机械设计.docx

1、机械设计机械设计3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出； 3润滑油必须有一定的粘度供油要充分4、混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应核 P 、V、PV值10、凸轮机构中，基圆半径是指凸轮转动中心到_D_半径。A理论轮廓线上的最大 B实际轮廓线上的最大 C实际轮廓线上的最小D理论轮廓线上的最小11、外啮合斜齿圆柱齿轮正确啮合条件为_ mn1=mn2=m，n1=n2=，1=-2五、（本题10分）在某铰链四杆机构中，已知两连架杆的长度lAB80，lCD120和连杆长度lBC150。试

2、讨论：当机架lAD的长度在什么范围时，可以获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构或双摇杆机构。五、解：1）当CD为最长杆，且110AD150时为曲柄摇杆机构；2）当AD为最长杆，且150AD190时为曲柄摇杆机构；3）AD为最短杆，即AD50时为双曲柄机构；4）当50AD80及AD190350时有双摇杆机构；四、问答题（每小题6分，共18分）1、V带传动的主要失效形式是什么？设计准则是什么？2、闭式软齿面齿轮传动中，若齿根弯曲强度允许，保持中心距不变，采用减小模数增加齿数的方法有何益处？1、答：主要失效形式是：打滑和带的疲劳破坏。 设计准则是：在保证带传动不打滑的前提下，使带具有足够的疲劳强度。2、答：

3、1）齿数Z，重合度，传动平稳性好；2）模数m，齿轮齿顶圆直径，齿轮毛坯直径小，节省材料；3）模数m，齿全高h，金属切除量减少，刀具寿命高，齿轮制造成本低；法向齿距。12.额定动载荷是指额定寿命106转时轴承所能承受的最大载荷2、一对标准直齿轮，安装中心距比标准值略大，试定性说明以下参数变化情况：1 （1）齿侧间隙；（2）节 圆直径；（3）分度圆；（4）顶隙（1）齿侧间隙增加；（2）节圆直径变大；（3）不变；（4）顶隙变大4、什么叫标准齿轮？压力角200模数为标准值，分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮3、在机械传动系统中，为什么经常将带传动布置在高速级？带传动正常运行的条件是什么？带传动放在高速级可减少

4、带的根数，使传动紧凑，且带传动具有缓冲吸振，传动平稳，噪声小的特点，故宜布置在高速级。正常运行的条件是带和带轮间不发生打滑，带在一定限度内不发生疲劳损坏。3蜗杆传动的失效形式主要有 磨损 和胶合 。15、三角带的公称长度是指 B 。（A）外圆周长（B）节线周长（C）内圆周长12如果一转轴工作时是单方向转动，则轴的计算弯矩公式 中应取 C。如果是正反转运动，则中 应取C。（A）0.3； (B) 0.6； (C) 1； (D) 2。8在其他条件不变的情况下，载荷增加一倍时，球轴承的寿命将减为原来的 12.5% 。9当n10r/min时，滚动轴承的主要失效是疲劳点蚀，此时应按寿命计算确定轴承型号。3

5、普通平键联接的类型有几种，轴端联接一般采用哪一种类型的平键？键的尺寸是如何选出的。试举一例。（8分）3答：普通平键分为圆头(A型) 、平头(B型)和半圆头(C型)。轴端联接一般采用半圆头(C型)。键的尺寸是根据键联接的轴径和长度由标准中查得。如轴径为60时，轴长为60时，键的尺寸应为 b=18mm，h=11mm，L=50mm 标记为 键1650 GB1096794试分析参数dd1、1、v、i、a对V带传动有何影响？如何选取？（10分）4答：dd1不宜过小，否则会使带的包角减小，同时增加带的弯曲应力，应不小于表标准中的最小直径，并符合带轮直径系列。1小，有效拉力小，降低带传动的工作能力。1越大，

6、有效拉力越大应使包角120速度过大，则会因离心力过大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度。带速v也不能过小（一般不应小于5 m/s）。带速太小说明所选的ddl太小，这将使所需的圆周力过大，从而使所需的胶带根数过多。中心距小虽能使传动紧凑，但带长太小，单位时间内胶带绕过带轮次数增多，即带的应力循环次数增加，将降低带的寿命。此外，中心距小又减小了包角1，降低了摩擦力和传动能力。中心距过大时除有相反的利弊外，高速时还易引起带的颤动。故应合理选择。7、连杆是一个构件，也是一个零件。 （）4、从（ 运动 ）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（

