昆明理工大学机械设计基础四版学习概要及作业集(下册)0825

《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）姓名：学号：专业年级：学院：昆明理工大学《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）2目录第二章平面连杆机构--------------------------------------------------------------3第四章齿轮机构--------------------------------------------------------------------7第九章机械零件设计概论--------------------------------------------------------11第十一章齿轮传动---------------------------------------------------------------------------------12第十三章带传动和链传动-----------------------------------------------------------16第十六章滚动轴承--------------------------------------------------------------------20《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）3第二章平面连杆机构教学目标1、知道何谓平面连杆机构？它有哪些优、缺点？2、清楚平面连杆机构有哪些运动和动力特性？3、知道铰链四杆机构存在曲柄的条件是什么？4、对机构演变的方法有所了解。5、掌握四杆机构设计的几种方法。6、了解常用四杆机构的特点及实际应用。具体内容1、平面连杆机构的特点2、铰链四杆机构的基本类型和特性3、铰链四杆机构曲柄存在条件4、平面四杆机构的演变方法5、平面四杆机构的设计基本要求平面连杆机构的优缺点及应用；急回特性、极位夹角、行程速比系数、压力角、传动角、最小传动角及其出现位置、死点；曲柄存在条件，图解法设计四杆机构。重点铰链四杆机构的基本形式；铰链四杆机构的运动特性；曲柄存在条件；四杆机构的应用难点平面四杆机构的演化习题2—１试根据图中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。为什么？《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）42—5试用图解法设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。要求踏板CD在水平位置上下各摆10°，且=500mm，=1000mm。（求曲柄AB和连杆BC的长度）2—6试用图解法设计曲柄摇杆机构。已知摇杆长度＝100mm，摆角=30°，行程速比系数K=1.2，最小传动角≥40°。《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）52—7设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=50mm，偏心距e=16mm，行程速度变化系数K=1.2，求曲柄和连杆的长度。2—8用作图法设计一导杆机构。已知机架长=100mm，K=1.4，求曲柄长度。《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）62—10试用图解法设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门启闭机构。已知炉门上两活铰链的中心距为50mm，炉门打开成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上(如虚线所示)，固定铰链安装在y—y轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。思考题１.何谓平面连杆机构，它有哪些优、缺点？２.行程速比系数是一个周期中最大速度与最小速度之比吗？３.给出机构运动简图，您能求出机构的行程速比系数吗？４.何谓“压力角”、“传动角”？若机架为最长杆，曲柄摇杆机构的最小传动角出现在什么位置？５.机构在什么情况下会出现死点，试列举利用死点、消除死点的例。６.消除平行四边形机构运动不确定性的方法有哪些？７.铰链四杆机构存在整转副的条件是什么？若满足整转副存在的条件，那么在什么情况下，铰链四杆机构是曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆机构？