【正文】 目錄第1章　　機械設(shè)計概述 1第2章　　摩擦、磨損及潤滑概述 3第3章　　平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 12第4章　　平面連桿機構(gòu) 16第5章　　凸輪機構(gòu) 36第6章　　間歇運動機構(gòu) 46第7章　　螺紋連接與螺旋傳動 48第8章　　帶傳動 60第9章　　鏈傳動 73第10章　 齒輪傳動 80第11章　 蝸桿傳動 112第12章　 齒輪系 124第13章　 機械傳動設(shè)計 131第14章　 軸和軸轂連接 133第15章　 軸承 138第16章　 其他常用零、部件 152第17章　 機械的平衡與調(diào)速 156第18章　 機械設(shè)計CAD簡介 163第1章 機械設(shè)計概述 機械設(shè)計過程通常分為哪幾個階段？各階段的主要內(nèi)容是什么？ 答：機械設(shè)計過程通?？煞譃橐韵聨讉€階段：　主要工作是提出設(shè)計任務(wù)和明確設(shè)計要求?！≡跐M足設(shè)計任務(wù)書中設(shè)計具體要求的前提下，由設(shè)計人員構(gòu)思出多種可行方案并進行分析比較，從中優(yōu)選出一種功能滿足要求、工作性能可靠、結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠、結(jié)構(gòu)設(shè)計可行、成本低廉的方案。 完成總體設(shè)計、部件設(shè)計、零件設(shè)計等。 制造出樣機、試用、修改、鑒定。 常見的失效形式有哪幾種？答：斷裂，過量變形，表面失效，破壞正常工作條件引起的失效等幾種。 什么叫工作能力？計算準則是如何得出的？答：工作能力為指零件在一定的工作條件下抵抗可能出現(xiàn)的失效的能力。對于載荷而言稱為承載能力。根據(jù)不同的失效原因建立起來的工作能力判定條件。 標準化的重要意義是什么？　答：標準化的重要意義可使零件、部件的種類減少，簡化生產(chǎn)管理過程，降低成本，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期。第2章　摩擦、磨損及潤滑概述 按摩擦副表面間的潤滑狀態(tài)，摩擦可分為哪幾類？各有何特點？答：摩擦副可分為四類：干摩擦、液體摩擦、邊界摩擦和混合摩擦。干摩擦的特點是兩物體間無任何潤滑劑和保護膜，摩擦系數(shù)及摩擦阻力最大，磨損最嚴重，在接觸區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了粘著和梨刨現(xiàn)象。液體摩擦的特點是兩摩擦表面不直接接觸，被液體油膜完全隔開，摩擦系數(shù)極小，摩擦是在液體的分子間進行的，稱為液體潤滑。邊界摩擦的特點是兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開，但由于邊界膜較薄，不能完全避免金屬的直接接觸，摩擦系數(shù)較大，仍有局部磨損產(chǎn)生。混合摩擦的特點是同時存在邊界潤滑和液體潤滑，摩擦系數(shù)比邊界潤滑小，但會有磨損發(fā)生。 磨損過程分幾個階段？各階段的特點是什么？答：磨損過程分三個階段，即跑合摩合磨損階段、穩(wěn)定磨損階段、劇烈磨損階段。各階段的特點是:跑合磨損階段磨損速度由快變慢；穩(wěn)定磨損階段磨損緩慢，磨損率穩(wěn)定；劇烈磨損階段，磨損速度及磨損率都急劇增大?！“茨p機理的不同，磨損有哪幾種類型？答：磨損的分類有磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損點蝕、腐蝕磨損?！