機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)后習(xí)題答案

1、第一章1-1 什么是運(yùn)動(dòng)副？高副與低副有何區(qū)別？ 答：運(yùn)動(dòng)副：使兩構(gòu)件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。平面低副 凡是以面接觸的運(yùn)動(dòng)副，分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副； 平面高副以點(diǎn)或線相接觸的運(yùn)動(dòng)副。1-2 什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖？它有什么作用？ 答：用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按比例定出各運(yùn)動(dòng)副位置，表示機(jī)構(gòu)的組成和傳動(dòng)情況。這樣繪制出的簡(jiǎn)明圖形就稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 作用：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖不僅能表示出機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理，而且還可以用圖解法求出機(jī)構(gòu)上各有關(guān)點(diǎn)在所處位置的運(yùn)動(dòng)特性（位移，速度和加速度）。它是一種在分析機(jī)構(gòu)和 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)便而又科學(xué)的方法。1-3 平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是

2、什么？答：機(jī)構(gòu)自由度 F>0，且與原動(dòng)件數(shù)相等，則機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是確定的；這就是機(jī) 構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。（復(fù)習(xí)自由度 4 個(gè)結(jié)論 P17）第二章2-1 什么是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性和死點(diǎn)位置？ 答：急回特性：曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，搖桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度快慢不同，搖桿反行程時(shí)的平均擺動(dòng)速度必然大于正行程時(shí)的平均擺動(dòng)速度，此即急回特性。 死點(diǎn)位置：搖桿是主動(dòng)件，曲柄是從動(dòng)件，曲柄與連桿共線時(shí)，搖桿通過連桿加于曲柄的驅(qū)動(dòng)力 F 正好通過曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，所以不能產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩， 機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)位置。即機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件出現(xiàn)卡死或運(yùn)動(dòng)不確定的 現(xiàn)象的那個(gè)位置稱為死點(diǎn)位置（從動(dòng)件的傳動(dòng)角

3、g =0°）。第三章3-2 通常采用什么方法使凸輪與從動(dòng)件之間保持接觸？ 答：力鎖合：利用重力、彈簧力或其他外力使從動(dòng)件與凸輪輪廓始終保持接觸。形鎖合：利用高副元素本身的幾何形狀使從動(dòng)件與凸輪輪廓始終保持接觸。3-3 什么叫剛性沖擊和柔性沖擊？用什么方法可以避免剛性沖擊？ 答：剛性沖擊：從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)開始和推程終止的瞬間，速度突變?yōu)榱?，理論上加速度為無窮大，產(chǎn)生無窮大的慣性力，機(jī)構(gòu)受到極大的沖擊，稱為剛性沖擊。 柔性沖擊：當(dāng)從動(dòng)件做等加速或等減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，在某些加速度突變處，其慣性力也隨之有限突變而產(chǎn)生沖擊，這種由有限突變而引起的沖擊比無窮大慣性力引起的 剛性沖擊輕柔了許多，故被稱為柔性

4、沖擊。避免剛性沖擊的方法：為了避免剛性沖擊，常將這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的運(yùn)動(dòng)開始和終止兩 小段加以修正，使速度逐漸升高和逐漸降低。讓從動(dòng)件按正弦加速度運(yùn)動(dòng)（既 無剛性運(yùn)動(dòng)，也無柔性沖擊）chapter44-1 棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)及不完全齒輪機(jī)構(gòu)各有何運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)？是舉出應(yīng)用這些間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 的實(shí)例。答：槽輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，常用于只要求恒定旋轉(zhuǎn)角的分度機(jī)構(gòu)中；停歇 運(yùn)動(dòng)主要依靠槽數(shù)和圓柱銷數(shù)量（運(yùn)動(dòng)系數(shù)）應(yīng)用: 應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高，要求間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置中。如：電影放映機(jī) 自動(dòng)傳送 鏈裝置 紡織機(jī)械棘輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：這種有齒的棘輪其進(jìn)程的變化最少是 1 個(gè)齒距，且工作時(shí)有響聲。 應(yīng)用：起重機(jī)絞盤 牛頭

