西安交大《机械设计基础》课后习题答案综合版
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机械设计基础复习大纲
2011、4、3
第 1 章 绪论
掌握：机器的特征：人为的实物组合、各实物间具有确定的相对运动、有机械能参与或作机械功 机器的组成：驱动部分+传动部分+执行部分
了解：机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件和部件的概念 课程容、性质、特点和任务
第 2 章 机械设计概述
了解：运动链的定义及其分类（闭式链：单环链、多环链；开式链） 运动链成为机构的条件（具有一个机架、具有足够的主动件） 机动示意图（不按比例）与机构运动简图的区别
第 6 章 平面连杆机构
掌握：平面连杆机构组成（构件+低副；各构件互作平行平面运动）──低副机构 平面连杆的基本型式（平面四杆机构）、平面四杆机构的基本型式（铰链四杆机构） 铰链四杆机构组成（四构件+四转动副） 铰链四杆机构各构件名称（机架、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、固定铰链、活动铰链） 铰链四杆机构的分类：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 铰链四杆机构的变异方法：改变构件长度、改变机架（倒置）
满足各种附加要求：曲柄存在条件、运动连续条件、传力及其他条件 实验法设计实现给定连杆轨迹的四杆机构，解析法设计实现给定两连架杆对应位置的四杆机构
第 7 章 凸轮机构
掌握：凸轮机构的组成（凸轮+从动件+机架）──高副机构 凸轮机构的分类：按凸轮分类：平面凸轮（盘形凸轮、移动凸轮），空间凸轮 按从动件分类：端部形状：尖端、滚子、平底、曲面 运动形式：移动、摆动 安装方式：对心、偏置 按锁合方式分类：力锁合、形锁合 基圆（理论廓线上最小向径所作的圆）、理论廓线、实际廓线、行程 从动件运动规律（升程、回程、远休止、近休止） 刚性冲击（硬冲：速度突变，加速度无穷大）、柔性冲击（软冲：加速度突变） 运动规律特点：等速运动规律：速度为常数、始末两点存在硬冲、用于低速 等加速等减速：加速度为常数、始末中三点存在软冲、不宜用于高速 余弦加速度：停─升─停型：始末两点存在软冲、不宜用于高速 升─降─升型：无冲击、可用于高速 正弦加速度：无冲击、可用于高速 反转法绘制凸轮廓线的方法：对心或偏置尖端移动从动件，对心或偏置滚子移动从动件 滚子半径的选择、基圆半径的确定、运动失真及其解决的方法
铰链四杆机构的运动特性： 曲柄存在条件：①最长杆长度+最短杆长度≤其余两杆长度之和
②连架杆与机架中有一杆为四杆中之最短杆 曲柄摇杆机构的极限位置（曲柄与连杆共线位置） 曲柄摇杆机构的极位夹角 （两极限位置时曲柄所夹锐角） 曲柄摇杆机构的急回特性及行程速比系数 平面四杆机构的运动连续性 铰链四杆机构的传力特性：
第 8 章 齿轮传动
掌握：齿轮机构的组成（主动齿轮+从动齿轮+机架）──高副机构
圆形齿轮机构分类： 平行轴：直齿圆柱齿轮机构（外啮合、啮合、齿轮齿条） 斜齿圆柱齿轮机构（外啮合、啮合、齿轮齿条） 人字齿轮机构 相交轴：圆锥齿轮机构（直齿、斜齿、曲齿） 相错轴：螺旋齿轮机构、蜗轮蜗杆机构
齿廓啮合基本定律（两轮的传动比等于公法线割连心线线段长度之反比） 定传动比条件、节点、节圆、共轭齿廓 渐开线的形成、特点及方程 一对渐开线齿廓啮合特性：定传动比特性、啮合角和啮合线保持不变、可分性 渐开线齿轮各部分名称：齿数、模数、压力角、顶隙、分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆
压力角 ：不计摩擦、重力、惯性力时从动件受力方向与受力点速度方向间所夹锐角 传动角 ：压力角的余角
许用压力角 40 ～ 50 、许用传动角 50 ～ 40
曲柄摇杆机构最小传动角位置（曲柄与机架共线的两位置中的一个） 死点位置：传动角为零的位置（ 0） 实现给定连杆二源自文库或三个位置的设计 实现给定行程速比系数的四杆机构设计：曲柄摇杆、曲柄滑块和摆动导杆机构 了解：连杆机构的特点、铰链四杆机构以及变异后机构的特点及应用、死点（止点）位置的应用和渡过 基本设计命题：实现给定的运动要求：连杆有限位置、连架杆对应角位移、轨迹
了解：凸轮机构的特点、凸轮机构的应用、凸轮机构的一般命名原则 四种运动规律的推导方法和位移曲线的画法 运动规律的基本形式：停─升─停；停─升─降─停；升─降─升 运动规律的选择原则，平底从动件凸轮廓线的绘制方法及运动失真的解决方法
