《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》習(xí)題解答機(jī)械工程學(xué)院目錄第0章緒論-------------------------------------------------------------------1第一章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及其自由度----------------------------------2第二章平面連桿機(jī)構(gòu)---------------------------------------------------------4第三章凸輪機(jī)構(gòu)-------------------------------------------------------------6第四章齒輪機(jī)構(gòu)------------------------------------------------------------8第五章第六章間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)------------------------------------------------------26第七章機(jī)械的調(diào)速與平衡------------------------------------------------29輪系及其設(shè)計(jì)------------------------------------------------------19第八章帶傳動---------------------------------------------------------------34第九章鏈傳動---------------------------------------------------------------38第十章聯(lián)接------------------------------------------------------------------42第十一章軸------------------------------------------------------------------46第十二章滾動軸承---------------------------------------------------------50第十三章滑動軸承--------------------------------------------------------56第十四章聯(lián)軸器和離合器---------------------------第十五章彈簧--------------------------------第十六章機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-------------------------第0章緒論0-1機(jī)器的特征是什么？機(jī)器和機(jī)構(gòu)有何區(qū)別？[解]1）都是許多人為實(shí)物的組合；2）實(shí)物之間具有確定的相對運(yùn)動；3）能完成有用的機(jī)械功能或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。0-2構(gòu)件和零件的區(qū)別是什么？指出縫紉機(jī)的通用和專用零件。[解]構(gòu)件是運(yùn)動的基本單元，而零件是制造的基本單元?？p紉機(jī)上的通用零件有：螺絲、螺母、齒輪等，專用零件有：曲軸、凸輪、飛輪、腳踏板等。0-3機(jī)械零件[解]有鋼、鑄鐵、有0-4機(jī)械零件的[解]有強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、壽命準(zhǔn)則和振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則。0-5機(jī)械零件結(jié)構(gòu)工藝性的基本[解]1）選擇合理的毛坯；2）結(jié)構(gòu)簡單、便于加工；常用的材料有哪幾類？色金屬、非金屬材料等。主要計(jì)算準(zhǔn)則有哪些？要求有哪些？3）便于裝折和維修。0-6為什么在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)要盡量采用標(biāo)準(zhǔn)零件？[解]使用標(biāo)準(zhǔn)零件，可以簡化設(shè)計(jì)工作，可以有效地組織現(xiàn)代化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高勞動生產(chǎn)率。第一章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及其自由度1-1一個(gè)在平面內(nèi)自由遠(yuǎn)東的構(gòu)件有多少個(gè)自由度？[解]有3個(gè)自由度。1-2在平面內(nèi)運(yùn)動副所產(chǎn)生的約束數(shù)與自由度有何關(guān)系？[解]約束數(shù)1-3如何判別有構(gòu)件和運(yùn)動副組成的系統(tǒng)是否具有確定的相對運(yùn)動？[解]自由度數(shù)=原動件數(shù)系統(tǒng)無確定的相對運(yùn)動+自由度=3自由度數(shù)原動件數(shù)系統(tǒng)有確定的相對運(yùn)動1-4在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)應(yīng)注意哪幾個(gè)問題？[解]復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。1-5繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖時(shí)[解]用簡單的線條和1-6繪制圖1-15所示的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖[解]，用什么來表示機(jī)構(gòu)和運(yùn)動副？符號表示構(gòu)件和運(yùn)動副。，并計(jì)算其自由度。a)n3，P4，P0LHF=33-24=1b)n4，P5，P1LHF=34-251=1c)n3，P4，P0LHF=33-24=1d)n3，P4，P0LHF=33-24=11-7試計(jì)算下列圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出機(jī)構(gòu)中存在的復(fù)合鉸鏈，局部自由度或虛約束。[解]a)n5,P7,P0LHF=35-27=1b)n5,P7,P0(c處為復(fù)合鉸鏈)LHF=35-27=1c)n5,P7,P0LHF=35-27=1d)n5,P7,P0(c處為復(fù)合鉸鏈)LHF=35-27=1e)n4,P5,P1(F處為虛約束)LHF=34-251=1f)n4,P5,P1(c處為復(fù)合鉸鏈)LHF=33-232=1g)n3,P3,P2(22、為虛約束)LHF=33-232=1第二章平面連桿機(jī)構(gòu)2-1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式有幾種？[解]有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2-2四桿機(jī)構(gòu)的[解]、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)三種。行程速比系數(shù)與極位夾角的關(guān)系如何確定？180KK112-3在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm。分別把構(gòu)件a、b、c、d作為機(jī)[解]曲柄存在的條件60+150<120+100架，所對應(yīng)的為何種類型的機(jī)構(gòu)？A為機(jī)架，是雙曲柄機(jī)構(gòu)；b、d為機(jī)架，是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；c為機(jī)架，是雙搖桿機(jī)構(gòu)。2-4在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，如何確定最小傳動角？[解]曲柄與機(jī)架共線時(shí)連桿與搖桿之間的夾角，兩位置中夾角較下的為最小傳動角。2-5四桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的[解]有改變機(jī)構(gòu)的形架三種。2-6已知一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿長度l=150mm,擺角45，行程速比系數(shù)演化方式主要有哪幾種？狀和相對尺寸、擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副尺寸、選用不同的構(gòu)件為機(jī)3k=1.25，試確定曲柄、連桿和機(jī)架的長度ll和l。