第一篇：200612機械設計基礎A2復習指導

機械設計基礎A2課程重點

2007年1月2日

第1章 機構的組成和結構 重點要求3個方面： 學會正確繪制機構運動簡圖，熟練的工程表達能力，能將工程圖或自行構思的原理方案用簡圖正確表達； 掌握運動鏈成為機構的條件：包括自由度計算（虛約束、局部自由度）了解機構組成的原理，掌握拆桿組，并判斷機構的級別。

復習指導：

? 典型題型：給出功能要求及一種設計方案，判斷方案的可行性（運動鏈成為機構的條件），找出存在的問題并加以改進；根據功能要求，修改方案，或要求構思新機構方案，對已構思出的方案進行分析。

? 要審好題，不能答非所問，例如修改方案，找出方案出錯的位置，修改此處；而你完全重新設計一個方案，是不對的。? 要嚴格按規定的標準符號和線條，繪制機構運動簡圖。? 彈簧是否是構件？為什么？

典型題目：第一次討論課 第一組題目

1、下圖所示為手動沖床一個設計方案的示意圖。設計思路是：動力由搖桿1輸入，通過連桿2使搖桿3往復擺動，搖桿3又推動沖桿5作往復直線運動，以達到沖壓的目的。試按比例繪制出該設計方案的運動簡圖，分析該方案能否實現設計意圖，并說明理由。若不能，請在該方案的基礎上提出至少3種修改方案，畫出修改后方案的運動簡圖，并分析各種改進方案的優缺點。

2、下圖所示為一腳踏式推料機設計方案示意圖。設計思路是：動力由踏板1輸入，通過連桿2使杠桿3擺動，進而使推板4沿導軌直線運動，完成輸送工件或物料的工作。試按比例繪制出該設計方案的運動簡圖，分析該方案能否實現設計意圖，并說明理由。若不能，請在該方案的基礎上提出至少3種修改方案，畫出修改后方案的運動簡圖，并分析各種改進方案的優缺點。

3、下圖所示為一設計人員初擬的簡易沖床的設計方案。設計者的思路是：動力由齒輪1輸入，帶動齒輪2連續轉動；與齒輪2固結在一起的凸輪2′與杠桿3組成的凸輪機構將帶動沖頭4上下往復運動，從而達到沖壓工件的目的。試按比例繪制出該設計方案的運動簡圖，分析該方案能否實現設計意圖，并說明理由。若不能，請在該方案的基礎上提出至少3種修改方案，畫出修改后方案的運動簡圖，并分析各種改進方案的優缺點。

（一）通過一組題目的討論，明確運動鏈成為機構的條件，學會根據功能要求構思機構方案；能對已構思出的方案進行分析，找出存在的問題并加以改進。

判斷：

1）運動鏈成為機構的條件；

2）干涉問題

第2章 連桿機構

1.了解連桿機構的主要類型、功能；了解機構的演化方法； 2.熟練掌握連桿機構的工作特性：運動特性（整轉副條件、急回特性），傳力特性（壓力角、傳動角、死點位置）； 3.掌握平面連桿機構的運動設計思路與方法。復習指導：

? 只要求平面連桿機構，重點是鉸鏈四桿機構、曲柄滑塊機構、擺動導桿機構；工作特性：壓力角、死點、最小傳動角、曲柄存在條件、搖桿存在條件；

? 重點掌握機構設計的圖解法（反轉法的靈活應用，例如原動件轉向變了，如何設計？）典型例題：根據對急回特性的要求，構思多種方案。判斷是否有急回特性的方法？（極位夾角、計算行程速比系數）

? 連桿機構設計，靈活運用設計原理。注意的問題：機構組成分析；分析各組成部分的特點－運動特性（整轉、擺動）；確定極限位置，找出原動件與從動件的運動對應關系；應用剛化反轉法。見習題集：p29-31 剛化反轉法的靈活應用。

? 復習時，思路要開闊：例如軌跡生成機構的設計方法――了解思路――聯想――四桿機構的約束過多――開式鏈機構和組合機構、機構的組合的出現

? 設計類題解不完全舉例：作業2.13(爐門設計)，1）撰寫作圖步驟（考試時不用寫）；2）保留作圖線（只給出最后結果，無法確定你作的對否，可能判斷為“抄襲”）；3）給出你的設計結果，描深構件和運動副、機架，給出設計的機構尺寸，包括桿長等各種尺寸。典型題目：第一次討論課

第二組題目

4.在下圖所示的連桿機構中，已知各構件的尺寸為：lAB=160mm，lBC=260mm，lCD=200mm，lAD=80mm；并已知構件AB為原動機，沿順時針方向勻速回轉，試確定：1）四桿機構ABCD的類型；2）該四桿機構的最小傳動角?min；3）滑塊F的行程速度變化系數K。4）分析總結此類機構的特點。

5、下圖所示六桿機構中，各構件的尺寸為lAB=30mm，lBC=55mm，lAD=50mm

lCD=40mm，lDE=20mm，lEF=60mm，滑塊F為輸出構件。

1）滑塊F往返行程的平均速度是否相同？其行程速度變化系數k為多少？ 2）滑塊F的行程H為多少？ 3）求機構的最小傳動角?min。4）分析總結此類機構的特點。

判斷：極位夾角；最小傳動角；曲柄存在條件、搖桿存在條件 計算：行程速比系數

（二）通過一組題目的討論，掌握急回特性的真諦，擴展課堂所學知識，并學會根據對急回特性的要求，構思多種方案。

第三組題目

6．已知鉸鏈四桿機構如圖所示，各桿長度為a＝18mm，b＝35mm，c＝30mm，d＝35mm，現欲用它驅動桿件e，使e能從垂直位置向左作30?角擺動，桿e的擺動中心與鉸鏈中心D的距離XDE＝35mm，YDE＝30mm，試設計此傳動機構，并校核其最小傳動角?min，分析計算其行程速比系數K。（?l＝1mm/mm）。分析總結此類題目的特點和設計方法。

7.圖示為插床用轉動導桿機構（導桿AC可以做整周轉動），曲柄BC為原動件，已知lAB?60 mm，執行構件滑塊行程H＝100mm，行程速比系數k＝2，最大壓力角為30o。試設計此機構。并構思另外一種連桿機構，實現同樣的性能。

（三）通過題目的討論，掌握連桿機構的設計方法，學會靈活運用設計原理。注意的問題： 1）機構組成分析；

2）分析各組成部分的特點－運動特性（整轉、擺動）； 3）確定極限位置，找出原動件與從動件的運動對應關系； 4）剛化反轉法的應用。

第四組題目

8、某生產線的動力源為勻速轉動的電動機，執行構件為往復移動的滑塊。生產工藝要求滑塊的運動需具有急回運動特性。試在下列機構運動簡圖的基礎上，根據設計要求完成機構系統簡圖的設計工作。要求在現有機構基礎上，設計兩種以上（含兩種）方案，并在其中一個方案圖上標出滑塊的工作行程和空回行程，并計算其急回系數（行程速度變化系數）。

（四）通過題目的討論，學會靈活運用常用機構和運動鏈的特點和功能，培養創新設計能力。――構思方案類題目 注意的問題： 1）2）3）功能要求的抽象化－如要求具有急回特性？－極位夾角 各類常用機構的特點及機構方案的構思方法； 形象思維和發散思維

