机械设计
3-2 用钢索通过吊环螺钉吊起重物，钢索受最大拉力F max =10kN ，螺钉刚度c 1与被联接件刚度c 2之比为c 1/c 2=1/3。
1）为使工作中螺钉与被联接件结合面不离缝，螺钉的预紧力至少应是多少？ 2）若加在螺钉上的预紧力为10kN ，问工作中螺钉的剩余预紧力至少是多少？ 3）若钢索的拉力在0与10kN 之间变动，预紧力始终维持10kN 不变，问螺钉所受全部拉力的平均值和变化幅度各是多少？3-2 解：
1）由式（3-21）可得：F ″=F ′-(1-K c )F ，工作中被联接件接合面不出现缝隙，要求F ″>0，而K c =c 1/(c 1+c 2)=c 1/(c 1+3c 1)=1/4，即须 F ′-(1-K c )F ≥0
得： F ′≥(1-K c )F =(1-1/4)×10=7.5KN
2）由式（3-21）得：F ″=F ′-(1-K c )F =10-(1-1/4)×10=2.5KN 3）由式（3-23）得：F 0=F ′+K c F =10+1/4×10=12.5KN 拉力变幅： (F 0-F ′)/2=?F /2=1.25KN
拉力平均值： (F 0+F ′)/2=(10+12.5)/2=11.25K
3-2 如题3-2图所示，某机械上的拉杆端部采用粗牙普通螺纹联接，已知拉杆受最大载荷
F =15kN ，载荷很少变动，拉杆材料为Q235钢，试确定拉杆螺纹的直径。 3-2 解：
该螺栓连接为松螺栓连接： 故
d 1≥][/4σπF （式3-18）
式中：[σ]=σs /(1.2~1.7)（查表3-6）
查表3-7，Q235钢的强度级别为4.6，故σs =240MPa ，得
[σ]=240/(1.2~1.7)=200~141MPa 取中值[σ]=170MPa 则
d 1≥170/103154???π=10.6mm
查螺纹标准（GB196-81）可选用M12的螺栓（d 1 =10.674mm ）。
F F
题3-2图
3-3 如题3-3图所示为一凸缘联轴器，它是利用凸台对中的，方案I 表示用精制普通螺栓联
接，方案II 表示用铰制孔用螺栓联接。已知联轴器传递功率P =2.8kW ，转速n =70r/min ，螺栓中心圆直径D 0=180mm ，h =20mm ，接合面间摩擦系数f c =0.2，螺栓材料为4.6级，Q235钢，联轴器材料为HT250。试确定上述两种螺栓的尺寸（z =4）。
D 0
方案Ⅰ
方案Ⅱ
题3-3图
3-3 解：
1）用普通螺栓联接 传递的扭矩： T =9550P /n =9550×2.8/70=382N·m
作用在螺栓中心圆上总的圆周力：
R =2T /D 0=2×382×103/180=4244N 单个螺栓所需的预紧力：
F ′=K f R /zmf c =1.2×4244/4×1×0.2=6366N
确定普通螺栓直径d(mm)：
d 1≥][/3.14σπF '?
由表3-6查得[σ]=σs /S ，因为螺栓的强度级别为4.6。由表3-7查得σs =240N/mm 2。初估螺栓直径d =14mm （查标准得d 1=12.367mm ）。查表3-8，当不控制预紧力时，S =3.2（用内插法求得）故[σ]=σs /S =240/3.2=75MPa 则 d 1≥75/63663.14???π=11.856mm
因
11.856mm ＜12.367mm
故选用4个M14（GB5782-86）的六角头螺栓。
2）用铰制孔螺栓联接
单个螺栓所受横向工作剪力为：F s =R /z =4244/4=1061N 由表3-6查得 [τ]=σs /2.5=240/2.5=96MPa
[σp ]=σb /2.5=220/2.5=88MPa
（查GB9439-88，HT250，σb =220MPa ） 由螺栓杆的抗剪强度条件得： τ=4F s /πd 02m ≤[τ]
d 0≥][/4s τπm F =961/10614???π=3.75mm
由螺栓杆与孔壁接触表面的挤压强度条件得： σp =F s /d 0h ≤[σp ]
d 0≥F s /[σp ]h=1061/88*20=0.6mm
选用4个M6的六角头铰制孔螺栓（d 0=7mm ）。
3-4 龙门起重机导轨托架螺栓组联接（见题3-4图），托架由两块边板与承重板焊成，两边
板与立柱用8个螺栓联接，尺寸如图所示。已知托架承受载荷F =20kN ；螺栓的强度级别为5.6级，材料为35号钢。试求： 1）用普通螺栓联接时螺栓的公称直径； 2）用铰制孔用螺栓联接时螺栓的公称直径。
立柱
300
150
150
题3-4图
20kN
3-4 解：
（1）用普通螺栓联接时： 1）确定螺栓所承受的最大载荷
由图可见，载荷作用于总体结构的对称平面内，所以每一块板所承受的载荷R =20/2=10kN ；应用力的平移定理，将力R 向接缝面形心O 简化。可见螺栓组接缝面受横向载荷R =10kN ，每个螺栓受的横向力R 1=R 2=R 3=R 4=R /4=2500N 。绕中心旋转的扭矩T =10*300=3000kN·mm ，由此扭矩使各个螺栓所受的剪切P 1=P 2=P 3=P 4（因r 1=r 2=r 3=r 4）故r max =227575+=752，则
P 1=P max =Tr max /
∑=z
i i
r
1
2
=3000×752/4×(752)2=7.072kN
根据力的合成原理，由图可看出，作用于螺栓1或2的总的剪切载荷F 1或F 2最大。用余弦定律可得： F 1=?-+135cos 2112121R P R P =?++45cos 2112
121R P R P
=707.02500707222500707222???-+=9015N
2）计算螺栓直径d
1F '=K f F 1/zf s m =1.2*9015/1*0.16*1=67612.5N
初选M33的螺栓查标准可得d 1=29.211mm ，查表3-8，S =1.93。则
[σ]=σs /S=300/1.93 =155.44MPa d 1≥
]
[3.141σπF '?=44.1555.676123.14???π=26.893<29.211mm
故可选用8个M33的螺栓。
（2）用铰制孔螺栓联接时确定螺栓杆（螺栓孔）直径d 0： 由式（3-26）得
d 0≥
]
[41
τπm F 查表3-6，[τ]=σs /3.5~5，（龙门起重机的工况使螺栓受变载荷，取S=4） 则 [τ]=300/4=75MPa
d 0≥
75
19015
4???π=12.37mm
查标准GB27-88，选用8个M12的六角头铰制孔用螺栓。
3-5 吊车跑道托架（见题图3-5），用2个螺栓把它与钢梁联接起来，尺寸如图所示，当托架承
受载荷F =25kN 时，试求螺栓的公称直径。 3-5 解：
为便于装拆，采用受拉螺栓紧联接。 1）受力分析，确定单个螺栓的最大载荷
将F 力向螺栓组形心转化，则螺栓组将承受轴向工作载荷F 及弯矩M 的作用： F =25N ，M =380F =9500N·m
由于F 的作用，各螺栓上受到拉伸载荷为F 1
F 1=F /2=25/2=12.5kN 。
由于M 使托架底板绕形心轴转动，螺栓受到加载的作用。产生在螺栓上的拉伸载荷为F 2
F 2=
∑=z
i i
L
ML 1
2
max
2
23)
2/520()2/520(2
/520109500+??=18269N 左边螺栓受力最大，F max =F 1+F 2=12500+18269=30769N 2）计算螺栓直径 螺栓的总载荷：
F 0=F ″+F max
根据工作要求，考虑F 有变化，取F ″=F max ，则F 0=F max +F max =2*30769=61538N 。 螺栓材料选用35钢，强度级别为5.6级，则σs =300MPa ，若不考虑控制预紧力时，初选M30的螺栓，查标准（d 1=26.211mm ）。查表3-8，取S =2， 则
[σ]=σs /s=300/2=150MPa
由式（3-24）得
d 1≥
]
[2.50σπF =150615382.5??π=26.0653mm
因26.0653mm<26.211mm ，故选用2个M30（GB5782-86）的螺栓，与原估计直径相符。 3）校核螺栓组联接的工作能力。
为保证受压一侧的接缝不被压溃和受拉一侧不出现缝隙，不计弯矩M 对预紧力的影响。则接合面不被压溃的条件：
σpmax ≤[σp ]，σpmax =σpF ′-σpF +M /W =zF ′/A -F /A +M /W
式中：
F ′=F ″+(1-K c )F max =F max +0.7F max =1.7*30769=52307N （用金属垫片，取K c =0.3） A =660*180-300*180=64800mm 2
W =(180/6)*(6602-3003/660)=11840730mm 3
得： σpmax =2*52307/64800-25000/64800+9500*103/11840730 =1.61-0.386+0.8=2.03MPa<[σp ]
[σp ]=0.8σs =0.8×315=252MPa （托架材料为35号钢）
接合面间不出现间隙：σpmin >0
σpmin =σpF ′-σpmax -σ
pM=1.61—0.39—0.8=0.42MP>0 故不会出现间隙。
660300520
380
25kN
800
180
题3-5图
