五邑大学机械设计3,、4章作业
机械设计基础(科学出版社)部分习题参考答案
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。
(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。
机械设计课后作业 答案汇总
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-=- σΦσσ+=∴-1210 MPa 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第五章螺纹连接和螺旋传动习题答案5-5图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。
两块边板各用4个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN，载荷有较大的变动。
试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？Q215，若用M6×40铰孔用螺栓连接，已知螺栓机械性能等级为8.8，校核螺栓连接强度。
[解] 采用铰制孔用螺栓连接为宜因为托架所受的载荷有较大变动，铰制孔用螺栓连接能精确固定被连接件的相对位置，并能承受横向载荷，增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移，而普通螺栓连接靠结合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩，连接不牢靠。
机械设计课后作业答案
第1章1-5. 11826323=-⨯-⨯=--=H L p p n FA 为局部自由度，B 为虚约束1-6. 111128323=-⨯-⨯=--=HL P P n FA 为局部自由度 1-7.201128323=-⨯-⨯=--=H L P P n F 1-8.11826323=-⨯-⨯=--=H L P P n F 1-9.22424323=-⨯-⨯=--=H L P P n FA 为局部自由度,B,C 为需约束 1-10. 121229323=-⨯-⨯=--=H L P P n FA 为复合铰链B 为局部自由度C 为需约束第2章2-1（a ）∵160907015011040=+<=+∴满足有整转副的条件又∵取最短杆为机架∴该机构为双曲柄机构（b ）∵1707010016512045=+<=+∴满足有整转副的条件又∵取最短杆的邻边为机架∴该机构为曲柄摇杆机构（c ）∵132627016010060=+>=+∴不满足有整转副的条件则该机构为双摇杆机构（d ）∵160709015010050=+<=+∴满足有整转副的条件又∵取最短杆的对边为机架∴该机构为双摇杆机构2-3第4章4-1 mm mz d 5719311=⨯==mm mz d 12341322=⨯==mm m h h a a 331*=⨯==mm m c h h a f 75.33)25.01()(**=⨯+=+=75.0325.0*=⨯==m c c mm d d a 90212357221=+=+= mm h d d a a 63211=+=mm h d d a a 129222=+=mm h d d ff 5.49211=-= mm h d d f f 5.115222=-=mm a d d b 56.5320cos 57cos 11=⨯==mm a d d b 58.11520cos 123cos 22=⨯==mm m p 425.93=⨯==ππ mm p e s 71.42425.92==== 4-2. ∵2)(21z z m a += ∴mm z z a m 460201602221=+⨯=+= 则 mm mz d 8020411=⨯==mm mz d 24060422=⨯==4-11.∵ βαcos 2)(21z z m a += ∴53.14]2502)9823(4[cos ]2)([cos 1211=⨯+⨯=+=--a z z m a β 则 mm m m n t 13.453.14cos 4cos ===β mm z m d n t 9553.14cos 234cos 1=⨯== β mm z m d n 40553.14cos 984cos 22=⨯== βmm m h d d n an a 103412952*11=⨯⨯+=+=mm m h d d n an a 4134124052*22=⨯⨯+=+=mm m c h d d n n an f 854)25.01(295)(2**11=⨯+⨯-=+-=mm m c h d d n n an f 3954)25.01(2405)(2**22=⨯+⨯-=+-=第5章 5-1.5-2 200215151560303025'4'3'2154325115=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===z z z z z z z z n n i min /5.22005001515r i n n ===s mm s m n mz n d v /5.10/105.01000605.22041000601000605'5'5'5==⨯⨯⨯⨯=⨯=⨯=πππ齿条6线速度方向向右5-4 31751)1(113'2132113113-=-=-=-=+-=--=--=z z z z z z i n n n n n n n i H HH H H H 41=H i490111====H H H H n n i ϕϕϕ 5.22490==∴H ϕ 即手柄转过90︒时，转盘转过22.5︒5-5 914125428)1(1'21323113-=⨯⨯-=-=+-=--=--=z z z z i n n n n n n n i sh H H s H H H 10=∴SH i第10章10-2 ①螺纹升角表10-1：20M mm p 5.2= mm d 376.182=表10-2：20M ×1.5 mm p 5.1= mm d d 026.19026.012=+-=:20M ∴ 48.2376.185.21tan tan tan 12121=⨯⨯===---πππψd np d s 44.1026.195.11tan:5.1201=⨯⨯=⨯-πψM ②自锁性能 自锁性较好均能自锁，但则取，5.12059.6cos tan 1.0f 302602,1⨯<∴======-M f ρψβραβ10-5 该问题为受横向工作载荷的紧螺栓连接，螺栓与孔之间留有间隙CF zfF =0∴ ZfCF F =0 取2.1=c 表10-1：mm d 376.81=表10-5：Mpa s 240=σ表10-6：4.1=SM p a ss 4.171][σσ= 由 ][3.14210σπσ≤⨯=d F e 得 ][3.1421σπ≤⨯zfd CF N C zf d F 2.18162.13.144.17115.02376.83.14][221=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯≤πσπ10-9 该问题为受横向工作载荷的紧螺栓连接，螺栓与孔之间留有间隙表10-1 mm d 835.131=表10-7 3=sM p a Z f D d C T S S Z f D d F C Z f DCT F CT D zfF S S 3.33513.015.06835.1336302.123.1423.14d CT S 23.14][3.142.12222121210e 00=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯≥∴≤⨯⨯≤⨯===∴=ππσσπσπσ得由取表10-5：螺栓力学性能等级5-8级螺母力学性能等级5级第十一章11-5 ①确定许用应力表11-1：MpaMpa FE FE H H 7201200212lim 1lim ====σσσσ 表11-5： 1=H s 25.1=F sMpa s s H H H H H H 1200][][2lim 1lim 21====∴σσσσMpa s s FFZ F FZ F F 2.4037.07.0][][2121====∴σσσσ②按轮齿弯曲强度设计321][12F Sa Fa d y y z KT m σφ≥ 表11-3： 4.1=K表11-6： 5.0=d φmm N n P T ∙⨯=⨯⨯=⨯=56611093.3730301055.91055.9 2.124276.412=⨯==iz z 124z 2=取 图11-8： 66.21=Fa y 2.22=Fa y图11-9： 61.11=sa y 8.12=sa y0106.0][111=F Sa Fa y y σ 0098.0][222=F Sa Fa y y σ =∴][F Sa Fa y y σ0106.0][111=F Sa Fa y y σ mm m 17.3275.00106.01093.34.12325=⨯⨯⨯⨯⨯≥则 表4-1：mm m 4=mm mz d 10827411=⨯==∴mm mz d 496124422=⨯==mm d b d 541085.01=⨯==φ取 mm b 552= mm b 601=③验算齿面接触强度][11221H H E H uu bd KT z z σσ≤+= 表11-4：8.189=E z 5.2=H Z][7.6856.410855)16.4(1093.34.125.28.18925H H Mpa σσ<=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∴ 故 mm d 1081= mm d 4962= mm m 4=11-711-811-9①假设齿轮1转向如图，则分析可知：齿轮3为左旋，齿轮4为右旋②21122111212112122122sin 2cos tan 2cos tan 2tan 2tan z m T z m T z m T d T F F n n n t a βββββββ===== 32233222323223233233sin 2cos tan 2cos tan 2tan 2tan z m T z m T z m T d T F F n n n t a βββββββ===== a3a2F F =而 32T T =且 =∴2112sin 2T z m n β3223sin 2T z m n β =211sin z m n β322sin z m n β (sin 12-=β即=)sin m 1213n2βz m z n 3.8)151315sin 175(sin 1=⨯⨯⨯- 11-16第十二章12-2①蜗轮转向如图②蜗杆和蜗轮的作用力方向如图2311180050102022a t F N d T F ==⨯⨯== 131112212122237502475.010*******a t F N mz T z md Z T d i T d T F ==⨯⨯⨯⨯=====ηηη 1229.136420tan 3750tan r t r F N F F ==⨯== α12-3 ①蜗杆和蜗轮均为右旋，蜗杆旋向如图。
机械制造装备设计大作业设计
五邑大学机床主传动系统设计专业：机械工程及自动化姓名：余绍赞学号：3112003184指导老师：崔敏2015年5月设计题目：无丝杠车床主传动系统运动和动力设计设计要求：（三相4极异步电机，同步转速1500rpm）设计任务：(1)运动设计根据给定的机床用途、规格、极限速度、转速数列公比（或转速级数），分析、比较、拟定传动结构方案（包括结构式、转速图和传动系统图），确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。
(2)动力参数和结构参数设计根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初步计算传动轴直径、齿轮模数；确定机床主轴结构尺寸。
一、运动设计 (4)1、确定极限转速 (4)2、确定公比φ (4)3、求出主轴转速级数Z (4)4、确定结构式 (4)5、绘制转速图 (5)6、绘制传动系统图 (8)7、确定变速组齿轮传动副的齿数 (9)8、校核主轴转速误差 (11)二、动力设计 (12)1、传动轴的直径的确定 (12)2、齿轮模数的初步计算 (13)3、确定机床主轴结构尺寸 (16)参考文献 (17)一、运动设计1、 确定极限转速根据设计参数，主轴最低转速为35.5r/min ，级数为12，且公比φ=1.26。
根据《机械制造装备设计》表2-5标准数列知：因为41.26=1.06，首先找到最小极限转速35.5，再每跳过3个数（1.26＝41.06）取一个转速，即可得到公比为1.26的数列：35.5、45、56、71、90、112、140、180、224、280、355、450max min 45012.6835.5n n R n === 2、 确定公比φ根据设计数据，公比φ=1.263、 求出主轴转速级数Z根据设计数据，转速级数Z=124、确定结构式① 按照传动副前多后少原则，选用12322=⨯⨯的传动方案。
② 由前密后疏原则（传动顺序与扩大顺序相一致），由设计时要使主轴的转速为连续的等比数列，则必有一个变速组的级数比为1，则基本组01X =，第一扩大组的级比指数一般为013X P ==，第二扩大组的级比指数一般是210326X PP ==⨯=其中最后扩大组的变速范围22(1)6(21)21.2648X P R ϕ--===<（主传动各变速组的最大变速范围8~10）符合要求。
(整理)《机械设计基础》课程课后作业.
