第一篇：鄭州大學機械設計基礎第三版課后作業(yè)答案

? 1-3

平面機構(gòu)具有確定的運動條件是什么？

答：必須使原動件數(shù)目等于機構(gòu)的自由度數(shù)。

? 1-5 試確定下列平面機構(gòu)的自由度（圖中繪有箭頭的活動構(gòu)件為原動件）：a)推土機的推土機構(gòu)；d)渣口堵塞機構(gòu)；f)篩料機機構(gòu)。? 解：a)推土機的推土機構(gòu)

活動構(gòu)件數(shù)n＝5，低副PL＝7（6個轉(zhuǎn)動副，一個移動副）高副PH＝0。

F＝3×5－2×7－0

＝1

等于原動件數(shù) ∴

有確定運動。

? d)渣口堵塞機構(gòu)

由分析可知與桿1相連的滾子2，屬于局部自由度 ∴計算機構(gòu)自由度時應排除。

則 n＝6

PL＝8（7個轉(zhuǎn)動副，1個移動副）

PH＝1

∴F＝3×6－2×8－1＝1

等于原動件數(shù)

f)篩選機的篩料機構(gòu)

由圖：桿1和桿2焊在一起屬于一體，與桿3相連的滾子4繞其中心的轉(zhuǎn)動是一個局部自由度

∴ n＝6 PL＝8（6個轉(zhuǎn)動副，2個移動副）

PH＝1 ∴F＝3×6－2×8－1＝1

等于原動件數(shù)

3-5.已知一曲柄滑塊機構(gòu)的滑塊行程H=60mm,偏距e=20mm,行程速比系數(shù)K=1.4,試確定曲柄和連桿的長度 l2和l3。（規(guī)定用作圖法求之）

解：(1)由行程速比系數(shù)K，求出極位夾角θ。θ＝180°×(K－1)／(K+1)

＝180°×(1.4－1)／(1.4＋1)＝30° 選比例尺u＝1:2，作圖，可得：

(2)連接C1和C2，并作C1M垂直于C1C2,C1C2＝H;(3)作∠C1C2N＝90°－θ＝60°，C2N與C1M相交于P點, 由圖可見, ∠C1PC2＝θ＝30°;

4)作三角形PC1C2的外接圓O,則曲柄的固定鉸鏈中心A必在該圓上。

(5)作與C1C2線相距為e的平行線，與外接圓O交于的點即為A點，連接 AC1、AC2，則∠C1AC2＝θ。

(6)因極限位置處曲柄與連桿共線，故AC1＝l3－l2，AC2= l3＋l2，所以曲柄長度l2=(AC2－AC1)／2;

由比例尺量得：AC1＝28mm,AC2＝82mm，所以 l2＝(82－28)／2＝27mm。

(7)以A為圓心和l2為半徑作圓，交C1A延線于B1，交C2A于B2，即得B1C1＝l3,由比例尺量得：

l3＝B1C1＝56mm。

綜上可知：曲柄長度l2為27mm，連桿長度l3為56mm。

3-6．已知一導桿機構(gòu)的固定件長度l1＝1000㎜，行程速比系數(shù)K＝1.5，確定曲柄長度l2及導桿擺角φ。（解析法求解）

解：導桿機構(gòu)的極位夾角

θ＝180（K-1）／(K＋1)＝180°×（1.5-1）／(1.5＋1)= 36° 所以 由圖可得，導桿擺角φ＝θ＝36° 所以 曲柄長度 l1 ＝ l1 × Sin(φ／2)

＝1000×Sin18°＝309 ㎜

3-7．已知一曲柄搖桿機構(gòu)，搖桿與機架之間的夾角分別為φ1＝45°，φ2＝90°，固定件長度為l1＝300㎜，搖桿長度為l4＝200㎜，確定曲柄和連桿的長度l2，l3。（解析法求解）

解：由圖中的兩個極限位置可得：

AC1 ＝l3－l2 AC2＝l3＋l2 所以

l3＝(AC1＋AC2)／2

l2＝(AC2－AC1)／2 所以只需求出AC1、AC2的長度。在三角形AC1D中，由余弦定理 AC1＝(l12＋l42－2l1l4Cosφ)1／2

＝(3002＋2002－2×300×200×Cos45°)1／2

≈212㎜

在三角形AC2D中，∠ADC2＝φ2＝90°，所以 AC2＝(l12＋l42)1／2＝(3002＋2002)1／2≈360㎜ 所以 l3＝(AC1＋AC2)／2＝(212＋360)／2＝286㎜

l2＝(AC2－AC1)／2＝(360－212)／2＝74㎜

5-4.圖5-27所示，一螺旋起重器，其額定起重量

FQ＝50KN,螺旋副采用單線標準梯形螺紋Tr60×9（公稱直徑d＝60㎜，中徑d2＝55.5㎜，螺距P＝9㎜,牙型角＝30°)，螺旋副中的摩擦系數(shù)f＝0.1，若忽略不計支承載荷的托杯與螺桿上部間的滾動摩擦阻力，試求：1)當操作者作用于手柄上的力為150N時,舉起額定載荷時力作用點至螺桿軸線的距離;2)當力臂l不變時,下降額定載荷所需的力.P9解（1）：由tg????0.0516得??2.96?

?d2?55.5

f0.1 由fV?tg?V???0.1035?30? CosCos22

得?V?5.91?

???V，有自鎖現(xiàn)象。Ft?FQtg(???V)?50?tg(2.96??5.91?)?7.8(KN)由T?得l?Ftd22Ftd22F?Fl?7.8?10?55.52?1503

?1440mm

(2)當力臂l不變,下降額定載荷時可得：

d ?Fl?FQtg(???V)22

d 即Fl?FQtg(?V??)22

d55.53 F?FQtg(?V??)2?50?10?tg(5.91?2.96)??51N2l2?1440

即當力臂仍為1440 ㎜時,下降額定載荷所需的力為51N

5-5 螺旋副的效率與那些參數(shù)有關(guān)?為什么多線螺紋多用于傳動,普通三角螺紋主要用于聯(lián)接,而梯形、矩形、鋸齒形螺紋主要用于傳動？

答：螺旋副的效率與λ（升角），α（牙型角）有關(guān)

即：

對于多線螺紋導程較大，所以λ較大，進而η較大，所以多線螺紋多用于傳動。

普通三角螺紋牙型角α比其他三種都大，ρV較大，所以η較小，并且ρV＞λ能夠自鎖，故用于聯(lián)接。而梯形、矩形、鋸齒形螺紋，α角較小，ρV較小，η較大，所以它們主要用于傳動。

5-11 圖示一螺栓連接，螺栓的個數(shù)為2，螺紋為M20，許用拉應力[σ]＝160Mpa，被聯(lián)接件接合面間的摩擦系數(shù)f＝0.15，若防滑安全系數(shù)s＝1.2，試計算該聯(lián)接件允許傳遞的靜載荷F。

解：分析得：

這是受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接，由于螺栓的預緊力： 兩個螺栓，兩個摩擦面：n＝2，k＝2 ∵螺紋為M20，受橫向載荷，小徑d1＝17.291㎜.4?1.3Q0?d1[?]由?V??[?]得Q0?2 5.2?d1 22?d1[?]??17.291?160 ?F???14.44KN.5.2?25.2?2

∴該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷應小于或等于14.44KN。

5-13 圖5-16所示壓力容器的螺栓聯(lián)接，已知容器內(nèi)的壓力p＝1.6Mpa，且壓力可視為不變，缸體內(nèi)徑

D2＝160㎜，螺栓8個，沿直徑為D1的圓周分布。若螺栓的性能等級為4.8級，試確定螺栓的直徑。

解：由題意可知，此為受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，總的外載荷為

?FQ?14?D2P?214?3.14?160?1.6?32153.6N2

因8個螺栓對稱分布，故單個螺栓所受的外載荷為

FQ??F8Q?32153.68?4019.2N，方向沿螺栓軸線向上。

因壓力容器有特別的緊密性要求，所以殘余預緊力FQr取1.5FQ，螺栓所受總拉力

FQ??FQ?FQr?2.5FQ?2.5?4019.2?10048N性能等級為4.8的螺栓，查表5-4得σs＝340Mpa，假定螺栓直徑d＝16㎜，按表5-5取[σ]＝0.33σs＝112.2Mpa

螺栓小徑

d1?4?1.3FQ??5.2?100483.14?112.2?12.18mm?[?]由表5-2查得粗牙螺紋d＝16㎜時，小徑d1＝13.835㎜略大于計算小徑12.18㎜，故原假定合適，采用M16螺栓。

6.5

某V帶傳動的帶輪直徑dd1＝100mm，包角α1＝180°，帶與帶輪的當量摩擦系數(shù)fV＝0.5, 預緊力F0＝180N。試求: 1)該傳動所能傳遞的最大有效圓周力;

2)傳遞的最大轉(zhuǎn)距。

解:(1)傳遞的最大有效圓周力

eefv?1fv?1Ftmax?2F0?360??236N?1?1?2?180?ee0.5?0.5??1?14.806?14.806?1(2)傳遞的最大轉(zhuǎn)距

?236??11.8N?m Tmax?Ftmax20002000

6.11 試設計一由電動機驅(qū)動的某機械的鏈傳動。已知傳遞的功率P＝3kw,小鏈輪轉(zhuǎn)速n1dd1100＝720r/min,大鏈輪轉(zhuǎn)速n2＝200r/min,該機械工作時載荷不平穩(wěn)。解:1.選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2：

設V＝3~8m/s，由表6-11取小鏈輪齒數(shù)z1＝21，因傳動比為

n720

i?1??3.6 n2200∴ 大鏈輪齒數(shù)

z2＝iz1＝3.6×21＝76

2.初步確定中心距a0＝40P；

3.求鏈節(jié)數(shù)Lp：

az?z2Pz2?z12

LP?20?1?()P2a2? 40P21?76P76?212?2???()P240P2? ?130.42 取L?132P

4.確定鏈節(jié)距P：

根據(jù)題意，由表6-12查得KA＝1.3；由表6-13得

Z1.08L0.26

KZ?(1)?1.11;KL?(P)?1.07;單排鏈KP?1 19100 KAP1.3?3代入：P0???3.28kw KZKLKP1.11?1.07?1

查圖6-19，選用10A滾子鏈，其鏈節(jié)距P＝15.875mm，且工作點落在鏈板疲勞區(qū)內(nèi)，與原假設相符。5.實際中心距：

a≈a0＝40P＝40×15.875=635mm;

