12级机械设计基础A学习指南热动121-4解析

1、（一）基本要求1. 掌握有关机械、机器、机构、构件及零件等名词概念；2. 了解机械设计基础研究的对象和内容及本课程的性质、任务及相应的学习特点。（二）重点与难点本章重点是掌握机器和机构的含义和特征、构件及零件等名词概念（三）自测练习题1.填空题1）零件是机器中的 _2）内燃机中的连杆属于 机构的主要区别是：_ C.机器能变换运动形式一种相同的机构_单元体；构件是机构中的。 A .零件。 A .机器较机构运动复杂单元体。B 机构C.构件3）机器与B .机器能完成有用的机械功或转换能量4)机器。1）2）A 只能组成相同的B 可以组成不同的机械设计基础课程研究的对象与内容是什么？什么是机械、机器、机

2、构、构件、零件？各举一例说明。C .只能组成一种2 .简答题2平面机构（一）基本要求1. 掌握平面机构运动简图的绘制方法。搞清运动副、约束、自由度等基本概念，看懂并能绘制机构的 运动简图；2. 掌握平面机构自由度计算。能对复合铰链、局部自由度及虚约束进行正确识别及处理，对机构的运 动是否确定会做出相应的判断；3. 了解平面四杆机构的基本形式及演化方法。熟悉铰链四杆机构的三种基本形式及其演化中的曲柄滑 块机构、摆动导杆机构的结构特点及运动特点；4. 掌握平面四杆机构特性分析方法。对曲柄存在条件、急回特性、行程速比系数、传动角或压力角、死点有明确的概念；5. 掌握设计平面四杆机构的基本方法。能够按

3、照给定行程速比系数、两连架杆位置运用图解法完成四 杆机构各构件基本尺寸的确定。（二）重点与难点本章的重点是机构运动简图的绘制；平面机构自由度计算；铰链四杆机构基本形式的判断；四杆机构中急回特性分析及平面四杆机构的设计。其中机构运动简图的绘制即是重点又是难点；而机构自由度计算中虚约束的处理是难点但不是重点； 平面四杆机构最小传动角的分析是难点。（三）自测练习题1.填空题1）两构件通过点或线接触而构成的运动副为构成的运动副为，它引入个约束。2）机构中只有一个A .原动件3）4）5）6）7）；它引入.个约束。两构件通过面接触而。B .从动件C.机架当曲柄摇杆机构处于死点位置时，原动件应是 ，此时，机

4、构的压力角为在曲柄摇杆机构中，若把摇杆变换为机架，则机构演变成 机构。一对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成 机构。在四杆机构中，能实现急回运动的机构有 摆动导杆机构，当以曲柄为原动件时，传动角总是A .等于0oB .等于9008）曲柄滑块机构中，若增大曲柄长度，则滑块行程将A .增大B .不变9）铰链四杆机构 ABCD各杆长度分别为lA B= 40mmOC .大于00而小于900。C .减小Ibc = 90mm , Icd= 55mm , Iad = 100mm ,7取AB杆为机架，则该机构为A 双摇杆机构B 双曲柄机构10） 杆长不等的铰链四杆机构，若以最短杆为连杆，应是 oA .

5、曲柄摇杆机构B .双曲柄机构C.双摇杆机构D .双曲柄机构或双摇杆机构11）下列生产设备均用了曲柄摇杆机构，其中以摇杆为主动件的是A .缝纫机踏板机构B .剪刀机C .碎石机 D .搅拌机12 ）铰链四杆机构中的运动副属于 A .高副B .螺旋副C .转动副词13）内燃机中的曲柄滑块机构，作主动件的是A.曲柄 B .滑块 C .导杆14）以下关于机构急回特性的论述正确的是 A .行程速比系数越小，急回特性越显著 B .极位夹角为0 寸，机构具有急回特性 C.急回特性只有曲柄摇杆机构具有D .急回特性可用来缩短空回行程的时间，提高生产率2.计算分析题2.1下面所示两图分别为一机构的初拟设计方案。