124[解]1.251201.251180取3mmmm，按書上的作圖方法作圖，該題為無窮多組解，取1兩固定鉸鏈在水平直線上。由圖得AC86mm，AC56mm。則2AB(ACAC)215mm，BCACAB71MM2121l=AB=45mmL=BC=213mml=AD=165mmABBCAD1112-7已知一曲柄滑塊機(jī)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l和l。12[解]1.411801.4130取作圖，由圖上量得。1mmAC82mm，AC28mmmm121解之得l=27mm，l=55mmABBC2-8已知一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的固定件長度l=1000mm，行程速比系數(shù)k=1.5，試4確定曲柄長度和導(dǎo)桿擺角。[解]1.251.251136導(dǎo)桿的擺角180由解析法得曲柄長度l1000sin18309mmAB2-9已知一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，搖桿與機(jī)架之間的夾角分別為固45,90,12定件長度l=300mm搖桿長度l=200mm，試確定曲柄和連桿的長度l和l。4312[解]取5mm/mm作圖，得l=72.5mm，l=287.7mm。12第三章凸輪機(jī)構(gòu)3-1從動件的常用運(yùn)動規(guī)律有哪種？各適用在什么場合？[解]1)等速運(yùn)動規(guī)律，使用于低速、輕載的場合；2）等加速等減速運(yùn)動規(guī)律，適用于中速、輕載的場合；3）余弦加速度運(yùn)動規(guī)律（簡中、低速；4）正弦加速諧運(yùn)動規(guī)律），適用于度運(yùn)動規(guī)律，適用于高速。3-2凸輪機(jī)構(gòu)的常用類型有幾種？選擇凸輪的類型時(shí)應(yīng)該考慮哪些因素？[解]按凸輪的形狀分：盤形凸輪、移動凸輪和圓柱凸輪；按從動件形狀來分：尖端從動件、滾子從動件和平底從動件；按凸輪與從動件鎖合形式分：力鎖合選擇凸輪時(shí)，應(yīng)考慮凸輪形式等。3-3圖解法設(shè)計(jì)凸輪時(shí)，采用了什么[解]才用反轉(zhuǎn)原理，和幾何鎖合。和從動件的相對運(yùn)動形式從動件的運(yùn)動原理？簡單敘述此原理的主要內(nèi)容。即給整個(gè)機(jī)構(gòu)加上一個(gè)反向轉(zhuǎn)動，各構(gòu)件之間的相對運(yùn)動并不改變，根據(jù)這一原理，設(shè)想給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一反向轉(zhuǎn)動（即加上一個(gè)凸輪角速度轉(zhuǎn)向相反、數(shù)值相等繞凸輪回轉(zhuǎn)中心0的角速度（-）的轉(zhuǎn)動），則凸輪處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，從動件一方面隨機(jī)架以角速度（-）繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動，另一方面又按給定的運(yùn)動規(guī)律作往復(fù)移動或擺動。3-4何謂凸輪的運(yùn)動失真？滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)針時(shí)，應(yīng)如何解決？[解]在凸輪設(shè)計(jì)中，由于實(shí)際輪廓出現(xiàn)交叉現(xiàn)象某加工時(shí)交叉的部分被切去，使得從動件不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律稱為運(yùn)動失真。是由于r>。實(shí)際時(shí)要避免時(shí)針，必須滾子從動件運(yùn)動失真kmin使r>kmin。3-5試用作圖法設(shè)計(jì)一對心尖頂直動草叢洞見行程凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線。已知凸輪一等角速順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，從動件行程h=40mm，凸輪的基圓半徑r=50mm，從動件運(yùn)動規(guī)律為：。從4135,30,120,750123動件在推程以余弦加速度運(yùn)動規(guī)律（簡諧運(yùn)動）上升，在回程以等加速和等減速運(yùn)動規(guī)律返回。3-6在上題中1）如果采用一對心滾子從動件，其滾子半徑r=10mm，其k它條件與上相同。試設(shè)計(jì)此凸輪輪廓曲線。2）：如果采用偏置方式，凸輪軸心偏向從動件軸線的右側(cè)，其它條件相同，試設(shè)計(jì)此凸輪的輪廓曲線。3-7試用作圖法設(shè)計(jì)一擺動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線。已知凸輪等角速順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，基圓半徑r=70mm，中心距a=160mm，擺桿0長度l=100mm，滾子半徑r=10mm，從動件的運(yùn)動規(guī)律為：。沖動件在推k程和回程均以正弦加速度運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動。（以上三題見教材上的作圖方法）第四章齒輪機(jī)構(gòu)4-1為什么要規(guī)定模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)系列？在直齒圓柱齒輪是標(biāo)準(zhǔn)值？[解]為了設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和使用的斜齒法面模數(shù)圓錐齒輪4-2漸開線直齒圓柱齒輪的這些參數(shù)稱為基本參數(shù)？[解]基本參數(shù)：齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角、齒頂高系數(shù)h*和頂隙系數(shù)、斜齒圓柱齒輪，蝸桿蝸輪和直齒圓錐齒輪上何處的模數(shù)方便。直齒輪端面模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值；是標(biāo)準(zhǔn)值；蝸桿蝸輪中間平面上的模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值；大端的模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值。基本參數(shù)有哪幾個(gè)？那些是標(biāo)準(zhǔn)的，其標(biāo)準(zhǔn)值是否相同？為什么a。其中后四個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)的，標(biāo)準(zhǔn)值不相同。c*4-3分度圓與節(jié)圓有什么區(qū)別？在什么情況下節(jié)圓與分度圓重合？[解]分度圓是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。節(jié)圓是過節(jié)點(diǎn)所作的兩個(gè)相切的圓。標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)節(jié)圓與分度圓重合。4-4漸開線的形狀取決于什么？若兩個(gè)齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別相等，但壓力角不同，他們齒數(shù)不同，他們齒廓漸開線形狀是否相同？一對相嚙合的兩個(gè)齒輪，若它們的齒數(shù)不同，他們齒廓的漸開線形狀是否相同？[解]取決于基圓的4-5何謂齒廓的根切現(xiàn)象？產(chǎn)生根切的原因是什么？易發(fā)生根切？根切有什么危害？如何避免根切？[解]齒輪齒根的漸開線齒廓被切去的現(xiàn)象為根切現(xiàn)象。原因是展成法加工時(shí)，刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的焦點(diǎn)超過了被切極大小。不同。不同。是否基圓愈小愈容限點(diǎn)N。不是。根切使刀具的齒頂線或齒頂圓與捏合線的焦點(diǎn)不超過極限點(diǎn)N可避免根切。4-6平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)嚙合條件與正確嚙合條件相比較有何異同？[解]平行軸斜齒輪是、蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)和直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的正確直齒圓柱機(jī)構(gòu)的法面（或端面）的模數(shù)和壓力角相等，且；蝸桿蝸輪是中間面上模數(shù)和壓力角相等且為標(biāo)準(zhǔn)值，12且；直齒圓錐齒輪是大端的模數(shù)和壓力角相等且為標(biāo)9012準(zhǔn)值。