昆明理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)四版學(xué)習(xí)概要及作業(yè)集(下冊)0825

1、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)學(xué)習(xí)概要及作業(yè)集（下冊）機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)學(xué)習(xí)概要及作業(yè)集（下 冊）姓 名： 學(xué) 號： 專業(yè)年級： 學(xué) 院： 昆 明 理 工 大 學(xué)目 錄第二章 平面連桿機(jī)構(gòu)-3第四章 齒輪機(jī)構(gòu)-7第九章 機(jī)械零件設(shè)計概論-11第十一章 齒輪傳動- 12第十三章 帶傳動和鏈傳動-16第十六章 滾動軸承-20第二章 平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)1、 知道何謂平面連桿機(jī)構(gòu)？它有哪些優(yōu)、缺點？2、 清楚平面連桿機(jī)構(gòu)有哪些運(yùn)動和動力特性？3、 知道鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件是什么？4、 對機(jī)構(gòu)演變的方法有所了解。5、 掌握四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的幾種方法。6、 了解常用四桿機(jī)構(gòu)的特點及實際應(yīng)用。具體內(nèi)容 1、平面連桿機(jī)構(gòu)的特點2

2、、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和特性3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件4、平面四桿機(jī)構(gòu)的演變方法5、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計基本要求平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點及應(yīng)用；急回特性、極位夾角、行程速比系數(shù)、壓力角、傳動角、最小傳動角及其出現(xiàn)位置、死點；曲柄存在條件，圖解法設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)。重點鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性；曲柄存在條件；四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用難點平面四桿機(jī)構(gòu)的演化 習(xí) 題2 試根據(jù)圖中注明的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、還是雙搖桿機(jī)構(gòu)。為什么？25 試用圖解法設(shè)計一腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。要求踏板CD在水平位置上下各擺10°，且=500mm，=1000mm。（求曲柄A

3、B和連桿BC 的長度）26 試用圖解法設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。已知搖桿長度100mm，擺角=30°，行程速比系數(shù)K=1.2，最小傳動角40°。27設(shè)計一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程s=50mm，偏心距e=16mm，行程速度變化系數(shù)K=1.2，求曲柄和連桿的長度。28 用作圖法設(shè)計一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。已知機(jī)架長=100mm，K=1.4，求曲柄長度。210 試用圖解法設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為加熱爐爐門啟閉機(jī)構(gòu)。已知爐門上兩活鉸鏈的中心距為50mm，爐門打開成水平位置時，要求爐門溫度較低的一面朝上(如虛線所示)，固定鉸鏈安裝在yy軸線上，其相關(guān)尺寸如圖所示，求此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)其余三桿的長度。思考題

4、. 何謂平面連桿機(jī)構(gòu)，它有哪些優(yōu)、缺點？. 行程速比系數(shù)是一個周期中最大速度與最小速度之比嗎？. 給出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，您能求出機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)嗎？. 何謂“壓力角”、“傳動角”？若機(jī)架為最長桿，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的最小傳動角出現(xiàn)在什么位置？. 機(jī)構(gòu)在什么情況下會出現(xiàn)死點，試列舉利用死點、消除死點的例。. 消除平行四邊形機(jī)構(gòu)運(yùn)動不確定性的方法有哪些？. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在整轉(zhuǎn)副的條件是什么？若滿足整轉(zhuǎn)副存在的條件，那么在什么情況下，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿、雙曲柄、雙搖桿機(jī)構(gòu)？. 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是否具有急回特性？是否存在死點？其最小傳動角出現(xiàn)在什么位置？. 機(jī)構(gòu)演化的方法有哪些？請列舉應(yīng)用。10. 給定行程

5、速比系數(shù)和搖桿擺角，您能設(shè)計出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)嗎？11. 給定連桿長度和連桿的三個位置，您能設(shè)計出鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)嗎？第四章 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)主要由主、從動齒輪和機(jī)架三個構(gòu)件組成，是最簡單的高副機(jī)構(gòu)之一，也是機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)構(gòu)。教學(xué)目標(biāo)1、齒輪機(jī)構(gòu)有哪些優(yōu)缺點?2、要使齒輪機(jī)構(gòu)連續(xù)平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)，對齒輪齒廓曲線和主要參數(shù)有什么要求？3、復(fù)雜的齒廓曲面是怎樣加工出來的？各種加工方法有何特點？4、直齒、斜齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪的聯(lián)系與各自的特點？內(nèi)容1、齒輪機(jī)構(gòu)的特點和類型2、齒廓嚙合基本定律3、漸開線齒廓4、齒輪各部分的名稱與尺寸計算5、漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合6、漸開線齒輪的切齒原理7、根切現(xiàn)象、最少

