子推杆C．摆动平底推杆D．摆动滚子推杆4 对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为关系。
A．偏置比对心大B．对心比偏置大C．一样大D．不一定5 下述几种运动规律中，既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。
A．等速运动规律B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律）C．等加速等减速运动规律D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律）6 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用措施来解决。
A．增大基圆半径B．改用滚子推杆C．改变凸轮转向D．改为偏置直动尖顶推杆7．（）从动杆的行程不能太大。
A. 盘形凸轮机构B. 移动凸轮机构C. 圆柱凸轮机构8．（）对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。
A 尖顶式从动杆 B.滚子式从动杆 C. 平底式从动杆9．（）可使从动杆得到较大的行程。
A. 盘形凸轮机构 B 移动凸轮机构 C. 圆柱凸轮机构10．（）的摩擦阻力较小，传力能力大。
A 尖顶式从动杆 B. 滚子式从动杆 C 平底式从动杆11.（）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。
A. 尖顶式从动杆B.滚子式从动杆C. 平底式从动杆12．计算凸轮机构从动杆行程的基础是（）。
A 基圆 B. 转角 C 轮廓曲线13．凸轮轮廓曲线上各点的压力角是（）。
A. 不变的B. 变化的14．凸轮压力角的大小与基圆半径的关系是（）。
(完整版)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：115243 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：123233 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 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》习题答案 国防出版 第3章
习题33-1 铰链四杆机构有哪几种基本型式？如何判定？答：铰链四杆机构分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
判别方法为：1.当机构中最短构件长度l min与最长构件长度l max之和小于等于其余两构件长度之和，即l min+l max≤l'+l''。
（1）若取与最短构件相邻的构件为机架时，则为曲柄摇杆机构，如图3-18（a）、（b）所示。
（2）若取最短构件为机架，则为双曲柄机构，如图3-18（c）所示。
（3）若取与最短构件相对的构件为机架，则为双摇杆机构，如图3-18（d）所示。
2.当机构中最短构件长度l min与最长构件长度l max之和大于其余两构件长度之和，即l min+l max﹥l'+l''时，无论取哪一构件为机架，均为双摇杆机构。
3-2 判断如图题3-2所示铰链四杆机构的类型。
答：（a）l min+l max=25+120=145，l'+l''=100+60=160。
l min+l max﹤l'+l''，且最短杆相邻杆为机架，此机构为曲柄摇杆机构。
（b）l min+l max=40+110=150，l'+l''=70+90=160。
l min+l max﹤l'+l''，且取最短杆为机架，此机构为双曲柄机构。
（c）l min+l max=50+100=150，l'+l''=70+60=130。
l min+l max﹥l'+l''，此机构为双摇杆机构。
（d）l min+l max=50+100=150，l'+l''=70+90=160。
l min+l max﹤l'+l''，且取最短杆相对构件为机架，为双摇杆机构。
3-3 平面四杆机构有哪些基本性质?答：急回特性；压力角和传动角；止点位置。
机械设计习题3
第三章机械零件的疲劳强度设计一、选择题3－1 45钢的持久疲劳极限σ-1＝270MPa,，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为____________MPa。
（1）539 （2）135 （3）175 （4）4173－2 有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58，表面状态系数β＝0.28，尺寸系数εσ＝0.68，则其疲劳强度综合影响系数KσD=____________。
（1）0.35 （2）0.88 （3）1.14 （4）2.833－3 形状、尺寸、结构和工作条件相同的零件，采用下列不同材料制造：a）HT200；b）35钢；c）40CrNi钢。
其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是____________。
（1）a）和b）（2）c）和a）（3）b）和c）（4）b）和a）（5）a）和c）（6）c）和b）3－4 零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之____________。
（1）增高（2）不变（3）降低3－5 零件的形状、尺寸、结果相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度____________。
（1）较高（2）较低（3）相同3－6 零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度____________。
（1）增高（2）降低（3）不变（4）增高或降低视处理方法而定3－7 影响零件疲劳强度的综合影响系数KσD或KτD与____________等因素有关。
