四川大学机械设计基础复习要点

第一篇：四川大学机械设计基础复习要点

机械设计复习材料

1、p1-3上打点名词的定义

2、什么叫三化?

3、p5上打点名词的定义。概念类

4、机械零件由于某些原因不能正常工作时称为失效。

5、用于联接的螺纹牙形为三角形，这是因为其螺纹强度高、自锁性能好。

6、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，不能提高齿面的接触强度。

7、p12-138、非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是轴瓦工作面磨损及胶合破坏。

9、发现某45钢轴的刚度不足时，能否采取改用40Cr合金钢的措施来提高其刚度？

10、零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之降低。

11、当其他条件完全相同时，钢制零件的表面愈粗糙，其疲劳强度愈低。

12、向心滑动轴承是不能承受轴向力的。

13、45号钢的疲劳极限1280N/mm2，若疲劳曲线指数m=13，应力循环基数N04106

次，当实际的应力循环次数N104次时，则有限寿命疲劳极限为 N/mm2。

14、链传动和带传动相比，链传动有准确的平均传动比，传动功率大，作用在轴

和轴承上的力也小。

15、影响机械零件疲劳强度的主要因素是应力集中、尺寸大小、表面状态。

16、对受轴向变载荷的螺栓联接，为提高螺栓的疲劳强度，可采取减小螺栓刚度，增大被联接件刚度，增大预紧力等措施。

17、承受扭矩的轴叫传动轴，同时承受弯矩和扭矩的轴叫转轴。

18、为提高齿轮传动的抗点蚀能力，可考虑采用提高齿面硬度的方法。

19、平键联接中，键的尺寸bh的标准值应按 轴径 来选定，强度校核按挤压 应

力进行计算，而键的长度L应按 毂孔宽度尺寸来确定。20、21、链传动中脱链是因为链节磨损，链节沿链轮齿外移的结果。

22、普通螺栓联接受横向工作载荷时，主要靠摩擦力来承担横向载荷。

23、为了保证滚动轴承内圈与轴肩（r）端面良好接触，轴承内圈的圆角半径R 应有R>r24、在普通蜗杆传动中，在中间平面内的参数是标准值，其啮合状况相当于直齿

条与渐开线齿轮的啮合。

25、计算滑动轴承的最小油膜厚度hmin，其目的是验算轴承是否获得液体摩擦。

26、齿轮传动中，轮齿的主要失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨粒磨损、齿面塑性流动。

27、螺纹联接若具有自锁性就是不可拆联接，否则为可拆联接的说法是错误的。

28、圆柱蜗杆传动中，阿基米德蜗杆在螺旋线的轴截面上具有直线齿廓。

29、标准V带型号的选定，取决于传递的功率和小带轮转速。

30、普通V带有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，其标准长度指的是节线 长度。

31、在正常安装和使用条件下，大多数滚动轴承的失效形式是内外圈与滚动体工

作表面发生疲劳点蚀。

32、一个单列向心短圆柱滚子轴承，在数值等于其基本额定动载荷的径向力作用

下工作，在运转106转时，它的破坏概率为 10%。

33、受轴向载荷的紧螺栓联接中，螺栓危险剖面上受有切应力和拉应力，在计算

螺栓直径时，按拉应力进行计算，用载荷的1.3来考虑切应力的影响。

34、圆柱蜗杆传动中，阿基米德蜗杆在螺旋线的轴截面上具有直线齿 廓。

35、螺纹联接的主要类型有：螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉 联接四种。36、37、链传动中，一般链节数Lp应选为偶数，而链轮齿数Z最好选为质 数。H38、平键的工作表面是两侧面。

39、两个等长平行圆柱体金属零件相互压紧，已知两圆柱体的半径为R1=2R2，两圆柱体材料的弹性模量E1=2E2，比较两者的接触应力有H1=H2。

40、V带传动中，带内弯曲应力最大的一段是绕过小带轮的圆弧部分。

41、作用在零件上的载荷不变时，零件只承受静应力的说法是错误的。

42、。

43、常见的工作应力增长规律有哪些？

44．转轴工作时主要承受扭矩和弯矩。

45、当滚动轴承主要承受径向载荷，轴向载荷较小，而转速较高时，应优先考虑

选单列向心球轴承。

46、带传动工作时，带受的应力有：拉应力、离心应力、和弯曲应力，其最大的应力max1b1。

47、在机械零件的强度条件式中，常用到的“计算载荷”比“名义载荷”大而接近于实际载

荷。

48、V带传动中，带内弯曲应力最大的一段是绕过小带轮的圆弧部分。

49．对于联接用螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常选用升角小，单线三

角形螺纹。

50、平键联接中，键的工作表面是键的两侧面。斜键联接中，键的工作表面是键的上、下两

表面。

51、标注螺纹时右旋螺纹不必注明，但.左旋螺纹必须注明。

52、一个单列向心短圆柱滚子轴承，在数值等于其基本额定动载荷的径向力作用下工作，在运转10转时，它的破坏概率为10％。653、一对相互啮合的齿轮传动，小齿轮材料为40Cr，大齿轮材料为45号钢，啮合处的接触应力H1H2。