6、齒數(shù)及變位齒輪8、平行軸斜齒齒輪機(jī)構(gòu)9、直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)基本要求齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點；齒輪機(jī)構(gòu)連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件；齒輪尺寸計算；加工方法；根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)；斜齒圓柱齒輪的特點；當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)。重點齒輪機(jī)構(gòu)連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件；齒輪的尺寸計算；加工方法；斜齒圓柱齒輪的特點；當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)。難點加工方法；根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)；當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)。習(xí) 題41已知一對外嚙合正常齒標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 m=3mm，=19 =41，試計算這對齒輪的分度圓直徑、齒頂高，齒根高、頂隙、中心距、齒頂圓直徑、基圓直徑、齒厚和齒槽寬。4試根據(jù)圖415b證明：正常齒制標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪用齒條刀具加工時，不產(chǎn)生根切的

7、最少數(shù)17。并求短齒制標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪用齒輪條刀具加工時的最少齒數(shù)。411已知一對正常齒漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒mm,試計算其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、當(dāng)量齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。416 已知一對等頂隙收縮齒漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的=90°，=17，=43，=3mm，試求分度圓錐角、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、外錐距、齒頂角、齒根角、根錐角和當(dāng)量齒數(shù)。417 試述一對直齒圓柱齒輪、一對斜齒圓柱齒輪、一對直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件。思考題. 齒輪機(jī)構(gòu)(齒輪傳動)有哪些優(yōu)缺點？. 一對齒廓定比嚙合傳動的條件是什么？. “漸開線”有哪些性質(zhì)？為什么說“漸開線

8、齒廓滿足定比嚙合的條件”？. 齒輪機(jī)構(gòu)的“正確嚙合條件”是什么？. 何謂標(biāo)準(zhǔn)齒輪？何謂標(biāo)準(zhǔn)中心距？. 試用圖示說明：齒輪模數(shù)、齒數(shù)改變對輪齒大小、形狀的影響(假定分度圓直徑不變)。. 何謂齒輪壓力角？對標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝來講，齒輪壓力角與嚙合角有何關(guān)系？. 標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)中心距傳動，傳動比等于4，模數(shù)一定。問： 哪個齒輪齒根厚度大些？ 試作圖求出重疊系數(shù)的大小。 請試著導(dǎo)出重疊系數(shù)的計算公式。. 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒根圓是否一定比基圓大？10. 何謂“根切”？試證明正常齒制標(biāo)準(zhǔn)齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)是17。11. “正變位增大齒厚，負(fù)變位減小齒厚”。這種說法對嗎？12. 斜齒圓柱齒輪正確嚙合

9、條件是什么？其法向壓力角、法向模數(shù)與端面壓力角、端面模數(shù)有什么樣的關(guān)系？其當(dāng)量齒數(shù)與實際齒數(shù)有什么樣的關(guān)系？13. 直齒圓錐齒輪傳動比與兩齒輪分度圓錐的錐角有何關(guān)系？其當(dāng)量齒數(shù)與實際齒數(shù)有什么樣的關(guān)系？第九章 機(jī)械零件設(shè)計概論前面幾章著重介紹了常用機(jī)構(gòu)和機(jī)器動力學(xué)的基本知識。以后各章主要是從工作原理、承載能力、構(gòu)造和維護(hù)等方面論述通用機(jī)械零件的設(shè)計問題。其中包括如何合理確定零件的形狀和尺寸，如何適當(dāng)選擇零件的材料，以及如何使零件具有良好的工藝性等。本章扼要介紹機(jī)械零件設(shè)計計算的共同性問題。教學(xué)目標(biāo)明確概念：失效、工作能力、承載能力、計算準(zhǔn)則、強(qiáng)度、互換性、公差、配合、工藝性。會正確判斷應(yīng)力的性

10、質(zhì)；明確提高強(qiáng)度、耐磨性的原則措施；清楚鑄鐵和鋼最主要的性質(zhì)差別；會查手冊選材、確定公差；明確提高工藝性的原則措施。教學(xué)內(nèi)容 零件設(shè)計概述零件的體積強(qiáng)度零件的接觸強(qiáng)度 零件的耐磨性常用材料及其選擇互換性簡介 零件工藝性與標(biāo)準(zhǔn)化基本要求概念：失效、承載能力、計算準(zhǔn)則、計算應(yīng)力、強(qiáng)度、公差、配合、間隙配合、過渡配合、過盈配合。清楚影響零件疲勞強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度的主要因素。重點零件失效形式；強(qiáng)度及其影響因素。難點強(qiáng)度及其影響因素；三種性質(zhì)的配合。思考題1、概念：失效、承載能力、計算準(zhǔn)則、計算應(yīng)力、磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損、互換性、公差、配合、基軸制、基孔制。2、根據(jù)應(yīng)力循環(huán)特性，應(yīng)力分為哪幾種？下圖