7、 机械）。4.在图示导杆机构中，AB为主动件时，该机构传动角的值为90。 8.一对心式曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成定块机构。 9 B能把转动运动转变成往复摆动运动。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D摆动导杆机构10. C 能把转动运动转换成往复直线运动，也可以把往复直线运动转换成转动运动。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D曲柄滑决机构13.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角A变化的。 A.是由小到大 B.是由大到小 C.是不。 1、铰链四杆机构根据各杆的长度，即可判断其类型。 （） 1.凸轮机构主要是由_凸轮_、_从动件_和固定机架三个基本构件所组

8、成。2.按凸轮的外形，凸轮机构主要分为_盘形_、_移动_凸轮等基本类型。3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_尖顶_、_滚子_和平底、球面底四种。3.理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的 运动规律A。A.相同 B.不相同。6.滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应B 凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。A.大于 B.小于 C.等于 6槽轮机构运动系数恒小于0.5. 1渐开线上各点压力角等于_；越远离基圆，压力角越_大；3如果分度圆上的压力角等于 20 ，模数取的是 标准值 ，齿顶高系数和顶隙系数均为标准值，齿厚和齿间宽度 相等 的齿轮，就称为标准齿轮。6直齿圆锥齿

9、轮的正确啮合条件是：_ m1=m2,1=_2_。7直齿圆柱齿轮在传动中，齿形上所受的正压力可分解成_圆周_力，_径向力。12.相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓，其接触点的轨迹是一条直线。8.变位系数 的渐开线直齿圆柱齿轮一定是标准齿轮。 ( ) 7.所谓直齿圆柱标准齿轮就是分度圆上的压力角和模数均为标准值的齿轮。 ( )17. 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般_D_。 A.按接触强度计算齿轮尺寸，再验算弯曲强度B.按弯曲强度计算齿轮尺寸，再验算接触强度C.只需按接触强度计算D.只需按弯曲强度计算 18. 在计算齿轮的弯曲强度时，把齿轮看作一悬臂梁，并假定全部载荷作用于轮齿的_A_，以这

10、时的齿根弯曲应力作为计算强度的依据。 A.齿根处B.节圆处 C齿顶处 19. 选择齿轮的结构形式（实心式、辐板式、轮辐式）和毛坯获得的方法（棒料车削，锻造、模压和铸造等），与_B_有关。 A.齿圈宽度B.齿轮的直径 C.齿轮在轴上的位置 D.齿轮的精度 5当传动的功率较大，为提高效率，蜗杆的头数可以取C 。A. Z =1B. Z =2 3C. Z =4 4蜗杆的导程角越大，传动效率越高。（ ）2如图所示，已知输出轴上的锥齿轮Z4的转向n4，为了使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试求：再图上标出各轮的转向。判断蜗杆传动的螺旋角方向（蜗杆、蜗轮）蜗杆、蜗轮所受各力方向以及锥齿轮Z3所受轴向力方向。（

11、要求标在图上或另画图表示）（5分） 蜗杆右旋2、Z1=15，Z2=25，Z3=20，Z4=60。n1 =200r/min（顺时针）n4=50r/min（顺时针）试求H的转速。解：1、4为太阳轮,2、3为行星轮，H为行星架H的转速为75r/min，顺时针方向。3、已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z1=20、Z2=18、 Z3=56。求传动比i1H。解：1-3为太阳轮，2为行星轮，H为行星架2.按传动原理带传动分为_摩擦带传动_和_啮合带传动_。3三角带的型号和A ，都压印在胶带的外表面， A.计算长度B.标准长度C.假想长度D.实际长度4.平键联结可分为_普通平键连接_、_导向键连接_、_滑键连接_

12、等。5.键连接可分为_平键连接_、_半圆键连接_、楔键连接_、_切向键连接_。2.半圆键工作以_B_为工作面。A.顶面B.侧面C.底面D.都不是1、图示轴的结构1、2、3处有哪些不合理的地方？用文字说明。解：1处轴环高度超过了轴承内圈的高度2处轴头长度大于轮毂的宽度，且套筒高度要小于轴承内圈高度3处没留退刀槽2、下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。（注：不必改正）（找出5处错误）1处应加垫圈2处轴环高度高于轴承内圈高度3处轴头长度大于轮毂宽度4处套筒高度高于轴承内圈5处键槽位置应和前一键槽在同一母线上6处联轴器太短。