4-1 一钢制圆柱齿轮与轴静联接，轴径d =100mm ，齿轮轮毂长度为180mm ，工作时有轻微
冲击。试确定普通平键联接的尺寸，并计算其能传递的最大转矩。 4-1 解： 查平键联接标准（GB1095-1096-79） 由轴径d =100mm 查得键宽b =28mm ，键高h =16mm ，设为A 型键。根据轮彀长度为180mm ，查键的长度系列，取键长为L =160mm 。 由式（4-1）得 σp =2000T /dlk ≤[σp ] 即 T =[σp ]dlk /2000 查表4-1 [σp ]=100~120MPa 取 [σp ]=100MPa l =L -b =160-28=132mm k ≈h /2=16/2=8mm
所能传递的最大扭矩：T =100*100*132*8/2000=5280N·m
7-11 设计某带式运输机传动系统中的普通V带传动。已知电动机型号为Y112M–4，额定功率P=4kW，转速n1=1440r/min，传动比i=3.8，一天运转时间10h。
7-11 解：
1）确定设计功率P c
查表7-7得工况系数K A=1.2
则P c=K A*P=1.2*4=4.8kW
2) 选择V带型号
根据P c=4.8kW，n1=1440r/min。查图7-14选用A型。
3）确定带轮基准直径d1，d2
查表7-3A型V带带轮最小基准直径d min=75mm
查表7-8并根据图7-14中A型带推荐的d1范围取d1=100mm
则d2=i*d1=3.8*100=380mm
查表7-8基准直径系列取d2=375 mm
/n2=d2/d1=375/100=3.75
传动比i=n
1
传动比误差为(3.75-3.8)/3.8=-1.3%≤±5%，允许
4）验算带的速度
v=πd1n1/60*1000=π*100*1440/60*1000=7.54m/s
5)确定中心距a和基准长度L d
初取a0：0.7(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2)
0.7(100+375)≤a0≤2(100+375)
332.5≤a0≤940
取a0=500mm
初算V带基准长度
L d0=2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0
=2*500+π(100+375)/2+(375-100)2/4*500=1784mm
查表7-2选标准基准长度L d=1800mm
实际中心距a=a0+(L d-L d0)/2=500+(1800-1784)/2=508mm
6)验算小带轮上包角α1
α1=1800-(d2-d1)*57.30/a
=1800-(375-100)*57.30/508=148.980>1200，合适
7）确定V带根数
由d1=100mm，n1=1440r/min，查表7-4A型带的P1=1.32kW。?P1=0.17kW。查表7-5得Kα=0.918，查表7-6得K L=1.01。则
z≥P c/[P1]=P c/(P1+?P1)KαK L=4.8/(1.32+0.17)*0.918*1.01=3.47
取z=4根。
8）确定初拉力F0
F0=500P c[(2.5/Kα)-1]/zv+qv2
查表7-3，A型带q=0.10kg/m
F0=500*4.8[(2.5/0.918)-1]/4*7.54+0.10*7.542=143N
9）确定作用在轴上的压轴力F Q
F Q=2zF0(sin(α1/2))=2*4*143*(sin148.980/2)=1102N
7-12 有一普通V 带传动，已知小带轮转速n 1=1440r/min ，小带轮基准直径d 1=180mm ，大
带轮基准直径d 2=650mm ，中心距a =916mm ，B 型带3根，工作载荷平稳，Y 系列电动机驱动，一天工作16h ，试求该V 带传动所能传递的功率。 7-12 解：
因为z =K A P /(P 1+?P 1)K αK L ，所以P =z (P 1+?P 1)K αK L /K A 查表7-7得工况系数 K A =1.1 查表7-4得B 型带的 P 1=4.39kW 由i =n 1/n 2=d 2/d 1=650/180=3.6 得 ?P 1=0.46kW
由α1=1800-(d 2-d 1)*57.30/a =1800
-(650-180)*57.30/916=150.60 查表7-5得 K α=0.93
由L a =2a +π(d 1+d 2)/2+(d 2-d 1)2/4a =2*916+π(180+650)/2+(650-180)2/4*916=3195mm 取 L d =3150mm 查表7-6得 K L =1.07 由已知条件，得 z =3 故 P =3*(4.39+0.46)*0.93*1.07/1.1=13.16kW
9-2 设计一对渐开线标准平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮传动，其基本参数为：z 1=21，z 2=51，
m n =4mm ，αn =20?，h a *n
=1，c n *
=0.25，β=20?，齿宽b =30mm 。试求： 1）法面齿距p n 和端面齿距p t ； 2）当量齿数z v1和z v2； 3）中心距a ；
4）重合度εγ=εα+εβ。
9-2 解：
（1）法向齿距与端面齿距：
56.124n n =?==ππm p mm
37.1320cos 56
.12cos n t =?
==
βp p mm （2）当量齿数： 3.2520cos 21
cos 3
311v =?==βz z
5.6120cos 51
cos 3322v =?
==
βz z （3）中心距：
242.153)5121(20cos 24)(cos 221n =+??=+=z z m a βmm （4）重合度： n
αβαγsin p b β
εεεε+
=+=
)]tan (tan )tan (tan [21
t 2at 2t 1at 1αααααπ
ε'-+'-=
z z 式中：
3873.020cos 20tan cos tan tan n t =?
?
==
βαα，?==='-1728.213873.0tan 1t t αα 932495.0cos t =α，2567.420cos 4
cos n t =?
==
βm m mm 695.44212567.42
1
21t 1=??==
z m r mm ，678.41cos t 11b ==αr r mm 546.108512567.42
1
22t 2=??==
z m r mm ，219.101cos t 22b ==αr r mm 695.484695.44n 11a =+=+=m r r mm 546.1124546.108n 22a =+=+=m r r mm
?===--141.31695.48678
.41cos cos 11a 1b 1
1at r r α
?===--9268.25546
.112219
.101cos cos 12a 2b 1
2at r r α 代入公式得：
53.1)]173.21tan 9268.25(tan 51)173.21tan 141.31(tan 21[21
α=?-??+?-??=
π
ε
817.056
.1220sin 30sin n β=??==p b βε
35.2817.053.1γ=+=ε
9-3 一对渐开线标准平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮传动，其齿数z 1=23，z 2=53，m n =6mm ，
αn =20?，h a *n
=1，c n *
=0.25，a =236mm ，b =25mm 。试求： 1）分度圆螺旋角β和两轮分度圆直径d 1，d 2；
2）两轮齿顶圆直径d a1、d a2，齿根圆直径d f1、d f2和基圆直径d b1、d b2； 3）当量齿数z v1、z v2； 4）重合度εγ=εα+εβ。
9-3 解：
（1） 047514961.14236
2)
5323(6cos 2)(cos 121n 1
'''?=?=?+=+=--a z z m β
842.142961.14cos 236cos 1n 1=?
?==βz m d mm
158.329961.14cos 53
6cos 2n 2=?
?==
βz m d mm （2） 842.15462842.1422n 11a =?+=+=m d d mm
158.34162158.3292n 22a =?+=+=m d d mm 842.12765.2842.1425.2n 11f =?-=-=m d d mm
158.31465.2158.3295.2n 22f =?-=-=m d d mm
因为： 37674.0961.14cos 20tan cos tan tan =?
?
==
βααn t
?==-643488.2037674.0tan 1t α，93579.0cos t =α
所以： 67.13393579.0842.142cos t 11b =?==αd d mm
023.30893579.0158.329cos t 22b =?==αd d mm
（3） 5.25961.14cos 23
cos 3311v =?
==
βz z
8.58961.14cos 53
cos 3322v =?
