【正文】 各適用在什么場合？[解] 1)等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使用于低速、輕載的場合；2）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，適用于中速、輕載的場合；3）余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律（簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律），適用于中、低速；4）正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，適用于高速。32180。32180。42180。32180。16繪制圖115所示的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算其自由度。原動(dòng)件數(shù)系統(tǒng)有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 14在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)應(yīng)注意哪幾個(gè)問題？ [解] 復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。第二篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)習(xí)題解答《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》習(xí)題 解 答機(jī)械工程學(xué)院目錄第0章 緒論1 第一章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖及其自由度2 第二章平面連桿機(jī)構(gòu)4 第三章 凸輪機(jī)構(gòu)6 第四章 齒輪機(jī)構(gòu)8 第五章 輪系及其設(shè)計(jì)19 第六章 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)26 第七章 機(jī)械的調(diào)速與平衡29 第八章 帶傳動(dòng)34 第九章 鏈傳動(dòng)38 第十章 聯(lián)接42 第十一章 軸46 第十二章 滾動(dòng)軸承50 第十三章 滑動(dòng)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(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)65第一章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖及其自由度11 一個(gè)在平面內(nèi)自由遠(yuǎn)東的構(gòu)件有多少個(gè)自由度？ [解]有3個(gè)自由度。（5）所選機(jī)構(gòu)在工作中要安全可靠，便于操作、維護(hù)和檢修。這對(duì)于保證運(yùn)動(dòng)精度、提高機(jī)械效率和降低生產(chǎn)成本等都是有利的。（2）根據(jù)需要，所選機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的動(dòng)力性能，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無沖擊、振動(dòng)，具有較高的機(jī)械效率，對(duì)工作負(fù)荷的改變有較好的適應(yīng)能力等。153機(jī)構(gòu)的選型一般遵循哪些原則？ 解：機(jī)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)考慮以下一些原則：（1）所選機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足機(jī)器運(yùn)動(dòng)方面的要求。152什么叫機(jī)械的工作循環(huán)圖？什么情況下需要畫工作循環(huán)圖？ 解：工作循環(huán)圖即機(jī)器在一個(gè)工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系的圖。pab=arctan[(mbrb)y/(mbrb)x]==第十五章機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定思考題和練習(xí)題151設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案需要考慮哪些基本要求？設(shè)計(jì)的大致步驟如何？解：基本要求：采用盡可能簡短的運(yùn)動(dòng)鏈，優(yōu)先選用基本機(jī)構(gòu)，應(yīng)使機(jī)械有較高的機(jī)械效率，合理安排不同類型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序，合理分配傳動(dòng)比，保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。10=5180。5)180。200180。100180。5180。cos2100=(mbrb)y=(180。cos1350+500180。)180。52180。試求此通孔的直徑與位置。在位置Ⅰ處有一直徑f=50mm的通孔，位置Ⅱ處有一質(zhì)量m2=。