机械设计基础复习

机械设计基础复习

This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

第一章第三章 机器,机械,机构的概念 1.机构的组成要素： （1）构件，构件与零件有什么区别 （2）运动副，运动副有哪些常用类型掌握常用运动副的特点； （3）运动链，机构 2、自由度，约束掌握平面机构自由度的计算公式； 3、掌握机构自由度的意义和机构具有确定运动的条件； 练习 1.一个作平面运动的自由构件有 3 个自由度。 2.机械是 机器 和 机构 的总称。 3.使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为 运动副 。 4.六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。（ × ） 5、复合铰链、局部自由度、虚约束，在计算机构自由度时，如何处理 6..零件是 机械中制造的 单元，构件是 机械中运动的 单元。 7.机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间 B 产生相对运动。 A 、可以 B 、不能 C 、不一定能 8..两构件通过______ 面接触 _构成的运动副称为低副，它引入___2____个约束；两

9.构件通过_点，线接触 _______构成的运动副称为高副，它引入____1___个约束。 10.当机构的自由度F 0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。（√ ） 11.机器中独立运动的单元体，称为零件。（× ） 第四章平面连杆机构 1、平面四杆机构的基本型式是什么它有几种类型 2、曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构的特点各是什么他们有哪些用途 3、铰链四杆机构有曲柄的条件是什么 4. 什么是压力角传动角掌握连杆机构传动角的计算方法；最小传动角的位置； 5、极位夹角急回运动行程速比系数掌握极位夹角与行程速比系数的关系式； 6、机构的死点位置掌握死点位置在机构中的应用；

7.已知行程速比系数设计四杆机构

(曲柄滑块机构、导杆机构)；已知连杆的两对应位

置；已知摇杆的两对应位置；

练习 A B C F A G H E O M N 1 8 7 2 4 5 6 A

B D F E

C 3 I G

1.当连杆机构处于死点位置时，有 。

2.一个曲柄摇杆机构，行程速比系数等于，则极位夹角等于 。

3.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于42o ，则行程速比系数等于 。

4.机构具有确定运动的条件是 数目等于机构的自由度数。

5.曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，其连杆与摇杆的夹角∠BCD ＝130°，其传动角

为 。

6..当行程速度变化系数k 时，机构就具有急回特性。

A 小于1； B. 大于1； C. 等于1；

D. 等于0 7.平面连杆机构的曲柄为主动件，则机构的传动角是 。

8.平面铰链四杆机构具有曲柄的条件是 且 。

9.曲柄滑块机构在 ，会出现死点

9.在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。 （ ）

10.对心曲柄滑快机构 急回特性。

11.偏置曲柄滑快机构 急回特性。

12.机构处于死点时，其传动角等于 。

13.曲柄滑快机构，当取 为原动件时，可能有死点。

14.机构的压力角越 对传动越有利。

15.图示铰链四杆机构，以AB 为机架称 机构；以CD 为机架称 机构。

16.平面连杆机构可利用急回特

性，缩短非生产时间，提高生产率。

（ ）

17.曲柄摇杆机构中，曲柄为最短

杆。

（） 18.一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。则当 为原动件时，称为机

构的死点位置。

19.当极位夹角θ 时，机构就具有急回特性。

A <0；

B >0；

C =0。

20.判断一个平面连杆机构是否具有良好的传力性能，可以 的大小为依据。

21.画出传动角和压力角，及传动角最小时的位置

第五章 凸轮机构及其设计

B D

1、凸轮机构是如何分类的

2、凸轮的基圆、偏距、从动件行程、从动件推程、从动件回程、从动件远（近）休程

3、凸轮的推程运动角、回程运动角、远（近）休止角

4、凸轮从动件有几种基本运动规律各有何特点

7、凸轮机构的压力角

练习

1. 在凸轮机构中，从动件的运动规律为时，机构会产生刚性冲击。

2.凸轮机构的优点和缺点

3、凸轮机构是凸轮、和机架组成的高副机构。

4、凸轮机构中，凸轮与从动件的接触处，是以点或线相接触，形成副。

5、凸轮按形状分为凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。

6、按从动件与凸轮的接触形式可分为从动件、滚子从动件和平底从动件三种类型。

7、在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中，运动规律具有刚性冲击；运动规律具有柔性冲击；而运动规律无冲击。。

