山东建筑大学机械设计总结版.doc

一.填空题1. 滚动轴承外圈与轴承座的配合应为 基轴 制，滚动轴承的内圈与轴的配合应 为 基孔 制。2. 轴按承受载荷性质不同,分为 转轴 、 心轴 、 传动轴 。3. 轴受到交变应力的作用，其循环特征为：对称循环时 -1 ，脉动循环时 0 。4.周期性速度波动用 飞轮 调节 ，非周期性速度波动用 调速器 调节。5. 蜗轮蜗杆传动的中间平面是 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面 , 在中间平面上，蜗轮蜗杆相当于 斜齿轮齿条 啮合传动。6.齿轮传动的失效形式主要有 轮齿折断， 齿面点蚀 ， 塑性变形 （举三种即可）7.齿廓啮合的基本定律为 互相啮合传动的一对齿轮在任一位置的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触点公法线所分成的线段成反比 。（也可用公式描述）8.当要求凸轮机构的从动件无冲击时，应选择 正弦加速度 运动规律。9.实现间歇运动的机构主要有 凸轮机构 、 棘轮机构 ，实现主、从动件均为等速运动的机构有 齿轮机构 、蜗杆传动。（举两种即可）10.一对外啮合圆柱斜齿轮正确啮合的条件是及， （也可用文字描述）其标准齿形参数在 法面 上，而几何计算是在 端面 上。11. 三角螺纹主要用于 联接 ，梯形螺纹主要用于 传动 ,非矩形螺纹的自锁条件是。（也可用文字描述）12.螺纹联接的防松措施有 摩擦防松 ， 机械防松 ， 破坏螺纹副关系防松 。 13.轴上零件的轴向定位方法有 轴肩 ， 套筒 ， 圆螺母 。（选三种即可）14.转子静平衡的平衡条件是（也可用文字描述）。15.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和受力情况。16.对于动不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数目为2。17.摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为两者相等。18.在内啮合槽轮机构中，主动拨盘与从动槽轮的转向相同。19.普通平键的剖面尺寸(bh)，一般应根据轴径按标准选择。20.链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的，所以应属于啮合传动。21.在一对齿轮啮合时，其大小齿轮接触应力值的关系是H1=H2。22.蜗杆传动的效率包括三部分，其中起主要作用的是齿轮啮合时的摩擦损耗效率。23.滑动轴承的转速越高，所选用的润滑油粘度越大。24.联轴器型号是根据计算转矩、转速和轴径从标准中选取的。25.机构运动简图是_ , , 的简单图形。用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例绘制各运动副的相对位置，因而能说明机构各构件间相对运动关系26.6105(旧标准代号105)轴承，精度是_、内径为_、_系列的_轴承；P0，25，特轻，深沟球；27.工作中只受弯矩不受转矩的轴叫作心轴，只受转矩不受弯矩的轴叫作传动轴，同时受弯矩和转矩的轴叫作转轴，自行车的前轴是心轴，中轴是转轴，后轴是心轴；心，传动，转，心，转，心；28.平键联接靠_传递转矩，楔键联接靠_传递转矩，楔键联接的主要缺点是_； 挤压，摩擦，对心性不好；29.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为_基圆_；30.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是_.m1=m2，1=2；_；31.对钢制闭式齿轮传动，当HB350时，主要失效形式为_和_，应按_强度设计，并按_强度进行校核计算；点蚀，轮齿折断，接触，弯曲；32.直齿标准齿轮的基本参数（用符号表示）是_ z，m，ha*；c*；33.凸轮机构主要由_凸轮，从动件； _和固定机架三个基本构件组成；34.在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_，只能往复摇摆某一角度的构件称为_，直接与两连架杆相连接，借以传递运动和动力的构件称为_；曲柄，摇杆，连杆；35一个没有任何约束的物体，它有 6 个自由度。36带传动的主要失效形式是 打滑 、 疲劳破坏 及带与带轮的磨损。37平键联接靠键和键槽的 侧面 传力，高度方向有 间隙，不会影响轴与轴上零件的对中。