==
βz z
（4）因为： 863267.02
/842.1542/67.133cos 1a 1b 1at ===r r α，?=314588.301at α
90287.02
/158.3412/023.308cos 2a 2b 2at ===
r r α，?=46143.252at α 所以可得：
9
.134.06.16961.14sin 25)]64.20tan 46.25(tan 53)64.20tan 31.30(tan 23[21sin )]tan (tan )tan (tan [21n
t 2at 2t 1at 1βαγ=+=??
?+
?-?+?-??=
+-+-=
+=πππβααααπεεεm b z z
10-2 阿基米德蜗杆传动为何以中间平面的轴向模数和压力角为标准值？阿基米德蜗杆传动
正确啮合的条件是什么？ 10-2 解：
在中间平面内，阿基米德蜗杆传动就相当于齿条与齿轮的啮合传动，故在设计蜗杆传动时，均取中间平面上的参数（如模数、压力角等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆度等）为基准，并沿用齿轮传动的计算关系，而中间平面对于蜗杆来说是其轴面，所以轴向模数和压力角为标准值。
阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是： m x1=m t2=m （标准模数） αx1=αt2=20° γ（导程角）=β（蜗轮螺旋角）且同旋向 式中： m x1、αx1——蜗杆的轴向模数，轴向压力角； m t2、αt2——蜗轮的端面模数、端面压力角。 10-3 对于蜗杆传动，下面三式有无错误？为什么？
1）i =ω1/ω2=n 1/n 2=z 2/z 1=d 2/d 1； 2）a =(d 1+d 2)/2=m (z 1+z 2)/2； 3）F t2=2000T 2/d 2=2000T 1i /d 2； 10-3 解：
（1）i =w 1/w 2=n 1/n 2=z 2/z 1≠d 2/d 1；因为蜗杆分度圆直径d 1=z 1m /tan γ，而不是d 1=z 1m 。
（2）同理：a =(d 1+d 2)/2≠m (z 1+z 2)/2；
（3）F t2=2000T 2/d 2≠2000T 1i /d 2；因为蜗杆传动效率较低，在计算中，不能忽略不计，T 2=i T 1。
10-9 如题10-9图所示的蜗杆传动中，已知蜗杆回转方向如箭头所示。
1）确定蜗轮的回转方向； 2）确定蜗轮轮齿的螺旋方向；
3）在图上画出蜗杆、蜗轮轮齿上的力（F t 、F a 及F r ）； 4）如回转方向改变，各力之间的关系如何？以图示之。
O 1
O 2
题10-9
图
10-9 解：
（1）、（2）、（3）见上图
（4）如蜗杆回转方向改变，各力之间的大小不变，径向力F r 方向也不变，F t1、F t2、F a1、F a2的方向与上图中的方向相反。
13-1 如题13-1图所示为一台起重机的起重机构。试分析轴Ⅰ~轴Ⅴ的工作情况并将其按载
荷性质进行分类（轴的自重可忽略不计）。
卷筒
电机
I
II
III
IV
V 题13-1图
13-1 解：
Ⅰ轴为联轴器中的浮动轴，工作时主要受转矩作用，由于安装误差产生的弯扭很小，故Ⅰ轴为传动轴。 Ⅱ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴皆为齿轮箱中的齿轮轴，工作时既要传递扭矩，还要承受弯矩作用，故为转轴。 Ⅴ轴为支承卷筒的卷筒轴，它用键与卷筒周向联结与卷筒一齐转动，承受弯矩作用，为转动心轴。
13-2 轴的常用材料有哪些？它们各适用什么场合？同一工作条件下，如不改变轴的结构和
尺寸，而将材料由碳钢改为合金钢，能否提高轴的刚度？ 13-2 解：
轴的材料主要是碳钢和合金钢，（还有高强度铸铁）。钢强度高弹性模量高，热处理及表面硬化性能好，容易得到圆柱体毛坯，具体选用：普通碳钢Q235-A ，用于不重要或受载荷不大的轴；优质碳钢45钢，应用最广泛；对于受载荷大并要求尺寸紧凑而无很大冲击的重要轴用中碳合金钢如40Cr ，35SiMn ，40MnB 等，而要求强度和韧性均较高的轴可用低碳合金钢如20CrMnTi ，20Cr 等；球墨铸铁用于结构形状复杂的轴如曲轴等。由于常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差无几，所以当其他条件相同时，用合金钢代替碳素钢不能提高轴承的刚度。 13-3 利用公式d ≥3n
P
C ，估算轴的直径时，d 是转轴上的哪一个直径？系数C 与什么有关？如何选择？ 13-3 解：
利用公式d ≥C 3
n
p
，估算轴的直径d 是转轴上受扭段的最小直径，系数C 由于轴的材料和承载情况的确定，根据轴的材料查表13-2可确定C 值的范围，因为用降低许用应力的方法来考虑弯矩的影响，所以当弯矩相对于扭矩较小时或只受扭矩时，C 取值较小值如减速箱中的低速轴可取较小值，反之取较大值，如高速轴取较大值。
13-9 试分析题13-9图中轴的结构有哪些不合理或错误的地方？并提出改进方案。
题13-9图
13-9 解：
合理结构图如下：
14-8 如题14-8图所示，轴用一对深沟球轴承支承，轴受径向载荷F 1=1200N ，轴向载荷
F a =1000N ，轴的转速n =650r/min ，f p =1.2，f t =1，轴颈直径d =50mm ，轴承的轴向固定采用两端单向固定支承，要求寿命L 10h =10000h ，试选择轴承型号
I
II
200100
F 1F a
题14-8图
14-8 解： 1）求两轴承支反力R 1、R 2 R 1(200+100)=F 1×100 N 400300
100
12001=?=
R
R 2=F 1-R 1=1200-400=800N
2）初选轴承型号为6306查标准可得：C r =20.8×103N ，C 0r =14.2×103N 3）计算当量动载荷P 由题可知： F A2=F a =1000N ，F A1=0
计算f 0F A2/C 0r =14.7×1000/14.2×103=1.035，查表14.7得e=0.28 因F A2/F 2=1000/800=1.25>e ，查表14-7得X 2=0.56，Y 2=1.55
由式（14-8）得：P 2=X 2F R2+Y 2F A2=0.56×800+1.55×1000=1998N 轴承I 受径向载荷故P 1=F R1=400N 4）计算轴承应具有的基本额动载荷C '(N) 由于受载最大的是轴承II ，故将P 2代入下式：
N 1751616670
10000
650119982.116670h 10t
2p 2
=??=='εε
nL f P f C
14-9 有一转轴采用角接触球轴承作支承，其布置方式如题14-9图所示，已知轴颈直径
d =40mm ，转速n =960r/min ，轴向载荷F a =800N ，径向载荷F R1=3000N ，F RII =1200N ，工作中有中等冲击载荷，要求轴承寿命不低于10000h ，试选择轴承型号。
I
II
F I
F a
题14-9图
F II 14-9 解：
1）初选轴承型号为7308C ，查标准可得：C r =40.2KN ，C 0r =32.3KN ，α=15? 2）计算两支承的轴向载荷 对于7000C 型轴承，轴承内部轴向力S =e F R ，其值查表14-7，须由f 0F A /C 0r 确定，现F A 未知，故先初取e=0.4进行计算。
N
48012004.04.0N 120030004.04.02R 21R 1=?===?==F S F S
对于轴承I S 2+F a =800+480=1220N>S 1
F A1=S 2+F a =1280N 对于轴承II F AZ =S 2=480N
583.0103.321280
7.143r 01A 0=??=C F f
查表14-7得e 1=0.419
128.0103.32480
7.143
02A 0=??=r C F f 查表14-7得e 2=0.384
N
4611N
1261461800N 4611200384.0N 12573000419.022A a 21A 2R 221R 11===+=+==?===?==S F F S F F e S F e S
384.0714 21.010
3.32461
7.14418.0714 574.0103.321261
7.1423
r 02A 013
r 01A 0=-=??==-=??=e C F f e C F f 得查表得查表
两次计算的e 值相差不大，确定：
38.0 42.021==e e
N F N F 461 12611A 1A ==
3) 计算两轴承的当量动载荷 对于轴承I P 1=X 1F R1+Y 1F A1
N
F P e F F N
F P e F F 120038.01200
461
300042.03000
1261
2R 222R 2A 1R 111R 1A ==∴=====∴===
4）计算轴承应具有的基本额定动载荷)N (r C '
ε
16670
h
10t
1p 1r nL f P f C =
'（取P 1与P 2中的大值计算） 查表14-5得f p =1.5。查表14-4得f t =1，ε=3 则
N 3743916670
1000
960130005.131r =??=
'C
计算可得的1r C '，比7308C 轴承的C r 稍小的所选型号合适。
机械设计流程