6.驗算鏈速V：

V?z1Pn160?1000?21?15.875?72060?1000?4m/s?15m/s合適

7.選擇潤滑方式：根據(jù)V和P，由圖6-20選用油浴或飛濺潤滑； 且6.4m/s在3~8mm內(nèi)，與原假定相符。

8.求作用在軸上的力

Ft?1000PV?1000?34?750N作用在軸上的力：FQ?1.2Ft?900N9.求分度圓直徑：

P15.875

d1???106.5mm?? Sin(180/Z1)Sin(180/21)P15.875d???384.1mm2?? Sin(180/Z)Sin(180/76)

7-6

已知一對標準直齒圓柱齒輪的中心距a＝120mm，傳動比i＝3 ,小齒輪齒數(shù)z1＝20。試確定這對齒輪的模數(shù)和分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑。

解：大齒輪齒數(shù)z2＝iz1＝3×20＝60

由a?22m(z1?z2)，分度圓直徑：

齒根圓直徑得模數(shù)m?2az1?z2?2?12020?60?3(mm)(mm)d1?mz1?3?20?60d2?mz2?3?60?180da1?m(z1?2ha)?3?(20?2?1)?66da2?m(z2?2ha)**(mm)(mm)齒頂圓直徑：?3?(60?2?1)?186:df1(mm)?m(z1?2ha?2c)?3?(20?2?1?2?0.25)?52.5(mm)***df2?m(z2?2ha?2c)?3?(60?2?1?2?0.25)?172.5(mm)*7-9

在一個中心距a＝155mm的舊箱體內(nèi)，配上一對齒數(shù)z1＝23，z2＝76, 模數(shù) mn＝3 mm的斜齒圓柱齒輪,試問這對齒輪的螺旋角β應是多少? 解：

中心距：由Cos??a?12(d1?d2)??mn(z1?z2)2Cos?2?155?0.958mn(z1?z2)2a3?(76?23)得??16.65?7-13

用于膠帶運輸機上二級減速器中的一對齒輪，其傳動比i＝3，傳動效率η＝0.98，輸出轉(zhuǎn)速n2＝65r/min，輸出功率P＝4.5Kw，由電動機驅(qū)動，單向運轉(zhuǎn)。試確定這對齒輪的中心距及其主要尺寸。

解：（1）確定轉(zhuǎn)距和載荷系數(shù)

n1?in2?3?65?195r/min，P1?T1?Ftd12?3P2??4.50.98?4.6kw1000P1d11000P11000PP3.???9.55?10?V2?12?n160n14.6?225N?m19

5若為減速器中一對對稱布置的齒輪，且為軟齒面，則K取1.3。?9.55?10?（2）選擇材料：

因T較大，載荷基本平穩(wěn)，故小齒輪用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)，HB＝280；大齒輪用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)，HB＝250。

(3)選擇齒數(shù)和齒寬系數(shù):

初定

Z1＝32 , Z2＝iZ＝96 , Ψd取1;

(4)確定[σH]和[σF]：

由圖7-21和圖7-22查得兩輪的齒面接觸疲勞極限和齒根彎曲疲勞極限分別為：

?Flim1?610MPa，?Flim2?580MPa

?Hlim1?750MPa，?Hlim2?700MPa

則有 ：

?Flim1?Flim2 610[?F1]???488MPa,[?F2]??464MPa SF1.25SF [?H1]??Hlim1SH?7501?750MPa，[?H2]??Hlim2SH?700MPa

(5)按齒面接觸強度條件確定d1：

33d1?76.6KT1(i?1)?d[?H2]i322?76.6?71mm1.3?225?(3?1)?101?700?3(6)

確定模數(shù)和齒寬：

d71

m?1??2.2 Z132 按表7-1圓整成標準值 , 取m＝2.5 mm , 則

d1＝mZ1＝2.5×32＝80mm

b＝Ψdd1＝1×80 ＝80mm.(7)

驗算齒根的彎曲強度:

由表7-4得:

則:

yFa1?2.5,ySa1?1.635;yFa2?2.2,ySa2?1.795yFa1?2.5,ySa1?1.635;yFa2?2.2,ySa2?1.795?F1?2KT1bz1m2?yFa1?ySa1?(MPa)2?1.3?225?1080?32?2.523?2.5?1.635?150?488?F2?yFa2?ySa2yFa1?ySa1?F1?2.2?1.7952.5?1.635?150

?145?464(MPa)

故兩輪輪齒的彎曲強度足夠。

a?(8)傳動中心距及其主要尺寸 ：

12(Z1?Z2)m?12?(32?96)?2.5?160mmd1?80mmd2?2a?d1?2?160?80?240mmda1?d1?2m?80?2?2.5?85mmda2?d2?2m?240?2?2.5?245mmdf1?d1?2.5m?80?6.25?73.75mmdf2?d2?2.5m?240?6.25?233.75mm

7-15

一對直齒錐齒輪傳動, 模數(shù) m＝5 mm , 齒數(shù) z1＝

16、z2＝48，兩輪幾何軸線之間的夾角∑=90°。試計算這對齒輪傳動的幾何尺寸。解：

* 齒頂高：h?hm?1?5?5(mm)

aa齒根高：hf?(ha?C)m?(1?0.2)?5?6齒高:h?ha?hf?5?6?11(mm)**(mm)錐距:R?0.5mz1?z2222?0.5?5?16?482?126.5(mm)

h5?2.2635? 齒頂角：?a?arctga?arctgR126.5

hf6齒根角：?f?arctg?arctg?2.7156?R126.5

分度圓直徑：

齒根圓直徑：

df1分度圓錐角：d1?mz1?5?16?80d2?mz2?5?48?240(mm)(mm)?1?arctgz1z2?arctg1648?18.435??2????1?90??18.435??71.565?齒頂圓直徑:da1?d1?2haCos?1?80?2?5?Cos18.435??89.5da2?d2?2haCos?2?240?2?5?Cos71.565??243.2齒頂圓錐角：(mm)(mm)?a1??1??a?18.435??2.2635??20.7??a2??2??a?71.565??2.2635??73.8??d1?2hfCos?1?80?2?6?Cos18.435??68.6(mm)df2?d2?2hfCos?2?240?2?6?Cos71.565??236.2(mm)齒根圓錐角：?f1??1??f?18.435??2.7156??15.7??f2??2??f?71.565??2.7156??68.85?齒寬：B?0.3R?0.3?126.5?37.95(mm)

7-17.蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？傳動比是否等于蝸輪和蝸桿的節(jié)圓直徑之比？

答: 正確嚙合條件：

(1)蝸桿與蝸輪在主平面上：模數(shù)相等，壓力角相等 ；

(2)蝸桿導程角等于蝸輪螺旋角,且兩者旋向相同。

傳動比不等于蝸輪和蝸桿的節(jié)圓直徑之比，因為：

z1m d1?tg? d2?mz2所以：i?z2z1?d2d1tg??d2d1

7.22 圖示為一蝸桿傳動。蝸桿1主動, 蝸桿上的轉(zhuǎn)距T＝20 N·m , 蝸桿軸向模數(shù)m= 3.15 mm , 軸向壓力角α＝20°,頭數(shù) z1＝2 ,蝸桿分度圓直徑d1＝35.5 mm,蝸桿2的齒數(shù) z2＝50 ,傳動的嚙合效率η＝0.75。試確定：1)蝸輪 2 的轉(zhuǎn)向 ； 2)蝸桿1和蝸輪2輪齒上的圓周力、徑向力和軸向力的大小和方向。

解：(1)由題7-22圖所示，蝸桿右旋由右手法則，蝸桿的軸向力Fa1向右，則可知：蝸輪2的圓周力Ft2向左，從動輪轉(zhuǎn)向應與圓周力方向一致,所以蝸輪逆時針轉(zhuǎn)動。

(2)

z50

傳動比：i?2??25 z12 P2T2n2?9550T2n2T2由：??????，P1T1n1?9550T1n1T1i

得:T2?T1i??20?25?0.75?375N?m

正確嚙合時，d2?mz2?3.15?50?157.5mm

2000T12000?20

蝸桿：圓周力Ft1???1126.76N d135.5 方向與蝸桿轉(zhuǎn)向相反

軸向力Fa1?Ft2?沿蝸桿軸向向右徑向力Fr1?Ft2?tg??4761.9?tg20??1733.19N方向指向蝸桿軸心。蝸輪：圓周力：方向向左，與Ft2?Fa1?4761.9NFa1方向相反。2000T2d2?2000?375157.5?4761.9N軸向力：Fa2?Ft1?1126.76N方向與Ft1方向相反徑向力：Fr2?Fr1?1733.19N方向指向蝸輪軸心。

8-2 圖示輪系中，已知各標準圓柱齒輪的齒數(shù)為

求齒輪3的齒數(shù)及傳動比i15

解：此輪系為定軸輪系：觀察圖示，可知：輪1軸與輪3軸處

于同一直線上，故輪3的直徑d3＝2d2＋d1

則

z3＝2z2＋z1＝2×20+20＝60

傳動比

i15?(?1)3z3?z4?z5z1?z3'?z4'??60?30?3420?26?22??5.3綜上，齒輪3的齒數(shù)為60。

傳動比i15約等于5.3，且輪1與輪5轉(zhuǎn)向相反。

8-8 如圖所示差動輪系中，各輪的齒數(shù)為：

z1?16，z2?24，z2'?20，z3?60。已知n1＝200r/min，n3＝50r/min，試分 別求當n1和 n3轉(zhuǎn)向相同或相反時，系桿H

轉(zhuǎn)速的大小和方向。

解：①

n1與n3轉(zhuǎn)向相同時，根據(jù)

有200?nH50?nH?(?1)1i13?Hn1?nHn3?nH?(?1)1z2?z3z1?z2'24?6016?20??4.5解得：nH?77.27r/min，方向與n1、n3相同。② n1與 n3 轉(zhuǎn)向相反時，設 n1轉(zhuǎn)向為正，仍根據(jù)上式，有