第3章 凸輪機構

1.了解凸輪機構的類型與適用場合；

2.掌握從動件各種運動規律的特點與適用場合； 3.掌握凸輪廓線的反轉法設計原理，及其靈活應用，4.掌握凸輪機構基本尺寸的確定方法，并能就設計中出現的問題提出對策。

5.了解計算機輔助設計的基本思路：結構緊湊的設計要滿足什么條件？運動不失真＋壓力角不超值 復習指導：

? 重點是平面凸輪機構，但你可將圓柱凸輪機構用于方案設計； ? 凸輪機構設計時，不能僅給出凸輪廓線，要畫出機架、從動件等，彈簧畫出否？否。

? 壓力角與基圓半徑的關系、基圓半徑的確定方法、壓力角大于許用值的對策；

? 運動失真的原因與對策；

? 可以不偏置，偏置的目的是什么？

? 機械原理輔導與習題：例3.1－3.3，pp57-62;

注意：要保留作圖線。旋轉方向、偏距圓、基圓、理論廓線、實際廓線 典型題目：

通過以下題目的討論，掌握題目中蘊含的基本概念，學會反轉法的靈活運用。1.某工廠引進一條生產線，運行過程中發現其中一凸輪機構傳力特性欠佳，技術人員對該凸輪機構進行了測繪，畫出了其運動簡圖如下圖所示。試根據該運動簡圖提供的信息，重新設計一凸輪機構替換原設備中的凸輪機構，以保證在準確實現系統原運動規律的前提下，獲得較好的傳力特性。

第4章 齒輪機構

重點：直齒圓柱齒輪機構，掌握其他齒輪機構與直齒圓柱齒輪機構的不同點。

1.掌握齒輪嚙合傳動需滿足的條件（正確嚙合條件、無側隙。。）； 2.掌握傳動類型的設計，及標準齒輪和變位齒輪尺寸參數的計算；

3.了解各種齒輪傳動類型的優缺點，了解其它齒輪與直齒輪的主要區別，掌握蝸輪蝸桿機構、錐齒輪機構的傳動比計算和轉向判斷。

4.了解范成法齒輪加工與齒輪傳動的關系，齒輪加工會出現什么問題、原因及對策；

復習指導：

? 常出現的問題是：概念不清，選取的計算公式不當，直接帶公式； ? 直齒圓錐齒輪中當量齒數的含義？斜齒輪的螺旋角的作用？不要變位，也可調中心距。

? 重合度的含義？如何用圖解法求得？B2B1的含義，在圖上會找。? 幾個重要公式：嚙合角與中心距、變位系數與嚙合角的關系式等。? 傳動類型的設計，考試要求計算尺寸，參閱習題集4.18, 20 ,23

第5章 輪系

1.掌握輪系傳動比計算，重點是混合輪系的計算； 2.了解輪系的功能；

3.重點掌握定軸輪系的設計，了解輪系設計需要滿足的條件：周轉輪系齒數要滿足4個條件。

復習指導：

? 綜合第四章一起考慮，應是一個綜合設計；

? 典型例題：混合輪系傳動比的計算，確定主、從動輪的轉向關系，采用定軸輪系對含有差動輪系的混合輪系封閉。

? 作業中出現的錯誤：轉向判斷有誤、轉化機構傳動比的正負號，注意真實的轉向是靠計算得到。? 機械原理輔導與習題：例1－例5。

第二次討論課題目

一、通過以下題目的討論，掌握混合輪系傳動比的計算方法，學會確定主、從動輪的轉向關系的判斷方法，以及采用定軸輪系對含有差動輪系的混合輪系封閉方法。

1.在下圖所示的輪系中，1為單頭右旋蝸桿，運動方向如圖。已知各輪齒數為z2?40,z3?32,z4?30,z4/?40,z5?64,z6?32,z7?17,z8?24。其中，軸A以1500r/min的轉速按圖示方向旋轉，軸B以60r/min的轉速按圖示方向轉動。該輪系中的圓柱齒輪6、7和8均為正常齒制的標準齒輪，其模數m = 4mm、壓力角??200；蝸桿1和蝸輪2組成一對阿基米德標準蝸桿蝸輪機構，其中m = 5mm、蝸桿1的直徑d1 = 50mm。齒輪機構的安裝形式均滿足無齒側間隙嚙合傳動條件。

（1）試確定軸C轉速大小及方向。

（2）如果希望運動僅從蝸桿1輸入，而要求C軸輸出運動的大小和方向都不變，試在原設計的基礎上進行改進設計，給出3種方案構思，繪制其機構運動簡圖，并選擇一種方案進行詳細設計。

封閉的方法：

1.中心輪1和中心輪2通過輪系封閉； 2.中心輪1與系桿通過輪系封閉； 3.中心輪2與系桿通過輪系封閉。條件：

1.保證原輪系的傳動比；

2.保證多組同軸齒輪的中心距不變。

第6章 間歇運動機構(擴展思路)1.了解各種機構的工作原理、特點、功能及適用場合； 復習指導：

? 設計方案時，可選用。

第7章 其它常用機構(擴展思路)4.了解各種機構的工作原理、特點、功能及適用場合； 5.了解機構傳動比計算；

6.了解運動簡圖的繪制，如帶輪機構、鏈輪機構、氣動機構、液壓機構等。

復習指導：

? 設計方案時，可選用。

上述2章不直接出考題，但你可以用在運動方案設計中。

第8章 組合機構

1.掌握機構的組合方式和組合機構，什么是基礎機構和附加機構？ 2.了解各種常用組合機構的特點和功用，可構建機構設計方案，并可繪制機構運動簡圖；

3.掌握組合機構設計的基本思路，學會設計凸輪－連桿組合機構。

復習指導：

? 設計要給出具體尺寸。不能作圖誤差太大，那樣？科學作風不嚴謹。

? 重點掌握串、并、復合組合方式，會構思多種方案，實現復雜運動軌跡或運動規律。會選擇一種方案設計，重點是復合機構的設計：如凸輪＋連桿機構的設計。基礎機構＋附加機構。? 典型例題：采用組合機構的設計方法實現給定的復雜運動軌跡或運動規律。