38常用的滑动轴承材料分为金属材料、 非金属材料 和_粉末冶金材料_ （3166三类。39受轴向外载荷的螺栓联接，其螺栓的轴向总载荷等于工作载荷与 剩余预紧力 之和。40行程速比系数K是表示铰链四杆机构 急回运动 性质的参数。41既受到扭矩又受到弯距的轴称为 转轴 。42在用范成法加工齿轮时，若被加工齿轮的齿数小于 17 ，则可能出现根切现象。43零件受载时在传力的接触表面上会产生应力，其中面接触传力为 挤压 应力，点、线接触传力为 接触 应力。44在凸轮机构的设计中，适当加大凸轮的 基圆半径 是避免机构发生运动失真的有效措施。45螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离是螺旋的 导程 。 46在V带传动设计中，限制带轮最小直径主要是为了限制带传动中的 弯曲应力 。47开式齿轮传动的主要失效形式是 磨损 和 轮齿折断 。 48滚动轴承的配合制度是轴承与轴的配合为 基孔制 ，轴承与轴承座孔的配合为 基轴制 。49. 机构具有确定运动的条件是 自由度F0 且 原动件数等于自由度F 。50. 在曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线位置时称为 死点 ，此时机构的传动角为 0，压力角为 90。51. 在凸轮机构四种常用的推杆运动规律中， 等速 运动规律有刚性冲击； 正弦加速度 运动规律无冲击。52. 带传动工作时，最大应力发生在 紧边进入小带轮处 ，最大值为 。53. 带传动的设计准则为：在保证带传动不发生 打滑 的前提下，带具有一定的 疲劳 强度和使用寿命。54. 一对渐开线齿轮正确啮合条件为： 模数相等 、 压力角相等 及 ，齿轮连续啮合条件为：重合度大于1 。55. 图示减速器中，1为蜗杆，2为蜗轮，3、4均为斜齿轮，主动轴蜗杆为顺时针旋转，蜗轮为右旋，则蜗杆螺旋线方向为 右旋 ，若希望蜗轮2和小齿轮3的轴向力能抵消一部分，则齿轮3的螺旋线方向为右旋 ，齿轮4的轴向力方向为 向上 。56. 按轴工作时所承受的载荷不同，可把轴分成 心轴 ， 转轴 ， 传动轴 。57. 代号为7312C的滚动轴承，其类型名称为 角接触球轴承 ，内径为 60 mm，宽度系列代号为 0 ，直径系列代号为 3 。58. 螺纹连接中，按其工作原理不同，螺纹防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 和 破坏螺纹副关系防松 等。59. 轴承的基本额定动载荷是指轴承的 基本额定寿命 恰好为 106r 时，轴承所能承受的载荷值。60机械速度的波动可分为（周期性）和（非周期性）两类。61采用凸台或沉头座孔做为螺栓头或螺母的支承面是为了（防止螺栓承受弯矩）62自行车的中轴是（阶梯轴）轴，而前轮轴是（固定心轴）轴。63平键B20X80 GB1096-79中，20X80是表示 （键宽X键高）。64滚子链16A1X88 GB/T 1243-97的节距为（25.4）。65平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于（0DU ）。66一台机器空运转。对外不做功，这时机器的效率等于（0 ）。67对于四杆曲柄摇杆机构，如果以曲柄作为机架，则该机构为（双曲柄机构）。68当平面连杆机构在死点位置时，此时的传动角为（0）。69平面机构具有确定运动的条件是（自由度=原动件数 ）。70机械效率等于（ 有用功 ）功与（ 总功 ）功之比，它反映了（ 总 ）功在机械中的有效利用程度。71外力撤消后构件上能完全消失的变形称为（ 弹性变形），不能完全消失而残留的永久变形称为（塑性变形）。72在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是（有一最短杆）和（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和） 。73在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越（ 小 ），所设计的机构越紧凑，但是压力角（ 增大 ），使机构的工作情况变坏。74渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮（模数）和（压力角）必须分别相等。75斜齿圆柱齿轮的标准模数是（法面模数mn）。直齿圆锥齿轮的标准模数是（大端模数m）。76渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮（模数）（压力角和螺旋角）必须分别相等。