200?nH?50?nH負號表示：?(?1)124?6016?20??4.5解得：nH??4.55r/min，nH轉(zhuǎn)向與n1相反，與n3相同。9-7 圖示為單級直齒圓柱齒輪減速器的輸出軸。已知軸的轉(zhuǎn)速n＝90r/min，傳遞功率P＝3kw，齒輪分度圓直徑d＝300mm，齒寬B＝80mm，軸的支承間的距離L＝130mm，齒輪在軸承間對稱布置，軸的材料為45鋼正火處理。試設計此軸。

解：1.按扭矩估算軸徑

考慮軸同時受扭矩和彎矩，軸上有鍵槽，材料為45正火鋼時，取A＝117。

d?A3Pn90

將它定為右端半聯(lián)軸器處軸頭直徑（最細），則初步設計此軸（結(jié)構(gòu)圖略），從右端至左端?117?33?37.65mm?40mm依次使d=40mm，軸頸d0＝45mm，軸環(huán)d1＝55mm，齒輪處軸頭d2＝50mm，軸徑d0＝45mm。

2.按當量彎矩校核軸徑

(1)決定作用在軸上的載荷

圓周力 Ft?2?9.55?106Pdn?2?9.55?10?63300?90?2123N徑向力Fr?Ft?tg??2123?tg20??772.7N

(2)決定支點反作用力及彎矩

a)水平平面計算簡圖

L

Ft支承反力RAH?RBH?Ft2?212322?Ft?2123?1061.5NL22?1061.5N齒輪中點處軸的彎矩?1061.5?130MIH?RAH?L2?RBH?L2 2b)垂直平面計算簡圖

?68997.5NmmFr支承反力RAV?RBV?Fr2L2?Fr?772.72?386.4NL2?772.72?386.4NM?RAV?L2?RBV?L2齒輪中點處軸的彎矩?386.4?1302IV?25116Nmmc)合成彎曲力矩

d)MI?MIH?MIV?2268997.5?25116622?73426Nmm?318334Nmm軸上扭矩T?9.55?10Pn?9.55?10?6390e)當量彎矩

軸單向轉(zhuǎn)動，看作受脈動扭矩，取應力折算系數(shù)α=0.6，則齒輪中點處軸的當量彎矩

MCI?MI?(?T)?22734262?(0.6?318334)?204628Nmm2半聯(lián)軸器中點處軸的當MCII?2量彎矩(?T)?0.6?318334?191000Nmm(3)校核軸徑

齒輪中點處當量彎矩最大，半聯(lián)軸器中點處當量彎矩次之但軸最細，故只校核這兩處軸徑，看它能否滿足強度條件。查表9-1得45正火鋼σb＝600Mpa，再查表9-3得該軸的許用彎曲應力[σ-1]b=55Mpa，則在齒輪中點處的軸有：

MCI204628

????16.37MPa?55MPa33 0.1d00.1?50在半聯(lián)軸器的中點處的軸有

??MCII0.1d03?1910000.1?403?29.84MPa?55MPa

能滿足強度條件要求，故此軸設計合理。

9-8 軸上裝齒輪處的軸段直徑為60mm，齒輪輪轂寬度為70mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩為5×105Nmm，有輕微沖擊，齒輪和軸的材料均為45鋼，齒輪與軸采用普通平鍵聯(lián)接。試確定該鍵聯(lián)接的尺寸。

解：根據(jù)題意，若取鍵長L比輪彀寬度70mm略小一點，則按表9-4初選B18×63(GB/T1096-1979)普通平鍵，其尺寸為

hb?18mm，h?10mm，L?63mm，k??5mm 45鋼有輕微沖擊靜聯(lián)接時，取[σP]=100Mpa，則 2T2?5?10?P???52.9MPa?100MPa dkL60?5?6

3滿足擠壓強度條件，故初選的鍵聯(lián)接尺寸合適。

9-10 牙嵌式離合器和摩擦式離合器各有什么特點？

答：牙嵌式離合器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單，外廓尺寸小，所聯(lián)接的兩軸不會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，適用于要求精確傳動比的機構(gòu)；其最大缺點是離合時必須使主動軸慢速轉(zhuǎn)動或靜止，否則牙容易損壞。

摩擦式離合器的優(yōu)點是可以在任何不同轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)離合，當過載時因離合器打滑可保護其他重要零件；其缺點是接合過程中的摩擦會引起發(fā)熱和磨損，傳動效率低。10-6：某機械上采用對開式向心滑動軸承，已知軸承處所承

受的載荷Fr＝200000N，軸徑直徑d＝200mm , 軸的轉(zhuǎn)速

n＝500r/min，工作平穩(wěn)，試設計該軸承。

解： L 取軸承寬徑比?1.25，則該軸承寬L?1.25?200?250mmd

Fr200000 由P???4MPadL200?250

PV?Frn?200000?500?20.95MPa?m/s19100L19100?250

選用鉛青銅(ZCuPb30)作為軸瓦材料，因其[p]＝25＞4Mpa，[pv]=30＞20.95MPa·m/s，故能滿足該軸承的要求。

10-10： 說明下列軸承代號的意義：N210、6308、6212/P4、30207/P6、51308。解：N210: 內(nèi)徑50mm，尺寸系列為02、普通級的圓柱滾子軸承。

6308：內(nèi)徑40mm、尺寸系列03、普通級的深溝球軸承。

6212/P4：內(nèi)徑60mm、尺寸系列02、公差等級為4級的深溝球軸承。

30207/P6：內(nèi)徑35mm、尺寸系列02、公差等級為6級的圓錐滾子軸承。

51308：內(nèi)徑40mm、尺寸系列

13、普通級單向推力球軸承。

12-5 如圖，轉(zhuǎn)盤上有兩個圓孔，其直徑和位置為d1＝40mm，d2＝50mm，r1＝100mm，r2＝140mm，＝120°，D＝400mm，t＝20mm，擬在轉(zhuǎn)盤上再制一圓孔使之達到靜平衡，要求該孔的轉(zhuǎn)動半徑r＝150mm，試求該孔的直徑及方位角。

解：因轉(zhuǎn)盤的厚度t＝20mm，直徑D＝40mm，D＞＞t

故可視為平面轉(zhuǎn)動構(gòu)件的靜平衡。

分析：轉(zhuǎn)盤上若有圓孔，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時，會因質(zhì)量分布不均，導致轉(zhuǎn)盤質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸線不重合，而產(chǎn)生離心力。

欲使之達靜平衡，只需平衡其離心力，再制一圓孔。

制圓孔挖去的質(zhì)量：m＝vρ＝πd2tρ/4

由靜平衡條件： m1r1?m2r2?m3r3?0

得

222(?d1t?/4)?r1?(?d2t?/4)?r2?(?d3t?/4)?r3?0

d1r1?d2r2?d3r3?0222即X方向：d1r1Cos30??d3r3Cos??0Y方向：d1r1Sin30??d3r3Sin??d2r2?022222

代入數(shù)值：r1＝100mm d1＝40mm r3＝150mm

r2＝140mm d2＝50mm

22?40?100?Cos30??d3?150?Cos??0?222?40?100?Sin30??d3?150?Sin??50?140?0解得：d3?44.98mm??62.83?綜上：該孔的直徑為 44.98 mm ,方位角與水平線成 62.83°。

第二篇：《機械設計基礎》課后習題答案

模塊 八

一、填空

1、帶傳動的失效形式有 打滑 和 疲勞破壞。

2、傳動帶中的的工作應力包括 拉應力、離心應力 和 彎曲應力。

3、單根V帶在載荷平穩(wěn)、包角為180°、且為特定帶長的條件下所能傳遞的額定功率P0主要與 帶型號、小輪直徑 和 小輪轉(zhuǎn)速 有關(guān)。

