《机械设计基础》复习题(机电11、开采11)

1、机械设计基础复习题一、基本概念和知识（试题形式：名词解释、选择、填空、判断、简答）1. 机器：用来变换或传递能量、物料、信息，执行机械运动的装臵。2. 原动机：将其他形式能量变换为机械能的机器。3. 工作机：利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器。4. 机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接 方式组成的构件系统。5. 机器的基本组成部分：动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。6. 机构与机器的区别：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外，还包含电气、 液压等其他装臵； 机构只用于传递运动和力， 而机器除传递运动和力之外， 还具有变换 或传递能量、物

2、料、信息的功能。7. 构件：构件是运动的单元。它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性 结构。8. 设计机械应满足的基本要求：良好的使用性能；安全；可靠、耐用；经济；符合环保要求。9. 运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。10. 低副：两构件通过面接触组成的运动副。平面机械中低副有转动副和移动副两种。11. 转动副：组成运动副的两构件只能在平面内相对转动的运动副。12. 移动副：组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动的运动副。13. 高副：两构件通过点或线接触组成的运动副。14. 机构中的构件可分为：固定构件（机架） ，用来支承活动构件（运动构件）的构件； 原动件（主动

3、件），运动规律已知的活动构件，它的运动是由外界输入的，故也称为输 入构件； 从动件，机构中随原动件运动而运动的其余活动构件。其中输出预期运动的从 动件称为输出构件，其他从动件则起传递运动的作用。15. 机构的自由度：指机构相对机架具有的独立运动的数目。16. 复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动副连接构成的铰链。17. 局部自由度：机构中出现的一种与构件运动无关的自由度，在计算机构自由度时应 予以排除。18. 虚约束：在机构中重复而对机构不起限制作用的约束，在计算机构自由度时应当去 除不计。19. 平面机构中的虚约束常出现的场合： （1）两构件之间组成多个导路平行的移动副， 只有一个移动副作

4、用，其余都是虚约束； （2）两个构件之间多个轴线生命的转动副时， 只有一个转动副起作用， 其余都是虚约束； （3）机构中传递运动不起独立作用的对称部分。20. 三心定理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心同一直线上。21. 平面连杆机构：由若干构件用低副（转动副、移动副）连接组成的平面机，又称平 面低副机构。22. 铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构。23. 铰链四杆机构的三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。24. 铰链四杆机构有整转副的条件上：铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和； 整转副是由最短杆

5、与其邻边组成的。（教材P29）25. 具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄的判断条件：取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构；取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构； 取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆 机构。26. 压力角：作用在从动件上的驱动力 F与该力作用点绝对速度Vc之间所夹的锐角a。27. 传动角：在连杆机构设计中，为了度量方便，用压力角a的余角Y （即连杆和从动摇杆之间所夹的锐角）来判断传力性能，Y称为传动角。28. 死点位臵：机构传动过程中，传动角为零的位臵。29. 凸轮机构的优缺点：优点是只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动

6、件得到所需的运 动规律，并且结构简单、紧凑，设计方便。缺点是凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线 接触，易磨损，所以通常多用于传力不大的控制机构。按从动件的30. 凸轮的分类：按凸轮的形状分：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮； 型式分：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件。31. 凸轮机构从动件常用运动规律：等速运动、简谐运动、正弦加速运动。32. 齿轮机构的主要优缺点：主要优点是：使用的圆周速度和功率范围广；效率较高；传动比稳定；寿命长；工作可靠性高；可实现平行轴、任意角相交轴和任意 角交错轴之间的传动。缺点是：要求较高的制造和安装精度；不适宜于远距离两轴之间的传动。33.标准齿轮的基本尺寸有：分度圆

7、直径 d、模数m、齿顶圆直径da、齿根圆直径df、齿距P、齿厚s、齿槽宽e、基圆db、齿宽b、齿顶高ha、齿根高h f。34. 渐开线齿轮的正确啮合条件是：两轮的模数和压力角必须分别相等。35. 成形法加工齿轮的特点：切齿方法简单，不需要专用机床，但生产效率低，精度差, 仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工。36. 齿轮切齿方法按其原理可分为：成形法和范成法。第#页共5页1737. 成形法：用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形的加工方法。38. 范成法：利用一对齿轮（或齿轮与齿条）互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原 理来切齿的。39. 标准直齿圆柱齿轮正常齿制标准渐开线齿轮，加工时不发生根

8、切的最少齿数为 齿；若允许略有根切，正常齿标准齿轮的实际最少齿数为 14 齿。40. 定轴轮系：传动时每个齿轮的几何轴线都是固定的轮系。41. 周转轮系：传动时至少有一齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的几何轴线转动的轮系。42. 轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。43. 轮系的主要功用： 相距较远的两轴之间的传动； 实现变速传动； 获得大传动比； 合成运动和分解运动。44. 常用的间歇机构：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构。45. 槽轮机构的主要特点：构造简单，并且运动平衡，因此在自动化机床转位机构、电 影放映机卷片机等自动机械中得到广泛的应用。46. 凸轮间歇运动机构通常有两种

9、型式：圆柱形凸轮间歇运动机构、蜗杆形凸轮间歇运 动机构。47. 周期性速度波动：机械在运转过程中，有规律的、周期性的速度变化。48. 非周期性速度波动：机械在运转过程中，速度的波动是随机的，不规则的，没有一 定的周期的速度变化。49. 回转件平衡的目的：调整回转件的质量分布，使回转件工作时离心力达到平衡，以 消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。50. 回转件的平衡试验分为：静平衡试验和动平衡试验两种。51. 机械零件的设计步骤： 拟定零件的计算简图； 确定作用在零件上的载荷； 选择 合适的材料；根据零件可能出现的失效形式，选用相应的判定条件，确定零件的形状 的主要尺寸。52. 当没有专门

