【文章內容簡介】 。特點：單線螺紋的螺距等于導程，多線螺紋的導程等于螺距與線數(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，用于傳遞動力和運動。72 螺紋主要類型有哪幾種？說明他們的特點及用途。答：機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、半圓形螺 紋。三角形螺紋：：特點為抗拉強度較高，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。（半圓形螺紋）：特點為螺紋深度較淺，是專門用來連接管子的。矩形螺紋： 特點為刨面呈矩形、螺母與螺桿對中的精度較差以及螺紋根部強度較弱等缺 點；沒有自鎖。梯形螺紋：特點為刨面為梯形，效率較矩形螺紋低，沒有自鎖。多用于車床絲桿等傳動 螺旋及起重螺旋中。鋸齒形螺紋：效率較矩形螺紋略低，強度較大，沒有自鎖。在受載很大的起重螺旋及螺 旋壓力機中常采用。（三角形螺紋用于連接；鋸齒、梯形、矩形用于傳動。）73 螺旋副的效率與哪些參數(shù)有關？各參數(shù)變化大小對效率有何影響？螺紋牙型角大小對 效率有何影響？ 答：為升角，ρ為摩擦角當摩擦角不變時，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）74 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 ρ：當量摩擦 角。意義 ：不加支持力 F，重物不會自動下滑。即螺旋副不會自動松脫，當擰緊螺母時，螺旋副的效率總是小于 50%。常用鏈接螺紋自鎖。75 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，會出其結構件圖，說明其工作原理和機構簡圖。答：螺紋連接的自鎖作用只有在靜載荷下才是可靠的，在振動和變載荷下，螺紋副之間會產 3 生相對轉動，從而出現(xiàn)自動松脫的現(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：梁螺母對頂，螺栓始終收到附加壓力和附加摩擦力的 作用。結構簡單，用于低速重載。（二）利用機械方法防松裝置： 原理：利用機械裝置將螺母和螺栓連成一體，消除了它們之間相對轉動的可能性。（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）止動墊圈：墊片內翅嵌入螺栓的槽內，待螺母擰緊后，再將墊片的外翅之 一折嵌于螺母的一個槽內。將止動片的折邊，分別彎靠在螺 母和被聯(lián)接件的側邊起防松作用 76 將松螺栓連接合金螺栓連接（受橫向外力和軸向歪理）的強度計算公示一起列出，是比 較其異同，并作出必要的結論。710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：按擠壓和剪切的強度計算，再根據工作要求，確定鍵的種類；再按照軸的直 徑 d 查標準的鍵的尺寸，鍵的長度取 且要比軸上的輪轂短。chapter8 82 帶傳動中的彈性滑動和打滑時怎樣產生的？它們對帶傳動有何影響？ 答：彈性滑動：由于帶的緊邊與松邊拉力不等，使帶兩邊的彈性變形不等，所引起的帶與輪 面的微量相對滑動為彈性滑動。彈性滑動是不可避免的，對帶傳動影響不大 打滑：機器出現(xiàn)過載，摩擦力不能克服從動輪上的阻力矩，帶沿輪面全面滑動，從動輪 轉速急劇降低甚至不動，此現(xiàn)象即為打滑，是帶傳動的主要失效形式之一，可避免。83 帶傳動中主要失效形式是什么？設計中怎么樣考慮？ 答： 主要失效形式： ； ； 。設計是必須要考慮：在保證不打滑的情況下（確保工況系數(shù)），帶應有一定的疲勞強度 或壽命。