第二次討論課題目

二、通過下述題目的討論，掌握組合機構的概念，學會采用組合機構的設計方法實現給定的復雜運動軌跡或運動規律，對利用機構的組合發展新機構有更深層次的理解。

1.工作要求某機械系統的執行構件上的一點實現如下圖所示的運動軌跡，試構思3種以上方案，繪制出各方案的運動簡圖，比較各方案的優缺點，并選擇一種方案進行詳細設計。

R10 R535

第9章 開式鏈機構

(擴展思路，選方案用)1.了解開式鏈機構的工作原理、功能、特點。2.了解位置和姿態的實現方法； 3.了解正反向運動學分析方法。

復習指導：

? 本章內容只是設計機構方案時用。? 機構靈活，控制復雜，可能出現奇異性。

第10章 機械系統動力學

1.掌握等效動力學模型建立的思路和方法；

2.掌握等效量（等效質量、等效轉動慣量、等效力、等效力矩）的計算

3.了解速度波動的調節方法，重點掌握周期性速度波動調節方法； 4.掌握飛輪調速原理與飛輪設計：最大盈虧功計算、飛輪安裝位置

復習指導：

1.建立等效動力學模型，代替原則方法，只要求等效轉動構件；重點等效轉動慣量和等效力矩的計算。

2.周期性速度波動的調速方法，飛輪調速原理與飛輪設計：只要求對其轉動慣量進行設計。最大盈虧功計算、飛輪安裝位置。制動時間，例1-5，10.5。

第11章 機械的平衡（自學部分）

1.了解機械平衡方法； 2.了解剛性轉子平衡方法； 3.了解機構慣性力平衡方法。

復習指導：

1.機構的平衡作為重點。2.剛性轉子的平衡設計。

3.平面機構平衡設計（一般與調速在一起）

第13章 機械總體方案設計

1.了解機械產品設計過程；

2.了解機械總體方案設計中體現的設計思想。

第14章 機械執行系統的方案設計

1.了解執行系統方案設計的過程；了解執行系統的功能原理設計方法；

2.掌握給出要實現的功能，構思出多種設計方案，能進行方案初步評價與決策

3.掌握執行系統的協調設計方法 復習指導：

1.重點掌握機構的型式設計：多方案設計，會設計（會選型、會構型）、會比較，作簡單評價；正確繪制出機構簡圖。找其中一個方案設計。

2.會協調設計，重點掌握繪制執行機構運動循環圖的方法。

典型題目：自測題：14-5

第二篇：機械設計基礎考試題及答案及復習指導

五、結構題（圖解題）如題20圖所示的某圓柱齒輪裝于軸上，在圓周方向采用A型普通平鍵固定；在軸向，齒輪的左端用套筒定位，右端用軸肩定位。試畫出這個部分的結構圖。如題21圖所示，試畫出軸與軸承蓋之間分別采用毛氈圈和有骨架唇形密封圈時的結構圖。試指出題22圖所示的軸系零部件結構中的錯誤，并說明錯誤原因。說明：

（1）軸承部件采用兩端固定式支承，軸承采用油脂潤滑；（2）同類錯誤按1處計；

（3）指出6處錯誤即可，將錯誤處圈出并引出編號，并在圖下做簡單說明；

（4）若多于6處，且其中有錯誤答案時，按錯誤計算。

題20圖

題21圖

題22圖 題23圖所示為下置式蝸桿減速器中蝸輪與軸及軸承的組合結構。蝸輪用油潤滑，軸承用脂潤滑。試改正該圖中的錯誤，并畫出正確的結構圖。

題23圖 題24圖所示為斜齒輪、軸、軸承組合結構圖。斜齒輪用油潤滑，軸承用脂潤滑。試改正該圖中的錯誤，并畫出正確的結構圖。

題24圖

五、結構題（圖解題）結構如題20圖解所示。

題20圖解 結構如題21圖解所示。

題21圖解 22 解題要點 題22圖中存在錯誤如下（見題22圖解）：

題22圖解

（1）彈簧墊圈開口方向錯誤；

（2）螺栓布置不合理，且螺紋孔結構表示錯誤；（3）軸套過高，超過軸承內圈定位高度；

（4）齒輪所在軸段過長，出現過定位現象，軸套定位齒輪不可靠；（5）鍵過長，軸套無法裝入；

（6）鍵頂面與輪轂接觸；且鍵與固定齒輪的鍵不位于同一軸向剖面的同一母線上；（7）軸與端蓋直接接觸，且無密封圈；（8）重復定位軸承；

（9）箱體的加工面未與非加工面分開，且無調整墊片；（10）齒輪油潤滑，軸承脂潤滑而無擋油盤；（11）懸伸軸精加工面過長，裝配軸承不便；（12）應減小軸承蓋加工面。23 解題要點：

正確結構如題23圖解所示。

題23圖解 24 解題要點

正確結構如題24圖解所示。

題24圖解

二、填空題 自行車的中軸是軸，而前輪軸是軸。為了使軸上零件與軸肩緊密貼合，應保證軸的圓角半徑軸上零件的圓角半徑或倒角C。9 對大直徑的軸的軸肩圓角處進行噴丸處理是為了降低材料對的敏感性。10 傳動軸所受的載荷是。一般單向回轉的轉軸，考慮起動、停車及載荷不平穩的影響，其扭轉剪應力的性質按 處理。

三、問答題 軸受載荷的情況可分哪三類?試分析自行車的前軸、中軸、后軸的受載情況，說明它們各屬于哪類軸? 13 為提高軸的剛度，把軸的材料由45號鋼改為合金鋼是否有效?為什么? 14 軸上零件的軸向及周向固定各有哪些方法?各有何特點?各應用于什么場合? 15 軸的計算當量彎矩公式Mca?何取值? 16 影響軸的疲勞強度的因素有哪些?在設計軸的過程中，當疲勞強度不夠時，應采取哪些措施使其滿足強度要求?

M2???T?中，應力校正系數а的含義是什么?如

第三篇：機械設計基礎復習要點

機械設計基礎復習要點（第一部分）

第1章 緒論

第2章 機械設計概述

掌握：機器的特征：人為的實體組合、各實體間具有確定的相對運動、實現機械能與其他形式能之間的轉換或作機械功

了解：機器、機構、機械、常用機構、通用零件、專用零件和部件的概念

機械設計的基本要求和程序

第3章 機構運動設計與分析基礎知識

3．1 掌握：機構的組成要素：構件與運動副

3．2 掌握：構件的定義、構件與零件的區別

平面運動副的定義、分類（轉動副、移動副、平面滾滑副），各運動副的運動特征、幾何特征、表示符號及位置

3．3 掌握：機構運動簡圖的畫法

了解：機動示意圖

3．4 掌握：平面機構自由度的計算公式、應用公式時的注意事項、機構具有確定運動的條件

3．5 掌握： 速度瞬心定義：絕對瞬心、相對瞬心速度瞬心求法：數目、觀察法、三心定理

第6章平面連桿機構

6．1 掌握：平面連桿機構的組成6．2 掌握：鉸鏈四桿機構的分類，鉸鏈四桿機構的變異方法

6．3 掌握：鉸鏈四桿機構的特性：曲柄存在條件、曲柄搖桿機構的極限位置、曲柄搖桿機構的極位夾角、曲柄搖桿機構的急回特性及行程速比系數；壓力角、傳動角、許用傳動角；曲柄搖桿機構最小傳動角位置；死點位置；死點位置的應用和渡過

6．4 掌握：平面連桿機構的運動設計：實現給定連桿二個或三個位置的設計；實現給定行程速比系數的四桿機構設計

第7章 凸輪機構

7．1 掌握：凸輪機構的組成7．2 掌握：凸輪機構的類型（凸輪、從動件、鎖合裝置）

7．3 掌握：基圓（理論廓線上最小向徑所作的圓）、理論廓線、實際廓線、行程、推程、回程、遠休止、近休止、剛性沖擊、柔性沖擊；三種運動規律（等速、等加速等減速、余弦加速度）特點和位移曲線的畫法

