《机械设计基础》综合复习资料
一、简答题
1.给出铰链四杆机构成为曲柄摇杆机构的条件。
2.有一回转构件已经动平衡了，是否还要进行静平衡实验，为什么？ 3.给出下列滚动轴承的内径、类型及精度等级。 62208 7312AC/P6 51103/P6 4.尖顶从动件与滚子从动件盘形凸轮轮廓之间有何关系。 5.给出曲柄摇杆机构转化为曲柄滑块机构的条件。
6.在机器中安装飞轮如何调速？为什么通常将飞轮安装在机器的高速轴上？ 7.给出滚动轴承基本代号的含义。
8.请给出三种能将主动件的连续转动变成从动件间歇运动的机构。
9.当不考虑重力和惯性力时，曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构以哪个构件为主动 件时机构会出现死点，为什么？
10．闭式软齿面的齿轮传动齿轮主要失效形式是什么，其设计准则又是什么? 11．试说明链传动的瞬时传动比为什么不恒定？ 12.设计蜗轮蜗杆减速器时，为什么要进行散热计算？
13.试说明曲柄摇杆机构与双曲柄机构、曲柄滑块机构之间的演化关系。 14．已知一个受预紧力F0和工作载荷FE的紧螺栓联接，单个螺栓与被联接件 的受力变形图如题一—3图所示，根据图形标示，计算出螺栓的预紧力F0、总 拉力Fa、工作载荷FE和残余预紧力FR?
题一 — 3图
15．给出链传动的失效形式，并解释题一 — 4图曲线中，三条曲线的意义？
题一—4图
16．带传动工作时，带应力变化情况如何？max在什么位置？由哪些应力组成？
二、分析题
1.如题二—1图所示为蜗轮传动与圆锥齿轮传动组合。已知输出轴上的锥齿轮4的转向n4，为了使中间轴上的轴向力相互抵消一部分，试确定： （1）蜗杆传动的螺旋线方向； （2）蜗轮的转动方向；
（3）轮1和轮4所受的各分力的方向。
题二—1图
2.如题二—2图所示，分析偏置的曲柄滑块机构在图示位置的压力角和传动角。
题二—2图
3.如题二—2图所示的凸轮机构，请分析该凸轮机构的理论轮廓、实际轮廓、升程运动角、回程运动角、基圆和图示位置的压力角。
题二—2图
三、计算题
1.如题三—1图的平面机构，试求其自由度(如有复合铰链、虚约束、局部自由度请指出)。
题三—1图
2.受横向载荷的普通螺栓联接，螺栓数为1，结合面示意如题三—2图所示，摩擦系数为0.15,横向载荷F=1000N，设螺栓的许用应力为[]30MPa，试设计该螺栓联接。
螺栓中心线
题三—2图
3.一对渐开线外啮合圆柱齿轮，已知z121,z222,mn2mm,中心距
a=44mm。若不采用变位齿轮而用标准斜齿圆柱齿轮凑中心距，求斜齿圆柱齿轮的螺 旋角应为多少？
4.如题三—3图所示，在斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴中安装有一对70000AC角接触球轴承。已知Fr1=3 500N，Fr2=1 800N，斜齿圆柱齿轮的轴向力FA=1 000N,载荷平稳。试分析图中两种装配方案，计算两种方案轴承力Fa（注：角接触球轴承附加轴向力FS=0.68 Fr）。
题三—3图
5.如题三—2图轮系，已知各轮齿数Z1=20、Z3=
25、Z3’=
1、Z3=40、Z4=60、Z4’=30、Z5=30， 3’为单头右旋蜗杆，齿轮1的转向如图，试求传动比i15,并用箭头表 示各轮的转向。
题三—2图
6.如题三—3图所示，一对72610轴承分别受径向力Fr1=8 000N，Fr2=5 200N，轴上作用FA力如图，试求下列情况下各轴承的内部轴向力FS及轴向力Fa。 （1）FA=2200N;（2）FA=900N;（3）FA=1120N（注：轴承的内部轴向力FS=0.68 Fr）。
题三—3图
7.如题三—2图为某手摇卷扬机传动系统，各齿轮的齿数均为已知，试求传动比i15的大小和提升重物时手柄的转向。
题三—2图
四、改错题
1.试指出该轴的设计错误，并画出改正图。
题四图
2.试指出该轴的设计错误，并画出改正图。
题四图
3.试指出该轴的设计错误，并画出改正图。
题四图 《机械设计基础》综合复习资料参考答案
一、简答题
1.答：（1）最短构件与最长构件的长度和不大于其余两构件的长度之和。 （2）最短杆的邻边为机架。
2.答：转构件已经动平衡了，则肯定静平衡了，不需要进行静平衡实验。 因为：刚性转子动平衡条件：ΣF＝0，ΣM＝0；而刚性转子静平衡条件：ΣF＝0 3.答：62208：6-深沟球轴承，22-尺寸系列，08-表示轴承内径85=40mm 7312AC/P6：7-角接触球轴承，03-尺寸系列，12-表示轴承内径125=60mm，P6-精度等级6级
51103/P6：5-推力球轴承，11-尺寸系列，03-表示轴承内径17mm，P6-精度等级6级
4.答：滚子从动件盘形凸轮轮廓与尖顶从动件是法向等距曲线。