13、7处应开梯形槽2图示轴的结构1、2、3处有哪些不合理的地方？用文字说明。解：1处：轴承定位高度超过内圈厚度；2处：轴段长应比轮毂稍短，且定位高度超过轴承内圈厚度；3处：圆螺母固定应有退刀槽。J-11-2-16-4-20、图示为用一对圆锥滚子轴承外圆窄外圈窄边相对安装的轴系结构。试按例所示，指出图中的其它结构错误(不少于7处)。(注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)解答：(1)缺少调整垫片；(2)轮毂键槽结构不对；(3)与齿轮处键槽的位置不在同一角度上；(4)键槽处没有局部剖；(5)端盖孔与轴径间无间隙； (6)多一个键； (7)齿轮左侧轴向定位不可靠；(8)齿轮右侧无轴向定位；(9)轴承安装方

14、向不对； (10)轴承外圈定位超高；(11)轴与轴承端盖相碰。2、(10分)指出图4-2中的结构错误(在有错处画编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。2、(10分)解 画出的正确结构图如图。固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。轴承盖与轴之间应有间隙。轴承内环和套简装不上，也拆不下来。轴承安装方向不对。轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。轴承内圈拆不下来。5、轴瓦有整体式 、剖分 式两种。6、轴承代号7208AC中的AC表示 。2、如图所示为某机械中的主动轴，拟用一对角接触球轴承支承。初选轴承型号为7211AC。已知轴的转速n=1450r

15、/min，两轴承所受的径向载荷分别为Fr1=3300N，Fr2=1000N，轴向载荷FA=900N，轴承在常温下工作，运转时有中等冲击，Cr=50500N圆锥滚子轴承角接触球轴承70000C（=150）70000AC（=250）70000B（=400）FS=Fr/（2Y）FS=e FrFS=0.68 FrFS=1.14 Fr轴承类型Fa/CoeFa/FreFa/FreXYXY角接触秋轴承=2500.680.410.8710=4001.140.350.5710载荷系数fp载荷性质无冲击或轻微冲击中等冲击强烈冲击fp1.01.21.21.81.83.0解1 计算轴承的轴向力Fa1、Fa2由表查得7

16、211AC轴承内部轴向力的计算公式为 Fs=0.68Fr ，故有： Fs1=0.68 Fr1=0.683300N=2244N Fs2=0.68 Fr2=0.681000N=680N 因为 Fs2+FA=(680900)N=1580NFs1=2244N故可判断轴承2被压紧, 轴承1被放松，两轴承的轴向力分别为： Fa1= Fs1=2244N Fa2= Fs1FA=(2244900)N=1344N计算当量动载荷P1、P2由表查得e=0.68，而e 查表可得X1=1，Y1=0；X2=0.41，Y2=0.87。由表取fp=1.4，则轴承的当量动载荷为： P1=fp（X1 Fr1+ Y1 Fa1）=1.

17、4(13300+02244)N=4620N P2=fp（X2 Fr2+ Y2 Fa2）=1.4(0.411000+0.871344)N=2211N3计算轴承寿命Lh因P1 P2，且两个轴承的型号相同，所以只需计算轴承1的寿命，取P= P1。7211AC轴承的Cr=50500N。又球轴承=3，取fT=1，则得 Lh=15010h12000 h由此可见轴承的寿命大于预期寿命，所以该对轴承合适。2机械工程中，通常利用 的惯性储蓄能量，以越过平面连杆机构的死点位置。A主动件B.连杆C.从动件D.连架杆5. 在下列机构中，有急回特性的机构是 。A对心曲柄滑块机构B转动导杆机构C双曲柄机构 D偏置曲柄滑块

18、机构1. 花键联接按其齿形不同，可分为 矩形 、 渐开线 联接。2. 当带传动的传动时，打滑首先发生在带轮的 小 轮上。若正常工作时，在 大 轮上带的速度大于带轮的速度。5. 在滚子从动件盘形凸轮机构中，实际廓线变尖且压力角超过许用值，应采取的措施是 增大及圆半径 。10. 弹性套柱销 联轴器能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收振动。1 试述螺纹联接防松的方法。答：螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、

