第五版 机械设计基础1-18章答案(全)
机械设计基础习题答案第一章平面机构的自由度和速度分析
1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。
图 1-1 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
1-14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。
第二章平面连杆机构
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 2-3 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
解 : （ 1 ）由题意踏板在水平位置上下摆动，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。取适当比例图尺，作出两次极限位置
和（见图2.17 ）。由图量得：，。
解得：
由已知和上步求解可知：
，，，
（ 2 ）因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取和代入公式
（ 2-3 ）
计算可得：
或：
代入公式（ 2-3 ）′，可知
题 2-6解：因为本题属于设计题，只要步骤正确，答案不唯一。这里给出基本的作图步骤，不给出具体数值答案。作图步骤如下（见图 2.18 ）：
（ 1 ）求，；并确定比例尺。
（ 2 ）作，。（即摇杆的两极限位置）
（ 3 ）以为底作直角三角形，，。
（ 4 ）作的外接圆，在圆上取点即可。
在图上量取，和机架长度。则曲柄长度，摇杆长度
。在得到具体各杆数据之后，代入公式（ 2 —3 ）和（ 2-3 ）′求最小传动
角，能满足即可。
图 2.18
题 2-7
图 2.19
解 : 作图步骤如下（见图 2.19 ）：
（ 1 ）求，；并确定比例尺。
（ 2 ）作，顶角，。
（ 3 ）作的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。
（ 4 ）作一水平线，于相距，交圆周于点。
（ 5 ）由图量得，。解得：
曲柄长度：
连杆长度：
题 2-8
解 : 见图 2.20 ，作图步骤如下：
（ 1 ）。
（ 2 ）取，选定，作和，。
（ 3 ）定另一机架位置：角平分线，。
（ 4 ），。杆即是曲柄，由图量得曲柄长度：
题 2-9解：见图 2.21 ，作图步骤如下：
（ 1 ）求，，由此可知该机构没有急回特性。
（ 2 ）选定比例尺，作，。（即摇杆的两极限位置）（ 3 ）做，与交于点。
（ 4 ）在图上量取，和机架长度。
曲柄长度：
连杆长度：
第三章凸轮机构
3-1解
图 3.10 题3-1解图
如图 3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线，此线为
凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。推程运动角如图所示。
3-2解
图 3.12 题3-2解图
如图 3.12所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过D点作偏距圆的下切线，此线为
凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在D点接触时的压力角如图所示。
第四章齿轮机构4-1解分度圆直径
机械设计基础第十四章 机械系统动力学
第十四章 机械系统动力学 14-11、在图14-19中，行星轮系各轮齿数为123z z z 、、，其质心与轮心重合，又齿轮1、2对质心12O O 、的转动惯量为12J J 、，系杆H 对的转动惯量为H J ，齿轮2的质量为2m ，现以齿轮1为等效构件，求该轮系的等效转动惯量J ν。 2222 2121221 12323121 13212 1 13222 12311212213121313 ( )()()()1()()()( )()()()o H H H o H J J J J m z z z z z z z z z O O z z z z z z z O O J J J J m z z z z z z z z νννωωω ωωωω ωω ωωωωνω=+++=-= += +=+-=++++++解： 14-12、机器主轴的角速度值1()rad ?从降到时2()rad ?，飞轮放出的功 (m)W N ，求飞轮的转动惯量。 max min 122 2 121 ()2 2F F Wy M d J W J ?ν??ωωωω==-=-? 解： 14-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应，以曲柄和连杆所组成的转动副A 的中心为等效力的作用点，等效阻力变化曲线c A F S ν-如图14-22所示。等效驱动力a F ν为常数，等效构件（曲柄）的平均角速度值25/m rad s ?=， 3 H 1 2 3 2 1 H O 1 O 2
不均匀系数0.02δ=，曲柄长度0.5OA l m =，求装在主轴（曲柄轴）上的飞轮的转动惯量。 (a) W v 与时间关系图 （b ）、能量指示图 a 2 24()2 3015m Wy=25N m 25 6.28250.02 c va OA vc OA OA va F W W F l F l l F N Mva N J kg m νν=∏?∏=∏+==∏= =?解：稳定运动循环过程 14-17、图14-24中各轮齿数为12213z z z z =、，，轮1为主动轮，在轮1上加力矩1M =常数。作用在轮 2 上的阻力距地变化为： 2r 22r 020M M M ??≤≤∏==∏≤≤∏=当时，常数；当时，，两轮对各自中心的转动惯量为12J J 、。轮的平均角速度值为m ω。若不均匀系数为δ，则：（1）画出以轮1为等效构件的等效力矩曲线M ν?-；（2）求出最大盈亏功；（3）求飞轮的转动惯量F J 。 图14-24 习题14-17图 40Nm 15∏ 12.5∏ 22.5∏ 15Nm ∏ 2∏ 2.5∏ 4∏ 25∏ 1 1 z 2 z 2 r M 2 M ∏ 2∏ 2?
