《机械设计基础》综合复习资料.docx

1、机械设计基础综合复习资料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/P64.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死

2、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？在什么位置？由哪些应力组成？二、分析题1.如题二1图

3、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、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0.1

4、5,横向载荷F=1000N，设螺栓的许用应力为，试设计该螺栓联接。 题三2图3. 一对渐开线外啮合圆柱齿轮，已知中心距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

5、=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=2200N;（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

6、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，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：F0，M0；而刚性转子静平衡条件：F03.答：62208：6-深沟球轴承，22-尺寸系列，08-表示轴承内径85=40mm7312AC/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

7、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

8、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

9、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=6400N15.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

10、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。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。2.解：1.受拉：取可靠系数为 Kf=1.1则预紧力F=Kf*F/*mz=1.1*1000/0.15*2=3667N作用应力为30Mpa则S=F/=3667/30*106=1.222*10-4m2r=6.24mm2.受剪：4F/d2mi则d=(4F/mi)1/2=4.6mm3.解：4.

11、解：1.Fs1=Fr1*0.68=2380N 向左Fs2=Fr2*0.68=1224N 向右 因为Fs1+FAFs2 轴承有向左运动的趋势 所以Fa2=Fs2=1224NFa1=FA-Fs2=1000-1224=-224N 向左2.Fs1=Fr1*0.68=2380N 向右Fs2=Fr2*0.68=1224N 向左因为Fs1Fs2+FA 轴承右端压紧所以Fa1=Fs1=2380N 向右Fa2=Fa1-Fa=1380N 向左5.解：Z5向下转6.解：7.解：I15=50/20*30/15*40/1*52/18=577.78逆时针四、改错题1.答：(1)轴承不成对，应换成两个深沟球轴承或两个角接触

12、球轴承正装；(2)轴承定位轴肩太高，应改为定位轴肩低于轴承内圈的外径；(3)齿轮没有圆周方向的定位，应加上键连接；(4)齿轮夹不紧，应改为与齿轮配合的一段轴的长度小于齿轮的宽度23mm；(5)皮带轮与轴没有圆周方向的定位，应加上键连接。2.答：（1）左边第一处：轴承定位套筒外径太大；（2）左边第二处：轴承定位轴肩太高（3）左边第三处：轴承安装反了；（4）左边第四处：皮带轮与轴定位错误，不可能既用轴肩定位又用圆锥定位。3.答：（1）与皮带轮配合的轴段太长，夹不紧皮带轮；需将该轴段缩短，短与皮带轮宽度2至3mm。（2）轴承盖与轴之间没有间隙，产生摩擦；应将轴承盖与轴之间留有间隙。（3）轴承较难装，要加以台阶；（4）轴承定位不能既以轴肩定位，又以套筒定位；只能用套筒定位，套筒外径要比轴承内圈外径小；（5）齿轮夹不紧，与齿轮内孔配合的轴段比齿轮的宽度要短2至3mm。（6）齿轮与轴周向没有连接；需要加键连接。