7．4 掌握：反轉法繪制凸輪廓線的方法（對心或偏置尖端移動從動件、對心或偏置滾子移動從動件）

7．5 掌握：滾子半徑的選擇、運動失真的解決方法；壓力角、許用壓力角；基圓半徑的確定

第8章 齒輪傳動

8．2 掌握：齒廓嚙合基本定律；定傳動比條件、節點、節圓、共軛齒廓

8．3 掌握：漸開線的形成、特點及方程；一對漸開線齒廓嚙合特性：

定傳動比、可分性、一對漸開線齒廓嚙合時嚙合角、嚙合線保持不變

8．4 掌握：漸開線齒輪各部分名稱：基本參數：齒數、模數、壓力角、齒頂高系數、頂隙系數；漸開線標準圓柱直齒輪尺寸計算公式；標準中心距

一對漸開線齒輪嚙合條件：正確嚙合條件、連續傳動條件；重合度的定義及幾何含義、一對漸開線齒輪嚙合過程：起始嚙合點、終止嚙合點、實際嚙合線、理論嚙合線

8．5 了解：范成法加工齒輪的特點、根切現象及產生的原因、不根切的最少齒數；變位齒輪的概念

8．6 掌握：齒輪傳動的失效形式及防止失效的措施；齒輪傳動的設計準則；齒輪材料的選擇原則；

8．7 掌握：齒輪傳動的計算載荷中四個系數的含義及其主要影響因素、改善措施：

8．8 直齒圓柱齒輪的強度計算：受力分析（圓周力、徑向力）；強度計算力學模型（彎曲：懸臂梁；接觸：赫茲）；強度計算的主要系數的意義及影響因素（強度計算公式不需要記，考試時若需要會給出）；直齒圓柱齒輪的設計計算路線（軟齒面、硬齒面）；設計參數（齒數、齒寬系數、齒數比等）的選擇

第10章 輪系

掌握： 輪系的定義及分類；定軸輪系傳動比計算，包括轉向判定：

周轉輪系傳動比計算；混合輪系傳動比計算

第四篇：《機械設計基礎》復習輔導及答案

靜力學

重點知識點： 了解桿件受力產生變形的五種形式。力矩、力偶的概念。機件受力的分析圖。

1.圖示矩形截面直桿，右端固定，左端在桿的對稱平面內作用有集中力偶，數值為M。關于固定端處橫截面A－A上的內力分布，有四種答案，根據彈性體的特點，試分析哪一種答案比較合理。C

2.圖示帶缺口的直桿在兩端承受拉力FP作用。關于A－A截面上的內力分布，有四種答案，根據彈性體的特點，試判斷哪一種答案是合理的。D

3.工程構件要正常安全的工作，必須滿足一定的條件。下列除 D 項，其他各項是必須滿足的條件。A.強度條件 B.剛度條件

C.穩定性條件

D.硬度條件

(√)

4.機械是機器和機構的總稱。

5.由于零力桿不承受力，所以是無用桿，它的存在與否對桁架結構沒有影響。

(×)6.力偶各力在其作用平面內的任意軸上投影的代數和都始終等于零。(√)7.作用在同一平面內的四個力，它們首尾相連構成一封閉的四邊形，則此力系一定是平衡力系。(×)

(×)（√）（√）

8.作用力與接觸面公法線之間的夾角稱作摩擦角。

9.強度是構件抵抗破壞的能力。10.剛度是構件抵抗變形的能力。（√）

（√）

（×）（√）

11.在保持力偶矩不變的前提下，力偶可在同一平面內，或相互平行的平面內任意移動，不改變力偶對剛體的作用效果。

12.理論應力集中因數只與構件外形有關。

13.任何情況下材料的彈性模量E都等于應力和應變的比值。

14.矩形截面桿扭轉變形時橫截面上凸角處切應力為零。

（√）15.影響構件持久極限的主要因素有：構件形狀、尺寸、表面加工質量和表層強度。

16.影響構件持久極限的主要因素有：構件形狀、尺寸、表面加工質量和應力大小。（×）

模塊一

平面機構的運動簡圖

重點知識點： 機構、自由度、高副、低副、局部自由度、復合鉸鏈、虛約束，各種機構簡圖、自由度的計算

機構要能運動，自由度必須 大于零。

在平面機構中有一個低副就引進 兩 個約束。

兩構件通過 面 接觸組成的運動副為低副;通過 點 或 線 接觸組成的運動副為高副。機構的自由度為1，則機構至少需要 1 個主動件。機構中相對靜止的構件為 機架。

平面機構中，兩構件通過點、線接觸而構成的運動副稱為 高副。三個構件在一處鉸接，則構成三個轉動副。X

組成平面低副兩構件的接觸必須是線接觸或點接觸。X 機構由兩個以上的構件組成的。√

虛約束對機構的運動不起作用。√

模塊二

平面連桿機構 重點知識點：平面連桿機構及形式、鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件、急回特性

平面連桿機構的急回運動特征可用以縮短 非生產時間，從而提高工作效率。平面連桿機構由一些剛性構件用

轉動 副和 移動 副相互連接而組成。一平面鉸鏈四桿機構的各桿長度分別為a=350，b=600, c=200, d=700； ①當取c桿為機架時，它為 雙曲柄

機構； ②當取d桿為機架時，則為

曲柄搖桿

機構。

鉸鏈四桿機構的三種基本形式是 曲柄搖桿 機構，雙曲柄 機構和 雙搖桿 機構。

在鉸鏈四桿機構中，能作整周連續旋轉的機構稱為 曲柄機構，只能來回搖擺某一角度的構件稱為 搖桿機構，直接與連架桿相連，借以傳遞運動和動力的構件稱為 連桿。四桿機構中是否存在死點位置，決定于從動件是否與連桿 處于共線位置。機架是機構不可缺少的組成部分。√ 為保證四桿機構良好的機械性能，（B）不應小于最小許用值。

A．壓力角

B．傳動角

C．極位夾角 曲柄搖桿機構中，搖桿為主動件時，（B）死點位置。

A．不存在B．曲柄與連桿共線時為

C．搖桿與連桿共線時為 在下列平面四桿機構中，無急回性質的機構是

C。A.曲柄搖桿機構

B.擺動導桿機構

C.對心曲柄滑塊機構

D.偏心曲柄滑塊機構

模塊三

凸輪機構

重點知識點：凸輪基圓、從動件、凸輪壓力角

以凸輪的理論輪廓曲線的最小半徑所做的圓稱為凸輪的_基圓__。凸輪與從動件接觸的運動副屬于 高副。

從動桿的端部形狀有 尖頂、滾子 和平底三種。

要使常用凸輪機構正常工作，必須以凸輪 作主動件并勻速轉動。凸輪機構主要是由 凸輪、從動件_和固定機架三個基本構件所組成。

平底從動桿不能用于具有內凹槽曲線的凸輪。√

凸輪壓力角指凸輪輪廓上某點的受力方向和其運動速度方向之間的夾角。√

凸輪機構廣泛用于自動化機構中。√

圓柱凸輪機構中，凸輪與從動桿在同一平面或相互平行的平面內運動。X

模塊四、六

齒輪機構、齒輪傳動

重點知識點： 漸開線、基圓、分度圓、模數、齒輪加工方法、根切現象

1．以齒輪中心為圓心，過節點所作的圓稱 節 圓。2．分度圓齒距P與π的比值定為標準值，稱為 模數。

3．根據加工原理不同，齒輪輪齒的加工分為 仿形 法和 范成 法兩類。

4．漸開線形狀與 基 圓半徑有關，此圓半徑越大，漸開線越趨于平直。

5．如果分度圓上的壓力角等于 20°，模數取的是 標準 值，齒厚和齒間寬度 相等 的齒輪，就稱為標準齒輪。

6．齒輪若發生根切，將會導致齒根 彎曲強度降低，故應避免。7．重合度的大小表明同時參與嚙合的 輪齒 的對數的多少。

8．一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件為：模數相等 和 分度圓上的壓力角相等。9.斜齒輪傳動與直齒輪傳動比較的主要優點：