机械设计基础第一章
《机械设计基础》电子教案 第一章机械设计基础概论 课题机械设计基础概论 授课日期授课类型理论课课时 教学目标了解机械及其组成 机械设计的基本要求和一般程序 金属材料的性能 机械零件的常用材料 机械零件的力学基础 摩擦、磨损及润滑 本课程的研究内容、性质及任务 教学内容机械及其组成 机械设计的基本要求和一般程序 金属材料的性能 机械零件的常用材料 机械零件的力学基础 摩擦、磨损及润滑 本课程的研究内容、性质及任务 教学方法教师讲解与学生领悟、练习相结合。 教学资源多媒体教室，多媒体课件 教学步骤及主要内容备注教学环节教学内容
讲授新知 第一节机械及其组成 1 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能力、物流和 (1)动力部分。 (2) (3) (4)控制部分。 2 机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用运动副连接起来的构件系统。 1 从运动学的角度看，机器是由若干个运动的单元所组成，这些运动单元称为构件。构件可以是单一的整体(如活塞)，也可以 2 零件是组成构件的基本单元。零件可以分为两类，一类是通用零件，在各种机器中普遍使用，如螺母、齿轮、键等；另外一类是专用零件，在少数机器中使用，如内燃机的曲轴，汽轮机中 第二节机械设计的基本要求和一般程序 机械零件的常见失效形式有断裂或过大的塑性变形，过大的弹性变形，工作表面失效（如磨损、疲劳点蚀、表面压馈、胶合等），发生强烈的振动以及破坏正常工作条件引起的失效（如连 1. 2. 3. 4. 5. 6.其他方面的要求 （1）根据零件在机械中的地位和作用，选择零件的类型和结（2）分析零件的载荷性质，拟定零件的计算简图，计算作用（3）根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择适当的（4）分析零件可能出现的失效形式，决定计算准则和许用应
机械设计基础 作业
作业 1. 计算下图的自由度，若有复合铰链，局部自由度和虚约束应具体指出。 （a ） （b ） 解：B 处为复合铰链，D 处为局部自由度，F 或E 处为虚约束， N=6,PL=8,PH=1 F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1 2．有一钢制液压油缸，如图示。缸内油压P =1.6 MPa ，缸体内径D=160mm ，螺栓分布圆直径D 0=200mm ，缸盖外径D 1=240mm.。为保证气密性要求, 残余预紧力取为工作载荷的1.8倍，螺栓 间弧线距离不大于100mm 。已知螺栓的许用应力为[σ]=102MPa 。试计算螺栓小径。提示: 螺栓数可取为8 。 解：先进行螺栓的受力分析： 在缸内油压P 的作用下，螺栓组联接承受的轴向力为： N D P P V 6.3215316046.1422 =??=?=π π 在轴向力P V 的作用下，各螺栓所承受轴向工作载荷为：
N Z P F V 2.40198 6.32153min === 所以单个螺栓承受的总拉力： N F F F F Q Q P 76.112532.40198.28.28.1'=?==+=+= 因此，螺栓危险截面的直径为： ][52.13102 76.112533.143.141=???=?≥πσπQ d ㎜ 故螺栓小径d 1≥13.52㎜ 3. 某轴仅作用平稳的轴向力，由一对代号为6308的深沟球轴承支承。若轴的转速n=3000r/min ，工作温度不超过100℃，预期寿命为10 000h ，试由寿命要求计算轴承能承受的最大轴向力。 注: 已知6308轴承C=40800N ，C 0=24000N, A /C 0=0.084，X=0.56, Y=1.55。 解：已知6308轴承C=40800n ，C 0=24000n 。轴承只受轴向力，径向力ft 可忽略不计，故，F a /F r >e 。 由寿命公式： επ??? ??=P C L a 60106 令L h =L h ’=10000h ，则可解出： N nL C P h 335410000 300060104080060103666=???== ⑴设F a /C 0=0.07,由系数表查得，X=0.56,Y=1.63.取f P =1.0，则根据当量动载公式： ()a a t P YF YF XF F P =+= 故轴向力F a 可求得为 N Y P F a 205863 .13354=== 此时，F a /C 0=2058/2400=0.9,仍与所设不符。 ⑵设F a /C 0=0.085,查表得得Y=1.546, N Y P F a 2169546 .13354=== F a /C 0=2169/24000=0.09,仍与所设不符。 ⑶设F a /C 0=0.09,查表得得Y=1.256, 同法求得F a =2198N, F a /C 0=0.091,与假设基本相符。 结论：6308轴承可以承受的最大轴向力为2198N 。
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》作业答案 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1－1 1－2 1－3 1－4 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双
曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-7 设计一曲柄滑块机构，如题2-7图所示。已知滑块的行程mm s 50=，偏距 mm e 16=，行程速度变化系数2.1=K ，求曲柄和连杆的长度。 解：由K=1.2可得极位夹角 第三章 凸轮机构 3-1 题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知AB 段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角Φ。 3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以C 点为圆心的圆盘，试求轮廓上D 点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。
合工大机械设计基础作业部分答案
3 凸轮机构 1．【答】 根据形状，可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮三类。 基本组成部分有凸轮、从动件和机架三个部分。 凸轮与从动件之间的接触可以通过弹簧力、重力或凹槽来实现。 2．【答】 从动件采用等速运动规律时，运动开始时，速度由零突变为一常数，运动终止时，速度由常数突变为零，因此从动件加速度及惯性力在理论上为无穷大（由于材料有弹性变形，实际上不可能达到无穷大），使机构受到强烈的冲击。这种由于惯性力无穷大突变而引起的冲击，称为刚性冲击。 从动件运动时加速度出现有限值的突然变化，产生惯性力的突变，但突变是有限的，其引起的冲击也是有限的，这种由于加速度发生有限值突变而引起的冲击称为柔性冲击。等加速等减速运动规律和简谐运动规律都会产生柔性冲击。 3．【答】应注意的问题有： 1）滚子半径：必须保证滚子半径小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径；在确保运动不失真的情况下，可以适当增大滚子半径，以减小凸轮与滚子之间的接触应力； 2）校核压力角：进行为了确保凸轮机构的运动性能，应对凸轮轮廓各处的压力角进行校核，检查其最大压力角是否超过许用值。如果最大压力角超过许用值，一般可以通过增加基圆半径或重新选择从动件运动规律； 3）合理选择基圆半径：凸轮的基圆半径应尽可能小些，以使所设计的凸轮机构可能紧凑，但基圆半径越小，凸轮推程轮廓越陡峻，压力角也越大，致使机构工作情况变坏。基圆半径过小，压力角就会超过许用值，使机构效率太低，甚至发生自锁。 4．【答】绘制滚子从动件凸轮轮廓时，按反转法绘制的尖顶从动件的凸轮轮廓曲线称为凸轮的理论轮廓。由于滚子从动件的中心真实反映了从动件的运动规律和受力状况，因此基圆半径和压力角应在理论轮廓上量取。
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4
1－5 自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6
自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10 自由度为： 1 1 28 30 1 )2 2 1 14 2( 10 3 ' )' 2( 3 = -- = - - ? + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 2 24 27 2 1 12 2 9 3 2 3 = -- = ? - ? - ? = - - = H L P P n F 1－11
22 424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω 1 41314133431==P P P P ωω 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。
西南石油大学《机械设计基础》(II)48学时作业参考
第二章 平面机构的自由度和速度分析 习 题 2-2抄画图2-26所示机构简图，补注构件号、运动副符号、计算自由度F 。若有局部自由度、复合铰链、虚约束，请在图上明确指出。 解：活动构件n=4 A 处为复合铰链，3’处为虚约束，无局部自由度。 2 214243 23=?-?-?=--=H L P P n F (a) 周转轮系 解：活动构件n=8 2为无局部自由度，无复合铰链，无虚约束 1 1111283 23=?-?-?=--=H L P P n F (b) 锯木机机构
解：活动构件n=6 D 处为复合铰链，有3个转动副，无虚约束，无局部自由度。 1 317263 23=?-?-?=--=H L P P n F (c) 连杆齿轮组合机构 解：活动构件n=9 无复合铰链，无虚约束，无局部自由度。 1 0113293 23=?-?-?=--=H L P P n F (d) 多杆机构 解：活动构件n=7 A 、 B 、 C 、 D 处为复合铰链，四处的转动副数均为2，无虚约束，无局部自由度。 2 318273 23=?-?-?=--=H L P P n F (e) 连杆齿轮组合机构
解：活动构件n=7 滚子5和9处存在局部自由度，同时D ’处为虚约束，无复合铰链。 1 219273 23=?-?-?=--=H L P P n F (f) 凸轮连杆机构 图2-26 几种机构运动简图 2-3画出图2-27所示机构的运动简图并计算自由度F 。试找出原动件，并标以箭头。 解：活动构件n=3 无复合铰链，无局部自由度，无虚约束。 1 014233 23=?-?-?=--=H L P P n F 图2－27（a ） 解：活动构件n=4 无复合铰链，无局部自由度，无虚约束。 1 115243 23=?-?-?=--=H L P P n F 图2－27（b ）
最新13-14机械设计基础练习题