机械设计流程及要求： 1、确定设计思路及方向 1.1由业务部门或相关部门下发产品，研发部根据客户要求的产品 剖解分析，做一个大概的汇总，然后确定设计思路以及设计方向。 1.2填写评审表。 2可行性分析 2.1对该产品进行可行性分析，首先要搜集产品相关的图片以及相关的厂家以及其他的相关信息，进行资料的汇总与对比，从人机法物环方面充分考，从而分析自己的产品在设计过程中有可能出现的技术难题，安全隐患问题以及怎么避免这些问题的出现，做到如果该方案可行，对该产品进行初步的成本核算 2.2开评审会，汇报上级领导 3、结构设计 3.1对通过可行性分析的产品进行工作原理、核心计算等工作，并出结构草图 3.2开评审会，填写结构评审表 4、建模与力学分析 4.1用相关软件对产品建立主要模型，并在建模过程中对其进行力学分析，以此达到预想的效果 4.2开评审会，填写评审表 5、零件设计 5.1对该产品进行零件设计，并画出对相应的加工图纸
5.2对加工图纸进行审核 6、产品明细表、安装说明书草案 6.1在总装图上填写产品明细表 6.2根据总装图拟写安装说明书草案 7、购置清单及外协加工清单 7.1填写产品购置清单；对于需要外协加工的零件，需填写外协加工清单，并附领导批准的图纸 8、采购 8.1小组组长把需要购买的产品以及外协加工的零部件交与公司采购部门，并督促采购部门相关负责人及时购买 9、物料验证 9.1设计人员、品保人员以及采购人员对采购回来的物品进行物料的验证，对采购回来的产品，如果出现质量或结构等与设计不符合的问题，及时记录，填写检验报告，采购部门及时进行调整 10、样品制作 10.1安装人员根据设计人员提供的图纸进行现场安装，进行样品制作，设计人员、保人员在此过程中给予技术支持，并对此过程中出现的问题进行及时解决。 11、调试与功能试验 11.1对已经安装成功的样品进行调试，各组成员记录好重要参数，认真填写实验报告，把重要的问题点进行汇总。 12、优化改进
机械设计基础部分例题答案
机械设计基础部分例题答案
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。 题1—5 图 题解1—5图 解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链；移动副M与F导路互相平行，其之一为虚约束；图示有6个杆和10个转动副（I、J、G、L及复合铰链K和H）形成虚约束。 解答： 1．机构的自由度： 2．选AB杆为原动件。 题2-1在图示铰链四杆机构中，已知l BC=100mm，l CD=70mm，l AD=60mm，AD为机架。试问： （1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄， 求l AB的最大值；
（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。 解题分析： 根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。在铰链四杆机构中，若满足杆长条件，以最短杆或最短杆相邻的杆为机架，机构则有曲柄，否则无曲柄；若不满足杆长条件，无论取哪个构件为机架，机构均为无曲柄，即为双摇杆机构。 解答： 1．因为AD 为机架，AB 为曲柄，故AB 为最短杆，有AD CD BC AB l l l l +≤+， 则 m m 30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l 故 mm 30max =AB l 2．因为AD 为机架，AB 及CD 均为曲柄，故AD 杆必为最短杆，有下列两种情况： 若BC 为最长杆，则 m m 100=
机械设计模拟试题集及答案
机械设计（2）模拟试卷及参考答案 一、是非题（对的用“√”表示，错的用“×”表示，每小题1分，共10分） 1.在链传动设计中，链节数一般选奇数为宜。（×） 2.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。 (×) 3.单万向联轴器的从动轴角速度不均匀，改用双万向联轴器后，从动轴的角速度即可变为均匀。(×) 4.为了提高轴的刚度，轴的材料可以采用合金钢来代替碳素钢。（×) 5.在蜗杆传动中，蜗杆头数越多，则蜗杆传动的效率就越高。 (√) 6.齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。（√） 7.滚动轴承的静强度安全系数S0只能大于1。（×） 8.动压滑动轴承热平衡计算时，若进油温度t i<35℃，则说明轴承发热不严重。（×) 9.滚动轴承轴向预紧的主要目的是为了提高轴承的承载能力。 (×) 10.在滑动轴承设计中，适当选用较大的宽径比会提高承载能力。（√） 11.在带、链两级传动中，宜将带传动放在高速级。（√） 12.在链传动中，张紧轮宜安装在靠近主动轮的松边外侧上。 (√) 13.在蜗杆传动中，中心距a = (d2+d1)/2 = m(z1+z2)/2。(×) 14.在工作时只承受弯矩而不承受转矩的轴，其工作应力一定是对称循环变应力。（×) 15.选择联轴器规格型号时的主要依据之一是：T ca＜[T]。 (√) 16.在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是限制轴承的温升。（√） 17.滚动球轴承在工作时滚动体上某一点的载荷及应力均呈周期性的不稳定变化。（√） 18.毡圈密封装置的毡圈及轴承盖上的装毡圈槽都是矩形截面，目的是为了得到较好密封效(×) 19.刚性联轴器在安装时要求两轴严格对中，而挠性联轴器在安装时可以不考虑对中问题。（×） 20.为了增加油膜压力，液体动力润滑的向心滑动轴承中，一般油槽应开在承载区。（×） 21.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。（√） 22.蜗杆传动中传动平稳的原因在于其同时啮合的齿对数较多。（√） 23.滚动轴承的润滑方式通常可根据轴承的转速n来选择。（×） 24.使用十字滑块联轴器时对轴和轴承都会产生附加动载荷。（√） 25.相同系列和尺寸的球轴承与滚子轴承相比时，滚子轴承的承载能力比球轴承高，而极限转速低。（√） 26.在蜗杆、链两级传动中，宜将链传动布置在高速级。（×） 27.滑动轴承的润滑油膜的平均温度越低，其粘度 越小。（×） 28.齿式联轴器的外齿齿顶是制成凹弧面的。（×） 29.提高轴的表面质量有利于提高轴的疲劳强度。（√） 30.链传动中，当一根链的节数为偶数时，接头形式需采用过渡链节。（×） 31.在链传动中，当主动链轮匀速转动时，链速是变化的。（√） 32.当液体动力润滑滑动轴承所受载荷较大时，则应选用较大的轴承间隙。（×） 33.滑动轴承轴瓦上的油沟应开在非承载区。（√） 34.单个万向联轴器在使用时会产生附加动载荷，为改善这种情况，常成对使用之。（√） 35.滚动轴承的公称接触角越大，承受轴向载荷的能力就越大。（√） 36.滚动轴承中，滚子轴承的承载能力要比球轴承高而极限转速则比球轴承低。（√） 37.为了大幅提高轴的刚度，可把轴的材料从碳钢改为合金钢。（×） 38.对轴的表面进行强化处理，不能提高轴的疲劳强度。（×） 39.在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，自锁性越好。 ( √ ) 40.在蜗杆传动中，当量摩擦系数随齿面相对滑动速度的增大而增大。（×） 41.设计链传动时，链长（节数）最好取链轮齿数的整数倍。（×）
完整版机械设计课程设计步骤减速器的设计
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1. 选择电动机的类型 2. 选择电动机的功率 3. 选择电动机的转速 4. 选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速 2. 各轴功率 3. 各轴转矩 4. 运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1. 带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1. 高速级齿轮传动设计 2. 低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1. 选择联轴器类型 2. 选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1. 装配图的设计准备 2. 减速器的结构尺寸 3. 减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2. 高速轴的设计 3. 低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计