4-7何謂平行軸斜齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪當(dāng)量齒數(shù)？當(dāng)量齒數(shù)有什么用途？[解]斜齒圓柱齒輪量齒數(shù)：；圓錐齒輪當(dāng)量齒數(shù)：zz。coszzcos3vv當(dāng)量齒數(shù)用于齒輪加工、強(qiáng)度計(jì)算、變位系數(shù)的選擇等處。4-8齒輪傳動常見的失效形式有哪些？各種失效形式常在何種情況下發(fā)生？試對工程實(shí)際中見到的齒輪失效形式和原因進(jìn)行分析。齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則有哪些，他們分別針對何種失效形式？在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，對于一般使用的閉式硬齒面、閉式軟齒面和開式齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則是什么？[解]失效形式：輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性變形。當(dāng)齒根彎曲應(yīng)力過大或突然過載、沖擊載荷等易產(chǎn)生折斷。在閉式傳動中，若接觸應(yīng)力過大，齒輪工作一段時(shí)間后會出現(xiàn)點(diǎn)蝕。齒面磨損是由于齒面間的灰塵、硬屑粒等引起的。齒面膠合是在高速、重載傳動中，高溫、高壓使兩接觸面熔粘在一起而產(chǎn)生的。塑性變形是在重載情況下產(chǎn)生的。計(jì)算準(zhǔn)則；齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，針對齒面點(diǎn)蝕；齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，針對齒根彎曲疲勞折斷。閉式硬齒面齒輪傳動設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)；閉式軟齒面齒輪傳動設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲疲勞強(qiáng)度；開式齒輪傳動設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。4-9現(xiàn)有A、B兩對閉式軟齒面直齒圓柱齒輪傳動，A對參數(shù)為；模數(shù)m=2mm，齒數(shù)z=40，z=90，齒寬b=60mm；B對參數(shù)為：模數(shù)m=4mm，12齒數(shù)z=20，z=45，齒寬b=60mm。兩對齒輪精度為8級，小齒輪轉(zhuǎn)速均12為1450r/min，其它條件分別相同。的高低。[解]兩對齒輪接觸強(qiáng)度試比較兩對齒輪接觸強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度相同，彎曲強(qiáng)度第二對較高。4-10應(yīng)主要根據(jù)哪些因素來決定齒輪的結(jié)構(gòu)型式？常見的齒輪結(jié)構(gòu)型式有哪幾種？它們分別用于何種場合？[解]根據(jù)齒輪的結(jié)構(gòu)型式：齒輪軸，用于直徑很小的結(jié)構(gòu)，用于d500mm;輪輻式結(jié)構(gòu)，用于400d1000mm。幾何尺寸、毛坯材料、加工工藝等決定等決定齒輪結(jié)構(gòu)型式。場合；實(shí)心結(jié)構(gòu)，用于d160mm;a腹板式aa4-11已知一對外嚙合正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪m=2mm，z1=20,z2=45,試計(jì)算這對吃的亂分度直徑、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、齒厚和齒槽寬。[解]d22040mm1d24590mm2h122mmah1.2522.5mmfc2.520.5mmd402244mma1d902294mma2d4022.535mmf1d9022.585mmf2d40cos2037.588mmb1d90cos2084.572mmb2p26.28mmse3.144-12已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪m=5mm，，z=45，試分別20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]1分度圓=545sin2038.4772=20基圓=0=0b1齒頂圓r54551117.5mm2a112.5cos20117.5cos0.8997a25.88a117.5sin25.8851.288a4-13試比較正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓和齒根圓，在什么條件下基圓大于齒根圓？什么條件下基圓小于齒根圓？[解]ddcosmzcos20bdd2.5mm(z2.5)fddm(z2.50.9397z)m(0.0603z2.5)fb由上式可見，當(dāng)齒數(shù)z增大時(shí)，（dd）值亦增大。fb當(dāng)dd0時(shí)，得fb2.5z=41.40.0603因此，當(dāng)z42時(shí)，dd；反之，當(dāng)z42時(shí)，dd。fbfb4-14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)不等的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其分度圓齒厚、齒頂圓和齒根圓齒厚是否相等，哪個(gè)較大。[解]分度圓齒厚相等，齒頂圓和齒根圓齒厚不等，因基圓愈小，漸開線愈彎曲，基圓愈大，漸開線愈平直，故齒數(shù)多的齒輪齒頂圓和齒根圓的齒厚大。4-15現(xiàn)需要傳動比i=3的一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，有三個(gè)壓力角相等的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，它們的齒數(shù)分別為z=20，z=z3=60,12齒頂圓直徑分別為d=44mm，d=124mm，d=139.5mm，問哪兩個(gè)齒輪a1a2a3能用？中心距a等于多少？并用作圖法求出它們的重合度。[解]dmz2h*m20m2h*m44a11aadmz2h*m60m2h*m124a22aadmz2h*m60m2h*m139.5a33aa解得；齒輪1、2能用。m2mm，a80mm。4-16單級閉式直齒圓柱齒輪傳動中，小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，大齒輪的材料為ZG270—500正火，P=4kw，n=720r/min，m=4mm，1z=25,z2=73,b=84mm,b=78mm,單向傳動，載荷有中等沖擊，用電動機(jī)驅(qū)112動，試驗(yàn)算此單級傳動的強(qiáng)度。[解]1.驗(yàn)算接觸強(qiáng)度（1）計(jì)算接觸應(yīng)力KT(1)6701dH3d1T9.55106P5.3104Nmm;1n173b782.92;0.78;K1.3(查表45)，25其中，則d1001d1.35.3104(2.921)231N/mm26700.781002.92H3（2）查許用應(yīng)力[]小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)，HB=217—255，取HHB=220；大齒輪ZG270—500，正火，HB=156—200取HB=180。查圖4-21c得=560N/mm2；查圖4-21bHlim1得=360N/mm2。由表4-6，S=1.1。HHlim2560[]616N/mm21.1則H1360[]327.27N/mm21.1H2（3）結(jié)論<[],故滿足接觸強(qiáng)度要求。HH2．驗(yàn)算（1）計(jì)算其中，由表4-8得彎曲強(qiáng)度2KTYY彎曲應(yīng)力1FSbmd1FY2.26,Y1.59;Y2.24,Y1.75,其余同接觸強(qiáng)度。F1則S1F2S221.35.31042.621.5918.4N/mm2784100F1F221.35.31042.241.7517.3N/mm2784100（2）查許用應(yīng)力[]由圖4-23c，=185N/mm2；由圖FFlim14-23b，=130N/mm2。查表4-6，取S=1.4，則FFlim2[]1851.4132.14N/mm2F1[]1301.492.85N/mm2F2(3)結(jié)論：彎曲強(qiáng)度也滿足。