2010008 机械设计基础1(中英文)(2011)
天津大学《机械设计基础1》课程教学大纲
课程编号：2010008课程名称：机械设计基础1
学时：80 学分： 5
学时分配：授课：80上机：实验：6实践：实践（周）：
授课学院：机械工程学院
适用专业：近机类
先修课程：工程图学，材料力学，理论力学
一、课程的性质与目的
机械设计基础是一门培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课。本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重设计技能和创新能力的基本训练。
本课程的主要目的和任务是培养学生：1）掌握常用机构的工作原理、运动特性和动力特性，具有分析和设计常用机构的基本能力，并初步具有机械运动方案设计的能力；2）掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，并具有设计简单机械及通用机械传动装置的基本能力；3）具有应用计算机进行辅助设计的能力；4）具有应用标准、规范、手册、图册等有关资料的能力；5）能通过实验巩固和加深对理论的理解, 获得实验技能的基本训练。
二、教学基本要求
1、要求掌握的基本知识
机械设计的一般知识。熟悉机构和机械零件的主要类型、性能、特点和应用，熟悉机械零件的常用材料、标准和结构，熟悉摩擦、磨损、润滑和密封的一般知识。
2、要求掌握的基本理论和方法
熟悉机构的组成、主要类型、工作原理和运动特性，具有分析和设计常用机构的能力，能进行简单机构的分析与综合。掌握机械动力学的基本原理，了解机械的调速、刚性回转件的平衡。熟悉机械零件的工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等。熟练掌握机械零件的设计计算准则：强度、刚度、耐磨性、寿命、热平衡及经济性等。能进行简化计算，掌握当量法，试算法等。了解改善载
荷和应力分布不均匀的方法，提高零件疲劳强度的措施，改善摩擦性能的途径。
3、要求掌握的基本技能
绘制机构运动简图，熟悉零部件的设计计算，能进行零件工作图的绘制，具有查阅技术资料，编写技术文件及应用计算机的技能。
三、教学内容
1、绪论
1)了解本课程的研究对象、研究内容及本课程的性质；
2)了解机械设计的基本要求和一般过程。
2、平面机构的自由度及机构运动简图
1)掌握平面机构运动副及其分类和机构运动简图的绘制；
2)掌握机构自由度的定义、自由度计算和机构具有确定运动的条件。
3、平面连杆机构
1)掌握平面四杆机构的基本类型，掌握曲柄存在条件及传力和运动特性；
2)了解平面四杆机构的演化；
3)掌握铰链四杆机构设计的图解法。
4、凸轮机构
1)掌握凸轮机构的应用、分类及从动件运动规律；
2)掌握图解法设计盘形凸轮轮廓；
3)掌握滚子半径、压力角及基圆半径对凸轮机构的受力及廓线的影响。
5、齿轮机构
1)了解齿轮机构的分类、应用和齿轮啮合基本定律，熟悉渐开线特性及渐
开线齿轮传动的特点；
2)掌握渐开线直齿圆柱齿轮的参数及其几何尺寸计算；
3)理解标准齿轮传动正确啮合的条件、连续传动条件及标准中心距的概念；
4)了解渐开线齿轮加工原理，最少齿数和变位齿轮的概念；
5)掌握斜齿圆柱齿轮的参数、几何尺寸计算和当量齿数概念；
6)熟悉锥齿轮齿廓曲线形成特点及锥齿轮几何参数。
6、轮系
1)了解轮系的类型和应用；
2)掌握定轴轮系传动比计算方法；
3)掌握行星轮系和混合轮系的传动比计算。
7、间歇运动机构
1)了解棘轮机构、槽轮机构的特点及应用；
2)熟悉槽轮机构运动参数的设计。
8、机械零件设计概论
1)了解机械零件设计的基本准则及一般步骤；
2)掌握机械零件的疲劳强度概念及影响疲劳强度的因素；
3)熟悉机械零件的常用材料及选择原则，了解零件的标准化概念。
9、联接
1)熟悉螺纹常用类型、参数和应用特点；掌握螺旋副的受力、效率和自锁；
2)掌握螺纹连接基本类型、结构和应用特点，了解预紧和防松的意义及方
法；
3)掌握单个螺栓连接强度计算的方法，了解提高螺栓连接强度的措施；
4)掌握滑动螺旋传动的设计特点；
5)掌握键连接类型、工作原理、应用特点及平键连接的强度计算方法。
综合设计大作业：“牵曳钩螺纹联接”和“螺旋千斤顶”可任选1个。
10、带传动
1)了解带传动的类型、工作原理、特点及应用；
2)掌握带传动力及应力分析与应力分布图，弹性滑动和打滑的基本理论；
3)掌握带传动的失效形式、设计准则、以及V带传动的设计计算方法；
4)熟悉V带和V带轮的结构、标准和基本尺寸，了解带传动的安装使用和
维护要求。
综合设计大作业：可选作“立式搅拌机带传动”大作业一个。
11、链传动
1)了解链传动的类型、特点和应用，熟悉滚子链的结构和参数；
2)掌握滚子链传动的运动特性及受力分析；
3)掌握链传动的失效形式、设计计算方法及参数选择；
4)了解链传动的布置、张紧和润滑要求。
12、齿轮传动
1)掌握齿轮传动的失效形式及设计计算准则；
2)熟悉齿轮常用材料及热处理方法；
3)掌握齿轮传动的受力分析方法（包括力的作用点、大小、方向）；
4)掌握直齿圆柱齿轮传动齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算的力
学模型、力作用点、理论依据、应力种类和变化特性，掌握强度计算方
法；
5)掌握斜齿圆柱齿轮传动和锥齿轮传动强度计算特点；
6)掌握齿轮传动主要参数的选择；
7)掌握齿轮的结构设计。
13、蜗杆传动
1)了解蜗杆传动的类型特点及应用；
2)掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数和选择原则及几何尺寸计算；
3)掌握蜗杆传动的失效形式、设计准则，熟悉材料选用原则及结构形式；
4)掌握蜗杆传动的受力分析（作用点、方向及大小）和运动方向分析；
5)掌握蜗杆传动强度计算方法，了解效率计算和热平衡计算的意义和方法。
14、轴
1)了解轴的功用和分类，掌握各类轴的受力特点和应力特点；
2)了解轴的材料和选用原则，掌握轴设计的基本要求和一般步骤；
3)掌握轴结构设计的要求和方法；
4)掌握轴的强度计算方法，了解提高疲劳强度的措施。
15、滑动轴承
1)了解摩擦的类型和基本特点；
2)熟悉滑动轴承的分类、结构及特点和应用；
3)掌握滑动轴承材料的基本要求和常用轴瓦材料；
4)掌握混合润滑轴承的失效形式、设计准则和计算方法；
5)了解滑动轴承的润滑方法、润滑剂种类及其主要性能指标；
6)了解流体润滑的基本概念。
16、滚动轴承
1)熟悉滚动轴承的构造、常用类型的结构、应用特点和代号；掌握类型选
用原则；
2)掌握滚动轴承失效形式、设计准则和寿命计算方法；
3)掌握滚动轴承组合设计要求和方法；
4)了解滚动轴承的润滑和密封的意义和方法。
17、联轴器与离合器
1)了解联轴器、离合器的功能和区别；
2)掌握联轴器的分类、两轴相对位移的补偿方式及选用方法；
3)熟悉联轴器主要类型的结构和工作原理，了解离合器的主要类型及工作
原理。
18、弹簧
1)了解弹簧功用、分类、材料及许用应力的确定；
2)掌握圆柱螺旋弹簧的主要几何参数、示性线及设计计算方法；
19、单缸内燃机拆装实验
了解单缸内燃机的组成和工作原理，弄清及其各部分的功能及相互之间的运动配合关系，熟悉主要零部件的结构、安装和连接方式；对机器的组成和装配过程有初步认识，对机构及其形式有初步认识，对主要零部件的组成、形状和功用有初步认识。
20、机械传动效率实验
在掌握实验原理的基础上，由学生自行设计一种机械传动的性能测试实验装置，并由学生自行完成实验系统的组装、参数测试及编写实验报告。
21、轴系结构设计实验
熟悉常用轴系零部件的结构；掌握轴的结构设计基本要求；掌握轴承组合结构设计的基本方法。
四、学时分配
五、评价与考核方式
本课程采用百分制、多元化成绩综合评价体系，总成绩的组成如下：1）期末考试 75%~80%
2）大作业与平时作业 10%~15%
3）实验教学 10%
六、教材与主要参考资料
《机械设计基础》（第四版），范顺成等主编，机械工业出版社，2007
TU Syllabus for Machine Design Fundamentals 1
Code: 2010008 Title: Machine Design
Fundamentals 1 Semester Hours: 80 Credits: 5
Semester Hour Structure Lecture：74Computer Lab：Experiment：6Practice：Practice (Week)：
Offered by: School of Mechanical Engineering
