機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答111至14解機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如下圖所示。圖111題11解圖圖112題12解圖圖113題13解圖圖114題14解圖15解16解17解18解19解110解111解112解113解該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的全部瞬心如圖所示，構(gòu)件1、3的角速比為114解該正切機(jī)構(gòu)的全部瞬心如圖所示，構(gòu)件3的速度為，方向垂直向上。115解要求輪1與輪2的角速度之比，首先確定輪1、輪2和機(jī)架4三個構(gòu)件機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答2的三個瞬心，即，和，如圖所示。則，輪2與輪1的轉(zhuǎn)向相反。116解（1）圖A中的構(gòu)件組合的自由度為自由度為零，為一剛性桁架，所以構(gòu)件之間不能產(chǎn)生相對運(yùn)動。（2）圖B中的CD桿是虛約束，去掉與否不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。故圖B中機(jī)構(gòu)的自由度為所以構(gòu)件之間能產(chǎn)生相對運(yùn)動。題21答A），且最短桿為機(jī)架，因此是雙曲柄機(jī)構(gòu)。B），且最短桿的鄰邊為機(jī)架，因此是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。C），不滿足桿長條件，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。D），且最短桿的對邊為機(jī)架，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。題22解要想成為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，則要求與均為周轉(zhuǎn)副。（1）當(dāng)為周轉(zhuǎn)副時，要求能通過兩次與機(jī)架共線的位置。見圖215中位置和。在中，直角邊小于斜邊，故有（極限情況取等號）；在中，直角邊小于斜邊，故有（極限情況取等號）。綜合這二者，要求即可。（2）當(dāng)為周轉(zhuǎn)副時，要求能通過兩次與機(jī)架共線的位置。見圖215中位置和。在位置時，從線段來看，要能繞過點(diǎn)要求（極限情況取等號）；機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答3在位置時，因?yàn)閷?dǎo)桿是無限長的，故沒有過多條件限制。（3）綜合（1）、（2）兩點(diǎn)可知，圖示偏置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件是題23見圖216。圖216題24解（1）由公式，并帶入已知數(shù)據(jù)列方程有因此空回行程所需時間；（2）因?yàn)榍栈匦谐逃脮r，轉(zhuǎn)過的角度為，因此其轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)/分鐘題25機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答4解（1）由題意踏板在水平位置上下擺動，就是曲柄搖桿機(jī)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(dāng)比例圖尺，作出兩次極限位置和（見圖217）。由圖量得，。解得由已知和上步求解可知，（2）因最小傳動角位于曲柄與機(jī)架兩次共線位置，因此取和代入公式（23）計算可得或機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答5代入公式（23），可知題26解因?yàn)楸绢}屬于設(shè)計題，只要步驟正確，答案不唯一。這里給出基本的作圖步驟，不給出具體數(shù)值答案。作圖步驟如下（見圖218）（1）求，；并確定比例尺。（2）作，。（即搖桿的兩極限位置）（3）以為底作直角三角形，。（4）作的外接圓，在圓上取點(diǎn)即可。在圖上量取，和機(jī)架長度。則曲柄長度，搖桿長度。在得到具體各桿數(shù)據(jù)之后，代入公式（23）和（23）求最小傳動角，能滿足即可。圖218題27機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答6圖219解作圖步驟如下（見圖219）（1）求，；并確定比例尺。（2）作，頂角，。（3）作的外接圓，則圓周上任一點(diǎn)都可能成為曲柄中心。（4）作一水平線，于相距，交圓周于點(diǎn)。（5）由圖量得，。解得曲柄長度連桿長度題28解見圖220，作圖步驟如下（1）。（2）取，選定，作和，。（3）定另一機(jī)架位置角平分線，。（4），。桿即是曲柄，由圖量得曲柄長度機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答7題29解見圖221，作圖步驟如下（1）求，由此可知該機(jī)構(gòu)沒有急回特性。（2）選定比例尺，作，。（即搖桿的兩極限位置）（3）做，與交于點(diǎn)。（4）在圖上量取，和機(jī)架長度。曲柄長度連桿長度題210解見圖222。這是已知兩個活動鉸鏈兩對位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)，可以用圓心法。連接，作圖222的中垂線與交于點(diǎn)。然后連接，作的中垂線與交于點(diǎn)。圖中畫出了一個位置。從圖中量取各桿的長度，得到，題211解（1）以為中心，設(shè)連架桿長度為，根據(jù)作出，。（2）取連桿長度，以，為圓心，作弧。（3）另作以點(diǎn)為中心，、，的另一連架桿的幾個位置，并作出不同半徑的許多同心圓弧。（4）進(jìn)行試湊，最后得到結(jié)果如下，。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖223。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答8題212解將已知條件代入公式（210）可得到方程組聯(lián)立求解得到，。將該解代入公式（28）求解得到，。又因?yàn)閷?shí)際，因此每個桿件應(yīng)放大的比例尺為，故每個桿件的實(shí)際長度是，。題213證明見圖225。在上任取一點(diǎn)，下面求證點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為一橢圓。見圖可知點(diǎn)將分為兩部分，其中，。又由圖可知，二式平方相加得機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答9可見點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為一橢圓。31解圖310題31解圖如圖310所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過B點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在B點(diǎn)接觸時，導(dǎo)路的方向線。推程運(yùn)動角如圖所示。32解圖312題32解圖如圖312所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過D點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在D點(diǎn)接觸時，導(dǎo)路的方向線。凸輪與從動件在D點(diǎn)接觸時的壓力角如圖所示。33解從動件在推程及回程段運(yùn)動規(guī)律的位移、速度以及加速度方程分別為（1）推程機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答100150（2）回程等加速段060等減速段60120為了計算從動件速度和加速度，設(shè)。