昆明理工大學機械設計基礎四版學習概要及作業(yè)集(下冊)0825

1、機械設計基礎學習概要及作業(yè)集（下冊）機械設計基礎學習概要及作業(yè)集（下 冊）姓 名： 學 號： 專業(yè)年級： 學 院： 昆 明 理 工 大 學目 錄第二章 平面連桿機構-3第四章 齒輪機構-7第九章 機械零件設計概論-11第十一章 齒輪傳動- 12第十三章 帶傳動和鏈傳動-16第十六章 滾動軸承-20第二章 平面連桿機構教學目標1、 知道何謂平面連桿機構？它有哪些優(yōu)、缺點？2、 清楚平面連桿機構有哪些運動和動力特性？3、 知道鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件是什么？4、 對機構演變的方法有所了解。5、 掌握四桿機構設計的幾種方法。6、 了解常用四桿機構的特點及實際應用。具體內容 1、平面連桿機構的特點2

2、、鉸鏈四桿機構的基本類型和特性3、鉸鏈四桿機構曲柄存在條件4、平面四桿機構的演變方法5、平面四桿機構的設計基本要求平面連桿機構的優(yōu)缺點及應用；急回特性、極位夾角、行程速比系數、壓力角、傳動角、最小傳動角及其出現(xiàn)位置、死點；曲柄存在條件，圖解法設計四桿機構。重點鉸鏈四桿機構的基本形式；鉸鏈四桿機構的運動特性；曲柄存在條件；四桿機構的應用難點平面四桿機構的演化 習 題2 試根據圖中注明的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機構是曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、還是雙搖桿機構。為什么？25 試用圖解法設計一腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構。要求踏板CD在水平位置上下各擺10°，且=500mm，=1000mm。（求曲柄A

3、B和連桿BC 的長度）26 試用圖解法設計曲柄搖桿機構。已知搖桿長度100mm，擺角=30°，行程速比系數K=1.2，最小傳動角40°。27設計一曲柄滑塊機構。已知滑塊的行程s=50mm，偏心距e=16mm，行程速度變化系數K=1.2，求曲柄和連桿的長度。28 用作圖法設計一導桿機構。已知機架長=100mm，K=1.4，求曲柄長度。210 試用圖解法設計一鉸鏈四桿機構作為加熱爐爐門啟閉機構。已知爐門上兩活鉸鏈的中心距為50mm，爐門打開成水平位置時，要求爐門溫度較低的一面朝上(如虛線所示)，固定鉸鏈安裝在yy軸線上，其相關尺寸如圖所示，求此鉸鏈四桿機構其余三桿的長度。思考題

4、. 何謂平面連桿機構，它有哪些優(yōu)、缺點？. 行程速比系數是一個周期中最大速度與最小速度之比嗎？. 給出機構運動簡圖，您能求出機構的行程速比系數嗎？. 何謂“壓力角”、“傳動角”？若機架為最長桿，曲柄搖桿機構的最小傳動角出現(xiàn)在什么位置？. 機構在什么情況下會出現(xiàn)死點，試列舉利用死點、消除死點的例。. 消除平行四邊形機構運動不確定性的方法有哪些？. 鉸鏈四桿機構存在整轉副的條件是什么？若滿足整轉副存在的條件，那么在什么情況下，鉸鏈四桿機構是曲柄搖桿、雙曲柄、雙搖桿機構？. 曲柄滑塊機構是否具有急回特性？是否存在死點？其最小傳動角出現(xiàn)在什么位置？. 機構演化的方法有哪些？請列舉應用。10. 給定行程

5、速比系數和搖桿擺角，您能設計出曲柄搖桿機構嗎？11. 給定連桿長度和連桿的三個位置，您能設計出鉸鏈四桿機構嗎？第四章 齒輪機構齒輪機構主要由主、從動齒輪和機架三個構件組成，是最簡單的高副機構之一，也是機械中應用最廣的一種機構。教學目標1、齒輪機構有哪些優(yōu)缺點?2、要使齒輪機構連續(xù)平穩(wěn)地運轉，對齒輪齒廓曲線和主要參數有什么要求？3、復雜的齒廓曲面是怎樣加工出來的？各種加工方法有何特點？4、直齒、斜齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪的聯(lián)系與各自的特點？內容1、齒輪機構的特點和類型2、齒廓嚙合基本定律3、漸開線齒廓4、齒輪各部分的名稱與尺寸計算5、漸開線標準齒輪的嚙合6、漸開線齒輪的切齒原理7、根切現(xiàn)象、最少

