机械设计复习资料.

<<机械设计基础>>复习题

第0章绪论

0-1 机器的特征是什么？机器和机构有何区别？

[解] 1）都是许多人为实物的组合；

2）实物之间具有确定的相对运动；

3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

0-2 构件和零件的区别是什么？指出缝纫机的通用和专用零件。

[解] 构件是运动的基本单元，而零件是制造的基本单元。

缝纫机上的通用零件有：螺丝、螺母、齿轮等，专用零件有：

曲轴、凸轮、飞轮、脚踏板等。

第一章平面机构运动简图及其自由度

1-1 一个在平面内自由运动的构件有多少个自由度？

[解]有3个自由度。

1-2 在平面内运动副所产生的约束数与自由度有何关系？

[解] 约束数+自由度=3

1-3 如何判别有构件和运动副组成的系统是否具有确定的相对运动？

[解] 自由度数=原动件数系统无确定的相对运动

自由度数 原动件数系统有确定的相对运动

1-4在计算机构的自由度时应注意哪几个问题？

[解] 复合铰链、局部自由度和虚约束。

1-5 绘制机构运动简图时，用什么来表示机构和运动副？

[解]用简单的线条和符号表示构件和运动副。

1-7试计算下列图示机构的自由度，并指出机构中存在的复合铰链，局部自由度或虚约束。

[解]

)5,7,0

F=35-27=1

b)5,7,0()

F=35-27=1

c)5,7,0

F=35-27=1

d)5,7,0()

F=35-27=1

e)4,5,1()

F=34-251=1

f)4,5,1()

L H L H L H L H L H L H a n P P n P P c n P P n P P c n P P F n P P c ===⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯-===处为复合铰链处为复合铰链处为虚约束处为复合铰链F=33-232=1

g)3,3,2(22) F=33-232=1L H n P P ⨯⨯-'''===⨯⨯-、

为虚约束

第二章平面连杆机构

2-1 铰链四杆机构的基本形式有几种？

[解]有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种。

2-2 四杆机构的行程速比系数与极位夹角的关系如何确定？

[解]

11801K K θ-=⨯+ 2-3 在铰链四杆机构中，a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm 。分别把构件a 、b 、c 、d 作为机架，所对应的为何种类型的机构？

[解] 曲柄存在的条件 60+150<120+100

A 为机架，是双曲柄机构；b 、d 为机架，是曲柄摇杆机构；

c为机架，是双摇杆机构。

2-5 四杆铰链机构的演化方式主要有哪几种？

[解] 有改变机构的形状和相对尺寸、扩大转动副尺寸、选用不同的构件为机架三种。

第三章凸轮机构

3-2 凸轮机构的常用类型有几种？选择凸轮的类型时应该考虑哪些因素？

[解] 按凸轮的形状分：盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮；按从动件形状来分：尖端从动件、滚子从动件和平底从动件；

按凸轮与从动件锁合形式分：力锁合和几何锁合。

选择凸轮时，应考虑凸轮和从动件的相对运动形式

从动件的运动形式等。

第四章齿轮机构

4-1 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有哪几个？那些是标准的，其标准值是否相同？

[解] 基本参数：齿数z、模数m、压力角 、齿顶高系数*

h和顶隙系

a

数*c。其中后四个是标准的，标准值不相同

4-2 分度圆与节圆有什么区别？在什么情况下节圆与分度圆重合？

[解] 分度圆是齿轮上具有标准压力角的圆。节圆是过节点所作的两个相切的圆。标准安装时节圆与分度圆重合。

4-3 试根据渐开线特性说明一对模数相等，压力角相等，但齿数不等的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其分度圆齿厚、齿顶圆和齿根圆齿厚

是否相等，哪个较大。

[解] 分度圆齿厚相等，齿顶圆和齿根圆齿厚不等，因基圆愈小，渐开线愈弯曲，基圆愈大，渐开线愈平直，故齿数多的齿轮齿顶圆和齿根圆的齿厚大。

4-4 何谓齿廓的根切现象？产生根切的原因是什么？是否基圆愈小愈容易发生根切？根切有什么危害？如何避免根切？

[解] 齿轮齿根的渐开线齿廓被切去的现象为根切现象。原因是展成法加工时，刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的焦点超

过了被切极限点N。不是。根切使刀具的齿顶线或齿顶圆

与捏合线的焦点不超过极限点N可避免根切。

4-7 齿轮传动常见的失效形式有哪些？各种失效形式常在何种情况下发生？试对工程实际中见到的齿轮失效形式和原因进行分析。齿轮传动的设计计算准则有哪些，他们分别针对何种失效形式？在工程设计实践中，对于一般使用的闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么？

[解] 失效形式：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形。当齿根弯曲应力过大或突然过载、冲击载荷等易产生折断。在闭式传动中，若接触应力过大，齿轮工作一段时间后会出现点蚀。齿面磨损是由于齿面间的灰尘、硬屑粒等引起的。齿面胶合是在高速、重载传动中，高温、高压使两接触面熔粘在一起而产生的。塑性变形是在重载情况下产生的。

计算准则；齿面接触疲劳强度计算，针对齿面点蚀；齿根弯曲疲

劳强度计算，针对齿根弯曲疲劳折断。闭式硬齿面齿轮传动设计准则：按弯曲疲劳强度和接触疲劳强度设计；闭式软齿面齿轮传动设计准则：按接触疲劳强度设计，校核弯曲疲劳强度；开式齿轮传动设计准则：按弯曲疲劳强度设计。

4-9 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=2mm ，z1=20,z2=45,试计算这对吃乱的分度直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。

[解]

1212121222040245901221.252 2.52.520.5402244902294402 2.535902 2.58540cos 2037.58890cos 2084.5722 6.283.14a f a a f f b b d mm

d mm

h mm

h mm

c mm

d mm

d mm

d mm

d mm

d mm

d mm

p mm

s e π=⨯==⨯==⨯==⨯==-==+⨯==+⨯==-⨯==-⨯=========

4-11 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆，在什么条件下基圆大于齿根圆？什么条件下基圆小于齿根圆？

[解]