4-17已知一對正常齒漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜圓柱齒輪a=250mm,z=23,z=98,m=4mm試計(jì)算其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。12n當(dāng)量齒數(shù)、分度圓[解]m(zz)98)0.968cos4(23n122a2250得14.534mmt0.9684.132mmncostanancostan20tana0.376cos14.53ta20.6t230.96898zv125.363z108.0530.9684v1d12395.041mm0.9684d298404.959mm0.968d95.0412m103.041mma1nd404.9592m412.959mmna2d95.0412.5m85.041mmf1nd404.9592.5m394.959mmf2n4-18設(shè)計(jì)一對55mm，問：（1）該對齒輪標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪外嚙合圓柱齒輪，已知z=21,z=32,m=2,實(shí)際中心距為12n能否采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動？（2）若采用傳動來滿足中心距要求，其分度圓螺旋角、反度圓直徑d、d和節(jié)圓直徑各為多少？2d、d121[解]（1）不能采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動（2）由a2(2132)552cos15.50dd2cos2143.585mm11dd2cos3266.415mm224-19已知單級閉式斜齒輪傳動P=10kW,n=960r/min,i=3.7，電動機(jī)驅(qū)動，1載荷平穩(wěn)，雙向傳動，設(shè)小齒輪用40MnB調(diào)質(zhì)，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，z=25，1試設(shè)計(jì)此單級斜齒輪傳動。[解]1.計(jì)算許用應(yīng)力小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)，HB=260；大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)，HB=230（表4-4）查圖4-21，=680N/mm2，=590N/mm2Hlim1Hlim2查圖4-23，=220N/mm2，=190N/mm2Flim1Flim2表4-6，S=1.1，S=1.4，則HF6801.15901.1[]618.18N/mm2536.36N/mm2H1[]H2[]0.7220110N/mm21.4F1[]0.719095N/mm21.4F22．按接觸疲勞設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式KT(1)(610d)231[]1DH其中：k1.1(表45)，（1表47），DT9.55106P9.55106109.95104Nmm9601n1則1.19.95104(3.71)([536.36]610)256.4413.7d31取12,ziz3.72178,則21dcos56.44cos12m2.63mm1z121n3(2178)151.82mm取標(biāo)準(zhǔn)值m3，則a2cos12n3(2178)0.977取a152mm,則cos215212.32321d64.485mmcos12.321378d2238.595mmcos12.32bd64.485mm圓整后2d1b65mm;b70mm。213.較核彎曲強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)21z22.5283.40(cos12.32)3v178zv2(cos12.32)3由表48得，Y2.705,Y1.573,Y2.215,Y1.773F1則S1F2S21.6KTYY1.61.19.95102.7051.573cos12.3241F1Sbmdn1165364.485F157.89MPaYF2YS253.43MPaF1YYF2F1S1彎曲強(qiáng)度滿足要求。4-20標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動的蝸桿軸向齒距p=15.708mm,蝸桿頭數(shù)z=2,蝸桿齒頂1圓直徑d=60mm,蝸輪的齒數(shù)z=40,試確定其模數(shù)m、蝸桿鐵性系數(shù)q、a12蝸輪分度圓直徑d和中心距a。2[解]p15.708m5m因dd2m,則d602550mma111qd110mdmz540200mm22ma(qz)125mm224-21試判斷圖中所示各蝸桿蝸輪的轉(zhuǎn)向和旋向（蝸桿主動），并畫出各蝸輪所受三個(gè)分力的方向。[解]a)蝸輪右旋，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，左旋；d)蝸桿蝸輪都為右旋；蝸輪受力圖如圖：4-22在圖示的二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器中，已知從Ⅰ軸輸入，Ⅲ4的輪齒旋向?yàn)橛倚?。試解答：b）蝸桿右旋，轉(zhuǎn)向向下；c)蝸桿蝸輪都為軸為輸出軸，其轉(zhuǎn)動方向如圖所示，齒輪（1）標(biāo)出輸入軸Ⅰ和中間軸Ⅱ的轉(zhuǎn)向（2）確定并標(biāo)出齒輪1、2和3的齒輪旋向，要求使Ⅱ軸上所受軸向力盡可能小。（3）標(biāo)出各個(gè)齒輪在嚙合點(diǎn)處所受各分力的方向。（4）畫出Ⅱ軸聯(lián)同齒輪2和3一體的空間受力圖。[解]（1）輸入軸，中間軸；（2）輪Ⅰ右旋，輪2左旋，輪3左旋；、（3）如圖；（4）如圖。4-23在圖示直齒圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器中，已知錐齒輪m=5mm,z=25,z=60,齒寬b=50mm;斜齒輪m=6mm,z3=21,z=84。（1）欲12n4使軸Ⅱ上的軸向力在軸承上的作用完全抵消，求斜齒輪3的螺旋角的大小和旋向。（2）試畫出作用在斜齒輪3和錐齒輪2上的圓周力F、徑向力tF和軸象立F的作用線和方向。ra[解]（1）FF即a2a32T2iTtan11d1tancosd1m1得sin0.1667,9.63齒輪3為右旋（3）如圖。第五章輪系及其設(shè)計(jì)5-1什么是惰輪？它在輪系中起什么作用？[解]其齒數(shù)不影響傳動比大小，但改變從動輪轉(zhuǎn)向的齒輪，其作用是改變從動輪轉(zhuǎn)向。5-2在定軸輪系中，如何來確定首、末兩輪轉(zhuǎn)向間的關(guān)系？[解]（1）當(dāng)所有齒輪軸線平行時(shí)，可用（-1）確定：m（2）用畫箭頭的方法。5-3什么叫周轉(zhuǎn)輪系的“轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)”？它在計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動比中起什么作用？[解]給整個(gè)輪系加上一個(gè)附加的角速度（-）后所得的機(jī)構(gòu)。H“轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)”可以使周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計(jì)算轉(zhuǎn)化成用定軸輪系傳動比的計(jì)算方法計(jì)算。5-4在差動輪系中，若兩個(gè)基本機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向，如何確定第三個(gè)基本構(gòu)件的轉(zhuǎn)向？[解]又周轉(zhuǎn)輪系傳動比計(jì)5-5周轉(zhuǎn)輪系中兩輪傳動比的的正負(fù)號相同嗎？[解]不同。因?yàn)橹苻D(zhuǎn)輪系中兩輪的傳動比是算公式確定。正負(fù)號該周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中兩輪傳動比為什么？真實(shí)角速度之比，而轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中兩輪的傳動比是相對角速度之比。5-6計(jì)算混合輪系傳動比的基本思路是什么？能否通過給整個(gè)輪系加上一個(gè)公共的角速度（-）的方法來計(jì)算整個(gè)輪系的傳動比？為什么？H[解]基本思路：（1）區(qū)分基本輪系（2）分別列出基本輪系的計(jì)算公式；（3）找出基本輪系間的關(guān)系；（4）聯(lián)立各式，求出要求的傳動比。不能。因?yàn)榛旌陷喯挡皇且粋€(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系。5-7如何從復(fù)雜的混合輪系中劃分出各個(gè)基本輪系？[解]先找行星輪，再找支持行星輪的系桿及其中心論，則行星輪、系桿、中心輪和基價(jià)組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系。