計算各分點(diǎn)的位移、速度以及加速度值如下總轉(zhuǎn)角0153045607590105位移MM007342865618310365151963523817速度MM/S019416369315083259757628325975750832加速度（MM/S2）657976257753231386752033302033338675總轉(zhuǎn)角120135150165180195210225位移MM2713529266303030290662625021563速度MM/S3693219416000255075加速度（MM/S2）532316257765797083333833338333383333機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答11總轉(zhuǎn)角240255270285300315330345位移MM15843837509380000速度MM/S1007550250000加速度（MM/S2）8333383333833338333383333000根據(jù)上表作圖如下（注為了圖形大小協(xié)調(diào)，將位移曲線沿縱軸放大了5倍。）圖313題33解圖34解圖314題34圖根據(jù)33題解作圖如圖315所示。根據(jù)31式可知，取最大，同時S2取最小時，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大。從圖315可知，這點(diǎn)可能在推程段的開始處或在推程的中點(diǎn)處。由圖量得在推程的開始處凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大，此時30。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答12圖315題34解圖35解（1）計算從動件的位移并對凸輪轉(zhuǎn)角求導(dǎo)當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在0過程中，從動件按簡諧運(yùn)動規(guī)律上升H30MM。根據(jù)教材37式可得00當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在過程中，從動件遠(yuǎn)休。S250當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在過程中，從動件按等加速度運(yùn)動規(guī)律下降到升程的一半。根據(jù)教材35式可得機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答13當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在過程中，從動件按等減速度運(yùn)動規(guī)律下降到起始位置。根據(jù)教材36式可得當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在過程中，從動件近休。S250（2）計算凸輪的理論輪廓和實(shí)際輪廓本題的計算簡圖及坐標(biāo)系如圖316所示，由圖可知，凸輪理論輪廓上B點(diǎn)即滾子中心的直角坐標(biāo)為圖316機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答14式中。由圖316可知，凸輪實(shí)際輪廓的方程即B點(diǎn)的坐標(biāo)方程式為因?yàn)樗怨视缮鲜龉娇傻美碚撦喞€和實(shí)際輪廓的直角坐標(biāo)，計算結(jié)果如下表，凸輪廓線如圖317所示。XYXY049301833318079223888510474211684319076070224212044668251852006985834840304094333381210609654536940360894137022049964533565029934489852303758858312602234755943240246845994970132846186825012409590028028296632626013945656690877868871270839253041機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答151002113969110280170744874011033714667602902483343870120458626169530031867385291305689553985310380743241014066151439043204312325306150730523191733046862174331607748418746340491789031170795625007350499990354180792238885360493018333圖317題35解圖36解圖318題36圖從動件在推程及回程段運(yùn)動規(guī)律的角位移方程為1推程01502回程0120計算各分點(diǎn)的位移值如下總轉(zhuǎn)角（0153045607590105機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答16）角位移（）0036714323092518275981811908總轉(zhuǎn)角（）120135150165180195210225角位移（）135681463315151514429128030370總轉(zhuǎn)角（）240255270285300315330345角位移（）754630219705710000根據(jù)上表作圖如下圖319題36解圖37解從動件在推程及回程段運(yùn)動規(guī)律的位移方程為1推程01202回程0120計算各分點(diǎn)的位移值如下機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答17總轉(zhuǎn)角（）0153045607590105位移（MM）007612929617310138271707119239總轉(zhuǎn)角（）120135150165180195210225位移（MM）202020192391707113827106173總轉(zhuǎn)角（）240255270285300315330345位移（MM）29290761000000圖320題37解圖45課后習(xí)題詳解41解分度圓直徑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答18齒頂高齒根高頂隙中心距齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距齒厚、齒槽寬42解由可得模數(shù)分度圓直徑43解由得44解分度圓半徑分度圓上漸開線齒廓的曲率半徑分度圓上漸開線齒廓的壓力角基圓半徑基圓上漸開線齒廓的曲率半徑為0；機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答19壓力角為。齒頂圓半徑齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑齒頂圓上漸開線齒廓的壓力角45解正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒根圓直徑基圓直徑假定則解得故當(dāng)齒數(shù)時，正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓大于齒根圓；齒數(shù)，基圓小于齒根圓。46解中心距內(nèi)齒輪分度圓直徑內(nèi)齒輪齒頂圓直徑內(nèi)齒輪齒根圓直徑47證明用齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，不發(fā)生根切的臨界位置是極限點(diǎn)正好在刀具的頂線上。此時有關(guān)系正常齒制標(biāo)準(zhǔn)齒輪、，代入上式短齒制標(biāo)準(zhǔn)齒輪、，代入上式機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答20圖47題47解圖48證明如圖所示，、兩點(diǎn)為卡腳與漸開線齒廓的切點(diǎn)，則線段即為漸開線的法線。根據(jù)漸開線的特性漸開線的法線必與基圓相切，切點(diǎn)為。再根據(jù)漸開線的特性發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的弧長，可知AC對于任一漸開線齒輪，基圓齒厚與基圓齒距均為定值，卡尺的位置不影響測量結(jié)果。圖48題48圖圖49題48解圖49解模數(shù)相等、壓力角相等的兩個齒輪，分度圓齒厚相等。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。410解切制變位齒輪與切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪用同一把刀具，只是刀具的位置不同。因此，它們的模數(shù)、壓力角、齒距均分別與刀具相同，從而變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓直徑和基圓直徑也相同。故參數(shù)、不變。變位齒輪分度圓不變，但正變位齒輪的齒頂圓和齒根圓增大，且齒厚增大、齒槽寬變窄。