《机械设计基础》课程教学（自学）基本要求编者：刘峰作业第一章作业题1.3、计算图示机构的自由度。
题1.3图1.4、计算图示机构的自由度。
题1.4图1.5、计算图示机构的自由度。
题1.5图第三章作业题3.1、试根据图中的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆结构、双曲柄机构，还是双摇杆结构。
题3.1图3.3、图示为压力机机构，试绘制其机构简图并分析其属于何种机构？题3.3图第四章作业题4.10、图示为从动件在推程时的部分运动线图，其远、近休止角均不等于零，试根据s、v和a之间的关系定性地补全该运动线图，并指出何处存在刚性冲击、何处存在柔性冲击。
题4.10图4.14、设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮转向及从动件初始位置如图所示。
已知偏距e=10mm，基圆半径r0=40mm，滚子半径r T=10mm。
从动件运动规律Φ=150°，Φs=30°，Φ＇=120°，Φs＇=60°。
从动件推程以简谐运动规律上升，行程h=20mm，回程以等加速等减速运动规律返回原处。
试绘制从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。
题4.14图4.17、画出图示凸轮机构中凸轮的基圆，并在图上标出凸轮由图示位置转过45°时凸轮轮廓上的接触点位置及凸轮机构的压力角。
题4.17图第五章作业题5.5、已知一对渐开线外啮合直齿圆柱标准齿轮的模数m=5mm，压力角α=20°，中心距a=350mm，角速比i12=9/5。
试求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径。
5.6、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，测得其中心距为60mm，小齿轮的齿数为20，传动比为2，试设计该对齿轮的其他参数。
5.14、一对渐开线外啮合圆柱齿轮，已知z1=21，z2=22，m=2mm，中心距为44mm。
若不采用变位齿轮而用标准斜齿圆柱齿轮凑中心距，求斜齿圆柱齿轮的螺旋角β应为多少？第六章作业题6.1、某手摇卷扬机传动系统如图所示，各齿轮的齿数均为已知，试求传动比i15的大小和提升重物时手柄的转向。
2013五邑大学机械设计自测题答案
[2]
以转轴为例，列出其刚度计算的三个准则：____y≤[y]___，_____扭转≤许用扭转角 _______，____偏转角≤许用偏转角_________。
[3]
零件的强度是指_____零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。 _________________，刚度是指___零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力______________，柔 度是指______构件在轴向受力的情况下，沿垂直轴向方向发生变形的大小_____。
济性要求】
[6] 38CrMoAl 钢制零件， 要求通过热处理达到高 硬度且形状准确，热处理时变形小，可采用 氮化处理。 ( 是 )【还可具备良好的耐磨性
和抗疲劳性能】
[7] 凡是在冷态下，对钢制零件在受工作载荷前 预先施加一定载荷，并产生塑性变形，可实 现冷作硬化目的。 ( 否 )【钢材冷轧】 [8] 脆性材料的伸长率 d 很小，因此该材料制成 的零件发生断裂前不可能存在弹性阶段。 ( 否 )【塑性材料伸长率指在拉伸实验中要经过
五邑大学机电工程学院 班级:_ _学号:_____姓名: _____得分:________ 题 号 得 分 阅 卷 题目部分，(卷面共有 33 题,74.0 分,各大题标有题量和总 分) 成 绩
一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
复核
一、是非题(10 小题,共 10.0 分) [1] 在计算承受单向稳定变应力的机械零件疲 劳强度时，许用极限应力的取值，除与给定 的许用极限应力图有关外，还与零件的工作 应力点在极限应力图的位置及其应力变化 规律有关。 （ 是 ）【工作应力点必须落
在许用极限应力图安全区】
[2]
两圆柱体相接触，其轴线互相平行，在受法 向压力作用下，则两零件的接触应力不等， 直 a 大的零件所受接触应力 小。 （ 否 ）【相等】 [3] 零件的自重属于静载荷，而作匀速运动时的 离心力属于变载荷。 （ 是 ）
《机械设计基础》课程课后作业-图文
《机械设计基础》课程课后作业-图文中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求2.用矢量方程图解法做机构的速度和加速度分析3.机构动力分析的图解法4.简单机构运动、动力分析的解析法上交作业备注本章不作为考试内容。