重復(fù)上述方法，直至找出所有的周轉(zhuǎn)輪系后，剩余的便是定軸輪系。5-8什么樣的輪系[解]差動輪系?？梢赃M(jìn)行運(yùn)動的合成和分解？5-9在圖中所示的車床變速箱中，已知各輪齒數(shù)為z=42,z=58,z=38,z=42,z=50,z=48,電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min，若移動三聯(lián)123456滑移齒輪a使齒輪3’和4’嚙合,又移動聯(lián)雙滑移齒輪b使齒輪5’和6’嚙合，試求此時(shí)帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。[解]zzz24842581.465in1(1)364zzz50384216n65311450則n=n989.76r/min1.4651-1.46565-10在圖5-16所示的滾齒機(jī)工作臺的傳動系統(tǒng)中，已知各齒輪的齒數(shù)為z=15,z=28,z=15,z=55,z=40，被加工齒輪B的齒數(shù)為2，試計(jì)算傳動比12349i。75[解]iAzB72nnBzAAB又izzzz1555z4014797zzzz2815z1AB2358nz5155540則inz2815721.097575575-11如圖所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z=z,n=100r/min,n=20r/min,13H1試求下列兩種情況下輪3的轉(zhuǎn)速n：3（1）當(dāng)n與n同向時(shí)：（2）當(dāng)n與n相反時(shí)。3H1H[解]nn(1)iH1nn201001Hn100133H3n180r/min與n同向31nnnn320100n1003(2)iH1131HHn220r/min與n反向315-12在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z=30,z=30,z=90,z=40,z=30,1233’4z=40,z=30,試求此輪系的傳動比i。4’51H[解]定軸輪系1-2-3in1z3313nz13行星輪系3’-4-4’-5nnH45zz40401634zz30309i3H35nnH5因n，則in11.312551HnH5-13在圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z=24,z=48,z=30,z=102,z=20,122’33’z=40,z=100。試求該輪系的傳動比i。451H[解]差動輪系1-2-2’-3-H-6nnzz23zz4824102306.812iH1Hnn133H定軸輪系3'456i5z3200.2n10053n3z5因，n=n，則in141.85H1HnH5-14在圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z=26,z=32,z=22,z=80,z=80，122’34又n=300r/min，n=50r/min兩者轉(zhuǎn)向相反，試求齒輪4的轉(zhuǎn)速n的大小134和方向。[解]差動輪系1-2-2’-3nnzz23zziH1Hnn13123H300n32804.48n13.9H即2622H50nH差動輪系3-2’-4nnnnz4z336iH34H34H即50nnnH980204H聯(lián)立二式得n155.97r/min45-15在圖示的大速比減速器中，已知蝸桿1和5的頭數(shù)為1，且均為右旋，各輪齒數(shù)為z=101,z=99,z=z,z=100，z=100。（1）試求傳動比i。1’22’44’5’1H（2）若主動蝸桿1的轉(zhuǎn)速為1375r/min的電動機(jī)帶動，問輸出軸H轉(zhuǎn)一周需要多長時(shí)間？[解]（1）定軸輪系1-2-6zn1nz122定軸輪系1’-5’-5-4’-6zz5n1zz14n45差動輪系2’-3-4-H-6nniHz412H24nn4z2H由于2的回轉(zhuǎn)方向與4的回轉(zhuǎn)方向相反，則n2101199100100i1H119800001nH(2)上式表明H轉(zhuǎn)一周時(shí)，蝸桿1轉(zhuǎn)1980000周，故H轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為1980000/601375=24h5-16汽車自動變速器中的預(yù)選式行星變速器如圖所示。Ⅰ軸為主動軸，Ⅱ軸為從動軸，S，P為制動帶，其轉(zhuǎn)動有良種情況：（1）S壓緊齒輪3，P處于松開狀態(tài)；（2）P壓緊齒輪6。S處于松開狀態(tài)。已知各齒輪數(shù)為z=30,z=30,z=z=90,z=40，z=25。試求良種請寬下的傳動比。i1H12364[解]（1）1-2-3-6組成行星輪系nnz3zi61316nn36z1n113zn61n得14n64（1）-5-6-H組成差動輪系nnnn4z4ziH34H3H3nnHnniHz69z441Hnnnn466H6求聯(lián)立得H4ni1H2.081nH(2)4-5-6-H組成行星輪系nn0nHi3.251HiHiHHz69z1446164得5-17如圖所示自行車?yán)锍瘫頇C(jī)構(gòu)中，C為車輪軸，P為里程表指針。已知各齒輪數(shù)為：z=17,z=23,z=19，z=20,z=24。設(shè)輪胎受壓變形后使28英寸車輪的有效直徑約為0.7m，當(dāng)車行1km時(shí)，表試求齒輪2的齒數(shù)。1244’5上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周。[解]定軸輪系1-2n1nz1z22行星輪系3-4-4’-5(P)-2(H)20231zzzzi1i213124194411452525z1聯(lián)立二式得ii521z114251i12當(dāng)車行一公里時(shí)C軸的轉(zhuǎn)數(shù)為n10000.7轉(zhuǎn)，此時(shí)5轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)，1則in50.751n110001711000得z0.71146825-18如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z=34,z=40,z=30,z=18,z=38,122’33’z=24,z=36，z=22。試求該輪系的傳動比i，并說明軸A與軸H的轉(zhuǎn)向AH1’44’是否相同。[解]4-1和4’-3’組成定軸輪系：34inAz1nz436A1138inA3znz422A331’-2-2’-3-H組成差動輪系:nnzz23zz40182430iH131Hnn23H1因n和n，則用同號代入第三式得31innA1.15H與A同向AHH第六章間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)6-1在間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)中，怎樣保證從動件在停歇時(shí)間確實(shí)靜止不動？[解]采用止動構(gòu)件或利用幾何形狀鎖住。6-2常見的棘輪機(jī)構(gòu)有哪幾種？試述棘輪機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)。[解]常用類型：單動式、雙動式；單向式、雙向式；外嚙合、內(nèi)嚙合；摩擦式等。如圖6-1，當(dāng)擺桿1順時(shí)針方向擺動時(shí)，棘爪2將插入棘輪齒槽中，并帶動棘輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一定的角度；當(dāng)擺桿逆時(shí)針方向擺動時(shí)，棘爪在棘輪的齒背上滑過，這時(shí)棘輪不動。為防止棘輪倒轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)中裝有止回棘爪5，并用彈簧使止回爪與棘輪齒始終保持接觸。這樣，當(dāng)白干1連續(xù)往復(fù)擺動時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了棘輪的單向間歇運(yùn)動。6-3槽輪機(jī)構(gòu)有哪幾種基本型式？槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動系數(shù)是如何定義的？[解]基本型式：外接式和內(nèi)接式。在一個(gè)運(yùn)動循環(huán)內(nèi)，槽輪運(yùn)動時(shí)間t與撥盤運(yùn)動時(shí)間t之比值bjk稱為運(yùn)動特性系數(shù)。t6-4試述凸輪間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的工作原理及運(yùn)動特點(diǎn)。[解]工作原理：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時(shí)，通過其曲線溝槽（或凸脊）撥動從動盤上的圓柱銷，使從動盤作間歇運(yùn)動。