精密机械设计基础总结与答案.docx

1、精密机械设计基础总结与答案1、表征金属材料的力学性能时，主要有哪几项指标？解：表征金属材料的力学性能时，主要指标有：强度（弹性极限、屈服极限、强度极限）， 刚度、塑性、硬度。2、金属材料在加工和使用过程中，影响其力学性能的主要因素是什么？解：钢材在加工和使用过程中，影响力学性能的主要因素有：含碳量、合金元素、温度、热 处理工艺。3、常用的硬度指标共有哪些？常用的硬度指标有三种：布氏硬度（ HBS ）、洛氏硬度（HRC 洛氏C标度硬度）、维氏硬度（HV ）。4、 列出低碳钢、中碳钢、高碳钢的含碳量围是多少？解：低碳钢（C 0.25% ）;中碳钢（0.25% v C 0.6% ）5、 什么是合金钢

2、？钢中含有合金元素 Mn 、 Cr、 Ni ，对钢的性能有何影响？解：冶炼时人为地在钢中加入一些合金元素所形成的钢就是合金钢。 其中加入 Mn 可以提高钢的强度和淬 透性;加入 Cr 可以提高钢的硬度、耐磨性、冲击韧性和淬透性;加入 Ni 可以提高钢的强度、耐热性和 耐腐蚀性。6 、非铁金属共分几大类？具有哪些主要特性？解：有色金属主要分为以下几类：1）铜合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性、延展性。2）铝合金：比强度高，塑性好，导热、导电性良好，切削性能良好。3）钛合金：密度小，机械强度高、高低温性能好，抗腐蚀性良好。7、 常用的热处理工艺有哪些类型？ 解：常用的热处理工艺有：退火、正火、淬火

3、、回火、表面热处理和化学热处理。8、 钢的调质处理工艺过程是什么？其主要目的是什么？ 解：钢的调质处理工艺指的是淬火加高温回火。目的是为了获得良好的综合机械性能，即良好的强度、韧 性和塑性。9、 镀铬和镀镍的目的是什么？解：镀铬的目的是为了使材料表层获得高的化学稳定性，并具有较高的硬度和耐磨性。镀镍是为了获得良好的化学稳定性，并具有良好的导电性。10、 选择材料时，应满足哪些基本要求？ 解：选择材料时主要满足使用要求、工艺要求和经济要求。2. 计算所示冲压机构的自由度A2.计算所示冲压机构的自由度。M： 11=9, 珂=2 &二2, F=5X 9-2X12-2-13.计算图示机构的自由度X计算

4、图示机构的自由度.Wi n=7：l Pl=9. =2, F=5X7-2 X9-2=14.计算图示机构的自由度鶴除上B处局議自由度 除去FG打歴梵引入的虚釣来 注意D E处为更音牧链 楓据b）團n=8. =lls &三 1： F=3X 8-2X11-1=15.计算图示机构的自由度时計算图示肌构的自曲度.斛;B处畀部H由度C为以合狡他G. I之为虚约東件AB， BC， CD和AD为机架时，各得到何种机构解：丁 仃口 +4 =25+55=00 喀叭。=40-50=90符合杆长之和条件当构件AB为机架，町得曲柄摇杆机构， 半构件BC 机架，町得双摇杆机构.当构件CD为机架町得曲柄摇杆机构, 半枸件AD

5、为机架，口得双曲柄机构5-8.1)该机为曲柄摇杆机构，且 AB为曲柄，贝U AB应为最短杆。其中已知 BC杆为最长杆50。二Iab + IbcW Iad + Icd /. Iab 15AD为机架，则只2)该机构欲成为双曲柄机构，同样应满足曲柄存在的条件，且应以最短杆为机架。现 能最短杆即为 AD = 30，则最长杆可能为 BC杆，也可能是 AB杆。若 AB 杆为最长杆：Iad + Iab W Ibc+Icd.Iab W 55 即 5 0V Iab 45 即 4 5W Iab v50若该机构为双曲柄机构，则AE杆杆长的取值围为： 45W Iab W 55综上分析：AB杆的取值为：15V Iab

6、V 45 或者 55V Iab V 1155-9该机构欲成为曲柄摇杆机构，应满足曲柄存在的条件，若 C为最短杆，则CW 9，即d 16。不满足曲柄存在的条件。同理，d为最短杆，也不满足曲柄存在的条件。只可能 a为最短杆，若b为最长杆，不满 足曲柄存在的条件。最长杆只可能是 c或do若 C杆为最长杆： a+c Wb+d,c+d=25 c=13,d=12同理，若d杆为最长杆，则c=12,d=13 如果该机构能成为双曲柄机构，求Iab的值; 如果该机构能成为双摇杆机构，求Iab的值;解:1） 如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且 AB 为曲柄，则满足杆长条件，且 AB 为最短 杆，则lAB lBC lC