8、按从动件的运动形式分，凸轮机构有从动件和摆动从动件凸轮机构两大类。

9、凸轮机构中，从动件的运动规律取决于。

A、凸轮轮廓的大小

B、凸轮轮廓的形状

C、基圆的大小

10、滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是指( )。

11、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，加速度值为。

A、零

B、无穷大

C、常量

12、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，将引起冲击。

A、刚性

B、柔性

C、无

13、等加速等减速运动规律的凸轮机构将引起。

A、刚性

B、柔性

C、无

14、简谐运动规律的凸轮机构将引起。

A、刚性

B、柔性

C、无

15.当凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（）。

A、将产生刚性冲击

B、将产生柔性冲击

C、将产生有限度的冲击

D、没有冲击

16、在凸轮机构中，若从动件在推程和回程采用等速运动，则运转平稳，无冲击。

（）

17、凸轮机构的优点是只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律。

（）

四、分析计算题

1、已知凸轮机构如图所示，试在图上标注：

（1）凸轮的基圆半径r

min

从动件的升程h

（2）推程运动角δ

t 回程运动角δ

h

（3）远休止角δ

s 近休止角δ

s‘

（4）当凸轮转过90°时，从动件的位移s，当凸轮转过180°时，机构的压力角α2、已知凸轮机构如图所示，试在图上标注：

（1）凸轮的基圆半径r

min

（2）从动件的升程h

（3）推程运动角δ

t

（4）回程运动角δ

h

（5）远休止角δ

s

（6）近休止角δ

s‘

（7）当凸轮转过90°时，从动件的位移s

（8）当凸轮转过180°时，机构的压力角α

第七章螺纹

重要基本概念

1．常用螺纹有哪几类哪些用于联接，哪些用于传动，为什么哪些是标准螺纹

常用的有：三角螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹用于联接，其余用于传动。

因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。除矩形螺纹外，其余均为标准螺纹。2．何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么预紧力的最大值如何控制

螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧

的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性（防松能力）。拧紧后，预紧应力的大小

不得超过材料屈服极限σS的80%。

3．螺纹联接有哪些基本类型适用于什么场合

螺纹联接有4 中基本类型。螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。

螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间），

又不需要经常拆卸的场合。双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。

4．紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算，但须将拉力增大30%，为什么

考虑拧紧时的扭剪应力，因其大小约为拉应力的30%。

5．提高螺纹联接强度的措施有哪些

1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免

螺栓的附加载荷（弯曲应力）；5）采用合理的制造工艺。

6．为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈（使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度）

因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为

总载荷的1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高

螺纹联接强度。

7．联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松根据防松原理，防松分哪几类

因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或

消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严

重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。

练习

1.螺纹联接的基本类型有、、、。

2.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用联接。

3. 受拉螺栓的强度计算公式中的“”的意义是。

4.联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松根据防松原理，放松方法分哪几类

5.紧螺栓联接中，拧紧后，预紧应力大小不得超过材料的屈服强度的。

A. 80%

B. 50% %

何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么

紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算，但须将拉力增大 30%，为什么

第八，九章带传动，链传动

带传动特点

1．失效形式和设计准则

失效形式：打滑、疲劳破坏。

设计准则：保证带传动不打滑，使带具有足够的疲劳寿命。

2．确定小带轮直径考虑哪些因素

(1) 最小带轮直径，满足d1≥dd min，使弯曲应力不至于过大；

(2) 带速，满足 5 ≤v ≤ 25 m/s；

(3) 传动比误差，带轮直径取标准值，使实际传动比与要求的传动比误差不超过3~5%；

(4) 使小带轮包角≥

120；

(5) 传动所占空间大小。

3．V带传动在由多种传动组成的传动系中的布置位置

带传动不适合低速传动。在由带传动、齿轮传动、链传动等组成的传动系统中，应将带传动布置在高速级。若放在低速级，因为传递的圆周力大，会使带的根数很多，结构大，轴的长度增加，刚度不好，各根带受力不均等。

另外，V带传动应尽量水平布置，并将紧边布置在下边，将松边布置在上边。这样，松边的下垂对带轮包角有利，不降低承载能力。

4．带传动的张紧的目的，采用张紧轮张紧时张紧轮的布置要求

张紧的目的：调整初拉力。

采用张紧轮张紧时，张紧轮布置在松边，靠近大轮，从里向外张。因为放在松边张紧力小；靠近大轮对小轮包角影响较小；从里向外是避免双向弯曲，不改变带中应力的循环特性。

5. 简述带传动产生弹性滑动的原因和不良后果

答：原因：带在紧边和松边所受拉力不等，即存在拉力差；带有弹性，受拉变形，且在紧边和松边变形不等。

后果：弹性滑动引起摩擦磨损，发热，传动效率降低；使主动轮和从动轮圆周速度不等，即存在滑动率，使带传动传动比不准。

6.为什么说弹性滑动是带传动固有的物理现象

答：弹性滑动在带传动中是不可避免的。因为产生弹性滑动的原因是：带的弹性和带在紧边和松边所受拉力不等（拉力差），而带的弹性是固有的，又因为传动多大圆周力就有多大拉力差，拉力差随载荷变化而变化，因此拉力差也是不可避免的。所以，弹性滑动在带传动中不可避免，传动比的大小也随载荷变化。

