机械设计基础习题.pdf

《机械设计基础习题》是学习机械工程领域基础知识的重要参考资料，涵盖了机械设计的多个关键知识点。以下是这些知识点的详细解析： 1. **机器、机构和机械的概念**：机器是由若干个构件通过一定的连接方式组合而成的能实现特定功能的动力装置。机构则是构成机器的活动部分，包括连杆、齿轮、滑块等，它们之间通过铰链或其它连接方式相互作用，以传递力和运动。机械则是更广义的概念，包括了机器和机构，是利用能量转换、物质加工、信息处理等方式进行工作的装置。 2. **机器的组成部分**：机器通常由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分和辅助部分组成。动力部分提供机器运行所需的能量，如电动机；传动部分将动力传递到执行部分，如齿轮组；执行部分完成预定的工作，如工作台；控制部分调节机器的动作，如开关、传感器；辅助部分支持机器的正常运行，如润滑系统。 3. **材料牌号的含义**： - Q235：这是一种碳素结构钢，Q代表屈服强度，235表示其在20℃时的屈服强度为235 MPa。 - 45：表示含碳量约为0.45%的优质碳素结构钢，硬度和强度较高。 - 40Cr：这是一种合金结构钢，40表示含碳量，Cr表示加入了铬元素，提高耐蚀性和淬透性。 - HT200：这是一种灰口铸铁，HT表示灰铸铁，200表示最低抗拉强度为200 MPa。 4. **可靠性的几个指标**：可靠性是衡量机器或设备在规定条件下和规定时间内保持其规定功能的能力。主要包括以下几个指标： - 可靠度：在给定时间内，设备能够正常工作的概率。 - 故障率：单位时间内设备发生故障的概率。 - 平均无故障时间（MTBF）：设备连续运行而不发生故障的平均时间。 - 平均修复时间（MTBR）：设备发生故障后，平均需要的时间来修复它并使其恢复到可正常工作状态。 5. **机构具有确定运动的条件**：一个机构具有确定运动的条件是其自由度大于或等于1且小于或等于其构件数减去2。自由度是指机构中独立运动的数目，如果自由度为1，机构可以有确定的运动；如果自由度为0，则机构无法运动；自由度大于1则可能出现多余自由度。 6. **构件和零件的概念**：构件是机构中的基本单元，可以是单独的部件或一组固定连接的部件，它可以独立运动。零件是构成构件的基本单元，是机器制造中的最小独立单位，如轴、轮、齿轮等。 7. **计算机构自由度**：机构自由度的计算涉及对机构中各构件的运动分析，需考虑铰链、滑动副等约束类型，以及复合铰链、虚约束和局部自由度的影响。复合铰链是指两个或多个构件通过同一铰链连接；虚约束是指在机构中看似增加了约束，但实际上并未增加新的自由度限制；局部自由度是指某些情况下，机构的一部分可以相对另一部分自由运动，但不影响整个机构的运动。 通过理解和掌握这些基础概念与计算方法，学生能够更好地理解和分析各种机械系统，为后续的机械设计及应用打下坚实的基础。