机械基础习题集(陈秀宁版)

第1页共54页（一）总论1、机械是机器和机构的总称。2、机器一般由动力源、执行机构、传动装置、控制系统四部分组成。3、构件与构件之间通过一定的相互接触与制约，构成保持确定运动的“可动联接”，这种可动联接称为“运动副”。4、一切机器都是由若干构件以运动副相联接并具有确定相对运动，用来完成有用的机械功或转换机械能的组合体。5、机构是由构件以运动副相联接并具有确定相对运动的组合体。6、零件是组成机构的最基本单元，构件是组成机构的运动单元。7、机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为：机构的自由度。8、高副是指两构件通过点或线接触构成的运动副。9、运动链成为具有确定相对运动的机构的必要条件为：1）运动链的自由度必须大于零；2）主动构件数等于运动链的自由度。10、自由度F=2的机构，有确定运动的条件是该机构的原动件数为两个。11、机件的工作能力是指完成一定功能在预定使用期内不发生失效的安全工作限度。12、衡量机件工作能力的指标称为机件的工作能力准则、主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、温升准则。13、强度准则是机件设计计算最基本的准则，其一般表达式为：最大工作应力不超过许用应力。14、选择机件合适的材料是一个复杂的技术经济问题，通常应周密考虑下述三个方面要求：使用要求、工艺要求、经济要求。（二）工程力学基础1、力是物体间相互的机械作用，这种作用的效果能使物体改变运动状态或产生变形。力对物体的作用效果，取决于力的大小、方向和作用点，即力的三要素。2、力的合成与分解应遵循力的平行四边形法则。3、若将作用于刚体上的力，平行于自身移到刚体上任意一新点，而要不改变原力对该刚体的作用效果，则必须附加一力偶，其力偶矩等于原力对新点的矩。4、若平面力系平衡各力的作用线汇交于一点，则该力系称为平面汇交力系。5、作用在刚体某点的力F平行移到距离为d的刚体另一点，须附加一力偶，力偶矩M等于F×d，平移后力系对刚体的作用效果不变。第2页共54页5、平面汇交力系平衡的必要和充分条件是合力为零。6、合力为零的平面汇交力系的力多边形必然是各分力矢首尾相连自行封闭，此即平面汇交力系平衡的充要几何条件。7、平面力偶系平衡的必要和充分条件是平面力偶系中各个分力偶矩的代数和为零。8、平面任意力系平衡的必要和充分条件是力系的合力和对任一点合力偶矩均为零。9、为分析机件的损伤和失效，将研究对象视为可变性固体，并作了均质、连续、各向同性和小变形的假设。10、外力作用的方式不同，机件变形的形式也就不同。其中基本变形有四种：拉伸或压缩、剪切、扭转以及弯曲。11、可变性固体受力后产生的变形若在撤销外力以后能完全消失的称为弹性变形。12、可变性固体受力后产生的变形若在撤销外力以后不能消失的变形称为塑性变形（又称永久变形或残余变形）。13、低碳钢整个拉伸过程大致分为四个阶段：正比阶段、屈服阶段、强化阶段和局部收缩阶段。14、通常将伸长率δ5%的材料，称为塑性材料；而把伸长率δ5%的材料，称为脆性性材料。15、金属材料抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。16、杆件的破坏不仅与轴力的大小有关，还与横截面的面积大小有关。17、为使机件具有一定强度裕量而设定的大于1的数值，称为安全系数。18、强度条件可以解决如下三个问题：①校核强度、②确定截面尺寸、③确定许可载荷。19、剪力在受剪面上的分布情况是很复杂的，但在实际计算中，可以假设它为均匀分布。20、压杆丧失原有直线平衡状态的能力而破坏的现象，称为失稳。21、习惯上以弯曲为主要变形的杆件称为梁。22、交变应力是指应力的大小或正负号随着时间发生周期性变化或无规律变化。23、由于截面突然变化而引起局部应力急剧增大的现象，称为应力集中。（三）联接1、机械静联接可分为可拆联接和不可拆联接。2、静联接螺纹要求自锁，故多采用牙形角α大的三角螺纹。3、普通螺栓的公称直径为螺纹大径。4、在同一条螺旋线上，螺纹相连两牙对应点间在中径圆柱面上的轴向距离为导程。第3页共54页5、螺旋副自锁条件为：λρ6、在常用的螺纹牙型中矩形螺纹传动效率最高，三角形螺纹自锁性最好。7、螺纹联接的基本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。8、螺纹联接预紧的目的在于增加联接的刚性、紧密型和防松能力。9、螺纹联接的防松就是防止螺旋副的相对转动。