练习：

1.简要叙述带传动的特点

2.水平布置带传动时，一般应使松边在上,紧边在下，其目的是。

3. 带传动中，带所受最大应力值发生在。

4.什么是带传动的弹性滑动为什么带的弹性滑动是不可避免的

5.带传动张紧的目的是什么张紧轮应安放在松边还是紧边上，为什么

一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么

.6.带传动的弹性滑动。

A.是可以避免的

B.是不可避免的

C.只要不过载是可以避免的

D.只要不打滑

是可以避免的

7.为了保证带和带轮良好接触普通V带的楔角φ与相应的带轮的楔角φ’的关系

为。

A. φ= φ’

B. φ＜φ’

C. φ＞φ’

8.带传动中内张紧轮应靠近，外张紧轮。

A．大带轮； B. 小带轮； C. 两轮中部

9.水平布置带传动时，一般应使松边在上，其目的是为了。

10.小带轮包角对带传动有何影响为什么只给出小带轮包角的公式

11 带传动的主要类型有哪些各有何特点试分析摩擦带传动的工作原理。

答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。

摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。

12 什么是有效拉力什么是初拉力它们之间有何关系

答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力。

当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。紧边拉力为，松边拉力为。带两边的拉

力之差称为带传动的有效拉力F 。

1．链传动的主要工作特点

(1) 平均传动比准确，没有弹性滑动；

(2) 可以在环境恶劣的条件下工作（突出优点）；

(3) 中心距大，传递动力远，结构较小，没有初拉力压轴力小；

(4) 瞬时传动比不准，工作中有冲击和噪声；

(5) 只限于平行轴之间的传动，不宜正反转工作。

2.．滚子链条的主要参数尺寸

主要尺寸参数：节距、链长、排数。节距是最重要的参数。

链条的链号表示其节距的大小，是英制单位，换算为标准计量单位为：

P=链号16mm

练习

1．与带传动、齿轮传动相比，链传动有何特点

2．为什么链传动中链节数一般采用偶数而链轮齿数一般选用奇数

3.滚子链16A-1x88 GB/T1243-1997中，其节距排数、整链链节数节。

4.在设计滚子链时，一般将链节数取成偶数，其主要目的是。

第10章齿轮机构

1、齿轮机构的类型

2、了解齿轮齿廓的形成原理；

3、渐开线的性质、渐开线齿廓啮合传动的特点；

4、渐开线圆柱齿轮各部分的名称；

5、渐开线圆柱齿轮的基本参数、渐开线齿轮的基本齿廓；

6、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算；

7、渐开线齿廓的加工原理（范成法、仿形法）；

8、渐开线齿轮根切现象产生的原因、渐开线齿轮的变位；

9、一对渐开线齿轮的正确啮合条件；

10、斜齿轮的基本参数、斜齿轮传动的几何尺寸计算；

11、斜齿轮传动的正确啮合条件；

12、斜齿轮传动的优缺点；

13、了解蜗杆、蜗轮的形成原理与方法；

14、了解蜗杆传动的优缺点；

15、了解直齿圆锥齿轮的齿形、背锥

16．掌握直齿圆锥齿轮的基本参数和啮合特点；

,第十一章蜗杆

1、了解蜗杆蜗轮的正确啮合条件；

2、了解蜗杆传动的基本参数和；

练习：

1.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于。

2.当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持不变，其

原因为。

3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：

4.为了实现两根相交轴之间的传动，可以采用。

A．蜗杆传动 B．斜齿圆柱齿轮传动 C．直齿锥齿轮传动 D．圆柱齿轮传动

5.齿轮传动的主要失效形式有哪些。

6.渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：

7.标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为。

8.蜗杆蜗轮传动中，以面的参数作为标准值；锥齿轮传动中，以面的参数作为标准值。

9.用法加工标准直齿圆柱齿轮时，如果齿轮齿数少于，将发生根切。

10.齿轮的渐开线形状取决于它的直径。

A．齿顶圆 B. 分度圆 C. 基圆 D. 齿根圆

11.一对渐开线齿轮传动中，若两轮的实际中心距大于标准中心距，则其传动比

将。

A．增大； B. 保持不变；C.减小； D. 可能增大，也可能减小；

12.标准圆柱直齿轮模数为2mm，其分度圆上压力角等于，分度圆上齿槽宽等

于，分度圆直径。

13.斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的__ _。

A.端截面中

B.法截面中

C.轴截面中

D.分度面中.

