机械设计基础总复习及答案.doc

1、机械设计基础综合复习资料 一、简答题 1.给出铰链四杆机构成为曲柄摇杆机构的条件。 2.有一回转构件已经动平衡了，是否还要进行静平衡实验，为什么？ 3.给出下列滚动轴承的内径、类型及精度等级。 62208 7312AC/P6 51103/P6 4.尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓之间有何关系。 5.给出曲柄摇杆机构转化为曲柄滑块机构的条件。 6.在机器中安装飞轮如何调速？为什么通常将飞轮安装在机器的高速轴上？ 7.给出滚动轴承基本代号的含义。 8.请给出三种能将主动件的连续转动变成从动件间歇 运动的机构。 9.当不考虑重力和惯性力时，曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构以哪个构件为主动 件时机构会出现

2、死点，为什么？ 10闭式软齿面的齿轮传动齿轮主要失效形式是什么，其设计准则又是什么 ? 11试说明链传动的瞬时传动比为什么不恒定？ 12.设计蜗轮蜗杆减速器时，为什么要进行散热计算？ 13. 试说明曲柄摇杆机构与双曲柄机构、曲柄滑块机构之间的演化关系。 14已知一个受预紧力 F0和工作载荷 FE的紧螺栓联接，单个螺栓与被联接件 的受力变形图如题一 3 图所示，根据图形标示，计算出螺栓的预紧力 F0、总 拉力 Fa、工作载荷 FE和残余预紧力 FR? 题一 3 图 15 给出 链传动的失效形式，并解释题一 4 图曲线中，三条曲线的意义？ 题一 4 图 16带传动工作时，带应力变化情况如何？ ma

3、x 在什么位置？由哪些应力组成？ 二、分析题 1.如题二 1 图所示为蜗 轮传动与圆锥齿轮传动组合。已知输出轴上的锥齿轮 4的转向 n4，为了使中间轴上的轴向力相互抵消一部分，试确定： （ 1）蜗杆传动的螺旋线方向； （ 2）蜗轮的转动方向； （ 3）轮 1和轮 4所受的各分力的方向。 题二 1 图 2.如题二 2图所示，分析偏置的曲柄滑块机构在图示位置的压力角和传动角。 题二 2 图 3.如题二 2图所示的 凸轮机构，请分析该凸轮机构的理论轮廓、实际轮廓、 升程运动角、回程运动角、基圆和图示位置的压力角。 题二 2 图 三 、计算题 1.如题三 1 图的平面机构，试求其自由度 (如有复合铰链

4、、虚约束、局部自由度请指出 )。 题三 1 图 2.受横向载荷的普通螺栓联接，螺栓数为 1，结合面示意如题三 2 图所示，摩擦系数为 0.15,横向载荷 F=1000N，设螺栓的许用应力为 MPa30 ，试设计该螺栓联接。 螺栓中心线题三 2 图 3. 一对渐开线外啮合圆柱齿轮，已知 ,2,22,21 21 mmmzz n 中心距 a=44mm。若不采用变位齿轮而用标准斜齿圆柱齿轮凑中心距，求斜齿圆柱齿轮的螺 旋角 应为多少？ 4.如题三 3图所示，在斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴中安装有一对 70000AC 角接触球轴承。已知 Fr1=3 500N， Fr2=1 800N，斜齿圆柱齿轮的轴向力

5、FA=1 000N,载荷平稳。试分析图中两种装配方案，计算两种方案轴承力 Fa（注：角接触球轴承附加轴向力 FS=0.68 Fr）。 题三 3 图 5. 如题三 2 图轮系，已知各轮齿数 Z1=20、 Z3=25、 Z3 =1、 Z3=40、 Z4=60 、 Z4 =30 、 Z5=30， 3 为单头右旋蜗杆，齿轮 1 的转向如图，试求传动比 i15,并用箭头表 示各轮的转向。 题三 2 图 6.如题三 3图所示，一对 72610 轴 承分别受径向力 Fr1=8 000N， Fr2=5 200N，轴上作用 FA力如图，试求下列情况下各轴承的内部轴向力 FS及轴向力 Fa。 （ 1） FA=22