嚙合性能好，重合度大，結構緊湊

。9．（x）直齒圓柱標準齒輪正確嚙合的條件是只要兩齒輪模數相等即可。10．（x）齒條齒廓上各點壓力角不相等。11．（√）離基圓越遠，漸開線上的壓力角越大。12．（x）漸開線的形狀與基圓的大小無關。13．（x）兩齒輪間的距離稱為中心距。

14．一對漸開線標準直齒圓柱齒輪，m =2，z1 =18，z2 =43，實際中心距a＇=62mm，下面說法正確的是（C）。

A．節圓小于分度圓

B．節圓與分度圓重合

C．節圓大于分度圓

D．分度圓的大小取決于中心距 15．一對齒輪要正確嚙合，它們的（D）必須相等。

A．直徑

B．寬度

C．齒數

D．模數

16．機床主軸箱中的變速滑移齒輪，應該用（A）。

A．直齒圓柱齒輪

B．斜齒圓柱齒輪

C．人字齒圓柱齒輪

D．直齒圓錐齒輪

17．齒面硬度小于350的齒輪稱為軟齒面齒輪，其常用的熱處理方法是（C）。

A．表面淬火

B．滲碳淬火

C．調質或正火

D．滲氮

18．仿形法加工齒輪，為減少銑刀數量,對于同一模數和壓力角的齒輪，按齒數范圍分為（C）組，每組用一把刀具來加工。

A．6

B．7

C．8

D．9 19.下列齒輪參數中，對齒形系數YF沒有影響的是

D

。A.齒數

B.變位系數

C.齒頂高系數

D.模數

20.一對漸開線標準直齒圓柱齒輪，m=2mm，z1=18，z2=43，實際中心距a＇=62mm，下面

說法正確的是

C。A.節圓小于分度圓

B.節圓與分度圓重合

C.節圓大于分度圓

D.分度圓的大小取決于中心距

21.在安裝標準直齒圓柱齒輪時，若實際中心距大于標準中心距，則將使

C。A.重合度變大

B.定角速比無法保證 C.嚙合角變大

D.分度圓壓力角變小

22.一對齒面硬度大于HB350的閉式齒輪轉動，主要失效形式為

B。A.齒面點蝕

B.輪齒折斷

C.齒面磨損 D.齒面塑形變形

模塊五

其他常用機構

重點知識點： 棘輪、槽輪、槽輪運動系數

棘輪機構主要由棘輪、棘爪

和 止動爪 等構件組成。

雙向作用的棘輪，它的齒槽是 矩形 的，一般單向運動棘輪的齒槽是

三角鋸齒形 的。為了使棘輪轉角能作無級調節，可采用 摩擦 式棘輪機構。不完全齒輪機構是由 漸開線齒輪機構 演變而成的。棘輪機構只能實現間歇運動，不能實現超越運動。X

無論何種槽輪機構，必然有槽數Ζ≥3。√

棘輪機構只能實現轉角的有級性變化，而不能實現轉角的無級性變化。X 有鎖止圓弧的間歇運動機構，都是槽輪機構。√

對于單銷槽輪機構，為保證槽輪運動，其運動系數應大于或等于零。X

模塊七

蝸桿傳動

重點知識點： 蝸輪蝸桿、螺旋角、導程角、蝸桿傳動特點、傳動方式、旋向、轉向判定 1．在蝸桿傳動中，通常 蝸桿 為主動件。

2．在其它條件不變時，蝸桿的頭數越多，導程角 越大，傳動的效率 越高。3．蝸桿分度圓直徑用公式d1=mq計算，其中q稱為蝸桿的 直徑系數。4．蝸桿傳動的自鎖條件是 蝸桿導程角小于當量摩擦角。5．（√）蝸桿機構中，蝸輪的轉向取決于蝸桿的旋向和蝸桿的轉向。

6．（√）蝸輪的螺旋角β一定等于蝸桿的導程角γ。7．（x）q值越小，即蝸桿直徑 d1 越大。

8．（x）自鎖的蝸桿蝸輪機構中，蝸桿不能反向旋轉來驅動蝸輪。9．當兩軸線（C）時，可采用蝸桿傳動。

A．平行

B．相交

C．垂直交錯

D．任意交叉 10．與齒輪傳動相比較，（D）不能作為蝸桿傳動的優點。

A．傳動平穩，噪音小

B．傳動比可以很大

C．在一定條件下能自鎖

D．傳動效率高

11.蝸桿傳動的主要失效形式是

B。

A．點蝕與磨損 B．磨損與膠合 C．齒輪折斷與塑性變形 D．蝸桿變形

模塊八

帶傳動和鏈傳動 重點知識點： 帶傳動、帶傳動的主要失效形式

帶傳動的主要失效形式為 帶的疲勞破壞

和 打滑。

根據工作原理的不同，帶傳動部分可分為 摩擦 帶傳動和 嚙合 帶傳動。帶傳動常用的張緊方法是調節中心距。√

V帶型號中，截面尺寸最小的是Z型。X

帶傳動在工作時產生彈性滑動是由于傳動過載。X

帶傳動中，在預緊力相同的條件下，V帶比平帶能傳遞較大的功率，是因為V帶（C）。

A．強度高

B．尺寸小

C．有楔型增壓作用

D．沒有接頭 帶傳動的主要失效形式之一是帶的（C）。A．松弛

B．顫動

C．疲勞破壞

D．彈性滑動

帶傳動中，若小帶輪為主動輪，則帶的最大應力發生在帶（A）處。

A．進入主動輪

B．進入從動輪

C．退出主動輪

D．退出從動輪 帶傳動正常工作時不能保證準確的傳動比是因為（D）。

A．帶的材料不符合虎克定律

B．帶容易變形和磨損 C．帶在帶輪上打滑

D．帶的彈性滑動 帶傳動打滑總是（A）。

A．在小輪上先開始

B．在大輪上先開始

C．在兩輪上同時開始 V帶傳動設計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了（B）。

A．使結構緊湊

B．限制彎曲應力

C．保證帶和帶輪接觸面間有足夠摩擦力

D．限制小帶輪上的包角

模塊九

連接 重點知識點： 圓柱螺紋連接

根據采用的標準制度不同，螺紋分為 米 制和 英 制，我國除管螺紋外，一般都采用 米 制螺紋。圓柱普通螺紋的螺距P是指相鄰螺牙在中徑線上 對應兩點 間的 軸向 距離，導程L與螺距P關系式為 L=np。

圓柱普通螺紋的導程是指同一螺紋線上的 相鄰兩牙 在中徑線上 對應兩點 的軸線距離。圓柱普通螺紋的公稱直徑是指 外 徑。

螺栓聯接采用開口銷與六角開槽螺母防松是屬于 機械 防松。螺紋連接的防松，其根本問題在于防止螺紋副 相對轉動。

螺紋聯接有自鎖作用，所以不用防松裝置。X 管螺紋是用于管件連接的一種螺紋。√ 梯形螺紋主要用于連接。X 三角形螺紋主要用于傳動。X 雙頭螺柱連接適用于被連接件厚度不大的連接。X 離合器在機器傳動的過程中能方便的結合和分離。√

