机械设计基础复习题答案(修改)(1)

复 习 题

一、填空

1．机构具有确定运动的条件是 原动件 的数目等于自由度数F（F＞0）。

2．对于具有周转副的铰链四杆机构，若取最短杆为连杆，则可得到 双摇杆 机构。若取最短杆临边为连杆，则可得到 曲柄摇杆 机构。若取最短杆对边为连杆，则可得到 双曲柄 机构。

3．对于曲柄摇杆机构，当 曲柄 为原动件时，机构不存在 止点 位置。

4. 以曲柄为原动件的对心曲柄滑块机构的行程速比系数。

5．在曲柄摇杆机构中，若极位夹角为零，则机构没有 急回 特性。

6. 凸轮机构常用的运动规律有、 余弦加速度 ， 等速运动 会产生刚性冲击，用于低速场合。

7.我国规定渐开线标准直齿轮在分度圆上的压力角为。

8. 一对渐开线直齿圆柱齿轮，其正确的啮合条件是使两轮分度圆上的 模数 和 压力角 分别相等。

9. 用标准齿条型刀具加工ha*=1、α=20°的渐开线标准直齿轮时，不发生根切的最少齿数为 17 。

10. 一般开式齿轮传动的主要失效形式是断 。

11．齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按 设计公式确定传动尺寸，然后按 齿根弯曲疲劳强度 公式验算。设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数的原则是 在保证轮齿有足够的抗弯疲劳强度的前提下，齿疏选多有利 。

12．直径较小的钢制齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮和轴做成一体，称为 齿轮轴 。

13．根据轮系中各齿轮的轴线在空间的位置是否固定，轮系可分为 定轴轮系 和 周转 轮系。

14．棘轮机构是依靠棘爪的拨动棘轮的 。

15．槽轮机构是由带圆柱销的和

16.带传动是依靠（带与带轮之间的摩擦力）来传递运动和功率的。在带传

动中，当传递的功率一定时，若带速降低，则所传递的圆周力 增大 。

17.与齿轮传动相比较，链传动的优点是。 推力球______轴承不宜用来同时承受径向载荷与轴向载荷。

19 .按额定动载荷计算选用的滚动轴承，在预定使用期限内，其工作可靠度为 90 % 。

20．为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用 基孔 制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴

21．代号为1318的滚动轴承，内径尺寸d为 。

22．在同一轴线上，两轴之间转矩和运动的传递，可以采用____联轴__器和器来实现，通常联轴器又分为联轴器和 凹型 联轴器两类。

22．键是标准件，主要分为楔键和切向键等。普通平键联接的工作面是键的 两侧面 。

23．滚动轴承一般是由、、 和保持架组成。

24．按照承受载荷的方向或公称接触角的不同，滚动轴承可分为 轴承和

二、简答

1. 带传动的弹性滑动与打滑的主要区别是什么?

带传动的弹性滑动与打滑的主要区别:

(1)弹性滑动是由于带传动在工作时，两边拉力不同，而两边的伸长变形不同，这样将导致带与带轮不能同步转动，而带与带轮轮缘之间发生相对滑动;而打滑是由于工作载荷过大，使带传动传递的有效圆周力超过了最大(临界)值而引起的。

(2)弹性滑动只发生在带由主、从动轮上离开以前那一部分接触弧上，而打滑发生在相对于全部包角的接触弧上，即前者静弧≠0，后者静弧=0。

2. 带传动的主要失效形式有哪些?带传动的设计准则是什么?（5分） 带的主要失效形式是：带的疲劳破坏和带的打滑。带的设计准则是：保证带传动工作时不打滑，同时又有足够的疲劳强度和寿命。