（1）零件的应力集中、加工方法、过载（2）零件的应力循环特性、应力集中、加载状态（3）零件的表面状态、绝对尺寸、应力集中（4）零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。
3－8 已知设计零件的疲劳缺口系数Kσ=1.3、尺寸系数εσ＝0.9、表面状态系数βσ＝0.8。
则疲劳强度综合影响系数KσD为____________。
濮良贵第九版版机械设计习题问题详解
第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=-Θ σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
材料为40CrNi ，设其强度极限σB =900MPa ，屈服极限750MPa s σ=试计算周健的弯曲有效应力集中系数k σ。
[解] 因1.16D d =，0.048rd=，查附表3-2，插值得 1.995σα=，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()k 1110.78 1.9951 1.896σσσq α=+-=+⨯-=3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D =54mm ，d =45mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa ，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得0.7σε=；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则k 11 1.691111 2.510.70.911σσσσq K εββ⎛⎫⎛⎫=+-=+-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()()170141.670,,260,0,141.67,2.51 2.51A C D ∴根据()()()0,67.73,260,0,141.67,56.44A C D 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计习题
3-1．45钢的持久疲劳极限 -1=270Mpa，设疲劳曲线方程的幂指数 m=9，应 力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极 限为 1 Mpa。 （1）539； （2）135； （3）175； （4）417； 3 -2 ． 零 件 表 面 经 淬 火 、 渗 氮 、 喷 丸 、 滚 子 碾 压 等 处 理 后 ， 其 疲1 劳强 度 。 （1）增高 （2）降低 （3）不变 （4）增高或降低视处理方法而定
N
M(m,a ) G
135
0
C
m
3-2 机械零件的疲劳强度计算
3-8．在图示零件的极限应力简图上，M为零件的工作应力点，若加载于零件
的过程中保持最小应力min为常数。则该零件的极限应力点应为 2 （1）M1；（2）M2；（3）M3（4）M4；
a A
。
M4
M1 M2
M3 G
M 45 45
min 100 1 r 0.25 max 400 4
100 0 -150 -400 a t
a
m
0
t
＋ 0
m
= 稳定循环变应力 t
R=－1对称循环
R=＋1静应力
3-1 材料的疲劳特性
例4 如图示旋转轴，求截面A上max、min、a、m 及 r。
3-2 3 -15 机械零件的疲劳强度计算 ． 若 材 料 疲 劳 曲 线 方 程 的 幂 指 数 m=9 ， 则 以 对 称 循 环 应 力
1=400Mpa 作用于零件 n1=105 次所造成的疲劳损伤， 相当于
2=
1
Mpa作用于零件n2=104次所造成的疲劳损伤。
机械设计基础IA--第三章凸轮机构--习题与答案
第3章凸轮机构一、判断题（正确T，错误F）1.凸轮机构出现自锁是由于驱动力小造成的。
（）2.在凸轮从动件运动规律中，等速运动的加速度冲击最小。
（）3.适用于高速运动的凸轮机构从动件运动规律为余弦加速度运动。
（）4.基圆是凸轮实际廓线上到凸轮回转中心距离最小为半径的圆。
（）5.若要使凸轮机构压力角减小，应增大基圆半径。
（）6.凸轮机构的从动件按简谐运动规律运动时，不产生冲击。
（）二、单项选择题1. 设计凸轮机构，当凸轮角速度和从动件运动规律已知时，则。
A.基圆半径越大，压力角越大B.基圆半径越小，压力角越大C.滚子半径越小，压力角越小D.滚子半径越大，压力角越小2. 凸轮机构的从动件选用等加速等减速运动规律时，其从动件的运动。
A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击3. 在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构时，若发生运动失真现象，可以。
A.增大滚子半径B.减少基圆半径C.增大基圆半径D.增加从动件长度4. 在下列凸轮机构中，从动件与凸轮的运动不在同一平面中的是。
A.直动滚子从动件盘形凸轮机构B.摆动滚子从动件盘形凸轮机构C.直动平底从动件盘形凸轮机构D.摆动从动件圆柱凸轮机构5. 与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是。
A.设计较为复杂B.惯性力难以平衡C.点、线接触，易磨损D.不能实现间歇运动6. 有限值的突变引起的冲击为刚性冲击。
A.位移B.速度C.加速度D.频率7.对于转速较高的凸轮机构，为减小冲击振动，从动件运动规律宜采用运动规律。
A.等速B.等加速等减速C.正弦加速度8.若从动件的运动规律为等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的加速度是原来的倍。
A. 1B. 2C. 4D. 89.当凸轮基圆半径相同时，采用适当的从动件导路偏置可以凸轮机构推程的压力角。
A.减小B.增加C.保持原来10.滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。