for: Closely related to Mechanical Engineering
Prerequisite: Engineering Graphics, Mechanics of Materials, Theoretical Mechanics
1. Objective
Mechanical Design Fundamentals is a basic technology course to foster the mechanical design capacity of students. The course has its teaching content focused on basic knowledge, basic theory and basic methods, and has its practical training focused on the basic training of design skills and innovative design capability.
The purpose and task of this course is to train students: 1) to master the common working principle, the motion characteristics and the dynamic features of common mechanisms, and obtain the basic ability to the analysis and design of common mechanisms, and obtain preliminarily the ability to the motion scheme design of mechanical systems; 2) to master the working principle of general mechanical parts, their features, and the basic knowledge on the selection and design calculation of such parts. And to build up the basic skills for the design of simple machinery and general machinery drives; 3) to achieve capabilities for applying computer-aided design; 4) to be able with the use of standards, specifications, manuals, drawings, and other relevant technical information; 5) to obtain through the experiments a consolidation and deepening of the understanding of the theory, and a basic training of the experimental skills.
2. Course Description
1) The basic knowledge required to master
Master the general knowledge of mechanical design. Get familiar with the main types of mechanisms and mechanical parts, their performances, features and applications. Get familiar with the common materials, standards and structure of the mechanical parts, and get familiar with the general knowledge of friction, wear, lubrication and sealing.
2) The basic theories and methods required to master
Get familiar with the composition, the main types, the working principle and the motion features of mechanisms. Obtain the capacity for the analysis and design of common mechanisms, and be able to carry out the analysis and synthesis of simple mechanisms. Master the basic principles of mechanical dynamics, and understand the mechanical speed control, the balance of rigid rotating parts. Get familiar with the working principle, force analysis, stress state, and failure mode etc. of mechanical parts. Be proficient in the design and calculation criteria of the mechanical parts: including strength, stiffness, wear resistance, lifetime, thermal balance, the economical efficiency and so on. Be able to do simplified calculation, and master the method of equivalent weight and the test algorithms. Understand the approaches for improving the uneven distribution of load and stress, and the measures to improve the fatigue strength of parts and the measures to improve the friction properties.
3) The basic skills required to master
Draw Kinematic diagrams, and get familiar with the design calculations of parts, and can draw the engineering drawings of parts, and master skills for searching technical information, writing technical documents, and applying computer technology.
3. Topics
1) Introduction
A. understand the subject studied in this course, the content and the nature of the course;
B. understand the basic requirements and the general process of mechanical design.
2) The Degree-of-Freedom and the Kinematic Diagram of planar mechanisms
A. master the planar kinematic pairs and their classification, and the drawing of the
kinematic diagrams of mechanisms;
B. master the definition of degree of freedom, the calculation of degree of freedom, and the conditions for a mechanism to have a definitive kinematic motion.