故不能片面追求速度的均勻，滿足使用要求即可。二者是獨(dú)立的，即勻速運(yùn)動(dòng)的不平衡轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)壓力，平衡轉(zhuǎn)子速度波動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)壓力。144轉(zhuǎn)子不平衡和速度波動(dòng)均會(huì)在運(yùn)動(dòng)副中引起附加動(dòng)壓力，試分析它們的區(qū)別。比如鍛壓、沖壓機(jī)械，在鍛壓、沖壓的瞬間釋放動(dòng)能來克服瞬間的尖峰載荷，達(dá)到節(jié)能的目的；玩具小汽車用飛輪的動(dòng)能提供能量；以回轉(zhuǎn)構(gòu)件為從動(dòng)件的桿機(jī)構(gòu)，利用飛輪動(dòng)能創(chuàng)過死點(diǎn)等。143飛輪的調(diào)速功能是利用了飛輪的儲(chǔ)能作用，在工程中利用飛輪的儲(chǔ)能作用還有哪些應(yīng)用？試舉幾例。定剛度彈簧的特性曲線為直線，而變剛度彈簧的特性曲線為曲線。3 什么是彈簧的特性曲線？它與彈簧的剛度有什么關(guān)系？ 解：彈簧所受載荷與其變形之間的關(guān)系曲線稱為彈簧的特性曲線。C值大，彈簧較軟，剛性小，容易變形，容易繞制。4）測量力的大小，如測力器和彈簧秤中的彈簧等。2）減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振彈簧，以及各種緩沖器用的彈簧等。按外形不同又可分為：螺旋彈簧、碟形簧、環(huán)形簧、盤彈簧和板簧。帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡單，它由于包角大而制動(dòng)力矩大，但其缺點(diǎn)是制動(dòng)帶磨損不均勻，容易斷裂，而且對(duì)軸的作用力大。帶式制動(dòng)器主要用撓性鋼帶包圍制動(dòng)輪。一般而言，當(dāng)要求主、從動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)且傳遞轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，可選用嵌入式離合器；當(dāng)要求在高速下平穩(wěn)接合而主、從動(dòng)軸同步要求低時(shí)，宜選用摩擦式離合器。摩擦離合器和牙嵌離合器相比，有下列優(yōu)點(diǎn)：不論在何種速度時(shí)，兩軸都可以接合或分離；接合過程平穩(wěn)，沖擊、振動(dòng)較小；從動(dòng)軸的加速時(shí)間和所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可以調(diào)節(jié)；過載時(shí)可發(fā)生打滑，以保護(hù)重要零件不致?lián)p壞。1214選擇聯(lián)軸器的類型時(shí)要考慮哪些因素？確定聯(lián)軸器的型號(hào)應(yīng)根據(jù)什么原則？解：依據(jù)機(jī)器的工作條件（諸如轉(zhuǎn)速、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、系統(tǒng)剛性、溫度等）選定合適的類型，按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸的轉(zhuǎn)速和軸端直徑從標(biāo)準(zhǔn)中選擇所需的型號(hào)和尺寸。1212 剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器有何差別？各舉例說明它們適用于什么場合？解：剛性聯(lián)軸器無誤差補(bǔ)償能力，適用于系統(tǒng)剛性好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的場合；彈性聯(lián)軸器有誤差補(bǔ)償能力，彈性元件有緩沖減震作用，適用于系統(tǒng)剛性較差，工作中易產(chǎn)生兩軸偏斜誤差和有沖擊振動(dòng)的場合。制動(dòng)器是對(duì)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)件施加阻力或阻力矩，實(shí)現(xiàn)迅速減速或停止運(yùn)動(dòng)。55而[s1]b=300 MPa，軸不能滿足強(qiáng)度要求。15)2180。=7180。35== kW P=180。d=55180。[t]180。= =35mm，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，如果軸上的剪切應(yīng)力不許超過55MPa，問該軸能傳遞多少功率？ 解：t=TT33=163。=163。=382000Nm n1000t=40180。6P40=180。127已知一傳動(dòng)軸傳遞的功率為40kW，轉(zhuǎn)速n=1000r/min，如果軸上的剪切應(yīng)力不許超過40MPa，求該軸的直徑？ 解：T=180。軸上零件的周向定位大多采用鍵、花鍵或過盈配合等聯(lián)接形式。126 軸上零件的周向和軸向定位方式有哪些？各適用什么場合？解：軸向定位方式有軸肩、軸環(huán)和套筒等。124 在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸粗得多？ 解：因?yàn)榈退佥S轉(zhuǎn)矩大。