77直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取（节点 ）处的接触应力为计算依据，其载荷由（一）对轮齿承担。78平键的截面尺寸应按（轴径d ）从键的标准中查取，键的长度L可参照（轮毂长度）从标准中选取。必要时应进行强度校核。79轴如按受载性质区分，主要受（弯矩）的轴为心轴，主要受（扭矩）的轴为传动轴。1.家用缝纫机踏板机构属于 A 机构；A)曲柄摇杆，B)双曲柄，C)双摇杆2.V带（三角带）传动的带轮基准直径应取为_B_；A) D1 B) D2 C) D3 D) D43.设计V带传动时，带轮直径不能太小，是为了限制 D ；A)带的长度，B)传动的中心距，C)带的离心力，D)带的弯曲应力4.标准蜗杆传动中，如果模数m不变，增大蜗杆特性系数q，则蜗杆的刚度将；A)增大， B)减少， C)增大或减少， D)不变5.普通螺纹的公称直径是 A 径；A)大， B)小， C)中6.齿轮弯曲强度计算中所用的齿形系数YF的大小与齿轮的 A 有关；A)齿数， B)模数， C)齿宽7.齿轮的渐开线形状取决于它的C。A)齿顶圆， B)分度圆， C)基圆， D)齿根圆8.仅承受扭矩的轴叫转轴。答：转轴传动轴9.用于制造滚动轴承套圈及滚动体的常用材料是B；A)45， B)GCr15， C)HT200， D)Q23510.B决定了从动件的运动规律；A)凸轮转速，B)凸轮轮廓曲线，C)凸轮的形状11.一对标准齿轮传动，大小齿轮齿面接触应力分别为sH1 ，sH2，则存在C；A)sH1sH2，B)sH1 e时，X=0.4，Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。12.轴向力：FS+FA=2430+1000=3430NS 轴承被放松 Fa=FS=2430N 轴承被压紧 Fa=FS=3430N 当量动载荷 Fa/Fr=2430/9000=0.27e X=0.4 Y=1.88 P=XFY+YFa=0.45000+1.883430=12672.6N13.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。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14.最大应力smax值相同，循环特征r分别是+1、0、-1的应力，其中r=+1的应力最易使零件疲劳损伤。答： r=+1r=-116.计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度和虚约束，应指出。B处存在局部自由度。 15.不完全液体润滑（混合润滑）径向滑动轴承，d=60mm，宽径比B/d=1.2，轴承材料的p5MPa，V=3m/s，pV=10MPa.m/s。求当n=600r/min时，轴承允许的最大载荷为多少。由；得由得所以轴承允许的最大载荷为，即16.已知V带传动中，最大传递功率P=8kW，带的速度v=10m/s，若紧边拉力F1为松边拉力F2的2倍， 此时小带轮上包角a1=120，求：（1）有效拉力Fe；（2）紧边拉力F1；（3）当量摩擦因数f。有效拉力Fe =1000P/v=10008/10=800 N (2分)又知:F1-F2= Fe,F1=2F2则紧边拉力 F1=2 Fe =1600 N (3分)根据欧拉公式 得 当量摩擦系数f=ln(F1/F2)/=ln2/(3.14120/180) =0.693/2.0933=0.331 (3分)20.画出普通螺栓联接的结构图；见图121.对图所示的机构，用作图法找出滑块C的两个极限位置。见图221.答:利用曲柄与连杆共线时，滑块达到极限位置这一知识，以A为圆心，分别以BC-AC和BC+AC为半径画圆，与导路的两个交点C1和C2即可得到滑块C的两个极限位置，如图3所示22.答：见图523.答：根据齿距p=m=3.1410=31.4mm,齿顶高ha=m=10mm,齿根高hf=1.25m=12.5mm,齿廓压力角=20画出的图见图622画出普通平键A型、B型、C型的形状；23按l=1mm/mm画出模数m=10mm，=20的标准齿条齿廓，最少三个齿；20.下图为某深沟球轴承的载荷P与寿命L的关系曲线，试求：1）此轴承的基本额定动载荷C；2）若轴承当量动载荷P0.1C，轴承转速n=1000r/min，轴承寿命Lh为多少？ 1)C45000N 2)21.有一滑动轴承，其轴颈直径d=100mm，B/d=1.4，p8MPa，V=3m/s，pV=15MPa.m/s，转速n=500r/min，问此轴承允许最大工作载荷为多少？