机械设计基础作业

《机械设计基础》课程作业：

一、概念题：

1、机器由零部件组装成的装置，可以运转，用来代替人的劳动、作能量变换或产生有用功。

机器一般由动力部分、传动部分、执行部分和控制部分组成。

2、运动副 :

两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接称为运动副。两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副元素。

3、齿廓啮合基本定律

一对齿轮啮合传动，齿廓在任意一点接触，传动比等于两轮连心线被接触点的公法线所分两线段的反比，这一规律称为齿廓啮合基本定律。若所有齿廓接触点的公法线交连心线于固定点，则为定传动比齿廓啮合基本定律。

4、许用应力机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值。要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低，需要预先确定一个衡量的标准，这个标准就是许用应力。

5、螺纹参数

1）大径d－螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。

2）小径d1－螺纹的最小直径，即与螺纹牙底想重合的假想圆柱的直径，在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。

3）中径d2－通过螺纹向截面内牙型上的沟槽和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似于螺纹的平均直径，d2 ≈（d+d1）/2。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。

4）线数n－螺纹的螺旋线数目。沿一根螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹；沿两根以上的等距螺旋线形成螺纹称为多线螺纹。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或单线螺纹。

为了便于制造，一般用线数n≤4。

5）螺距p－螺纹相邻两个牙形上对应点间的距离。

6）导程s－螺纹上任一点沿同一条螺旋线旋转一周所移动的轴相距离。单线螺纹s=p；多线螺纹s=np。

7）螺纹升角φ－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同，其展开形式如图所示。通常在螺纹中径d2处计算。

8）牙形角α－螺纹轴相截面内，螺纹牙形两侧边的夹角。螺纹牙形的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙形的牙侧角β=α2。

9）接触高度h－内、外螺纹旋合后的接触面的径向高度。

二、简答：

1、试述三心定理及瞬心在速度分析中的应用。

机械原理机构的速度分析中提到了速度瞬心的概念，比如一个四杆机构，每两个构件之间都有一个速度瞬心，那么共有6个速度瞬心，三心定理指：相邻的三个构件间的三个速度瞬心必在同一条直线上。当相邻的三个构件的某两对构件的瞬心很容易确定时，依据此定理可以获得另一对构件间的速度瞬心。

当两构件直接组成运动副时，其瞬心的位置可以很容易地通过直接观察加以确定；如果两构件没有直接连接形成运动副，则它们的瞬心位置需要用三心定理来确定。

三心定理的内容是：作平面运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上。

2、试述铰链四杆机构存在整转副的条件。

在铰链四杆机构中，如果某个转动副能够成为周转副，则它所连接的两个构件中，必有一个为最短杆，并且四个构件的长度关系满足杆长之和条件。

在有整装副存在的铰链四杆机构中，最短杆两端的转动副均为周转副。此时，如果取最短杆为机架，则得到双曲柄机构；若取最短杆的任何一个相连杆为机架，则得到曲柄摇杆机构；如果取最短杆对面构件为机架，则得到双摇杆机构。

如果四杆机构不满足杆长条件，则不论选取哪个构件为机架，所得到机构均为双摇杆机构。

上述系列结论称为格拉霍夫定理。

3、试述齿廓实现定角速比传动的条件。

定角速比传动条件：是两齿轮在齿廓任何位置接触时，过接触点所作的齿廓公法线都必须与连心线交于一个定点。2.

是，但前提是齿轮是渐开线齿廓齿轮。3.不是，应是接触点处公法线的垂线方向。

4、试述渐开线齿轮的切齿原理。

渐开线齿轮的切齿原理就是齿轮啮合原理（范成加工法，或叫展成加工法）。

插齿刀就好比一个齿轮，滚刀就好比一个齿条，都是和被加工齿轮（坯）做齿轮啮合运动。但是，在齿轮加工过程中的让刀运动（插齿），径向、轴向进给运动（滚、插），等，这些附加运动，都会作为“补偿”运动，“考虑”到啮合运动中去的。

5、试述如何利用反转法计算周转轮系的传动比。

步骤：1.找行星轮支架；2.

将行星齿轮机构“转换”为定轴轮系（假想行星轮支架不动）。要想使一个运动的物体相对不动，就是在原系统中“加入”一个大小、相等、方向相反的速度，这样就能“使”原运动的物体“不动”了。此步骤的意义是：

用解定轴轮系传动比的方法，间接地去解行星轮系的传动比；3.计算“定轴轮系”传动比。

注意：“转换”是相对原系统而言，就是在原系统中加入一个“-nh”（行星轮支架的转速），这样就可以假想行星轮支架不动了。原轮系中的转速中要加“-nh”－－等式的左侧，等式的右侧不加，等式的右侧一般是“定轴轮系”的齿数比。

例如：n1/n2=z2/z1；转换后为：(n1-nh)/(n2-nh)=z2/z1

行星轮传动比比较难，不容易理解。不知道我是否表达清楚了，但愿能对你有帮助。