因此、變大，變小。嚙合角與節(jié)圓直徑是一對齒輪嚙合傳動的范疇。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答21411解因螺旋角端面模數(shù)端面壓力角當(dāng)量齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑412解（1）若采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，則標(biāo)準(zhǔn)中心距應(yīng)說明采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動時，實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪傳動有齒側(cè)間隙，傳動不連續(xù)、傳動精度低，產(chǎn)生振動和噪聲。（2）采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動時，因螺旋角分度圓直徑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答22節(jié)圓與分度圓重合，413解414解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、齒根角頂錐角根錐角當(dāng)量齒數(shù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答23415答一對直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是兩齒輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等，即、。一對斜齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等，螺旋角大小相等、方向相反（外嚙合），即、。一對直齒圓錐齒輪正確嚙合的條件是兩齒輪的大端模數(shù)和壓力角分別相等，即、。51解蝸輪2和蝸輪3的轉(zhuǎn)向如圖粗箭頭所示，即和。圖55圖5652解這是一個定軸輪系，依題意有機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答24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。53解秒針到分針的傳遞路線為6543，齒輪3上帶著分針，齒輪6上帶著秒針，因此有。分針到時針的傳遞路線為9101112，齒輪9上帶著分針，齒輪12上帶著時針，因此有。圖57圖5854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)件為行星機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答25架。則有當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過，即時，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的角度，方向與手柄方向相同。55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，構(gòu)件為行星架。則有，傳動比為10，構(gòu)件與的轉(zhuǎn)向相同。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答26圖59圖51056解這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件為行星架。則有，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答2757解這是由四組完全一樣的周轉(zhuǎn)輪系組成的輪系，因此只需要計算一組即可。取其中一組作分析，齒輪4、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件1為行星架。這里行星輪2是惰輪，因此它的齒數(shù)與傳動比大小無關(guān)，可以自由選取。（1）由圖知（2）又挖叉固定在齒輪上，要使其始終保持一定的方向應(yīng)有（3）聯(lián)立（1）、（2）、（3）式得機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答28圖511圖51258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，為行星架。，與方向相同機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答2959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，為行星架。設(shè)齒輪1方向?yàn)檎?，則，與方向相同圖513圖514510解這是一個混合輪系。其中齒輪1、2、23、組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2為行星輪，為行星架。而齒輪4和行星架組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中（1）機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答30在定軸輪系中（2）又因?yàn)椋?）聯(lián)立（1）、（2）、（3）式可得511解這是一個混合輪系。其中齒輪4、5、6、7和由齒輪3引出的桿件組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪4、7為中心輪，齒輪5、6為行星輪，齒輪3引出的桿件為行星架。而齒輪1、2、3組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中（1）在定軸輪系中（2）又因?yàn)椋?lián)立（1）、（2）、（3）式可得（1）當(dāng)，時，的轉(zhuǎn)向與齒輪1和4的轉(zhuǎn)向相同。（2）當(dāng)時，（3）當(dāng)，時，的轉(zhuǎn)向與齒輪1機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答31和4的轉(zhuǎn)向相反。圖515圖516512解這是一個混合輪系。其中齒輪4、5、6和構(gòu)件組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪4、6為中心輪，齒輪5為行星輪，是行星架。齒輪1、2、3組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中（1）在定軸輪系中（2）又因?yàn)?，?）聯(lián)立（1）、（2）、（3）式可得即齒輪1和構(gòu)件的轉(zhuǎn)向相反。513解這是一個混合輪系。齒輪1、2、3、4組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，齒輪4是行星架。齒輪4、5組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中，（1）機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答32在圖517中，當(dāng)車身繞瞬時回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動時，左右兩輪走過的弧長與它們至點(diǎn)的距離成正比，即（2）聯(lián)立（1）、（2）兩式得到，（3）在定軸輪系中則當(dāng)時，代入（3）式，可知汽車左右輪子的速度分別為，514解這是一個混合輪系。齒輪3、4、4、5和行星架組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪3、5為中心輪，齒輪4、4為行星輪。齒輪1、2組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中（1）在定軸輪系中（2）又因?yàn)?，?）依題意，指針轉(zhuǎn)一圈即（4）機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答33此時輪子走了一公里，即（5）聯(lián)立（1）、（2）、（3）、（4）、（5）可求得圖518圖519515解這個起重機(jī)系統(tǒng)可以分解為3個輪系由齒輪3、4組成的定軸輪系；由蝸輪蝸桿1和5組成的定軸輪系；以及由齒輪1、2、2、3和構(gòu)件組成的周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3是中心輪，齒輪4、2為行星輪，構(gòu)件是行星架。