54、计算滑动轴承的最小油膜厚度其目的是验算轴承是否获得液体摩擦。

55、斜齿圆柱齿轮传动，齿轮的螺旋角取得越大，则传动的平稳性越高。

54、带传动中，弹性滑动是不可避免的。

55、为提高齿轮传动的抗点蚀能力，可考虑采用提高齿面硬度的方法。

56、在正常安装和使用条件下，大多数滚动轴承的失效形式是内外圈与滚动体工作表面发生疲劳点蚀。

58、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取节点处的接触应力为计算依据，其载荷 由一对轮齿承担。

59、链传动和带传动相比，链传动有准确的平均速比，传动功率大，作用在轴和轴承上的力小。

60、承受扭矩的轴叫传动轴，同时承受弯矩和扭矩的轴叫转轴。

61、若轴承的代号为“6309”，则其为深沟球轴承，其精度为零级，内径为45毫米。62、花键联接用于联接齿轮和轴时，可以是静联接，也可以是动联接。63、带传动的工作原理是什么?

64、变应力可由变载荷产生，也可由静载荷产生。

65、为了使V带的工作侧面能与V带轮轮槽的工作侧面紧紧贴合，V带的剖面楔角为40º，而V带轮轮槽角小于40º。

66、轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与模数m无关。

68、直齿圆锥齿轮的强度计算中，通常近似地以齿宽中点分度圆处的当量圆柱齿轮来代替圆锥齿轮进行强度计算。

69、采用螺纹联接时，若被联接件之一厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用双头螺柱联接。

70、非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是轴瓦工作面磨损及胶合破坏。

71、受轴向载荷的紧螺栓联接中，螺栓危险剖面上受拉应力和切应力，在计算螺栓直径时，按拉应力进行计算，用载荷的1.3倍来考虑切应力的影响。

72、在速比一定的条件下，过小的中心距，对带传动会造成带的寿命缩短、包角过小；对链传动会造成链的加速磨损。

73、变位蜗杆传动中，蜗杆的尺寸不变，只有蜗轮的尺寸有变化。

74、对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温升过高而导致润滑条件恶化。

75、滚动轴承的四个基本组成部分是内圈、外圈、滚动体和保持架。

第二篇：机械设计基础复习要点

机械设计基础复习要点（第一部分）

第1章 绪论

第2章 机械设计概述

掌握：机器的特征：人为的实体组合、各实体间具有确定的相对运动、实现机械能与其他形式能之间的转换或作机械功

了解：机器、机构、机械、常用机构、通用零件、专用零件和部件的概念

机械设计的基本要求和程序

第3章 机构运动设计与分析基础知识

3．1 掌握：机构的组成要素：构件与运动副

3．2 掌握：构件的定义、构件与零件的区别

平面运动副的定义、分类（转动副、移动副、平面滚滑副），各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置

3．3 掌握：机构运动简图的画法

了解：机动示意图

3．4 掌握：平面机构自由度的计算公式、应用公式时的注意事项、机构具有确定运动的条件

3．5 掌握： 速度瞬心定义：绝对瞬心、相对瞬心速度瞬心求法：数目、观察法、三心定理

第6章平面连杆机构

6．1 掌握：平面连杆机构的组成6．2 掌握：铰链四杆机构的分类，铰链四杆机构的变异方法

6．3 掌握：铰链四杆机构的特性：曲柄存在条件、曲柄摇杆机构的极限位置、曲柄摇杆机构的极位夹角、曲柄摇杆机构的急回特性及行程速比系数；压力角、传动角、许用传动角；曲柄摇杆机构最小传动角位置；死点位置；死点位置的应用和渡过

6．4 掌握：平面连杆机构的运动设计：实现给定连杆二个或三个位置的设计；实现给定行程速比系数的四杆机构设计

第7章 凸轮机构

7．1 掌握：凸轮机构的组成7．2 掌握：凸轮机构的类型（凸轮、从动件、锁合装置）

7．3 掌握：基圆（理论廓线上最小向径所作的圆）、理论廓线、实际廓线、行程、推程、回程、远休止、近休止、刚性冲击、柔性冲击；三种运动规律（等速、等加速等减速、余弦加速度）特点和位移曲线的画法

7．4 掌握：反转法绘制凸轮廓线的方法（对心或偏置尖端移动从动件、对心或偏置滚子移动从动件）

7．5 掌握：滚子半径的选择、运动失真的解决方法；压力角、许用压力角；基圆半径的确定

第8章 齿轮传动

8．2 掌握：齿廓啮合基本定律；定传动比条件、节点、节圆、共轭齿廓

8．3 掌握：渐开线的形成、特点及方程；一对渐开线齿廓啮合特性：

定传动比、可分性、一对渐开线齿廓啮合时啮合角、啮合线保持不变

8．4 掌握：渐开线齿轮各部分名称：基本参数：齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数；渐开线标准圆柱直齿轮尺寸计算公式；标准中心距