4、在設計V帶傳動時，V帶的型號根據(jù) 傳遞功率 和 小輪轉(zhuǎn)速 選取。

5、限制小帶輪的最小直徑是為了保證帶中 彎曲應力 不致過大。

6、V帶傳動中，限制帶的根數(shù) Z≤Zmax，是為了保證 每根V帶受力均勻（避免受力不均）。

7、V帶傳動中，帶繞過主動輪時發(fā)生 帶滯后于帶輪 的彈性滑動。

8、帶傳動常見的張緊裝置有 定期張緊裝置、自動張緊裝置 和張緊輪等幾種。

9、V帶兩工作面的夾角?為 40°，V帶輪的槽形角?應 小于?角。

10、鏈傳動和V帶傳動相比，在工況相同的條件下，作用在軸上的壓軸力 較小，其原因是鏈傳動不需要 初拉力。

11、鏈傳動張緊的目的是 調(diào)整松邊鏈條的懸垂量。采用張緊輪張緊時，張緊輪應布置在松 邊，靠近小輪，從外向里張緊。

二、選擇

1、平帶、V帶傳動主要依靠（D）來傳遞運動和動力。

A．帶的緊邊拉力；B．帶的松邊拉力；C．帶的預緊力；D．帶和帶輪接觸面間的摩擦力。

2、在初拉力相同的條件下，V帶比平帶能傳遞較大的功率，是因為V帶（C）。A．強度高；B．尺寸小；C．有楔形增壓作用；D．沒有接頭。

3、帶傳動正常工作時不能保證準確的傳動比，是因為（D）。A．帶的材料不符合虎克定律；B．帶容易變形和磨損； C．帶在帶輪上打滑；D．帶的彈性滑動。

4、帶傳動在工作時產(chǎn)生彈性滑動，是因為（B）。A．帶的初拉力不夠；B．帶的緊邊和松邊拉力不等； C．帶繞過帶輪時有離心力；D．帶和帶輪間摩擦力不夠。

5、帶傳動發(fā)生打滑總是（A）。

A．在小輪上先開始；B．在大輪上先開始；C．在兩輪上同時開始；D不定在哪輪先開始。

6、帶傳動中，v1為主動輪的圓周速度，v2為從動輪的圓周速度，v為帶速，這些速度之間存在的關(guān)系是（B）。

A．v1 = v2 = v ；B．v1 ＞v＞v2；C．v1＜v＜ v2；D．v1 = v＞ v2。

7、一增速帶傳動，帶的最大應力發(fā)生在帶（D）處。

A．進入主動輪；B．進入從動輪；C．退出主動輪；D．退出從動輪。

8、用（C）提高帶傳動傳遞的功率是不合適的。A．適當增加初拉力F0 ；B．增大中心距a ；

C．增加帶輪表面粗糙度；D．增大小帶輪基準直徑dd ；

9、V帶傳動設計中，選取小帶輪基準直徑的依據(jù)是（A）。A．帶的型號；B．帶的速度；C．主動輪轉(zhuǎn)速；D．傳動比。

10、帶傳動采用張緊裝置的目的是（D）。A．減輕帶的彈性滑動；B．提高帶的壽命； C．改變帶的運動方向；D．調(diào)節(jié)帶的初拉力。

11、確定單根V帶許用功率P0的前提條件是（C）。A．保證帶不打滑；B．保證帶不打滑，不彈性滑動； C．保證帶不打滑，不疲勞破壞；D．保證帶不疲勞破壞。

12、設計帶傳動的基本原則是：保證帶在一定的工作期限內(nèi)（D）。A．不發(fā)生彈性滑動；B．不發(fā)生打滑；

C．不發(fā)生疲勞破壞；D．既不打滑，又不疲勞破壞。

13、設計V帶傳動時，發(fā)現(xiàn)帶的根數(shù)過多，可采用（A）來解決。

A．換用更大截面型號的V帶；B．增大傳動比；C．增大中心距；D．減小帶輪直徑。

14、與齒輪傳動相比，帶傳動的優(yōu)點是（A）。

A．能過載保護；B．承載能力大；C．傳動效率高；D．使用壽命長。

15、設計V帶傳動時，選取V帶的型號主要取決于（C）。

A．帶的緊邊拉力 ；B．帶的松邊拉力；C．傳遞的功率和小輪轉(zhuǎn)速；D．帶的線速度。

16、兩帶輪直徑一定時，減小中心距將引起（B）。A．帶的彈性滑動加劇；B．小帶輪包角減小； C．帶的工作噪聲增大；D．帶傳動效率降低。

17、帶的中心距過大時，會導致（D）。A．帶的壽命縮短；B．帶的彈性滑動加劇； C．帶的工作噪聲增大；D．帶在工作中發(fā)生顫動。

18、V帶輪是采用實心式、輪輻式或腹板式，主要取決于（C）。

A．傳遞的功率；B．帶的橫截面尺寸；C．帶輪的直徑；D．帶輪的線速度。

19、與齒輪傳動相比，鏈傳動的優(yōu)點是（D）。

A．傳動效率高；B．工作平穩(wěn)，無噪聲；C．承載能力大；D．傳動的中心距大，距離遠。20、鏈傳動張緊的目的主要是（C）。A．同帶傳動一樣；B．提高鏈傳動工作能力； C．避免松邊垂度過大；D．增大小鏈輪包角。

21、鏈傳動的張緊輪應裝在（A）。

A．靠近小輪的松邊上；B．靠近小輪的緊邊上； C．靠近大輪的松邊上；D．靠近大輪的緊邊上。

22、鏈傳動不適合用于高速傳動的主要原因是（B）。

A．鏈條的質(zhì)量大；B．動載荷大；C．容易脫鏈；D．容易磨損。

23、鏈條因為靜強度不夠而被拉斷的現(xiàn)象，多發(fā)生在（A）的情況下。A．低速重載；B．高速重載；C．高速輕載；D．低速輕載。

三、簡答

1、在多根V帶傳動中，當一根帶失效時，為什么全部帶都要更換？

答：在多根V帶傳動中，當一根帶失效時，為什么全部帶都要更換？新V帶和舊V帶長度不等，當新舊V帶一起使用時，會出現(xiàn)受力不均現(xiàn)象。舊V帶因長度大而受力較小或不受力，新V帶因長度較小受力大，也會很快失效。

2、為什么普通車床的第一級傳動采用帶傳動，而主軸與絲杠之間的傳動鏈中不能采用帶傳動？

答：帶傳動適用于中心距較大傳動，且具有緩沖、吸振及過載打滑的特點，能保護其他傳動件，適合普通機床的第一級傳動要求；又帶傳動存在彈性滑動，傳動比不準，不適合傳動比要求嚴格的傳動，而機床的主軸與絲杠間要求有很高的精度，不能采用帶傳動。

3、為什么帶傳動的中心距都設計成可調(diào)的？

答：因為帶在工作過程中受變化的拉力，其長度會逐漸增加，使初拉力減小。因此需要經(jīng)常調(diào)整中心距，以調(diào)整帶的初拉力。因此便將中心距設計成可調(diào)的。

四、分析與計算

1、如圖所示為一兩級變速裝置，如果原動機的轉(zhuǎn)速和工作機的輸出功率不變，應按哪一種速度來設計帶傳動？為什么？

題8-4-1圖

解：帶傳動應按照減速傳動要求進行設計，因為應該按照傳遞有效圓周力最大的工況設計帶傳動，而減速傳動時傳遞的有效圓周力比增速傳動時大。

根據(jù)： v??n1d160 和 Fe?P v當帶傳動傳遞的功率不變，帶速越小，傳遞的有效圓周力就越大。當原動機轉(zhuǎn)速不變時，帶速取決于主動輪直徑。主動輪直徑越小，帶速越低。綜上，按按照減速傳動要求進行設計。

2、已知：V帶傳遞的實際功率P = 7 kW，帶速 v=10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，試求有效圓周力Fe 和緊邊拉力F1。

解：根據(jù)：

得到： P?Fe?v

Fe?P7000??700 N v10聯(lián)立： ?Fe?F1?F2?700 ?F?2F2?1解得： F2?700N，F(xiàn)1?1400N

3、已知：V帶傳動所傳遞的功率P = 7.5 kW，帶速 v=10m/s，現(xiàn)測得初拉力F0 = 1125N，試求緊邊拉力F1和松邊拉力F2。

解：Fe?P7500??750 N v10Fe750?1125??1500 N 22Fe750?1125??750 N 22F1?F0?F2?F0?

第三篇：機械設計基礎作業(yè)答案(三)

機械設計基礎課程形成性考核作業(yè)答案

（三）第8章

齒輪傳動

1．漸開線齒廓形狀取決于________直徑大小。

A．節(jié)圓

B．分度圓

C．基圓

D．齒頂圓

2．對于標準直齒圓柱齒輪，決定齒廓形狀的基本參數(shù)是________，________，________。

3．標準外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩齒輪的_________模數(shù)和_________都相等，齒輪的_________角相等、旋向_________。

4．采用展成法加工正常齒齒輪時，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)是_______ 5．一對齒輪嚙合時，兩齒輪的________始終相切。A．分度圓

B．基圓

C．節(jié)圓

D．齒根圓

6．已知一標準漸開線直齒圓柱齒輪，其齒頂圓直徑da1＝77.5mm，齒數(shù)z1＝29。現(xiàn)要求設計一個大齒輪與其相嚙合，傳動的安裝中心距a＝145mm，試計算這個大齒輪的主要尺寸。（分度圓直徑d2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2、基圓直徑db2）

7．兩級平行軸斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，高速級mn＝3mm，?1＝15°Z2＝51；低速級mn＝5mm，Z3＝17試問：

（1）低速級斜齒輪旋向如何選擇才能使中間軸上兩齒輪軸向力的方向相反?（2）低速級齒輪取多大螺旋角?2才能使中間軸的軸向力相互抵消?

8．單級閉式直齒圓柱齒輪傳動，已知小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，大齒輪材料為ZG45，正火處理，已知傳遞功率Pl＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mm，zl＝25，z2＝73，b1=84mm，b2=78mm，雙向運轉(zhuǎn)，齒輪在軸上對稱布置，中等沖擊，電動機驅(qū)動。試校核此齒輪傳動的強度。1．C 2．齒數(shù)

壓力角

變位系數(shù)

3．法面

法面壓力角

螺旋角相等

相反 4．17 5．C 6．解：da1?(z1?2ha*)m

?m?2.5mm

a?m(z1?z2)/2

?z2?87mm

d2?mz2?2.5?87?217.5mm

da2?(z2?2ha*)m?222.5mm

df2?(z2?2ha*?2c*)m?211.25mm

db?d2cos??204.38mm

7．解：（1）低速級斜齒輪旋向為左旋，才能使中間軸上兩齒輪軸向力相反。

（2）Ft2tg?1?Ft3tg?2

Ft2?2TIId22TIId

3Ft3?

tg?1?co?s1tg?2?co?s22TII2TII?

tg?1?tg?

2→

mn2Z2mn3Z3d2d3?2?

sinsin?1?mn3Z3

mn2Z2

?2?8.27°

8．解：

小齒選用45號鋼，輪調(diào)質(zhì)處理，查表硬度220HBS 大齒輪ZG45 硬度180HBC

查表得 ?Flim1?190MPa

?Flim 0Pa2?14M

?Hlim2?47M ?Hli15Pa0Pam?55M

查表得：SH?1.SF?1.??H?1??Hl1in555SH?1.1

?50.45MPa ??H?2??Hli2n?470?427.3MPaSH1.1

??F?1??Fl1in190SF?1.4

??F?2??13.57MPa?Fl2in140SF?1.4 ?100MPa

計算轉(zhuǎn)矩：

T1?9.55?106?4?5.3?104N?mm 720由于原動機為電動機，中等沖擊，對稱布置，故得K=1.2 由于是閉式齒輪，我們先較核齒面接觸疲勞強度，我們按標準中心距進行較核：

a?m(z1?z2)/2?196mm u?z273??2.92 z125 ∴?H

KT1(u?1)3?355?221.7MPa?427.3（安全）

ub2a2下面，我們再較核齒根彎曲疲勞強度。查表得：

YFS1?4.22

YFS2?3.88

???F?1z1??F?2z2YFS1?YFS2

??F1?2KT1YFS1＜100 ＜135.7(安全)?17.2MPa2b2mz1

第9章

齒輪傳動

1．為什么將蝸桿分度圓直徑dl規(guī)定為蝸桿傳動中的標準參數(shù)？

2．為什么蝸桿的傳動比i只能表達為i＝z2/z1，卻不能以i＝d2/d1來表示？ 3．圖示的各蝸桿傳動均以蝸桿為主動件。試標出圖中未注明的蝸輪或蝸桿的轉(zhuǎn)向及旋向，并畫出蝸桿和蝸輪受力的作用點和三個分力的方向。