机械设计基础练习题 绪论和项目一平面机构的结构分析 一、选择题： 1、机构具有确定运动的条件是（）。 A.自由度大于零 B.自由度数等于原动件数 C.自由度大于1 D.自由度数大于原动件数 2、由3个构件汇交而成的复合铰链应具有的转动副数为( )。 A. 1 B.2 C. 3 D.4 3、一个作平面运动的自由构件的自由度数为( )。 A.1 B. 2 C.3 D.4 4、组成机械的各个相对运动的运动单元称为( )。 A．机构 B.构件 C.零件 D.机器 5、机器和机构统称为（）。 A.机器 B.机械 C.构件 D.部件 二、填空题： 1、两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接称为。 2、两构件以面接触所形成的运动副称为。 3、两构件以接触或接触所形成的运动副称为高副。 4、平面机构中的低副分为转动副和两种。 5、平面连杆机构各构件以副连接。 6、组成一个机构的四大要素是机架、主动件、从动件和。 7、平面机构自由度的计算公式为。 三、判断题： 1、虚约束对运动不起作用，也不能增加构件的刚性。 2、若两个构件之间组成两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。 3、机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够，会成为真约束。 4、一台机器可以只含有一个机构，也可以由几个机构组成。 5、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。 项目二平面连杆机构 一、选择题： 1、单缸内燃机属于（）机构。 A.曲柄滑块 B.双摇杆 C.导杆 D.摇块 2、以下关于机构急回运动特性的论述正确的是（）。 A.急回运动特性只有曲柄摇杆机构具有。 B.急回运动特性可用来缩短空回行程时间，提高生产率。 C.极位夹角等于零时，机构具有急回特性。 D.行程速度变化系数越小，急回特性越显著。 3、设计连杆机构时，为了具有良好的传动条件，应使（）。 A、传动角大一些，压力角小一些 B、传动角和压力角都小一些 C、传动角和压力角都大一些 D、传动角小一些，压力角大一些 4、曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件时，（）死点位置。
杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解 第14章 轴【圣才出品】
第14章轴 14.1复习笔记 一、轴的功用和类型 轴是机器中的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件和传递转矩。 1．按承受载荷的不同分类 （1）转轴 既传递转矩又承受弯矩的轴。 （2）传动轴 只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。 （3）心轴 只承受弯矩而不传递转矩的轴。 2．按轴线的形状不同分类 按轴线的形状可分为直轴、曲轴、挠性钢丝轴。 二、轴的材料 轴的材料常采用碳钢和合金钢。 1．碳钢 45号钢应用最为广泛，为了改善其力学性能，应进行正火或调制处理。不重要或受力较小的轴，则可采用Q235、Q275等碳素结构钢。 2．合金钢
合金钢具有较高的力学性能与较好的热处理性能，但价格高。 三、轴的结构设计 1．制造安装要求 （1）为便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯形； （2）对于一般剖分式箱体中的轴，其直径从轴端逐渐向中间增大； （3）为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的端部应有倒角； （4）轴上磨削的轴端，应有砂轮越程槽； （5）车制螺纹的轴端，应有螺纹退刀槽； （6）在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工。 2．轴上零件的定位 安装在轴上的零件，必须有确定的轴向定位。阶梯轴上的截面尺寸变化处称为轴肩，可起到轴向定位的作用。 3．轴上零件的固定 （1）轴上零件的轴向固定 零件轴向固定的方法主要有轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈等。 ①当无法采用套筒或套筒太长时，可采用圆螺母加以固定。 ②为保证轴上零件紧靠轴肩，轴肩的圆角半径r必须小于相配零件的倒角C1或圆角半径R，轴肩高h必须大于C1或R。 ③轴向力较小时，零件在轴上的固定可采用弹性挡圈或紧定螺钉。 （2）轴上零件的周向固定 轴上零件的周向固定，大多采用键、花键或过盈配合等连接形式。采用键连接时，为加
2010年秋季学期机械设计基础第三次作业
2010年秋季学期机械设计基础第三次作业 一、分析计算题（100分，共 5 题，每小题 20 分） 1. 一牵曳钩用2个M10（d l =8.376mm ）的普通螺栓固定于机体上，如下图所示。已知接合面间摩擦系数f s =0.15，可靠性系数K f =1.2，螺栓材料强度级别为6.8级，许用安全系数[S]=3。试计算该螺栓组联接允许的最大牵引力F Rmax 。 2. 图示蜗杆传动，蜗杆为主动件。已知m=2.5mm ，d 1=45mm ，传动比i=50，蜗轮齿数z 2=50。要求： 1）在图上蜗杆与蜗轮啮合处画出作用力（F t1，F r1，F a1，F t2，F r2，F a2）的方向； 2）在图上画出蜗轮n 2的转向和螺旋线的方向； 3）计算出蜗杆的导程角γ、传动的中心距a 。 3. 设有一A 型普通平键连接。已知：轴的直径d=50mm ，键宽b=14mm ，键高h=9mm ，键的公称长度L=90mm ，键的许用切应力[τ]=90MPa ，其许用挤压应力[σp ]=100MPa 。试问：该键连接所能传递的最大转矩是多少？ 4. 在一个中心距为250mm 的旧箱体内，配上一对z 1=18，z 2=81，m n =5mm 的斜齿圆柱齿轮，试求该对齿轮的螺旋角β。若小齿轮为左旋，则大齿轮应为左旋还是右旋？ 5. 如图所示，已知四杆机构各构件长度为a=240mm ，b=600mm ，c=400mm ，d=500mm ，试问： 1）当取AD 为机架时，是否有曲柄存在？ 2）若各构件长度不变，能否以选不同构件为机架的办法获得双曲柄机构或双摇杆机构？如何获得？