一对渐开线齿轮啮合条件：正确啮合条件、连续传动条件；重合度的定义及几何含义、一对渐开线齿轮啮合过程：起始啮合点、终止啮合点、实际啮合线、理论啮合线

8．5 了解：范成法加工齿轮的特点、根切现象及产生的原因、不根切的最少齿数；变位齿轮的概念

8．6 掌握：齿轮传动的失效形式及防止失效的措施；齿轮传动的设计准则；齿轮材料的选择原则；

8．7 掌握：齿轮传动的计算载荷中四个系数的含义及其主要影响因素、改善措施：

8．8 直齿圆柱齿轮的强度计算：受力分析（圆周力、径向力）；强度计算力学模型（弯曲：悬臂梁；接触：赫兹）；强度计算的主要系数的意义及影响因素（强度计算公式不需要记，考试时若需要会给出）；直齿圆柱齿轮的设计计算路线（软齿面、硬齿面）；设计参数（齿数、齿宽系数、齿数比等）的选择

第10章 轮系

掌握： 轮系的定义及分类；定轴轮系传动比计算，包括转向判定：

周转轮系传动比计算；混合轮系传动比计算

第三篇：机械设计基础课程标准要点

1课程定位机械设计基础课程标准

本课程是机械机械类专业的一门专业基础课。

通过本课程的学习，使学生掌握基本的工程计算与简单机械零部件的设计，并初步具有分析、解决实际工程问题的能力，为后续专业课的学习打下了良好的基础，使学生具有机械设计的初步能力和为专业学习起到承前启后的作用。通过本课程各知识模块的学习和能力项目的训练，使学生在课程单项实验实训基础上对学生进行综合性、系统性的强化学习和训练，特别强调专业基础理论和技能的学习，既提高了学生的机械设计和创新能力，又培养学生工作适应能力、团队协作精神；培养良好的工程技术人员职业道德、实事求是的科学态度。本课程是在学生学完《机械制图》、《工程力学》、《工程材料》等课程和完成认识实习、课程单项实训后开设的一门基础课程。学生在学习本课程前，须掌握机械制图和机械CAD的基础知识，了解金属材料特性及热处理常识。具有机械制图和工程图纸识别的基本能力；该课程将为后续专业课程的学习打下良好的专业技术基础。《机械设计基础》课程通过设计工作整体过程的岗位综合训练，将学生按课程顺序和教学环节进度分散掌握的知识、能力、素质贯穿起来，并将职业能力和岗位技能有机联系，让学生到企业顶岗实习之前就有一个对真实机械设计工作环境的全面了解和对技能的综合训练。通过这一综合实训，让学生对前期学习成果进行一次综合、总结和提升，为进入企业顶岗实习和零距离上岗奠定基础。2工作任务和课程目标

2.1工作任务及职业能力

工作任务与职业能力分析表工作领 域工作任务职业能力学习项目 能对不太复杂的机械设备进行改 机械设

计机械设计机械装置

开发造和设计；能根据产品功能及性能要求正确设计和选用传动系统与联接控制部件并对其试制与安装过程进行技 术指导

机械设备 设备维

护维修、产品售后服务具有机械的故障分析和排除能常用机构设计联接件设计传动件设计轴系零部件设计常用机构设计力；具有机械产品及主要部件的安装、联接件设计调试、运行管理与维护能力传动件设计 轴系零部件设计 2.2课程目标

学生通过本课程的学习，能够达到如下具体目标：（1）知识目标

基于工作岗位的能力要求，根据我校的办学定位和高职学生“理论教学以应用理论为主、突出操作能力和职业素养培养”的实际，本课程知识目标应使学生明确机械设计基础在机械专业职业能力培养中的地位和作用，加深知识的理解和综合运用。

1)了解本课程的应用领域；

2)掌握常用机构的工作原理、特性及应用，掌握通用机械零部件设计 创新基础知识；

3)掌握常用联接机构的工作特性，掌握机械安装、维护工艺技术规程； 4)掌握各种传动的工作原理和机构工作特点； 5)了解现代创新理念和设计创新思想；（2）技能目标

1)具有在设计过程中，运用所学理论知识分析解决机械工程力学与材 料力学相关问题的能力；

2)具有机械传动系统的机构分析、设计创新和排除故障能力； 3)具有生产机械的安装、调试、运行管理与维护能力； 4)能对常用机构、通用部件进行改进和优化设计；

5)能根据矿山工程实际，正确设计、选用和拆装常用矿山机械及其零 部件，并能够对其进行改进和优化设计；

6)具有一定的工装与工艺设计、工程应用的能力； 7)初步具有机械产品的设计开发与应用创新的能力。8)具有自主学习能力和自我发展能力；

9)具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力 和交流、合作能力；

10)能自觉评价学习效果，找到适合自己的学习方法和策略； 11)具有开拓创新的思维能力。（3）态度目标

通过工程案例分析、项目驱动教学、现场体验等实践教学培养学生 1)遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定； 2)爱岗敬业，具有高度的责任心；

3)严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 4)工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力； 5)培养应变能力和创新能力；

6)着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；

7)关心国内外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将技术服务于人类的意识。3教学组织

根据工作任务与职业能力分析，为使学生会干机械装置的设计工作，本课程设计了四个学习项目，在项目的教学实施中，进一步分解成十一个学习型工作任务。教学组织表学习项 目编号