6、试：计算图示各机构的自由度，如有复合铰链，局 部自由度和虚约束需说明。分析其设计是否合理，如此初拟方案不合理，请用简图表示其修改方案，并对 其合理性进行验证。D .移动副OD 连杆C .曲柄摇杆机构(b)(a)2.2计算图示机构的自由度并判断机构是否具有确定的相对运动（机构中若存在复合铰链、 度、虚约束应明确指出）。局部自由D2.3下图所示四杆机构是否均有急回特性？为什么?2.4图示一曲柄摇杆机构，已知机架长度？AD=70mm，摇杆长度？cD=55mm，摇杆左极限位置 CiD与机架AD之间的夹角为45若行程速比系数 K=1.4，试用图解法确定:2.曲柄长度?AB和连杆长度？BC ；1.的右极限

7、位置C2D ；（1）飞机起飞时，起落架收起，机构的 （利用死点），机构连杆处于图示 B2C23.最小传动角Imin。2.5试设计一铰链四杆机构来实现飞机起落架的运动。要求： 连杆处于图示BiCi位置；（2）飞机降落时，起落架要安全可靠支承 位置，且支承轮子的构件 C2D处于铅垂位置。已知连杆 BC长度为300mm。1. 求该四杆机构中两连架杆 AB、 CD的长度及机架 AD的长度；（可由作图法量取）2. 按比例作出飞机起飞和降落时机构的两个位置图；3. 判断该铰链四杆机构的类型名称。3凸轮机构（一）基本要求1. 了解凸轮机构的分类及应用；2. 掌握推杆几种常用运动规律的特点和适用场合；3. 掌

8、握用反转原理设计凸轮廓曲线的方法。（二）重点与难点本章的重点是推杆几种常用运动规律的特点及适用场合；盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；凸轮机 构压力角及运动失真的主要影响因素。本章的难点是在凸轮轮廓设计及分析中反转法”原理的理解和运用。（三）自测练习题1. 填空题运动规律会使机构产生刚性冲击，而1 ）在凸轮机构推杆常用的运动规律中， 动规律会使机构产生柔性冲击。的润滑条件和传力性能最好。2）右图所示几种凸轮机构中，A . a图 B . b图C. c图3）尖顶从动件凸轮机构中， 基圆的大小会影响 oA .从动件位移B .从动件加速度C .机构的压力角4） 与其它机构相比，凸轮机构的最大优点是 o

9、A .便于润滑 B .制造方便 C.可实现各种预期的运动规律5 ）为避免从动件运动失真，滚子从动件凸轮的理论轮 廓不能Ac.变平A.内凹B .有尖点6）若凸轮机构出现运动失真，可采取 的措施。A .增大滚子半径B .增大基圆半径C、减小基圆半径A .增大滚子半径B .增大基圆半径C .减小基圆半径8）用反转法设计凸轮廓线时,相对静止不动。A .机架B .从动杆C.凸轮9）与凸轮接触面较大，易于形成油膜，所以润滑较好，磨损较小的是A .尖顶从动杆B .平底从动杆C .滚子从动杆10）凸轮机构中从动件的运动规律取决于A .从动件端部结构形式B .凸轮的大小C.凸轮轮廓曲线11）平底从动件凸轮机构的

10、适应场合是A .传力较小B .转速较高C .转速较小12）在传力不大的低速凸轮机构中，一般可采用的从动件是A .滚子 B .尖顶 C .平底13）凸轮机构中，从动件做等加速等减速运动时将产生的冲击。A .刚性冲击 B .柔性冲击C.无冲击7 ）设计滚子直动从动杆盘形凸轮机构时，若压力角超过许用值，则应画出凸轮的理论轮廓；画出凸轮的基圆；标出从动杆的行程 h；标出凸轮的推程角卜远休止角 洛、回程角,、近休止角02；标出凸轮由图示位置按逆时针方向转过45。时机构的压力角 aoO为偏心圆的中心，偏心距用作图法标出从动件 2的行程h和推程运动角岛；用作图法标出凸轮转过 90。时从动件2的位移S90、压