11、中齒輪1、2、3的齒根彎曲應(yīng)力各為什么循環(huán)特性？齒面接觸應(yīng)力呢？3、簡述提高零件疲勞強(qiáng)度(體積強(qiáng)度)的因素。4、舉例說明應(yīng)力集中對強(qiáng)度的影響。5、試根據(jù)赫茲公式和接觸強(qiáng)度判定條件簡述提高零件接觸疲勞強(qiáng)度的措施。6、簡述提高零件耐磨性的原則措施。7、選擇零件的材料應(yīng)考慮哪幾方面的問題？8、就機(jī)械、制造性能來講，鑄鐵和鋼的主要區(qū)別有哪些？第十一章 齒輪傳動大多數(shù)齒輪傳動不僅用來傳遞運(yùn)動，而且還要傳遞動力。因此，齒輪傳動除須運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)外，還必須具有足夠的承載能力。有關(guān)齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合原理、幾何計算和切齒方法已在第章論述。本章以上述知識為基礎(chǔ)，論述齒輪傳動的承載能力及與運(yùn)行有關(guān)的一些問題。按照工作條件，齒

12、輪傳動可分為閉式和開式傳動兩種。閉式傳動的齒輪封閉在剛性金屬箱體內(nèi)，能保證良好的潤滑和工作條件，重要的齒輪傳動都采用閉式傳動；開式傳動的齒輪是外露的，不能保證良好的潤滑，而且易落入灰塵、雜質(zhì)，故齒面容易磨損，只宜用于低速傳動。教學(xué)目標(biāo)知道齒輪的主要失效形式、常用齒輪材料。了解齒輪傳動的精度。會計算作用力的大小、判定作用力的方向。知道影響齒輪接觸疲勞強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度的主要因素。能夠根據(jù)給定條件正確設(shè)計齒輪傳動、正確選用潤滑方式與潤滑劑。了解圓弧齒輪傳動原理?；疽簖X輪主要失效形式及相應(yīng)增強(qiáng)措施，常用齒輪材料，作用力計算與作用力方向判定，影響齒輪接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度的主要因素。重點齒輪主要失效形

13、式，作用力計算與作用力方向判定，接觸強(qiáng)度計算、彎曲強(qiáng)度計算。難點影響齒輪制造成本和工作性能(接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、工作平穩(wěn)性)的主要因素。習(xí) 題11已知閉式直齒圓柱齒輪傳動的傳動比 i=4.6，=730r/min，P=30kW，長期雙向轉(zhuǎn)動，載荷有中等沖擊，要求結(jié)構(gòu)緊湊，=27，大小齒輪都用40Cr表面淬火，試計算此單級傳動的強(qiáng)度。117 設(shè)斜齒圓柱齒輪傳動的轉(zhuǎn)動方向及螺旋線方向如圖所示，試畫出輪為主動時和輪為主動時軸向力和的方向。當(dāng)輪為主動時，試畫出作用在輪上的圓周力、軸向力和徑向力的作用線和方向。119 設(shè)兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，試問：1）低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇

14、才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反；2）低速級螺旋角應(yīng)取多大數(shù)值才能使中間軸上兩個軸向力互相抵消。1111已知單級閉式斜齒輪傳動，P=10kW，=1210r/min，=4.3，電動機(jī)驅(qū)動，雙向傳動，中等沖擊載荷，設(shè)小齒輪用40MnB調(diào)質(zhì)，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，=21，試計算此單級斜齒輪傳動。思考題. 齒輪常用熱處理方法有哪些？各適合于什么場合？. 齒輪傳動的可能失效形式有哪些？開、閉式齒輪的失效形式有何異同？. 齒輪計算中用的載荷系數(shù)應(yīng)考慮哪些方面的影響？. 一對相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，若大小齒輪的材質(zhì)完全相同，那么兩輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度、齒面接觸疲勞強(qiáng)度關(guān)系怎樣？若小齒輪的材質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于大齒輪，彎曲