∧姆N磨損對傳動件來說是有益的？為什么？答：跑合磨損是有益的磨損，因為經(jīng)跑合磨損后，磨損速度減慢，可改善工作表面的性質(zhì)，提高摩擦副的使用壽命。 如何選擇適當?shù)臐櫥瑒?？答：選潤滑劑時應(yīng)根據(jù)工作載荷、運動速度、工作溫度及其它工作條件選擇。當載荷大時，選粘度大的潤滑油，如有較大的沖擊時選潤滑脂或固體潤滑劑。高速時選粘度小的潤滑油，高速高溫時可選氣體潤滑劑；低速時選粘度小的潤滑油，低速重載時可選潤滑脂；多塵條件選潤滑脂，多水時選耐水潤滑脂。 潤滑油的潤滑方法有哪些？答：油潤滑的潤滑方法有分散潤滑法和集中潤滑法。集中潤滑法是連續(xù)潤滑，可實現(xiàn)壓力潤滑。分散潤滑法可以是間斷的或連續(xù)的。間斷潤滑有人工定時潤滑、手動油杯潤滑、油芯油杯潤滑、針閥油杯潤滑、帶油潤滑、油浴及飛濺潤滑、噴油潤滑、油零潤滑等幾種。？答：接觸式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以及氈圈。？答:非接觸式密封有曲路密封和隙縫密封，它是靠隙縫中的潤滑脂實現(xiàn)密封的。第3章 平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機構(gòu)具有確定運動的條件是什么?答：機構(gòu)的主動件數(shù)等于自由度數(shù)時,機構(gòu)就具有確定的相對運動。 在計算機構(gòu)的自由度時，要注意哪些事項？答：應(yīng)注意機構(gòu)中是否包含著復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束。 機構(gòu)運動簡圖有什么作用？如何繪制機構(gòu)運動簡圖？答：（1）能拋開機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的真實外形，簡明地表達機構(gòu)的傳動原理，并能對機構(gòu)進行方案討論和運動、受力分析。（2）繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟如下所述：①認真研究機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其動作原理，分清機架，確定主動件。②循著運動傳遞的路線，搞清各構(gòu)件間相對運動的性質(zhì)，確定運動副的種類。③測量出運動副間的相對位置。④選擇視圖平面和比例尺，用規(guī)定的線條和符號表示其構(gòu)件和運動副，繪制成機構(gòu)運動簡圖。 ，并說明欲使其具有確定運動，需要有幾個原動件？答：a）代入式（）中可得此機構(gòu)要具有確定的運動，需要有一個原動件。b) 處存在局部自由度，必須取消，即把滾子與桿剛化，則代入式（）中可得 此機構(gòu)要具有確定的運動，需要有一個原動件。c) 代入式（）中可得此機構(gòu)要具有確定的運動，需要有一個原動件。 ，并計算其自由度。答：取，：圖a)： ，則； 圖b)：，則。 ，并判斷該機構(gòu)的運動是否確定（圖中繪有箭頭的構(gòu)件為原動件）。解：a)：。運動確定。b) 運動確定c) 。運動確定d) 。運動確定。e) 。運動確定。f) 。運動確定。g) 。運動確定h) 。運動確定。 ？如不合理，請針對錯誤提出修改方案。答：圖示機構(gòu)的自由度為零，故都不合理，修改方案如下： ，在處改為一個滑塊。 ，在構(gòu)件4上增加一個轉(zhuǎn)動副，；或在構(gòu)件4的處添加一滑塊。第4章 平面連桿機構(gòu) 機構(gòu)運動分析時的速度多邊形與加速度多邊形特性是什么？