10、的表格时，安全系数的选择原则：静应力下，塑性材料以屈服极限应力为极限应力。 对塑性较好的材料安全系数可小一些，对塑性较差的材料安全系数应大 一些；静应力下，脆性材料以强度极限为极限应力，应取较大的安全系数；变应力下，以疲劳极限作为极限应力， 若材料均匀、 计算较精确可取小一些， 若材料不够均匀、 计算不够精确时要取大一些。53. 机械中磨损的主要类型有： 磨粒磨损； 粘着磨损； 疲劳磨损； 腐蚀磨损。54. 机械零件的配合种类有：间隙配合、过渡配合、过盈配合。55. 连接：被连接件与连接件的组合。56. 连接可分为：可拆连接和不可拆连接。57. 可拆连接：允许多次装拆而无损使用性能的连接。第3

11、 页共5 页58. 不可拆连接：若不损坏组成零件就不能拆开的连接。59. 螺纹的主要几何参数：大径（公称直径）d ；小径d 1 ;中径d2 ;螺距P ;导程S ；螺纹升角屮、牙型角a。60. 机械制造常用的螺纹有：三角螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。（教61. 螺纹连接的基本类型：螺栓连接、螺钉连接、双头螺栓连接、坚定螺钉连接。材 P139）62. 键连接的类型：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接、花键连接。63. 销的基本形式：圆柱销、圆销销。64. 齿轮轮齿的主要失效形式：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性 变形。65. 齿轮常用的热处理方法有：表面淬火、渗碳淬火、调质、

12、正火、渗氮。66. 按形状的不同，蜗杆可分为：圆柱蜗杆和环面蜗杆。67. 圆柱蜗杆按其螺旋面的形状可分为：阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）和渐开线蜗杆（ZI蜗杆）等。蜗杆传动的主要失效形式：胶合、点蚀和磨损。转轴：既传递转矩又承受弯矩的轴。传动轴：只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。 心轴：只承受弯矩而不传递转矩的轴。轴可分为：转轴、传动轴和心轴。按表面润滑情况，将摩擦分为：干摩擦、边界摩擦和液体摩擦。 滚动轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。联轴器可分为：刚性联轴器和弹性联轴器两大类。离合器主要有：牙嵌离合器、圆盘摩擦离合器、磁粉离合器和定向离合器等。 制动器主要有：块式制动器、带式制动器

13、和内张蹄式制动器。弹簧有螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、平面涡卷弹簧和板弹簧。68.69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.二、应用（试题形式：简答、计算、论述）1. 机构具有确定运动的条件是：机构的自由度 F >0，且F等于原动件数。机构自由度 计算公式： F =3n -2 Pl -Ph 。2. 计算机构的自由度：教材 P12页例1 5,例1 6和教材P14页例1 73. 平面连杆机构的特点：机构中构件的运动形式多样，可以实现给定运动规律或运动 轨迹；低副以圆柱面或平面相接触，承载能力高，耐磨损，制造简便，易于获得较高的 制造精度，广泛应用于各种机械、仪器中。其缺点是

14、：不易精确实现复杂的运动规律， 且设计较为复杂；当构件数和运动副较多时，效率较低。4. 平面四杆机构的种类：平面四杆机构种类繁多，按平面四杆机构所含移动副数目不同，可分为： 全转动副的铰链四杆机构、 含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的四 杆机构。 对这些机构通过改换机架、 变更杆件长度和扩大转动副等途径， 还可以得到平 面四杆机构的其他演化型式。5. 根据铰链四杆机构有整转副的判定条件，及机架选择不同能获得什么样的四杆机构。 教材 P37 习题 216. 齿轮机构的分类：教材 P54 页7. 渐开线具什么特性？8. 计算标准正常齿圆柱直齿渐开线齿轮的主要参数。 教材 P71 习题 41 至

15、 43 所用 公式教材P57到P589. 机械零件设计的一般步骤： （1）拟订零件的计算简图； （2）确定作用在零件上的载 荷；（3）选择合适的材料； （4）根据零件可能出现的失效形式，选用相应的判定条件， 确定零件的形状和主要尺寸。应当注意， 零件尺寸的计算值一般不是零件的最终采用的 数值，设计者还要根据制造零件的工艺要求和标准、规格加以圆整；（5）绘制工作图，并标注必要的技术条件。10. 在静载荷作用下，用塑性材料设计零件时，应如何确定材料的许用应力。11. 在静载荷作用下，用脆性材料设计零件时，应如何确定材料的许用应力。12. 齿轮加工误差对传动带来的影响： 相啮合齿轮在一转范围内实际转

16、角与理论转角不一致，即影响传递运动的准确性；瞬时传动比不能保证恒定不变，齿轮在一转范围13.14. 等。15.内会出现多次重复的转速波动，特别在高速传动中将引起振动、 冲击和噪声， 即影响传 动的平稳性；齿向误差能使齿轮上的载荷使齿轮上的载荷分布不均匀，当传递较大转 矩时，易引起早期损坏，即影响载荷分布的均匀性。定轴轮系中各齿轮的转向判别及传动比的计算。教材P85习题5 1、5 2蜗杆传动的特点：主要优点是能得到很大的传动比、结构紧凑、传动平稳和噪声小 主要缺点是传动效率低；为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高。 带传动的优缺点：优点是： 适用于中心距较大的传动； 带具有良好的挠性； 过 载时带与带轮间会出现打滑， 打滑虽使传动失效， 但可防止损坏其他零件； 结构简单、 成本低廉。缺点是：传