5、刨床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 計(jì)數(shù)器不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：普通齒輪傳動(dòng)，不同之處在于輪齒不布滿整個(gè)圓周。主動(dòng)輪上的 鎖住弧與從動(dòng)輪上的鎖住弧互相配合鎖住，以保證從動(dòng)輪停歇在 預(yù)定位置上。應(yīng)用：各種計(jì)數(shù)器 多工位自動(dòng)機(jī) 半自動(dòng)機(jī)第六章6-1 設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足哪些基本要求？ 答：足夠的強(qiáng)度和剛度，耐摩擦磨損，耐熱，耐振動(dòng)（衡量機(jī)械零件工作能力的準(zhǔn)則）。6-2 按時(shí)間和應(yīng)力的關(guān)系，應(yīng)力可分為幾類？實(shí)際應(yīng)力、極限應(yīng)力和許用應(yīng)力有什么不同？ 答：隨時(shí)間變化的特性，應(yīng)力可分為靜應(yīng)力和變應(yīng)力兩類。許用應(yīng)力：是設(shè)計(jì)零件時(shí)所依據(jù)的條件應(yīng)力。 極限應(yīng)力:零件設(shè)計(jì)時(shí)所用的極限值，為材料的屈服極值。 實(shí)際應(yīng)力: 零件工作時(shí)實(shí)

6、際承受的應(yīng)力。（靜應(yīng)力下： = S /s = B /ss= s1 s2 s3 ）6-4 指出下列符號(hào)各表示什么材料： Q235、35、65Mn、20CrMnTi、ZG310-570、HT200. Q235：屈服強(qiáng)度為 235，抗拉強(qiáng)度為 375-460，伸長率為：26%的普通碳素鋼。35：優(yōu)質(zhì)碳素鋼（數(shù)字表示碳的平均含量）65Mn：優(yōu)質(zhì)碳素鋼，平均含碳量為 0.65%，含 Mn 量約為 1%。 20CrMnTi：合金鋼，含碳量 0.20%，平均含 Cr，Mn，Ti 量約為 1%。ZG310-570：屈服強(qiáng)度為 310MPa，抗拉強(qiáng)度為 570MPa 伸長率為 15%，硬度為：40-50HRC

7、的鑄鋼HT200：抗拉強(qiáng)度為 200，硬度為 170-241HBS 的灰鑄鐵。6-5 在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)如何確定許用應(yīng)力？ 答：許用應(yīng)力的確定通常有兩種方法：查許用應(yīng)力表：對(duì)于一定材料制造的并在一定條件下工作的零件，根據(jù)過去機(jī)械制造的 實(shí)踐與理論分析，將他們所能安全工作的最大應(yīng)力制成專門的表格。這種表格簡(jiǎn)單，具體， 可靠，但每一種表格的適用范圍較窄。部分系數(shù)法：以幾個(gè)系數(shù)的乘積來確定總的安全系數(shù)s=s1s2s3S1考慮計(jì)算載荷及應(yīng)力準(zhǔn)確性的系數(shù)，一般 s1=1-1.5。S2考慮材料力學(xué)性能均勻性的系數(shù)。S3考慮零件重要程度的系數(shù)。6-8 s -1 s 0 s1 各代表什么？答： -1 ：對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)

8、力下，疲勞極限為 -1 。 0 ：脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力下，疲勞極限為0 。 1 ：靜應(yīng)力下的疲勞極限。第七章7-1 常見的螺栓中的螺紋式右旋還是左旋、是單線還是多線？怎樣判別?多線螺紋與單線螺 紋的特點(diǎn)如何？ 答：常見的螺栓中的螺紋是右旋、單線。根據(jù)螺旋線繞行方向科判別右旋與左旋；根據(jù)螺旋線的數(shù)目可判別單線還是多線。 特點(diǎn)：?jiǎn)尉€螺紋的螺距等于導(dǎo)程，多線螺紋的導(dǎo)程等于螺距與線數(shù)的乘積；單線螺紋由于其 螺旋升角較小，用在螺紋的鎖緊，多線螺紋由于其螺紋升角較大，用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。7-2 螺紋主要類型有哪幾種？說明他們的特點(diǎn)及用途。 答：機(jī)械制造中主要螺紋類型：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、