7、D l AD ,代入各杆长，得 lAB 20mm2） 如果该机构能成为双曲柄机构，则应满足杆长条件，且机架 AD 为最短杆。则1） 若 BC 为最长杆即 lAB 100mm ，则l AD lBC l AB lCDl AB 80mm所以 80mm l AB 100mm2）若AB为最长杆，即Iab 100mm,则l AB lAD lBC lCDI AB 120mm所以 100mm I AB 120mm综上，AB的值应在以下围选取，即80mm IAB 120mm3） 如果该机构能成为双摇杆机构，则应分两种情况分析：第一种情况，机构各杆长度 满足杆长条件，但以最短杆的对边为机架，本题目 AD 为固定件

8、，则第一种情况不 存在。第二种情况，机构各杆长度不满足杆长条件。1） 当lAB20mm即 20mm l AB 50mm2） 当Iab 50,70）以及Iab 70,100）时，AD为最短杆，BC为最长杆，则lAD lBC l AB lCDIAB 80mm即 50mm IAB100mm时，AB为最长杆，AD为最短杆，则IAB I AD IBC ICDlAB 120mm另外，考虑AB增大时，BC与 CD成伸直共线时，需构成三角形的边长关系，即1 AB v(l BC lCD ) lADIab 220mm贝 U 120mmlAB220mm综上，可得AB的取值围为20mmlAB80mm120mmlABe

9、X=0.56 Y=1.81 fp=1当量动载荷：p=fp（XF叶YFa）=2219N 计算额定动载荷Cj=P 3 Lhn =2505225500V1667011-4 6210/P63 深沟球轴承，精度6级，径50mmNN3012K/P5 双列圆柱滚子轴承,精度5级，径60mm32209圆锥滚子轴承,精度0级，径45mm7307AC/P2 角接触球轴承,精度2级，径35mm23224调心滚子轴承,精度0级，径120mm。工作中有轻11-12 一滚动轴承型号为 6210 ，受径向力 Fr=5000N ，转速为970r/min微冲击，常温下工作，试计算轴承的寿命。触：当常动教荷 P= X Br +

10、Y FS ) =5DOOM讥二MOON 讣易为LCOLwtiT6670/m (C/P)3=16670/970x (35000/5000)j * 5895 (Il(ft 农 id C=35KN=35000N )何谓精密轴系？它有何特点?解:在精密机械中，当要求零部件精确地绕某一轴线转动时，常常通过滑动摩擦支承、滚动摩擦支承、流体摩擦支承，以及它们之间的组合来实现，这种以支承为主体所形成的部件， 称为精密轴系。它具有旋转精度高、工作载荷小和转速低等特点。渐开线圆柱直齿轮正确啮合的条件是什么？满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动？答：渐开线圆柱直齿轮正确啮合的条件是两轮的压力角与模数分别相等

11、，等于标准值。满足正确啮合条件的一对齿轮不一定能连续传动。还必须使重合度大于等于 1。8已知一对外啮合标准直齿轮传动，其齿数 乙=24、乙二110，模数m=3mm压力角a =20， 正常齿制。试求：1）两齿轮的分度圆直径di、d2 ； 2）两齿轮的齿顶圆直径dal、da2 ； 3）齿 高h ； 4）标准中心距a 。解:1）d 仁3*24=72mm d2=3*110=330mmDa1=72+3*2=78mm da2=330+3*2=336mm齿高 h =3*2.25=6.75mm标准中心距 a=（72+330）/2=201mm9、图中所示的轮系中，Z1=18, Z2=52, Z2 =14, Z3

12、=36, Z3 =Z4=40,n1=800r/min, 试求齿轮4的转速和转向3122r4*I1L17733r1|_|L解1 )区分轮系：齿轮1和2组成定轴轮系。齿轮2、3、4和系杆H组成行星轮系2)分别列出各基本轮系传动比的计算式:所以 丿4 (b)H3) 2 2 (C)2iH将式(c)代入式(b)可得： 一2 =-4H从而求得： iiH 10H11、在图示的轮系中，已知 Z1 = 34, Z2= 22, Z3= 78, Z4= 18, Z5= 35, Z6= 88,求传动比i 1H2o解此轮系为复合轮系，由两个周转轮系组合而成由齿轮1、2、3和行星架H组成行星轮系由齿轮4、5、6和行星架H