2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1. 箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3. 画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计 第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章传动装置总体设计 、电动机选择 1. 选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。所以选择Y系列三相异步电动机。 2. 选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率P d。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：P w, n w――工作机(卷筒)的效率，查吴宗泽P5表1-7。 1000 n 工作机所需电动机输出功率为：F d P w—, n i ——带传动效率；n 2——滚动轴承效率; n n n n n n 3 ――齿轮传动效率；n 4――联轴器效率，查吴宗泽P5表1-7。 电动机的额定功率：P ed=(启动载荷/名义载荷)X P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率。 3. 选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y系列三相异步电动机常用的冋步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min，—般多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 n d=(i1i2…i n)n w, n d为电动机可选转速范围，h, i2,…，i n为各级传动机构的合理传动比范围，n w为工作机转速。 工作机转速：n w 60 1000 v d D 查吴宗泽P188表13-2知：i v带传动=2~4 , i单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为n d=(2~4) X (3~5) X (3~5) X n 电动机转速推荐选择1500r/mi n 4. 选择电动机的型号
机械设计心得要点
机械设计心得 机械设计往往离不开自己的阅历，经验的积累固然可以从书本上学到不少，但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象，对别人的经验，自己没有一定的基础，要理解吸收真的是一件很不容易的事。呵呵。 机械设计贯穿设计、制造、使用，维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些方面反映出来，成功与否是很容易判断的。设计的过程中，受制造的影响很大，亦就是说好的设计是不能脱离制造的，对制造越了解，越有助于提高设计水平。设计的图纸，投入生产，我没见过多少能立即按图加工装配，在审图、工艺等过程发现大堆的问题很常见，包括所谓“资深”的高工，总工拿出的图纸，还是经过多次开会研究反复讨论的出来的结果，原因是多方面的，绘图的规范性，看图者的水平是一方面，但设计方对制造工艺的了解不深入是主要原因。怎样判定自己对制造的了解程度？最简单的方法是随手抓一张自己设计的东西的图纸你是否能说出它的制造全过程。铸、锻、车、钳、铣、刨、磨，只是这样子，肯定是不行，在机械厂做过几年的谁不知道？必须细分下去，要全面了解各过程。比如说铸造时候怎么分型，浇口冒口怎么放，可能会有什么样的铸造缺陷产生，零件结构在热处理的时候会不会导致意外情况发生的，怎么在零件结构上进行优化，切削加工过程，在脑海中虚拟出来，总共用几把刀，转速，走刀量，甚至铁屑望哪里飞，各把刀使用的顺序，车工，铣工，磨工的操作动作全过程，如此等等，才算是有了比较好的基础。不是说搞设计的一定要会玩车床，铣床，会烧电焊才可以，但是要知道这些作业特点，在设计时加以充分考虑，作为搞机械设计的人这样才比摇车床烧电焊的强，才有安身立命之处。如此，在设计过程中，就会规避一些不合理的结构，设计的质量自然提高不少，可是还不够，一个有十年八年的工龄的技工能提出比你更成熟的细节方案（尽管整体的设计统筹他们做不了），但是多少个不眠的夜晚设计出就这样一个结果，岂不是斯文扫地耶？唯一的解决办法，多看书。别人总结出来的通常与生产相结合，俱是心血的结晶。带着问题学，多想就能消化。再也不会说“只要保证同心度就行了”这样愚蠢的回答，关键是你已经指出保证同心度的方法，甚至前辈的错误。这个时候，没人再叫你小钱、小赵，连老板都叫你钱工、赵工，挺受尊敬的吧。摸摸下巴，胡子长出来了，尿布丢了，孩子叫妈了，呵呵成就感也来了。可是设计总是为了使用，好的设计必须具备一点点人性的，设计一套工艺装备，一试产，效率高质量好，老板来搞杯庆功酒。过了几天，发现人家弃之不用了，原因是操作者骂娘啊。用起来痛苦啊。而且要注意的细节又多，别个就是个操作工他要是考虑的那么多因素就不会还在那里做操作工了啊。设计不利于使用，就面临淘汰，有很多的成套设备，如汽车的发动机变速箱之类正常运转时“挺好的，“，可其中一个小键槽，一个轴承位，什么的地方坏了，整个就不能用，厂方只卖整件，要配件不卖，自己加强还真的没地方加了，换了几个厂去买，摆了一堆，用户只好敬而远之，立了个技改项目－－可怜的技改。这样的事情只要是在机械行业转的久的都会有所见所闻。使用根本就离不开维修，好的设计更不能忽视维修性。在一条大型的的生产线上，关键的设备，总共一年也就维修那么两次，但是每此都要把设备大卸八块，行车叉车千斤顶撬杠十八般兵器还不够用，老师傅们还要自己专门动脑动手玩几样好用的专用家当来伺候，导致停产的损失已经超过设备本身的价值，真是个无言的结局。一套大型设备仅因更换一只油封什么的，都要几乎将整机完全分解，使用单位不骂设计干的是断子绝孙的玩意才怪，真的是设计者的悲哀。 我们搞设计不光是要站在制造的基础上，还要有创新，但一定要学会继承。现在，全社会都在强调创新，但我们不能一强调创新，就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种，一种就是构成事物旧有元素的重新组合，一种是在旧有元素上加一些新的元素。所以，不管怎样，创新的东西总是含有一些旧有事物的影子是不可否认的。正像哲学中所讲，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中产生的。比如我们人类，虽然说是大自然的天之骄子，但实
机械设计部分知识点.
机械设计基础总结 1、 2普通螺纹(三角形螺纹:分为粗牙和细牙 特点:自锁性能好,螺纹牙抗剪强度高。 应用:连接多用粗牙,细牙用于薄壁零件,也用于变载震动及冲击载荷的连接 矩形螺纹: 特点:传动效率高,但制造困难,对中精度低,牙根强度较低。 应用:用于力的传递 梯形螺纹: 特点:α=30°与矩形螺纹相比传动效率较低,但工艺性能好牙根强度较高,对中性好 应用:用于传动螺旋。丝杠刀架等。, 锯齿形螺纹 特点:工作面的牙型角为3°非工作面的为30°综合了矩形螺纹和梯形螺纹的牙根强度特点 应用:用于单向受力的传力螺旋。轧钢机的压力螺旋,螺旋压力机,起重机。 3、螺栓连接 4普通螺栓连接特点及其应用:被连接件不需切制螺纹,结构简单装拆方便,适用广泛用于被连接件不太厚和便于加工通孔的场合。
5双头螺柱连接特点及应用:螺柱的一端旋紧在被连接件之一的螺纹孔中另一端则穿过被连接件的孔中通常用于被连接件之一太厚不宜制作通孔的场合 6螺钉连接特点及其应用:不用螺母,它适用于被连接件之一太厚且不经常拆卸的场合 7紧定螺钉连接特点应用:螺钉的末端顶住零件表面或顶入该零件的凹坑中将零件固定,它可以传递不大的载荷 8预紧的概念及其目的:螺纹连接在装备时都必须拧紧,是连接在承受工作载荷之前,预先收到力的作用 9放松的概念:螺纹连接在静载荷和工作温度变化不大时,螺纹连接不会自动 放松方法:分摩擦放松和机械放松 摩擦放松:轴向压紧和径向压紧 机械放松开口销放松止动垫片放松圆螺母金属丝放松。 其他还有焊接铆住冲点粘合等 10、键 键可分为:平键,半圆键、钩头楔键 键的长度由轮毂长度确定键长应比轮毂长短5~10mm。 相隔180°装两个平键只能按1.5个键做强度计算。 花键的分类:矩形花键、渐开线花键 11、摩擦带传动的主要特点
机械设计模拟卷及答案
页眉内容 1 一、填空题（每空1.5分，共30 分） 模拟试卷1 1、机构具有确定运动的条件为：机构自由度数=原动件数。 2、常见间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等。 3、当两轴垂直交错时，可采用蜗杆传动。 4、螺旋副自锁条件为：螺纹升角≤当量摩擦角。 5、带传动工作时，带中的应力有：紧边和松边拉力产生的拉应力、 离心力产生的拉应力、弯曲应力。 6、凸轮机构按凸轮形状可以分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等。 7、设计链传动时，链节数最好取偶数节。 8、齿轮的常见失效形式有： 疲劳点蚀、齿面胶合、齿根折断、齿面磨损等。 9、在普通蜗杆传动中，在中间平面上的参数为标准参数，在该平面内其啮合状态相当于齿轮与齿条的啮合传动。 10、压缩弹簧两端各有3/4~5/4 圈是并紧的，它们称为：支承圈或死圈。 二、单项选择题（每小题1 分，共10 分） 1、带传动采用张紧装置的目的是。（D ） A 、减轻带的弹性滑动 B 、提高带的寿命 C 、改变带的运动方向 D 、调节带的预紧力 2、在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是。（C ） A 、带传动 B 、链传动 C 、齿轮传动 D 、摩擦轮传动 3、蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相类似，其中最易发生。 A 、点蚀与磨损 B 、胶合与磨损（B ） C 、轮齿折断D 、塑性变形 4、三个定轴轮系组成的轮系通常称为。（A ） A 、定轴轮系B 、转化轮系C 、周转轮系D 、复合轮系 5、两摩擦表面被一层液体隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力，这种摩擦状态称为： （A ） A 、液体摩擦 B 、干摩擦 C 、混合摩擦 D 、边界摩擦 6、在螺纹联结中最常用的螺纹牙型是：。（D ） A 、矩形螺纹 B 、梯形螺纹
机械设计实验部分