3. 渐开线是怎样形成的? 渐开线具有哪些特性？渐开线齿轮传动具有哪些优点？

4.链传动中，为什么链节数常取偶数？

5.分析链传动中动载荷产生的原因。影响它的主要因素有哪些？ 引起链传动动载荷的主要原因有：1）链条和从动轮作周期性变速运动；2）链速的垂直分量周期性变化，引起链条的横向振动。此外，链节和链轮啮合的瞬时速度变化，突然超载或卸载的惯性冲击也会引起动载荷。

其主要影响因素为：n1越大，或节距p越大、齿数Z1越小，则动载荷越大。

6.什么是轴承的基本额定寿命？

7. 齿轮传动的主要失效形式有哪些? 如何防止这些失效形式的发生？

8. 齿轮传动中为何两轮齿面要有一定的硬度差？（8分）

答题要点：在设计时，一般要求小齿轮齿面硬度较大齿轮齿面硬度宜高一些。这是由于：（1）小齿轮应力循环次数是大齿轮的i(传动比)

倍；（2）小齿轮齿根部厚度小于大齿轮；（3）若软硬齿面组合，因冷作硬化，可提高接触强度。

三、计算题

1．计算下列结构的自由度，判断机构运动是否确定，并明确指出复合铰链、局部自由度和虚约束。(习题

P13 1-4)

（3） （4）

解：有一个局部自由度。 n=8 PL=11 PH=1

F=3×8－2×11-1=1

能动。有一个原动件便有确定的相对运动

解：有一个局部自由度。一个虚约束。 n=4 PL=4 PH=2

F=3×4－2×4-2=2

能动。有二个原动件便有确定的相对运动

（5）

解：有一个局部自由

度。FG杆为虚约束，凸轮处有一个虚约束

n=5 PL=6 PH=2

F=3×5－2×6-1=2

2、连杆计算题 习题P30 2-1）

3、齿轮计算。（P55 表4-3计算公式 ；例题4-1；P77 习题4-6）。

（1）有一对标准渐开线正常齿制外啮合直齿圆柱齿轮，小齿轮齿数Z1=24.齿顶圆直径da1=78mm，中心距a=150mm，试确定大齿轮的齿数Z2、模数m及其它主要尺寸（d2 、da2 、df2 、db2）。

*解：齿顶园直径：da (z 2ha)m,两齿轮正确啮合则m1=m2=m,所以m=m1=* 2haz1a1 3,中心距a=m(1 2)2,所以z2=76，

d mz,所以d2 mz2 228mm,

d

d

da2f2 234mm, (z2 2ha c)m 220.5mm,**

0 cos20 d2b2

（2）有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮，测得其顶圆直径da=128mm，齿数Z=30，试求出该齿轮模数m，分度圆直径d 、齿顶高ha 、齿根高hf及齿全高h 。

m dz1

*a*a 2h 4,d mz 120mm,h

ha

f hm 4mm, (h c)m 5mm,a**a

h 4 5 9mm

4、轮系计算题（P82例题5-2 P85习题5-1、5-3、5-5、5-6、5-7、5-8）

（1）如图所示轮系中，已知各轮的齿数Z1＝Z2′＝25，Z2＝Z3＝20，ZH＝100，Z4＝20，试求传动比i14。（15分）

解：此轮系为复合轮系。

由齿轮1、2、2’、3和行星架H组成行星轮系，其传动比为： i1H 1 ( 1)2Z2Z320 209 1 Z1Z2'25 2525

由齿轮4和行星架H组成定轴轮系，其传动比为：

iH4 nHZ201 4 n4ZH1005

i14 n1919 i1H iH4 ( ) n4255125

轮1与齿轮4的转向相反。

（2）图中所示的轮系中，Z1＝16，Z2＝30，Z3＝20，Z4＝40，Z5＝2（右旋），Z6＝40。若n1=1600r/min, 求蜗轮6的转速和转向。（8分）

解：此轮系是含有空间齿轮的定轴轮系 蜗轮转向由右手确定如图逆时针转动。 i16 Z2Z4Z630 40 40 75Z1Z3Z516 20 2

n6=n1/i16=1600/75=21.33r/min