1常用机构设计1.常用机器和机构功能认 识

2.自由度与19学习项目名称学习型工作任务学时 机构运动简图 3.连杆机构设计 4.凸轮机构设计 5.其它常用机构 3联接件设计传动件设计1.螺纹连接1.带传动与链传动的设计 2.齿轮传动设计

4轴系零部件设计1.轴承选择及轴承组合设 计

2.轴的设计及轴毂连接 3.联轴器、离合器选择 考核

合计27017626 4教学内容与能力要求 常用机构设计4.1项目一

（1）项目概述：常用机构设计、19学时，分为5个学习型工作任务：常用机器和机构功能认识；自由度计算与机构运动简图绘制；连杆机构设计；凸轮机构设计；其它常用机构。（2）项目的任务

1）常用机器和机构功能认识 2）自由度与机构运动简图 3）连杆机构设计 4）凸轮机构设计 5）其它常用机构（3）教学目标

1）知识目标

了解本课程学习对象、内容，增强感性认识；机械零件的常用材料与结构工艺性。

理解机械零件的失效形式及设计计算准则。掌握机器的组成及特征。

理解平面机构、运动副、自由度等基本概念。

掌握机构运动简图绘制的基本方法和自由度的计算。掌握机构具有确定运动的条件

了解四杆机构的类型、演化及变换，理解曲柄存在的条件。

理解四杆机构的极位夹角、行程速比系数、传动角、压力角、及死点的概念。掌握图解法设计四杆机构。

了解凸轮机构的组成、类型及应用。

理解从动件常用运动规律，掌握位移曲线的绘制。掌握图解法设计凸轮轮廓曲线的方法。理解基圆半径、滚子半径确定的基本原则。了解其它常用机构 2）技能目标

具有判别机械类型的能力。

具有阅读、绘制一般机构运动简图的能力

能正确判断四杆机构的类型；能用作图法按给定的运动规律设计四杆机构。能够用反转法设计盘形凸轮轮廓 3）态度目标

遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定； 爱岗敬业，具有高度的责任心；

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力； 培养应变能力和创新能力；

着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；

（4）项目的教学实施

以内燃机为对象引入教学内容（5）项目教学内容

通过参观和多媒体课件展示，进行机械类别特征学习，运动简图绘制，设计内燃机的凸轮机构，曲柄滑块机构。（6）工作方法

参观，讲授，讨论，动手设计。

（7）工作成果 设计计算文件（8）考核评价

对设计成果进行评价并计入项目成绩 4.2项目二联接件设计（1）项目概述

联接件设计、6学时，分为1个学习型工作任务：螺纹及螺纹联结知识，联结结构、强度计算。（2）项目的任务 螺纹连接设计

（3）教学目标： 1）知识目标

了解螺纹的主要参数，螺纹的预紧、防松。理解螺纹联接的主要类型及应用。掌握螺纹联接强度计算方法。2）技能目标

能进行螺纹连接的结构设计和强度计算 3）态度目标

遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定；

爱岗敬业，具有高度的责任心；

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力； 培养应变能力和创新能力；

着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；（4）项目的教学实施：

以减速器引入螺纹连接结构设计和强度计算（5）项目教学内容

螺纹连接的基本知识和设计（6）工作方法

课件演示减速器，引入螺纹连接。（7）工作成果 设计连接结构

（8）考核评价

对设计成果进行评价并计入项目成绩 4.3项目三传动件设计

（1）项目概述：传动件设计、学时26，分为2个学习型工作任务：带传动与链传动设计；直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮机构设计。（2）项目的任务

1）带传动与链传动的设计 2）齿轮传动设计（3）教学目标： 1）知识目标

了解v带标准规格，链传动的类型、特点、滚子链的主要参数。理解v带传动工作原理及类型。

掌握v带传动设计方法。

了解齿轮传动的特点和类型，理解齿廓啮合基本定律，渐开线及其性质。了解齿轮的加工方法和根切现象。

了解齿轮的失效形式和齿轮常用材料及计算准则。

了解斜齿圆柱的啮合特点及强度计算。理解斜齿圆柱齿轮的受力分析。了解直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸、受力分析和强度计算。

理解齿轮正确啮合条件、标准安装、标准中心距和连续传动条件。掌握渐开线直齿、斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算。