3) Planar linkages
A. master the basic types of planar four-bar linkage, and master the conditions for the existence of cranks and the characteristics of force transmission and motion transmission;
B. understand the evolution of planar four-bar linkage;
C. master the graphic design methods for hinged four-bar linkage.
4) Cams
A. master the application and the classification of cams, and the motion laws of cam followers;
B. master the graphic design of the cam profile of disk-shaped cam;
C. master the influences of the roller radius, pressure angle and base circle radius to the cam profile and the force on the cam.
5) Gears
A. Understand the classification and applications of gears and the basic law of meshing gears. Get familiar with the features of involute profiles and the characteristics of involute gear transmission;
B. master the calculation of the parameters and geometry of involute spur gears;
C. understand the conditions for a correct gear meshing, the conditions for continuous transmission and the concept of the standard center distance;
D. Understanding the principles of cutting involute gears, and the concepts of minimum number of teeth and gear addendum modification;
E. master the parameters of helical gears, their geometric dimensioning and the concept of equivalent number of teeth;
F. be familiar with the formation and characteristics of the tooth profile curve of bevel gear, and bevel gear geometric parameters.
6) Gear train
A. Understand the type of gear and applications;
B. master the calculation method for the transmission ratio of fixed axis gears;
C. master the calculation of the transmission ratio of planetary gears and mixed gear trains.
7) Intermittent motion mechanisms
A. Understand the characteristics of the ratchet mechanism and Geneva Mechanism and the applications of such mechanisms;
B. be familiar with the design of the motion parameters of Geneva Mechanism.
8) Introduction to mechanical part design
A. Understand the basic criteria for the design of mechanical parts and the general procedures;
B. Master the concept of the fatigue strength of machine parts, and understand the factors that affect the fatigue strength;
C. be familiar with the common materials of mechanical parts and their selection principle. Understand the concept of standardization of parts.
9) The connections
A. Be familiar with the common types of threads, and get familiar with their parameters and application characteristics; Master the force distribution, efficiency and self-locking of screw pairs;
B. master the basic types, structure and application characteristics of threaded connections, and understand the significance of pretension and anti-loosing lock and related methods;
C. master the strength calculation method for a single bolt connection, and understand the measures to improve the strength of bolts;
D. master the design features of sliding screw drives;
E. master to the connection type, the working principle, application characteristics of key connections, and master the strength calculation method for the flat key connection.
Major exercise on Integrated design: (Optionally) choose "the screw connection of a drag hook“ or "screw jack" as a major exercis e.
10) Belt drive
A. Understand the type, working principles, characteristics and applications of belt transmission;
B. master the force analysis, stress analysis and stress distribution of belt drive, and the basic concepts of elastic sliding and slipping;
C. master the the failure forms and design criteria of of belt transmission. Master the design methods for V belts drive;
D. Get familiar with the structure, size and basic dimensions of V belts and V pulleys, and understand the installation, operation and maintenance requirements of belt drive.
Major exercise on integrated design: (Optionally) choose "the belt drive in the vertical mixer" as a major exercise.
11) Chain drive
A. Understanding the transmission types, characteristics and applications of chain drives, and get familiar with the structure and parameters of roller chains;
B. Master the movement characteristics and stress analysis of roller chain drives;
C. Master the failure forms of chain drives, and their design method and parameter selection;
D. Understand the layout, tension and lubrication requirements of chain drive.
12) Gear drive
A. master the Failure forms of gear and calculation criteria;
B. be familiar with commonly used materials and heat treatment methods for gears;
C. master the gear stress analysis methods (including the force application point, size, and direction);
D. master the calculation methods for the contact fatigue strength and tooth root bending fatigue strength of spur gear tooth, the force application points, the governing theory for calculation, and the types and the changing characteristics of stress. And master the strength calculation methods;
E. master the characteristics of the strength calculation of for helical gears and bevel gears;
F. Master the selection of the main parameters of gears;
G. master the structural design of gears.
13) Worm drive
A. Understand the characteristics and applications of worm drive;
B. master the main parameters of the worm drive, the principles of parameter selection, and the calculation of geometry parameters;
C. Master the forms of failure and the design criteria for worm drive; And get familiar with the commonly used materials and the structures for worm drive.;
D. Master the force analysis (the force application points, direction and size) and motion direction analysis of worm drives;
E. Master the calculation method of the strength of worm drives, and understand the meaning of and the methods for the efficiency calculation and the heat balance calculation.
14) Shaft
A. Understand the function and the classification of shafts; and master the force characteristics and stress characteristics of a variety of shafts;
B. understand the material used for shaft and the selection principle, and master the basic requirements and general procedures for the shaft design;
C. master the structural design requirements and methods for shaft;
D. master the strength calculation method for shaft, and understand the measures to improve fatigue strength.
15) Sliding bearings
A. Understand the type and basic characteristics of friction;
B. Be familiar with the classification, structure, characteristics and applications of plain bearings;
C. master the basic requirements for bearing material and be familiar with commonly used bearing material;
D. master the failure forms, design criteria and calculation methods of mixed-lubricated bearings;
E. understand the lubrication methods, lubricant types and key performance indicators for bearings;
F. understand the basic concepts of fluid lubrication.
16) Rolling-contact bearings
A. be familiar with the construction, commonly used type of structure, application characteristics and the code of rolling-contact bearings; master the type selection principles;
B. master the failure form, design criteria and life calculation methods of rolling-contact bearings;
C. master the requirements and methods for the unitized design of rolling-contact bearings;
D. Understand the meaning and methods of the rolling bearing lubrication and sealing.
17) Shaft coupling and clutch
A. Understand the function of the shaft coupling and the clutch and the difference between them;
B. Master the classification of couplings, and master the compensation means of two-axis relative displacements and the selection methods of couplings;
C. be familiar with the main types of coupling structure and their working principle, and understand the main types and the work principles of clutches.
18) Spring
A. Understand the function, classification, materials of springs, and understand the determination of allowable stress;
B. master the main geometric parameters, the indicative line and the design calculation method of cylindrical spiral spring;
19) Disassembly and assembly of a single-chamber internal combustion engine
Understand the composition and working principle of the single-chamber internal combustion engine, and clarify the functions of each part and the motion and mating relationships between each other, and get familiar with the structure, installation and connection of the main components; Build up a preliminary understanding on the machine composition and the assembly process, a preliminary understanding on mechanisms and their forms of institution, and a preliminary understanding of the main components, shape and function of the main components.