机械设计实验部分 Experiment of Mechanical Design 课程代码：901120205 学时数：4 学分数： 执笔人：张祖立审核人：王君玲 讨论参加人：张祖立，王君玲，张本华 一、本实验课的目的、意义 按照“素质教育”要求，以培养面向21世纪具有一定创新能力的人才为目标。机械设计实验主要为综合性实验，属于机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、农业工程及相近专业必修实践性环节，是机械设计课程的重要组成部分。机械设计实验教学应该以实验方法、设计思路，实验手段的合理运用等内容为主，充分发挥学生的主观能动性，因材施教。 二、本实验课主要目标 在实验过程中培养学生的实验技能和科学研究能力，引导学生利用机械设计中的理论知识，分析和解决机械工程中的实际问题，培养工程观点，进一步熟悉和掌握机械中典型零部件的结构和组成，了解其工作原理和特性，掌握和巩固基本理论知识。 通过实验，锻炼学生实际操作能力，正确使用电源、实验操作台。实验后能分析、归纳实验结果，编写出完整的实验报告，为学习后续课程和以后从事本专业工程技术和科学研究工作打下基础。进而全面提高学生的创新能力和综合素质。 三、主要实验内容 在实验前，首先讲解所做实验的目的、内容、注意事项，然后边做边指导。 实验一带传动弹性滑动实验（2学时） 观察带传动的弹性滑动及打滑现象，了解测定带传动效率的工作原理，计算并绘制滑动率曲和及效率曲线，分析带传动弹性滑动的性质及其对带传动性能的影响。 实验二液体动压滑动轴承实验（2学时） 观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象，测定和绘制径向滑动轴承径向油膜压力曲线，求轴承的承载能力，观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况，观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况，了解径向滑动轴承的摩擦系数的测定方法和摩擦特性曲线的绘制方法。 四、实验成绩考核办法 根据学生预习情况、实验操作情况、实验报告的质量综合评定，满分为100分，乘以系数10%后计入期末总成绩。 五、实验教材、参考资料 实验教材：《机械设计实验》，张祖立、佟玲，沈阳农业大学出版.2008
机械设计模拟题
一、填空题（每空 1 分，共计 20 分。请将答案写在答题纸上） 1.机械零件的工作能力是指保证零件正常工作而不发生失效-- 参数的极限值。 2.相对于载荷而言的工作能力称为承载能力。 3.根据零件的失效分析结果，以防止产生各种可能的失效为目的，制定计算该零件工作能力 应遵循的基本原则称为计算准则。 4.V 型带传动是应用最多的带传动，其横截面为等腰梯形，以两侧面为工作面。 5.V 带紧边的拉力取决于带的初拉力和有效拉力。 6.考虑到均匀磨损原因，链轮的齿数宜取奇数。从动载荷和传动平稳的角度来说，小链轮齿 数不宜太小，从结构和避免脱链的角度来说，小链轮的齿数不宜。 7.齿面疲劳点蚀常出现在节圆附近。在蜗杆传动的中间平面内，蜗杆齿廓与齿条相同。 8. 对滑动轴承进行平均压强计算的目的是防止轴承工作面的。 9.当润滑油作层流运动时，粘度标志着润滑油内摩擦阻力的大小。一般油孔和油槽开在滑动 轴承轴瓦的非承载区。 10.弹簧指数 C（也叫旋绕比）对弹簧刚度影响很大， C 值越大，刚度越小。 11 在检验齿轮的制造精度时，常需测量齿轮的公法线，用以控制齿轮的齿侧间隙公差。 12.对于闭式蜗杆传动，通常按齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度进行校 核计算，同时还要进行热平衡计算。 二、判断题（每题 1 分，共计 10 分。正确的写 T，错误的写 F ，请将答案写在答题纸上） 1. 轴承材料的耐磨性，是指工作表面有摩擦阻力小的性质。F 2.对开式滑动轴承工作面的间隙可以调整。 T 3.普通平键的失效为工作面的磨损。 F 4.心轴是只承受弯矩的轴。 T 5.蜗杆传动的失效形式通常是出现在蜗轮上。 T 6.为了提高螺纹联接的强度，可以采用加厚螺母。 F 7.水平布置带传动的紧边通常在上边。 F 8.凸缘联轴器用于两轴严格对中的场合。 T 9.齿面胶合常发生在齿顶与齿根啮合处。 T 10. 轴承在基本额定动载荷的作用下，转动10 6转后，仍有 10% 的轴承能工作。 F 三、选择题（每题 2 分，共计 30 分。每题只有一个选择是正确的。请将答案写在答题纸上）1．如果齿轮的轮齿经常折断，则可考虑C。 A 增大中心距 B 减小转动比 C 增大模数 D 减小齿数 2．自行车后飞轮应用的是 A 离合器。 A定向B安全C摩擦 D 牙嵌 3．滚动轴承静强度计算是为了防止轴承产生B失效。 A疲劳点蚀B塑性变形C磨损D胶合 4．如果减小带转动的中心距，则可能会使得B。
(完整版)机械设计-连接部分习题答案
机械设计-连接部分测试题 一、填空： 1、按照联接类型不同，常用的不可拆卸联接类型分为焊接、铆接、粘接和过盈量大的配合。 2、按照螺纹牙型不同，常见的螺纹分为三角螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。 其中三角螺纹主要用于联接，梯形螺纹主要用于传动。 3、根据螺纹联接防松原理的不同，它可分为摩擦防松和机械防松。螺纹联接的防松， 其根本问题在于防止螺纹副转动。 4、对于螺纹联接，当两被联接件中其一较厚不能使用螺栓时，则应用双头螺柱联接或 螺钉联接，其中经常拆卸时选用双头螺柱联接。 5、普通螺栓联接中螺栓所受的力为轴向（拉）力，而铰制孔螺栓联接中螺栓所受的 力为轴向和剪切力。 6、在振动、冲击或变载荷作用下的螺栓联接，应采用防松装置，以保证联接的可靠。 7、在螺纹中，单线螺纹主要用于联接，其原因是自锁，多线螺纹用于传动，其原因是 效率高。 8、在螺纹联接中，被联接上应加工出凸台或沉头座，这主要是为了避免螺纹产生附加弯曲 应力。 楔键的工作面是上下面，而半圆键的工作面是（两）侧面。平键的工作面是（两）侧面。 9、花键联接由内花键和外花键组成。 10、根据采用的标准制度不同，螺纹分为米制和英制，我国除管螺纹外，一般都采用米制螺纹。圆柱普通螺纹的公称直径是指大径，强度计算多用螺纹的（）径。圆柱普通螺纹的牙型角为 60 度，管螺纹的牙型角为（）度。 二、判断： 1、销联接属可拆卸联接的一种。（√） 2、键联接用在轴和轴上支承零件相联接的场合。（√） 3、半圆键是平键中的一种。（×） 4、焊接是一种不可以拆卸的联接。（√） 5、铆接是一种可以拆卸的联接。（×） 一般联接多用细牙螺纹。（×） 6、圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的最大直径。（√） 7、管螺纹是用于管件联接的一种螺纹。（√） 8、三角形螺纹主要用于传动。（×） 9、梯形螺纹主要用于联接。（×） 10、金属切削机床上丝杠的螺纹通常都是采用三角螺纹。（×） 11、双头螺柱联接适用于被联接件厚度不大的联接。（×） 12、平键联接可承受单方向轴向力。（×） 13、普通平键联接能够使轴上零件周向固定和轴向固定。（×） 14、键联接主要用来联接轴和轴上的传动零件，实现周向固定并传递转矩。（√） 15、紧键联接中键的两侧面是工作面。（×） 16、紧键联接定心较差。（√） 17、单圆头普通平键多用于轴的端部。（√） 18、半圆键联接，由于轴上的键槽较深，故对轴的强度削弱较大。（√） 19、键联接和花键联接是最常用的轴向固定方法。（×） 20、周向固定的目的是防止轴与轴上零件产生相对转动。（√）
机械设计模拟考试-1要点
机械设计模拟试卷（一） 一．填空题（15 分 ） 1、有一受轴向载荷的紧螺栓联接,所受的预紧力F ′=6000N,工作时所受轴向工作载荷F=3000N,螺栓的相对刚度m b b C C C =0.2,则该螺栓所受的总拉力F 0=________,残余预紧力F ″=__________. 2、在包角α=180°,特定长度,工作载荷平稳的条件下,影响单根普通V 带的许用功率P 0的因素有_____________、______________、______________. 3、在齿轮传动的载荷系数中,反映齿轮系统内部因素引起的动载荷对轮齿实际所受载荷大小影响的系数被称为___________,影响该系数的因素是___________、____________、_____________. 4、液体动力润滑径向滑动轴承的承载量系数C P 随着偏心率ε的增加而________。这时，相应的油膜厚度将_______，这意味着对_________和___________精度有较高的要求. 5、在静强度条件下,塑性材料的极限应力是 ,而脆性材料的极限应力是 . 6、楔键的工作面是________，键的_______和它相配的________均具有1：100的斜度。工作时靠___________________________作用来传递转矩，同时还可承受____________. 7、根据轴的承载情况可把轴分为转轴、心轴和传动轴。其中转轴受________和________、心轴只受_______、传动轴受_______. 8、单向转动的轴上作用有方向不变的径向载荷时,轴的弯曲应力为_______ 循环变应力,扭转剪应力为_________循环变应力. 9、刚性联轴器适用于_______________的地方；弹性联轴器适用于________________的地方. 10、滚动轴承部件两端固定式,适用于温升较_______,轴较_______处. 二．分析题（本大题共2小题，每小题5分，总计 10 分 ） 1、有a 、b 两种传动方案。试简要分析哪种方案更合理？ a.电动机 → 带传动 → 齿轮传动 → 联轴器→ 工作机 b. 电动机 → 联轴器 → 齿轮传动 → 带传动→ 工作机 2、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a ）m =4mm ，z 1=20，z 2=60；b ）m =2mm ，z 1=40，z 2 =120，其它参数都一样。试问： 1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相 同？ 2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种 方案比较好？ 三、（10分）如图示的蜗杆－斜齿圆柱齿轮传动，已知蜗杆转向（主动）及蜗轮齿的螺旋线旋向，试 在图中直接标出： （1）、蜗杆1螺旋线方向和蜗轮2的转速方向n 2； Z 3