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机械设计教程（3版）作业集第三章习题3-1 图3-20所示为一直齿圆柱齿轮与轴用圆头平键连接，轴径d＝50mm。
齿轮的材料为铸铁，轴为45钢。
键长L＝60mm，键的截面尺寸为b×h＝14×9 mm2，传递的转矩T=200N·m，有轻微冲击。
试校核该平键连接的强度。
3-2 图3-21所示的凸缘联轴器，用普通圆头平键与轴连接。
已知轴径d＝55mm，毂长L′=1.5d，联轴器为铸铁，轴为45钢，传递的转矩T=300N·m，载荷平稳无冲击。
试选择键的尺寸并校核其连接强度。
图3-20 图3-213-3 图3-22为一牙嵌式离合器与轴用导向平键连接，轴径d=40mm，键长L=125mm(圆头键)，其最小有效工作长度l min=65mm，离合器与轴均为钢制，传递的转矩T=150N·m，有轻微冲击，要求选择键的截面尺寸并校核其连接强度。
图3-223-4 若题3-3中的其他条件均不变，而将其改为轻系列的矩形花键连接，离合器在空载条件下接合，制造精度及润滑条件一般，齿面未经淬火处理。
试校核该矩形花键的强度。
第五章习题5–1 何谓螺纹的大径、中径和小径？它们分别用于什么场合？5–2 螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接的主要区别是什么?它们的应用场合有何不同？5–3 普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接的结构有何不同？主要失效形式和设计准则是什么？5–4 螺纹连接预紧的目的是什么？如何控制预紧力？5–5连接螺纹能满足自锁条件，为什么在设计螺纹连接时还要考虑防松问题？在可拆卸的防松措施中哪类工作可靠？为什么？5–6 紧螺栓连接所受轴向变载荷在0~F之间变化，当预紧力F0一定时，改变螺栓或被连接件的刚度，对螺栓连接的疲劳强度和连接的紧密性有何影响？5–7 螺旋传动按使用特点的不同可分为哪几类？试举例说明其应用场合。
5–8 某普通螺栓连接，螺栓公称直径为M20，性能等级为4.8级。
试求；(1) 当承受轴向变载荷并控制预紧力时，其预紧力F0最大为多少?(2) 若连接承受横向拉力，有一个贴合面，摩擦因数f=0.15，则可能承受的横向载荷为多少(按单个螺栓计算)?5–9 一普通螺栓连接，螺栓的刚度为C b，被连接件的刚度为C m。
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1.凸轮机构就是一种低副机构。
2.凸轮机构中,凸轮得基圆半径越大,说明从动件得位移越大。
3.在运动规律一定时,凸轮得基圆半径越大,从动件就越不容易发生
自锁。
4.凸轮机构采用等加速等减速运动规律时,由于在起始点加速度出现
有限值得突变,因而产生惯性力得突变,结果引起刚性冲击。
5.当凸轮从动件采用等速运动规律时,机构自始至终工作平稳,不会
产生刚性冲击。
6.凸轮得基圆半径就就是凸轮理论廓线上得最小曲率半径。
7.滚子从动件盘型凸轮得实际轮廓曲线就是理论轮廓得等距曲线,因
此实际轮廓上各点得向径就等于理论轮廓上各点得向径减去滚子半径。
8.一般来说,在凸轮机构中,尖顶从动件可适应任何运动规律而不致
发生运动失真。
9.平底移动从动件盘型凸轮机构得压力角恒等于一个常量。
10.为避免从动件运动失真,平底从动件凸轮轮廓不能内凹。
11.凸轮机构偏距圆半径大小等于凸轮得回转中心到垂直距离。
12.凸轮得理论廓线与实际廓线两者之间为曲线,她们之间得径向距离
为得半径。
13.理论廓线相同而实际廓线不同得两个对心移动滚子从动件盘型凸
轮机构,其从动件得运动规律同。
14.凸轮机构得压力角若超过许用值,可采取增大得半径与(或)改变从
动件得得措施减小推程压力角。
15.与连杆机构相比,凸轮机构最大得缺点就是。
A 惯性力难以平衡B点、线接触,易磨损 C 设计较为复杂D 不能实现间歇运动
16.与其她机构相比,凸轮机构最大得优点就是。
A 可实现各种预期得运动规律B便于润滑
C制造方便,易获得较高精度D从动件行程可较大
17.凸轮机构中,若从动件按等速运动规律运动,则最大加速度理论上
为。
A 无穷大
B 0 C有限值D不定值
18.在凸轮机构中,下述运动规律既不产生柔性冲击,也不产生刚性冲
击,可用于高速场合。
A 等速
B 等加速等减速
C 摆线D简谐
19.为避免运动失真,并减小接触应力与磨损,滚子半径r r与理论廓线上
得最小曲率半径ρmin应满足。
A r r <ρmin
B r r >ρmin
C r r =ρmin D不一定
20.凸轮机构压力角对凸轮尺寸得影响反映在:如果机构压力角减小,
其她参数不变时,基圆将。
A 增大B减小C不变D不一定
21.若要盘型凸轮机构得从动件在某段时间内停止不动,对应得凸轮轮
廓应就是。
A 一段直线B一段圆弧C 一段抛物线D以凸轮转动中心为圆心
得圆弧
22.为使凸轮机构得结构紧凑与受力条件号,设计时应满足。
A. B、C、D、
23.某凸轮机构得滚子损坏后换上一个较大得滚子,则该机构。
A、压力角不变,运动规律不变。
B、压力角变,运动规律变。
C、压力角不变,运动规律变;
D、压力角变,运动规律不变。
24.标出图示位置凸轮机构得压力角。
25.如图所示凸轮机构,凸轮得实际廓线为一个圆,圆心为o',凸轮得回
转中心为o。
画出偏距圆,基圆,D点得压力角,从D点到C点得位移。
26.如图所示偏置尖顶直动推杆盘型凸轮机构得廓线为一个圆,圆心为
o',凸轮得回转中心为o。
画出偏距圆,基圆,图示位置得压力角,推杆
相对最低位置得位移,推杆从最低位置到达图示位置得转角,推杆得行程。
27.图示对心直动滚子从动件盘型凸轮机构中, 凸轮得实际轮廓线为
一圆,圆心在A点,半径。
凸轮转动方向如图所示,,滚子半径。
（1）凸轮得理论廓线为何种曲线。
（2）求凸轮得基圆半径。
（3）求从动件得升程h
（4）标出图示位置得压力角
（5）若凸轮得实际廓线不便,而将滚子半径改为15mm,从动件得运动规律有无变化。