9、半圓形螺紋。 三角形螺紋：普通螺紋：特點(diǎn)為抗拉強(qiáng)度較高，連接自鎖作用也較可靠，一般適用于薄壁零件及受沖擊零件的連接。管螺紋（半圓形螺紋）：特點(diǎn)為螺紋深度較淺，是專門用來連接管子的。矩形螺紋：特點(diǎn)為刨面呈矩形、螺母與螺桿對(duì)中的精度較差以及螺紋根部強(qiáng)度較弱等缺 點(diǎn)；沒有自鎖。梯形螺紋：特點(diǎn)為刨面為梯形，效率較矩形螺紋低，沒有自鎖。多用于車床絲桿等傳動(dòng) 螺旋及起重螺旋中。鋸齒形螺紋：效率較矩形螺紋略低，強(qiáng)度較大，沒有自鎖。在受載很大的起重螺旋及螺 旋壓力機(jī)中常采用。（三角形螺紋用于連接；鋸齒、梯形、矩形用于傳動(dòng)。）7-3 螺旋副的效率與哪些參數(shù)有關(guān)？各參數(shù)變化大小對(duì)效率有何影響？螺紋牙型角大小對(duì) 效

10、率有何影響？答：h =A2=tgj為升角，為摩擦角A1tg(j + r )當(dāng)摩擦角不變時(shí)，螺旋副的效率是升角的函數(shù)。 牙型角變小，效率變大；牙型角變大，效率變小。（舉例矩形螺紋變?yōu)槿切温菁y）7-4 螺旋副自鎖條件和意義是什么？常用鏈接螺紋是否自鎖？答：自鎖條件：一般情況越小，自鎖性能愈好）：螺紋升角 ：當(dāng)量摩擦 角。意義 ：不加支持力 F，重物不會(huì)自動(dòng)下滑。即螺旋副不會(huì)自動(dòng)松脫，當(dāng)擰緊螺母時(shí)， 螺旋副的效率總是小于 50%。常用鏈接螺紋自鎖。7-5 在螺紋連接中，為什么采用防松裝置？例舉幾種最典型的防松裝置，會(huì)出其結(jié)構(gòu)件圖， 說明其工作原理和機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。答：螺紋連接的自鎖作用只有在靜載荷下才是

11、可靠的，在振動(dòng)和變載荷下，螺紋副之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而出現(xiàn)自動(dòng)松脫的現(xiàn)象，故需采用防松裝置。 舉例:（一）利用摩擦力的防松裝置： 原理：在螺紋間經(jīng)常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小盡可能不隨載荷大小變化。（1）彈簧墊圈: 工作原理：彈簧墊圈被壓平后，利用其反彈力使螺紋間保持壓 緊力和摩擦力（2）雙螺母：工作原理：梁螺母對(duì)頂，螺栓始終收到附加壓力和附加摩擦力的 作用。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于低速重載。二）利用機(jī)械方法防松裝置： 原理：利用機(jī)械裝置將螺母和螺栓連成一體，消除了它們之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性。（1）開口銷：開口銷從螺母的槽口和螺栓尾部的孔中穿過，起防松作用。效果 良好。（2）止動(dòng)墊圈：墊片內(nèi)翅

12、嵌入螺栓的槽內(nèi)，待螺母擰緊后，再將墊片的外翅之 一折嵌于螺母的一個(gè)槽內(nèi)，。將止動(dòng)片的折邊，分別彎靠在螺 母和被聯(lián)接件的側(cè)邊起防松作用7-6 將松螺栓連接合金螺栓連接（受橫向外力和軸向歪理）的強(qiáng)度計(jì)算公示一起列出，是比 較其異同，并作出必要的結(jié)論。7-10 平鍵鏈接可能有哪些失效形式？平鍵的尺寸如何確定？ 答：失效形式：擠壓破壞和剪切確定尺寸：按擠壓和剪切的強(qiáng)度計(jì)算，再根據(jù)工作要求，確定鍵的種類；再按照軸的直 徑 d 查標(biāo)準(zhǔn)的鍵的尺寸，鍵的長度取l = 1.5d 且要比軸上的輪轂短。第八章8-2 帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)和打滑時(shí)怎樣產(chǎn)生的？它們對(duì)帶傳動(dòng)有何影響？ 答：彈性滑動(dòng)：由于帶的緊邊與松邊拉力不

