昆明理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四版學(xué)習(xí)概要及作業(yè)集上冊0825

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)概要及作業(yè)集（上 冊）姓 名： 學(xué) 號： 專業(yè)年級： 學(xué) 院： 昆 明 理 工 大 學(xué)目 錄緒 論-3第一章 平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析-4第三章 凸輪機(jī)構(gòu)-7第五章 輪 系-11第十章 聯(lián)接-14第十二章 蝸桿傳動-15第十四章 軸-18緒 論這一章對本課程以及學(xué)習(xí)本課程應(yīng)注意的問題作一個(gè)大致的介紹。內(nèi)容1、 定義幾個(gè)基本的名詞術(shù)語2、 設(shè)計(jì)機(jī)器應(yīng)滿足的基本要求3、 機(jī)械設(shè)計(jì)的幾種方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的大致步驟4、 課程研究的內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)5、 本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法重點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求課程研究內(nèi)容與目標(biāo)課程特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法難點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求思考題1.對具有下述功用的機(jī)器

2、各舉出兩個(gè)實(shí)例：（1）原動機(jī)；（2）變換機(jī)械能為其他形式能量的機(jī)器；（3）變換物料的機(jī)器；（4）變換或傳遞信息的機(jī)器；（5）傳遞物料的機(jī)器；（6）傳遞機(jī)械能的機(jī)器。2.指出下列機(jī)器的動力部分、傳動部分、控制部分和執(zhí)行部分：（1）汽車；（2）自行車；（3）車床；（4）縫紉機(jī)；（5）電風(fēng)扇；（6）錄音機(jī)。 3.指出縫紉機(jī)中若干專用零件和通用零件。第一章 平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析教學(xué)目標(biāo)1、 弄清構(gòu)件組合滿足什么條件才具有確定的相對運(yùn)動？2、 能繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。3、 理解何謂速度瞬心？明白速度瞬心有哪些用途？基本要求明確自由度、運(yùn)動副、主動件、機(jī)架、瞬心、復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束等概念；能正

3、確計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度；能繪制簡單機(jī)械的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；能正確判定瞬心。重點(diǎn)機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算；機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制難點(diǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制；瞬心的判定及在速度分析中的應(yīng)用所有構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)稱為平面機(jī)構(gòu)。工程中常見的機(jī)構(gòu)大多數(shù)屬于平面機(jī)構(gòu)，因此，本章只討論平面機(jī)構(gòu)。習(xí) 題題11至1-4 繪出圖示機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 題11圖 題12圖 題13圖 題14圖題15至112 指出下列機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，計(jì)算各機(jī)構(gòu)的自由度。 思考題. 解釋：自由度、運(yùn)動副、機(jī)架、瞬心、局部自由度、虛約束。. 機(jī)構(gòu)中復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束通常出現(xiàn)在什么地方。. 構(gòu)件組合具有確定

4、相對運(yùn)動的條件是什么？. 如給出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，您能根據(jù)瞬心定義和三心定理找出機(jī)構(gòu)的全部瞬心嗎？. 給出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，您確信自己能正確計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度嗎？. 何謂“機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖”？簡述機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的作圖步驟。. 對圖示的三角形桁架，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，將它視為一個(gè)剛性構(gòu)件或三個(gè)構(gòu)件的組合，對計(jì)算結(jié)果有無影響？第三章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動件和機(jī)架三個(gè)構(gòu)件組成，是最簡單的單自由度的高副機(jī)構(gòu)之一，是機(jī)械中的一種常用機(jī)構(gòu)。 教學(xué)目標(biāo)1 了解凸輪機(jī)構(gòu)的類型，明確凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用的工業(yè)場合。2、 能正確繪制從動件常用運(yùn)動規(guī)律的位移線圖。3、 掌握反轉(zhuǎn)法，能用圖解法繪制凸輪輪廓線，能編程設(shè)計(jì)凸