15、疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度又怎樣變化？. 今有材質(zhì)完全相同的兩對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，將它們用于完全相同的工況下，兩對齒輪的參數(shù)如下：、Z1=20， Z2=80， m=4 ；、Z1=32 ，Z2=128，m=2.5。問：在高速閉式傳動工況下，哪一對齒輪更好些？. 怎樣判定斜齒輪傳動、蝸桿傳動作用力三個分量的方向？. 一根軸上裝有兩個斜齒輪(一個主動，一個從動)，要使兩個齒輪的軸向力相互抵消一些，兩輪的螺旋線方向應(yīng)該怎樣？ 要使兩輪軸向力完全抵消，它們的螺旋角應(yīng)滿足什么關(guān)系？第十三章 帶傳動和鏈傳動帶傳動和鏈傳動都是借助于中間擾性件(帶或鏈)來傳遞運(yùn)動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合。在這種場合下，與應(yīng)用廣

16、泛的齒輪傳動相比，它們具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點。因此，帶傳動和鏈傳動也是常用的傳動。教學(xué)目標(biāo)知道：帶、鏈傳動的特點與適用場合；打滑、彈性滑動、帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則、跳齒等概念；影響帶傳動工作能力的因素；正確安裝和布置帶、鏈傳動。能夠正確設(shè)計V帶傳動；正確選擇鏈傳動的參數(shù)。了解普通V帶、套筒滾子鏈及帶、鏈輪的構(gòu)造?；疽髱А㈡渹鲃拥奶攸c與類型，帶傳動受力分析，帶的應(yīng)力分析，彈性滑動和傳動比，普通帶傳動的計算，鏈傳動的運(yùn)動和受力分析，鏈傳動的主要參數(shù)及選擇，滾子鏈傳動的計算，帶、鏈傳動的布置。重點帶傳動受力分析，帶的應(yīng)力分析，彈性滑動和傳動比，鏈傳動的運(yùn)動和受力分析，鏈傳動的主要參數(shù)及選擇。習(xí) 題

17、131圖示平帶傳動，已知兩帶輪直徑分別為150mm和400mm，中心距等于1000mm，小輪主動、轉(zhuǎn)速為 1460r/min。試求：(1)小輪包角；(2)帶的幾何長度；(3)滑動率=0.015時大輪的實際轉(zhuǎn)速；(4)不考慮帶傳動的彈性滑動時大輪的轉(zhuǎn)速。132上題中，若傳遞功率為5kW，帶與帶輪間的摩擦系數(shù)f=0.3，所用平帶每米長的質(zhì)量q=0.35kg/m， 試求：(1)帶的緊邊、松邊拉力；(2)此帶傳動所需的初拉力；(3)作用在軸上的壓力。136試計算圖示帶式輸送機(jī)中的普通帶傳動（確定帶的型號、長度及根數(shù)）。已知電動機(jī)額定功率為7.5kW，轉(zhuǎn)速=1450r/min，從動帶輪的轉(zhuǎn)速=610r/

18、min，單班工作制。139一鏈傳動，鏈輪齒數(shù)=21、=53、鏈條型號為10A、鏈長=100節(jié)。采用三圓弧一直線齒形，試求兩鏈輪的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑以及傳動中心距。1311試設(shè)計一往復(fù)式壓氣機(jī)上的滾子鏈傳動。已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速=960r/min，P=3KW，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速=330r/min，試確定大、小鏈輪齒數(shù)，鏈條節(jié)距，中心距和鏈節(jié)數(shù)。思考題. 帶傳動有哪些優(yōu)缺點？鏈傳動呢？. 動力傳動為什么多用V帶傳動而少用平帶傳動？. 影響帶傳動傳遞能力的主要因素有哪些？. 帶傳動為何存在彈性滑動？該現(xiàn)象能避免嗎？. 帶傳動在什么情況下會出現(xiàn)打滑？若出現(xiàn)打滑，則打滑首先出現(xiàn)在何處？若出現(xiàn)斷帶的情況，帶應(yīng)在何處斷？. 帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是什么？. 一V帶傳動傳遞功率一定，但工作時有兩種轉(zhuǎn)速(960、1440)rpm。問：該帶傳動應(yīng)按哪一個轉(zhuǎn)速設(shè)計？為什么？. 帶傳動靠摩擦傳力，張緊力越大越好？帶輪工作面越粗糙越好？. 試分析：鏈條節(jié)距增大會帶來的哪些利弊？10. 鏈節(jié)數(shù)常取偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)怎樣取最好？有一滾子鏈傳動，其鏈節(jié)數(shù)等于132，Z1=22，Z2=66。問使用維護(hù)中應(yīng)怎樣做才能延長該鏈傳動的使用壽命？11. 鏈傳動中，小鏈輪齒數(shù)太大或太小會出現(xiàn)什么問題？12. 為什么水平布置的大中心距帶傳動應(yīng)緊邊在下；而