5.答：当曲柄摇杆机构的摇杆长度无限长时，摇杆与连杆相连的转动副变成直线运动，此处安装一个移动副，就将曲柄摇杆机构变成了曲柄滑块机构。
6.答：飞轮是一个储能器，当机器出现盈功，飞轮转动惯量很大，角速度变化很小，吸收很大的能量；当机器出现亏功，飞轮转动惯量很大，角速度变化很小，放出很大的能量，由于大的转动惯量，机器速度变化很小就可吸收和放出大的能量来进行速度的调节。
飞轮安装在高速轴上时，重量小，节省材料，经济性好。 7.答：
左起第一位——代表轴承的类型
左起第二位、第三位——代表轴承的尺寸系列 左起第四位、第无位——代表轴承的内径尺寸。 8.答：凸轮机构、槽轮机构、棘轮机构
9.答：对于曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，机构会出现死点。这是因为从动件（曲柄）与连杆共线时，机构的传动角为0；
对于曲柄滑块机构，当滑块为主动件时，机构会出现死点。因为当滑块运动方向与连杆共线时，机构传动角为0。 10.主要失效形式：齿面点蚀、胶合，设计准则即在保证齿面接触疲劳强度前提下，满足齿根弯曲疲劳强度
11.答：由于链传动的多边形效应，当主动轮匀速转动时，从动链轮运转速度不均匀。（或者主动轮以ω1匀速转动，而从动轮转速为，
β、γ在时刻变化，所以ω2做非匀速转动，在变化，所以不恒定。）
即：传动比i也12.答：因为相对速度vs很大，效率η低，导致发热大，所以蜗轮蜗杆易产生胶合失效，因此必须要进行散热计算。
13.答：曲柄摇杆机构中的摇杆（另一连架杆）也变为曲柄的铰链四杆机构就演化为双曲柄机构。曲柄摇杆机构中摇杆无限长，与连杆相连的一点就作直线运动，作直线运动的这一铰链处安装上滑块，就演化成了曲柄滑块机构。
14.解：
预紧力：F0=5800N 参与预紧力:Fn=2000N 工作载荷:Fε=4400N 总拉力:Fa=6400N 15.答：链传动的失效形式：链条元件的疲劳破坏；铰链铰链磨损；销轴与套筒（高速或润滑不良）胶合；冲击破坏；静力拉断；链轮轮齿磨损。
左边曲线-限制链板疲劳破坏的强度限定曲线；
右上边曲线-限制滚子、套筒冲击疲劳破坏的强度限定曲线； 右边曲线-限制销轴、套筒胶合失效的限定曲线。
16.答：带传动工作时，在松边处带应力较小，由松边绕入大带轮增加了弯曲应力，到紧边应力较大，紧边进入小带轮处应力最大。
max1b1
二、分析题 1.（1）蜗杆为左旋 （2）（3）
2.如下图所示：
3.结合课本凸轮设计章节和下图作答。
三、计算题
1.解：活动构件数n=5,低副数PL=7,有虚约束，无复合铰链和局部自由度。
2.解： 1.受拉：
取可靠系数为 Kf=1.1 则预紧力F’=Kf*F/μ*mz=1.1*1000/0.15*2=3667N 作用应力为30Mpa 则S=F/δ=3667/30*106=1.222*10-4m2 r=6.24mm 2.受剪： 4F/πd2m≤[i] 则d=(4F/πm[i])1/2=4.6mm 3.解：
4.解：1.Fs1=Fr1*0.68=2380N 向左 Fs2=Fr2*0.68=1224N 向右
因为Fs1+FA＞Fs2 轴承有向左运动的趋势 所以Fa2=Fs2=1224N Fa1=FA-Fs2=1000-1224=-224N 向左 2.Fs1=Fr1*0.68=2380N 向右 Fs2=Fr2*0.68=1224N 向左 因为Fs1＞Fs2+FA 轴承右端压紧 所以Fa1=Fs1=2380N 向右 Fa2=Fa1-Fa=1380N 向左
5.解：
Z5向下转
6.解：
7.解：
I15=50/20*30/15*40/1*52/18=577.78 逆时针
四、改错题 1.答：
(1)轴承不成对，应换成两个深沟球轴承或两个角接触球轴承正装； (2)轴承定位轴肩太高，应改为定位轴肩低于轴承内圈的外径； (3)齿轮没有圆周方向的定位，应加上键连接；
(4)齿轮夹不紧，应改为与齿轮配合的一段轴的长度小于齿轮的宽度2~3mm； (5)皮带轮与轴没有圆周方向的定位，应加上键连接。 2.答： （1）左边第一处：轴承定位套筒外径太大； （2）左边第二处：轴承定位轴肩太高 （3）左边第三处：轴承安装反了；
（4）左边第四处：皮带轮与轴定位错误，不可能既用轴肩定位又用圆锥定位。
3.答：
（1）与皮带轮配合的轴段太长，夹不紧皮带轮；需将该轴段缩短，短与皮带轮宽度2至3mm。
（2）轴承盖与轴之间没有间隙，产生摩擦；应将轴承盖与轴之间留有间隙。 （3）轴承较难装，要加以台阶；
（4）轴承定位不能既以轴肩定位，又以套筒定位；只能用套筒定位，套筒外径要比轴承内圈外径小；
（5）齿轮夹不紧，与齿轮内孔配合的轴段比齿轮的宽度要短2至3mm。 （6）齿轮与轴周向没有连接；需要加键连接。