20）Experiment on mechanical transmission efficiency
Based on a mastery of the experiment principle, the students shall by themselves design an experimental device for testing mechanical transmission performances, and complete the assembly of the experimental system, the parameter testing and the writing-up of test reports.
21）Experiment on shaft structural design
The students will be familiar with the parts of the common shafting structure, will master the basic requirements for the structural design of shaft, and will master the basic methods for the design of composite bearing structures.
4. Semester Hour Structure
5. Grading
This course uses a 100 score grading system and adopts a diversification of performance evaluations. The total score consists of the following:
1) Final Exam 75%～80%
2) Major and minor exercises 10%～15%
3) Experiment 10%
6. Text-Book & Additional Readings
"Mechanical Design Fundamentals" (fourth edition), Shuncheng Fan, eds, Mechanical Industry Press, 2007
机械设计基础(第三版)课后答案(1-18节全)
机械设计概述 1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段： 1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。 3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。 4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。 1.2常见的失效形式有哪几种？ 答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。 1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？ 答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。 根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。 1.4标准化的重要意义是什么？ 答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
摩擦、磨损及润滑概述 2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？ 答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。 干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触，被液体油膜完全隔开，摩擦系数极小，摩擦是在液体的分子间进行的，称为液体润滑。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，但由于边界膜较薄，不能完全避免金属的直接接触，摩擦系数较大，仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑，摩擦系数比边界润滑小，但会有磨损发生。 2.2磨损过程分几个阶段？各阶段的特点是什么？ 答：磨损过程分三个阶段，即跑合摩合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。各阶段的特点是:跑合磨损阶段磨损速度由快变慢；稳定磨损阶段磨损缓慢，磨损率稳定；剧烈磨损阶段，磨损速度及磨损率都急剧增大。 2.3 按磨损机理的不同，磨损有哪几种类型？ 答：磨损的分类有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损点蚀、腐蚀磨损。 2.4 哪种磨损对传动件来说是有益的？为什么？ 答：跑合磨损是有益的磨损，因为经跑合磨损后，磨损速度减慢，可改善工作表面的性质，提高摩擦副的使用寿命。 2.5如何选择适当的润滑剂？ 答：选润滑剂时应根据工作载荷、运动速度、工作温度及其它工作条件选择。 当载荷大时，选粘度大的润滑油，如有较大的冲击时选润滑脂或固体润滑剂。高速时选粘度小的润滑油，高速高温时可选气体润滑剂；低速时选粘度小的润滑油，低速重载时可选润滑脂；多尘条件选润滑脂，多水时选耐水润滑脂。 2.6润滑油的润滑方法有哪些？ 答：油润滑的润滑方法有分散润滑法和集中润滑法。集中润滑法是连续润滑，可实现压力润滑。分散润滑法可以是间断的或连续的。间断润滑有人工定时润滑、手动油杯润滑、油芯油杯润滑、针阀油杯润滑、带油润滑、油浴及飞溅润滑、喷油润滑、油零润滑等几种。 2.7接触式密封中常用的密封件有哪些？ 答：接触式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以 2.8非接触式密封是如何实现密封的？ 答:非接触式密封有曲路密封和隙缝密封，它是靠隙缝中的润滑脂实现密封的。
机械设计基础试题答案[1]
一、填空题 1 作平面运动的三个构件共有___3__个瞬心，它们位于_ 一条直线__ 上。 2带传动工作时，带中的应力由以下三部分组成（1）紧边和松边拉力产生的拉应力、（2）离心力产生的拉应力、（3）弯曲应力。最大应力发生在紧边进入小带轮处。 3 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏___ 。 4 一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件是：模数相等__ 和分度圆压力角相等。 5 在矩形螺纹、锯齿形螺纹和三角形螺纹三种螺纹中，传动效率最高的是矩形 螺纹，自锁性最好的是三角形螺纹，只能用于单向传动的是锯齿形 螺纹。 6螺纹的公称直径是大径，确定螺纹几何参数关系和配合性质的直径是中径。 7普通平键的工作面为键的__侧__面，楔键的工作面为键的_上下表___面，普 通平键的截面尺寸h b 是根据___轴径_ 确定的。 8代号为62308的滚动轴承，其类型名称为深沟球轴承，内径为 40 mm，2 为宽度系列代号， 3 为直径系列代号。 9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；等加速等减速运动规律和余弦加速度运动规律有柔性 冲击；正弦加速度运动规律无冲击。 10自由度数目为 1 的周转轮系称为行星轮系。 11在齿轮传动设计时，软齿面闭式传动常因_____齿面点蚀_ 而失效，故通常先按__齿面接触疲劳__ 强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算齿轮的 ____齿根弯曲疲劳____ 强度。 二、问答题 1．按轴工作时所承受的载荷不同，可把轴分成几类如何分类 答：根据轴工作时承受的载荷情况，可以将轴分成三类： 一、转轴：既承受转矩也承受弯矩； 二、心轴：只承受弯矩不承受转矩； 三、传动轴：只承受转矩不承受弯矩
机械设计基础试题及答案(免费下载)
《机械设计基础》试题七答案 一、填空（每空1分，共20分） 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分） （）1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 c 始终相切 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 （）2、一般来说， a 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 （）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A 。 （A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90° （）4、一个齿轮上的圆有 b 。 （A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 （C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根