机构自锁、偏置对压力角的影响，压力角 、许用压力角 、临界压力角c 三者关系：max c
了解：与机械设计有关的一些基础理论与技术，机器的功能分析、功能原理设计，机械设计的基本要求和 一般程序、机械运动系统方案设计的基本要求和一般程序、机械零件设计的基本要求和一般程序， 机械设计的类型和常用的设计方法
第 3 章 机械运动设计与分析基础知识
掌握：构件的定义（运动单元体）、分类（机架、主动件、从动件） 构件与零件（加工、制造单元体）的区别 平面运动副的定义、分类（低幅：转动副、移动副；高副：平面滚滑副） 各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置 机构运动简图的画法（注意标出比例尺、主动件、机架和必要的尺寸） 机构自由度的定义（具有独立运动的数目） 平面运动副引入的约束数（低幅：引入 2 个约束；高副：引入 1 个约束） 平面机构自由度计算（F＝3n－2P5－P4） 应用自由度计算公式时的注意事项（复合铰链、局部自由度、虚约束、公共约束） 机构具有确定运动的条件（机构主动件数等于机构的自由度） 速度瞬心定义（绝对速度相等的瞬时重合点） 瞬心分类：绝对瞬心（绝对速度相等且为零的瞬时重合点，位于绝对速度的垂线上） 相对瞬心（绝对速度相等但不为零的瞬时重合点，位于相对速度的垂线上） 速度瞬心的数目：K=N(N-1)/2 速度瞬心的求法：观察法：转动副位于转动中心；移动副位于垂直于导轨的无穷远； 高副位于过接触点的公法线上 三心定理：互作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，且位于同一直线上 用速度瞬心求解构件的速度（关键找到三个速度瞬心，建立同速点方程，然后求解）
齿顶高、齿根高、齿全高、齿距（周节）、齿厚、齿槽宽
标准直齿圆柱齿轮的基本参数：齿数 z 、模数 m 、压力角 ( 20 )
齿顶高系数 ha* (1.0、0.8)、顶隙系数 c* (0.25、0.3) 标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算：分度圆 d、基圆 db、齿顶高 ha、齿根高 hf、齿全高 h
2011、4、3
第 1 章 绪论
掌握：机器的特征：人为的实物组合、各实物间具有确定的相对运动、有机械能参与或作机械功 机器的组成：驱动部分+传动部分+执行部分
了解：机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件和部件的概念 课程容、性质、特点和任务
第 2 章 机械设计概述
了解：运动链的定义及其分类（闭式链：单环链、多环链；开式链） 运动链成为机构的条件（具有一个机架、具有足够的主动件） 机动示意图（不按比例）与机构运动简图的区别
第 6 章 平面连杆机构
掌握：平面连杆机构组成（构件+低副；各构件互作平行平面运动）──低副机构 平面连杆的基本型式（平面四杆机构）、平面四杆机构的基本型式（铰链四杆机构） 铰链四杆机构组成（四构件+四转动副） 铰链四杆机构各构件名称（机架、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、固定铰链、活动铰链） 铰链四杆机构的分类：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 铰链四杆机构的变异方法：改变构件长度、改变机架（倒置）
满足各种附加要求：曲柄存在条件、运动连续条件、传力及其他条件 实验法设计实现给定连杆轨迹的四杆机构，解析法设计实现给定两连架杆对应位置的四杆机构
第 7 章 凸轮机构
掌握：凸轮机构的组成（凸轮+从动件+机架）──高副机构 凸轮机构的分类：按凸轮分类：平面凸轮（盘形凸轮、移动凸轮），空间凸轮 按从动件分类：端部形状：尖端、滚子、平底、曲面 运动形式：移动、摆动 安装方式：对心、偏置 按锁合方式分类：力锁合、形锁合 基圆（理论廓线上最小向径所作的圆）、理论廓线、实际廓线、行程 从动件运动规律（升程、回程、远休止、近休止） 刚性冲击（硬冲：速度突变，加速度无穷大）、柔性冲击（软冲：加速度突变） 运动规律特点：等速运动规律：速度为常数、始末两点存在硬冲、用于低速 等加速等减速：加速度为常数、始末中三点存在软冲、不宜用于高速 余弦加速度：停─升─停型：始末两点存在软冲、不宜用于高速 升─降─升型：无冲击、可用于高速 正弦加速度：无冲击、可用于高速 反转法绘制凸轮廓线的方法：对心或偏置尖端移动从动件，对心或偏置滚子移动从动件 滚子半径的选择、基圆半径的确定、运动失真及其解决的方法