11、力角口90； 若改为偏置式凸轮机构，从减小推程压力角的角度考虑，从动件应偏向2. 作图分析题2.1右图所示一对心直动滚子从动杆盘形凸轮机构，已知凸轮转向为逆时针方 向，凸轮工作轮廓由两段圆弧和两段直线光滑连接而成，要求：2.2图示为一偏心圆盘构成的凸轮机构，已知mm。要求：哪一侧？用作图法标出凸轮机构从图示位置转过45。时的压力角及从动件的位移。2.3图所示的凸轮机构中，从动件的起始上升点为C点。试在图上标注出从 C点接触到D点接触时,凸轮转过的角度 5及从动件上升的位移S；试在图上标出从动件上升的最大升程h;标出在D点接触时凸轮机构的压力角0。2.4有一尖端对心直动从动件盘形凸轮机构,凸轮按

12、逆时针转动，从动件的运动规律为:凸轮转过180。时，从动件等速升高 25mm ;凸轮再转过60时，从动件无位移；凸轮又转过90时,从动件等速下降25mm ;然后凸轮在转过最终 30从动件停止不动。 若基园半径rb=30mm,请做出凸轮的轮廓曲线；标出推程为2.5下图为实际轮廓曲线相同而从动杆末端形式不同的三个凸轮机构。1)画出图示三个凸轮的基圆ro2)3)标出图示三个凸轮机构图示位置时的压力角a及位移S、凸轮逆时针转过 900后的压力角90。试比较分析三种从动杆末端形式各自的主要特点及应用场合。2.6图示为一偏心圆盘构成的凸轮机构。已知凸轮转向如图，要求: 写出该凸轮机构的名称。 标出理论轮廓

13、、基圆、图示位置的位移 标出图示位置的压力角a及凸轮转过90。时的压力角 判断凸轮的转向是否合理，并简述主要原因。s。0(.903.问答题:右图所示为一凸轮机构，看懂该传动，回答下列问题:该凸轮机构应用了何种类型的凸轮?该种类型凸轮机构能使横刀架实现怎样的运动?从运动方面考虑该凸轮为平面凸轮还是空间凸轮?(4)该种类型凸轮机构主要应用于何种场合?从动件的运动规律决定的因素是什么?刀架带齿轮从动杆凸轮4间歇运动机构（一）基本要求了解棘轮机构、槽轮机构的工作原理、运动特点、应用场合及设计要点;（二）重点与难点本章重点是掌握棘轮机构、槽轮机构的组成、运动特点及应用。（三）自测练习题1.填空题1）单销

14、外槽轮机构中，槽轮的运动时间总是静止时间。A .大于B .等于C .小于2）若要实现周期性间歇转动，且希望转角大小可调，可选取机构。A .槽轮B .不完全齿轮C.棘轮3 ）在单向间歇运动机构中，棘轮机构常用于场合。A .低速轻载B .高速重载C .低速重载14机构、4 ）当输入运动为连续匀速转动时，要求输出运动为单向间歇转动，可选用机构。，机构和5）棘轮机构中止动爪的作用是 2.简答题实现间歇转动的机构有哪几种？哪一种间歇回转角可调？那一种较适用于高速情况？为什么?6带传动（一）基本要求1. 了解带传动的类型 、特点和应用；2熟悉V带的构造和标准；3掌握V带传动的受力分析、应力分析。熟悉带传动

15、的主要失效形式，会区分打滑和弹性滑动这二个概念；4.掌握V带传动的参数选择和设计计算。（二）重点与难点本章的重点是V带传动的参数选择和设计计算；难点是弹性滑动的分析。（三）自测练习题填空题带传动工作时产生弹性滑动是因为 。A.带的预紧力不够B.带的紧边和松边拉力不等1.1)c.带和带轮间摩擦力不够2)带轮的轮槽尺寸由确定。3)4)5)6)7)8)9)A 带的型号B .带轮直径C .带的长度带传动主要依靠来传递运动和动力的。A 带与带轮接触面间的正压力B 带与带轮接触面间的摩擦力C 带的紧边拉力设计V带传动时，如小带轮包角g过小（口1120。），最有效的解决方法是A .增大中心距B .减小中心距