一般工作情況時由于蝸桿5不動，因此蝸輪也不動，即（1）在周轉(zhuǎn)輪系中（2）在定軸齒輪輪系中（3）又因?yàn)?，?）聯(lián)立式（1）、（2）、（3）、（4）可解得。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答34當(dāng)慢速吊重時，電機(jī)剎住，即，此時是平面定軸輪系，故有516解由幾何關(guān)系有又因?yàn)橄鄧Ш系凝X輪模數(shù)要相等，因此有上式可以得到故行星輪的齒數(shù)圖520圖521517解欲采用圖示的大傳動比行星齒輪，則應(yīng)有下面關(guān)系成立（1）（2）（3）又因?yàn)辇X輪1與齒輪3共軸線，設(shè)齒輪1、2的模數(shù)為，齒輪2、3的模數(shù)為，則有（4）機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答35聯(lián)立（1）、（2）、（3）、（4）式可得（5）當(dāng)時，（5）式可取得最大值10606；當(dāng)時，（5）式接近1，但不可能取到1。因此的取值范圍是（1，106）。而標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的模數(shù)比是大于107的，因此，圖示的大傳動比行星齒輪不可能兩對都采用直齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動，至少有一對是采用變位齒輪。518解這個輪系由幾個部分組成，蝸輪蝸桿1、2組成一個定軸輪系；蝸輪蝸桿5、4組成一個定軸輪系；齒輪1、5組成一個定軸輪系，齒輪4、3、3、2組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪2、4是中心輪，齒輪3、3為行星輪，構(gòu)件是行星架。在周轉(zhuǎn)輪系中（1）在蝸輪蝸桿1、2中（2）在蝸輪蝸桿5、4中（3）在齒輪1、5中（4）機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答36又因?yàn)?，?）聯(lián)立式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式可解得，即。519解這個輪系由幾個部分組成，齒輪1、2、5、組成一個周轉(zhuǎn)輪系，齒輪1、2、2、3、組成周轉(zhuǎn)輪系，齒輪3、4、5組成定軸輪系。在齒輪1、2、5、組成的周轉(zhuǎn)輪系中由幾何條件分析得到，則（1）在齒輪1、2、2、3、組成的周轉(zhuǎn)輪系中由幾何條件分析得到，則（2）在齒輪3、4、5組成的定軸輪系中（3）又因?yàn)?，?）聯(lián)立式（1）、（2）、（3）、（4）式可解得機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答3761解頂圓直徑齒高齒頂厚齒槽夾角棘爪長度圖61題61解圖62解拔盤轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)時間槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性系數(shù)槽輪的運(yùn)動時間槽輪的靜止時間63解槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性系數(shù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答38因所以64解要保證則槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性系數(shù)應(yīng)為因得，則槽數(shù)和拔盤的圓銷數(shù)之間的關(guān)系應(yīng)為由此得當(dāng)取槽數(shù)8時，滿足運(yùn)動時間等于停歇時間的組合只有一種，。65解機(jī)構(gòu)類型工作特點(diǎn)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動及動力性能適用場合棘輪機(jī)構(gòu)搖桿的往復(fù)擺動變成棘輪的單向間歇轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，運(yùn)動可靠，但沖擊、噪音大，運(yùn)動精度低適用于低速、轉(zhuǎn)角不大場合，如轉(zhuǎn)位、分度以及超越等。槽輪機(jī)構(gòu)撥盤的連續(xù)轉(zhuǎn)動變成槽輪的間歇轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)簡單，效率高，傳動較平穩(wěn)，但有柔性沖擊用于轉(zhuǎn)速不高的輕工機(jī)械中不完全齒輪機(jī)構(gòu)從動輪的運(yùn)動時間和靜止時間的比例可在較大范圍內(nèi)變化需專用設(shè)備加工，有較大沖擊用于具有特殊要求的專用機(jī)械中凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)只要適當(dāng)設(shè)計出凸輪的輪廓，就能獲得預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、定位精度高，動荷小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜可用于載荷較大的場合71解（1）先求解該圖功的比例尺。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答39（2）求最大盈虧功。根據(jù)圖75做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)標(biāo)注，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并標(biāo)注“”號或“”號，然后根據(jù)各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比例作出能量指示圖（圖76）如下首先自向上做，表示區(qū)間的盈功；其次作向下表示區(qū)間的虧功；依次類推，直到畫完最后一個封閉矢量。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功，其絕對值為（3）求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量曲軸的平均角速度；系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)；則飛輪的轉(zhuǎn)動慣量機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答40圖75圖7672圖77圖78解（1）驅(qū)動力矩。因?yàn)榻o定為常數(shù)，因此為一水平直線。在一個運(yùn)動循環(huán)中，驅(qū)動力矩所作的功為，它相當(dāng)于一個運(yùn)動循環(huán)所作的功，即因此求得機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答41（2）求最大盈虧功。根據(jù)圖77做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)標(biāo)注，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并標(biāo)注“”號或“”號，然后根據(jù)各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比例作出能量指示圖（圖78）如下首先自向上做，表示區(qū)間的盈功；其次作向下表示區(qū)間的虧功；然后作向上表示區(qū)間的盈功，至此應(yīng)形成一個封閉區(qū)間。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功。欲求，先求圖77中的長度。如圖將圖中線1和線2延長交于點(diǎn)，那么在中，相當(dāng)于該三角形的中位線，可知。又在中，因此有，則根據(jù)所求數(shù)據(jù)作出能量指示圖，見圖78，可知最大盈虧功出現(xiàn)在段，則。（3）求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量和質(zhì)量。