（）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。 （A）oab （B）bc （C）cd （D）de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 d 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 a 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系 (C)定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为 D 。 (A) 齿轮线 (B) 齿廓线 (C)渐开线（D）共轭齿廓 （ B ）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化（D）带的磨损 （ D）12、金属抵抗变形的能力，称为。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度（D）刚度 （ B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B。 （A）转动副(B) 高副 (C) 移动副（D）可能是高副也可能是低副 （ B）14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 （A）普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是 c 。 （A）作用力(B) 力矩 (C) 力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的 c 不同。 （A）轴向正应力σ(B) 轴向线应变ε(C) 轴向伸长△l（D）横向线应变
《机械设计基础》模块一
模块一 一、填空 1、外力指作用在构件上的各种形式的载荷，包括重力、推力、拉力、转动力矩等。 2、平衡指构件处于静止或匀速直线运动状态。 3、力的三要素是指力的大小、方向和作用点。 4、力偶矩的大小、转向和作用平面称为力偶的三要素。 5、两构件相互作用时，它们之间的作用与反作用力必然等值、反向、共线，但分别作用于两个构件上。 6、参照平面力系分类定义，可将各力作用线汇交于一点的空间力系称为空间汇交力系；将各力作用线相互平行的空间力系称为空间平行力系；将作用线在空间任意分布的一群力称为空间任意力系。 二、选择 1、如果力R是F1、F2二力的合力,用矢量方程表示为R=F1+F2,则三力大小之间的关系为( D )。 A.必有R=F1+F2; B.不可能有R=F1+F2; C.必有R>F1,R>F2; D可能有R 机械设计基础试题一参考答案 复习题答案（经典） 一、单选题： 1.B 2.B 3.A 4.C 5.A 6.A 7.A 8.C 9.A 10.C 11.B 12.B 13.B 14.A 15.B 16.B 17.A 18.C 19.A 20.B 21.A 22.A 23.A 24.B 25.B 26.A 27.A 28.C 29.C 30.B 二、判断题： 1.正确 2.错误 3.错误 4.错误 5.错误 6.正确 7.正确 8.正确 9.错误 10.错误 三、填空题： 1. 通用化 2 剧烈 3. F ＞o ，且机构的自由度数等于原动件个数 4. 转动 移动 5. 等速运动 等加速一等减速运动 余弦加速度运动 正弦加速度运动 6. 长度 7. 紧边上进入小轮 8. A 系列滚子链，节距为25.4mm ，单排链，链节数为100节 9. 弯曲 平直 不能 10. 疲劳折断 11. 节点 齿根受拉的一边 1 2. 中 1 3. 基圆 14. 热平衡 胶合 15. 轮齿啮合时的摩擦损耗 轴承摩擦损耗 传动件的搅油损耗 16. 上下 17. 大径 小径 侧面 18. 碳钢 45 19. 低碳钢和45钢 20. 标准直径 21. 退刀槽 越程槽 22.弯矩 转矩 23. 接合元件工作表面间的摩擦力 24. 通过分别具有凸槽和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来）对中；另一种是（通过铰制孔用螺栓与孔的紧配合 25. 传递运动和扭矩，用来联接两轴，使一起回转，在停机时，才能使两轴分开 26. 离合器可在机器工作中随时完成两轴的结合或分离，联轴器一定要停机后才能完成两轴的接合或分离 2７在机器运转时，能否随时将二轴接合或分离 ２８. 传递运动和扭矩，机器运转过程中随时能将主动、从动轴接合或分离 四、简答题： 1. 链传动的润滑方式是根据链速和链节距的大小推荐的润滑方式选取。 常用润滑装置：油壶或油刷，油杯，油池，甩油盘，油泵。 常用润滑油：采用全损耗系统用油：LA —N32，LA —N46，LA —N68，LA —N100，LA —N150。温度低用粘度小的油（前者）。温度高用粘度大的油。对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入2MoS 、2WS 或2MoSe 、2Wse 等添加剂。 机械设计基础典型试题1 一、填空 1.一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为机架时，它为何种具体类型？_双曲柄机构__________；（2）当取 d杆为机架时，则为_曲柄摇杆机构__________。 2.曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，__ _B________死点位置。 （A）不存在（B）曲柄与连杆共线时为（C）摇杆与连杆共线时为 3.为保证四杆机构良好的机械性能，____B_______不应小于最小许用值。 （A）压力角（B）传动角（C）极位夹角 4._____B______决定了从动杆的运动规律。 （A）凸轮转速（B）凸轮轮廓曲线（C）凸轮形状 5.凸轮机构中，凸轮基圆半径愈_____大______，压力角愈_____小______ ，机构传动性能愈好。 6.紧键联接与松键连联接的主要区别在于：前者安装后，键与键槽之间就存在有_____C______。 (A) 压紧力 (B) 轴向力 (C) 摩擦力 7.链“B18X80”的含义是________B型链宽度b=18mm，长度L=80mm_____________。 8.螺纹联接是指___利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来 __ 螺旋传动是指__利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动 9.螺纹的公称直径是指它的__外径_____，螺纹“M12X1.5”的含义为_____细牙螺纹外径12mm，螺距1.5__________________。 10.采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，且材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采用___B ___________________。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用____D___________________。 (A) 螺栓联接(B) 双头螺栓联接 (C) 螺钉联接 (D) 三角形细牙 螺纹 (E) 三角形粗牙螺纹 (F) 矩形螺纹 11.某调整螺纹，采用双头粗牙螺纹，螺距为3mm，为使螺母相对螺杆沿轴向移 动12mm， 则螺杆应转___2______圈。 二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是 和 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行 平衡，平衡时要选择 个回转平面。 19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和 。 20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取 处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力。 22．若带传动的初拉力一定，增大 和 都可提高带传动的极限摩擦力。 23．滚子链传动中，链的 链速是常数，而其 链速是变化的。 24．轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。 25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使 ； 而为了防止过热必须使 。 16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 19. 