16、C .减小带轮直径带传动不能保证精确传动比的原因是A .带的磨损B带的打滑C.带的弹性滑动带的楔角e与带轮轮槽角 W之间的关系为 A. e=护B. e护V带传动采用张紧轮的目的是 。A .提高带的寿命B .改变带的运动方向V带带轮的结构形式取决于A .带速 B . V带型号C.带轮直径标准V带的截面夹角是OC.调节带的初拉力10)A. 34B. 36C.一般动力机械中，主要采用带传动的类型是A .平带传动B . V带传动下列V带传递功率最大的是402.A . B型 B . 丫型 C. E型V带带轮的结构形式取决于A .带速 B .传递的功率C.带轮直径设计V带传动时，发现 V带根数过多，可采用

17、A .增大传动比讨论题2.1图示三个带传动方案，其中心距、带轮直径满足下列关系式：D1aD1b，D2a=D2b；B .加大传动中心距aa=ab，abYf2B. Y F1 =Yf2C. YF1 VYf210)设计渐开线圆柱齿轮传动时，小齿轮1和大齿轮2的齿宽应A. bi=b2B. b1b211) 一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知zi Z2 ,则两轮接触应力的关系为A . OH1 = OH2B . OH1 OH212)软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式为A .齿面点蚀B .轮齿折断13) 对于齿面硬度 a,则此时分度圆与节圆，分度圆压力角与啮合角的关系又将如何变化? 两个齿轮的接触应力、齿根弯曲应力是

18、否分别相等？如不相等，哪一个齿轮的应力大？dboZ1=30, Z2=4O，模数2.2有一对正常齿外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知两轮的齿数分别为m =20mm，压力角 a=20 h =1.0, c =0.25。1)试求：齿轮1的分度圆直径d、齿顶圆直径da、齿根圆直径df、基圆直径db、齿距P、齿厚s和 齿槽宽e、传动比i、标准中心距a。2)当实际中心距 a =702.5mm寸，此时，啮合角a为多少？两轮节圆直径 d1、d2 各为多少？传动比i为多少?2.3在图示的斜齿圆柱齿轮传动中，已知动力从齿轮 向如图所示。试解答：1输入，齿轮3输出，齿轮1为右旋齿轮，其转Fr及轴向力Fa的方向。

19、化特性。标出齿轮2和齿轮3的转向及轮齿的旋向。标出齿轮2在啮合点处所受圆周力 Ft、径向力 说明中间轮齿面接触应力和齿根弯曲应力的变8蜗杆传动（一）基本要求1. 了解蜗杆传动的特点、类型；2. 掌握蜗杆传动主要参数、失效形式及材料选择;3. 掌握蜗杆传动的受力分析。（二）重点与难点本章的重点是蜗杆传动的基本参数及受力分析（三）自测练习题1.填空题最易发生。C.胶合与磨损1）蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中A 轮齿折断B 塑性变形最易发生。C.胶合与磨损 制造蜗杆，采用2）蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中A 轮齿折断B 塑性变形3） 为使蜗杆传动具有良好的减摩性，常采用 制造蜗杆

20、，采用 制造蜗轮。A 钢B.青铜C 塑料D 有色金属4） 对于传递动力的蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限速内可采用_。A .较大的蜗杆直径系数B .较大的蜗杆分度圆导程角C.较小的模数 D .较少的蜗杆头数5） 蜗杆传动中，是以蜗杆的 参数、蜗轮的 参数为标准值。A .端面B .轴面C.法面为导出值，不是基本的标准化的参数。蜗杆轴向模数 m C.蜗杆直径系数q6）在下列蜗杆传动参数中，A .蜗杆头数乙 B .2 .分析题2.1在图示电动绞车系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件 3为蜗杆,件4为蜗轮。已知蜗轮蜗杆均为右旋，并且设计时n轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力能够相互抵消一部分,试回答下列