值得注意的是：鋼材的種類和熱處理對(duì)其彈性模量的影響甚小，因此如欲采用合金鋼或通過熱處理來提高軸的剛度，并無實(shí)效。為了改善碳素鋼的機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。122 轉(zhuǎn)軸所受彎曲應(yīng)力的性質(zhì)如何？其所受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的性質(zhì)又怎樣考慮？ 解：轉(zhuǎn)軸所受彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為靜應(yīng)力（單向轉(zhuǎn)動(dòng)）、脈動(dòng)應(yīng)力（單向轉(zhuǎn)動(dòng)且頻繁起動(dòng)）、對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力（頻繁正反轉(zhuǎn)）123 軸的常用材料有哪些？應(yīng)如何選用？解：軸的材料常采用碳素鋼和合金鋼。傳動(dòng)軸主要承受轉(zhuǎn)矩，不承受或承受很小的彎矩，如汽車的傳動(dòng)軸。第十二章 軸和聯(lián)軸器 思考題和練習(xí)題121 軸有哪些類型？各有何特點(diǎn)？請(qǐng)各舉2~3個(gè)實(shí)例？ 解：根據(jù)承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸和心軸三種。1114 滾動(dòng)軸承的主要失效形式是什么？應(yīng)怎樣采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？解：疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的主要失效形式，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是驗(yàn)算當(dāng)量動(dòng)載荷以避免在要求壽命內(nèi)發(fā)生點(diǎn)蝕；當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，很大的靜載荷或沖擊載荷會(huì)使軸承滾道和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生塑性變形，使?jié)L道表面形成變形凹坑，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是驗(yàn)算當(dāng)量靜載荷以避免發(fā)生塑性變形。3)推力軸承的滾道對(duì)滾動(dòng)體的約束能力很小，在較高轉(zhuǎn)速時(shí)滾動(dòng)體很容易脫離滾道位置而失效，所以推力軸承的極限轉(zhuǎn)速都很低。2)在軸承內(nèi)徑相同情況下，不同的滾動(dòng)體尺寸對(duì)應(yīng)于不同的軸承尺寸系列。3)若軸承同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，且軸向載荷較小時(shí)，可選用深溝球軸承；而當(dāng)軸向荷較大時(shí)，則可選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。2)當(dāng)軸承載荷的方向?yàn)榧儚较驎r(shí)，應(yīng)選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。1．軸承承受的載荷軸承的類型選擇主要決定于載荷的大小、方向和性質(zhì)。解：32210E：圓錐滾子軸承，d=50，直徑系列2，寬度系列2，普通級(jí)精度 52411/P5：推力球軸承，d=55，直徑系列4，寬度系列2，5級(jí)精度 61805：深溝球軸承，d=55，直徑系列8，寬度系列1，普通級(jí)精度 7312AC：角接觸球軸承，d=60，直徑系列3，寬度系列0，普通級(jí)精度 NU2204E：圓柱滾子軸承，d=20，直徑系列2，寬度系列2，普通級(jí)精度 1113 選擇滾動(dòng)軸承應(yīng)考慮哪些因素？試舉出1~2個(gè)實(shí)例說明之。1111 滾動(dòng)軸承主要類型有哪幾種？各有何特點(diǎn)？試畫出它們的結(jié)構(gòu)簡圖。= 180。90pdnv== m/s 60180。1110已知一支承起重機(jī)卷筒的非液體摩擦的滑動(dòng)軸承所受的徑向載荷R=25000N，軸頸直徑d=90mm，寬徑比B/d=1，軸頸轉(zhuǎn)速n=8r/min，試選擇該滑動(dòng)軸承的材料。= 180。70pdnv== m/s 60180。119一起重用滑動(dòng)軸承，軸頸直徑d=70mm，軸瓦工作寬度B=70mm，徑向載荷R=30000N，軸的轉(zhuǎn)速n=200r/min，試選擇合適的軸瓦材料。= 180。85v= pdn60180。R70180。1000pdnv== m/s 60180。120Fpdnpv=180。解：F=18000/2=9000N，l=1180。液體滑動(dòng)軸承的動(dòng)壓油膜是在一個(gè)收斂間楔、充分供油和一定條件下形成的。(3)要有一定粘度的潤滑劑，且供應(yīng)要充分。115形成滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜潤滑要具備什么條件？解：形成液體動(dòng)壓油膜需要具備以下條件：(1)軸頸和軸瓦工作表面間必須有一個(gè)收斂的楔形間隙。113非液體摩擦滑動(dòng)軸承的主要失效形式是什么，試從下面選擇正確解案？