第三章平面连杆机构1.平面连杆机构的类型、应用和演化2.平面四杆机构的基本特性主要内容3.平面四杆机构设计简介重点掌握：平面连杆机构的基本类型和基本特性上交作业3.1、3.3备注第四章凸轮机构设计1.概述2.凸轮从动件的常用运动规律3.凸轮轮廓曲线设计主要内容4.凸轮机构基本参数的确定重点：从动件的常用运动规律平时作业：4.3、4.4、4.10、4.14、4.17上交作业4.10、4.14、4.17备注第五章齿轮机构1.概述2.齿廓啮合基本定律与共轭齿廓3.渐开线的形成和性质4.渐开线圆柱齿轮各部分的名称和标准齿轮尺寸计算5.渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动6.渐开线齿廓的切制主要内容7.平行轴斜齿轮机构8.圆锥齿轮机构重点：1.齿廓啮合的基本定律；2.渐开线标准齿轮的各部分名称及其基本尺寸；3.一对渐开线齿轮正确啮合的条件；平时作业：5.2、5.5、5.6、5.14、5.15、5.16上交作业5.5、5.6、5.14备注第六章轮系1.轮系分类主要内容2.定轴轮系的传动比3.基本的周转轮系传动比计算2中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求4.复合轮系的传动比计算5.轮系的应用重点：定轴轮系的传动比计算上交作业6.1、6.4、6.9备注第七章其他常用机构1.间歇运动机构2.万向联轴节主要内容3.组合机构简介平时作业：7.1上交作业备注第八章机器动力学初步1.机器运转速度波动的调节主要内容2.刚性回转件的平衡平时作业：8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6上交作业备注第九章机器零件设计概论1.机械零件的失效形式及设计准则2.机械制造常用材料及其选择3.机械零件的结构工艺性及标准化主要内容重点：零件工作能力准则平时作业：9.3、9.4、9.6上交作业备注第十章联接1、螺纹联接1)螺纹及其主要参数；2)螺旋副中力的关系、效率及自锁；3)常见螺纹种类及标准；4)螺纹联接件的主要类型；5)螺纹联接的防松；主要内容6)螺纹联接的强度计算；7)螺栓的材料和许用应力；8)螺旋传动；2、键联接1)平键联接2)其他键联接。
五邑大学(机械设计轴系作业)
一、滚动轴承：选择课后习题16题16、如图所示：一对7306AC 型角接触球轴承。
已知：1r F =3000N ，2r F =1000N ，a F =500N ，n=1200r/min ，载荷平稳，常温下工作，求轴承寿命（小时）。
提示：7306AC 轴承：r C =25.2kN ，s F =0.68r F ， =0.68， >r A F F /时，X=0.41，Y=0.87， ≤r A F F /时，X=1，Y=0。
解：两轴承的附加轴向力为N F F F F F NF F NF F s a a s a r s r s 6801180500680680100068.068.020********.068.022212211===+=+==⨯===⨯==>==393.03000118011r a F F ===68.0100068022r a F F 由已知条件，可求得当量动载荷由于载荷平稳，根据附表13-2，取0.1=d f ，则N F Y F X f P a r d 6.2256)118087.0300041.0(0.1)(11111=⨯+⨯⨯=+=N F Y F X f P a r d 1000100010.1)(0Y 222222=⨯⨯=+=∴=，由于最后可求得两轴承寿命h P Cr n L h P Cr n L h h 222264)(601019342)(6010326210316110≈=≈=二、轴：选择课后习题第12题已知一根传动轴的传递功率为37kW ，转速n=900r/min 。
若轴的许用扭切力为40MPa ，试求该轴的直径。
解：转矩T=9550n P =9550N 39390037=⨯·m 由扭转强度条件][T TT W T ττ≤= m T d d d W T T 0365.010402.0393][2.02.016/36333=⨯⨯=≥≈=τπ 即该轴的直径应为0.0365m 。
《机械设计基础》作业3
《机械设计基础》作业3机械设计是一门综合性极强的学科，它融合了工程力学、材料科学、机械原理等多个领域的知识。
在《机械设计基础》的学习中，我们逐步深入地了解了机械系统的构成、工作原理以及设计方法。
本次作业 3 主要涉及了机械零件的设计与计算。
在机械设计中，零件的设计是至关重要的一环。
一个好的零件设计不仅要满足功能要求，还要考虑到制造工艺、成本、可靠性等多方面的因素。
以轴的设计为例，轴是机械中常见的重要零件之一，它主要用于支撑旋转零件并传递转矩。
在设计轴时，首先需要根据轴所传递的功率、转速以及所受的载荷来初步确定轴的直径。
这需要运用到力学知识，计算出轴所承受的扭矩和弯矩，然后根据相应的强度理论来校核轴的强度。
同时，还要考虑轴的结构设计，比如轴上零件的定位与固定方式、轴的阶梯形状等，以保证轴的装配和工作的可靠性。
齿轮也是机械中广泛应用的零件之一。
齿轮的设计需要根据传动比、传递功率、转速等参数来确定齿轮的模数、齿数、齿宽等主要尺寸。
在这个过程中，要考虑到齿轮的强度、磨损、胶合等失效形式，并通过相应的计算和校核来保证齿轮的可靠性和使用寿命。
例如，对于闭式软齿面齿轮传动，通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度；而对于开式齿轮传动，由于磨损较为严重，一般只按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并将计算所得的模数适当增大。
另外，带传动和链传动也是常见的传动方式。
带传动具有结构简单、成本低、能缓冲吸振等优点，但传动比不准确，传递功率较小。
在设计带传动时，需要选择合适的带型、确定带的基准长度、计算带的根数等。
而链传动则具有传动比准确、传递功率较大等优点，但链传动的瞬时传动比不稳定，且工作时有噪声。