铰链四杆机构的运动特性： 曲柄存在条件：①最长杆长度+最短杆长度≤其余两杆长度之和
②连架杆与机架中有一杆为四杆中之最短杆 曲柄摇杆机构的极限位置（曲柄与连杆共线位置） 曲柄摇杆机构的极位夹角 （两极限位置时曲柄所夹锐角） 曲柄摇杆机构的急回特性及行程速比系数 平面四杆机构的运动连续性 铰链四杆机构的传力特性：
第 8 章 齿轮传动
掌握：齿轮机构的组成（主动齿轮+从动齿轮+机架）──高副机构
圆形齿轮机构分类： 平行轴：直齿圆柱齿轮机构（外啮合、啮合、齿轮齿条） 斜齿圆柱齿轮机构（外啮合、啮合、齿轮齿条） 人字齿轮机构 相交轴：圆锥齿轮机构（直齿、斜齿、曲齿） 相错轴：螺旋齿轮机构、蜗轮蜗杆机构
齿廓啮合基本定律（两轮的传动比等于公法线割连心线线段长度之反比） 定传动比条件、节点、节圆、共轭齿廓 渐开线的形成、特点及方程 一对渐开线齿廓啮合特性：定传动比特性、啮合角和啮合线保持不变、可分性 渐开线齿轮各部分名称：齿数、模数、压力角、顶隙、分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆
压力角 ：不计摩擦、重力、惯性力时从动件受力方向与受力点速度方向间所夹锐角 传动角 ：压力角的余角
许用压力角 40 ～ 50 、许用传动角 50 ～ 40
曲柄摇杆机构最小传动角位置（曲柄与机架共线的两位置中的一个） 死点位置：传动角为零的位置（ 0） 实现给定连杆二源自文库或三个位置的设计 实现给定行程速比系数的四杆机构设计：曲柄摇杆、曲柄滑块和摆动导杆机构 了解：连杆机构的特点、铰链四杆机构以及变异后机构的特点及应用、死点（止点）位置的应用和渡过 基本设计命题：实现给定的运动要求：连杆有限位置、连架杆对应角位移、轨迹
了解：凸轮机构的特点、凸轮机构的应用、凸轮机构的一般命名原则 四种运动规律的推导方法和位移曲线的画法 运动规律的基本形式：停─升─停；停─升─降─停；升─降─升 运动规律的选择原则，平底从动件凸轮廓线的绘制方法及运动失真的解决方法
机构自锁、偏置对压力角的影响，压力角 、许用压力角 、临界压力角c 三者关系：max c
了解：与机械设计有关的一些基础理论与技术，机器的功能分析、功能原理设计，机械设计的基本要求和 一般程序、机械运动系统方案设计的基本要求和一般程序、机械零件设计的基本要求和一般程序， 机械设计的类型和常用的设计方法
第 3 章 机械运动设计与分析基础知识
掌握：构件的定义（运动单元体）、分类（机架、主动件、从动件） 构件与零件（加工、制造单元体）的区别 平面运动副的定义、分类（低幅：转动副、移动副；高副：平面滚滑副） 各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置 机构运动简图的画法（注意标出比例尺、主动件、机架和必要的尺寸） 机构自由度的定义（具有独立运动的数目） 平面运动副引入的约束数（低幅：引入 2 个约束；高副：引入 1 个约束） 平面机构自由度计算（F＝3n－2P5－P4） 应用自由度计算公式时的注意事项（复合铰链、局部自由度、虚约束、公共约束） 机构具有确定运动的条件（机构主动件数等于机构的自由度） 速度瞬心定义（绝对速度相等的瞬时重合点） 瞬心分类：绝对瞬心（绝对速度相等且为零的瞬时重合点，位于绝对速度的垂线上） 相对瞬心（绝对速度相等但不为零的瞬时重合点，位于相对速度的垂线上） 速度瞬心的数目：K=N(N-1)/2 速度瞬心的求法：观察法：转动副位于转动中心；移动副位于垂直于导轨的无穷远； 高副位于过接触点的公法线上 三心定理：互作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，且位于同一直线上 用速度瞬心求解构件的速度（关键找到三个速度瞬心，建立同速点方程，然后求解）
齿顶高、齿根高、齿全高、齿距（周节）、齿厚、齿槽宽
标准直齿圆柱齿轮的基本参数：齿数 z 、模数 m 、压力角 ( 20 )
齿顶高系数 ha* (1.0、0.8)、顶隙系数 c* (0.25、0.3) 标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算：分度圆 d、基圆 db、齿顶高 ha、齿根高 hf、齿全高 h