(a)點(diǎn)蝕(b)膠合 √(c)磨損(d)塑性變形114常用軸瓦材料有哪些，適用于何處？為什么有的軸瓦上澆鑄一層減磨金屬作軸承襯使用？解：軸承合金，常用來做軸承襯材料；青銅，常用來整體軸瓦。剖分式軸承裝拆方便，且通過調(diào)整墊片的厚薄，可以調(diào)整軸瓦和軸頸間的間隙，以補(bǔ)償磨損造成的間隙增大。整體式滑動(dòng)軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但在裝拆時(shí)需要軸承或軸作較大的軸向移動(dòng)，故裝拆不便?；瑒?dòng)軸承的摩擦狀況本質(zhì)差別在于摩擦系數(shù)和磨損不同。100180。[s]bs180。100180。解：鍵A 28X16GB/T—1096—79，鍵長L=176mm，l=Lb=160，k=h/2=8，[s]bs=110MPa，sbs=2T2T=163。1029一鋼制齒輪與軸采用靜連接，軸徑d = 100 mm，齒輪輪轂寬度為180 mm，工作時(shí)有輕微沖擊。1028試為題1026圖所示聯(lián)軸器選擇平鍵連接的尺寸并校核其強(qiáng)度。180。1602=F=FSFS==10053N z8Fp/，F(xiàn)Q=F+Fp/=，ss=640，S=，[s]==474，s=163。p4D2=4180。試確定螺栓直徑。FQf180。180。[s]，F(xiàn)Q163。17p04滿足連接強(qiáng)度。FFF== MPa，s=== MPa bs22d0d17180。題1026圖解：F=2T1）[t]=4180。1026題1026圖所示剛性聯(lián)軸器用螺栓連接，聯(lián)軸器材料為鑄鐵（HT250），若傳遞載荷T=1 500 。80180。2000180。h=22180。試確定平鍵尺寸和標(biāo)記，并驗(yàn)算連接的強(qiáng)度。齒輪、軸、鍵均用45鋼，軸徑d=80mm，輪轂長度L=150mm，傳遞傳矩T=2 000 N解：鉚接的工藝簡單、耐沖擊、連接牢固可靠，但結(jié)構(gòu)較笨重，被連接件上有釘孔使其強(qiáng)度削弱；焊接強(qiáng)度高、工藝簡單、重量輕，但焊接后常常有殘余應(yīng)力和變形存在，不能承受嚴(yán)重的沖擊和振動(dòng)；膠接工藝簡單、便于不同材料及極薄金屬間的連接，膠接的重量輕、耐腐蝕、密封性能好；但是，膠接接頭一般不宜在高溫及沖擊、振動(dòng)條件下工作，膠接劑對(duì)膠接表面的清潔度有較高要求，結(jié)合速度慢，膠接的可靠性和穩(wěn)定性易受環(huán)境影響。1023型面連接有何特點(diǎn)？解：型面連接應(yīng)力集中小，能傳遞大扭矩，裝拆方便，但是加工工藝復(fù)雜，需要專用設(shè)備。但花鍵制造成本高。1020平鍵連接與楔鍵連接在結(jié)構(gòu)和使用性能上有什么不同？ 解：平鍵連接中鍵與鍵槽底部有間隙，故軸與輪轂的對(duì)中性好，而楔鍵與鍵槽底面楔緊，必然使軸與輪轂軸線產(chǎn)生偏斜。為了保證連接的可靠性和安全，必須在設(shè)計(jì)時(shí)考慮螺紋連接的防松問題。但在沖擊、振動(dòng)和變載荷作用下，螺紋間的摩擦力可能瞬時(shí)消失，連接有可能松脫。鉸制孔螺栓連接承受橫向載荷的兩個(gè)被連接件，靠螺栓光桿部分與孔壁之間相互擠壓來承受橫向載荷，承載能力大，并有定位作用。1017普通螺栓連接和鉸制孔螺栓連接在結(jié)構(gòu)、承載原理上各有什么特點(diǎn)？解：普通螺栓連接用于連接兩個(gè)被連接件，既可承受軸向載荷，也可承受橫向載荷。1016為什么大多數(shù)螺紋連接必須預(yù)緊？預(yù)緊后，螺栓和被連接件各受到什么載荷？ 解：為了保證螺紋連接的可靠性或被連接件的氣密性，在安裝時(shí)必須把螺母或螺釘擰緊。1015分析普通螺紋、管螺紋的特點(diǎn)，并舉例說明它們的應(yīng)用。2）不可拆連接，用于不拆卸的場合，拆卸時(shí)至少會(huì)損壞連接中的一個(gè)零件。1014常用的連接有哪些類型？它們各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？各適用于什么場合？解：機(jī)械連接可分為兩類：1）可拆連接，用于需拆裝的場合，拆裝時(shí)無需損傷連接中的任何零件，且其工作能力不遭破壞。但焊接后常常有殘余應(yīng)力和變形存在，不能承受嚴(yán)重的沖擊和振動(dòng)。目前，鉚接主要用于橋梁、造船、重型機(jī)械及飛機(jī)制造等部門。1012 什么是過盈連接？ 解：過盈連接是利用零件間的過盈配合來達(dá)到連接的目的，靠配合面之間的摩擦來傳遞載荷，其配合面大多為圓柱面，如軸類零件和輪轂之間的連接等。1011 膠接接頭主要有哪幾種型式？常用的膠接粘劑有哪些？解：膠接接頭的基本形式有對(duì)接、搭接和正交。1010 機(jī)械制造中常見的焊接方式有幾種？都有哪些焊縫形式？焊接接頭有哪些形式？解：常用的焊接方法有電弧焊、氣焊和電渣焊等，常用的焊縫形式有對(duì)接焊縫和填角焊縫。提高螺栓連接強(qiáng)度措施主要有：減小螺栓剛度增大被連接件剛度以減小應(yīng)力幅值；從結(jié)構(gòu)或工藝上采取措施以減少或避免附加應(yīng)力；從結(jié)構(gòu)上采取措施以減小應(yīng)力集中；從工藝上采取措施（如搓絲、滾絲等塑性加工工藝）以提高螺栓疲勞強(qiáng)度等方法。根據(jù)力的平衡，總載荷應(yīng)等于殘余預(yù)緊力與拉伸工作載荷之和。106什么情況下使用鉸制孔用螺栓？解：常用于承受較大橫向載荷或需要同時(shí)起定位作用的場合