链传动的设计主要包括选择链条型号、确定链轮齿数、计算链节数等。
在机械零件的设计中，材料的选择也是一个关键因素。
不同的材料具有不同的力学性能、工艺性能和经济性。
例如，对于承受较大载荷的零件，通常选择强度高、韧性好的合金钢；而对于一些一般用途的零件，可以选择价格相对较低的碳钢。
五邑大学机械设计作业
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机械设计作业(AP1008239) 一、对于典型的三种传动方式：带、链轮、齿轮，分别总结其特点。 带传动 带传动是在两个或多个带轮之间用带作为挠性拉曳原件的一种摩擦传动。一般带传动都是由主 动轮，传动带，从动轮三部分组成，原动机驱动主动轮转动，通过带与带轮之间产生的摩擦力，使从 动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。 带传动的类型 带传动分为摩擦型带传动和啮合型带传动；在摩擦型带传动中根据带截面形状的不同，又可分 为V带传动、平带传动、圆带传动和多楔带传动。在啮合型带传动中根据齿形分为梯形啮合带和圆弧 形啮合带。 1、 V带：其截面是等腰梯形，两侧面是工作面，与平带相比，在相同拉力条件下，V带能力供 更大的摩擦力， V带传动适应于中心距较小、传动比较大以及结构紧凑的场合。 2、平带：其传动结构简单，制造方便，传动效率高，柔性好，适用于大中心距的场合。平带 可分为帆布芯平带（橡胶布带）、编织平带、皮革平带等。 3、圆带：其结构简单，材料多选用皮革、棉、麻及锦纶等，常用于小功率传动。 4、多楔带：其兼有平带的柔性好和V带摩擦力大的优点，适用于机构紧凑、传动功率较大的场 合。 带传动的特点： 优点：1.吸震，缓和冲击，传动平稳、噪声小 2.过载时，可保护零件 3.可用于中心距较大的场合 4.结构简单，拆装方便 缺点：传动比不精确；带寿命短；不宜用于高温、易燃等场合 设计及校核 1.确定计算功率Pca 2确定同步带的类型 3.确定带轮齿数z1、z2及带轮节圆直径dd1、dd2 4.验算带速。 5.确定中心距及带长 6.确定同步带宽度bs 7.计算作用在带轮轴上的压力FP
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8.带轮的结构和尺寸•Βιβλιοθήκη • •• • • • • •
第三章 平面连杆机构及其设计
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4.死点
第三章 连杆机构
以摇杆CD为主动件，则当连杆与从动件曲柄共线时，机构 的传动角γ＝0°， 这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的 力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件AB转动的“顶死”现 象， 机构的这种位置称为“死点”。
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（1）克服死点的方法
第三章 连杆机构
1）利用安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死 点。 2）采用将两组以上的同样机构组合使用，而使各组机构的死 点位置相互错开排列的方法。 （2）死点的应用 例1 例2 飞机起落架收放机构 工件夹紧机构
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第三章 连杆机构
机 械 原 理
———五邑大学机电工程系 机械基础教研室
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第三章 连杆机构
第三章
平面连杆机构及其设计
要学好本章，必须弄明白以下问题： 1、平面连杆设计中有哪些共性问题？ 2、平面连杆机构的设计有哪些方法？ 3、如何用作图法设计平面四杆机构？ 4、如何应用速度瞬心和相对运动图解 法分析平面机构的运动？
铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。
运动形式转换：等速回转→变速回转
双曲柄机构
应用于把等速转动变为变速转动的场合
平行双曲柄机构
应用于从动件需要和主动件保持同步的场合
惯性筛
机车车轮
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双摇杆机构
第三章 连杆机构
铰链四杆机构中的两连架杆均不能作整周转动的机构。
运动形式转换：摆动→摆动 应用于不需要整周回转的场合
双摇杆机构
港口起重机
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第三章 连杆机构
改变相对杆长转动副演化为移动副
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第三章 连杆机构
选用不同构件为机架
利用超声波实现躲避障碍物——小车(完成品)