掌握直齿圆柱齿轮的受力分析、齿根弯曲强度计算、齿面接触强度计算、齿轮参数选择和设计方法。

了解蜗杆传动特点、类型，动强度计算及热平衡计算的基本原理和方法。理解其主要参数和几何尺寸计算，理解蜗杆传的受力分析 2）技能目标

具有设计标准直齿圆柱齿轮的能力 3）态度目标

遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定； 爱岗敬业，具有高度的责任心；

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力；

培养应变能力和创新能力；

着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；（4）项目的教学实施：

以减速器设计引入带传动和链传动设计、齿轮传动设计（5）项目教学内容

带传动、齿轮传动的知识和设计方法（6）工作方法

以减速器设计引入带传动、链传动、齿轮传动的知识和设计方法（7）工作成果

设计出带传动、齿轮传动（8）考核评价

对设计成果进行评价并计入项目成绩 4.4项目四轴系零部件设计（1）项目概述

轴系零部件设计、学时17，分为3个学习型工作任务：轴承选择及轴承组合设计；轴的设计及轴毂连接；联轴器、离合器选择。（2）项目的任务

1）轴承选择及轴承组合设计 2）轴的设计及轴毂连接 3）联轴器、离合器选择（3）教学目标： 1）知识目标

了解轴的功用及分类、轴的材料。理解轴的结构设计。掌握轴的强度计算方法。了解滑动轴承的结构、材料及分类。

理解滚动轴承的组成、主要类型、代号及类型选择。了解解向心滑动轴承的设计计算。

理解滚动轴承的组合设计。掌握滚动轴承的寿命计算

了解用联轴器与离合器的工作原理、类型及选用。掌握平键联接的设计方法。2）技能目标

能设计轴及轴系组合 3）态度目标

遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定； 爱岗敬业，具有高度的责任心；

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程；工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力；培养应变能力和创新能力； 着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；（4）项目的教学实施：

以减速器设计引入轴及轴系组合设计（5）项目教学内容

轴、轴承、平键选择和轴及轴系组合设计（6）工作方法

课件演示减速器获取信息，讲授基本知识，设计方法。（7）工作成果 设计轴系。（8）考核评价

对设计成果进行评价并计入项目成绩 5教学方法与手段

在项目一中安排一次参观进行现场教学，以后进行多媒体教学、分组讨论教学。6考核与评价考核类型 课程考核期末考试 实验成绩

作业成绩100100100权重0.70.10.2课程整体成绩100 7说明与建议

7.1课程的设计思路

（1）以专业教学计划培养目标为依据，以岗位任务为基本出发点，以学生发展为本位，设计课程内容。

（2）让学生在了解常用机构及零部件的基本知识及设计方法和设计理论的基础上，能进行简单机械及传动装置的设计，培养学生初步解决工程实际问题的能力。

（3）在课程实施过程中，充分利用课程特征，加大学生工程体验和情感体验的教学设计，激发学生的主体意识和学习兴趣。7.2重点、难点

项目教学重点、难点

重点：机器、机构、构件和零件等概念 机构运动简图绘制 图解法设计四杆机构 1常用机构设计

图解法设计盘形凸轮轮廓。难点：对虚约束的识别与处理平面四杆机构的基本特性 重点：螺纹连接的基本知识； 螺纹连接的预紧与防松； 2联结

单个螺栓连接的强度计算； 难点：螺栓组连接的结构设计 重点：V带传动的设计。

渐开线直齿几何尺寸的计算。直齿圆柱齿轮的受力分析、3传动件设计齿根弯曲强度计算、齿面接触强度计算、齿轮参数选择和设计方法。

难点：渐开线及其性质。齿轮传动的受力分析。轮系传动比计算

重点：轴的结构设计，轴的强度计算。轴系零部件设计

4滚动轴承的组合设计。

难点：轴的强度计算，轴承的设计计算。

7.3建议教材

《机械设计基础》

《机械设计基础》王少岩主编陈立德主编大连理工大学出版社高等教育出版社 大连理工大学出版社

高等教育出版社《机械设计基础课程设计指导书》王少岩主编《机械设计基础课程设计指导书》陈立德主编 《机械设计基础》

《机械设计基础》朱敬超主编邵芳主编武汉理工大学出版社吉林大学出版社

第四篇：《机械设计基础》答案要点

《机械设计基础》作业答案

第一章平面机构的自由度和速度分析

1－1

1－2

1－3

1－4

1－5

自由度为：

或：

1－6

自由度为

或：

1－10

自由度为：

或：

1－11

1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设，求构件3的速度。

1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接

。触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比

构件1、2的瞬心为P12

P24、P14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心

1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：，求机构全部瞬心、滑块速度，和连杆角速度

。，在三角形ABC中，，，1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径，求的数值和方向。的圆盘，圆盘中心C与凸轮和

时，从动件回转中心的距离，角速度

时

方向如图中所示 当时

方向如图中所示

第二章平面连杆机构

2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。

（1）双曲柄机构

（2）曲柄摇杆机构

（3）双摇杆机构

（4）双摇杆机构

2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。

2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得：

工作行程曲柄的转角

则空回程曲柄的转角

摇杆工作行程用时7s，则可得到空回程需时：

（2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s，则曲柄每分钟的转数为

2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD在水平位置上0下各摆10，且。（1）试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。解：

以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。

2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度，摆角，摇杆的行程速比变化系数。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇确定机构最小传动角计）。

解：由K=1.2可得极位夹角

（若，则应另选铰链A的位置，重新设

2-7 设计一曲柄滑块机构，如题2-7图所示。已知滑块的行程，行程速度变化系数，求曲柄和连杆的长度。，偏距解：由K=1.2可得极位夹角

2-8 设计一摆动导杆机构。已知机架长度求曲柄长度。

解：由K=1.4可得极位夹角，行程速度变化系数，2-10 设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的起闭机构。已知炉门上两活动铰链的中心距为50mm，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示），设固定铰链安装在yy轴线上，其相关尺寸如题图2-10图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。