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答4273解原來安裝飛輪的軸的轉(zhuǎn)速為，現(xiàn)在電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為，則若將飛輪安裝在電動機(jī)軸上，飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為74解（1）求安裝在主軸上飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。先求最大盈虧功。因?yàn)槭亲畲髣幽芘c最小動能之差，依題意，在通過軋輥前系統(tǒng)動能達(dá)到最大，通過軋輥后系統(tǒng)動能達(dá)到最小，因此則飛輪的轉(zhuǎn)動慣量（2）求飛輪的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速。（3）因?yàn)橐粋€周期內(nèi)輸入功和和輸出功相等，設(shè)一個周期時間為，則，因此有。75解機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答43圖79一個周期驅(qū)動力矩所作的功為一個周期阻力矩所作的功為又時段內(nèi)驅(qū)動力矩所做的功為因此最大盈虧功為機(jī)組的平均角速度為機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答44故飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為76答本書介紹的飛輪設(shè)計方法，沒有考慮飛輪以外其他構(gòu)件動能的變化，而實(shí)際上其他構(gòu)件都有質(zhì)量，它們的速度和動能也在不斷變化，因而是近似的。77解圖710圖711由圖見一個運(yùn)動循環(huán)的力矩圖有四個重復(fù)圖示，因此，可以以一個周期只有來計算。（1）求驅(qū)動力矩。一個周期內(nèi)驅(qū)動力矩功和阻力矩功相等，又依題意驅(qū)動力矩為常數(shù)，故有，（2）求最大盈虧功。根據(jù)圖710做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)標(biāo)注，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并標(biāo)注“”號或“”號，然后根據(jù)各自區(qū)間盈虧功機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答45的數(shù)值大小按比例作出能量指示圖（圖711）如下首先自向上做，表示區(qū)間的盈功，；其次作向下表示區(qū)間的虧功，；然后作向上表示區(qū)間的盈功，至此應(yīng)形成一個封閉區(qū)間，。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功。（3）求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。（4）求飛輪的質(zhì)量。由課本公式78得78解圖712圖713機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答46（1）求驅(qū)動力矩。一個周期內(nèi)驅(qū)動力矩功和阻力矩功相等，又依題意驅(qū)動力矩為常數(shù)，故有，（2）求最大盈虧功。根據(jù)圖712做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)標(biāo)注，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并標(biāo)注“”號或“”號，然后根據(jù)各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比例作出能量指示圖（圖713）如下首先自向下做，表示區(qū)間的虧功，；其次作向上表示區(qū)間的盈功，；然后作向下表示區(qū)間的虧功，；作向上表示區(qū)間的盈功，至此應(yīng)形成一個封閉區(qū)間，。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功。（3）求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答4779答機(jī)械有規(guī)律的，周期性的速度變化稱為周期性速度波動。系統(tǒng)速度波動是隨機(jī)的、不規(guī)則的，沒有一定周期的稱為非周期性速度波動。調(diào)節(jié)周期性速度波動的常用方法是在機(jī)械中加上轉(zhuǎn)動慣量很大的回轉(zhuǎn)件飛輪。非周期性速度波動常用調(diào)速器調(diào)節(jié)。經(jīng)過調(diào)節(jié)后只能使主軸的速度波動得以減小，而不能徹底根除。710解圖714圖715（1）先求阻力矩。因?yàn)樽枇貫槌?shù)，故有，再求發(fā)動機(jī)平均功率。一個周期內(nèi)輸出功為；一個周期所用的時間為；因此發(fā)動機(jī)的平均功率為。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答48（2）首先求最大盈虧功。根據(jù)圖714做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)標(biāo)注，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并標(biāo)注“”號或“”號，然后根據(jù)各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比例作出能量指示圖（圖715）如下首先自向下做，表示區(qū)間的虧功；其次作向上表示區(qū)間的盈功；然后向下表示區(qū)間的虧功，至此應(yīng)形成一個封閉區(qū)間。欲求，先求圖715中的長度。由圖知，因此有，則根據(jù)所求數(shù)據(jù)作出能量指示圖，見圖715，可知最大盈虧功出現(xiàn)在段，則。則求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答49（3）若將飛輪轉(zhuǎn)動慣量減小，而保持原值，可將飛輪安裝在速度較高一點(diǎn)的軸上，設(shè)該軸的轉(zhuǎn)速為，則有，81解依題意該轉(zhuǎn)子的離心力大小為該轉(zhuǎn)子本身的重量為則，即該轉(zhuǎn)子的離心力是其本身重量的倍。82答方法如下（1）將轉(zhuǎn)子放在靜平衡架上，待其靜止，這時不平衡轉(zhuǎn)子的質(zhì)心必接近于過軸心的垂線下方；（2）將轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)過一個小角度，然后放開，轉(zhuǎn)子緩慢回擺。靜止后，在轉(zhuǎn)子上畫過軸心的鉛垂線1；（3）將轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)過一個小角度，然后放開，轉(zhuǎn)子緩慢回擺。靜止后畫過軸心的鉛垂線2；（4）做線1和2的角平分線，重心就在這條直線上。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答5083答（1）兩種振動產(chǎn)生的原因分析主軸周期性速度波動是由于受到周期性外力，使輸入功和輸出功之差形成周期性動能的增減，從而使主軸呈現(xiàn)周期性速度波動，這種波動在運(yùn)動副中產(chǎn)生變化的附加作用力，使得機(jī)座產(chǎn)生振動。而回轉(zhuǎn)體不平衡產(chǎn)生的振動是由于回轉(zhuǎn)體上的偏心質(zhì)量，在回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生方向不斷變化的離心力所產(chǎn)生的。（2）從理論上來說，這兩種振動都可以消除。對于周期性速度波動，只要使輸入功和輸出功時時相等，就能保證機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)為零，徹底消除速度波動，從而徹底消除這種機(jī)座振動。對于回轉(zhuǎn)體不平衡使機(jī)座產(chǎn)生的振動，只要滿足靜或動平衡原理，也可以消除的。（3）從實(shí)踐上說，周期性速度波動使機(jī)座產(chǎn)生的振動是不能徹底消除的。因?yàn)閷?shí)際中不可能使輸入功和輸出功時時相等，同時如果用飛輪也只能減小速度波動，而不能徹底消除速度波動。因此這種振動只能減小而不能徹底消除。對于回轉(zhuǎn)體不平衡產(chǎn)生的振動在實(shí)踐上是可以消除的。對于軸向尺寸很小的轉(zhuǎn)子，用靜平衡原理，在靜平衡機(jī)上實(shí)驗(yàn)，增加或減去平衡質(zhì)量，最后保證所有偏心質(zhì)量的離心力矢量和為零即可。