五邑大学第十二届科技学术节电子设计大赛技术报告学校：五邑大学队伍名称：Robot L课题名称：躲避障碍物小车参赛队员：刘权超李才海列永光目录第一章绪论1.1 课题设计的目的及意义1.1.1设计的目的1.1.2 课题设计的意义1.2 躲避障碍物小车的设计思路1.2.1 超声波模块的设计原理1.2.2 躲避障碍物小车的原理框图如下图1.3 课题设计的任务及要求1.3．1 设计躲避障碍物小车的任务1.3.2设计躲避障碍物小车的要求第二章小车系统总体方案设计2.1 车模的选择2.2 电机驱动模块的选择2.3 电源模块的选择2.4路况检测模块的选择第三章躲避障碍物小车机械设计第四章躲避障碍物小车硬件电路设计4.1 小车的控制模块51单片机最小系统4.2 电机驱动模块4.3 电源模块的硬件设计4.4 路况检测模块的硬件设计第五章躲避障碍物小车软件设计5.1 主程序流程图5.2 两块超声波模块的发生、接收和计算的设计5.3 主从机串口通信程序设计5.4 直流电机控制程序设计5.5 系统的软硬件的调试第六章总结6.1 创新点6.2 目前尚存在的不足与改进方向致谢参考文献第一章绪论1.1 课题设计的目的及意义1.1.1设计的目的随着科技技术的快速发展，超声波在各个科技领域的应用越来越广，比如说超声波探伤仪、超声波测厚仪、超声波测距仪等等，但在实际生活的应用却不多，人们可以具体利用的超声波技术在实际生活中还十分有限。
因此，这是一个值得开发而又有无限前景的技术及产业领域。
展望未来，超声波作为一种新型的非常重要又有用的技术在生活的各个方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位、高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。
比如超声波清洗仪，超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂瞬间会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用……随着超声波的技术发展，超声波将从单纯的科技应用发展到实际生活的应用，最终向全社会普及。
五邑大学机械制造专业课课程设计.设计汇总.doc
机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计说明书设计题目“×××××××”零件的机械加工工艺及工艺设备设计设计者班号××××××××设计者×××指导教师×××五邑大学机电工程学院2008.6 —2008.7五邑大学机电工程学院机械制造技术基础课程设计任务书题目: “××××××”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（夹具）设计内容：1. 零件图 1张2. 零件毛坯图 1张3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张4. 工艺装备（夹具）设计装配图 1张5. 工艺装备设计零件（夹具体）图 1张6. 课程设计说明书 1份班级学号×××××××（打印）学生×××（打印）指导教师×××（打印）2008年6月目录序言 (1)工艺规程与夹具设计过程 (2)一、设计题目,计算生产纲领及生产型 (2)二、零件的分析 (2)1．零件的作用 (2)2．零件的工艺分析 (2)三、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯的形状 (3)四、工艺规程设计 (3)1．定位基准的选择 (3)2．零件表面加工方法的选择 (4)3．制订工艺路线 (5)4．确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 (6)5．确定切削用量及基本工时 (10)5、1 工序Ⅰ端面A铣削用量及基本时间的确定 (10)5、2工序Ⅱ钻——扩孔Φ22mm (13)5、3 工序Ⅲ端面D铣削用量及基本时间的确定 (15)5、4 工序Ⅳ槽8mm的铣削用量及基本时间的确定 (17)5、5 工序Ⅴ槽18mm的铣削用量及基本时间的确定 (19)5、6 工序Ⅶ锪2X15°的倒角切削用量及基本时间的确定 (21)5、7 工序Ⅶ拉花键孔切削用量及基本时间的确定 (22)五、夹具的设计 (21)六、参考资料 (23)一、 序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
机械设计课后作业及部分解答
螺纹联接作业1.受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。
已知预紧力为1500N，当轴向工作载荷为1000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
2.图示汽缸螺栓联接，汽缸内压力p在0-1.5MPa间变化，缸盖和缸体均为钢制，为保证气密性要求，试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。
3.图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28kN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。
4.图示YLD10凸缘联轴器，允许传递的最大转矩为630N·m，两半联轴器采用4个M12×60的铰制孔螺栓，性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核联接强度。
5.铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知L=300mm，a=60mm，试求三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪个方案较好？6.图示底板螺栓组联接受外力F e作用，外力F e作用在包含x轴并垂直于底板结合面的平面内。