分度圆直径d 1（或中心距a ） 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22．包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24．弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26． 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 图1 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的 必要条件，且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27． 图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I 轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n 1和齿 机械设计基础复习试题一 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．在如图所示的单缸四冲程内燃机中，序号1和10的组合是（ A ） A.机构 B.构件 C.零件 D.部件 2.机构具有确定相对运动的条件是( A ) A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目 C.机构的自由度数目小于主动件数目 D.机构的自由度数目大于等于主动件数目 3.在下列平面四杆机构中，无急回性质的机构是（ C ）。 A.曲柄摇杆机构 B.摆动导杆机构 C.对心曲柄滑块机构 D.偏心曲柄滑块机构 4.滚子推杆盘形凸轮机构设计中，为避免凸轮实际轮廓曲线失真，正确的方法是（D） A.增大滚子半径 B.增加从动件长度 C.减小基圆半径 D.增大基圆半径 5.在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构时，若出现运动失真现象，则应（ B ） A．减小凸轮基圆半径B．增大凸轮基圆半径 C．增大滚子半径D．增大从动件长度 6.在承受横向载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓杆所受应力为（C） A.扭切应力 B.拉应力 C.扭切应力和拉应力 D.扭切应力或拉应力 7.普通平键传递扭矩是靠键的（ C ） A．顶面B．底面 C．侧面D．端面 8.带传动中，υ1为主动轮圆周速度，υ2为从动轮圆周速度，υ为带速，这些速度之间存在的关系是（ B ） A.υ1=υ2=υ B.υ1>υ>υ2 C.υ1<υ<υ2 D.υ1=υ>υ2 9.带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为（ A ） 1 一、填空题：（每空1分，计32分） 1. 按表面间摩擦状态不同,滑动轴承可分为 液体摩擦 滑动轴承和 非液体摩擦 滑动轴承 2. 普通螺栓连接的凸缘联轴器是通过 摩擦力矩 传递转矩的；铰制孔螺栓连接的凸缘联轴器是通过 剪切与挤压 传递转矩的。 3. 三角形螺纹的牙型角为 60度 ，因其具有较好的 自锁 性能，所以通常用于 连接 。 4. 滑动轴承轴瓦上浇铸轴承衬的目的是 提高轴瓦的减磨耐磨性能 写出一种常用轴承衬材料的名称 轴承合金 。 5. 普通平键的工作面是 两侧面 ，其主要失效形式为 平键被压溃 ，其剖面尺寸b*h 是根据 轴的直径 来选择的。 6. 轮齿折断一般发生在 齿根 部位，为防止轮齿折断，应进行 齿根弯曲疲劳 强度计算。 7. 滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承，在相同运转条件下，其中 90 ％的轴承不发生 疲劳点蚀 前所运转的总转数。 8. 按工作原理不同，螺纹连接的防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 和 破坏螺纹副防松 。 9.转速与当量动载荷一定的球轴承，若基本额定动载荷增加一倍，其寿命为原来寿命的 8 倍。 10.蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且两螺旋线方向应 相同 。 11.机构具有确定运动的条件是（1） 机构自由度大于零 （2） 原动件数等于自由度数 。 12.曲柄摇杆机构中，当 曲柄 与 机架 处于两次共线位置之一时，出现最小传动角。 13.圆柱螺旋弹簧的特性线是表示弹簧 受力与变形 之间的关系曲线；弹簧受轴向工作载荷时，其簧丝横截面上的应力最大点在 簧丝内侧点 ； 哈工大2004年秋季学期 机械设计基础（80学时） 试题答案 机械设计基础试卷 1 一、选择题：本大题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的 四个选项中，只有一项符合题目的要求，把所选择项前的字母填在题后的括号内。 1．下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是 B A．双摇杆机构 B.曲柄摇杆机构 C．双曲柄机构 D.对心曲柄滑块机构 2．平面连杆机构中，当传动角γ较大时，则 A A．机构的传力性能较好 B. 机构的传力性能较差 C．可以满足机构的自锁要求 D.机构的效率较低 3．当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不 变，原因是：D A. 压力角不变 B. 啮合角不变 C．节圆半径不变 D. 基圆半径不变 【】 4．渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为D A．ε<0 B.ε=0 C.ε<1 D. ε≥1 【】 5. 塑性材料制成的零件进行静强度计算时，其极限应力为B A．σB B. σs C. σ0 D. σ－1【】 6. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是B A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 【】 7．普通平键联接在选定尺寸后，主要是验算其A A．挤压强度 B. 剪切强度 C．弯曲强度 D. 耐磨性 【】 8．一对相啮合的圆柱齿轮的Z2>Z1，b1>b2,其接触应力的大小是C A．σH1<σH2 B. σH1 >σH2 C. σH1=σH2 D. 可能相等，也可能不等 【】 9．实际齿数相同时，直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮三者齿形系数之间 的关系为A A．直齿圆柱齿轮的最大 B. 斜齿圆柱齿轮的最大 C．直齿圆锥齿轮的最大 D. 三者数值相同 【】 10．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为：C A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 【】 11. 带传动中，弹性滑动D A．在张紧力足够时可以避免 B．在传递功率较小时可以避免 C．在小带轮包角足够大时可以避免 D．是不可避免 【】 12．带传动作减速传动时，带的最大应力σmax等于A A.σ1+σb1+σc B. σ1+σb2+σc C. σ2+σb1+σ c D. σ2+σb2+σc 【】 13. 转轴的变曲应力为A A．对称循环变应力 B.脉动循环变应力 C．非对称循环变应力 D.静应力 【】 14．在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为106转时，其可靠度为C A．10% B. 80% C.90% D.99% 【】 15．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指D A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 【】 二、填空题：本大题共10个小题，每空1分，共20分。把答案填在题中横 线上。 16．槽轮机构的主要参数是槽数z 和拨盘圆销数K 。 机械设计基础教材习题参考解答 （第一章~第五章） 2012.8 目录 第1章机械设计概论_______________________________ 2第2章机械零件尺寸的确定_________________________ 3第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4第4章平面连杆机构_______________________________ 6第5章凸轮机构__________________________________ 11 第1章机械设计概论 思考题和练习题 1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。 解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等； 继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。 