對于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子，用動平衡原理，在動平衡機(jī)上，用雙面平衡法，保證兩個平衡基面上所有偏心質(zhì)量的離心力食量和為零即可。84機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答51圖87解已知的不平衡質(zhì)徑積為。設(shè)方向的質(zhì)徑積為，方向的質(zhì)徑積為，它們的方向沿著各自的向徑指向圓外。用作圖法求解，取，作圖87所示。由靜平衡條件得由圖87量得，。85圖89機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答52解先求出各不平衡質(zhì)徑積的大小方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖89所示。由靜平衡條件得由圖89量得，方向與水平夾角為。86圖811解（1）求質(zhì)心偏移實(shí)際就是求靜平衡時的平衡向靜，因此可以按照靜平衡條件考慮這個問題。先求出各不平衡質(zhì)徑積的大小機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答53方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖811（A）所示。由靜平衡條件得由圖量得，則質(zhì)心偏移的距離為，偏移的方向就是平衡質(zhì)徑積的方向，與水平夾角為。（2）求左右支反力實(shí)際上就是求動平衡時在左右支點(diǎn)所在平面所需要的平衡力。先把不平衡質(zhì)量在兩支承所在平面上分解。左支承；右支承；則在兩個支承所在平面上的質(zhì)徑積的大小分別為左支承；右支承；方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖811（B）（C）所示。由動平衡條件得左支承，量得，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答54則支反力大小為右支承，量得，則支反力大小為87圖813解（1）先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面和上分解。基面基面則在兩個基面上的質(zhì)徑積分別為基面，方向垂直向下?；妫较虼怪毕蛏?。用作圖法求解，取，作圖813（A）（B）所示。由動平衡條件得基面，平衡質(zhì)徑積，方向垂直向上。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答55基面，平衡質(zhì)徑積，方向垂直向下。88圖814解先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面和上分解?；婊鎰t在兩個基面上的質(zhì)徑積分別為機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答56基面圖815基面用作圖法求解，取，作圖815（A）（B）所示。由動平衡條件得和機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答57由圖上量取，方向如圖815（A）（B）所示。校核。設(shè)坐標(biāo)軸方向如圖815所示，用解析法校核?；嫦蛴邢蛴谢嫦蛴邢蛴袃蓚€平面在向和向合力均為零，因此所得結(jié)果正確。由于回轉(zhuǎn)半徑為，因此所加的平衡質(zhì)量應(yīng)為89機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答58圖817解先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面和上分解。基面基面則在兩個基面上的質(zhì)徑積的大小分別為機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答59基面基面方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖817（A）（B）所示。由動平衡條件得基面，量得，方向如圖所示。基面量得，方向如圖所示。810解（1）求左右支反力實(shí)際上就是求動平衡時在支點(diǎn)、所在平面所需要的平衡力。先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面和上分解。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答60基面基面則在兩個基面上的質(zhì)徑積的大小分別為基面基面方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖819（A）機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答61圖819（B）所示。由動平衡條件得基面，量得，則支反力方向如圖819（A）所示，大小為。基面量得，則支反力方向如圖819（B）所示，大小為（2）如果在面上加一平衡質(zhì)徑積進(jìn)行靜平衡，則按靜平衡條件求解，只需要，和三個質(zhì)徑積矢量和為零即可。方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖819（C）所示。由靜平衡條件得。量得，方向如圖819（C）所示。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答62（3）靜平衡之后，按照有三個偏心質(zhì)量做動平衡計算，求取基面和上的平衡力即可。同理把所有不平衡質(zhì)量在兩平衡基面和上分解，然后求基面上的質(zhì)徑積，有基面，基面，方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖819（D）（E）所示。由動平衡條件得基面，量得，則支反力方向如圖819（D）所示，大小為?；媪康?，則支反力方向如圖819（E）所示，大小為（4）靜平衡后，兩個支座的支反力一個增大，一個減小。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答6391答退火將鋼加熱到一定溫度，并保溫到一定時間后，隨爐緩慢冷卻的熱處理方法。主要用來消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度，便于切削。正火將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間后，空冷或風(fēng)冷的熱處理方法?？上齼?nèi)應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工；對一般零件，也可作為最終熱處理，提高材料的機(jī)械性能。淬火將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間后，浸入到淬火介質(zhì)中快速冷卻的熱處理方法?？商岣卟牧系挠捕群湍湍バ裕嬖诤艽蟮膬?nèi)應(yīng)力，脆性也相應(yīng)增加。淬火后一般需回火。淬火還可提高其抗腐蝕性。調(diào)質(zhì)淬火后加高溫回火的熱處理方法。可獲得強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等均較好的綜合力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于較為重要的零件設(shè)計中。表面淬火迅速將零件表面加熱到淬火溫度后立即噴水冷卻，使工件表層淬火的熱處理方法。主要用于中碳鋼或中碳合金鋼，以提高表層硬度和耐磨性，同時疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性都有所提高。滲碳淬火將工件放入滲碳介質(zhì)中加熱，并保溫一定時間，使介質(zhì)中的碳滲入到鋼件中的熱處理方法。適合于低碳鋼或低碳合金鋼，可提高表層硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韌性和高塑性。92解見下表機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答6493解查教材表91，Q235的屈服極限查手冊GB70688標(biāo)準(zhǔn)，14號熱軋工字鋼的截面面積則拉斷時所所的最小拉力為94解查教材表91，45鋼的屈服極限許用應(yīng)力把夾緊力向截面中心轉(zhuǎn)化，則有拉力和彎距截面面積抗彎截面模量機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答65則最大夾緊力應(yīng)力分布圖如圖所示圖93題94解圖95解查手冊，查手冊退刀槽寬度，溝槽直徑，過渡圓角半徑，尾部倒角設(shè)所用螺栓為標(biāo)準(zhǔn)六角頭螺栓，對于的螺栓，最小中心距，螺栓軸線與箱壁的最小距離。