2-12

已知某操纵装置采用铰链四杆机构。要求两连架杆的对应位置如题2-12图所示，；，；，；机架长度，试用解析法求其余三杆长度。

解：由书35页图2-31可建立如下方程组：

消去δ，并整理可得：

令：

（1）

（2）

（3）

于是可得到

分别把两连架杆的三个对应转角带入上式，可得到关于P1、P2、P3由三个方程组成的方程组。可解得：，再由（1）、（2）、（3），可解得：

第三章 凸轮机构

3-1 题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角Φ。

3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以C点为圆心的圆盘，试求轮廓上D点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。

3-4 设计题3-4图所示偏置从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度顺时针方向回转，偏距，凸轮基圆半径，滚子半径，从动件的升程，，，从动件在升程和回程均作简谐运动，试用图解法绘制出凸轮的轮廓并校核推程压力角。解：（1）推程： 推程角：

从动件的位移方程：

从动件的行程：

00 0

500 2.01

1000 27.99

1500 30（mm）

（2）回程： 回程角：

从动件的位移方程：00

400

800

1200（mm）30

27.99

2.01

0

于是可以作出如下的凸轮的理论轮廓曲线，再作一系列的滚子，绘制内包络线，就得到凸轮的实际轮廓曲线（略）

注：题3-

6、3-7依次按上述步骤进行作图即可，不同的是：3-6为一摆动从动件盘形凸轮机构，3-7为一平底直动从动件盘形凸轮机构。

第四章 齿轮机构

4-1 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮，，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿跟高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿跟圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。解：

项目及计算公式

齿轮1

齿轮2

分度圆直径

齿顶高

（）3

齿跟高

（）3.75

3.75 顶隙

（）

0.75 0.75 中心距

齿顶圆直径

齿跟圆直径

49.5 115.5 基圆直径

（）53.5625

9.42 4.71 4.71，齿数

115.5822 齿距，齿厚

齿槽宽

4-2 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距，求模数和分度圆直径。

解：由

可得

则其分度圆直径分别为

4-3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数该轮的模数。解：

正常齿制标准直齿圆柱齿轮：则有，齿顶圆直径，求

4-4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮,圆、齿顶圆上渐开线的曲率半径和压力角。，试分别求出分度圆、基解：

齿顶圆压力角：

基圆压力角：

分度圆上齿廓曲率半径：

齿顶圆上齿廓曲率半径：

基圆上齿廓曲率半径：

4-6 已知一对内啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮，，试参照图4-1b计算该对齿轮的中心距和内齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿跟圆直径。

解：该对齿轮为内啮合，所以有 中心距齿轮2为内齿轮，所以有

4-10 试与标准齿轮相比较，说明正变位直齿圆柱齿轮的下列参数：、解： 不变的参数、、、、、、、、，哪些不变？哪些起了变化？变大还是变小？、、、变化 增大、、、、减小，，试计4-11 已知一对正常齿渐开线标准斜齿圆柱齿轮算其螺旋角、端面模数、分度圆直径和齿跟圆直径。

解：对外啮合的斜齿轮中心距为

代入已知参数可得

所以

端面模数

分度圆直径分别为

mm

mm

mm 齿顶圆直径分别为

mm mm 齿跟圆直径分别为

mm mm

第五章 轮系

5-1 在题5-1图所示双级蜗轮传动中，已知右旋蜗杆1的转向如图所示，试判断蜗轮2和蜗轮3的转向，用箭头表示。

5-2 在题5-2图所示轮系中，已知，（右旋），线速度的大小和方向。，，若，，求齿条6

解：

方向为水平向右。

5-3 在题5-3图所示钟表传动示意图中，E为擒纵轮，N为发条盘，S、M、H分别为秒针、分针、时针。设，时针的传动比。，，，，，求秒针与分针的传动比和分针与

解：为定轴轮系

注意各轮转速之间的关系：

得到则有

5-6 在题5-6图所示液压回转台的传动机构中，已知，液压马达M的转速，回转台H的转速，求齿轮1的齿数（提示：）。

解：

5-9 在题5-9图所示差动轮系中，已知各轮的齿数，，齿轮1的转速为

（箭头向上），齿轮3的转速为头向下），求行星架转速的大小和方向。

（箭

解：在转化轮系中，各轮的转向如图中虚线箭头所示，则有

在图中，从给定的条件可知，轮1和轮3的绝对转向相反，已的值为正，的值为负，代入上式中，则有

即

于是解得

其值为正，说明H的转向与轮1的转向相同。5-10 在题5-10图所示机构中，已知，，，求：

（1）当、时，（2）当时，（3）当、时，，解：该轮系为一复合（混合）轮系（1）有1、2、3构成定轴轮系，则有

即

（2）由3（H）、4、5、6、7构成周转轮系 易知

即

联立定轴轮系

则

即

①当②当③当，时，时，时，第七章 机械运转速度波动的调节

7-2 在电动机驱动的剪床中，已知作用在剪床主轴上的阻力矩的变化规律如题7-2图所示。设驱动力矩等于常数，剪床主轴转速为，机械运转速度不均匀系数。求：（1）驱动力矩的数值；（2）安装在主轴上的飞轮转动惯量。