答案： 一、分析计算题（100分，共 5 题，每小题 20 分） 1. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案：
机械设计基础答案
《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11
1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知： s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中，BCA AB BC ∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 045sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ时
方向如图中所示
第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。
机械设计基础作业
郑州大学现代远程教育《机械设计基础》课程考核 要求 说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD格式的文档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功。 一．作业要求 1.作业题中涉及到的公式、符号以教材为主； 2.课程设计题按照课堂上讲的“课程设计任务与要求”完成。设计 计算说明书不少于20页。 二．作业内容 （一）.选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的号码填在题干的括号内，每小题1分，共20分） 1.由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为。 ( B ) A.1 B.m-1 C.m D.m+l 2．在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆之和大于其它两杆长度之和，则以为机架，可以得到双曲柄机构。（ B ） A．最短杆 B．最短杆相对杆 C．最短杆相邻杆 D．任意杆 3.一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则将演化为。（ B ） A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.双摇杆机构 D.导杆机构 4．在圆柱凸轮机构设计中，从动件应采用从动件。（ D ） A．尖顶 B．滚子 C．平底 D．任意 5．能满足超越要求的机构是。（ D ）A．外啮合棘轮机构 B．内啮合棘轮机构 C．外啮合槽轮机构 D．内啮合槽轮机构 6．在一对标准直齿轮传动中，大、小齿轮的材料及热处理方式相同，载荷、工作条件和传动比确定后，影响齿轮接触疲劳强度的主要因素是。（ D ）
A．中心距 B．齿数 C．模数 D．压力角 7．在标准直齿轮传动中，硬齿面齿轮应按设计。（ C ） A．齿面接触疲劳强度 B．齿根弯曲疲劳强度 C．齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度 D．热平衡 8．蜗杆传动验算热平衡的目的是为了防止。（ C ） A．胶合破坏 B．蜗杆磨损 C．点蚀破坏 D．蜗杆刚度不足 9．提高蜗杆传动效率的措施是。（ D ） A．增加蜗杆长度 B．增大模数 C．使用循环冷却系统 D．增大蜗杆螺旋升角 10、V带比平带传动能力大的主要原因是 _______ 。（ C ） A.V带的强度高 B.没有接头 C.产生的摩擦力大 11、带传动的中心距过大将会引起不良后果。（ A ） A.带会产生抖动 B.带容易磨损 C.带容易产生疲劳破坏 12、滚子链传动中，应尽量避免采用过渡链节的主要原因是_____。（ C ） A 制造困难 B 价格高 C 链板受附加弯曲应力 13、普通平键联接的主要失效形式是。（ B ） A.工作面疲劳点蚀 B.工作面挤压破坏 C.压缩破裂 14、只承受弯矩而不承受扭矩的轴。（ A ） A．心轴 B．传动轴 C．转轴 15、滚动轴承的直径系列，表达了不同直径系列的轴承，区别在于______。（ B ） A.外径相同而内径不同 B.内径相同而外径不同 C.内外径均相同，滚动体大小不同 16、重载、高速、精密程度要求高的机械设备应采用______润滑方式。（ C ） A.油环润滑 B. 飞溅润滑 C.压力润滑 17、下列4种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的是。（ A ） A.凸缘联轴器 B.齿式联轴器 C.万向联轴器 D.弹性柱销联轴器 18、其他条件相同时，旋绕比C若选择过小会有_____缺点。（ C ） A.弹簧易产生失稳现象 B.簧丝长度和重量过大 C.卷绕弹簧困难 19、造成回转件不平衡的原因是_____。（ B ） A. 回转件转速过高 B. 回转件质心偏离其回转轴线
机械设计基础
机械设计基础Revised on November 25, 2020