5、輪廓線。4、 明確影響凸輪機(jī)構(gòu)工作性能和空間尺寸的有關(guān)因素。具體內(nèi)容1、凸輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用2、從動件的常用運(yùn)動規(guī)律3、凸輪廓線的圖解設(shè)計(jì)4、凸輪設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的兩個(gè)問題基本要求凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用；從動件常用運(yùn)動規(guī)律及特點(diǎn)；凸輪廓線的圖解設(shè)計(jì)；影響凸輪機(jī)構(gòu)性能的因素。重點(diǎn)從動件的常用運(yùn)動規(guī)律；凸輪廓線的圖解設(shè)計(jì)；影響凸輪機(jī)構(gòu)性能的因素。難點(diǎn)反轉(zhuǎn)法、基圓半徑的確定。習(xí) 題31 偏置直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標(biāo)出推程運(yùn)動角。 32 偏置直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)如圖示。凸輪為一以為中心的圓盤，問輪廓上點(diǎn)與尖頂接觸時(shí)其壓力角為若干(作圖表示)？33 一對心直動滾

6、子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)如圖示。已知凸輪順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，凸輪基圓半徑=40mm，從動件的升程h=30mm， 滾子半徑=10mm,=150°,=30°,=120°,=60°，從動件在推程作簡諧運(yùn)動，在回程作等加速等減速運(yùn)動。試用圖解法繪出該凸輪的輪廓。36 在圖示自動車床中控制刀架移動的滾子擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知=60mm，=36mm，=35mm，=8mm。從動件運(yùn)動規(guī)律如下：當(dāng)凸輪以等角速度逆時(shí)針回轉(zhuǎn)150°，從動件以簡諧運(yùn)動向上擺15°；當(dāng)凸輪自150°轉(zhuǎn)到180°時(shí)，從動件停止不動；當(dāng)凸輪自180°

7、;轉(zhuǎn)到300°時(shí)，從動件以簡諧運(yùn)動擺回原處；當(dāng)凸輪自300°轉(zhuǎn)到360°時(shí)，從動件又停止不動。試?yán)L制凸輪的輪廓。思考題. 名詞解釋：推程；推程運(yùn)動角；基圓；壓力角；剛性沖擊；柔性沖擊。. 若給出凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，您能正確作出給定的推程角、給定位置的壓力角嗎？. 簡述對心直動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線的繪制步驟。. 試分析：凸輪機(jī)構(gòu)的滾子半徑、基圓半徑對凸輪機(jī)構(gòu)性能的影響。若您所設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角超標(biāo)，那么，可從哪些方面采取措施加以改進(jìn)？第五章 輪 系教學(xué)目標(biāo)由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系。通過學(xué)習(xí)本章，您應(yīng)該1、了解輪系有哪些用途。2、明確輪

8、系有哪幾種類型。3、會計(jì)算輪系傳動比，會正確判定輪系的轉(zhuǎn)向。4、 對幾種特殊行星輪系的工作原理和結(jié)構(gòu)有所了解。教學(xué)內(nèi)容1、輪系的類型2、定軸輪系及其傳動比3、周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比4、復(fù)合輪系及其傳動比5、輪系的應(yīng)用6、特殊行星傳動簡介基本要求輪系的分類；輸入、輸出軸轉(zhuǎn)向的判定；定軸輪系傳動比的計(jì)算；周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計(jì)算。重點(diǎn)輪系傳動比的計(jì)算及轉(zhuǎn)向的判定。難點(diǎn)蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)向的判定（左、右手定則）；反轉(zhuǎn)法（周轉(zhuǎn)輪系與定軸輪系的轉(zhuǎn)化）。習(xí) 題5 圖示輪系中，=15，=25，=15，=30，=15，=30，=2(右旋)，=60，=20，(m=4mm)，若=500r/min，求齒條線速度v的大小和方向。答案

9、：v=10.5mm/s，方向向右。5 圖示手動葫蘆中，S為手動鏈輪，H為起重鏈輪，=12，=28，=14，=54，求傳動比。59 圖示差動輪系中，各輪齒數(shù)為：=30，=25，=20，=75，齒輪1的轉(zhuǎn)速為200r/min(箭頭向上)，齒輪3的轉(zhuǎn)速為50r/min(箭頭向下)，求行星架轉(zhuǎn)速的大小和方向。512 圖示輪系中，=40，=30，=100，求。514 圖示自行車?yán)锍瘫頇C(jī)構(gòu)中，C為車輪軸。=17，=23，=19，=20，=24。設(shè)輪胎受壓變形后使28in(英寸)的車輪有效直徑約為0.7m。當(dāng)車行一公里時(shí)，表上的指針P要剛好回轉(zhuǎn)一周，求齒輪2的齒數(shù)。思考題. 解釋：“定軸輪系”、“周轉(zhuǎn)輪系”