chapter9 91 齒輪傳動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：傳動比恒定。齒廓的形狀是：漸開線形、擺線形、圓弧齒時滿足上述要求。（齒廓的形狀必須滿足不 論輪齒齒廓在任何位置接觸，過觸點所做齒廓的公法線均須通過節(jié)點。）4 92 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算,在齒輪上選擇一個圓作為計算的基準,該 圓稱為齒輪的分度圓.(標準齒輪分度圓與節(jié)圓重合且 s=e)：通過節(jié)點的兩圓具有相同的圓周速度，他們之間作純滾動，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)圓是在兩齒輪運動 嚙合時根據其速度而確定出來的。壓力角：漸開線上任一點法向壓力的方向線（即漸開線在該點的法線）和該點速度 方向之間的夾角稱為該點的壓力角。嚙合角：過節(jié)點的兩節(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。93 一對漸開線標準齒輪正確嚙合的條件什么？ 答：m2 ；94 為什么要限制齒輪的最少齒數(shù)？對于α=正常齒制的標準直齒圓柱齒輪，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，要使所設計齒數(shù)大于不產生根切的最少齒數(shù)，當 α=20 的標準直齒圓柱齒輪，則 h a =1，則 z min =17。912 齒輪輪齒有哪幾種失效形式？開式傳動和閉式傳動的失效形式是否相同？在設計及使 用中應該怎樣防止這些失效？ 答：失效形式有：（1）輪齒折斷（2）齒面膠合（3）齒面磨粒磨損（4）齒面點蝕（5）塑性變形 開式傳動和閉式傳動的失效形式不完全相同： 其中磨損和疲勞破壞主要為開式齒輪傳動 的失效形式；而齒面點蝕和折斷主要為閉式齒輪傳動的失效形式。為了防止輪齒折斷：在設計時應使用抵抗沖擊和過載能力較強的材料。為了避免齒面磨粒磨損：可采用閉式傳動或加防護罩等； 為了避免輪齒齒面點蝕：應使用接觸應力較大的材料； 為了防止齒面膠合：必須采用粘度大的潤滑油（低速傳動）或抗膠合能力強的潤滑油（高速 傳動）。913 選擇齒輪材料時，為什么軟齒面齒輪的小齒輪比大齒輪的材料要好些或熱處理硬度要 5 o高些？ 答：主要由于小齒輪轉速高，應力循環(huán)次數(shù)多，則壽命較短，為了使大小齒輪的壽命接近，則在材料的選取方面要好些或熱處理要更高些。916 在輪齒的彎曲強度計算中，齒形系數(shù) YF 與什么因素有關？ 答：齒形系數(shù) YF 只與齒形有關，即與壓力角α，齒頂高系數(shù) ha 以及齒數(shù) Z 有關。chapter10 102 蝸桿傳動的嚙合效率受哪些因素的影響？ 答：蝸桿傳動的嚙合效率為：tan r，則效率受導程角和當量摩擦角的影響。103 蝸桿傳動的傳動比等于什么？為什么蝸桿傳動可得到大的傳動比？ 答：蝸桿傳動傳動比：i=n1/n2 = z2/z1(傳動比與齒數(shù)成反比)因為蝸桿的齒數(shù)可以非常小，小到 z=1，因而可以得到很大的傳動比。104 蝸桿傳動中，為什么要規(guī)定 d1 與 m 對應的標準值？ 答：當用滾刀加工蝸輪時，為了保證蝸桿與該蝸輪的正確嚙合，所用蝸輪滾刀的齒形及直徑 必須與相嚙合的蝸桿相同，這樣，每一種尺寸的蝸桿，就對應有一把蝸輪刀滾，因此規(guī) 定蝸桿分度圓直徑 d 為標準值，且與模數(shù) m 相搭配；其次，蝸輪加工的刀具昂貴，規(guī)定 蝸桿分度直徑 d 為標準值且與模數(shù)相搭配可以減少加工刀具的數(shù)量。107 為什么蝸桿傳動常用青銅渦輪而不采用鋼制渦輪？ 