14.直齿圆锥齿轮的尺寸计算都以参数为标准参数。

A. 轴面

B. 法面

C. 小端

D. 大端

15.以下中4个标准齿轮中：齿轮渐开线形状相同，齿轮能正确啮合。

A． m1=4mm,z1=25; B. m2=4mm,z2=50; C. m3=3,z3=60; D. m4=,z4=40

16.对于一渐开线标准圆柱齿轮，其模数越大，则。

A．分度圆越大B．压力角越大C．齿根高越小

17.渐开线斜齿圆柱齿轮只要是两齿轮的法面模数、法面压力角分别相等即可正确啮

合。（）

18.两斜齿轮外啮合传动时，其螺旋角应大小相等，旋向相反。 ( )

19.一对能够相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时，其分度圆压力角也随之

加大。（）

20.蜗杆蜗轮传动由于摩擦较大，因此蜗轮材料可用减磨性好的青铜制造。（）

21.钢铁是由铁和碳组成的铁碳合金。（）

22.蜗杆传动为何进行热平衡计算。热平衡计算不满足应采用哪些措施。

23.渐开线在______上的压力角、曲率半径最小。

24.在范成法加工常用的刀具中，______能连续切削,生产效率更高。

25.渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角_____法面压力角。

A.大于

B.小于

C.等于

D.大于或等于

26.为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动，应使实际啮合线长度( )基圆

齿距。

A.大于；

B. 等于；

C.小于；

27.圆锥齿轮的标准模数和压力角规定在（）。

28在齿轮中，齿顶所确定的圆称为 _，齿槽底部所确定的圆称为__。

29.一对能够相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时，其分度圆压力角也随之

加大。（）

30.对于单个齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。（）

31.圆锥齿轮和蜗轮蜗杆都属于空间齿轮机构。（）

32.两斜齿轮外啮合传动时，其螺旋角应大小相等，旋向相反。 ( )

33.阿基米德圆柱蜗杆的模数, 应符合标准数值。

a、端面

b、法面

c、轴面

34.按蜗杆形状不同，蜗杆分：————，————，————。

34.普通圆柱蜗杆按加工刀具位置不同分——，——，——。其中——应用最广泛。

35.蜗杆传动特点：优点-----，------，------，-缺点---------，----------。

36.蜗杆传动正确啮合条件：

37.蜗杆分度圆直径如何计算

38.因齿轮传动比i=z2/z1=d2/d1,蜗杆传动比i=z2/z2=d2/d1（），

为什么

蜗杆材料一般-----制作，蜗轮-----制作。

热平衡计算不满足应采用哪些措施。

手动起重装置，R=200mm,D=200mm，

蜗杆参数：d1==1,Z2=50求：使重物上升1m 手柄所转圈数n1和转向.

第12章轮系及其设计

掌握以下内容：

１、轮系的类型、轮系的功用；

２、定轴轮系传动比的计算；

３、周转轮系传动比的计算；

４、混合轮系传动比的计算；

周转轮系按其自由度的不同可分为和。

平面定轴轮系传动比的大小等于；从动轮的回转方向可用方法来确定。

在周转轮系中，轴线固定的齿轮称为；兼有自转和公转的齿轮称为；而这种齿轮的动轴线所在的构件称为。

4.组成周转轮系的基本构件

有：；，；.

习题

书中习题

第十四章

重要基本概念

1．直轴按承受载荷的性质分为三类

传动轴：在工作中主要承受转矩，不承受弯矩或承受弯矩很小。

心轴：在工作中只承受弯矩，不承受转矩。心轴又分为固定心轴和转动心轴。

转轴：在工作中既承受弯矩，又承受转矩。

第十五章

滚动轴承的失效形式．

滚动轴承的设计准则

轴承的选用原则：

练习：

1.回答滚动轴承6315/P5中各数字和字母代表的意义，

2.深沟球轴承，角接触球轴承，推力轴承，。，

A．仅能承受径向载荷 B.仅承受轴向载荷 C.能承受径向载荷和单向轴向载荷 D.主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷

3.回答滚动轴承中各数字和字母代表的意义，并回答该轴承的内径，公差等级和游隙组。

7(0)312AC/P6，62203 ，

N105 / P5 ，3 0213P6

4.滚动轴承6216表示该

轴承的类型为，内径为 mm

_能很好地承受径向载荷与轴向载荷的综合作用。

A. 深沟球轴承

B. 角接触球轴承

C. 推力球轴承

D. 圆柱滚子轴承