机械设计公差部分
机械设计-公差部分 一、形位公差的基础知识 1、形位公差符号 2、形位公差代号 3、一般规定 4、形位公差带的定义 5、公差原则 二、具体零部件实例讲解
一、形位公差的基础知识 所谓形位公差是指形状公差和位置公差两种1、形位公差符号 （同心）
2、形位公差代号 形位公差代号包括： ①形位公差有关项目的符号（例：直线度—，平行度等） ②形位公差框格和指引线（分为两格或多格） ③最大实体状态 ④ 3、一般规定 ①要素、构成零件几何特的点、线、面 （1）理想要素：具有几何学意义的要素（如下图） （2）实际要素：零件上实际存在的要素 （3）被测要素：给出了形状或位置公差的要素 （4）基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素（5）单一要素：仅对其本身给出形状公差要求的要素
（6）关联要素：对其它要素有功能关系的要素 ②公差与公差带 （1）形状公差：单一实际要素的形状所允许的变动全量（2）位置公差：关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量 I）定向公差：关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量II）定位公差：关联实际要素对基准在位置上允许的变动全量III）跳动公差：关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量 ③形状和位置的公差带： 限制实际要素变动的区域 1）公差带的主要形式有下列十种： a)两平行直线 b)两等距曲线 c)两同心圆 d)一个圆 e)一个球 f)一个圆柱 g)一个四棱柱 h)两同轴圆柱 i)两平行平面 j)两等距曲面
4、形位公差带的定义 在给定方向上公差带是距离为公差值t的两平被测圆柱面的任一素线必须位于距离为公差值0.1的两平 如在公差值前加注Ф则公差带是直径为t 的圆柱面的区域被测圆柱面的轴线必须位于直径为公差值Ф0.05 面内
【通用】机械设计模拟试题6.doc
《机械设计》模拟试题6 一、填空与选择填空题： 1、用于联接的螺纹是（），其原因是（）： ２.受轴向工作载荷F作用的紧螺栓联接，螺栓和被联接件的刚度分别为C1和C2，其预紧力为'F，F为（）； 则剩余预紧力'' 3、形成流体动压润滑的必要条件是（）和（）、（）； 4、直齿圆锥齿轮的强度可近似按（）强度进行计算； 5、阿基米德蜗杆传动在（）上的模数m和压力角取α取标准；在该平面内， 蜗杆与蜗轮的啮合相当于（）与（）的啮合； 6、键的剖面尺寸是由（）确定的，而键长是由（）确定的； 7、滚动轴承的基本额定动负荷C是指（）； 8、闭式软齿面齿轮传动一般按（）设计，按（）校核。 A.齿根弯曲疲劳强度 B.齿面接触疲劳强度 C.齿面磨损 D.齿面胶合 9、标注螺纹时（）； A.右旋螺纹不必注明 B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明 D.左、右旋螺纹都不必注明 10、对齿面硬度≤350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（）； A.小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度 B.小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度 C.小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度 D.小齿轮齿面硬度≤大齿轮齿面硬度 11、齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与（）无关。 A.模数m B.齿数z C.压力角α D.变位系数x ）
C.齿面接触疲劳强度 D.齿面接触静强度 二、填空题 1、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。 2、滚动轴承的基本额定寿命L h10是指_______________。 3、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是______________、______________和_______________。 4、带传动中，带每转一周受____________应力、_________应力和________应力作用，最大应力发生在 ________________。 三、简要回答以下问题 1、什么是带传动的弹性滑动现象？(本小题3分) 2、试写出一维雷诺方程表达式，并说明其中各符号的含义。(本小题4分) 3、试写出轴承代号7416E/p4的意义。(本小题4分) 或1、6209 2、7311AC/P4/DF 3、30420/P2/DB 4、N220/P5 4、说明闭式蜗杆传动的主要实效形式及设计准则。(本小题4分) 三、计算题（共30分） 1、.图示托架受铅垂力F （N ），托架与托体之间的摩擦系数为μs,,可靠系数Kf=1,螺栓与被联接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为[σ]，按步骤列出螺栓根径d1的计算式。（14分） 2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷N F R 5400=，N F A 2700=n=1250r/min ，运转时有轻微冲击 1 .1=p f ，试计算这对轴承当量动载荷p 和寿命L10h 。轴承参数：d=20mm ； N C r 305000=； N C r 28200=；35.0=e ；Fa/Fr ≤e ，x=1，y=0；Fa/Fr>e ，x=0.4，y=1.7，[注： ) 2/(Y F F r s =] (本题16分)
机械设计流程
机械设计流程
物料验 优化改调试与功＜ 能试验— 样品制 作― 发档
机械设计流程及要求： 1、确定设计思路及方向 1.1由业务部门或相关部门下发产品，研发部根据客户要求的产品剖解 分析，做一个大概的汇总，然后确定设计思路以及设计方向。 1.2 填写评审表。 2可行性分析 2.1对该产品进行可行性分析，首先要搜集产品相关的图片以及相关的厂家以及其他的相关信息，进行资料的汇总与对比，从人机法物环方面充分考，从而分析自己的产品在设计过程中有可能出现的技术难题，安全隐患问题以及怎么避免这些问题的出现，做到如果该方案可行，对该产品进行初步的成本核算 2.2开评审会，汇报上级领导 3、结构设计 3.1对通过可行性分析的产品进行工作原理、核心计算等工作，并出结构草图 3.2开评审会，填写结构评审表 4、建模与力学分析 4.1用相关软件对产品建立主要模型，并在建模过程中对其进行力学分析，以此达到预想的效果 4.2开评审会，填写评审表 5、零件设计 5.1对该产品进行零件设计，并画出对相应的加工图纸
5.2对加工图纸进行审核 6、产品明细表、安装说明书草案 6.1在总装图上填写产品明细表 6.2根据总装图拟写安装说明书草案 7、购置清单及外协加工清单 7.1填写产品购置清单；对于需要外协加工的零件，需填写外协加工清单，并附领导批准的图纸 8、采购 8.1小组组长把需要购买的产品以及外协加工的零部件交与公司采购部门，并督促采购部门相关负责人及时购买 9、物料验证 9.1设计人员、品保人员以及采购人员对采购回来的物品进行物料的验证，对采购回来的产品，如果出现质量或结构等与设计不符合的问题，及时记录，填写检验报告，采购部门及时进行调整 10、样品制作 10.1安装人员根据设计人员提供的图纸进行现场安装，进行样品制作，设计人员、保人员在此过程中给予技术支持，并对此过程中出现的问题进行及时解决。 11、调试与功能试验 11.1对已经安装成功的样品进行调试，各组成员记录好重要参数，认真填写实验报告，把重要的问题点进行汇总。 12、优化改进
《机械设计基础》离线作业部分参考答案