解：（1）按一个周期中（一运动循环）阻力矩和驱动力矩做功相等，有

（2）分三个区间 第一区间盈功：

第二区间亏功：

第三区间盈功：

画出能量指示图：

则最大盈亏功为：

则飞轮的转动惯量为

7-3 为什么本章介绍的飞轮设计方法称为近似方法？试说明哪些因素影响飞轮设计的精确性。

解：因在本章所讨论的飞轮设计中，用的是算术平均值代替的实际平均值，对速度不均匀系数的选择也只是在它的容许范围内选择，还有，在计算时忽略了其他构件的转动惯量，也忽略了其他构件的动能影响。所以是近似计算。

7-5 设某机组发动机供给的驱动力矩（即驱动力矩与瞬时角速度成反比），阻力矩在变化如题7-5图所示，，若忽略其他构件的转动惯量，求

状态下飞轮的转动惯量。

解：用平均角速度处理

两时间段的转角

： ：

则在0～0.1s之间

则在0.1～0.9s之间

则最大盈亏功为

由

可得

第8章 回转件的平衡

8-1 某汽轮机转子质量为1t，由于材质不均匀及叶片安装误差致使质心偏离回转轴线0.5mm，当该转子以5000r/min的转速转动时，其离心力有多大？离心力是它本身重力的几倍？ 解：离心力为：

离心力与重力之比为：

8-4 如图所示盘形回转件，经静平衡试验得知，其不平衡质径积方向沿和。由于结构限制，不允许在与方向各加一个质径积来进行平衡。求

和的数值。

等于，相反方向上加平衡质量，只允许在解：依题意可得：

于是可解得：

8-5 如图所示盘形回转件上有4个偏置质量，已知，，，，设所有不平衡质量分布在同一回转面内，问应在什么方位、加多大的平衡质径积才能达到平衡？

解：各偏心质量产生的质径积分别为：

于是不平衡质径积的向量和为：

即应在图示反方向的方位加上质径积，回转件才能达到平衡。

第10章 连接 10-4 解：设螺旋副的升角为，当量摩擦角为，当量摩擦系数用

表示

则 已知，则，（1）工作台上升的效率为

（2）稳定上升时加于螺杆上的力矩为

（3）螺杆的导程为

则可得螺杆的转速为：

螺杆所需的功率为：

（4）工作台在制动装置。作用下等速下降，因，该螺旋副不具有自锁性，所以需要加于螺杆上的制动力矩为：

10-7 解：查表10-1，M20螺栓的小径为

由题意知，因F作用而在轴上产生的摩擦力矩应与W作用而在轴上产生的力矩平衡，即有

则

则每个螺栓所受的轴向力为

螺栓的力学性能等级为4.8级，查表10-5，查表10-7，则

代入试（10-12）有

则 10-10 解：（参考）

暂取螺柱个数为12，性能等级为5.8级（已知）查表10-5 查表10-7

取残余预紧力

则

取M16的螺柱（其）

螺柱的分布圆直径为

～取

则螺柱间距为：

所以，选择正确。10-14 解：选择平键连接，由图中所示轴孔直径可知，与之相装配的轴径也为结合轮毂长度尺寸84，可由表10-9查得需要选择的键为：

键16×80 GB/T 1096-2003 同时可查得键的厚度尺寸，然后根据题10-8中传递的转矩，利用公式（10-26）及表10-10进行验算强度即可

第11章 齿轮传动 11-1

解：利用题中给定的条件可推导出：

11-4

解：本题为设计计算题，按照例题的步骤进行计算即可。11-6

解：（1）；（2）；（3）；（4）

11-7 解：

11-9 解：

要使中间轴上两轴向力相互抵消，则应有：

且知轮2和轮3所传递的转矩相等，设都为T，则

即

第五篇：《机械设计基础》实验教学大纲要点

《机械设计基础》实验教学大纲

一、课程简介

课程名称(中英文 :机械设计基础 Foundation of Mechine Design 课程编码: 101002 学分和总学时: 5.5,100 实验(上机学时: 课上 10学时,课外 10学时 开课单位: 机电工程学院

选课对象: 机械类、近机械类、非机械类

二、课程内容与实验目的: 《机械设计基础》是我国高等工科院校机械类、近机械类和非机械类各专业的一门 主干技术基础课,它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。机械设计基础 实验是机械设计基础课程的重要实践环节,其教学目标是使学生开始认知机械设备与机 械,加深对基本理论的理解和验证,培养分析问题和解决问题的能力,获得实际设计的基 本工程训练能力。

进入二十一世纪培养高水平综合型人才是高等教育的重要使命, 《机械设计基础》 课程还担负着培养学生具有综合设计能力和创新设计能力的任务。在实践中培养综合设 计能力和创新设计能力尤为重要,开设具有创造性的实验对培养学生创新意识和创新素 质有很大帮助,在培养学生的全局教育中起着重要作用。

三、实验教材与实验考核

实验教材:《机械设计基础实验指导书》及配套光盘

实验考核的方法:学生成绩从实验报告和实验过程中的表现两个方面综合评定。实验报 告的审核根据实验要求加以评定,主要看是否能提出问题、分析问题、解决问题及对实 验相关知识、技术的的学习和掌握;实验表现主要看学生对实验的态度,纪律遵守情况 等。