96解查手冊，當(dāng)圓軸時，平鍵的斷面尺寸為且軸上鍵槽尺寸、輪轂鍵槽尺寸。圖95題96解圖97解（1）取橫梁作為示力體，當(dāng)位于支承右側(cè)處時由得機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答66由得由得由得（2）橫梁彎矩圖圖97題97解圖（3）橫梁上鉚釘組的載荷力矩水平分力垂直分力98解水平分力在每個鉚釘上產(chǎn)生的載荷垂直分力在每個鉚釘上產(chǎn)生的載荷機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答67力矩在每個鉚釘上產(chǎn)生的載荷各力在鉚釘上的方向見圖所示圖99題98解圖根據(jù)力的合成可知，鉚釘1的載荷最大99解鉚釘所受最大載荷校核剪切強(qiáng)度校核擠壓強(qiáng)度均合適。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答68910解支承可用鑄鐵HT200或鑄鋼ZG270500。其結(jié)構(gòu)立體圖見圖。圖910題910解圖支承的可能失效是回轉(zhuǎn)副的磨損失效，或回轉(zhuǎn)副孔所在橫截面處拉斷失效。911解（1）輪齒彎曲應(yīng)力可看成是脈動循環(huán)變應(yīng)力。（2）大齒輪循環(huán)次數(shù)（3）對應(yīng)于循環(huán)總次數(shù)的疲勞極限能提高提高了124倍。912答由圖51可見，惰輪4的輪齒是雙側(cè)受載。當(dāng)惰輪轉(zhuǎn)一周時，輪齒任一側(cè)齒根處的彎曲應(yīng)力的變化規(guī)律未進(jìn)入嚙合，應(yīng)力為零，這一側(cè)進(jìn)入嚙合時，該側(cè)齒根受拉，并逐漸達(dá)到最大拉應(yīng)力，然后退出嚙機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答69合，應(yīng)力又變?yōu)榱恪＝又硪粋?cè)進(jìn)入嚙合，該側(cè)齒根受壓，并逐漸達(dá)到最大壓應(yīng)力，當(dāng)退出嚙合時，應(yīng)力又變?yōu)榱?。所以，惰?輪齒根部的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力。913答在齒輪傳動中，輪齒工作面上任一點(diǎn)所產(chǎn)生的接觸應(yīng)力都是由零（該點(diǎn)未進(jìn)入嚙合）增加到一最大值（該點(diǎn)嚙合），然后又降低到零（該點(diǎn)退出嚙合），故齒面表面接觸應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力。914解（1）若支承可以自由移動時，軸的伸長量（2）兩支承都固定時，因軸的溫升而加在支承上的壓力915基孔制優(yōu)先配合為、，試以基本尺寸為繪制其公差帶圖。圖913題915解圖機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答70916答（1）公差帶圖見題916解圖。（2）、均采用的是基軸制，主要是為了制造中減少加工孔用的刀具品種。圖915題916解圖101證明當(dāng)升角與當(dāng)量摩擦角符合時，螺紋副具有自鎖性。當(dāng)時，螺紋副的效率所以具有自鎖性的螺紋副用于螺旋傳動時，其效率必小于50。102解由教材表101、表102查得，粗牙，螺距，中徑螺紋升角，細(xì)牙，螺距，中徑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答71螺紋升角對于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋中，細(xì)牙螺紋的升角較小，更易實(shí)現(xiàn)自鎖。103解查教材表101得粗牙螺距中徑小徑螺紋升角普通螺紋的牙側(cè)角，螺紋間的摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦角擰緊力矩由公式可得預(yù)緊力拉應(yīng)力查教材表91得35鋼的屈服極限機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答72擰緊所產(chǎn)生的拉應(yīng)力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了材料的屈服極限，螺栓將損壞。104解（1）升角當(dāng)量摩擦角工作臺穩(wěn)定上升時的效率（2）穩(wěn)定上升時加于螺桿上的力矩（3）螺桿的轉(zhuǎn)速螺桿的功率（4）因，該梯形螺旋副不具有自鎖性，欲使工作臺在載荷作用下等速下降，需制動裝置。其制動力矩為105解查教材表91得Q235的屈服極限，查教材表106得，當(dāng)控制預(yù)緊力時，取安全系數(shù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答73由許用應(yīng)力查教材表101得的小徑由公式得預(yù)緊力由題圖可知，螺釘個數(shù)，取可靠性系數(shù)牽曳力106解此聯(lián)接是利用旋轉(zhuǎn)中間零件使兩端螺桿受到拉伸,故螺桿受到拉扭組合變形。查教材表91得，拉桿材料Q275的屈服極限，取安全系數(shù)，拉桿材料的許用應(yīng)力所需拉桿最小直徑查教材表101，選用螺紋（）。107解查教材表91得，螺栓35鋼的屈服極限，查教材表106、107得螺栓的許用應(yīng)力機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答74查教材表101得，的小徑螺栓所能承受的最大預(yù)緊力所需的螺栓預(yù)緊拉力則施加于杠桿端部作用力的最大值108解在橫向工作載荷作用下，螺栓桿與孔壁之間無間隙，螺栓桿和被聯(lián)接件接觸表面受到擠壓；在聯(lián)接接合面處螺栓桿則受剪切。假設(shè)螺栓桿與孔壁表面上的壓力分布是均勻的，且這種聯(lián)接的預(yù)緊力很小，可不考慮預(yù)緊力和螺紋摩擦力矩的影響。擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算公式為其中；為螺栓桿直徑。螺栓桿的剪切強(qiáng)度驗(yàn)算公式機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答75其中表示接合面數(shù)，本圖中接合面數(shù)。109解（1）確定螺栓的長度由教材圖109A）得螺栓螺紋伸出長度螺栓螺紋預(yù)留長度查手冊選取六角薄螺母GB617286，厚度為墊圈GB938716，厚度為則所需螺栓長度查手冊中螺栓系列長度，可取螺栓長度螺栓所需螺紋長度，取螺栓螺紋長度（2）單個螺栓所受橫向載荷（3）螺栓材料的許用應(yīng)力由表91查得被聯(lián)接件HT250的強(qiáng)度極限查表106取安全系數(shù)被聯(lián)接件許用擠壓應(yīng)力查教材表91得螺栓35鋼的屈服極限，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答76查表106得螺栓的許用剪切應(yīng)力螺栓的許用擠壓應(yīng)力（4）校核強(qiáng)度查手冊，六角頭鉸制孔用螺栓GB2888，其光桿直徑螺栓的剪切強(qiáng)度最小接觸長度擠壓強(qiáng)度所用螺栓合適。1010解（1）每個螺栓所允許的預(yù)緊力查教材表91得45鋼的屈服極限，查教材表106、107得，當(dāng)不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時，碳素鋼取安全系數(shù)由許用應(yīng)力查教材表101得的小徑由公式得機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答77預(yù)緊力（2）每個螺栓所能承擔(dān)的橫向力由題圖可知，取可靠性系數(shù)橫向力（4）螺栓所需承擔(dān)的橫向力（5）螺栓的個數(shù)取偶數(shù)。在直徑為155的圓周上布局14個的普通螺栓，結(jié)構(gòu)位置不允許。1011解（1）初選螺柱個數(shù)（2）每個螺柱的工作載荷（3）螺柱聯(lián)接有緊密性要求，取殘余預(yù)緊力（4）螺柱總拉力機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答78（5）確定螺柱直徑選取螺柱材料為45鋼，查表91得屈服極限，查教材表106得，當(dāng)不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時，暫時取安全系數(shù)許用應(yīng)力螺栓小徑查教材表101，取螺栓（），由教材表107可知取安全系數(shù)是合適的。