（a）

（b）

1．為便于加工蝸輪刀具的標準化，一般將蝸桿的分度圓直徑規(guī)定為標準值。

2．因為蝸輪蝸桿傳動的傳動比與蝸桿的直徑無關(guān)。3．（a）

（b）

第10章

作業(yè)題

1．圖示所示輪系，已知Z1=18、Z2=20、Z2'=

25、Z3=

25、Z3'=

2、Z4=40，求該輪系的傳動比，并判斷蝸輪4的轉(zhuǎn)向。

2．在圖示輪系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。求傳動比i16。

3．如圖所示的輪系，已知z1?15,z2?25,z2??15,z3?30,z3??15,z4?30,z4??2（右旋）z5?60,z5??20,m?4mm,若n1?500r/min，求齒條6線速度v的大小和方向。

4．圖示行星輪系，已知Z1 = Z2’ = 41，Z2 = Z3 = 39，試計算傳動比 iH1。

1．解：i＝z2z3z420?25?40??22

轉(zhuǎn)向：逆時針 18?25?2z1z2'z3'2．解：i16?3．解： z2z3z4z5z6

z1z2'z3z4'z5'z2z3z4z5n1??200

i?n5z1z2'z3'z4'

n5?n1?2.5r/min i

v6?4．解：

H

i13??d5n5'60?1000??mz5n5'60?1000?0.0105m/s?10.5mm/s

zzn1?nH1521 ?23?n3?nHz1z2'1681由于輪3為固定輪（即n3?0），i1H?zzn139?39160H? ?1?i13?1?23 ＝1?41?411681nHz1z2'

iH1?1/i1H?10.51

第四篇：《機械設計基礎》第二次作業(yè)答案

《機械設計基礎》第二次作業(yè)

一、填空題

1、常用間歇運動機構(gòu)有棘輪 機構(gòu)、槽輪機構(gòu)和不完全齒輪機構(gòu)。

2、在國家標準中，規(guī)定普通螺紋的牙型角為 60 度，公稱直徑指的是螺紋的_大徑_。

3、螺旋傳動是依靠由螺桿和螺母 組成螺旋副傳遞運動.4、螺紋“M12×1.5LH”的含義是_公稱直徑12mm、螺距1.5mm的單線左旋普通螺紋。

5、普通V帶按截面尺寸由小到大的順序分為 Y、Z、A、B、C、D、E七種類型。

6、帶傳動采用張緊輪的目的是提高帶的初拉力。

二、選擇題

1、帶傳動主要是依靠（B）來傳遞運動和功率的，（A）帶和兩輪之間的正壓力（B）帶和兩輪接觸面之間的摩擦力（C）帶的緊邊拉力(D)帶的初拉力

2、在載荷較大的帶傳動中，若希望價格便宜些，則應優(yōu)先選用（B）(A)圓帶 B．多楔帶 C．V帶 D．平帶

3、帶傳動中，帶輪直徑越大，帶的彎曲應力就越（B）。

(A)大(B)小

4、采用螺紋聯(lián)接時，若被聯(lián)接件總厚度較大，且材料較軟，在需要經(jīng)常裝拆的情況下宜采用___ B ___。

(A)螺栓聯(lián)接(B)雙頭螺柱聯(lián)接(C)螺釘聯(lián)接

5、屬于螺旋傳動的是（C）

(A)滑板和導軌移動(B)鉸鏈轉(zhuǎn)動(C)螺桿和螺母的相對轉(zhuǎn)動

三、判斷題

1、V帶的包角限制在α≥1500。（X）

2、在同樣條件下，V帶截面尺寸大則傳遞的功率就小。（X）

3、若被聯(lián)接件總厚度不厚，在需要經(jīng)常裝拆的情況下宜采用螺栓聯(lián)接（√）

4、機床的絲桿常用梯形螺紋。（√）

5、槽輪機構(gòu)的槽數(shù)z應大于或等于3。（√）

四、計算題

1、答題要求：已有答題過程，只要求在劃線處填空。

如下圖，已知氣缸與缸蓋的螺栓聯(lián)接中，根據(jù)緊密性要求，缸蓋與缸體間采用橡膠墊圈密封，氣缸內(nèi)徑D=200mm，氣缸工作壓力p=1.2Mpa , 若螺栓數(shù)目z=10,，螺栓所受拉力F及殘余預緊力F0/ =1.8 F。若螺栓選用30號鋼，試確定螺栓直徑。

解：

1、確定每個螺栓所受的軸向工作載荷F

F=πD2 p/4z = π×2002×1.2/4×10 = 3770N

2、計算每個螺栓的 總拉力F∑ F∑= F+ F0/ = F+ 1.8F =2.8F = 2.8×3770 = 10556N

3、確定螺栓的公稱直徑d

（1）螺栓材料選用30號鋼,查表得σs = 315Mpa。根據(jù)缸蓋與缸體間的緊密性要求，查表得安全系數(shù)S=3.[σ]= σs/S =315/3 =105 Mpa

（2）計算螺栓的小徑d1

d1= √（4×1.3 F∑）/(π×[σ])

=√（4×1.3×10556）/(π×105)= 12.9 mm

根據(jù)d1的計算值,查螺紋的 公稱直徑 的標準值 為16 mm，故能選M16 螺栓.

第五篇：機械設計基礎課后習題與答案

機械設計基礎

1-5至1-12 指出（題1-5圖~1-12圖）機構(gòu)運動簡圖中的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，計算各機構(gòu)的自由度，并判斷是否具有確定的運動。

1-5 解 F=3n?2PL?PH=3?6?2?8?1=1 1-6 解F=3n?2PL?PH=3?8?2?11?1=1 1-7 解F=3n?2PL?PH=3?8?2?11?0=2 1-8 解F=3n?2PL?PH=3?6?2?8?1=1 1-9 解F=3n?2PL?PH=3?4?2?4?2=2 1-10 解F=3n?2PL?PH=3?9?2?12?2=1 1-11 解F=3n?2PL?PH=3?4?2?4?2=2 1-12 解F=3n?2PL?PH=3?3?2?3?0=3

2-1 試根據(jù)題2-1圖所標注的尺寸判斷下列鉸鏈四桿機構(gòu)是曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)還是雙搖桿機構(gòu)。

題2-1圖 答 : a）40?110?150?70?90?160，且最短桿為機架，因此是雙曲柄機構(gòu)。

b）45?120?165?100?70?170，且最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄搖桿機構(gòu)。

c）60?100?160?70?62?132，不滿足桿長條件，因此是雙搖桿機構(gòu)。

d）50?100?150?100?90?190，且最短桿的對邊為機架，因此是雙搖桿機構(gòu)。

2-3 畫出題2-3圖所示個機構(gòu)的傳動角和壓力角。圖中標注箭頭的構(gòu)件為原動件。

題2-3圖

解：

2-5 設計一腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構(gòu)，如題2-5圖所示，要求踏板CD在水平位置上下各擺10度，且lCD?500mm，lAD?1000mm。（1）試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長度；（2）用式（2-6）和式（2-6）’計算此機構(gòu)的最小傳動角。

題2-5圖

解 :（1）由題意踏板CD在水平位置上下擺動10?，就是曲柄搖桿機構(gòu)中搖桿的極限位置，此時曲柄與連桿處于兩次共線位置。取適當比例 圖 尺，作出兩次極限位置AB1C1D和。由圖量得：AC1?1037mm，AC2?1193mm。

AB2C2D（見圖2.17）解得 ：

l1?l2?12121212?AC2?AC2?AC1??AC1??1193?1193?1037?1037??78mm ??1115mm

由已知和上步求解可知：

l1?78mm，l2?1115mm，l3?500mm，l4?1000mm

（2）因最小傳動角位于曲柄與機架兩次共線位置，因此取??0和??180?代入公式（2-6）計算可得：

cos?BCD??l2?l3?l1?l4?2l1l4cos?2l2l322222

=11152?500?78?100022?2?78?1000cos0?2?1115?500=0.5768 ?BCD?54.77?

或：

cos?BCD?l2?l3?l1?l4?2l1l4cos?2l2l32222 =11152?5002?78?100022?2?78?1000cos180?2?1115?500=0.2970 ?BCD?72.72?

代入公式（2-6）′，可知?min??BCD?54.77?

3-1 題3-1圖所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標注推程運動角?。

題3-1圖

解

題3-1解圖

如圖 3.10所示，以O為圓心作圓并與導路相切，此即為偏距圓。過B點作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在B點接觸時，導路的方向線。推程運動角?如圖所示。

3-2 題3-2圖所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪是一個以C為圓心的圓盤，試求輪廓上D點與尖頂接觸時的壓力角，并作圖表示。

題3-2圖

解：

如圖 3.12所示，以O為圓心作圓并與導路相切，此即為偏距圓。過D點作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在D點接觸時，導路的方向線。凸輪與從動件在D點接觸時的壓力角? 如圖所示。

3-4 設計題3-4圖所示偏置直動滾子從動件盤形凸輪。已知凸輪以等角速度順時針方向回轉(zhuǎn)，偏距e=10mm，凸輪基圓半徑r0?60mm，滾子半徑rT?10mm，從動件的升程及運動規(guī)律與3-3相同，試用圖解法繪出凸輪的輪廓并校核推程壓力角。

題3-4圖

根據(jù) 3-3題解作圖如圖3-15所示。根據(jù)(3.1)式可知，ds2d?1取最大，同時s2取最小時，凸輪機構(gòu)的壓力角最大。從圖3-15可知，這點可能在推程段的開始處或在推程的中點處。由圖量得在推程的開始處凸輪機構(gòu)的壓力角最大，此時?max?9.6?＜[?]=30°。

4-2 已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪的標準中心距a=160mm，齒數(shù)z1?20，z2?60，求模數(shù)和分度圓直徑。

解 由a?12m(z1?z2)可得模數(shù)m?2az1?z2 ?2?16020?60=4mm

分度圓直徑d1?mz1?4?20?80mm，d2?mz2?4?60?240mm

4-3 已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪的齒數(shù)z=25，齒頂圓直徑da?135mm，求齒輪的模數(shù)。

?解 由da=d+2ha=mz+2ham=mz+2m 得 m?da(z?2)=135(25?2)=5mm

4-4 已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪??20?，m=5mm，z=40，試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。

解

分度圓半徑 r?mz2?5?402?100mm

分度圓上漸開線齒廓的曲率半徑 ??r?rb??221002?93.972=34.2mm

分度圓上漸開線齒廓的壓力角

??20

?