第一章 1-1 运动副 一、低副：两构件为面接触的运动副 二、高副：两构件为点或线接触的运动副 1-2机械系统的运动简图设计 P14表1-1 1-3机械系统具有确定运动的条件 三、平面自由度的计算 1.找到机构的总构件数N，则活动构件数n=N-1 2.找到构件的低副个数P1 3.找到机构构件的高副个数Ph 4.带入公式F=3n-2p1-ph 注意事项： 1.复合铰链：则其低副个数为m-1个既3-1=2个 2.局部自由度：两者相同，可不考虑其低副个数 3.虚约束：存在与否都不影响其运动的轨迹 4.判断最后运动是否确定应看F是否等于原动件的个数，若等于则确定，若大于则不确 定 课后题：P22 1-7 1-9 图1-24 1-25 1-27 1-28 第二章 2-1 铰链四杆机构 曲柄基准：最短杆与最长杆长度只和小于等于其他两杆长度之和 不同机构的分析： 1.曲柄摇杆：最短杆与机架相邻 2.双曲柄摇杆：最短杆为机架 3.双摇杆：最短杆远离机架 极为夹角：在两极限位置时，曲柄所夹的锐角θ称为极为夹角 判断方法： 1.曲柄与连杆两次共线的位置 2.利用定义找到两次极限位置 公式： θ=180（k-1）/（k+1） 作图，运动物理关系计算出θ值，从而求得其他值 课后题：P43 2-6 2-10 2-13 第三章 3-2从动件的常用运动规律 一、基本术语 基圆：以凸轮轮廓的最小向径r0为半径的园称为基圆 推程：从动件被凸轮推动，以一定运动规律由距离回转中心最近位置A到达最远位置B’所走过的距离AB’称为推程 远休止角：当凸轮继续回转δs角，从动件在最远位置停止不动，δs称为远休止角 回程：凸轮继续回转δh时，从动件在弹簧力或重力作用下，以一定运动规律回到起始位置所走过的距离。δ b称为回程运动角
机械设计基础习题库
机械设计基础习题库 第一章机械设计概述 第二章摩擦、磨损及润滑概述第三章平面机构的结构分析第四章平面连杆机构 第五章凸轮机构和间歇运动机构 第六章螺纹联接和螺旋传动键、花键、销联接第七章轴 第八章带传动第九章链传动第十章齿轮传动第十一章蜗杆传动第十二章轮系 第十三章轴毂连接第十四章轴承 第十五章联轴器和离合器 第一章机械设计概述 一、分析与思考题 1-1 什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。 1-2 机械设计课程研究的内容是什么 1-3 设计机器时应满足哪些基本要求设计机械零件时应满足哪些基本要求 1-4 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些 1-5 什么是零件的强度要求强度条件是如何表示的如何提高零件的强度 1-6 什么是零件的刚度要求刚度条件是如何表示的提
高零件刚度的措施有哪些 1-7 机械零件设计中选择材料的原则是什么 1-8 指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450， 65Mn，45，Q235，40Cr，20CrMnTi，ZCuSnl0Pb5。 1-9 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别 第二章摩擦、磨损及润滑基础 一、分析与思考题 2-1 按照摩擦面间的润滑状态不同，滑动摩擦可分为哪几种 2-2 什么是边界膜边界膜的形成机理是什么如何提高边界膜的强度 2-3 零件的磨损过程大致可分为哪几个阶段每个阶段的特征是什么 2-4 根据磨损机理的不同，磨损通常分为哪几种类型它们各有什么主要特点 2-5 粘度的表示方法通常有哪几种各种粘度的单位和换算关系是什么 2-6 润滑油的主要性能指标有哪些润滑脂的主要性能指标有哪些 2-7 流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理有何不同流体静力润滑的主要优缺点是什么 第三章平面机构的结构分析 一、分析与思考题
机械设计基础备课14
十四平面连杆机构 1．教学目标 1）铰链四杆机构的基本类型； 2）铰链四杆机构的演化； 3）对曲柄存在的条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数等有明确的概念； 4）平面四杆机构的设计； 2．教学重点和难点 1）曲柄存在条件、传动角、死点、行程速比系数； 2）平面四杆机构的图解法设计； 3）有关曲柄存在条件的杆长关系式的全面分析、平面四杆机构最小传动角的确定等问题。3．讲授方法：多媒体课件 正文 我们在实际生活中已经见过许多的平面连杆机构，被广泛地使用在各种机器、仪表及操纵装置中。例如内燃机、牛头刨、钢窗启闭机构、碎石机等等，这些机构都有一个共同的特点：其机构都是通过低副连接而成，故此这些机构又称低副机构。 根据这一特点，我们定义：若干构件通过低副（转动副或移动副）联接所组成的机构称作连杆机构。连杆机构中各构件的相对运动是平面运动还是空间运动，连杆机构又可以分为平面连杆机构和空间连杆机构。 平面连杆机构是由若干构件用平面低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。平面连杆机构的使用更加广泛，所以主要讨论平面连杆机构。
平面连杆机构的类型很多，单从组成机构的杆件数来看就有四杆、五杆和多杆机构。一般的多杆机构可以看成是由几个四杆机构所组成。所以平面四杆机构不但结构最简单、应用最广泛，而且只要掌握了四杆机构的有关知识和设计方法，就为进行多杆机构的设计和分析奠定了基础，所以本章我们重点讨论四杆机构。 3.1 平面四杆机构的类型及应用 一、平面四杆机构的基本型式 构件之间都是用转动副联接的平面四杆机构称为铰链四 杆机构,如图2-1所示。铰链四杆机构是平面机构的最基本的 可以实现运动和力转换的连杆机构型式。 也就是说：铰链四杆机构是具有转换运动功能而构件 数目最少的平面连杆机构。其它型式的四杆机构都可以看成 是在它基础上通过演化而来的。 在此机构中，AD固定不动，称为机架；AB、CD两 构件与机架组成转动副，称为连架杆；BC称为连杆。在连 架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，而只能在一定角 度范围内摆动的构件称为摇杆。 因此，根据机构中有无曲柄和有几个曲柄，铰链四 杆机构又有三种基本形式： 1．曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。 当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转 图2—2 曲柄连杆机构图2－1