答：因為青銅的耐磨性，抗膠合性能及切削加工性能均好，而嚙合處有較大的滑動速度，會 產生嚴重的摩擦磨損引起熱，使?jié)櫥闆r惡化，青銅的熔點較高，所以用青銅渦輪而不 用鋼制渦輪。109 為什么對連續(xù)工作的蝸桿傳動不僅要進行強度計算，而且還要進行熱平衡計算？ 答：蝸桿傳動由于摩擦損失大，效率較低，因而發(fā)熱量就很大、若熱量不能散逸將使?jié)櫥?的粘度降低，潤滑油從嚙合齒間被擠出進而導致膠合。chapter11 111 定軸輪系中，輸入軸與輸出軸之間的傳動比如何確定？與主動齒輪的齒數(shù)有何關系？ 如何判定輸出軸的轉向？ 答： 輪系的總傳動比等于組成該輪系的各對齒輪的傳動比的連成積，其值等于所有從動輪齒 數(shù)的連成積與所有主動輪齒連成積之比。傳動比 判定方向： ，傳動比為正號，若兩輪回轉方向相反時，則取為負號 ，則表示輸入軸與輸出軸的轉向相同，為負則表 示轉向相反。: 外嚙合的齒輪轉向相反,內嚙合的 6 121 心軸與轉軸有何區(qū)別？試列舉應用的實例。答：心軸只承受彎矩，不承受轉矩，如：裝帶輪和凸輪的軸； 轉軸既承受彎矩，又承受轉矩。如：齒輪減速器中的軸，是機器中最常見的軸。124 軸的結構和尺寸與哪些因素有關？ 答：軸的結構決定因素：載荷及載荷分布、軸上標準件、軸上已確定的零件、軸上零件的裝 配位置及固定方法、軸的加工工藝性、軸上零件的裝配工藝性等。軸尺寸決定因素 ： 軸沿軸向尺寸及形狀是由軸上各零件的相互舉例，尺寸和安裝情況，與軸的制造情況及軸上載荷(彎矩、轉矩、軸向力)分布情況等決定的。計算題： z1=20 z2=80，模數(shù) m=2，計算兩個齒 輪的齒頂圓，齒根圓和分度圓的直徑，以及齒輪傳動的中心距。解：由公式及系數(shù)得： 齒頂圓直徑： d a1d 齒根圓直徑：35mm m 分度圓直徑： 中心距：，第三篇：機械設計基礎習題解答《機械設計基礎》習題 解 答機械工程學院目錄第0章 緒論1 第一章平面機構運動簡圖及其自由度2 第二章平面連桿機構4 第三章 凸輪機構6 第四章 齒輪機構8 第五章 輪系及其設計19 第六章 間歇運動機構26 第七章 機械的調速與平衡29 第八章 帶傳動34 第九章 鏈傳動38 第十章 聯(lián)接42 第十一章 軸46 第十二章 滾動軸承50 第十三章 滑動軸承56 第十四章 聯(lián)軸器和離合器 59 第十五章 彈簧62 第十六章 機械傳動系統(tǒng)的設計65第一章平面機構運動簡圖及其自由度11 一個在平面內自由遠東的構件有多少個自由度？ [解]有3個自由度。12 在平面內運動副所產生的約束數(shù)與自由度有何關系？ [解] 約束數(shù)+自由度=3 13 如何判別有構件和運動副組成的系統(tǒng)是否具有確定的相對運動？ [解] 自由度數(shù)=原動件數(shù)系統(tǒng)無確定的相對運動自由度數(shù)185。原動件數(shù)系統(tǒng)有確定的相對運動 14在計算機構的自由度時應注意哪幾個問題？ [解] 復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。15 繪制機構運動簡圖時，用什么來表示機構和運動副？ [解]用簡單的線條和符號表示構件和運動副。16繪制圖115所示的機構運動簡圖，并計算其自由度。[解] a)n=3，PL=4，PH=0 F=3180。32180。4=1b)n=4，PL=5，PH=1 F=3180。42180。51=1c)n=3，PL=4，PH=0 F=3180。32180。4=1d)n=3，PL=4，PH=0 F=3180。32180。4=117試計算下列圖示機構的自由度，并指出機構中存在的復合鉸鏈，局部自由度或虛約束。45第三章 凸輪機構31 從動件的常用運動規(guī)律有哪種？各適用在什么場合？