按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副关系防松等方法。10、键联接的主要类型有：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。11、平键联接分用途可分为普通平键、导向平键、滑键三种。12、普通平键按其结构可分为圆头、方头和单圆头三种。13、设计键联接时，先根据工作要求选择键的类型，再根据装键处轴径d从标准中查取键的宽度b和高度h，并参照轮毂长度从标准选取键的长度L，最后进行键联接的强度校核。14、普通平键连接工作时，平键的工作面是侧面。（四）连续回转传动1、齿轮传动按齿轮的工作条件可分为闭式传动和开式传动。2、为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足齿廓啮合基本定律。3、符合齿廓啮合基本定律的齿廓有渐开线、摆线和、圆弧曲线等。4、渐开线的形状取决于基圆半径的大小。当基圆半径趋于无穷大时，渐开线为一条直线，即为渐开线齿条的齿廓。5、两渐开线齿轮中心距稍有改变时，其传动比不变，此特性称为渐开线齿轮的可分性。6、一对渐开线齿轮的正确啮合条件为：模数相等与分度圆压力角相等。7、一对齿轮连续传动的条件为：一对齿轮必须满足正确啮合条件，而且重合度ε＞1。8、齿轮连续传动是靠两齿轮的啮合来传递的，要求实际啮合线段应大于或等于两相邻齿轮齿廓在啮合线上的长度。9、齿轮传动齿廓正常啮合时，两轮的啮合点始终在两基圆内公切线上。10、渐开线齿轮的切齿方法按其原理分为仿形法和范成法两种。11、当用范成法加工齿轮，当被加工齿轮的齿数过少时，齿轮轮齿根部将被切去。12、用范成法加工标准齿轮时，限制齿轮的最少齿数是为了避免发生根切现象。13、当用滚刀加工压力角α=200的标准直齿圆柱齿轮时，若ha*=1，则最少齿数Zmin=17；若ha*=0.8，则Zmin=14第4页共54页13、通过改变刀具与轮坯的相对位置进行切齿的方法加工出的齿轮称为变位齿轮，刀具位置移动的距离称为变位量。14、齿轮轮齿的失效形式有轮齿折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形。15、齿数相同时，模数越大，齿轮承载能力越强。16、一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮大一些，其主要原因是为了便于安装，保证接触线长度。17、在选择轮齿的热处理方法时，一般应使小齿轮的齿面硬度比大齿轮高出20~50HBS，甚至更多。18、对于软齿面齿轮按接触强度进行设计，再校核其弯曲强度。19、对于硬齿面齿轮按弯曲强度进行设计，再校核其接触强度。20、开式齿轮传动只进行弯曲强度的计算，但考虑到严重的磨损会使齿厚减薄，影响轮齿的弯曲强度，计算时通常将弯曲应力降低20%~30%。21、一对外啮合斜齿轮的正确啮合条件为：法面模数相等、压力角相等、螺旋角相等、方向相反。22、国标规定斜齿轮的法面模数、法面压力角等法面参数为标准值。23、斜齿轮的重合度随齿宽b和螺旋角β的增大而增大，重合度可以很大。24、圆锥齿轮传动是唯一适用于相交轴的齿轮传动。25、直齿圆锥齿轮规定大端参数取标准值。26、蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成。27、通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为主平面。28、圆柱蜗杆传动按蜗杆螺旋面形状的不同分渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆。29、因蜗杆传动的齿面间有很大的相对滑动速度，其主要失效形式为胶合和磨损。基于这一特点，在选择蜗轮副的材料组合时，要求具有良好的减摩性和抗胶合能力，常采用青铜制作蜗轮的齿圈，淬火钢制作蜗杆。30、蜗杆传动的效率低，发热量较大，对闭式长时间连续传动需进行热平衡计算。31、链传动中链的长度以链节数表示，一般应取为偶数。32、在套筒滚子链中，相邻两销轴的中心距称为节距。33、链传动中，由于链节数一般为偶数，因此，链轮齿数最好取奇数，使得链条与链轮轮齿的磨损较为均匀。第5页共54页34、带传动中带紧套在带轮上，靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。35、带传动中，带速一定时，传递功率的大小取决于有效圆周力的大小。36、带传动的最大有效圆周力与张紧力、包角和摩擦系数有关。