圓柱普通螺紋的公稱直徑是指螺紋最大直徑。√ 旋緊螺栓時用的定力矩扳手，其彈簧的作用是（A）。

A．測量載荷

B．控制運動

C．儲存能量

D．緩沖吸振 對于普通螺栓聯接，在擰緊螺母時，螺栓所受的載荷是（D）。

A．拉力

B．扭矩

C．壓力

D．拉力和扭矩

螺紋的牙形有三角形、矩形、梯形、鋸齒形、圓形五種，其中用于連接和用于傳動的各有（B）。

A．一種和四種

B．兩種和三種

C．三種和兩種

D．三種和三種

E．四種和一種

螺栓連接是一種（B）。

A．不可拆連接

B．可拆連接 在用于傳動的幾種螺紋中，矩形螺紋的優點是（C）。

A．不會自鎖

B．制造方便

C．傳動效率高

D．強度較高（D）不能作為螺栓連接的優點。

A．構造簡單

B．裝拆方便

C．連接可靠

D．在變載荷下也具有很高的疲勞強度

E．多數零件已標準化，生產率高，成本低廉

螺紋標記M24-2表示（D）。

A．普通螺紋，公稱直徑為24mm，螺距為2mm

B．細牙螺紋，公稱直徑為24mm，螺距為2mm

C．普通螺紋，公稱直徑為24mm，螺距為2mm，3級精度

D．普通螺紋，公稱直徑為24mm，2級精度

當兩個連接件之一太厚，不宜制成通孔且連接不需經常拆卸時往往采用（C）。

A．螺栓連接

B．螺釘連接

C．雙頭螺栓連接

D．緊定螺釘連接

模塊十

軸承

重點知識點： 軸承分類、軸承材料、軸承代號含義、軸承載荷及壽命計算、潤滑密封

1．滑動軸承軸瓦的常用材料有 金屬材料、粉末治金、非金屬。2．滾動軸承按滾動體不同可分為 球 軸承和 滾子 軸承。

3．按受載荷方向不同，滑動軸承可分為 徑向 滑動軸承，和 止推 滑動軸承。4．滾動軸承按主要承受載荷方向的不同又可分為 向心 軸承和 推力 軸承。5．型號為6307的滾動軸承，其內徑d = 35。

6．代號為72308的滾動軸承，其類型名稱為角接觸球軸承，內徑為 40。7．（x）軸瓦（軸套）是滑動軸承中直接與軸頭相接觸的重要部分。8．（x）向心推力軸承既能承受徑向載荷，又能承受軸向載荷。9．（√）潤滑油的粘度將隨著溫度的升高而降低。10．（x）潤滑油的粘度越大，則內摩擦阻力越小。11．（x）對于輕載、高速的滑動軸承，宜用粘度較高的潤滑油潤滑。12．（x）在滾動軸承的代號中，一般右起第一、二位數字用來表示軸承的直徑。13．（x）滑動軸承常用的軸承材料是碳素鋼和軸承鋼。

14．滾動軸承的接觸式密封是（A）。

A．氈圈密封

B．油溝式密封

C．迷宮式密封

D．甩油密封 15．既可以單獨作成軸瓦，也可以作成軸承襯的材料是（B）。A．錫基軸承合金

B．鑄錫青銅 C．鉛基軸承合金

D．耐磨鑄鐵 16．滾動軸承的基本額定動載荷是指（C）。

A．滾動軸承能承受的最大載荷

B．滾動軸承能承受的最小載荷

C．滾動軸承在基本額定壽命L10＝106轉時所能承受的載荷

D．一批滾動軸承能承受的平均載荷。

17．滾動軸承中，為防止軸承發生疲勞點蝕，應進行（D）。

A．疲勞壽命計算

B．靜強度計算

C．極限轉速驗算

D．額定動載荷計算

模塊十一

軸

重點知識點： 軸的分類、軸上結構、軸的工作狀態、軸系裝配圖認知

1．軸的結構設計就是使軸的各部分具有 合理的形狀和尺寸。

2．軸的類型很多，根據承受載荷的不同，軸可分為 轉軸、傳動軸 和心軸三種。3．軸上設計的軸肩和軸環結構是為了使軸上所裝的各零件能實現正確的 軸向定位。4．軸上設計的退刀槽和砂輪越程槽是為了便于 加工。5．（√）軸上零件在軸上的安裝，必須作軸向固定和周向同定。6．（x）只承受轉矩作用的軸是轉軸。7．（√）一根軸上不同軸段上鍵槽尺寸應盡量統一，并排布在同一母線方向上。8．（x）轉軸在工作時是轉動的，而傳動軸是不轉動的。

9．（x）階梯軸上各截面變化處都應當有越程槽。

10．（√）軸肩或軸環能對軸上零件起準確定位作用。11．（√）軸上零件的軸向固定是為了防止在軸向力作用下零件沿軸線移動。12．（√）心軸在工作時只承受彎曲載荷作用。

13．當軸上安裝的零件要承受軸向力時，采用（A）來進行軸向固定，所能承受的軸向力最大。

A．螺母

B．緊定螺釘

C．彈性擋圈

D． 銷聯接 14．軸最細處的直徑是按（B）來初步計算的。

A．彎曲強度

B．扭轉強度

C．軸段上零件的孔徑

D．抗拉強度 15．自行車的前軸是（A）。

A．心軸

B．轉軸

C．傳動軸

D．銷軸

16．轉軸工作時承受（A）。

A．轉矩和彎矩

B．彎矩

C．轉矩

D．摩擦力矩 17．階梯軸上與軸承相配合的軸段稱為（B）。

A．軸頭

B．軸頸

C．軸身

D．軸環

簡 答：

1．什么是虛約束和局部自由度？

答：不起獨立限制作用的約束稱為虛約束，機構中出現的與輸出、輸入運動無關的自由度稱為局部自由度。

2．鉸鏈四桿機構中曲柄存在的條件是什么？

答：1）: 最短桿和最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和;

2）：連架桿和機架中必有一桿為最短桿。

3．鉸鏈四桿機構的三種形式各有何特點？試舉出你所熟知的四桿機構應用實例？

答：

1、在鉸鏈四桿機構中，如果有一個連架桿做循環的整周運動而另一連架桿作搖動，則該機構稱為曲柄搖桿機構。當曲柄為主動件時，可將曲柄的連續回轉運動轉換成搖桿的往復擺動。如雷達天線俯仰角調整機構、汽車刮雨器等。當搖桿為主動件時，可將搖桿的往復擺動轉換成曲柄的連續回轉運動，如縫紉機踏板機構。

2、兩個連架桿均能做整周的運動，則該機構稱為雙曲柄機構。特點是兩曲柄的角速度不一定相等，如慣性篩。

3、兩根連架桿均只能在不足一周的范圍內擺動的鉸鏈四桿機構稱為雙搖桿機構。如電風扇搖頭機構。

4．簡述齒輪傳動的主要失效形式？

答：齒輪折斷，齒面點蝕，齒面磨損，齒面膠合，齒面塑性變形

5．閉式齒輪傳動的潤滑方式有哪些？

答：浸油潤滑，噴油潤滑。

6．什么叫齒輪模數？它的大小對齒輪幾何尺寸有何影響？

答：因為齒輪的分度圓周長πd=PZ，所以分度圓直徑d=Z×P/π；把P/π規定為標準值，用m來表示，稱為模數。模數越大，則齒距越大，輪齒也就越大，抗彎能力越強。

7．何謂根切現象？什么條件下會發生根切現象？正常齒漸開線標準直齒圓柱齒輪不發生 根切的最少齒數是多少？

答：范成法加工齒輪時，如果齒輪的齒數太少，切削刀具的齒頂部就會將輪齒根部的漸開線切去一部分的現象稱為根切現象。

如果刀具的齒頂線超過了嚙合線與輪坯基圓的切點N1，則被切齒輪的齒廓必將發生根切。

17齒。

8．與齒輪傳動相比,蝸桿傳動有哪些優缺點?