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、轉(zhuǎn)位精確，無需專門的定位裝置，易實(shí)現(xiàn)工作對動程和動停比的要求。通過適當(dāng)選擇從動件的運(yùn)動規(guī)律和合理設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，載荷和避免沖擊，以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。可減小動主要缺點(diǎn)是精確度要求較高，加工比較復(fù)雜，安裝調(diào)整比較困難。6-5不完全齒輪機(jī)構(gòu)[解]在不完全齒輪機(jī)構(gòu)中，主動輪1連續(xù)轉(zhuǎn)動，動輪2開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)輪1上的輪恥退出嚙合時(shí)，的定位作用，齒輪2可靠停歇，從而實(shí)現(xiàn)從動齒輪2的間歇輪的運(yùn)動也是連續(xù)的。6-6設(shè)計(jì)一嚙外合棘輪機(jī)構(gòu)，已知棘輪的模數(shù)m=10mm，棘輪的最小轉(zhuǎn)角與普通齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合過程有何異同點(diǎn)？當(dāng)輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，從由于兩輪的凸、凹鎖止弧轉(zhuǎn)動。而普通齒輪嚙合是連續(xù)的，從動12，試設(shè)計(jì)該棘輪機(jī)構(gòu)。max360[解]棘輪最小齒數(shù)z30max齒頂圓直徑周節(jié)D=mz=300mmP=m=10=7.5mm齒槽夾角齒項(xiàng)厚60h=0.75m=7.5mm棘爪長度L2P=62.8mm6-7某自動機(jī)床工作轉(zhuǎn)臺要求有6個(gè)工作位置，轉(zhuǎn)臺靜止時(shí)完成加工工序，最長的工序時(shí)間為5s，原動機(jī)轉(zhuǎn)動速度為720r/min，槽輪與撥盤之間的中心距a200mm,試設(shè)計(jì)此槽輪機(jī)構(gòu)。[解]槽數(shù)z=7圓銷數(shù)z’=1z(z2)1運(yùn)動系數(shù)k2z3t取中心距a=160mmrasin160180mm圓銷回轉(zhuǎn)半徑槽頂高221Lacos160cos30138.6mm2取圓銷半徑槽底高r=20mmhL(rr)434.56mm111凸圓弧張開角2()240z2槽頂側(cè)壁厚e=6mm第七章機(jī)械的調(diào)速與平衡7-1什么是速度波動？為什么機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生速度波動？[解]機(jī)械主軸的角速度發(fā)生不斷的變化稱為間歇的速度波動。機(jī)械在外力作用下運(yùn)動，當(dāng)驅(qū)動功大于阻力功時(shí)，出現(xiàn)盈功，機(jī)械的動能將增加；當(dāng)驅(qū)動功小于阻力功時(shí)，出現(xiàn)虧功，則使機(jī)械的動能減小。機(jī)械動能的變化使得機(jī)械主軸的角速度發(fā)生變化，從而形成機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的速度波動。7-2機(jī)械速度波動的類型有哪幾種？分別用什么方法來調(diào)試？[解]類型：周期性速度波動和非周期性波動。周期性速度波動用飛輪來調(diào)節(jié)；非周期性波動用調(diào)速器來調(diào)節(jié)。7-3飛輪的作用有哪些？能否用飛輪來調(diào)節(jié)非周期性速度波動？[解]飛輪不僅可以調(diào)節(jié)周期性波動，還有儲能作用，可以克服短期過載。非周期性速度波動不能用飛輪來調(diào)節(jié)。7-4機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻程度用什么來表示？飛輪的轉(zhuǎn)動慣量與不均勻系數(shù)有何關(guān)系？[解]機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻程度用不均勻系數(shù)來表示。關(guān)系：JWmax2m7-5機(jī)械平衡的目的是什么？[解]目的：完全或部分地消除慣性力的影響，減小或消除附加的動壓力，減輕有害的機(jī)械振動。7-6機(jī)械平衡有哪幾類？[解]機(jī)械平衡可以分為回轉(zhuǎn)件的平衡和機(jī)構(gòu)的平衡兩類。7-7剛性回轉(zhuǎn)的動平衡和靜平衡，而動平衡不僅是慣性力平衡，而且要慣性力矩也平衡。[解]靜平衡條件：慣性力的合力等于零。條件：慣性力的合力偶矩都等于零。7-8為什么試驗(yàn)平衡試驗(yàn)有哪幾種？[解]動平衡要進(jìn)行平衡雖然經(jīng)過平衡計(jì)算的回轉(zhuǎn)件在理論上是完全平衡的，但由于制造和安裝誤差及材質(zhì)不均勻等原因，還會存在不平衡現(xiàn)象，這種不平衡現(xiàn)象只能用試驗(yàn)的方法來進(jìn)一步平衡。平衡試驗(yàn)有靜平衡試驗(yàn)和動平衡試驗(yàn)兩種。7-9為什么設(shè)計(jì)一個(gè)剛性回轉(zhuǎn)件時(shí)要確定它的不平衡量？[解]回轉(zhuǎn)件通過試驗(yàn)后可將不平衡慣性力以及其引起的動力效應(yīng)減小到相當(dāng)?shù)偷某潭龋剞D(zhuǎn)件一般不可能達(dá)到完全平衡。在實(shí)際工作中對回轉(zhuǎn)見的平衡要求高是沒有必要的，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該確定許用不平衡量。7-10有四個(gè)不平衡質(zhì)量m=3kg,m=6kg,m=7kg,m=9kg，它們位于同一回1234轉(zhuǎn)平面內(nèi)，向徑分別為r=20mm、r=12mm、r=10mm、r=8mm，其夾角1234依次互為，如圖所示。現(xiàn)要求在回轉(zhuǎn)半徑r=10mm處加一平衡質(zhì)量m，bb試求m的大小和方位。b[解]X方向：即mcos1mrcosmrmr32071010bb1133bY方向：mrsinmrmr612980bb2244即msin0b則得m1kg,0b7-11有一薄壁轉(zhuǎn)盤質(zhì)量為m，經(jīng)靜平衡試驗(yàn)測定其質(zhì)心偏距為r，方向如圖垂直向下。由于該回轉(zhuǎn)面不允許安裝平衡質(zhì)量，只能在平面Ⅰ、Ⅱ上調(diào)整，求應(yīng)加的平衡質(zhì)徑積及其方向。[解]在Ⅰ、Ⅱ面內(nèi)加的質(zhì)徑積為mr和mrbbbbⅠ面M0mra=mr(ba)bba得mrmr與mr同向b-abbⅡ面M0mrb=mr(ba)bb得mrmra與mr反向b-abb7-12圖示A、B兩根曲軸，曲拐在同一平面中，其質(zhì)徑，mrmrmrmr11223344長度。試分析其平衡狀態(tài)（不平衡、靜平衡、動平衡）lll312B軸：平衡。（靜平衡、動平衡）7-13高速水泵的凸輪軸由三個(gè)互相錯(cuò)開120的偏心輪組成。每一偏心輪的質(zhì)量為0.4kg，其偏心距為12.7mm。設(shè)在校正平面A和B中各裝一個(gè)平衡質(zhì)量m和m使之平衡，其回轉(zhuǎn)半徑為10mm,其它尺寸如圖（單位為ABmm）試求的大小和位置。[解]將m、m、m分解到A、B兩平面，得ABcmm190mm40cc230cc230mm115mm115DD230DD230mm40mm190EE230EE230取OD為X軸建立坐標(biāo)系，在平面A中mrcosmrcos120mrmrcos240aaAccDDEE=12.7(0.4(1)20.44(1))19232232=0mrsinmrsin1200mrsin240aaAccEE=12.7(0.4(3)0.44(3))19232232=2.869kgmm因sin為負(fù)值，故270AADA2.869m0.2869kg10A因A、B兩面對稱，故m0.2869kgB27090DB第八章帶傳動8-1V帶傳動為什么比平帶傳動承載能力大？[解]因?yàn)閂帶安裝在楔形面內(nèi)，V帶傳動產(chǎn)生的摩擦大于平帶傳動產(chǎn)生的摩擦力，這種現(xiàn)象也稱V帶傳動的楔面摩擦效應(yīng)。另外，動通常是多根帶同時(shí)工作，所以V帶傳動與平帶傳動相比可以傳遞更大的功率。V帶傳8-2傳動帶工作時(shí)有哪些應(yīng)力？這些應(yīng)力是如何分布的？最大應(yīng)力點(diǎn)在何處？[解]有拉應(yīng)力，離心應(yīng)力和彎曲應(yīng)力三種應(yīng)力。應(yīng)力分布如圖8-13。最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處。8-3影響帶傳動承載能力的因素有哪些？如何提高帶傳動的承載能力？