13、组成行星轮系-,八 Z6 8853I4H 2 1(1)1Z418956 531H2I1H1I4H219.417912、一对按标准中心距安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮，其小齿轮已损坏，需要配制。今测得两轴中心距 a=310mm大齿轮齿数Z2=100,齿顶圆直径Da2=408m，2=20,试确定 小齿轮的基本参数 m Z1、 1及分度圆和齿顶圆的直径。解：根据正确啮合条件可得： 1=20m1=m2= Da2/(Z2+2)=408/102=4mma=m(Z1+Z2)/2 Z1=2a/m-Z2=2*310/4-100=55D仁m Z1=4*55=220mmDa1=m(Z1+2)=228mm13、图

14、示轮系，已知各齿数：乙=27,乙=18,乙=20,乙=65,4=20,5=18,乙=1,6=80,m=200r/min,试求n6的大小及转向。解：1)区分轮系：齿轮1、2、2、3、系杆H组成行星轮系。齿轮4、5、5和6组成定 轴轮系。2)对行星轮系有：诰1 HZ2Z31865133 HZ1Z227206因为 3 0所以1 H13I1H1-n1 19 (a)g 6H6H3)对定轴轮系有：I46帀 Z 5Z 6% Z 4Z518 8020 172n4=72 x nnH = n4 二 nH =72X n6n6 :顺时针方向旋转计算确定下列2对孔、轴配合的极限间隙或极限过盈、配合公差，画出公差带图，并

15、说明所属何种配 合制及哪类配合。已知：基本尺寸在3050mm围，公差等级对应的标准公差数值是 IT7=25um , IT8=39um ,f对应的基本偏差 es=-25um;基本尺寸在1830mm围，公差等级对应的标准公差数值是 IT7=21um ,IT6=13um , K对应的基本偏差 ES=6um。(1 ) 50H8/f7; ( 2 ) 30K7/h6(1)孑L 50H8:基本偏差 EI=0, ES=EI+IT8=+39um轴 50f7 :基本偏差 es=-25um, ei=es-IT7=-50um孑L: LmaX=L+ES=50+0.039=50.039mm,Ln=L+EI=50mm轴：I

16、 maX=l+es=50-0.025=49.975mm,l min=l+ei=50-0.050=49.95mmXmaX=ES-ei=+89um,Xmin=EI-es=+25umTf =Th+Ts=39+25=64um公差带见图基孔制间隙配合(2)孑L 30K7:基本偏差 ES=6 EI=ES-IT7=6-21=-15um ,轴 30h6:基本偏差 es=0um ei=es-IT6=-13um孑L: Lmax=L+ES=30+0.006=30.006mm,Ln=L+EI=30-0.015=29.985mm轴：I max=l+es=30mm,lmin=l+ei=30-0.013=49.987mmX

17、naX=ES-ei=6+15=21um,Xnin=EI-es=-15umTf =Th+T5=21+13=34um公差带见图基轴制过渡配合试按下表中已知的数值，将适当的数值填入该表的各空格中（单位： mm孔或轴最大极限尺寸最小极限尺寸上偏差下偏差公差尺寸标注孔：20+ 0.0130.013轴：4040.03440.009孔或轴最大极限尺寸最小极限尺寸上偏差下偏差公差尺寸标注孔：2020.01320+ 0.01300.01320。0.013轴：4040.03440.009+0.034+0.0090.025/C .03440 0.0094、根据规定的形位公差等级：圆跳动公差等级为 7级；圆柱度公差等

18、级为 7级；对称度公差等级为9级。试在图中所标形位公差框格，填入相应的形位公差数值。已知：基本尺寸在50120mm围,圆跳动公差等级对应的标准公差数值是 IT7:0.025mm ;基本尺寸在3050mm围，圆柱度公差等级对应的标准公差数值是IT7:0.007mm ;基本尺 寸在5080mm围，圆柱度公差等级对应的标准公差数值是 IT7:0.008mm ;基本尺寸在1018mm围，对称度公差等级对应的标准公差数值是 IT9:0.04mm ;/ H / _1、 带传动的主要失效形式是 打滑和带的疲劳破坏 。设计准则是 在保证带不打滑的条件下， 带具有一定的疲劳强度和寿命 。2、 在设计轴承组合时，应考虑 轴承装拆，以至于进行该工作不会损坏轴承和其他零件。3、 带传动工作时由于存在 弹性滑动，主、从动轮的转速比不能保持准确。4、 在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但齿面硬度不同，则两齿轮工作时产生的齿 面接触应力 相同，材料的许用接触应力 不相同，工作时产生的齿根弯曲应力 不相同， 材料的许用弯曲应力 不相同。5、 滚动轴承径代号02表示轴承径d= 15 mm 。6、 当原动机的转速较高且发出的动力较不稳定时， 其输出轴与传动轴之间应选用 弹性 联轴 器来联接