基圓半徑

rb?rcos??100?cos20?93.97mm

基圓上漸開線齒廓的曲率半徑為 0；壓力角為0?。

?

齒頂圓半徑ra?r?ham?100?5?105mm

齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑 ?a?ra?rb?rbra221052?93.972?46.85mm

?

齒頂圓上漸開線齒廓的壓力角 ?a?arccos?arccos93.97105?26.5

4-9 試根據(jù)漸開線特性說明一對模數(shù)相等、壓力角相等，但齒數(shù)不相等的漸開線標準直齒圓柱齒輪，其分度圓齒厚、齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚是否相等，哪一個較大？

解 模數(shù)相等、壓力角相等的兩個齒輪，分度圓齒厚s??m2相等。但是齒數(shù)多的齒輪分度圓直徑大，所以基圓直徑就大。根據(jù)漸開線的性質(zhì)，漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓小，則漸開線曲率大,基圓大，則漸開線越趨于平直。因此，齒數(shù)多的齒輪與齒數(shù)少的齒輪相比，齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚均為大值。

5-1 在題5-1圖所示雙級渦輪傳動中，已知右旋蝸桿I的轉(zhuǎn)向如圖所示，試判斷渦輪2與渦輪3的轉(zhuǎn)向，用箭頭表示。

題5-1圖

解：

5-2 在題5-2圖所示輪系中，已知，z5?60,z5??30z1?15,z2?25,z2??15,z3?30,z3??15,z4?30,z4??2（右旋）（m=4mm），若n1?500rmin，求齒條6的線速度v的大小和方向。

題5-2圖

解： 這是一個定軸輪系，依題意有： i15?z2z3z4z5z1zzz/2/3/4?25?30?30?6015?15?15?2?200，n5?n1i15?500200?2.5r/min

齒條 6 的線速度和齒輪 5′分度圓上的線速度相等；而齒輪 5 ′的轉(zhuǎn)速和齒輪 5 的轉(zhuǎn)速相等，因此有： v1?v5?/n5/?r5/30?n5/?mz5/30?2?2.5?3.14?4?2030?2?10.5mm/s

通過箭頭法判斷得到齒輪 5 ′的轉(zhuǎn)向順時針，齒條 6 方向水平向右。

5-4 在題5-4圖所示行星減速裝置中，已知z1?z2?17，z3?51。當手柄轉(zhuǎn)過90度時，轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過多少角度？

題5-4圖

n1HH

解： 從圖上分析這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件 H為行星架。則有：iH13?n3?n1?nHn3?nH??z3z1??5117??3

?n3?0，?n1nH?1?3?4，當手柄轉(zhuǎn)過90，即n1?90時，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的角度nH???904??方向與手柄方向相同。

?22.5，5-8 在題5-8圖所示錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪的齒數(shù)為z1?20、z2?30、z2??50、z3?80，n1?50rmin，求nH的大小及方向。

題5-8圖

解： 這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 1、3為中心輪，齒輪2、2′為行星輪，H為行星架。iH13?n1nHH3?n1?nHn3?nH??z2z3z1z2/??30?8020?50??2.4

?n3?0,n1?50r/min，?50?nH0?nH??2.4，?nH?14.7r/min，nH與 n1方向相同

5-9 在題5-9圖所示差動輪系中，已知各輪的齒數(shù)z1?30、z2?

25、z2??20、z3?75，齒輪I的轉(zhuǎn)速為200rmin（箭頭向上），齒輪3的轉(zhuǎn)速為50rmin（箭頭向下），求行星架轉(zhuǎn)速nH的大小及方向。

題5-9圖 解： 這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 1、3為中心輪，齒輪2、2′為行星輪，H為行星架。

iH13?n1nHH3?n1?nHn3?nH??z2z3z1z2??25?7530?20??3.125

∵設齒輪 1方向為正，則n1=200rmin，n3=-50rmin ∴ nH=10.61rmin，nH與 n1方向相同。

200?nH?50?nH=?3.125∴

10-2 試計算M20、M20X1.5螺紋的升角，并指出哪種螺紋的自鎖性較好。

解 由教材表10-

1、表10-2查得

M20，粗牙，螺距P?2.5mm，中徑d2?18.376mm

螺紋升角??arctgP?arctg2.53.14?18.376?2.48

??d

2M20?1.5，細牙，螺距P?1.5mm，中徑d2?d?1?0.026?19.026mm

螺紋升角??arctgP?arctg1.53.14?19.026?1.44

??d2對于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細牙螺紋中，細牙螺紋的升角較小，更易實現(xiàn)自鎖。

11-7 設斜齒圓柱齒輪傳動方向及螺旋線方向如題11-7圖所示，試分別畫出輪1為主動輪時和輪2為主動輪時軸向力Fa1和Fa2的方向。

輪1主動時

輪2主動時 題11-7圖

輪1為主動 輪2為主動時

題11-7解圖

11-8 在題11-7圖中，當輪2為主動時，試畫出作用在輪2上的圓周力Ft2、軸向力Fa2、和徑向力Fr2的作用線和方向。

解 見題11-8解圖。齒輪2為右旋，當其為主動時，按右手定則判斷其軸向力方向Fa2；徑向力Fr2總是指向其轉(zhuǎn)動中心；圓向力Ft2的方向與其運動方向相反。

題11-8解圖

11-9 設兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如題11-9圖所示，試問：1）低速級斜齒輪的螺旋線方向應如何選擇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(shù)值才能使中間軸上兩個軸向力相互抵消。

題11-9圖 解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應與齒輪3的旋向相反，為右旋。

（2）由題圖可知：mn2?3mm、z2?

51、?2?15?、mn3?5mm、z3?17 分度圓直徑d?mnzcos? 軸向力Fa?2T2dtan??2T2mnzsin?

要使軸向力互相抵消，則：Fa2?Fa3 即

2T2mn2z2?sin?2?2T2mn3z3sin?

3?3?arcsinmn3z3mn2z2sin?2?arcsin5?173?51sin15?8.3?818

??/12-1 計算例12-1的蝸桿和渦輪的幾何尺寸。

解 ：從例 12-1已知的數(shù)據(jù)有： m?4mm，d1?40mm，q?10，z1?2，z2?39，???11.3099，中心距a?98mm，因此可以求得有關(guān)的幾何尺寸如下：

蝸輪的分度圓直徑： d2?mz2?4?39?156mm 蝸輪和蝸桿的齒頂高：ha?m?4mm

蝸輪和蝸桿的齒根高：hf?1.2m?1.2?4mm?4.8mm

蝸桿齒頂圓直徑： da1?m?q?2??4??10?2??48mm 蝸輪喉圓直徑：da2?m?z2?2??4??39?2??164mm

蝸桿齒根圓直徑：df1?m?q?2.4??4??10?2.4??30.4mm

蝸輪齒根圓直徑：df2?m?z2?2.4??4??39?2.4??146.4mm

蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：Pa1?Pt2?Px??m?3.14?4?12.56mm

徑向間隙：c?0.2m?0.2?4?0.8mm

12-2 如題12-2所示，蝸桿主動，T1?20N.m，m=4mm，z1?2，d1?50mm，渦輪齒數(shù)z2?50，傳動的嚙合效率??0.75。試確定：（1）渦輪的轉(zhuǎn)向；（2）蝸桿與渦輪上的作用力的大小和方向。

題12-2圖

解 ：（1）從圖示看，這是一個左旋蝸桿，因此用右手握桿，四指 w1，大拇指w2，可以得到從主視圖上看，蝸輪順時針旋轉(zhuǎn)。

（2）由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為

T2?T1i??T1?z2z1?20?0.75?502?375N.m

蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即：

Ft1?Fa2?2T1d1?2?20/50?10??32??800N

蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即：

Fa1?Ft2?2T2d2?2?375/4?50?10??32??3750N

蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即：

Fr1?Fr2?Ft2tan??3750?tan20?1364.89N

?12-3如題12-3所示為蝸桿傳動和錐齒輪傳動的組合，已知輸出軸上的錐齒輪z4的轉(zhuǎn)向n，（1）欲使中間軸上的軸向力能部分抵消，試確定蝸桿傳動的螺旋線方向和蝸桿的轉(zhuǎn)向；（2）在圖中標出各輪軸向力的方向。

題12-3圖 解 ：（1）先用箭頭法標志出各輪的轉(zhuǎn)向，如圖12.5所示。由于錐齒輪軸向力指向大端，因此可以判斷出蝸輪軸向力水平向右，從而判斷出蝸桿的轉(zhuǎn)向為順時針，如圖12.5所示。因此根據(jù)蝸輪和蝸桿的轉(zhuǎn)向，用手握法可以判定蝸桿螺旋線為右旋。（2）各輪軸軸向力方向如圖12.5所示。

13-1 一平帶傳動，已知兩帶輪直徑分別為150mm和400mm，中心距為1000mm，小輪主動、轉(zhuǎn)速為1460rmin。試求（1）小輪包角;（2）帶的幾何長度；（3）不考慮帶傳動的彈性滑動時彈性滑動時大輪的轉(zhuǎn)速；（4）滑動率??0.015時大輪的實際轉(zhuǎn)速。

解（1）cos?2?d2?d12a?400?1502?1000?0.125，??165.63?2.89rad

?（2）L?2a?=2879.13mm ?2?d1?d2???d2?d1?24a?2?1000??2?150?400???400?150?24?1000

（3）不考慮帶的彈性滑動時，n1n2?d2d1

n2?d1n1d2?150?1460400?547.5r/min

（4）滑動率??0.015時，d1n1?1???d2n1n2?d2d1?1???

n2??150?1460??1?0.015400??539.29r/min

13-2 題13-1中。若傳遞功率為5KW，帶與鑄鐵帶輪間的摩擦系數(shù)f=0.3。所用平帶每米長的質(zhì)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。

題13-1圖

解（1）F?1000Pv?1000P60P?106?d1n160?1000??d1n1?60?5?106??1460?150?436.26N ef??e0.3?2.89?2.38

F1?FF2?Feef?f??11?436.26?2.382.38?112.38?1?752.39N

ef??112?436.26?12?316.13N

（2）F0??F1?F2???12?752.39?316.13??534.26N

165.632?（3）FQ?2F0sin?2?532sin?1060.13N

14-1 在題14-1圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸，是心軸、轉(zhuǎn)軸、還是傳動軸？

題14-1圖

解 I 為傳動軸，II、IV 為轉(zhuǎn)軸，III 為心軸。

14-6 已知一單級直齒圓柱齒輪減速器，用電動機直拖動，電動機功率P=22KW，轉(zhuǎn)速n1?1470rmin，齒輪的模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1?