８.曲柄滑块机构是否具有急回特性？是否存在死点？其最小传动角出现在什么位置？９.机构演化的方法有哪些？请列举应用。10.给定行程速比系数和摇杆摆角，您能设计出曲柄摇杆机构吗？11.给定连杆长度和连杆的三个位置，您能设计出铰链四杆机构吗？《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）7第四章齿轮机构齿轮机构主要由主、从动齿轮和机架三个构件组成，是最简单的高副机构之一，也是机械中应用最广的一种机构。教学目标1、齿轮机构有哪些优缺点?2、要使齿轮机构连续平稳地运转，对齿轮齿廓曲线和主要参数有什么要求？3、复杂的齿廓曲面是怎样加工出来的？各种加工方法有何特点？4、直齿、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的联系与各自的特点？内容1、齿轮机构的特点和类型2、齿廓啮合基本定律3、渐开线齿廓4、齿轮各部分的名称与尺寸计算5、渐开线标准齿轮的啮合6、渐开线齿轮的切齿原理7、根切现象、最少齿数及变位齿轮8、平行轴斜齿齿轮机构9、直齿圆锥齿轮机构基本要求齿轮机构的优缺点；齿轮机构连续平稳运转的条件；齿轮尺寸计算；加工方法；根切现象与最少齿数；斜齿圆柱齿轮的特点；当量齿轮与当量齿数。重点齿轮机构连续平稳运转的条件；齿轮的尺寸计算；加工方法；斜齿圆柱齿轮的特点；当量齿轮与当量齿数。难点加工方法；根切现象与最少齿数；当量齿轮与当量齿数。习题4—1已知一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮m=3mm，=19=41，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高，齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、基圆直径、齿厚和齿槽宽。《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）84—７试根据图4—15b证明：正常齿制标准渐开线直齿圆柱齿轮用齿条刀具加工时，不产生根切的最少数≈17。并求短齿制标准渐开线直齿圆柱齿轮用齿轮条刀具加工时的最少齿数。4—11已知一对正常齿渐开线标准斜齿圆柱齿250amm,123z,298z,4nmmm,试计算其螺旋角、端面模数、端面压力角、当量齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。。《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）94—16已知一对等顶隙收缩齿渐开线标准直齿圆锥齿轮的∑=90°，=17，=43，=3mm，试求分度圆锥角、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、外锥距、齿顶角、齿根角、根锥角和当量齿数。《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）104—17试述一对直齿圆柱齿轮、一对斜齿圆柱齿轮、一对直齿圆锥齿轮的正确啮合条件。思考题１.齿轮机构(齿轮传动)有哪些优缺点？２.一对齿廓定比啮合传动的条件是什么？３.“渐开线”有哪些性质？为什么说“渐开线齿廓满足定比啮合的条件”？４.齿轮机构的“正确啮合条件”是什么？５.何谓标准齿轮？何谓标准中心距？６.试用图示说明：齿轮模数、齿数改变对轮齿大小、形状的影响(假定分度圆直径不变)。７.何谓齿轮压力角？对标准齿轮标准中心距安装来讲，齿轮压力角与啮合角有何关系？８.标准齿轮标准中心距传动，传动比等于4，模数一定。问：①哪个齿轮齿根厚度大些？②试作图求出重叠系数的大小。③请试着导出重叠系数的计算公式。９.渐开线标准齿轮的齿根圆是否一定比基圆大？10.何谓“根切”？试证明正常齿制标准齿轮不产生根切的最小齿数是17。11.“正变位增大齿厚，负变位减小齿厚”。这种说法对吗？12.斜齿圆柱齿轮正确啮合条件是什么？其法向压力角、法向模数与端面压力角、端面模数有什么样的关系？其当量齿数与实际齿数有什么样的关系？13.直齿圆锥齿轮传动比与两齿轮分度圆锥的锥角有何关系？其当量齿数与实际齿数有什么样的关系？《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）11第九章机械零件设计概论前面几章着重介绍了常用机构和机器动力学的基本知识。以后各章主要是从工作原理、承载能力、构造和维护等方面论述通用机械零件的设计问题。其中包括如何合理确定零件的形状和尺寸，如何适当选择零件的材料，以及如何使零件具有良好的工艺性等。本章扼要介绍机械零件设计计算的共同性问题。