答：優點：傳動比大。傳動平穩，噪聲小。有自鎖功能。缺點：傳動效率低，成本較高。

9．蝸桿傳動有什么特點？常用于何種場合？

答：傳動比大，結構緊湊；傳動平穩、噪聲小；具有自鎖性；傳動效率低；蝸輪造價較高。常用于兩軸交錯、傳動比較大；傳遞功率不太大或間歇工作的場合。

10．何謂帶傳動的彈性滑動和打滑？能否避免？

答：彈性滑動是由于帶傳動時的拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就存在著拉力差，所以彈性滑動是不可避免的；而打滑是由于過載引起的，只要不過載，就不產生打滑，所以，打滑是可以

避免的。

12．與滾動軸承相比，滑動軸承的主要優點是什么？

答：滑動軸承具有工作平穩、無噪聲、耐沖擊、回轉精度高和承載能力大等優點，所以在汽輪機、精密機床和重型機械中被廣泛地應用。

13．指出代號為30310、6200的滾動軸承的類型和內徑尺寸。

答：30310是圓錐滾子軸承內徑尺寸是50mm。6200是深溝球軸承內徑尺寸是10mm。

14．按照軸所受載荷類型的不同，軸分為那幾種類型？并分別舉例說明。答：

1、僅受彎矩M的軸——心軸，只起支撐零件作用，如自行車前軸。

2、僅受轉矩T的軸——傳動軸，只傳遞運動和轉矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動軸。

3、既受彎矩又受轉矩的軸——轉軸，既起支撐又起傳遞運動和轉矩作用，如減速器的輸出軸。

15．軸的常用材料有那些？

答：軸的失效多為疲勞破壞，所以所選材料應滿足強度、剛度、耐磨性等要求，常用的材料有：

1、碳素鋼

2、合金鋼

3、球墨鑄鐵。

計算分析題：

1．分析機構，分別指出哪處是局部自由度？哪處是虛約束？哪處是復合鉸鏈？并計算機構的自由度。此題看作業習題，自己做。

*h2.設計一對漸開線外嚙合標準齒輪圓柱齒輪機構。已知z1=20，z2=40，模數m=3，壓力角α與齒頂高系數a為標準值，試求：（10分）

1)該圓柱齒輪機構的傳動比i12

2)兩輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、分度圓上齒厚 3)求兩輪的中心距

3.在四連桿機構的ABCD的鉸鏈B和C上分別作用有力F1和F2，機構在圖示位置平衡。試求二力F1和F2之間的關系。

3.在四連桿機構的ABCD的鉸鏈B和C上之 30450

第五篇：機械設計基礎總復習及答案

《機械設計基礎》綜合復習資料

一、簡答題

1.給出鉸鏈四桿機構成為曲柄搖桿機構的條件。

2.有一回轉構件已經動平衡了，是否還要進行靜平衡實驗，為什么？ 3.給出下列滾動軸承的內徑、類型及精度等級。62208 7312AC/P6 51103/P6 4.尖頂從動件與滾子從動件盤形凸輪輪廓之間有何關系。5.給出曲柄搖桿機構轉化為曲柄滑塊機構的條件。

6.在機器中安裝飛輪如何調速？為什么通常將飛輪安裝在機器的高速軸上？ 7.給出滾動軸承基本代號的含義。

8.請給出三種能將主動件的連續轉動變成從動件間歇運動的機構。

9.當不考慮重力和慣性力時，曲柄搖桿機構和曲柄滑塊機構以哪個構件為主動 件時機構會出現死點，為什么？

10．閉式軟齒面的齒輪傳動齒輪主要失效形式是什么，其設計準則又是什么? 11．試說明鏈傳動的瞬時傳動比為什么不恒定？ 12.設計蝸輪蝸桿減速器時，為什么要進行散熱計算？

13.試說明曲柄搖桿機構與雙曲柄機構、曲柄滑塊機構之間的演化關系。14．已知一個受預緊力F0和工作載荷FE的緊螺栓聯接，單個螺栓與被聯接件 的受力變形圖如題一—3圖所示，根據圖形標示，計算出螺栓的預緊力F0、總 拉力Fa、工作載荷FE和殘余預緊力FR?

題一 — 3圖

15．給出鏈傳動的失效形式，并解釋題一 — 4圖曲線中，三條曲線的意義？

題一—4圖

16．帶傳動工作時，帶應力變化情況如何？?max在什么位置？由哪些應力組成？

二、分析題

1.如題二—1圖所示為蝸輪傳動與圓錐齒輪傳動組合。已知輸出軸上的錐齒輪4的轉向n4，為了使中間軸上的軸向力相互抵消一部分，試確定：（1）蝸桿傳動的螺旋線方向；（2）蝸輪的轉動方向；

（3）輪1和輪4所受的各分力的方向。

題二—1圖

2.如題二—2圖所示，分析偏置的曲柄滑塊機構在圖示位置的壓力角和傳動角。

題二—2圖

3.如題二—2圖所示的凸輪機構，請分析該凸輪機構的理論輪廓、實際輪廓、升程運動角、回程運動角、基圓和圖示位置的壓力角。

題二—2圖

三、計算題

1.如題三—1圖的平面機構，試求其自由度(如有復合鉸鏈、虛約束、局部自由度請指出)。

題三—1圖

2.受橫向載荷的普通螺栓聯接，螺栓數為1，結合面示意如題三—2圖所示，摩擦系數為0.15,橫向載荷F=1000N，設螺栓的許用應力為[?]?30MPa，試設計該螺栓聯接。

螺栓中心線

題三—2圖

3.一對漸開線外嚙合圓柱齒輪，已知z1?21,z2?22,mn?2mm,中心距

a=44mm。若不采用變位齒輪而用標準斜齒圓柱齒輪湊中心距，求斜齒圓柱齒輪的螺 旋角?應為多少？

4.如題三—3圖所示，在斜齒圓柱齒輪減速器的輸出軸中安裝有一對70000AC角接觸球軸承。已知Fr1=3 500N，Fr2=1 800N，斜齒圓柱齒輪的軸向力FA=1 000N,載荷平穩。試分析圖中兩種裝配方案，計算兩種方案軸承力Fa（注：角接觸球軸承附加軸向力FS=0.68 Fr）。

題三—3圖

5.如題三—2圖輪系，已知各輪齒數Z1=20、Z3=

25、Z3’=

1、Z3=40、Z4=60、Z4’=30、Z5=30，3’為單頭右旋蝸桿，齒輪1的轉向如圖，試求傳動比i15,并用箭頭表 示各輪的轉向。

題三—2圖

6.如題三—3圖所示，一對72610軸承分別受徑向力Fr1=8 000N，Fr2=5 200N，軸上作用FA力如圖，試求下列情況下各軸承的內部軸向力FS及軸向力Fa。（1）FA=2200N;（2）FA=900N;（3）FA=1120N（注：軸承的內部軸向力FS=0.68 Fr）。