10、、“復(fù)合輪系”？. 簡述“左(右)手定則”的方法？. 簡述計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動比的方法？. 和的含義有何不同？. 簡述計(jì)算混合輪系傳動比的方法？. 輪系有哪些用途？第十章 聯(lián)接機(jī)械制造中，聯(lián)接是指被聯(lián)接零件之間的固定接合。就機(jī)械零件而言，被聯(lián)接零件有軸與軸上零件(如齒輪、飛輪)、輪緣與輪心、箱體與箱蓋、焊接零件中的鋼板與型鋼等。專門用于聯(lián)接的零件稱為聯(lián)接件，也稱為緊固件，如螺栓、螺母、銷等。有些聯(lián)接則沒有專門的緊固件，如靠被聯(lián)接本身變形組成的過盈聯(lián)接、利用分子結(jié)合力組成的焊接和粘接等。聯(lián)接分為可拆和不可拆的。允許多次裝拆而無損于使用性能的聯(lián)接稱為可拆聯(lián)接，如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接；若不損壞組成零

11、件就不能拆開的聯(lián)接則稱為不可拆聯(lián)接，如焊接、粘接和鉚接。本章只討論可拆聯(lián)接。教學(xué)目標(biāo)明確概念：效率、自鎖、粗牙螺紋、細(xì)牙螺紋、聯(lián)接螺紋、傳動螺紋。知道影響螺紋副效率(或自鎖)的因素；受拉、受剪螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；防松原理與裝置；提高聯(lián)接螺栓強(qiáng)度的措施；平鍵、楔鍵、花鍵聯(lián)接的工作原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)；旋傳動的計(jì)算內(nèi)容。會判定螺旋線的旋向；分析螺栓組各螺栓的受力，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；選擇鍵聯(lián)接的類型?；疽舐菁y參數(shù)與類型，螺紋副受力與效率分析，機(jī)械制造常用螺紋和螺紋聯(lián)接類型，擰緊與防松，螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算與增強(qiáng)措施，螺旋傳動，鍵、花鍵聯(lián)接的工作原理及特點(diǎn)。思考題. 簡述判定螺旋線旋向的方法。. 何謂“自鎖”

12、？簡述螺紋副的自鎖條件。. 為什么聯(lián)接常用三角形螺紋，而傳動常用梯形螺紋？. 為什么說細(xì)牙螺紋比粗牙螺紋的防松性能好？. 鉸制孔用螺栓與普通螺栓的工作原理和結(jié)構(gòu)有何不同？. 在螺栓聯(lián)接中，為什么有時(shí)要采用細(xì)光桿螺栓或空心桿螺栓？. “制造和裝配精度足夠高，則螺紋旋合后各圈螺紋牙的受力就相等”。這種說法正確嗎？為什么？8. 簡述平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵的工作原理、特點(diǎn)及鍵的選擇步驟(如何確定鍵類型、截面尺寸、長度)。第十二章 蝸桿傳動蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，用于傳遞交錯(cuò)軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和動力，通常兩軸交錯(cuò)角為90°，多數(shù)情況下蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。蝸桿傳動廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器和儀

13、器中。教學(xué)內(nèi)容蝸桿傳動的特點(diǎn)與類型蝸桿傳動的參數(shù)與尺寸 失效形式、材料和結(jié)構(gòu)蝸桿傳動受力分析 蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算效率、潤滑和熱平衡計(jì)算教學(xué)目標(biāo)知道蝸桿傳動的特點(diǎn)、類型與適用場合，蝸桿傳動的失效形式、影響傳動工作能力的主要因素； 能正確分析作用力(大小、方向)，選材和確定蝸輪結(jié)構(gòu)，能正確設(shè)計(jì)蝸桿傳動、正確選用潤滑方式與潤滑劑?；疽?傳動的特點(diǎn)與類型，傳動的參數(shù)與尺寸，失效形式、材料和結(jié)構(gòu)，受力分析，強(qiáng)度計(jì)算，效率、潤滑和熱平衡計(jì)算。重點(diǎn) 傳動的參數(shù)與尺寸，失效形式和材料選擇，受力分析，強(qiáng)度計(jì)算，熱平衡計(jì)算。作 業(yè)122 如圖所示，蝸桿主動，=20Nm，m=4mm，=2，=50mm，=50，嚙