19、黏结法。2 影响带传动承载能力的因素？答：初拉力、包角a、摩擦系数f、带的单位长度质量q、速度v3 链传动与带传动相比较有哪些优点？（写三点即可）答：1）无弹性打滑和打滑现象，因而能保证平均传动比不变； 2）无需初拉力，对轴的作用力较小；3）可在环境恶劣下工作；部件是机器的 装配 单元体。T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的 工作情况和 受力情况 。T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为 相等 。T-6-7-15-2-3、链传动是由 主动链轮 、从动链轮 、绕链轮上链条 所组成。T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于 挠性件 传

20、动。T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的 齿根_推动从动齿轮的 齿顶 ，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮 齿顶圆 与啮合线的交点；当主动齿轮的 齿顶 推动从动齿轮的 齿根 ，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮 齿顶圆 与啮合线的交点。T-7-2-19-3-2、_齿面磨损_和_因磨损导致的轮齿折断_是开式齿轮传动的主要失效形式。T-8-2-24-2-3、蜗杆传动的中间平面是指：通过_蜗杆_轴线并垂直于_蜗轮_轴线的平面。T-8-2-25-2-3、普通圆柱蜗杆和蜗轮传动的正确啮合条件是_ ma1=mt2、a1=t2、=_。T-10机械静联接又可以分为 可拆 联接

21、和 不可拆 联接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于 可拆 连接。P-4-2-05-2-2、凸轮轮廓的形状取决于从动件的运动规律。() P-7-9-20-2-2、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。（）P-12-3-28-2-2、滚动轴承的基本额定动载荷C值越大，则轴承的承载能力越高。( ) W-7-1-01-2-5、简述齿廓啮合基本定律。不论齿廓在任何位置接触，过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点，才能保证传动比恒定不变。W-8-6-01-2-5、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？蜗杆传动存在着相对滑动，摩擦力大，又因为闭式蜗杆传动散

22、热性差，容易产生胶合，所以要进行热平衡计算。W-12-3-01-2-5、轴上零件的周向固定各有哪些方法？（指出四种以上方法）周向固定：键连接、花键连接、过盈配合连接W-12-3-01-2-5、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?（指出四种以上）轴向固定：轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈轴肩、轴环、轴套固定可靠，可以承受较大的轴向力；弹性档圈固定可以承受较小的轴向力；轴端挡板用于轴端零件的固定。J-9-1-11-3-10、如下图所示轮系中，已知Z1=16，Z2=36，Z3=25，Z4=50，Z5=2，Z6=20，若n1=600r/min，求蜗轮的转速n6及各轮的转向。（10分

23、） J-9-1-12-4-20、在图示传动装置中，已知各轮齿数为：Z1=20, Z2=40, Z3=20, Z4=30, Z5=80，运动从轴输入，轴输出，n=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴的转速n及转动方向。（20分）解:由Z3、Z4、Z5、H系杆组成星行轮轮系，可得： 其中：n5=0，所以： 即：或：；又：i12又因为：i所以：解得:n=n3=2500 r/min，负号表示n与n方向相反，如图所示。六、设计题(每小题20分) 图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出： (1)当凸轮从初始位置转过=90

24、时，从动件走过的位移S1；(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度。说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；(2)S1和只需在图上标出，不必度量出数值解答：如图所示，正确作出偏距圆 按-方向转90，在图上正确标出S1过B2点作偏距圆切线，正确标出2角17 为了使材料的晶粒细化,消除内应力,改善切削性能,不作最终处理,其热处理的方法 。退火29 识记 B 机构运动简图是一种用简单的 和 表示的工程图形语言。线条 符号37 识记 B 机构的虚约束都是在一些 条件下出现的。特定的几何42 识记 B 在双摇杆机械中，若两摇杆长度相等，则形成 机构。等腰梯形机构传力性能的好坏

25、可用 来衡量。在设计四杆机构时，必须校验传动角，使之满足 条传动角 /、55 识记 B 曲柄摇杆机构可演化成曲柄滑块机构，其演化途径为。变转动副为移动副曲柄摇杆机构可演化成偏心轮机构或者移动导杆机构,其演化途径为 。扩大转动副为了保证滚子从动件凸轮机构中从动件的运动规律不“失真”，滚子半径 应与理论轮廓半径min成rmin 。采用反转法原理设计凸轮轮廓线时，将整个 凸轮机构以角速度（ ）绕凸轮轴心转动，此时 。凸轮与从动件的相对运动关系并不改变。73 识记 B 凸轮实际轮廓出现尖点，是因为 。 反转法原理 凸轮从动件回程的许用压力角可以大于工作行程的许用压力，是因为 。回程时，从动件受弹簧或重