答：同一構(gòu)件上各點的速度和加速度構(gòu)成的多邊形與構(gòu)件原來的形狀相似，且字母順序一致。 為什么要研究機械中的摩擦？機械中的摩擦是否全是有害的？答：機械在運轉(zhuǎn)時，其相鄰的兩構(gòu)件間發(fā)生相對運動時，就必然產(chǎn)生摩擦力，它一方面會消耗一部分的輸入功，使機械發(fā)熱和降低其機械效率，另一方面又使機械磨損，影響了機械零件的強度和壽命，降低了機械工作的可靠性，因此必須要研究機械中的摩擦。機械中的摩擦是不一定有害的，有時會利用摩擦力進行工作，如帶傳動和摩擦輪傳動等。 何謂摩擦角？如何確定移動副中總反力的方向？答：（1）移動或具有移動趨勢的物體所受的總反力與法向反力之間的夾角稱為摩擦角。（2）總反力與相對運動方向或相對運動趨勢的方向成一鈍角，據(jù)此來確定總反力的方向。 何謂摩擦圓？如何確定轉(zhuǎn)動副中總反力的作用線？答：（1）以轉(zhuǎn)軸的軸心為圓心，以為半徑所作的圓稱為摩擦圓。 （2）總反力與摩擦圓相切，其位置取決于兩構(gòu)件的相對轉(zhuǎn)動方向，總反力產(chǎn)生的摩擦力矩與相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向相反。 從機械效率的觀點看，機械自鎖的條件是什么？答：機械自鎖的條件為。 連桿機構(gòu)中的急回特性是什么含義？什么條件下機構(gòu)才具有急回特性？答：（1）當曲柄等速轉(zhuǎn)動時，搖桿來回搖動的速度不同，返回時速度較大。機構(gòu)的這種性質(zhì)，稱為機構(gòu)的急回特性。通常用行程速度變化系數(shù)K來表示這種特性。 （2）當時，則，機構(gòu)具有急回特性。 鉸鏈四桿機構(gòu)中曲柄存在的條件是什么？曲柄是否一定是最短桿？答：（1）最長桿與最短桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；最短桿或相鄰桿應(yīng)為機架。（2）曲柄不一定為最短桿，如雙曲柄機構(gòu)中，機架為最短桿。 何謂連桿機構(gòu)的死點？舉出避免死點和利用死點的例子。答：（1）主動件通過連桿作用于從動件上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心時的位置，稱為連桿機構(gòu)的死點位置。（2）機車車輪在工作中應(yīng)設(shè)法避免死點位置。如采用機車車輪聯(lián)動機構(gòu)，當一個機構(gòu)處于死點位置時，可借助另一個機構(gòu)來越過死點；飛機起落架是利用死點工作的，當起落架放下時，機構(gòu)處于死點位置，使降落可靠。 ，已知機構(gòu)的尺寸和相對位置，構(gòu)件1以等角速度逆時針轉(zhuǎn)動，求圖示位置C點和D點的速度及加速度，構(gòu)件2的角速度和角加速度。解：取長度比例尺。解：（1）速度分析。①，方向垂直于AB，指向與的轉(zhuǎn)向一致。②，故有：大小 ？ ？方向 水平 取速度比例尺（）,，則代表；代表，其大小為。③求。因，則方向為順時針轉(zhuǎn)。④求。因為B、C、D為同一構(gòu)件上的三點，所以可利用速度影像原理求得d 點，連接代表，其大小為，方向同。（2）加速度分析。①求。由已知條件可知：，方向為BA；。②求。根據(jù)相對運動原理，可選立下列方程式大小 ？ ？方向 水平 取加速度比例尺，則代表，代表。由圖可知，方向同（水平向左）；，方向同。③求。因，則（方向為逆時針）④求。大小 ？ ？ ？方向 ？ 作矢量圖，可見代表。 由圖可見，=，方向同。 ，已知，，構(gòu)件1以等角速度順時針轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)已作出該瞬時的速度多邊形（）和加速度多邊形（ c）。