[解] 1)等速運動規(guī)律，使用于低速、輕載的場合；2）等加速等減速運動規(guī)律，適用于中速、輕載的場合；3）余弦加速度運動規(guī)律（簡諧運動規(guī)律），適用于中、低速；4）正弦加速度運動規(guī)律，適用于高速。32 凸輪機構的常用類型有幾種？選擇凸輪的類型時應該考慮哪些因素？[解] 按凸輪的形狀分：盤形凸輪、移動凸輪和圓柱凸輪；按從動件形狀來分：尖端從動件、滾子從動件和平底從動件；按凸輪與從動件鎖合形式分：力鎖合和幾何鎖合。選擇凸輪時，應考慮凸輪和從動件的相對運動形式 從動件的運動形式等。33 圖解法設計凸輪時，采用了什么原理？簡單敘述此原理的主要內容。[解] 才用反轉原理，即給整個機構加上一個反向轉動，各構件之間的相對運動并不改變，根據這一原理，設想給整個凸輪機構加上一反向轉動（即加上一個凸輪角速度轉向相反、數(shù)值相等繞凸輪回轉中心0的角速度（w）的轉動），則凸輪處于相對靜止狀態(tài)，從動件一方面隨機架以角速度（w）繞0點轉動，另一方面又按給定的運動規(guī)律作往復移動或擺動。34 何謂凸輪的運動失真？滾子從動件盤形凸輪機構運動時針時，應如何第四章 齒輪機構41 為什么要規(guī)定模數(shù)的標準系列？在直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪，蝸桿蝸輪和直齒圓錐齒輪上何處的模數(shù)是標準值？[解] 為了設計、制造、檢驗和使用的方便。直齒輪端面模數(shù)是標準值；斜齒法面模數(shù)是標準值；蝸桿蝸輪中間平面上的模數(shù)是標準值；圓錐齒輪大端的模數(shù)是標準值。42 漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有哪幾個？那些是標準的，其標準值是否相同？為什么這些參數(shù)稱為基本參數(shù)？[解] 基本參數(shù)：齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角a、齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*。其中后四個是標準的，標準值不相同。43 分度圓與節(jié)圓有什么區(qū)別？在什么情況下節(jié)圓與分度圓重合？ [解] 分度圓是齒輪上具有標準壓力角的圓。節(jié)圓是過節(jié)點所作的兩個相切的圓。標準安裝時節(jié)圓與分度圓重合。44 漸開線的形狀取決于什么？若兩個齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別相等，但壓力角不同，他們齒數(shù)不同，他們齒廓漸開線形狀是否相同？一對相嚙合的兩個齒輪，若它們的齒數(shù)不同，他們齒廓的漸開線形狀是否相同？[解] 取決于基圓的大小。不同。不同。45 何謂齒廓的根切現(xiàn)象？產生根切的原因是什么？是否基圓愈小愈容易發(fā)生根切？根切有什么危害？如何避免根切？[解] 齒輪齒根的漸開線齒廓被切去的現(xiàn)象為根切現(xiàn)象。原因是展成法加工時，刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的焦點超過了被切極 的。計算準則；齒面接觸疲勞強度計算，針對齒面點蝕；齒根彎曲疲勞強度計算，針對齒根彎曲疲勞折斷。閉式硬齒面齒輪傳動設計準則：按彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度設計；閉式軟齒面齒輪傳動設計準則：按接觸疲勞強度設計，校核彎曲疲勞強度；開式齒輪傳動設計準則：按彎曲疲勞強度設計。49 現(xiàn)有A、B兩對閉式軟齒面直齒圓柱齒輪傳動，A對參數(shù)為；模數(shù)m=2mm，