18、z2?82，若支承間跨距l(xiāng)=180mm（齒輪位于跨距中央），軸的材料用45號鋼調(diào)質(zhì)，試計算輸出軸危險截面處的直徑d。

解 T1?9.55?10Fr?Fttan??Frl46pn=9.55?10?62200014708?1.429?10N/m

82T1mZ1tan??2?1.429?104?18?1000tan20?1445N

?M??21445?0.184?65.025N?m

Me?M???T1??265.025?10?0.6?1.429?1026?52?=107.609?10N?mm

3d?3Me0.1???1b??31.0761?100.1?605?26.17583mm 故d?28mm

16-1 說明下列型號軸承的類型、尺寸系列、結(jié)構(gòu)特點、公差等級及其適用場合。6005，N209/P6，7207C，30209/P5。

解 由手冊查得

6005 深溝球軸承，窄寬度，特輕系列，內(nèi)徑d?25mm，普通精度等級（0級）。主要承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷；可用于高速傳動。

N209/P6 圓柱滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d?45mm，6級精度。只能承受徑向載荷，適用于支承剛度大而軸承孔又能保證嚴格對中的場合，其徑向尺寸輕緊湊。

7207C角接觸球軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑 d?35mm，接觸角??15?,鋼板沖壓保持架，普通精度等級。既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷，適用于高速無沖擊, 一般成對使用，對稱布置。

30209/P5 圓錐滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d?45mm，5級精度。能同時承受徑向載荷和軸向載荷。適用于剛性大和軸承孔能嚴格對中之處，成對使用，對稱布置。

16-6 根據(jù)工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸球軸承，如題16-6圖所示。已知兩個軸承的載荷分別為Fr1?1470N，F(xiàn)r2?2650N，外加軸向力FA?1000N，軸頸d=40mm，轉(zhuǎn)速n?5000rmin，常溫下運轉(zhuǎn)，有中等沖擊，預期壽命Lh?2000h，試選擇軸承的型號。

題16-6圖

解（1）按題意，外加軸向力FA已接近Fr1，暫選??25?的角接觸軸承類型70000AC。

（2）計算軸承的軸向載荷(解圖見16.4b)由教材表 16-13查得，軸承的內(nèi)部派生軸向力

/F1?0.68Fr1?0.68?1470?1000N，方向向左

F2?0.68Fr2?0.68?2650?1802N，方向向右 / 因FA?F2/?1000?1802?2802N?F1/?1000N，軸承 1被壓緊Fa1?FA?F2/?1000?1802?2802N

軸承 2被放松Fa2?F2/?1802N（3）計算當量動載荷

查教材表 16-12，e?0.68 Fa1Fr1Fa2Fr2?2802***0?1.91?e，查表16-12得 X1?0.41，Y1?0.87

??0.68?e，查表16-12得 X2?1，Y2?0

P1?X1Fr1?Y1Fa1=0.41?1470?0.87?2802?3040N P2?X2Fr2?Y2Fa2=1?2650?0?1802?2650N

（3）計算所需的基本額定動載荷

查教材表 16-9，常溫下工作，ft?1；查教材表16-10，有中等沖擊，取fp?1.5；球軸承時，??3；并取軸承1的當量動載荷為計算依據(jù)

fpP?60n?/Cr?L?h?6ft?10?1?1.5?3040?60?5000???2000??6110??13?38.46KN

/

查手冊，根據(jù)Cr和軸頸d?40mm，選用角接觸球軸承7308AC合適（基本額定動載荷Cr?38.5KN）。

機械基礎

8.8 試繪出如圖8.17所示平面機構(gòu)的運動簡圖。

圖8.17 8.9 試計算如圖8.18所示各運動鏈的自由度（若含有復合鉸鏈、局部自由度或虛約束，應明確指出），并判斷其能否成為機構(gòu)（圖中繪有箭頭的構(gòu)件為原動件）。

圖8.18 9.8 某鉸鏈四桿機構(gòu)各桿的長度如圖9.20所示，試問分別以a，b，c，d為機架時，將各得到什么類型的機構(gòu)？若將500改為560，又為何種機構(gòu)？

圖9.20 ?50?03?00

4且最短桿為機架，因此是雙曲柄機構(gòu)。解：a為機架

150?50?03?00

4且最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄搖桿機構(gòu)。b為機架

?50?03?00

4且最短桿的對邊為機架，因此是雙搖桿機構(gòu)。c為機架

150?50?03?00

4且最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄搖桿機構(gòu)。d為機架

150

若將500改為560時，150?560?300?400，不滿足桿長條件，因此無論哪個桿為機架，都是雙搖桿機構(gòu)。

9.9 在如圖9.21所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知lBC?50mm，lCD?35mm，lAD?30mm，AD為機架。試求：

1）若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB桿為曲柄，求lAB的最大值； 2）若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求lAB的最小值； 3）若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的數(shù)值。

圖9.21 解：1）因為機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB桿為曲柄，所以，AB桿為曲柄必為最短桿，有公式lAB?50?35?30得，lAB的最大值為15mm。

2）因為機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，所以，AD桿必為最短桿，有公式lAB?35?50?3，0lAB的最大值為45mm。

3）若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的數(shù)值。

10.3 凸輪機構(gòu)常用的4種從動件運動規(guī)律中，哪種運動規(guī)律有剛性沖擊？哪種運動規(guī)律有柔性沖擊？哪種運動規(guī)律沒有沖擊？如何來選擇從動件的運動規(guī)律？

答：剛性沖擊：等速運動。

柔性沖擊：等加速等減速運動規(guī)律；余弦加速度運動規(guī)律。沒有沖擊：正弦加速度運動規(guī)律。

可以根據(jù)機構(gòu)所承受的載荷以及運動速度來選擇。

10.8 如圖10.22所示為尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的運動線圖，但給出的運動線圖尚不完全，試在圖上補全各段的曲線，并指出哪些位置有剛性沖擊？那些位置有柔性沖擊？

圖10.22 11.21 圖11.32所示的傳動簡圖中，Ⅱ軸上裝有2個斜齒輪，試問如何合理的選擇齒輪的旋向？

圖11.32 答：根據(jù)Ⅱ軸上所受的軸向力為最小來選擇齒輪的旋向。

假如Ⅰ軸轉(zhuǎn)向為順時針，則Ⅱ軸齒輪的轉(zhuǎn)向為逆時針，Ⅱ軸的小斜齒輪假設軸向力向外，根據(jù)左手定則，小斜齒輪的旋向為左旋，同理，另一個大齒輪的旋向也是左旋。

11.22 試分析如圖11.33所示的蝸桿傳動中，蝸桿的轉(zhuǎn)動方向，并繪出蝸桿和渦輪嚙合點作用力的方向。

圖11.33 11.23 如圖11.34所示為一手搖蝸桿傳動裝置。已知傳動比i=50，傳動效率η=0.4，卷筒直徑D=0.6m。若作用手柄上的力F=200N，則它能夠提升的重量G是多少？

圖11.34

11.24 某斜齒圓柱齒輪傳動的中心距a=300mm，小齒輪的齒數(shù)Z1=40，傳動比i=2.7，試確定該對斜齒輪的模數(shù)m，螺旋角?及主要幾何尺寸。

?n=20°，mn=2mm，11.25 已知一對標準斜齒圓柱齒輪傳動齒數(shù)Z1=21，Z2=22，a=55mm。要求不用變位而湊中心距，這對斜齒輪的螺旋角應為多少？

z2?56，12.1 某外圓磨床的進給機構(gòu)如圖12.18所示，已知各輪的齒數(shù)為z1?28，z3?38，z4?57，手輪與齒輪

1相固連，橫向絲桿與齒輪4相固連，其絲桿螺距為3mm，試求當手輪轉(zhuǎn)動1/100轉(zhuǎn)時，砂輪架的橫向進給量S。

圖12.18 12.5 在如圖12.22所示的輪系中，已知齒數(shù)z1?120，z2?40，z3?20，z4?20。若n1?n4?120rmin，且n1與n4轉(zhuǎn)向相反，試求iH1。

圖12.22 15.1 軸的功用是什么？

答：軸的功用是支撐旋轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)運動和動力的傳遞。15.2 試說明下列幾種軸材料的適用場合：Q235A，45,40Cr，20CrMnTi，QT600-2。答：Q235A用于載荷不大、轉(zhuǎn)速不高的一般不重要的軸。

45用于應用于應力集中敏感性小的場合，一般用于用途和較重要的軸。40Cr應用于強度高而尺寸小、重量輕的重要的軸或特殊性能要求的軸。

20CrMnTi用于齒輪,軸類,活塞類零配件等.用于汽車,飛機各種特殊零件部位，良好的加工性,加工變形微小,抗疲勞性能相當好。QT600-2應用于制作形狀復雜的軸。

15.3 在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸粗得多？

答：因為低速軸的扭矩大 高速軸的扭矩小 所以低速軸要選擇粗一些。15.4 在軸的結(jié)構(gòu)工藝性來看，在作軸的設計時應該注意哪些問題？ 答：（1）、軸上零件有準確的位置和可靠的相對固定。（2）、良好的制造和安裝公益性。（3）、形狀、尺寸應有利于減少應力集中。15.5 如圖15.13所示為幾種軸上零件的軸向定位和固定方式，試指出其設計錯誤，并畫出改正圖。