变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。各种工程机械、农田作业机械等。 1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？ 解：产品的性能、产品的 1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？ 解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。 从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则： 1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况 2)零件的工作条件 3)零件的尺寸及质量 4)经济性 1-4解：机械设计的内容和步骤？ 解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。 机械设计的步骤：明确设计任务，总体设计，技术设计，样机试制等。 1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。 图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图 图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图 1-5 解 1-6 解 1-7 解 1-8 解 1-9 解 1-10 解 1-11 解 1-12 解 1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件1、3的角速比为： 1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件3的速度为： ，方 向垂直向上。 1-15解要求轮1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心， 即，和，如图所示。则：，轮2与轮1的转向相反。1-16解（1）图a中的构件组合的自由度为： 自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运 动。 （2）图b中的CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故图b中机构的自由度为： 所以构件之间能产生相对运动。 题2-1答: a ），且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。 b ），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。 c ），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。 d ），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。 题2-2解: 要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。 （ 1 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。见图2-15 中位置和 。 在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）； 在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。 综合这二者，要求即可。 （ 2 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。见图2-15 中位置 和 。 在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情 况取等号）； 在位置时，因为导杆是无限长的，故没有过多条件限制。 （ 3 ）综合（ 1 ）、（ 2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是： 题2-3 见图 2.16 。 图2.16 题2-4解: （1 ）由公式，并带入已知数据列方程有： 因此空回行程所需时间； （2 ）因为曲柄空回行程用时， 转过的角度为， 因此其转速为：转/ 分钟 题2-5 机械设计基础模拟题1 一、单向选择题 1. 机构具有确定运动的条件是原动构件数（ B ）机构的自由度数。 A.多于 B. 等于 C. 少于 2.曲柄摇杆机构的急回特性可以用（ A ）表示，其值越大，急回性能越（ C ）。 A. 行程速比系数K B. 摇杆的摆角φ C. 显著 D.不显著 3.在h*a和α相同时,斜齿轮不根切的最少齿数（ B ）直齿轮不根切的最少齿数。 A、等于 B、小于 C、大于 4.混合轮系中，太阳轮（中心轮）指的是（ C ）。 A. 轴线不固定的齿轮 B. 轴线固定的齿轮 C. 轴线固定且与行星轮啮合的齿轮。 5.机械结构中，常用（ B ）螺纹作为联接螺纹。 A. 梯形 B. 三角形 C. 矩形 6.在平键联接中，键的剖面尺寸b、h是按（ A ）选取的。 A. 轴的直径 B. 键的强度 C. 轮毂尺寸 7.一对齿轮啮合传动时，大、小齿轮上齿面的接触应力（ C ）。 A. σH1=σH2 B. σH1>σH2 C. σH1<σH2 二、填空题 1．两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。2、斜齿轮的端面参数为标准参数，而几何尺寸计算中，套用直齿轮公式时，应代入端面参数 3. 铰链四杆机构ABCD中，已知AB＝25mm、BC＝70mm、CD＝65mm、AD＝95mm，当AD为机架时，是曲柄摇杆机构，当AB为机架时，是双曲柄机构。 4.周转轮系按太阳轮是否运动分为行星轮系和差动轮系两类 5.直齿锥齿轮的强度计算是按齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮进行的。 6.经过动平衡的回转构件能达到静平衡。 三、作图题 1.在图示尖底从动件盘状凸轮机构中， 凸轮作逆时针转动，绘出图中凸轮机构的压力角。 2、图示减速带传动，要求在图上标出： 1）n1的转向 2）画出带在传动过程中应力分布图，并指出最大应力发生在何处，写出 min 的表达式 发生在带的紧边开始绕上小带轮处 四、自由度计算题 计算图示机构自由度，如有局部自由度、虚约束、复合铰链应指出，并判定机构运动是否确定。（绘有箭头的构件为原动件）。 天津大学《机械设计基础1》课程教学大纲 课程编号：2010008课程名称：机械设计基础1 学时：80 学分： 5 学时分配：授课：80上机：实验：6实践：实践（周）： 授课学院：机械工程学院 适用专业：近机类 先修课程：工程图学，材料力学，理论力学 一、课程的性质与目的 机械设计基础是一门培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课。本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重设计技能和创新能力的基本训练。 本课程的主要目的和任务是培养学生：1）掌握常用机构的工作原理、运动特性和动力特性，具有分析和设计常用机构的基本能力，并初步具有机械运动方案设计的能力；2）掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，并具有设计简单机械及通用机械传动装置的基本能力；3）具有应用计算机进行辅助设计的能力；4）具有应用标准、规范、手册、图册等有关资料的能力；5）能通过实验巩固和加深对理论的理解, 获得实验技能的基本训练。 二、教学基本要求 1、要求掌握的基本知识 机械设计的一般知识。熟悉机构和机械零件的主要类型、性能、特点和应用，熟悉机械零件的常用材料、标准和结构，熟悉摩擦、磨损、润滑和密封的一般知识。 2、要求掌握的基本理论和方法 熟悉机构的组成、主要类型、工作原理和运动特性，具有分析和设计常用机构的能力，能进行简单机构的分析与综合。掌握机械动力学的基本原理，了解机械的调速、刚性回转件的平衡。熟悉机械零件的工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等。熟练掌握机械零件的设计计算准则：强度、刚度、耐磨性、寿命、热平衡及经济性等。能进行简化计算，掌握当量法，试算法等。了解改善载 《机械设计基础》期末考试试题一 一、填空题(每空1分，共30分) 1、构件是机器的______单元体；零件是机器的______单元体，分为______零件和_______零件；部件是机器的_______单元体。 2、运动副是使两构件________，同时又具有_________的一种联接。平面运动副可分为________和_______。 3、机构处于压力角α=_________时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构______死点位置，而当摇杆为原动件时，机构______死点位置。 