机械设计基础练习题+答案解析
机械设计基础试题库 第一章绪论机械设计概述 一、判断(每题一分) 1、一部机器可以只含有一个机构,也可以由数个机构组成。……( √ ) 2、机器的传动部分就是完成机器预定的动作,通常处于整个传动的终端。(×) 4、机构就是具有确定相对运动的构件组合。………………………………(√) 5、构件可以由一个零件组成,也可以由几个零件组成。………………(√) 6、整体式连杆就是最小的制造单元,所以它就是零件而不就是构件。……(× ) 7、连杆就是一个构件,也就是一个零件。………………………(√) 8、减速器中的轴、齿轮、箱体都就是通用零件。………………………………(×) 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体就是什么？( B ) A.机构 B.构件 C.部件 D.零件 2、机器与机构的本质区别就是什么？( A ) A.就是否能完成有用的机械功或转换机械能 B.就是否由许多构件组合而成 C.各构件间能否产生相对运动 D.两者没有区别 3、下列哪一点就是构件概念的正确表述？( D ) A.构件就是机器零件组合而成的。 B.构件就是机器的装配单元 C.构件就是机器的制造单元 D.构件就是机器的运动单元 4、下列实物中,哪一种属于专用零件？( B ) A.钉 B.起重吊钩 C.螺母 D.键 5、以下不属于机器的工作部分的就是( D ) A.数控机床的刀架 B.工业机器人的手臂 C.汽车的轮子 D.空气压缩机 三、填空(每空一分) 1、根据功能,一台完整的机器就是由(动力系统 )、(执行系统 )、(传动系统)、(操作控制系统)四部分组成的。车床上的主轴属于( 执行)部分。
2、机械中不可拆卸的基本单元称为(零件 ),它就是( 制造 )的单元体。 3、机械中制造的单元称为( 零件 ),运动的单元称为(构件 ),装配的单元称为(机构)。 4、从( 运动 )观点瞧,机器与机构并无区别,工程上统称为( 机械)。 5、机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。机器工作时,都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。 第二章平面机构的结构分析 一、填空题(每空一分) 2、两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为高副,它产生 1 个约束,而保留 2 个自由度。 3、机构具有确定的相对运动条件就是原动件数等于机构的自由度。 4、在平面机构中若引入一个高副将引入___1__个约束,而引入一个低副将引入_2___个约束,构件数、约束数与机构自由度的关系就是F=3n-2Pl-Ph 。 5、当两构件构成运动副后,仍需保证能产生一定的相对运动,故在平面机构中,每个运动副引入的约束至多为2,至少为 1 。 6、在平面机构中,具有两个约束的运动副就是低副,具有一个约束的运动副就是高副。 7、计算平面机构自由度的公式为F= F=3n-2Pl-Ph ,应用此公式时应注意判断:A、复合铰链,B、局部自由度,C、虚约束。 二、选择题(每空一分) 1、有两个平面机构的自由度都等于1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等于 B 。 A、 0 B、 1 C、 2 2、在机构中原动件数目 B 机构自由度时,该机构具有确定的运动。 A、小于 B、等于 C、大于。 3、计算机构自由度时,若计入虚约束,则机构自由度就会 B 。 A、增多 B、减少 C、不变。 4、构件运动确定的条件就是 C 。 A、自由度大于1 B、自由度大于零 C、自由度等于原动件数。
机械设计基础 练习题
练习题 绪论，机械零件强度 1．机械设计课程研究的对象只限于____________。 （1）专用零件和部件 （2）在高速、高压、环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件 （3）在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件 （4）标准化的零件和部件 2．根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计，称为 设计 （1）经验 （2）理论 （3）模型实验 3．下列四种叙述中__________是正确的。 （1）变应力只能由变载荷产生 （2）静载荷不能产生变应力 （3）变应力是由静载荷产生的 （4）变应力可能由变载荷产生的，也可能由静载荷产生 4．进行材料的疲劳强度计算时，极限应力应为取其_____。 （1）屈服极限 （2）疲劳极限 （3）强度极限 （4）弹性极限 5．零件的计算安全系数为___________之比。 （1）零件的极限应力与许用应力 （2）零件的极限应力与零件的工作应力（3）零件的工作应力与许用应力（4）零件的工作应力与零件的极限应力 6．机械零件的强度条件可以写成___________。 （1）σ≤[σ]，或Sca ≤S （2） σ≥[σ]，或Sca ≥S ， （3） σ≤[σ]，]或Sca ≥S , （4） σ≥[σ]，或Sca ≤S 7． ________＝0的应力为对称循环变应力。 （1） a σ （2） m σ （3） m ax σ （4） min σ 8. 影响零件疲劳强度的主要因素k σ、εσ、βσ分别表示与______等因素有关。 （1）零件加工方法、应力集中、过载状态（2） 零件应力循环特性、应力集中、加载状态 （3） 零件应力集中、绝对尺寸、表面状态 （4） 零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。 