06春期《机械设计基础》课程期末复习指导(1)

第1页共7页06春期《机械设计基础》课程期末复习指导重庆电大远程教育导学中心理工导学部2006年6月第一部份课程考核说明1．考核目的考核学生对常用机构和通用机械零部件设计的基本知识、基本理论及设计方法掌握程度和对常用机构的工作原理的分析能力，以及学生机械传动装置的初步设计能力。2．考核方式以重庆电大期末考试文件为准。3．命题依据本课程的命题依据是本课程的教学大纲、教材、实施意见。4．考试要求本课程的考试重点包括基本知识和应用能力两个方面，主要考核学生对常用机构和通用机械零部件设计的基本知识、基本理论及设计方法掌握程度和对常用机构的工作原理的分析能力，以及学生机械传动装置的初步设计能力。5．考题类型及结构考题类型及分数比重大致为：填空题(20%)；选择题(20%)；判断题(10%)；计算题（50%）。6、适用范围、教材本课程期末复习指导适用范围为机械设计制造及自动化专业的必修课程。考试命题的教材是由葛中民主编，中央广播电视大学出版社出版1992年2月第1版《机械设计基础》教材。第二部份期末复习重点范围第一篇机械运动方案的分析与设计一、重点掌握1、重点掌握运动副及其分类，平面机构自由度计算。2、重点掌握铰链四杆机构的基本型式及特性。3、重点掌握凸轮机构的基本类型，工作特点和应用。4、重点掌握渐开线齿廓。熟练掌握渐开线圆柱标准齿轮的参数、几何尺寸计算及正确啮合条件。直齿圆锥齿轮的参数、几何尺寸计算及啮合特点。轮系的基本类型和传动比计算。5、重点掌握螺纹参数，螺旋副的运动和受力分析，蜗杆传动的参数、几何尺寸计算及正确啮合条件。传动带的类型、参数、几何关系计算。6、重点掌握机械传动的运动和动力计算。二、一般掌握1、掌握平面机构运动简图的绘制。2、掌握曲柄条件、死点和压力角，具有移动副的连杆机构平面连杆机构的设计。3、掌握从动件的常用运动规律及凸轮机构的设计。第2页共7页4、掌握齿轮传动的类型和特点。掌握齿轮轮齿的加工和根切现象。掌握齿轮传动的精度。5、掌握螺旋传动机构的效率和自锁，蜗杆传动的特点及应用，带传动、带传动的工作原理和特点，了解链传动。6、掌握传动系统的功能，各种传动机构的性能特点比较，各种运动要求下的常用机构。掌握机械传动方案设计实例。第二篇机械零部件的工作能力分析与设计一、重点掌握1、重点掌握机械零部件的主要工作性能：强度、刚度、耐磨性、可靠性等。2、重点掌握带传动的工作情况分析。3、重点掌握齿轮传动的工作情况分析，齿轮受力分析，直齿圆柱齿轮强度计算，闭式直齿圆柱齿轮传动的设计要点及步骤。4、重点掌握轴的材料选择，轴的强度计算：按转矩初估直径，弯扭合成强度检验计算。5、重点掌握滚动轴承的主要类型、特点和代号，滚动轴承的类型选择及计算准则。滚动轴承的寿命计算：寿命和可靠性，基本额定动负荷、当量动负荷。滑动轴承的类型、结构和材料。6、重点掌握螺纹联接的类型和标准及强度计算。7、重点掌握弹簧的类型、应用和选择。二、一般掌握1、掌握失效分析及防止失效的措施。机械零部件常用材料及其选择。2、掌握带传动的失效形式及设计准则，V带传动的设计要点及步骤，带轮结构及张紧装置。3、掌握齿轮的失效形式及设计准则，齿轮材料及热处理。了解其他型式齿轮（斜齿轮、开式齿轮、圆锥齿轮）的设计特点。了解蜗杆传动的失效形式、受力分析及设计特点。4、掌握轴的类型、失效分析及设计准则。了解轴的振动与平衡。5、掌握滚动轴承的失效形式，滑动轴承的摩擦状态，非液体摩擦滑动轴承的计算。了解滚动轴承和滑动轴承的的比较。6、掌握轴毂联接的类型、特点和选用。了解连轴器的主要类型、特点和选用。7、掌握圆柱螺旋弹簧的结构、参数及计算要点。第三篇机械零部件的结构分析与设计一、重点掌握重点掌握结构设计的原则。二、一般掌握1、掌握机械零件的结构工艺性。螺纹联接的结构分析及防松装置。2、了解轴系结构没计，轴的结构特点，轴上零件的定位与固定，轴系的轴向固定，轴系的设计步骤。3、掌握机械装置的结构分析与设计实例。第三部分综合练习题1、一对渐开线斜齿圆柱齿轮传动，已知模数mn＝4mm，压力角α＝20°，第3页共7页传动中心距α＝150mm。小齿轮齿数Z1＝18，齿顶圆直径da1＝83mm。试求：(1)齿轮的分度圆螺旋角β，端面模数m。(2)大齿轮的分度圆直径d2，齿顶圆直径da2，齿根圆直径df2。2、一对直齿锥齿轮传动如图所示。