題三—3圖

7.如題三—2圖為某手搖卷揚機傳動系統，各齒輪的齒數均為已知，試求傳動比i15的大小和提升重物時手柄的轉向。

題三—2圖

四、改錯題

1.試指出該軸的設計錯誤，并畫出改正圖。

題四圖

2.試指出該軸的設計錯誤，并畫出改正圖。

題四圖

3.試指出該軸的設計錯誤，并畫出改正圖。

題四圖 《機械設計基礎》綜合復習資料參考答案

一、簡答題

1.答：（1）最短構件與最長構件的長度和不大于其余兩構件的長度之和。（2）最短桿的鄰邊為機架。

2.答：轉構件已經動平衡了，則肯定靜平衡了，不需要進行靜平衡實驗。因為：剛性轉子動平衡條件：ΣF＝0，ΣM＝0；而剛性轉子靜平衡條件：ΣF＝0 3.答：62208：6-深溝球軸承，22-尺寸系列，08-表示軸承內徑8?5=40mm 7312AC/P6：7-角接觸球軸承，03-尺寸系列，12-表示軸承內徑12?5=60mm，P6-精度等級6級

51103/P6：5-推力球軸承，11-尺寸系列，03-表示軸承內徑17mm，P6-精度等級6級

4.答：滾子從動件盤形凸輪輪廓與尖頂從動件是法向等距曲線。

5.答：當曲柄搖桿機構的搖桿長度無限長時，搖桿與連桿相連的轉動副變成直線運動，此處安裝一個移動副，就將曲柄搖桿機構變成了曲柄滑塊機構。

6.答：飛輪是一個儲能器，當機器出現盈功，飛輪轉動慣量很大，角速度變化很小，吸收很大的能量；當機器出現虧功，飛輪轉動慣量很大，角速度變化很小，放出很大的能量，由于大的轉動慣量，機器速度變化很小就可吸收和放出大的能量來進行速度的調節。

飛輪安裝在高速軸上時，重量小，節省材料，經濟性好。7.答：

左起第一位——代表軸承的類型

左起第二位、第三位——代表軸承的尺寸系列 左起第四位、第無位——代表軸承的內徑尺寸。8.答：凸輪機構、槽輪機構、棘輪機構

9.答：對于曲柄搖桿機構，當搖桿為主動件時，機構會出現死點。這是因為從動件（曲柄）與連桿共線時，機構的傳動角為0；

對于曲柄滑塊機構，當滑塊為主動件時，機構會出現死點。因為當滑塊運動方向與連桿共線時，機構傳動角為0。10.主要失效形式：齒面點蝕、膠合，設計準則即在保證齒面接觸疲勞強度前提下，滿足齒根彎曲疲勞強度

11.答：由于鏈傳動的多邊形效應，當主動輪勻速轉動時，從動鏈輪運轉速度不均勻。（或者主動輪以ω1勻速轉動，而從動輪轉速為，β、γ在時刻變化，所以ω2做非勻速轉動，在變化，所以不恒定。）

即：傳動比i也12.答：因為相對速度vs很大，效率η低，導致發熱大，所以蝸輪蝸桿易產生膠合失效，因此必須要進行散熱計算。

13.答：曲柄搖桿機構中的搖桿（另一連架桿）也變為曲柄的鉸鏈四桿機構就演化為雙曲柄機構。曲柄搖桿機構中搖桿無限長，與連桿相連的一點就作直線運動，作直線運動的這一鉸鏈處安裝上滑塊，就演化成了曲柄滑塊機構。

14.解：

預緊力：F0=5800N 參與預緊力:Fn=2000N 工作載荷:Fε=4400N 總拉力:Fa=6400N 15.答：鏈傳動的失效形式：鏈條元件的疲勞破壞；鉸鏈鉸鏈磨損；銷軸與套筒（高速或潤滑不良）膠合；沖擊破壞；靜力拉斷；鏈輪輪齒磨損。

左邊曲線-限制鏈板疲勞破壞的強度限定曲線；

右上邊曲線-限制滾子、套筒沖擊疲勞破壞的強度限定曲線； 右邊曲線-限制銷軸、套筒膠合失效的限定曲線。

16.答：帶傳動工作時，在松邊處帶應力較小，由松邊繞入大帶輪增加了彎曲應力，到緊邊應力較大，緊邊進入小帶輪處應力最大。

?max??1??b1

二、分析題 1.（1）蝸桿為左旋（2）（3）

2.如下圖所示：

3.結合課本凸輪設計章節和下圖作答。

三、計算題

1.解：活動構件數n=5,低副數PL=7,有虛約束，無復合鉸鏈和局部自由度。

2.解： 1.受拉：

取可靠系數為 Kf=1.1 則預緊力F’=Kf*F/μ*mz=1.1*1000/0.15*2=3667N 作用應力為30Mpa 則S=F/δ=3667/30*106=1.222*10-4m2 r=6.24mm 2.受剪： 4F/πd2m≤[i] 則d=(4F/πm[i])1/2=4.6mm 3.解：

4.解：1.Fs1=Fr1*0.68=2380N 向左 Fs2=Fr2*0.68=1224N 向右

因為Fs1+FA＞Fs2 軸承有向左運動的趨勢 所以Fa2=Fs2=1224N Fa1=FA-Fs2=1000-1224=-224N 向左 2.Fs1=Fr1*0.68=2380N 向右 Fs2=Fr2*0.68=1224N 向左 因為Fs1＞Fs2+FA 軸承右端壓緊 所以Fa1=Fs1=2380N 向右 Fa2=Fa1-Fa=1380N 向左

5.解：

Z5向下轉

6.解：

7.解：

I15=50/20*30/15*40/1*52/18=577.78 逆時針

四、改錯題 1.答：

(1)軸承不成對，應換成兩個深溝球軸承或兩個角接觸球軸承正裝；(2)軸承定位軸肩太高，應改為定位軸肩低于軸承內圈的外徑；(3)齒輪沒有圓周方向的定位，應加上鍵連接；

(4)齒輪夾不緊，應改為與齒輪配合的一段軸的長度小于齒輪的寬度2~3mm；(5)皮帶輪與軸沒有圓周方向的定位，應加上鍵連接。2.答：（1）左邊第一處：軸承定位套筒外徑太大；（2）左邊第二處：軸承定位軸肩太高（3）左邊第三處：軸承安裝反了；

（4）左邊第四處：皮帶輪與軸定位錯誤，不可能既用軸肩定位又用圓錐定位。

3.答：

（1）與皮帶輪配合的軸段太長，夾不緊皮帶輪；需將該軸段縮短，短與皮帶輪寬度2至3mm。

（2）軸承蓋與軸之間沒有間隙，產生摩擦；應將軸承蓋與軸之間留有間隙。（3）軸承較難裝，要加以臺階；

（4）軸承定位不能既以軸肩定位，又以套筒定位；只能用套筒定位，套筒外徑要比軸承內圈外徑小；

（5）齒輪夾不緊，與齒輪內孔配合的軸段比齒輪的寬度要短2至3mm。（6）齒輪與軸周向沒有連接；需要加鍵連接。