所以由此得所以，允许最大工作载荷为80150N。 22.如图所示用两个M10（小径，中径，）的螺钉固定一牵引钩。若螺钉材料为Q235钢，屈服极限，装配时控制预紧力（安全系数取),考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）,接合面摩擦因数m=0.2，求其允许的牵引力FR（取计算直径dc=d1）。许用拉应力螺钉数z2，接缝面数m=1，则所需预紧力，强度条件为23.一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，已知模数m=2mm，齿数z1=25，z2=75。求齿距p，全齿高h，分度圆直径d1，解：由已知条件齿距 p=m=3.142=6.28mm全齿高 h=2.25m=2.252=4.5mm分度圆直径 d1=m z1=225=50mm d2=m z2=275=150mm齿顶圆直径 da1= d1+2m=50+22=54mm齿根圆直径 df2= d2-2.5m=150-2.52=145mm标准中心距 a=( d1+ d2)/2=(50+150)/2=100mm传动比 i= z2/ z1=75/25=324.按图所示铰链四杆机构中的尺寸，分别确定各机构的名称。答：a）双曲柄机构；b）曲柄摇杆机构；c）双摇杆机构；d）双摇杆机构25.请画出螺栓联接式蜗轮结构图（剖面图）。 26.试分析图中受单向轴向力Fa的角接触球轴承结构中的不合理结构处，并画出正确结构。不合理结构：1）受轴向力方向应为轴承“大口”指向“小口”，图中轴承装反；2）沿轴向力传递路线，角接触轴承外圈左侧的弹性挡圈无必要。1计算下列结构的自由度，并指出机构中的复合铰链、虚约束。解（共20分）（1） 活动构件数n=5，低副数 PL =7，高副数PH =0 （3分）因此自由度数 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1 （5分）C为复合铰链 （2分）（2） 活动构件数n=5，低副数 PL =7，高副数PH =0 （3分）因此自由度数 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1 （5分）F、G为同一个移动副，存在一个虚约束。2在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各齿轮数，Z2=27，Z2=45，已知齿轮1的转速=330r/min，试求转臂H的转速nH(大小与方向)。解（共20分）：（1）判断转化轮系齿轮的转动方向 由画箭头法可知，齿轮1与齿轮3的转动方向相反。 （2分）（2）转化轮系传动比关系式 （8分）（3）计算转臂H的转速 代入及各轮齿数 转臂H的转动方向与齿轮1相同。3有一轴用一对46309轴承支承，轴承的基本额定动负载=48.1kN，内部轴向力S=0.7Fr，已知轴上承力=2500N， =1600N，轴的转速n=960r/min，尺寸如图所示。若取载荷系数=1.2，试计算轴承的使用寿命。eFa/FreFa/FreXYXY0.7100.410.851）计算径向负荷 FA Fr1 S2 FR S1 Fr2 由力矩平衡Fr2200- FR300+ FA40=0Fr2= (FR300- FA40)/200=(25003000-160040)/200=3430NFr1= Fr2- FR=3430-2500=930N （5分）（2）计算轴向负荷内部轴向力S1=0.7 Fr1=0.7930=651NS2=0.7 Fr2=0.73430=2401N由S1+ FAe；取X0.41，Y0.87P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.2(0.41930+0.87801)=1294N轴承2：Fa2/ Fr2=0.7=e；取X=1,Y=0P2=fpFr2=1.23430=4116N P2 P1 取P=P2=4116N计算轴承寿命。 （7分）（4）计算轴承寿命Lh=(106/60n)( Ct/P)= 106 /(60960)(48.1103/4116)=27706h （3分）1（8分） 如图示螺栓联接的受力变形图。若保证残余预紧力的大小等于其预紧力F的一半。求该联接所能承受的最大工作载荷和螺栓所受的总拉力，并在图中标出各力。解：在受力变形图中标出残余预紧力、预紧力及工作载荷，（4分）由图中几何关系可知螺栓连接最大工作载荷为:F=F （2分）螺栓所受的总拉力为： （2分）2