试分析螺栓组受力情况，并判断哪个螺栓受载最大？保证联接安全的必要条件有哪些？7.指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。
8.图示刚性联轴器取4个M16小六角头铰制孔用螺栓，螺栓材料为45钢，受剪面处螺栓直径为φ17mm，其许用最大扭矩T=1.5kN·m（设为静载荷），试校核其强度。
联轴器材料HT250。
提示9.上题的刚性联轴器中，若采用M16受拉螺栓，靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩，螺栓材料为45钢，接合面间的摩擦系数f=0.16，安装时不控制欲紧力，试决定螺栓数（螺栓数应为双数）。
10.如图，缸径D=500mm，蒸汽压力p=1.2MPa，螺栓分布圆直径D0=640mm。
为保证气密性要求，螺栓间距不得大于150mm。
试设计此汽缸盖螺栓组联接。
螺纹联接作业解答1~8 （略）解：（1）、求预紧力'F 查手册GB196-81 得113.835d =(M16) p=2H=0.866 p=1.732则：1 1.73213.83513.54666c Hd d =-=-= 查表6.3 取 []4S S =选6.8级：600B a Mp σ=480S a Mp σ=许用拉应力：480[]120[]4sa S Mp S σσ=== 24 1.3'[]c F d σπ⨯≤22[]13.546120'13303.014 1.34 1.3c d F N πσπ⨯⨯∴≤==⨯⨯（2） '2Sf DzF k T μ= 取保 1.3f k =23 1.31500100011.82'13303.010.16155f S k T z F Dμ⨯⨯⨯∴===⨯⨯取 z=12 (双数)解:1、确定螺栓数目z 取间距t ＝12564016.09125125D z ππ⨯=== 取＝16２、选螺栓性能等级6.8级 45钢600B a Mp σ= 480S a Mp σ=480S a Mp σ= ３、计算螺栓载荷(1)、气钢盖载荷：225001.2235619.4544D Q p N ππ⨯===（2）、螺栓工作载荷：14726.2216QF N == （3）、残余预紧力： "1.5 1.514726.2222089.33F F N =⨯=（4）、螺栓最大拉力：0"14726.2222089.3336815.55F F F N =+=+=（5）、许用拉力：取安全系数：[]3S S = （不控制预紧力）480[]16033Sa Mp σσ=== 4、计算螺栓尺寸19.5156c d mm ≥==选 M24查 124,20.752,3d d p === 0.866, 2.598H p ==1 2.59820.75220.31919.515666c Hd d =-=-=> (满足要求) 若选M22 122,19.294, 2.5d d p === 则： H=0.866 p=2.1651 2.16519.29418.93366c Hd d =-=-= (不满足) 轴毂联接作业1.图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键联接。
2022年五邑大学828机械设计考研真题电子版
五邑大学2022年攻读硕士学位研究生入学考试试卷试卷名称：《机械设计》代码：（828）提示：①请把答案写在答题纸上，写在试卷上不给分。
②答案应清楚标明题号，字迹应清晰，卷面要整洁。
③试卷满分150分。
一、判断题(共15题，每题1分，共15分，对的打√，错的打×)1.联接承受横向力，则螺栓的失效形式是剪切强度不足。
()2.在高转速、有振动的场合，楔键联接没有平键联接好。
()3.滚动轴承的基本额定寿命是指滚动轴承的任一元件出现疲劳点蚀前轴承运转的总转数或一定转速下的工作小时数。
()4.滚子链传动的动载荷随链条节距增大而增大，随链轮齿数增大而减小。
()5.带传动的平均传动比等于常数，链传动的平均传动比随载荷的大小而改变。
()6.半圆键相配的轴上的键槽是用圆盘铣刀加工的。
（）7.带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。
（）8.滚子链链轮的齿数取得过大，将使链传动的寿命明显减小。
()9.带传动靠摩擦力工作，因此带轮的工作表面越粗糙越好，张紧力越大越好。
()10.能减振的联轴器一定能缓冲，能缓冲的联轴器一定能减振。
()11.对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓、被联接件刚度和预紧力都不变时，增大工作载荷，残余预紧力必然减小。
()12.当轴的刚度不够时，可改用强度大的合金钢代替原来的碳素钢来提高刚度。
()13.滚子链的节距越大，则链条承载能力越强，因此高速重载下宜选用大节距链。
()14.V带传动具有缓冲隔振的能力，故广泛应用于加工机床的分度传动链系统中。
()15.机械零件在工作中产生失效，意味着零件破坏了。
()二、选择题(共15题，每题2分，共30分)1、平键联接中的平键截面尺寸b×h是按选定的。
A.转矩B.功率C.轴径D.材料2、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于。