6、齒數及變位齒輪8、平行軸斜齒齒輪機構9、直齒圓錐齒輪機構基本要求齒輪機構的優(yōu)缺點；齒輪機構連續(xù)平穩(wěn)運轉的條件；齒輪尺寸計算；加工方法；根切現(xiàn)象與最少齒數；斜齒圓柱齒輪的特點；當量齒輪與當量齒數。重點齒輪機構連續(xù)平穩(wěn)運轉的條件；齒輪的尺寸計算；加工方法；斜齒圓柱齒輪的特點；當量齒輪與當量齒數。難點加工方法；根切現(xiàn)象與最少齒數；當量齒輪與當量齒數。習 題41已知一對外嚙合正常齒標準直齒圓柱齒輪 m=3mm，=19 =41，試計算這對齒輪的分度圓直徑、齒頂高，齒根高、頂隙、中心距、齒頂圓直徑、基圓直徑、齒厚和齒槽寬。4試根據圖415b證明：正常齒制標準漸開線直齒圓柱齒輪用齒條刀具加工時，不產生根切的

7、最少數17。并求短齒制標準漸開線直齒圓柱齒輪用齒輪條刀具加工時的最少齒數。411已知一對正常齒漸開線標準斜齒圓柱齒mm,試計算其螺旋角、端面模數、端面壓力角、當量齒數、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。416 已知一對等頂隙收縮齒漸開線標準直齒圓錐齒輪的=90°，=17，=43，=3mm，試求分度圓錐角、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、外錐距、齒頂角、齒根角、根錐角和當量齒數。417 試述一對直齒圓柱齒輪、一對斜齒圓柱齒輪、一對直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件。思考題. 齒輪機構(齒輪傳動)有哪些優(yōu)缺點？. 一對齒廓定比嚙合傳動的條件是什么？. “漸開線”有哪些性質？為什么說“漸開線

8、齒廓滿足定比嚙合的條件”？. 齒輪機構的“正確嚙合條件”是什么？. 何謂標準齒輪？何謂標準中心距？. 試用圖示說明：齒輪模數、齒數改變對輪齒大小、形狀的影響(假定分度圓直徑不變)。. 何謂齒輪壓力角？對標準齒輪標準中心距安裝來講，齒輪壓力角與嚙合角有何關系？. 標準齒輪標準中心距傳動，傳動比等于4，模數一定。問： 哪個齒輪齒根厚度大些？ 試作圖求出重疊系數的大小。 請試著導出重疊系數的計算公式。. 漸開線標準齒輪的齒根圓是否一定比基圓大？10. 何謂“根切”？試證明正常齒制標準齒輪不產生根切的最小齒數是17。11. “正變位增大齒厚，負變位減小齒厚”。這種說法對嗎？12. 斜齒圓柱齒輪正確嚙合

9、條件是什么？其法向壓力角、法向模數與端面壓力角、端面模數有什么樣的關系？其當量齒數與實際齒數有什么樣的關系？13. 直齒圓錐齒輪傳動比與兩齒輪分度圓錐的錐角有何關系？其當量齒數與實際齒數有什么樣的關系？第九章 機械零件設計概論前面幾章著重介紹了常用機構和機器動力學的基本知識。以后各章主要是從工作原理、承載能力、構造和維護等方面論述通用機械零件的設計問題。其中包括如何合理確定零件的形狀和尺寸，如何適當選擇零件的材料，以及如何使零件具有良好的工藝性等。本章扼要介紹機械零件設計計算的共同性問題。教學目標明確概念：失效、工作能力、承載能力、計算準則、強度、互換性、公差、配合、工藝性。會正確判斷應力的性