6、00N;（ 2） FA=900N;（ 3） FA=1120N（注：轴承的内部轴向力 FS=0.68 Fr）。 题三 3 图 7.如题三 2图为某手摇卷扬机传动系统，各齿轮的齿数均为已知，试求传动比 15i 的大小和提升重物时手柄的转向。 题三 2 图 四、 改错题 1.试指出该轴的设计错误，并画出改正图。 题四图 2.试指出该轴的设计错误，并画出改正图。 题四图 3.试指出该轴的设计错误，并画出改正图。 题四图 机械设计基础综合复习资料 参考 答案 一、简答题 1.答：（ 1） 最短构件与最长构件的长度和不大于其余两构件的长度之和。 （ 2） 最短杆的邻边为机架。 2.答：转构件已经动平衡了，

7、则肯定静平衡了，不需要进行静平衡实验。 因为：刚性转子动平衡条件： F 0， M 0；而刚性转子静平衡条件：F 0 3.答： 62208： 6-深沟球轴承， 22-尺寸系列， 08-表示轴承内径 85=40mm 7312AC/P6： 7-角接触球轴承， 03-尺寸系列， 12-表示轴承内径 125=60mm，P6-精度等级 6 级 51103/P6： 5-推力球轴承， 11-尺寸系列， 03-表示轴承内径 17mm， P6-精度等级 6级 4.答：滚子从动件盘形凸轮轮廓 与 尖顶从动件 是法向等距曲线。 5.答：当曲柄摇杆机构的摇杆长度无限长时，摇杆与连杆相连的转动副变成直线运动，此处安装一个

8、移动副，就将曲柄摇杆机构变成了曲柄滑块机构。 6.答：飞轮是一个 储能器，当机器出现盈功，飞轮转动惯量很大，角速度变化很小，吸收很大的能量；当机器出现亏功，飞轮转动惯量很大，角速度变化很小，放出很大的能量，由于大的转动惯量，机器速度变化很小就可吸收和放出大的能量来进行速度的调节。 飞轮安装在高速轴上时，重量小，节省材料，经济性好。 7.答： 左起第一位 代表轴承的类型 左起第二位、第三位 代表轴承的尺寸系列 左起第四位、第无位 代表轴承的内径尺寸。 8.答：凸轮机构、槽轮机构、棘轮机构 9.答：对于曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，机构会出现死点。这是因为从动件（曲柄 ）与连杆共线时，机构的传动

9、角为 0； 对于曲柄滑块机构，当滑块为主动件时，机构会出现死点。因为当滑块运动方向与连杆共线时，机构传动角为 0。 10.主要失效形式：齿面点蚀、胶合，设计准则即 在保证齿面接触疲劳强度前提下，满足齿根弯曲疲劳强度 11.答：由于链传动的多边形效应，当主动轮匀速转动时，从动链轮运转速度不均匀。（或者主动轮以 1匀速转动，而从动轮转速为 ， 、在时刻变化，所以 2做非匀速转动， 即：传动比 i也在变化，所以不恒定。） 12.答： 因为相对速度 vs很大，效率低，导致发热大，所以蜗轮蜗杆易产生胶合失效，因此必须要进行散热计算。 13.答：曲柄摇杆机构中的摇杆（另一连架杆）也变为曲柄的铰链四杆机构就

10、演化为双曲柄机构。曲柄摇杆机构中摇杆无限长，与连杆相连的一点就作直线运动，作直线运动的这一铰链处安装上滑块，就演化成了曲柄滑块机构。 14.解： 预紧力： F0=5800N 参与预紧力 :Fn=2000N 工作载荷 :F =4400N 总拉力 :Fa=6400N 15.答：链传动的失效形式：链条元件的疲劳破坏；铰链铰链磨损；销轴与套筒（高速或润滑不良）胶合；冲击破坏；静力拉断；链轮轮齿磨损。 左边曲线 -限制链 板疲劳破坏的强度限定曲线； 右上边曲线 -限制滚子、套筒冲击疲劳破坏的强度限定曲线； 右边曲线 -限制销轴、套筒胶合失效的限定曲线。 16.答：带传动工作时，在松边处带应力较小，由松边绕入大带轮增加了弯曲应力，到紧边应力较大，紧边进入小带轮处应力最大。 11max b 二、分析题 1.（ 1）蜗杆为左旋 （ 2）（ 3） 2.如下图所示： 3. 结合课本凸轮设计章节和下图作答。 三、计算题 1.解：活动构件数 n=5,低副数 PL=7,有虚约束，无复合铰链和局部自由度。