A.包角α1太小 B.初拉力F太小C.紧边与松边拉力不等D.传动过载3、在一定转速下，要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷，应该。
八极九槽无刷直流电动机
第1章绪论1.1 课题背景和选题意义低速大转矩电动机淘汰了笨重的减速机构，避免了减速机构带来的结构复杂、转动惯量大、效率降低、噪声增加、润滑油泄露、传动间隙、磨损维护频繁等各种不利影响。
因此这类直接驱动电动机作为传统电动机加减速器系统的替代产品得到了很大的重视，并己得到一定程度的应用.在各种各样的直接驱动电机中，与其它类型低速大转矩直接驱动相比，直接驱动永磁无刷电机具有更高的功率密度和转矩密度，具有更高的运行效率，因此更具应用前景。
低速大转矩永磁无刷电机尽管在结构和原理上等同于传统的高速永磁无刷电机，但随着现代科技的发展，人们对其性能要求发生了很大变化，如对转矩脉动要求严格，同时为适应目前的节能大背景，对其效率指标也提出了新的要求。
其次，由于该种电机体积较大，电机的有效材料消耗量大，如何提高该种电机的有效材料利用率是该种电机研制开发的一个重要课题。
过去，永磁无刷电机大多采用整数槽绕组的设计，近年分数槽绕组技术在无刷直流电动机上应用日益广泛，而且具有自己的一些特点。
与整数槽相比，无刷电机采用分数槽特别是采用每极每相槽数小于1的分数槽绕组甚至分数槽集中绕组有如下好处：1）在电机设计时，电机的齿部磁密应尽可能均匀，这样才可以充分利用电机的有效材料，充分利用电机的有效空间2)平均每极下槽数减少，以较少数目的大槽代替较多数目的小槽，有利于槽满率的提高、线圈周长和绕组端部缩短，使电动机绕组较少、铜损降低，进而提高电动机的效率、降低温升、降低时间常数、提高快速性、增加功率密度等。
3)增加绕组的短距和分布效应，改善电动势波形的正弦性。
每极每相槽数4)由于分数槽电机齿槽转矩频率较高，齿槽效应转矩幅值通常比整数槽绕组小，有利于降低振动和噪声5)分数槽绕组电机有可能得到线圈节距了=1的设计(集中绕组)。
每个线圈只绕在一个齿上，缩短了线圈周长和绕组端部伸出长度，减低用铜量;各个线圈端部没有重叠，不必设相间绝缘。
采用高性能的永磁材料，就可满足电机的尺寸、重量和性能之间的协调要求，多极磁路可减小磁扼，因而可减小电机的体积与重量，多相供电可以增加电机的电负荷，提高绕组的利用率。
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（3、4章作业）
第三章作业
1、
（1）变应力的循环特性r ：指非静应力类型的应力循环中最小应力与最大应力的比值。
（2）静应力无r 值；脉动循环变应力r 值为0；对称循环变应力的r 值为1。
（3）由循环曲线r 探知零件的最大工作压力和最小工作压力，求出疲劳强度安全系数
2、
解：
C N N m m N =⋅=⋅-01γσσ
101--=∴σσm N N
N 当N ＝7000，MPa N N m N 57.3731807000
10596101=⨯⨯==--σσ 当N ＝25000，MPa N N m N 30.32418025000
10596101=⨯⨯==--σσ 当N ＝620000，MPa N N m
N 99.22618062000010596101=⨯⨯==--σσ
第四章作业
1、
（1）常用螺纹按牙型分可分为：三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹。
（2）三角螺纹：当量摩擦角大、自锁性较好、强度高。
三角螺纹又分为普通螺纹、管螺纹和圆锥螺纹。
普通螺纹又分为粗牙螺纹和细牙螺纹，牙形为等力三角形，牙型角60°，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减少应力留集中。
一般联接多用粗牙螺纹，细牙螺纹常用于细小零件、薄壁管件或受冲击、振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用。
管螺纹牙型为等腰三角形，牙型角55°，内外螺纹旋合后无径向间隙，以保证旋合的紧密性，牙顶有较大的圆角。
圆柱管螺纹广泛应用于水、煤气、润滑及压强在1.6MPa 以下的管路系统的连接中。
圆锥螺纹的螺纹分布在1:16的圆锥管壁上，螺旋旋合后，利用本身的变形来保证连接的紧密性，不需要任何填料，密封简单，旋合迅速，适用于紧密性要求较高的管路连接中。
（2）矩形螺纹：螺纹牙型为正矩形，螺纹牙厚等于螺距的1/2，牙型角为0°，传动效率最高，但对中精度低，牙根强度弱。
矩形螺纹精加工困难，螺旋副磨损后的间隙难以补偿或修复。
主要用于传力机构中。
（3）梯形螺纹：牙型角为30°，传动效率比梯形略内外螺纹以锥面巾紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好。
是目前最常用的传动螺纹。
（4）锯齿螺纹：牙型为不等腰梯形，牙型角为33°，传动效率高，牙根强度高，对中性好。
但只适用于单向受力的传动中，如起重螺旋、螺旋压力机、大型螺栓连接等。
13、
解：螺栓和被连接件的刚度分别为0tan30b C =，0tan 60m C =
由公式可知，工作后螺栓受到的载荷为
2000.577 500*(500)0.577 1.732
375b b m C F F F F F C C N =+∆=+
=+-++=
工作后被连接件受到的载荷为
10 1.732500*(500)0.577 1.732875m b m C F F F C C N =-=--++=。