4、绘制凸轮轮廓曲线，需已知__________、___________和凸轮的转向。 5、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥__________。 6、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为______和______分别相等。 7．斜齿圆柱齿轮的重合度______直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动______，承载能力______，可用于____________的场合。 8.机械静联接又可以分为______联接和______联接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于_________。 9.螺纹联接防松的目的是防止___________________________，按工作原理的不同有三种防松方式：_________、_________、_________。 10.按轴的承载情况不同，可以分为转轴、________、_________。 二、判断题(每题1分，共10分) 1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（ ） 2、铰链四杆机构中，传动角γ越大，机构传力性能越高。（ ） 3、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（ ） 4、V 带型号中，截面尺寸最小的是Z 型。（ ） 5、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（ ） 6、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。（ ） 7、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。（ ） 8、设计键联接时，键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。 （ ） 9、在螺纹联接的结构设计中，通常要采用凸台或鱼眼坑作为螺栓头和螺母的支承面，其目的是使螺栓免受弯曲和减小加工面。（ ） 10、在相同工作条件的同类型滚动轴承，通常尺寸越大，其寿命越长。（ ） 三、选择题(每空2分，共20分) 1、若机构由n 个活动构件组成，则机构自由度为 （ ） A 、>3n B 、=3n C 、<3n 2、为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装什么轮增大惯性？ （ ） A 、齿轮 B 、飞轮 C 、凸轮 3、当曲柄为原动件时，下述哪种机构具有急回特性？ （ ） A 、平行双曲柄机构 B 、对心曲柄滑块机构 C 、摆动导杆机构 4、凸轮机构中，从动件在推程按等速运动规律上升时，在何处发生刚性冲击？( ) A 、推程开始点 B 、推程结束点 C 、推程开始点和结束点 5、带传动的中心距过大将会引起什么不良后果？ （ ） A 、带产生抖动 B 、带易磨损 C 、带易疲劳断裂 6、渐开线在基圆上的压力角α为多大？（ ） A 、0° B 、20° C 、90° 7、蜗杆传动传动比的正确计算公式为（ ） A 、 1212z z i = B 、 1212d d i = C 、2112d d i = 8、经校核，平键联接强度不够时，可采用下列措施中的几种?①适当地增加轮毂及键的长度；②改变键的材料；③增大轴的直径，重新选键；④配置双键或选用花键。（ ） A 、①、②、③、④均可采用 B 、采用②、③、④之一 C 、采用①、③、④之一 D 、采用①、②、④之一 9、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处的厚度不太大，且需经常拆装，一般宜选用什么联接? （ ） A 、螺栓联接 B 、螺钉联接 C 、双头螺柱联接 10、刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是什么? （ ） A 、性联轴器内有弹性元件，而刚性联轴器内则没有 B 、性联轴器能补偿两轴较大的偏移，而刚性联轴器不能补偿 C 、性联轴器过载时打滑，而刚性联轴器不能 四、简答题(每题3分，共12分) 复习题 一、填空题 1、一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为机架时，它为何种具体类型？_双曲柄机构_；（2）当取d杆为机架时，则为曲柄摇杆机构 2、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为_主动件_，曲柄为_从动件_。 3、运动副是指能使两构件之间既能保持直接接触，而又能产生一定的形式相对运动的联接_。 4、在双曲柄机构中，如果将最短杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆 机构。 5、平面连杆机构当行程速比K_>1_时，机构就具有急回特性。 6、牛头刨床的工作台进给机构用的是棘轮机构。 7、机器或机构构件之间，具有确定的相对运动。 8、在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆的对面杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作 整周回转运动，即得到双曲柄机构。 9、机构具有确定运动的条件是：构件系统的自由度必须大于零，且原动件数与其自由度数必须相等。 10、图示机构要有确定运动需要有_1（摇杆）__个原动件。 11、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构 为_双曲柄机构_。 12、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40、b=60、c=60、d=70。当以a为机架，则此四杆机构 为_双曲柄机构_。 13、凸轮机构能使从动杆按照预定的运动规律，实现各种复杂的运动。 14、凸轮机构中，凸轮基圆半径愈大，压力角愈小，机构传动性能愈好。 15、国标规定，三角带有Y、Z、A、B、C、D、E共七种类型，代号“B2240”表示的含义是：截型为 B型，基准长度为2240mm的V型带。 16、带传动中，当中心距a过大，常会引起带的搧动，而中心距a过小，又会加速带的疲劳损坏。 17、我国三角带已经标准化，共分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，三角带的锲角是 400度。 18、三角带表面上印有B2240，它表示该三角带是B型带，基准长度为2240mm。 19、三角带C2800的含义是截型为C型，基准长度为2800mm的V型带。 20、带传动的主动轮直径d1 =180mm，转速 n1 =940r/min，从动轮的直径为 d2 =710 转速 n2=233r/min,则其弹性滑动系数ε为__0.022_。 21、国标规定：三角带有Y、Z、A、B、C、D、E七种类型传递能力最大的为E型。最小的为_Y_型。 代号A1000表示_截型为A型，基准长度为1000mm的V型带。 22、带传动的中心距与小带轮的直径一定时，若增大传动比，则小带轮包角__愈小__， 23、渐开线齿廓形状取决于基圆直径大小。 24、闭式软齿面齿轮传动的强度设计，首先按齿面接触疲劳强度条件计算，校核齿根弯曲疲劳强度。 25、由渐开线的形成可知，离基圆越远的点，相应的压力角越大，我国规定标准压力角为200。 26、斜齿圆柱齿轮的配对条件是m n1=m n2=m，αn1=αn2=α，β1=±β2__。 27、由于渐开线齿轮的传动比等于基圆直径之反比，所以即使两轮的安装中心距略有偏差，也不影 响两轮的传动比。 机械设计基础考试题库及答案.. 《机械设计基础》考试题库 一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（ m 1 = m 2）与（α1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2）与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角）形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮）与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题机械设计基础试题一参考答案
机械设计基础典型试题1-2(附答案)
机械设计基础试题(含答案)
机械设计基础试题及答案1
机械设计基础试题及答案
机械设计基础试题含答案
机械设计基础习题解答(1-5)
机械设计基础(第五版) 答案第1-6章
机械设计基础1答案
2010008 机械设计基础1(中英文)(2011)
机械设计基础_试题及答案(一)
机械设计基础复习题答案1
机械设计基础考试题库及答案..