连接 1.在常用的螺纹中，传动效率最高的螺纹是________。 （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹 2. 在常用的连接螺纹中，自锁性能最好的螺纹是__________。 （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹 3.___________螺纹最适合联接螺纹。 (1）矩形 （2）锯齿形 （3）.梯形 （4）普通 4 当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。 （1）螺栓连接 （2）螺钉连接 （3）双头螺柱连接 （4）紧定螺钉连接 5.紧连接中，被连接件结合面间不用垫片或采用硬垫片的目的是为了增大 。 （1）螺栓的刚度 （2） 被连接件刚度 （3）螺栓的相对刚度 6. 有一气缸盖螺栓连接，若气缸内气体压力在0～2MPa 之间循环变化，则螺栓受__________作用。 （1）对称循环变应力 （2）脉动循环变应力 （3）非对称循环变应力 7.被联接件受横向载荷作用时，若采用一组普通螺栓联接，则载荷靠__________来传递。
陈立德版机械设计基础第13、14章课后题答案
第13章机械传动设计 13.1简述机械传动装置的功用。 答： (1) 把原动机输出的速度降低或增速。 （2) 实现变速传动。 （3）把原动机输出转矩变为工作机所需的转矩或力。 （4）把原动机输出的等速旋转运动，转变为工作机的转速或其它类型的运动。 （5）实现由一个或多个原动机驱动若干个相同或不同速度的工作机。 13.2选择传动类型时应考虑哪些主要因素？ 答：根据各种运动方案，选择常用传动机构时，应考虑以下几个主要因素： （1）实现运动形式的变换。 （2）实现运动转速（或速度）的变化。 （3）实现运动的合成与分解。 （4）获得较大的机械效益。 13.3常用机械传动装置有哪些主要性能？ 答：（1）功率和转矩；（2）圆周速度和转速；（3）传动比；（4）功率损耗和传动效率；（5）外廓尺寸和重量。 13.4机械传动的总体布置方案包括哪些内容？ 答：总体布置方案包括合理地确定传动类型；多级传动中各种类型传动顺序的合理安排及各级传动比的分配。 13.5简述机械传动装置设计的主要内容和一般步骤。 答：（1）确定传动装置的总传动比。 （2）选择机械传动类型和拟定总体布置方案。 （3）分配总传动比。 （4）计算机械传动装置的性能参数。性能参数的计算，主要包括动力计算和效率计算等。 （5）确定传动装置的主要几何尺寸。 （6）绘制传动系统图。 （7）绘制装置的装配图。 第14章轴和轴毂连接 14.1轴按功用与所受载荷的不同分为哪三种？常见的轴大多属于哪一种？ 答：轴按功用与所受载荷不同可分为心轴、传动轴和转轴三类。常见的轴大多数属于转轴。 14.2轴的结构设计应从哪几个方面考虑？ 答：轴的结构设计应从以下几方面考虑：（1）轴的毛坯种类；（2）轴上作用力的大小及其分布情况；(3)轴上零件的位置、配合性质以及连接固定的方法；（4）轴承的类型、尺寸和位置；（5）轴的加工方法、装配方法以及其它特殊要求。
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析 1 —1 1 - 2 1 —3 1 —4 1 —5
自由度为： F 3n (2P L P H P') F' 3 7 (2 9 1 0) 1 21 19 1 1 或： F 3n 2P L P H 3 6 2 8 1 1 1-6 自由度为 F 3n (2P L P H P') F' 3 9 (2 12 1 0) 1 1 或： F 3n 2P L F H 3 8 2 11 1 24 22 1 1 1 —10
自由度为： F 3n (2P L P H P') F' 3 10 (2 1 4 1 2 2) 1 30 28 1 1 或： F 3n 2P L P H 3 9 2 12 1 2 27 24 2 1 1 —11 F 3n 2P L P H 3 4 2 4 2 2 1 —13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件 1 R4R3 3 卩34只3 1、3的角速度比。
1 - 14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设1 10rad/s，求构件3的速度v3。 100 v3v P13 1P14P310 200 2000mm/s 1- 15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试 1 R4p 2 2 B4R2
IP 24R 2I 2r 2 IR 4P 12I r 1 1 10rad /s ，求机构全部瞬心、滑块速度 g 和连杆角速度 1 P 4P 3I 10 AC tan BCA 916.565mm/s R 4R2 1 _ 100_10_ 2.9rad P 24R2 2 AC 100 1 — 17:题1-17图所示平底摆动从动件凸轮 1为半径r 20的圆盘, 圆盘中心 C 与凸轮回 转中心的距离l AC 15mm , l AB 90mm , 1 10rad /s ，求 00和 1800时，从 动件角速度 2的数值和方向。 1 — 16 :题1-16图所示曲柄滑块机构，已知: 1AB 100mm /s , I BC 250mm/s , 在三角形ABC 中, BC sin 45° AB ------------- ,sin sin BCA BCA —, 5 cos BCA AC sin ABC BC sin 45° ，AC 310.7mm V 3 V p13 1 R4p 2 2 P 24 P 2〔