21、问题:齿轮1的轮齿螺旋线方向是旋。2在节点A所受的轴向力Fa2 在图中用箭头表示出重物上升时齿轮1和齿轮2的转动方向以及齿轮的方向。 重物上升时，在节点 B处画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力Ft3和径向力Fr3的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力Ft4的方向。2.2图示为简单手动起重装置。若按图示方向转动蜗杆，提升重物 试确定：（1）蜗杆和蜗轮齿的旋向;画出蜗轮所受的轴向力 Fa、圆周力Ft和径向力Fr的方向;当提升重物或重物向下时，蜗轮齿面是单侧受载（3）还是双侧受载?9轮系（一）基本要求1 .了解轮系的分类和主要功用；2 熟练掌握定轴轮系、周转轮系、复合轮系传动比的计算方法，会确定

22、主、从动轮的转向关系。 （二）重点与难点本章重点是各种轮系传动比的计算。本章难点是周转轮系传动比计算及复合轮系中基本轮系的划分。（三）自测练习题1填空题1 ）在轮系传动比计算中,iABH表示A、B两轮的传动比。A .在转化轮系中B.在实际轮系中C.在周转轮系中2）惰轮对轮系传动比A .大小方向均无影响B .仅影响大小，不影响方向C.仅影响方向，不影响大小3）下图所示轮系，三个传动比计算式中,，式是正确的。A i13上鼻门3Z1B. i1H3=g 鼻 门3 - nHZ1c.i1；=4 二rb-riHZ12.计算题2.1在右图所示轮系中,已知各轮的齿数Z1=Z3 =8C3=Z5=2O,齿数I的转速

23、n1=70r/min,方向如图所示。试求齿轮5的转速的大小及方向。22图示轮系中，已知双头右旋蜗杆的转速m =900r/min ,141P77l._3r77TZJZ2 =60 , z2 =25 ,Z3=20,z3=25 ,z 20 ,z4=30 ,Z5= 35 ,z5=28 ,Zg=135 o28试求n6的大小和转向。His盘1）代号为A. 7310ACB . N2102） 是只能承受径向载荷的轴承。A .深沟球轴承B.调心球轴承动轴承的额定寿命是指同一批轴承中 A. 99% B. 90% C. 95% D. 50% 具有良好的调心作用。A .深沟球轴承 深沟球轴承内径C. 5310C.调心滚

24、子轴承D .圆柱滚子轴承的轴承所能达到的寿命。A. 6220/P03000个型号相同的滚动轴承,A. 300 个B .调心滚子轴承C .推力球轴承D .圆柱滚子轴承100mm，宽度系列0,直径系列2，公差等级为0级，其代号为 B. 60220/P0C. 6220在相同条件下运转，当达到基本额定寿命时，应有B. 30个C. 3000 个轴承失效。在下列各类轴承中,.能承受径向载荷与轴向载荷的联合作用。A 短圆柱滚子轴承B 圆锥滚子轴承C .推力球轴承10滚动轴承（一）基本要求1 .熟悉轴承的主要类型、特点和代号。熟练掌握“ 6” “ N” “ 7、” “ 3、“ 5类等轴承;2 .掌握滚动轴承的

25、选择计算及滚动轴承的组合设计。（二）重点与难点本章重点是滚动轴承的寿命计算方法及轴承的选择计算。本章难点是角接触轴承轴向载荷计算。（三）自测练习题1. 填空题的滚动轴承能很好的承受径向载荷及轴向载荷的综合作用。按基本额定动载荷选定的滚动轴承，在预定使用期限内其破坏率最大为B. 5%C. 10%。C.胶合滚动轴承的主要失效形式是 _A 疲劳点蚀B 磨损10）根据滚动轴承代号，完成下表要求内容:代号类型名称内径径向承载最大轴向承载最大精度等级最高允许转速最咼6210N410/P430210 /P6X2.计算题2.1齿轮由一对 7307角接触向心球轴承支承。已知Fr1=1000N,Fr2=2060N