10、質；明確提高強度、耐磨性的原則措施；清楚鑄鐵和鋼最主要的性質差別；會查手冊選材、確定公差；明確提高工藝性的原則措施。教學內容 零件設計概述零件的體積強度零件的接觸強度 零件的耐磨性常用材料及其選擇互換性簡介 零件工藝性與標準化基本要求概念：失效、承載能力、計算準則、計算應力、強度、公差、配合、間隙配合、過渡配合、過盈配合。清楚影響零件疲勞強度、接觸強度的主要因素。重點零件失效形式；強度及其影響因素。難點強度及其影響因素；三種性質的配合。思考題1、概念：失效、承載能力、計算準則、計算應力、磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損、互換性、公差、配合、基軸制、基孔制。2、根據應力循環(huán)特性，應力分為哪幾種？下圖

11、中齒輪1、2、3的齒根彎曲應力各為什么循環(huán)特性？齒面接觸應力呢？3、簡述提高零件疲勞強度(體積強度)的因素。4、舉例說明應力集中對強度的影響。5、試根據赫茲公式和接觸強度判定條件簡述提高零件接觸疲勞強度的措施。6、簡述提高零件耐磨性的原則措施。7、選擇零件的材料應考慮哪幾方面的問題？8、就機械、制造性能來講，鑄鐵和鋼的主要區(qū)別有哪些？第十一章 齒輪傳動大多數齒輪傳動不僅用來傳遞運動，而且還要傳遞動力。因此，齒輪傳動除須運轉平穩(wěn)外，還必須具有足夠的承載能力。有關齒輪機構的嚙合原理、幾何計算和切齒方法已在第章論述。本章以上述知識為基礎，論述齒輪傳動的承載能力及與運行有關的一些問題。按照工作條件，齒

12、輪傳動可分為閉式和開式傳動兩種。閉式傳動的齒輪封閉在剛性金屬箱體內，能保證良好的潤滑和工作條件，重要的齒輪傳動都采用閉式傳動；開式傳動的齒輪是外露的，不能保證良好的潤滑，而且易落入灰塵、雜質，故齒面容易磨損，只宜用于低速傳動。教學目標知道齒輪的主要失效形式、常用齒輪材料。了解齒輪傳動的精度。會計算作用力的大小、判定作用力的方向。知道影響齒輪接觸疲勞強度、彎曲疲勞強度的主要因素。能夠根據給定條件正確設計齒輪傳動、正確選用潤滑方式與潤滑劑。了解圓弧齒輪傳動原理?；疽簖X輪主要失效形式及相應增強措施，常用齒輪材料，作用力計算與作用力方向判定，影響齒輪接觸強度、彎曲強度的主要因素。重點齒輪主要失效形

13、式，作用力計算與作用力方向判定，接觸強度計算、彎曲強度計算。難點影響齒輪制造成本和工作性能(接觸強度、彎曲強度、工作平穩(wěn)性)的主要因素。習 題11已知閉式直齒圓柱齒輪傳動的傳動比 i=4.6，=730r/min，P=30kW，長期雙向轉動，載荷有中等沖擊，要求結構緊湊，=27，大小齒輪都用40Cr表面淬火，試計算此單級傳動的強度。117 設斜齒圓柱齒輪傳動的轉動方向及螺旋線方向如圖所示，試畫出輪為主動時和輪為主動時軸向力和的方向。當輪為主動時，試畫出作用在輪上的圓周力、軸向力和徑向力的作用線和方向。119 設兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，試問：1）低速級斜齒輪的螺旋線方向應如何選擇

14、才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反；2）低速級螺旋角應取多大數值才能使中間軸上兩個軸向力互相抵消。1111已知單級閉式斜齒輪傳動，P=10kW，=1210r/min，=4.3，電動機驅動，雙向傳動，中等沖擊載荷，設小齒輪用40MnB調質，大齒輪用45鋼調質，=21，試計算此單級斜齒輪傳動。思考題. 齒輪常用熱處理方法有哪些？各適合于什么場合？. 齒輪傳動的可能失效形式有哪些？開、閉式齒輪的失效形式有何異同？. 齒輪計算中用的載荷系數應考慮哪些方面的影響？. 一對相互嚙合的標準齒輪，若大小齒輪的材質完全相同，那么兩輪的齒根彎曲疲勞強度、齒面接觸疲勞強度關系怎樣？若小齒輪的材質遠優(yōu)于大齒輪，彎曲