26、力的附加压力78 凸轮的形式有盘形凸轮 、 三种。移动凸轮，圆柱凸轮、曲面凸轮79在用图解法设计凸轮轮廓时，从动件的运动规律常以 形给出。 曲线81 摩擦式棘轮机构的优点为 。可任意调整棘轮转角82 棘轮机构除了常用于实现间歇运动外，还能实现 。超越运动83 如需调整棘轮转角时，可 。改变轮齿偏斜角84 如果需要无级变更棘轮的转角，可以采用 棘轮机构。摩擦式96 棘轮机构中，当主动件连续地 时，棘轮作单向的间歇运动。回转（往复摆动）98 单动式棘轮机构，其特点是主动件往复摆动一次，棘轮只能单向间歇转动一次。103 对于i1 的带传动，随着带的运转，带上任一点均受到的作用变应力111 在一般传递

27、动力的机械中，主要采用 传动。V带112 平带传动要实现两平行轴同方向回转，可采用 传动。开口118 V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是 。带的型号126 滚子链链轮节圆直径等于 。 d=127 识记 B 链传动中,链条的平均速度 。 v=130 链传动中，作用在轴上的压轴力 可近似地取为 F=(1.2 - 1.3)F . 147 识记 A 斜齿轮的基本参数分 和 。端面参数 法面参数148 识记 A 在推导圆锥齿轮的强度计算时，按 的当量齿轮计算。齿宽中点152 渐开线直齿圆柱齿轮的齿形系数与 无关，而与 有关。模数，齿数159 识记 A 开式齿轮传动的设计准则是 。按齿根弯曲强度设

28、计转化机构的传动比应按相应的 传动比的计算方法求出，其相对转向一般用 表示。定轴轮系、虚线180 识记 A 在计算周转轮系的传动比时， 代表 中的角速比。转化机构184对轴进行弯矩合成强度计算时引入的校正系数 ，其含义是 。考虑到弯矩和扭矩的差异而引入的系数186 识记 B 增大轴在截面变化处的过渡圆角半径，可以 。降低应力集中，提高轴的疲劳强度。189 识记 B 常用于实现轴向定位的方法有： 。轴肩、 套筒，轴端挡圈等 190 识记 B 轴上零件的周向固定方法有 。键、过盈配合、销等195 轴的结构设计，要考虑满足轴上零件的 、 、 等要求。安装、定位、固定、减小应力集中196 识记 B 转

29、轴的结构设计完成后，还应进行 校核计算。弯曲合成强度。197 识记 B 初算轴的直径，可根据公式 d 计算。 d=C202 滚动轴承按其承受载荷的方向可分为 。径向轴承，推力轴承滚动轴承额定寿命与额定动负荷之间的关系为 ，其中P为 。额定寿命为106转时轴承承受的最大载荷为额定动载荷/当量动负荷211 滚动轴承额定寿命L10与额定动负荷C 之间的关系为 ，其中称为 。PL10=C/寿命指数214 识记 A 当量动载荷P的计算公式为 。 P=fp(XFr+YFa)220 识记 A 29000型轴承可承受 的载荷。径向和轴向双方向218 识记 A 滚动轴承的G级精度为 精度。普通级228 识记 A 对于向心滑动轴承验算压强P在于 。防止轴瓦上压强过大而使磨损过快 。229 识记 A 对于向心滑动轴承验算pv值在于 。控制轴承工作时的温升。231 识记 A 液体动压滑动轴承，偏心以形成 是动压润滑的必要条件。油楔232 动压承载原理就是借助于相对运动速度而在 内形成压力油膜，并能承受载荷。楔形间隙256 适用于经常起动和正反转、载荷平稳，转速高的传动的联轴器为 。弹性柱销联轴器268 识记 B 弹簧钢丝直径的设计公式中 称作 。旋绕比（弹簧指数）271 识记 B 压缩弹簧的稳定性通常以 来衡量。高径比273 识