試用圖解法求：（1）構(gòu)件2上速度為零的點E的位置，并求出該點的加速度；（2）為加速度多邊形中各矢量標注相應(yīng)符號：（3）求構(gòu)件2的角加速度。解：取，作結(jié)構(gòu)簡圖。（1）求構(gòu)件2上速度為零的點E及E點的加速度。①求。，且。②求。大小 ？ ？方向 水平 取。因，故在速度圖中，e與極點p相重合，即三角符號Δ為ΔBCE的影像，其作圖過程為：過B點作，過C點作，其交點即為E點。③求、及。由圖可知。又因 則 ，方向為逆時針。，方向為逆時針。大小 ？ ？方向 取，作加速度矢量圖，則代表。，方向。④求。利用加速度影像原理，即∽。作圖過程為：作，其交點即為，則代表。（2）。（3）求構(gòu)件2的角加速度。由圖可知，又因則。 ，設(shè)已知，，求當平行于且垂直于AB時的和。解：取，畫出機構(gòu)的位置圖。（1） 速度分析。①求。 ，方向垂直于。②求。因B點與A點同為構(gòu)件2上的點，故有：大小 ？ ？方向 取速度比例尺，由圖可知：③求。因為所以構(gòu)件2在此瞬時作平動，即方向為順時針轉(zhuǎn)。（2）加速度分析。① 求。由已知條件可知：，方向。②求。根據(jù)相對運動原理，可建立下列方程式大小 ？ ？ 0 ？方向 ？ ，則代表。③求。根據(jù)影像原理可得出：，可得出代表。，方向垂直向下。 ，設(shè)已知曲柄AB以等角速度順時針轉(zhuǎn)動。求：（1）當時，構(gòu)件3的角速度和角加速度；（2）當時，構(gòu)件3的角速度和角加速度；（3）當（B點轉(zhuǎn)于AC之間）時，構(gòu)件3的角速度和角加速度。解：（1）當時，取,畫出機構(gòu)的位置圖，（一）a所示。（一）①求。 ……（1）大小 ？ ？方向 取，（一）b所示，由圖可知：代表，則方向為順時針，且。②求。 ……（2）大小 ？ ？方向 式中取，（一）c所示，由圖可知：代表，將移至B點，得：方向為逆時針轉(zhuǎn)。（2）當時，取，畫出機構(gòu)的位置圖，（二）所示。（二）①求。依據(jù)矢量方程（1），（二）b所示，取 。由圖可知：代表，則。②求。依據(jù)矢量方程（2），（二）c所示，取。由圖可知：代表，則方向為逆時針轉(zhuǎn)。（3）當時，取，畫出機構(gòu)的位置圖，（三）所示。 a) b) c)① 求。依據(jù)矢量方程（1），（三）b所示，取。由圖可知：代表，又、重合，則代表，則方向為逆時針轉(zhuǎn)。②求。依據(jù)矢量方程（2），（三）c所示，取。由圖可知：因、重合，則。 ，設(shè)已知構(gòu)件逆時針轉(zhuǎn)動，求及。解：取，畫出機構(gòu)的位置圖。(1) 速度分析（求）。,即，方向垂直于。大小 ？ ？方向 水平 鉛垂取，由圖可知：代表代表,則方向為水平。（2）加速度分析（求）。大小 ？ ？方向 水平 水平向右 垂直式中取，由圖可知：代表，則方向為水平向右。 ，已知拖板1的運動方向垂直于紙面，重心在S處，幾何尺寸如圖所示，各接觸面間的滑動摩擦系數(shù)。求V形導(dǎo)軌處的當量摩擦系數(shù)。解：作用于導(dǎo)軌上壓力為、。根據(jù)力矩平衡條件可知：作用在左右導(dǎo)軌上的摩擦力為、所以 ，已知為驅(qū)動力，為工作阻力，轉(zhuǎn)動副A、B的軸頸半徑為r，當量摩擦系數(shù)為，滑動摩擦系數(shù)為，忽略各構(gòu)件的重力和慣性力。試作出各運動副中總反力的作用線。 答：（1）求、。忽略各構(gòu)件的重量和慣性力，桿2為二力桿，作用在桿2上的兩個力和應(yīng)等值、共線、反向。當考慮摩擦后，該二力不通過鉸鏈中心，而與摩擦圓