37、普通Ｖ带的截面型号分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，其中截面尺寸最小的是Y型。38、带传动中，节面所在位置对应的带轮直径称为基准直径。39、V带传动中，V带截面楔角φ=400，则V带轮的轮槽角φ0应小于400。40、带工作时截面上产生的应力有拉应力、离心拉应力和弯曲拉应力。41、带传动工作时的最大应力出现在Ｖ带从紧边进入小带轮处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc。42、带传动时，由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动称弹性滑动。43、带传动的主要失效形式是打滑与疲劳断裂。44、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率和小带轮转速查选型图确定。45、带传动时，传动带的速度一般取5∽25m/s。46、定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对齿轮传动比的连乘积，也等于各对齿轮传动中从动轮齿数的乘积与主动轮齿数的乘积之比。47、按活动中心轮的数目，周转轮系分为差动轮系和行星轮系。（五）变换运动形式的传递1、在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为连架杆，其中作整周转动的杆称为曲柄，作往复摆动的杆称为摇杆，而不与机架相连的杆称为连杆。2、根据两连架杆的运动性质，铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。3、铰链四杆机构曲柄存在的条件是①最短构件为连架杆或机架②最短构件与最长构件长度之和小于或等于其他两构件长度之和。4、铰链四杆机构的杆长为a=60mm，b=200mm，c=100mm，d=90mm。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为双摇杆机构。5、平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指工作行程与返回行程时间之比为1.25：1。6、在曲柄摇杆机构中，从动件上所受力的方向与其绝对速度方向所夹的锐角称压力角。7、凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。8、凸轮机构的基圆是指以凸轮轮廓曲线的最小半径作的圆。第6页共54页9、从动件的位移线图取决于凸轮轮廓曲线的形状。10、棘轮步进机构可分为齿啮式棘轮步进机构和摩擦式棘轮步进机构两大类。11、齿啮式棘轮步进机构，其棘轮的转角必定是齿距角的整数倍，因而不可能无级地改变棘轮的转角。12、摩擦式棘轮步进机构是靠棘爪与棘轮之间的摩擦力来传递运动的，其棘轮转角的大小可随摇杆的摆角大小变化作无级调节。13、在槽轮步进机构一个运动循环中，槽轮运动的时间tm与拨盘运动的时间t之比，称为运动系数。14、螺旋传动是由螺杆、螺母及机架组成，主要用来把回转运动转变为直线运动。15、螺旋传动按用途可分为传力螺旋传动、传导螺旋传动和调整螺旋传动。（六）轴及其支承、接合与制动1、轴是保证机器运转的重要零件之一，凡是作回转运动的零件（例如齿轮、带轮、摩擦轮等）都必须用轴来支承才能传递运动和动力。2、轴按所受载荷的性质分为：心轴、传动轴和转轴三种，自行车前轴是固定心轴。3、轴上的轴肩或轴环的作用为单向固定轴上零件，轴肩或轴环过渡部分的圆角半径应比轴上零件的圆角半径小。4、滚动轴承通常由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。5、滚动轴承轴系两端单向固定支承方式常用在跨度较小、工作温度变化不大的场合。6、常用的轴系支承方式有两端固定支承和一端固定一端游动支承。7、角接触球轴承7208B较7208C轴向承载能力大，这是因为接触角大。8、轴承6308，其代号表示的意义为深沟球轴承，中系列，内径为40mm，普通级。9、非液体摩擦滑动轴承应计算平均压强、相对滑动速度和轴承的pv值。10、润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂三类。11、按摩擦状态滑动轴承分为非液体摩擦轴承和液体摩擦轴承两类。12、列举出两种刚性固定式联轴器套筒联轴器、凸缘联轴器。13、设计联轴器时，先根据工作条件和要求选择合适的类型，然后按轴的直径、转矩和转速从标准中选择所需要的型号和尺寸。