14、合效率=0.75，試確定：(1)蝸輪的轉(zhuǎn)向；(2)蝸桿、蝸輪上作用力的大小和方向。123 如圖所示為蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動的組合。已知輸出軸上的錐齒輪的轉(zhuǎn)向n。問：(1)欲使中間軸上的軸向力為最小，蝸桿螺旋線的旋向和蝸桿轉(zhuǎn)向應(yīng)如何？(2)在(1)的前提下，標(biāo)出各輪軸向力的方向。124 設(shè)計(jì)一由電動機(jī)驅(qū)動的單級圓柱蝸桿減速器。電動機(jī)功率等于7kW，轉(zhuǎn)速為1440r/min，蝸輪軸轉(zhuǎn)速為80r/min，載荷平穩(wěn)，單向轉(zhuǎn)動。蝸輪材料為錫磷青銅、砂型；蝸桿為40Cr、表面淬火。思考題. 齒輪傳動的傳動比公式和中心距公式對于蝸桿傳動也適用嗎？. 蝸桿傳動有哪些特點(diǎn)？對蝸桿蝸輪副的材料組合有哪些要求？.

15、試證明蝸輪主動時(shí)自鎖的蝸桿傳動，蝸桿主動時(shí)嚙合效率<50% 。. 對于動力傳動，一般盡可能不用單頭蝸桿，其理由何在？. 與齒輪傳動一樣，蝸桿傳動的模數(shù)也是標(biāo)準(zhǔn)的。那么，國家為什么要將蝸桿的分度圓直徑也標(biāo)準(zhǔn)化呢？. 什么情況下要對蝸桿傳動進(jìn)行熱平衡計(jì)算？如果熱平衡計(jì)算不滿足要求，應(yīng)從哪幾方面采取措施？. 過盈配合的蝸輪齒圈的騎縫螺釘為什么要偏向鑄鐵輪芯一側(cè)？第十四章 軸軸是機(jī)器中最重要的零件之一，所有作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)械零件(如齒輪、帶輪等)都要裝在軸上以實(shí)現(xiàn)其回轉(zhuǎn)運(yùn)動，大多數(shù)軸還起著傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。教學(xué)內(nèi)容軸的功用和類型軸的材料軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的強(qiáng)度計(jì)算軸的剛度計(jì)算軸的臨界轉(zhuǎn)速的概念教學(xué)目標(biāo)

16、知道軸的功用和分類，影響軸強(qiáng)度、剛度的因素，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則；能正確選擇軸的材料及熱處理，具備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力；會對軸進(jìn)行必要的工作能力計(jì)算；了解軸臨界轉(zhuǎn)速的概念?；疽筝S的功用和類型，軸材料與熱處理，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算。重點(diǎn)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的強(qiáng)度計(jì)算難點(diǎn)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作 業(yè)142已知一傳動軸傳遞的功率為37kW，轉(zhuǎn)速n=900r/min，如果軸上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力不許超過40MPa，試求該軸的直徑。147 圖示二級圓柱齒輪減速器。已知高速級傳動比=2.5，低速級傳動比=4。若不計(jì)齒輪嚙合及軸承摩擦的功率損失，試計(jì)算三根軸傳遞轉(zhuǎn)矩之比，并按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算三根軸的直徑之比。148如圖所示二級斜齒圓柱齒輪減速器。已知中間軸傳遞功率P=40KW，轉(zhuǎn)速=200r/min，齒輪的分度圓直徑=688mm，螺旋角=12°50'，齒輪的分度圓直徑為=170mm，螺旋角=10°