16.1 滾動軸承一般由哪些基本元件組成？各有什么作用？

答：滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動體均勻分布，防止?jié)L動體脫落，引導滾動體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用。

16.5 試說明下列軸承代號的含義，并說明哪個軸承不能承受徑向載荷？

3308

6210

7200AC/P6 N409/P5

5307/P6 答：3308 3——圓錐滾子軸承

（0）3——寬度系列為0,3為直徑系列代號 08——內(nèi)徑為40mm

6210 6——深溝球軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 10——內(nèi)徑為50mm 7200AC/P6 7——角接觸球軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 00——內(nèi)徑為10mm

AC——公稱接觸角α=25°

P6——軸承公差等級為6級

N409/P5

N——圓柱滾子軸承

（0）4——寬度系列為0,4為直徑系列代號 09——內(nèi)徑為45mm

P5——軸承公差等級為5級

5307/P6

5——推力球軸承

（0）3——寬度系列為0,3為直徑系列代號 07——內(nèi)徑為35mm

P6——軸承公差等級為6級 5307/P6不能承受徑向載荷。

16.7 試說明滾動軸承的基本額定壽命、基本額定動載荷、當量動載荷的意義。答：基本額定壽命：一批同樣的軸承，在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中百分之九十的軸承不發(fā)生疲勞點蝕時所能達到的壽命。

基本額定動載荷：滾動軸承若同時承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計算軸承壽命時在相同條件下比較，在進行壽命計算時，必須把實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷，用P表示。

當量動載荷: 使軸承的基本額定壽命恰好為一百萬轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值，稱為軸承的基本額定動載荷，用C表示。對向心軸承，指的是純徑向載荷，用Cr表示；對推力軸承，指的是純軸向載荷，用Ca表示。

16.11 已知一傳動軸上的深溝球軸承，承受的徑向載荷Fr?1200N，軸向載荷Fa?300N，軸承轉(zhuǎn)速n?1460rmin，軸頸直徑d?40mm，要求使用Lh?8000h，載荷有輕微沖擊，常溫下工作，試選擇軸承的型號尺寸。

汽車機械基礎

4-1 軸的功用是什么？根據(jù)所受的載荷不同，軸分為哪幾種類型？各舉一例說明。

答：軸的功用是支撐旋轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)運動和動力的傳遞。轉(zhuǎn)軸：電動機的輸入軸。心軸：火車的輪軸。

傳動軸：連接汽車變速器與后橋的軸。

4-5 某傳動軸所傳遞的功率P=750Kw，轉(zhuǎn)速n?400rmin。若采用45鋼正火，該軸所需的最小直徑是多少？

4-6 圖4-10中，若軸的支承跨距L=400mm，主動齒輪分度圓直徑d1?180mm，螺旋角??15?，傳遞功率P1?7KW，轉(zhuǎn)速n1?300rmin，軸的材料采用45鋼調(diào)質(zhì)。

① 試確定軸的危險截面上的直徑。

② 指出圖4-10中主動軸結(jié)構(gòu)的不合理之處，并提出改進意見。

圖4-10 主動軸

5-8 滾動軸承的額定動載荷和當量動載荷有何關(guān)系？

答：在進行壽命計算時，必須把實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷。

5-9 滾動軸承壽命設計計算的基本思想是什么？什么情況下需要作滾動軸承的靜強度計算？

答：滾動軸承壽命設計計算的基本思想是軸承壽命不小于滾動軸承的預期壽命。對于承受連續(xù)載荷或間斷載荷而不旋轉(zhuǎn)的軸承；在載荷作用下緩慢旋轉(zhuǎn)的軸承；承受正常載荷但受到短時沖擊的軸承，要考慮靜強度計算。

5-10 說明以下幾個代號的含義：7210B、7210AC、N210E、51210、30316、7305B/P4。

答：7210B 3——角接觸球軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 10——內(nèi)徑為50mm

7200AC 7——角接觸球軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 00——內(nèi)徑為10mm

AC——公稱接觸角α=25°

N210E

N——圓柱滾子軸承

（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號 10——內(nèi)徑為50mm

E——軸承公差等級為6級

51210

5——推力球軸承

1——寬度系列為1，2為直徑系列代號 10——內(nèi)徑為50mm

30316

3——圓錐滾子軸承

0——寬度系列為0,3為直徑系列代號 16——內(nèi)徑為82mm 7305B/P4

7——角接觸球軸承

（0）3——寬度系列為0,3為直徑系列代號 05——內(nèi)徑為25mm

B——公稱接觸角α=40°

P4——軸承公差等級為4級

5-11 一深溝球軸承需要承受的徑向載荷為10000N，軸向載荷為2000N，預期壽命為10000h，軸徑為50mm。試選擇兩種型號的軸承并作比較。6-1 試說明聯(lián)軸器和離合器在軸連接中起到什么作用？

答：聯(lián)軸器和離合器都是機械傳動中常用件，用于軸與軸（或其它回轉(zhuǎn)零件）的連接，傳遞運動和動力，也可作為安全裝置。區(qū)別在于聯(lián)軸器將兩軸連接后，機械在運轉(zhuǎn)中兩軸不能分離，只有停機后才能拆開。而離合器在機械運轉(zhuǎn)中能隨時結(jié)合與分離，實現(xiàn)機械操作系統(tǒng)的斷續(xù)、變速、換向。聯(lián)軸器一般用于動力機（如電機）與工作機之間的鏈接，離合器用于操作機構(gòu)中，比如汽車離合器是傳動系中起到動力傳遞的結(jié)合和分離及過載保護作用。

6-2 某發(fā)動機需要電動機啟動，當發(fā)動機運行正常后，兩機脫開，試問兩機間該采用哪種離合器？ 答：

6-4 萬向節(jié)有什么作用？由其結(jié)構(gòu)特點可以分為幾類各有什么特點？ 答：萬向節(jié)是汽車萬向傳動裝置中實現(xiàn)變角速度傳動的一種聯(lián)軸器。

可以分為剛性萬向節(jié)和繞行聯(lián)軸節(jié)。剛性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率較高，繞行聯(lián)軸節(jié)的傳力單元采用夾布橡膠盤、橡膠塊、橡膠環(huán)等彈性元件。6-7 試述制動器的工作原理及功用。

答：萬向節(jié)是汽車萬向傳動裝置中實現(xiàn)變角速度傳動的一種聯(lián)軸器。7-1 常用的不可拆聯(lián)接有哪些類型？各有什么特點？

7-3 普通平鍵聯(lián)接的主要失效形式是什么？平鍵剖面尺寸b、h及標準長度L如何確定？

7-5 螺紋按牙型分哪幾種類型？聯(lián)接螺紋常用何種螺紋？為什么？ 7-7 螺紋聯(lián)接有哪幾種主要聯(lián)接類型？各適用于什么場合？ 7-9 簡述銷聯(lián)接的類型、特點和應用。

8-6 根據(jù)圖8-42中所標注的尺寸，判斷各鉸鏈四桿機構(gòu)屬哪種基本形式？

圖8-42 鉸鏈四桿機構(gòu)的形式判斷

8-9 如圖8-45所示的偏置曲柄滑塊機構(gòu)，若已知a=20mm，b=40mm，e=10mm，試用作圖法求此機構(gòu)的極位夾角θ、行程速比系數(shù)K、行程H，并標出圖示位置的傳動角。

圖8-45 極位夾角與傳動角的確定

8-10 如圖8-46所示，擺動導桿機構(gòu)以曲柄（圖8-46a）或?qū)U（8-46b）為原動件，試分析并分別作出： 1）機構(gòu)的極限位置。

2）最大壓力角（或最小傳動角）的位置。3）死點的位置。

4）機構(gòu)的極位夾角。

圖8-46 擺動導桿機構(gòu)分析

9-4 說明等速、等加速等減速、簡諧運動等三種常用運動規(guī)律的加速度變化特點和它們的應用場合。

9-11 在什么情況下凸輪的實際輪廓線會出現(xiàn)尖點或相交叉形象？如何避免？ 9-14 在圖9-23各圖中標出圖示位置的凸輪機構(gòu)的壓力角。

圖9-23 標出凸輪機構(gòu)的壓力角

10-1 帶傳動有哪些特點？普通v帶傳動有哪些類型？適用于哪些場合？ 10-4 帶傳動為什么會產(chǎn)生彈性滑動？彈性滑動與打滑有什么不同？

10-5 v帶傳動時的速度，為什么不能太大也不能太小，一般在什么范圍內(nèi)？ 11-7 當兩漸開線標準直齒輪傳動的安裝中心距大于標準中心距時，下列參數(shù)中哪些將發(fā)生變化？哪些不會變化？

A傳動比 B 嚙合角C 節(jié)圓半徑D 分度圓半徑E 基圓半徑F 頂隙G測隙。11-9 什么叫根切現(xiàn)象？根切產(chǎn)生的原因是什么？避免根切的條件是什么？

11-17 齒輪傳動的主要失效形式有哪些？齒輪傳動的設計準則通常是按哪些失效形式?jīng)Q定的？ 11-26 已知一對外嚙合標準直圓柱齒輪的中心距a=160mm，齒數(shù)z1?20、z2?60，求模數(shù)和分度圓直徑。

11-27 已知一對漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，小齒輪的齒數(shù)z1?26，傳動比i12?2.5，模數(shù)m=3，試求大齒輪的齒數(shù)、主要幾何尺寸及中心距。

12-1 什么叫定軸輪系？憜輪在定軸輪系中起什么作用？如何求定州輪系的傳動比？

12-2 什么叫周轉(zhuǎn)輪系？如何判定一個輪系是否是周轉(zhuǎn)輪系？ 12-6 試確定圖12-16中各輪的轉(zhuǎn)向。

圖12-16 確定圖中各輪轉(zhuǎn)向

12-8 在圖12-18所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1?15,z2?25,z2??15,z3?30,z3??15，z4?30,z4??2（右旋螺桿），該輪系的傳動比i15，并判斷渦輪5的轉(zhuǎn)向。

z5?60。求

圖12-18 求定軸輪系的傳動比