教学目标明确概念：失效、工作能力、承载能力、计算准则、强度、互换性、公差、配合、工艺性。会正确判断应力的性质；明确提高强度、耐磨性的原则措施；清楚铸铁和钢最主要的性质差别；会查手册选材、确定公差；明确提高工艺性的原则措施。教学内容零件设计概述零件的体积强度零件的接触强度零件的耐磨性常用材料及其选择互换性简介零件工艺性与标准化基本要求概念：失效、承载能力、计算准则、计算应力、强度、公差、配合、间隙配合、过渡配合、过盈配合。清楚影响零件疲劳强度、接触强度的主要因素。重点零件失效形式；强度及其影响因素。难点强度及其影响因素；三种性质的配合。思考题1、概念：失效、承载能力、计算准则、计算应力、磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、互换性、公差、配合、基轴制、基孔制。2、根据应力循环特性，应力分为哪几种？下图中齿轮1、2、3的齿根弯曲应力各为什么循环特性？齿面接触应力呢？3、简述提高零件疲劳强度(体积强度)的因素。4、举例说明应力集中对强度的影响。5、试根据赫兹公式和接触强度判定条件简述提高零件接触疲劳强度的措施。6、简述提高零件耐磨性的原则措施。7、选择零件的材料应考虑哪几方面的问题？8、就机械、制造性能来讲，铸铁和钢的主要区别有哪些？《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）12第十一章齿轮传动大多数齿轮传动不仅用来传递运动，而且还要传递动力。因此，齿轮传动除须运转平稳外，还必须具有足够的承载能力。有关齿轮机构的啮合原理、几何计算和切齿方法已在第４章论述。本章以上述知识为基础，论述齿轮传动的承载能力及与运行有关的一些问题。按照工作条件，齿轮传动可分为闭式和开式传动两种。闭式传动的齿轮封闭在刚性金属箱体内，能保证良好的润滑和工作条件，重要的齿轮传动都采用闭式传动；开式传动的齿轮是外露的，不能保证良好的润滑，而且易落入灰尘、杂质，故齿面容易磨损，只宜用于低速传动。教学目标知道齿轮的主要失效形式、常用齿轮材料。了解齿轮传动的精度。会计算作用力的大小、判定作用力的方向。知道影响齿轮接触疲劳强度、弯曲疲劳强度的主要因素。能够根据给定条件正确设计齿轮传动、正确选用润滑方式与润滑剂。了解圆弧齿轮传动原理。基本要求齿轮主要失效形式及相应增强措施，常用齿轮材料，作用力计算与作用力方向判定，影响齿轮接触强度、弯曲强度的主要因素。重点齿轮主要失效形式，作用力计算与作用力方向判定，接触强度计算、弯曲强度计算。难点影响齿轮制造成本和工作性能(接触强度、弯曲强度、工作平稳性)的主要因素。习题11—５已知闭式直齿圆柱齿轮传动的传动比i=4.6，=730r/min，P=30kW，长期双向转动，载荷有中等冲击，要求结构紧凑，=27，大小齿轮都用40Cr表面淬火，试计算此单级传动的强度。《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）1311—7设斜齿圆柱齿轮传动的转动方向及螺旋线方向如图所示，试画出轮１为主动时和轮２为主动时轴向力和的方向。当轮２为主动时，试画出作用在轮２上的圆周力、轴向力和径向力的作用线和方向。11—9设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反；2）低速级螺旋角应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力互相抵消。《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）1411—11已知单级闭式斜齿轮传动，P=10kW，=1210r/min，i=4.3，电动机驱动，双向传动，中等冲击载荷，设小齿轮用40MnB调质，大齿轮用45钢调质，=21，试计算此单级斜齿轮传动。《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）15思考题１.齿轮常用热处理方法有哪些？各适合于什么场合？２.齿轮传动的可能失效形式有哪些？开、闭式齿轮的失效形式有何异同？３.齿轮计算中用的载荷系数应考虑哪些方面的影响？４.一对相互啮合的标准齿轮，若大小齿轮的材质完全相同，那么两轮的齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度关系怎样？若小齿轮的材质远优于大齿轮，弯曲疲劳强度和接触疲劳强度又怎样变化？５.今有材质完全相同的两对标准齿轮，将它们用于完全相同的工况下，两对齿轮的参数如下：Ⅰ、Z1=20，Z2=80，m=4；Ⅱ、Z1=32，Z2=128，m=2.5。问：在高速闭式传动工况下，哪一对齿轮更好些？６.怎样判定斜齿轮传动、蜗杆传动作用力三个分量的方向？７.一根