15、疲勞強度和接觸疲勞強度又怎樣變化？. 今有材質完全相同的兩對標準齒輪，將它們用于完全相同的工況下，兩對齒輪的參數如下：、Z1=20， Z2=80， m=4 ；、Z1=32 ，Z2=128，m=2.5。問：在高速閉式傳動工況下，哪一對齒輪更好些？. 怎樣判定斜齒輪傳動、蝸桿傳動作用力三個分量的方向？. 一根軸上裝有兩個斜齒輪(一個主動，一個從動)，要使兩個齒輪的軸向力相互抵消一些，兩輪的螺旋線方向應該怎樣？ 要使兩輪軸向力完全抵消，它們的螺旋角應滿足什么關系？第十三章 帶傳動和鏈傳動帶傳動和鏈傳動都是借助于中間擾性件(帶或鏈)來傳遞運動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合。在這種場合下，與應用廣

16、泛的齒輪傳動相比，它們具有結構簡單、成本低廉等優(yōu)點。因此，帶傳動和鏈傳動也是常用的傳動。教學目標知道：帶、鏈傳動的特點與適用場合；打滑、彈性滑動、帶傳動設計準則、跳齒等概念；影響帶傳動工作能力的因素；正確安裝和布置帶、鏈傳動。能夠正確設計V帶傳動；正確選擇鏈傳動的參數。了解普通V帶、套筒滾子鏈及帶、鏈輪的構造?；疽髱?、鏈傳動的特點與類型，帶傳動受力分析，帶的應力分析，彈性滑動和傳動比，普通帶傳動的計算，鏈傳動的運動和受力分析，鏈傳動的主要參數及選擇，滾子鏈傳動的計算，帶、鏈傳動的布置。重點帶傳動受力分析，帶的應力分析，彈性滑動和傳動比，鏈傳動的運動和受力分析，鏈傳動的主要參數及選擇。習 題

17、131圖示平帶傳動，已知兩帶輪直徑分別為150mm和400mm，中心距等于1000mm，小輪主動、轉速為 1460r/min。試求：(1)小輪包角；(2)帶的幾何長度；(3)滑動率=0.015時大輪的實際轉速；(4)不考慮帶傳動的彈性滑動時大輪的轉速。132上題中，若傳遞功率為5kW，帶與帶輪間的摩擦系數f=0.3，所用平帶每米長的質量q=0.35kg/m， 試求：(1)帶的緊邊、松邊拉力；(2)此帶傳動所需的初拉力；(3)作用在軸上的壓力。136試計算圖示帶式輸送機中的普通帶傳動（確定帶的型號、長度及根數）。已知電動機額定功率為7.5kW，轉速=1450r/min，從動帶輪的轉速=610r/

18、min，單班工作制。139一鏈傳動，鏈輪齒數=21、=53、鏈條型號為10A、鏈長=100節(jié)。采用三圓弧一直線齒形，試求兩鏈輪的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑以及傳動中心距。1311試設計一往復式壓氣機上的滾子鏈傳動。已知電動機轉速=960r/min，P=3KW，壓氣機轉速=330r/min，試確定大、小鏈輪齒數，鏈條節(jié)距，中心距和鏈節(jié)數。思考題. 帶傳動有哪些優(yōu)缺點？鏈傳動呢？. 動力傳動為什么多用V帶傳動而少用平帶傳動？. 影響帶傳動傳遞能力的主要因素有哪些？. 帶傳動為何存在彈性滑動？該現(xiàn)象能避免嗎？. 帶傳動在什么情況下會出現(xiàn)打滑？若出現(xiàn)打滑，則打滑首先出現(xiàn)在何處？若出現(xiàn)斷帶的情況，帶應在何處斷？. 帶傳動的設計準則是什么？. 一V帶傳動傳遞功率一定，但工作時有兩種轉速(960、1440)rpm。問：該帶傳動應按哪一個轉速設計？為什么？. 帶傳動靠摩擦傳力，張緊力越大越好？帶輪工作面越粗糙越好？. 試分析：鏈條節(jié)距增大會帶來的哪些利弊？10. 鏈節(jié)數常取偶數，鏈輪齒數怎樣取最好？有一滾子鏈傳動，其鏈節(jié)數等于132，Z1=22，Z2=66。問使用維護中應怎樣做才能延長該鏈傳動的使用壽命？11. 鏈傳動中，小鏈輪齒數太大或太小會出現(xiàn)什么問題？12. 為什么水平布置的大中心距帶傳動應緊邊在下；而