（6）確定螺柱分布圓直徑由題1011圖可得取。（7）驗(yàn)證螺柱間距所選螺柱的個數(shù)和螺柱的直徑均合適。1012解（1）在力作用下，托架不應(yīng)滑移，設(shè)可靠性系數(shù)，接合面數(shù)，此時每個機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答79螺栓所需的預(yù)緊力（2）在翻轉(zhuǎn)力矩作用下，此時結(jié)合面不應(yīng)出現(xiàn)縫隙。托架有繞螺栓組形心軸線OO翻轉(zhuǎn)的趨勢，上邊兩個螺栓被拉伸，每個螺栓的軸向拉力增大了，下邊兩個螺栓被放松，每個螺栓的軸向力減小了，則有力的平衡關(guān)系，故可得為使上邊兩個螺栓處結(jié)合面間不出現(xiàn)縫隙，也即殘余預(yù)緊力剛為零，則所需預(yù)緊力（3）每個螺栓所需總的預(yù)緊力（4）確定螺栓直徑選取螺栓材料為35鋼，查教材表91屈服極限，查教材表106得，當(dāng)不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時，暫時取安全系數(shù)許用應(yīng)力螺栓小徑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答80查教材表101，取螺栓（），由教材表107可知取安全系數(shù)也是合適的。1013解1計算手柄長度查手冊,梯形螺紋GB579686，公稱直徑，初選螺距,則中徑，小徑螺紋升角當(dāng)量摩擦角所需的轉(zhuǎn)矩則,手柄的長度2確定螺母的高度初取螺紋圈數(shù),則螺母的高度這時處于1225的許可范圍內(nèi)。1014解選用梯形螺紋。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答81（1）根據(jù)耐磨性初選參數(shù)初選查表108螺旋副的許用壓強(qiáng)，取查手冊，選取梯形螺紋GB579686，選取公稱直徑，中徑，小徑，螺距。（2）初選螺母初步計算螺母的高度則螺栓與螺母接觸的螺紋圈數(shù)，取螺母的高度系數(shù)（3）校核耐磨性螺紋的工作高度則螺紋接觸處的壓強(qiáng)合適。（4）校核螺桿的穩(wěn)定性機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答82起重器的螺母端為固定端，另一端為自由端，故取，螺桿危險截面的慣性半徑，螺桿的最大工作長度，則螺桿的長細(xì)比臨界載荷取安全系數(shù)，不會失穩(wěn)（5）校核螺紋牙強(qiáng)度對于梯形螺紋對于青銅螺母，合適。1015解（1）初選螺紋直徑查手冊，選取梯形螺紋GB579686，選取公稱直徑，中徑，小徑，螺距。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答83（2）驗(yàn)證其自鎖性螺紋升角當(dāng)量摩擦角，所以滿足自鎖條件。（3）校核其耐磨性設(shè)螺栓與螺母參加接觸的螺紋圈數(shù)，則螺母的高度，處于1225的許可范圍內(nèi)。螺紋的工作高度則螺紋接觸處的壓強(qiáng)查教材表108，鋼對青銅許用壓強(qiáng)，合適。（4）校核螺桿強(qiáng)度取，則所需扭矩則危險截面處的強(qiáng)度機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答84對于45鋼正火，其許用應(yīng)力，故合適。（5）校核螺桿的穩(wěn)定性壓力機(jī)的螺母端為固定端，另一端為鉸支端，故取，螺桿危險截面的慣性半徑，螺桿的最大工作長度，則螺桿的長細(xì)比，不會失穩(wěn)。（6）校核螺紋牙強(qiáng)度對于梯形螺紋對于青銅螺母，合適。（7）確定手輪的直徑由得1016解（1）選用A型平鍵，查教材表109，由軸的直徑可得平鍵的截面尺寸，；由聯(lián)軸器及平鍵長度系列，取鍵的長度。其標(biāo)記為鍵GB109679（2）驗(yàn)算平鍵的擠壓強(qiáng)度機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答85由材料表1010查得，鑄鐵聯(lián)軸器的許用擠壓應(yīng)力A型鍵的工作長度，使用平鍵擠壓強(qiáng)度不夠，鑄鐵軸殼鍵槽將被壓潰。這時可使軸與聯(lián)軸器孔之間采用過盈配合，以便承擔(dān)一部分轉(zhuǎn)矩，但其缺點(diǎn)是裝拆不便。也可改用花鍵聯(lián)接。1017解（1）選擇花鍵根據(jù)聯(lián)軸器孔徑，查手冊可知花鍵小徑最接近，故選擇矩形花鍵的規(guī)格為花鍵GB114487花鍵的齒數(shù)、小徑，大徑，鍵寬，鍵長取，倒角（2）驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度取載荷不均勻系數(shù)齒面工作高度平均半徑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答86查教材表1011，在中等工作條件、鍵的齒面未經(jīng)熱處理時，其許用擠壓應(yīng)力，故合適。111解1）由公式可知輪齒的工作應(yīng)力不變，則則，若，該齒輪傳動能傳遞的功率112解由公式可知，由抗疲勞點(diǎn)蝕允許的最大扭矩有關(guān)系設(shè)提高后的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力分別為、當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時，轉(zhuǎn)矩和功率可提高69。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答87113解軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)分別驗(yàn)算其接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。（1）許用應(yīng)力查教材表111小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度210230HBS取220HBS；大齒輪ZG270500正火硬度140170HBS，取155HBS。查教材圖117，查教材圖1110,查教材表114取，故（2）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，驗(yàn)算公式為其中小齒輪轉(zhuǎn)矩機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答88載荷系數(shù)查教材表113得齒寬中心距齒數(shù)比則、，能滿足接觸強(qiáng)度。（3）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度，驗(yàn)算公式其中齒形系數(shù)查教材圖119得、則滿足彎曲強(qiáng)度。114解開式齒輪傳動的主要失效形式是磨損，目前的設(shè)計方法是按彎曲強(qiáng)度設(shè)計，并將許用應(yīng)力降低以彌補(bǔ)磨損對齒輪的影響。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答89（1）許用彎曲應(yīng)力查教材表111小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度210230HBS取220HBS；大齒輪45鋼正火硬度170210HBS，取190HBS。查教材圖1110得,查教材表114，并將許用應(yīng)用降低30故（2）其彎曲強(qiáng)度設(shè)計公式其中小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查教材表113得取齒寬系數(shù)齒數(shù)，取齒數(shù)比齒形系數(shù)查教材圖119得、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第五版習(xí)題解答90因故將代入設(shè)計公式因此取模數(shù)中心距齒寬115解硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是折斷，設(shè)計方法是按彎曲強(qiáng)度設(shè)計，并驗(yàn)算其齒面接觸強(qiáng)度。（1）許用彎曲應(yīng)力查教材表111，大小齒輪材料40CR