[解]有摩擦系數(shù)、包角和初拉力。摩擦系數(shù)、包角和初拉力越大，帶的承載能力越大。8-4什么是彈性滑動？什么是打滑？在工作中彈性滑動和打滑是否都能避免？為什么？[解]因材料的彈性變形而引起的帶與帶輪輪緣表面之間產(chǎn)生的相對滑動現(xiàn)象稱為彈性滑動。打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動。打滑是可以避免的，而彈性華東是不可避免的。8-5帶傳動的失效形式有：①打滑；②疲勞破壞。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶傳動不發(fā)生打滑的前提下，充分發(fā)揮帶傳動的能力，使傳動具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。8-6為什么V帶剖面的楔角為40，而帶輪的槽角則為32、34、36及38？[解]由于帶在帶輪上彎曲時(shí)要產(chǎn)生橫向的楔角邊小。8-7已知帶傳動的功率為7.5kW,平均帶速為10ms1，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，[解]試求緊邊拉力、有效工作拉力及初拉力。10007.5750NPFV,F100010FFFF122則F2F1500N1FF0NF1125218-8一V帶傳動，為600mm，小帶輪為主動，轉(zhuǎn)速為1440（2）帶長；（3）不考慮帶傳動的彈性滑動為0.015時(shí)大帶輪的[解]已知兩帶輪的直徑分別為125mm和315mm，中心距。試求：（1）小帶輪的包角；時(shí)大帶輪的轉(zhuǎn)速；（4）滑動率rmin1實(shí)際轉(zhuǎn)速。DD157.3161.85(1)18021aDD1)2a(DD)121905.8mm(2)L(224a2125(3)nnD11440571.4r/min31521D2D(1)562.86r/min(4)nn211D28-9設(shè)計(jì)一作減速傳動的普通V帶傳動，每天工作8h，載荷較平穩(wěn)，已知電動功率為5kW，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1440，從動帶輪的輸出轉(zhuǎn)速為rmin1650。rmin1[解](1)確定計(jì)算功率PKP5kwca其中K1(表83)AA（2）選擇帶的型號為A型。（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑滑動率=0.02，得由表8-4，取D90mm，設(shè)1nn1440650DD(1)900.98195.4mm1221由表84，取D200mm。2（4）驗(yàn)算帶速Dn901440v=6.78m/s11601000601000在525m/s范圍內(nèi)，所以帶速合適。和帶的基準(zhǔn)長度（5）確定中心距Ld初選中心距450mm,符合00.7（D+D）<a2(D+D)12012由式（8-1）得帶長(90200)(20090)1362mm2450（D-D）3.1422L=2a（D+D）+2450214a02012由表82對工A型帶選用基準(zhǔn)長度L1400mm,然后計(jì)算實(shí)際中心距，d由式（8-34）得(1400-1362)a=450+469mm2中心距變動范圍：a4690.0151400448mmmina4690.0151400490mmmax(6)小帶輪包角a180D-D57.3121a1802009057.3166.5120469(7)確定帶的根數(shù)zD因D90mm,i3.622D(1)11n1440r/min,查表85得1P1.07kw0查表86得P0.17kw0因166.5查表871K0.958a因L1400mm,查表88得dK0.96L由式（8-37）得pca5(P+P)KK(1.070.17)0.9580.964.38z=00取z5根。aL(8)確定初拉力查表81，q0.10kgm1,并由式（3-03得8單根普通V帶的處拉力為500p2.5caF0(1)qv2kzva2.51)0.16.782500556.780.958(123.3N(9)計(jì)算壓軸力由式（8-39）得壓軸力為F2zFsin(/2)25123.3sin(166.52)1224.5NQ0(10)帶傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。略。第九章鏈傳動9-1套筒滾子鏈的結(jié)構(gòu)如何組成的，鏈的節(jié)距和排數(shù)對承載能力有何影響？[解]套筒滾子鏈由滾子1、套筒2、銷軸3、內(nèi)鏈板4和外鏈斑5組成正比。p可提高承載能力9-2鏈傳動[解]增大鏈節(jié)距。鏈傳動的承載能力與鏈的排數(shù)成正比。工作時(shí)受有哪些力，這些力如何確定？有效圓周力、離心拉力和懸垂拉力。9-3分別寫出鏈傳動的平均傳動比和瞬時(shí)傳動比表達(dá)式。[解]平均傳動比nzi12nz21Rcosrdcosr瞬時(shí)傳動比i1瞬時(shí)22dcos1Rcos219-4鏈條節(jié)數(shù)一般取為偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)一般取為奇數(shù)，其中有什么理由、[解]節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，要采用過渡鏈節(jié)，過渡鏈節(jié)有附加彎曲載荷。鏈輪齒數(shù)為奇數(shù)，是為了使磨損均勻。9-5鏈傳動為何小鏈輪的齒數(shù)不宜過少？而大鏈輪齒數(shù)又不宜過多？[解]鏈輪齒數(shù)過少時(shí)，多邊形效應(yīng)的影響嚴(yán)重，加劇了傳動的不均勻性，工作條件惡化，加速鉸鏈的磨損。所以為了使傳動平穩(wěn)及減少動載荷，小鏈輪的齒數(shù)宜取多些。鏈輪的齒數(shù)也不宜過多，過多將縮短鏈的使用壽命。因?yàn)殒湽?jié)磨損后，套筒和滾子都被磨薄而且中心偏移，這時(shí)鏈與輪齒實(shí)際嚙合的節(jié)距將增大，因而分度圓的直徑也增大。鏈輪齒數(shù)越多，分度圓直徑的增量就越大，所以鏈節(jié)越向外移，因而鏈從鏈輪上脫落下來的可能性也就越大，鏈的使用壽命也就越短，因此通常限制大鏈輪的齒數(shù)。z12029-6一滾子鏈傳動，鏈輪z=23,z=63,鏈條型號為08A，鏈長L=100節(jié)。12p試求連鏈輪的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑及中心距。[解]P12.7d93.27sin(180)sin(18023)1z1P12.7d2254.79mmsin(180)sin(18063)z2Pzz2)(Lzz)8(zz(LP)12112222242P12.74402(10043)(10043)28()2352.6mm9-7設(shè)計(jì)一滾子鏈傳動。齒數(shù)、鏈條節(jié)距[解]1.選擇鏈輪的齒數(shù)已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=960rmin1,試確定大、小鏈輪1、傳動中心距、鏈節(jié)數(shù)以及作用在鏈輪軸上的壓力。設(shè)V=38ms1，由表9-5取小鏈齒輪數(shù)z=67，所以大鏈輪數(shù)1z=iz=3.221=67.2，取z=67。2122．初步確定中心距40p03.鏈條節(jié)數(shù)azzPzzL2P()0P1222122a040p2167p6721)21252P(40P22取L126。P4．計(jì)算功率Pca由表9-2查得K=1.0，故有APKP1.044kWcaA5．鏈條節(jié)距p由式9-10得PcaKKKP0zLP估計(jì)此鏈傳動工作于圖9-11所以曲線的左側(cè)，由表9-3得z21K(1)1.04()1.041.11,z1919K(Lp)0.25()0.251.06,12619100LK1.0,則有P4P1.111.061.03.4kW0由圖911查得當(dāng)n960rmin1時(shí)，選用10A鏈條，節(jié)距p=15.875mm。16．實(shí)際中心距為便于張緊，將中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的，所以不必計(jì)算實(shí)際中心距，可取aa40p4015.875635mm07．驗(yàn)算鏈速由式（9-14），9602115.8755.34ms160100nzp11v60100符合要求。8.選擇潤滑方式按p=15.875mm,v=5.34ms-1,由圖9-15查得應(yīng)采用油浴或飛濺潤滑。9．計(jì)算壓軸力FQ由式（9-15），F(xiàn)=KF，取K=1.15QQQ4F1000P/v100749N5.34FKF1.15749861.4NQQ10．鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略。第十章聯(lián)接10-1螺紋的主要類型有哪幾種？如何合理地選用？[解]類型：矩形螺紋、三角螺紋（普通）、梯形螺紋和鋸齒螺紋。