26、,齿轮上轴向载荷 Ka=880N,方向如图所示。且该轴承派生轴向力S= 0.7Fr，试问两轴承中哪一个为紧端，哪一个为松端，承受的轴向载荷Fa1和Fa2各为多少？2.2如图所示一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为Fr1 =2000N , Fr2 =4000N ,轴上作用的轴向外载荷 Fa =1OOON ,轴承内部派生轴向力 S的计算式为S=0.7Fr ,当轴承的轴向载荷与径向载荷之比其中e=0.68。载荷系数fp = 1.0，温度系数（1） 两个轴承的轴向载荷Fa1、Fa2 ；（2） 两个轴承的当量动载荷p、P2 ；（3）此对轴承的寿命。Fa/Fr e

27、 时，X=0.41, Y=0.87 ； Fa / Fr时，X = 1 , Y=0 ；fT =1。试计算:Fr1Fr211Q1轴及轴毂联接*Fa掌握轴的类型。搞清转轴、心轴和传动轴的载荷特点； 了解轴的设计特点，学会轴的结构设计的方法； 熟练掌握轴的结构设计。熟悉轴上零件的轴向和周向定位方法及特点，明确轴的结构设计中应注 意的问题及提高轴的承载能力的措施；掌握轴的强度计算； 了解键联接的主要类型及应用特点； 掌握平键联接的强度计算方法；熟悉键的类型及尺寸的选择方法，并能正确选用。c.使轴的加工方（一）基本要求1 .2.3.4.5.6.（二）重点与难点本章重点是轴的结构设计与强度计算；平键联接的选

28、择及强度计算方法。 本章难点是轴的结构设计。（三）自测练习题1. 填空题1 ）某45钢轴的刚度不足，可采取 措施来提高其刚度。A .改用40Cr钢B .淬火处理C .增大轴径2）增大轴在截面变化处的过渡圆角半径，可以 。A .使零件的轴向定位比较可靠B.降低应力集中，提高轴的疲劳强度便若把轴的材料由碳钢改为合金钢，而轴的结构和尺寸仍保持不变，则轴的将会提高。A .强度B .刚度C .强度和刚度对轴进行表面强化处理，可以提高轴的A .刚度B .疲劳强度C.耐冲击性能自行车的前轮轴为A .转轴OB .传动轴C.心轴图示零件A .平键1和2采用了联接。B .楔键 C .切向键2哪种键联接可传递轴向力

29、 ?A .普通平键B.半圆键楔键联接能够实现轴上零件的A .轴向固定B .周向固定标准平键的承载能力通常取决于A .键的抗剪强度;10）已知普通平键的键宽为键式中I为A. LC.楔键C. A与B均可B .键的弯曲强度;C.键联接工作表面挤压强度。b，键长为L，其强度校核公式为cTpbxh）是根据从标准中选出的。B.轴径大小3晋曲MPa，对于A型平11）选择平键的剖面尺寸（A .传递转矩的大小2.计算题凸缘联轴器用一圆头普通平键与轴相联接。已知键的尺寸为bXhXL=10X8X50 （单位均为mm）,轴的直径d=35mm，键联接的许用挤压应力（p=100MPa ,试求该联接所允许传递的转矩。3.结构改错题3.1指出下列齿轮轴系图中的错误结构，说明错误原因及改正方法零件固定可靠、装拆方便、调整容易、润滑及加工工艺性合理）C .轮毂长度（对尺寸比例无严格要求，只要求OTS9亦3.2试指出图示直齿圆柱齿轮轴系中的错误，并加以改正。LX1 ,一 一12螺纹联接（一）基本要求1. 了解螺纹及螺纹联接件的类型、特性、标准；明确