已知主动轴的转速n1＝480r／min，传递功率P＝5.5kW，齿轮模数m＝4mm；分度圆压力角α＝20°，齿数Z1＝25，Z2＝60：，齿宽b＝40mm。试求从动齿轮2受力的大小和方向(用分力表示)(提示：小齿轮齿宽中点的分度圆直径dm1＝d1—b·sinδ1)3、一减速器输出轴，已知危险剖面上的水平面弯矩MH＝6.5×105N·mm，垂直面弯矩MV＝4.5×105N·mm，转矩T＝8.0×105N·mm，该剖面抗弯截面系数W＝18000mm３，抗扭截面系数WＴ＝36000mm３，轴材料的许用弯曲应力[σ-1]b＝40N／mm２，[σ0]b＝70N／mm２，[σ+1]b＝130N／mm2，试校核此轴的强度。(提示：轴的扭转剪应力按脉动循环考虑，取α＝0.6)4、图示汽缸盖用M18的螺栓组联接，螺栓数量n＝12，螺栓小径d1＝15.294mm螺栓材料为45号钢，屈服极限S＝360N／mm2，安全系数S＝3，汽缸尺寸D＝250mm，DO＝346mm，为保证气密性，取剩余预紧力Qr=1.5Qe(Qe为单个螺栓工作载荷)。试求缸内气体允许最大压强。第4页共7页5、在图示轮系中，Z1=120．Z2=50，Z2=25，Z3=45，已知轮1的转速n1=350r／min(转向如图)。试求转臂H转速nH的大小和方向。6、两级平行轴斜齿圆柱齿轮减速器如图所示，I轴为输入轴，Ⅲ轴为输出轴。I轴转速n=960r／min,传递功率P=4kw，各级传动的磨擦损失不计。各级齿轮尺寸参数列于下表．试求齿轮4受力的大小和方向(用分力表示)。7、有一轴用一对310轴承支承，轴承基本额定动负荷Cr=48.4kN，额定静负荷Cor=36.3kN。轴上载荷如图所示,FR=7500N，FA=2030N，负荷系数fp=1.2。试求两轴承的当量动负荷。oraCiF/eeFFra/eFFra/XYXY0.0140.19100.562.30.0280.221.990.0560.261.710.0840.281.550.110.301.450.170.341.310.280.381.15第5页共7页8、两薄钢板用两个普通螺栓联接，尺寸如图所示。已知载荷P=1500N，钢板和螺栓的材料均为Q235，许用拉应力80N／mm2，两钢板之间的磨擦系数f=0.2，联接的可靠性系数K=1.2，试确定螺栓的直径尺寸。9、在图示锥齿轮组成的行星轮系中，各轮齿数Z1=18，Z2=27，Z2′=45，Z3=36，已知齿轮1的转速n1=300r／min，试求转臂H的转速nH(大小与方向)。10、一单级斜齿圆柱齿轮减速器．传递功率P=4.0kW，I轴为主动轴，转速n1=960r／min，转动方向如图。已知齿数Z1=23，Z2=76，法向模数mn=3mm，法向压力角20a，传动中心距a=15Omm。试求齿轮2受力的大小和方向(用分力表示)。第6页共7页11、一轴用一对46308轴承支承，轴承的基本额定动负荷Gr=39.20kN，内部轴向力S=0.7F，已知轴上受力FR=1800N，FA=1250N，轴的转速n=1420r／min，尺寸如图所示。若取负荷系数fP=1.2，温度系数ft=1.0，试计算轴承的使用寿命。12、图中所示刚性凸缘联轴器允许传递最大转矩T=1500N·m(无冲击)，联轴器材料为HT250，如果采用宽度b＝18mm，高度h＝11mm，键长L＝90mm键，请校核联接强度。若联接强度不足，可采取什么措施?（提示：[P]=70～80Mpa）13、测得V带传动中心矩a0≈370mm，带轮直径dd1=140mm，dd2=400mm，B型带3根，传动水平布置，张紧力按标准规定，由交流异步电动机带动，n1=1450r/min，二班制工作，传动平稳。试求允许传递的最大功率P和轴上压力Q。已知：工作情况系数KA=1.1，P0=2.8kW。小带轮包角α=1350时Ka=0.88，α=1400时Ka=0.89。Ld=1600mm时KL=0.92。Kb=2.65×10-3，Ki=1.12，q=0.17kg/m。14、一减速器输出轴，已知危险剖面上的水平面弯矩MH＝6.5×105N·mm，垂直面弯矩MV＝4.5×105N·mm，转矩T＝8.0×105N·mm，该剖面抗弯截面系数W＝18000mm３，第7页共7页抗扭截面系数WＴ＝36000mm３，轴材料的许用弯曲应力[σ-1]b＝40N／mm２，[σ0]b＝70N／mm２，[σ+1]b＝130N／mm2，试校核此轴的强度。（12分）(提示：轴的扭转剪应力按脉动循环考虑，取α＝0.6)