13、等，使帶兩邊的彈性變形不等，所引起的帶與輪面的微量相對(duì)滑動(dòng)為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)是不可避免的，對(duì)帶傳動(dòng)影響不大 打滑：機(jī)器出現(xiàn)過載，摩擦力不能克服從動(dòng)輪上的阻力矩，帶沿輪面全面滑動(dòng)，從動(dòng)輪 轉(zhuǎn)速急劇降低甚至不動(dòng)，此現(xiàn)象即為打滑，是帶傳動(dòng)的主要失效形式之一，可避免。8-3 帶傳動(dòng)中主要失效形式是什么？設(shè)計(jì)中怎么樣考慮？ 答：主要失效形式：1.張緊力不足導(dǎo)致的打滑；2.張緊力過大導(dǎo)致的疲勞損壞；3.疲勞壽命。設(shè)計(jì)是必須要考慮：在保證不打滑的情況下（確保工況系數(shù)），帶應(yīng)有一定的疲勞強(qiáng)度 或壽命。第九章9-1 齒輪傳動(dòng)的最基本要求是什么？齒廓的形狀符合什么條件才能滿足上述要求？答：基本要求是：傳動(dòng)比恒定

14、。 齒廓的形狀是：漸開線形、擺線形、圓弧齒時(shí)滿足上述要求。（齒廓的形狀必須滿足不 論輪齒齒廓在任何位置接觸，過觸點(diǎn)所做齒廓的公法線均須通過節(jié)點(diǎn)。）9-2 分度圓和節(jié)圓，壓力角和嚙合角有何區(qū)別？ 答：分度圓：為了便于齒廓各部分尺寸的計(jì)算,在齒輪上選擇一個(gè)圓作為計(jì)算的基準(zhǔn),該圓稱為齒輪的分度圓. (標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓與節(jié)圓重合且 s=e) 標(biāo)準(zhǔn)化的齒輪上壓力角和模數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓稱為分度圓.節(jié)圓：通過節(jié)點(diǎn)的兩圓具有相同的圓周速度，他們之間作純滾動(dòng)，這兩圓稱為齒輪 的節(jié)圓。分度圓、節(jié)圓區(qū)別：分度圓是齒輪鑄造成立后本身具有的，而節(jié)圓是在兩齒輪運(yùn)動(dòng) 嚙合時(shí)根據(jù)其速度而確定出來的。壓力角：漸開線上任一點(diǎn)法向壓

15、力的方向線（即漸開線在該點(diǎn)的法線）和該點(diǎn)速度 方向之間的夾角稱為該點(diǎn)的壓力角。嚙合角：過節(jié)點(diǎn)的兩節(jié)圓的公切線，與兩齒廓公法線間的夾角。 壓力角、嚙合角區(qū)別：選取點(diǎn)的不同，壓力角的大小也就不同；而只要兩齒輪的大小確定，則其嚙合角也就隨確定。9-3 一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確嚙合的條件什么？答：1.兩齒輪的模數(shù)必須相等 2.兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等 9-4 為什么要限制齒輪的最少齒數(shù)？對(duì)于=20、正常齒制的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，最少齒數(shù) 是多少？ 答：限制最少齒數(shù)是為了保證不發(fā)生根切，要使所設(shè)計(jì)齒數(shù)大于不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)，當(dāng)=20 o 的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，則h*a =1，則zmin =17。9-12 齒輪輪齒有哪幾種失效形式？開式傳動(dòng)和閉式傳動(dòng)的失效形式是否相同？在設(shè)計(jì)及使 用中應(yīng)該怎樣防止這些失效？答：