绪论作业： 一、单项选择题： 1．以下四种机械零件中不是通用零件的是（） A．齿轮B．带轮C．蜗轮D．叶轮 二、填空题： 1．构件是机构中的运动单元体；零件是机器中的制造单元体。 2．机器的定义是：由零件组成的执行机械运动的装置。用来完成所赋予的功能，如变换或传递能量、物料或信息 三、简答题： 1．机械一般由哪四部分组成？ 密封件、辅助密封件、压紧件、传动件 2．机械零件设计时有哪四个主要要求？ 功能要求、可靠性要求、经济性要求、操作方便和安全要求 3．机械、机器和机构三者有何区别和联系？ 1）他们都是若干人为实体的组合 2)各实体之间具有确定的相对运动 3）能用来代替人们的劳动去实现机械能与其他形式能量之间的转换或做有用的机械功。具备以上（1）（2）两个特征的成为机构。及其与机构的主要区别在于：机器具有运动和能量（而且总包含有机械能）的转换，而机构只有运动的变换。机器由机构组成，机构是机械的运动部分，机构又是有构建组成，构件时机械运动的基本单元体。 4．构件和零件有何区别和联系？ 零件:组成机器的基本单元称为零件 零件是一个产品最小的组成单元，而构件可以是某个产品的某个组成部分，构件可以是一个零件，也可以由多个零件组成。 第一章作业 三：2、何谓运动链？如何使运动链成为机构？ 构件通过运动服连接而成的系统成为运动链。 当运动链具备以下条件时就成为机构： 具有一个机架。 具有足够的给定运动规律的构件。这种构件成为主动件。 4 、在计算机构自由度时，什么是局部自由度？什么是复合铰链？什么是虚约束？ 局部自由度使之机构中某些构件具有的并不影响其他构件运动关系的自由度。由三个或三个以上构件同时在一处用转动副连接，称此结构为复合铰链。某些情况下，机构中有些运动副引入的约束与其他运动副引入的约束相重复，此时，这些运动副对构件的约束，形式上虽然存在而实际上并不起作用，一般把这类约束成为虚约束。 6 、写出平面机构自由度计算公式，并说明式中各符号的意义 F=3n-2P5-P4；n为自由度不为零的运动构件个数；P4高副个数；P5为低副个数。 四：1．计算图1-1所示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）F=3n-2P5-P4=3X5-2X6-1=2 有复合铰链和虚约束 3、计算图1-3所示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加以说明）F=3n-2P5-P4=3X6-2X7-3=1 有复合铰链和虚约束 4、求图1-4所示实现直线轨迹机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束时请加
机械设计部分资料分解
1红色部分的字为不考的 2红色的答案为不确定的 本答案均为自己做，答案不一定正确 第二部分分类练习题 一、单项选择题： 1.机械设计这门课程，主要研究 A 的工作原理、结构和设计计算方法。 A．各类机械零件和部件B．通用机械零件和部件 C．专用机械零件和部件D．标准化的机械零件和部件 2.对于大量生产，强度要求较高，尺寸不大，形状较简单的零件，应选择 C 毛坯。 A. 自由锻造 B.冲压 C.模锻 D.铸造 3.机械零件中应用最广泛的材料，下列中 A 为优质碳素钢。 A. 45 B. ZG45 C. 40Cr D. ZCuSn10P1 E. Q235 4.在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A. 三角形螺纹 B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 矩形螺纹 5.在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是 A 。 A. 三角形螺纹 B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 矩形螺纹 6.螺纹连接防松的根本问题在于 C 。 A. 增加螺纹连接的轴向力 B. 增加螺纹连接的横向力 C. 防止螺纹副的相对转动 D. 增加螺纹连接的刚度 7.在螺纹连接中最常用的螺纹牙型是 C 。 A. 矩形螺纹 B. 梯形螺纹 C. 三角螺纹 D. 锯齿形螺纹 8.三角形螺纹的牙型角α= B 。 A. 30° B. 60° C. 0° D. 90° 9.在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是__C__。 A.提高强度 B.提高刚度 C.防松 D.减小每圈螺纹牙上的受力 10.计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原 来的__B__倍。 A. l.l B. l.3 C. 1.25 D. 0.3 11.用于连接的螺纹通常为三角形螺纹，这是因为三角形螺纹 A 。 A. 自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差
机械设计基础模拟试题2
模拟试题2 -、填空题 1 ?实现间歇运动的机构有_________________ 、_________________ O 2.轴上零件轴向固定的方法有 ______________ 、_________ 、__________ 。 3.齿轮轮齿失效形式主要有 __________________ 、____________________ 。 4.工作屮只受弯矩不受扭矩的轴叫 _______ 轴，只受扭矩不承受弯矩的轴叫_______ 轴。 5._____________________________________ 螺纹连接的常用防松方法有______ 、、o 6.已知一孔的标注尺寸为50。.，则该孔的最大极限尺寸_____________ ,尺寸公差 为__________ O 7.滚动轴承额定寿命是指同一批轴承，在相同运转条件下______________ 轴承不发生 _____________ 时运转的总转数。 二、选择题 1.____________________________________________________________ 平面四杆机构屮，是否存在死点，取决于 ___________________________________________ 是否与连杆共线。 A.主动件 B.从动件 C.机架 D.连架杆 2.下述几种运动规律中， ________________ 既不会产生柔性冲击也不会产生刚性 冲击，可用于高速场合。 A. 等速运动规律 B.摆线运动规律（正弦） C.等加速等减速运动规律 D.简谐运动规律（余弦） 3.斜齿圆柱齿轮的齿数z与模数叫不变，若增大螺旋角，则分度圆直径 d 1 _____ A.不变 B.增大 C.减小 D.不一定增大或减小 4.与齿轮传动相比，不能作为蜗杆传动的优点。 A.传动平稳，噪声小 B.传动比可以较大 C.可产生自锁 D.传动效率高 5.在设计直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮时，通常取小齿轮齿宽b-i大于大齿轮齿 宽应，其主要目的是_______
机械设计基础概念整理(部分)
绪论 1.机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量，物料，信息。凡将其他形式的能量变换为机械能的机器称为原动机。凡利用机械能去变换或传递能量，物料，信息的机器称为工作机。 2.机械包括机器和机构两部分。 3.机构：用来传递运动和力的，有一个构件为机架的，用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。 4.就功能而言，一般机器包含四个基本组成部分：动力，传动，控制，执行。 5.机构与机器的区别：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外，还包含电气，液压等其他装置。机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量，物料，信息的功能。 6.构件是运动的单元，零件是制造的单元。 7.机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理，结构特点，基本的设计理论和计算方法。 第1章平面机构的自由度和速度分析 1.自由度——构件相对于参考坐标系所具有的独立运动，称之为构件的自由度。 2.运动副－－两个构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。条件： a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 3.绘制机构运动简图 思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。 步骤：1）.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目； 2）.测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面），绘制示意图。 3）按比例绘制运动简图。简图比例尺：μl =实际尺寸m / 图上长度mm 4）.检验机构是否满足运动确定的条件。 4.机构具有确定运动的条件:机构自由度F>0，且F等于原动件数。 5.速度瞬心的定义:两个作平面运动构件上速度相同的一对重合点，在某一瞬时两构件相对于该点作相对转动，该点称瞬时回转中心，简称瞬心。 第2章平面连杆机构 1.由若干构件用低副（转动副、移动副）连接组成的平面机构，也称平面低副机构。 特点：①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损，形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。③连杆曲线丰富。可满足不同要求。 缺点：构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低； 产生动载荷（惯性力），不适合高速；③设计复杂，难以实现精确的轨迹。 2.曲柄—作整周定轴回转的构件；连杆—作平面运动的构件； 摇杆—作定轴摆动的构件；连架杆—与机架相联的构件； 整转副—能作3600相对回转的运动副；摆转副—只能作有限角度摆动的运动副。 3.铰链四杆机构有整转副的条件为： （1）最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。 （2）整转副由最短杆与其邻边组成。 注意，具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄，还应判断选择哪一个杆作为机架（即，取最短杆或者最短杆的邻边作机架，则存在曲柄）。