评分标准:实验报告占实验总成绩的 70%,实验过程中的表现占实验总成绩的 30%。实验各项目在实验总成绩的比例根据学时分配;实验成绩占课程总考核分数的 20%。

四、实验项目内容 实验项目明细表 项目 序号 实验项目名称 实验 属性 实验内容 实验 学时 是否 必选

实验所需主要仪器设 备名称 1 机构认知实验 普 通

实 验

初步了解《机械原理》 课程所研究的各种常 用机构的结构、类型、特点及应用实例。1√ 机构陈列柜 2 机构运动简图测绘 实验 普 通 实 验

初步掌握根据实际机 器或机构模型绘制机 构运动简图的技能。验证和巩固机构自由 度的计算方法。通过实验机构的比较，巩固对机构结构分析 的了解。1√ 机构模型 机构运动分析实验 普 通 实 验

利用计算机对平面机 构动态参数进行采集、处理, 作出实测的动态 参数曲线。

利用计算机对平面机 构结构参数进行优化, 仿真和测试分析。1 机构运动分析仪 4 齿轮范成原理实验 普 通

实 验

掌握用范成法加工渐 开线齿轮的基本原理, 观察渐开线齿轮齿廓 曲线的形成过程。了解渐开线齿轮齿廓 的根切现象和用径向 变位避免根切的方法。分析比较标准齿轮与 变位齿轮齿形的异同。齿轮范成仪 5 齿轮参数测量实验 普 通 实 验

掌握应用普通游标卡 尺和公法线千分尺测

1√

定渐开线直齿圆柱齿 轮基本参数的方法。进一步巩固并熟悉齿 轮各部分名称、尺寸与 基本参数之间的关系 及渐开线的性质。1 齿轮实物 6 普 通 实 验

工作原理。

掌握用动平衡机进行 刚性转子动平衡的原 理与方法。1 转子动平衡仪 7 机械零件认知实验 普 通

实 验

初步了解《机械设计》 课程所研究的各种常 用零件的结构、类型、特点及应用。了解各种标准零件的 结构形式及相关的国 家标准。

了解各种传动的特点 及应用。

增强对各种零部的结 构及机器的感性认识。机械零件陈列柜 8 螺纹连接拉伸实验 普 通 实 验

1√

了解螺栓联接在拧紧 过程中各部分的受力 情况。

计算螺栓相对刚度, 并 绘制螺栓联接的受力 变形图。

验证受轴向工作载荷 时, 预紧螺栓联接的变 形规律, 及对螺栓总拉 力的影响。

通过螺栓的动载实验, 改变螺栓联接的相对 刚度, 观察螺栓动应力 幅值的变化, 以验证提 高螺栓联接强度的各 项措施。1 螺纹拉伸仪 9 带传动实验 普

通 实 验

观察带传动中主动轮 和从动轮上的弹性滑 动和打滑现象。了解预紧力及从动轮 负载的改变对带传动 的影响, 测绘出弹性滑 动曲线和效率曲线。了解试验机的工作原 理与测试方法。1√ 带传动实验台 10 普 通 实 验

裂现象、分析影响滑动 轴承油膜承载能力的

主要因素;测量轴承周向及轴向 的油膜压力、绘制其油 膜压力分布曲线;测定轴承的摩擦力、绘 制轴承特性曲线;掌握滑动轴承试验机 的工作原理及其参数 测试方法。1 滑动轴承实验台 11 减速器结构分析及 拆装实验 普 通 实 验

了解减速器的整体结 构及工作要求。了解减速器的箱体零

件、轴、齿轮等主要零 件的结构及加工工艺。了解减速器主要部件 及整机的装配工艺。了解齿轮、轴承的润 滑、冷却及密封。通过自己动手拆装, 了 解轴承及轴上零件的 调整、固定方法,及消 除和防止零件间发生 干涉的方法。了解拆装工具与减速 器结构设计间的关系, 为课程设计做好前期 准备。1√ 减速器模型 轴系结构测绘实验 普 通

实 验

减速器结构分析及拆 装实验基础上, 在测量 一种轴系的各部结构 尺寸, 并绘出轴系结构 装配图。1 减速器模型 机构运动学和动力 学仿真实验 综 合 性

运用 MATLAB 语言对平面机构的运动分析 和综合进行数值求解。并 对 设 计 结 果 用 MATLAB 进行可视化 输出, 以提高对机构的

分析和综合的理性认 识.1个 教学 学 时, 另有 5个 课外 分散 学时 √

Matlab 软件 机械传动效率分析 实验 综 合 性

通过实验, 使学生们能

了解封闭功率流式试 验台的基本原理, 机械 传动效率及承载能力 的测试方法。1个 教学 学 时, 另有 5个 课外 分散 学时 √

机械传动效率实验 台 合计 20 注:本课程实验总计 20 学时,其中课上 10 学时,课外 10 学时;安排 10 次实验,基础实 验 1至 12必须选足 8个(8学时 ,综合 性 实验 2个。其中普通实验(按学时计算占 40 %,综合 性实验占 60 %。