應(yīng)用見表10-210-2螺紋聯(lián)接的種類有哪些？它們個(gè)用[解]類型：螺o10-3螺紋的主要在何種場合？栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接和緊定螺釘連接。參數(shù)：（1）大徑d（D）（2）小徑d1（D1）（3）中徑d2(D2)；（4）螺距p;(5)導(dǎo)程s（6）螺紋升角；（7）牙型；（8）牙型斜角（9）螺紋牙的工作高度h。螺距和導(dǎo)程的關(guān)系：s=np單線時(shí)相等10-4螺紋聯(lián)接防松方法有哪幾種？它們防松的原理是怎么樣的？[解]方法：常用的摩擦防松、機(jī)械防松、破壞紋副的防松。防松原理都是防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。10-5受拉伸載荷作用的緊螺栓聯(lián)接中，為什么總載荷不是預(yù)緊力和拉伸載荷之和？[解]因?yàn)槁菟ê捅宦?lián)接見都是彈性體。10-6螺紋副的效率與哪三角螺紋主要用于聯(lián)接，而梯形、矩形[解]與線數(shù)、螺距和當(dāng)量摩擦角有關(guān)。些因素有關(guān)？為什么多線羅紋多用于傳動，普通、鋸齒形螺紋主要用語傳動？因數(shù)越多，效率越高。當(dāng)量摩擦角，在摩擦因數(shù)一頂?shù)那闆r下，v牙型斜角越大，則當(dāng)量摩擦角越大，效率越低，自鎖性能越好，v所以在螺旋傳動中，為了提高效率，采用牙型斜角小的螺紋，如矩形螺紋、梯形螺旋傳動中，為了提高效率，采用了提高自鎖性能，應(yīng)采用牙型斜角大的螺紋，如三角形螺紋。10-7螺紋副的自鎖條件是什么？[解]螺紋副的自鎖條件為v10-8如圖10-40所示為某機(jī)構(gòu)上拉桿頭用普通粗牙螺紋聯(lián)接。已知拉桿所受最大載荷Q=10kgN，載荷平穩(wěn)拉桿桿頭的材料為Q235，試確定拉桿螺紋直徑。[解]松螺栓聯(lián)接設(shè)計(jì)公式4Fd1Q235鋼，表105，240MPasn1.4240松螺紋設(shè)計(jì)公式表106，171.42MPas410000171.42則d8.62mm1由表103得選用M12的螺桿。10-9如圖10-41所示為一螺栓聯(lián)接，螺栓的個(gè)數(shù)為2，螺紋為M20，許用cw為.2，試計(jì)算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷F。R[解]每個(gè)螺栓的預(yù)緊力d2117.294216041.3F428910.5N1.3Fmf28910.520.29.6KN外載荷F1.2RK10-10如圖10-42所示千斤頂，其額定起重量Q=20KN，采用螺紋副用單線標(biāo)準(zhǔn)螺紋線（公稱直徑d=60mm,中徑d=56mm,螺距p=8mm,牙型T6082角），螺紋副中的摩擦因數(shù)f=0.1，若忽略不計(jì)支撐載荷的托杯與螺30旋上部見的滾動摩擦阻力。試求（1）當(dāng)操作者作用與時(shí)，舉起額定載荷時(shí)作用點(diǎn)至螺旋軸線的距離l;（2）當(dāng)力臂l不變時(shí)，下需的力。手柄上的力為150N降額定載荷所[解]s856(1)tand0.045,2.62f0.1fv0.1035tancos15cosvtan1f5.9v旋轉(zhuǎn)螺母所需力矩ddTF2Qtan()2209.25Nmt22力臂lT1.4mF(2)旋轉(zhuǎn)螺母所需的力矩TFd2Qtan()280.5Nmd22t手柄FT57.5N力方向相反lt10-11圖10-43所示為一差動螺旋機(jī)構(gòu)，螺桿1與機(jī)架4固聯(lián)，其螺紋為能轉(zhuǎn)動；構(gòu)件2沿箭5圈，螺母3向左移動5mm。試求螺旋副的導(dǎo)程S和旋向。右旋，導(dǎo)程s=4mm;螺母3相對機(jī)架4只能移動，不A頭方向轉(zhuǎn)動B[解]構(gòu)件2按箭頭方向轉(zhuǎn)動5圈時(shí)，構(gòu)件2向右移動L=5S=20mm2A螺母3向左移動L=5mm，L<L說明螺旋副B與螺旋副A旋向2相同，皆為右旋。則252（S-S）L（S-S）=2BABALS-S1SS15mm5BABA第十一章軸11-1軸按承載情況可分為哪三種軸？試從實(shí)際機(jī)器中舉例說明其特點(diǎn)。[解]類型：心軸、轉(zhuǎn)軸、傳動軸。自行車前軸、滑輪軸都是心軸。機(jī)床主軸、齒輪軸是轉(zhuǎn)軸。汽車中聯(lián)接變速箱與后橋之間的軸是傳動軸。11-2試述設(shè)計(jì)軸[解]的一般步驟。（1）選擇軸的材料；（2）初估軸的直徑；（3）軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；（4）軸的強(qiáng)度計(jì)算。11-3軸對材料有哪些要求？軸的常用材料有哪些？[解]要求：足夠的疲勞強(qiáng)度，對應(yīng)力集中敏感性小，易于加工，價(jià)格合理。常用的材料：碳素鋼和合金鋼。35、15、50、Q235、Q275、20Cr等311-4公式dAP有何用途？其中A值取決于什么？計(jì)算出的d應(yīng)作為軸n的哪一部分？[解]按轉(zhuǎn)矩估算軸的直徑。A值取決于材料的御用切應(yīng)力。計(jì)算出的d作為軸的最小直徑。11-5軸上零件為什么要作軸向固定？試說明其定位方法及特點(diǎn)。[解]步驟：（1）作出軸的空間受力圖；（2）作出水平玩具圖和垂直平面彎矩圖；（3）計(jì)算合成彎矩圖；（4）作扭矩圖；（50計(jì)算當(dāng)量彎矩（6）計(jì)算危險(xiǎn)截面的軸徑。11-7計(jì)算當(dāng)量彎矩的公式中，意義如何？取值如何確MM2(T)2e定？[解]為由扭矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)。對于不變轉(zhuǎn)矩=0.3；對于脈動循環(huán)變化的轉(zhuǎn)矩=0.6；對于對稱循環(huán)變化的轉(zhuǎn)矩=1。11-8一直齒圓柱減速器如圖11-15所示，z=22，z=77，由軸Ⅰ輸入的功23率P=20kW，軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速n=600r/min，兩軸材料均為45號鋼，試按轉(zhuǎn)矩1初步確定兩軸的直徑。[解]軸Ⅱ轉(zhuǎn)速22n600171.43r/min772由表112，取A110，則d1102035.4mm36001320d110253.75mm171.43圓整后d36mm,d54mm1211-9圖示為單級直齒圓柱齒輪減速器的輸出軸簡圖，齒輪的分度圓直徑距離如圖11-16所示，齒及支點(diǎn)間的輪與兩軸支承對稱分布。如軸的轉(zhuǎn)速為323r/min，傳遞的計(jì)算該危險(xiǎn)截面的直徑。[解]功率為22KW，軸的材料為45號鋼，試按當(dāng)量彎矩（1）求作用在軸上的力扭矩T9.551069.5510622650103NmmPn3232T26.51053960N圓周力Fd328t徑向力FFtan3960tan201440Nrt（2）求彎矩MFL144018064.8103Nmmr44v3960180178103NmmMFLt44HMM2M264.821782103434103NmmvH（4）求當(dāng)量彎矩MM2(T)21892(0.6650)2103434103Nmme（5）求軸徑又表11-3，45鋼調(diào)質(zhì)[]=55MPa1b3434100.155342.9mm3Mde0.11b考慮鍵槽d1.0442.944.6mm取d45mm11-10指出圖11-7中所示軸系結(jié)構(gòu)上的主要錯(cuò)誤，并改正。[解]1）左鍵太長，2）左邊零件軸向未定位3）沒有調(diào)無法調(diào)整軸承游隙；4）左端蓋與軸5）左邊軸6）精加工年太長，左軸承拆卸困難，7）套筒太厚，承內(nèi)圈，軸承無法拆卸；8）齒輪寬度過短，9）右軸承應(yīng)與左軸端蓋無法裝入；整墊片，間無間隙，沒有密封裝置；承裝反了；沒有非定位軸肩；超過軸套筒抵不住齒輪；承同型號，成對安裝；10）右軸承未軸向固定；11）齒輪無潤滑，軸承脂潤滑無擋油環(huán)。第十二章滾動軸承12-1選擇滾動軸承應(yīng)考慮哪些因素?球軸承和滾子軸承在極限轉(zhuǎn)速和承載能力方面各有什么特點(diǎn)?[解］選擇滾動軸承時(shí)應(yīng)考慮軸承所受的載荷情況,軸承轉(zhuǎn)速,調(diào)心性能和結(jié)構(gòu)等要求.球軸承一般極限轉(zhuǎn)速較高,但承載能力較低;滾動軸承極限轉(zhuǎn)速低,而承載能力較高.12-2滾動軸承的主要失效形式有那幾種?設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么?[解]主要失效形式:疲勞點(diǎn)蝕,塑性變形,磨損,膠合和保持架破損等.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:壽命計(jì)算,針對疲勞點(diǎn)蝕;靜載荷計(jì)算,針對塑性變形.12-3試述滾動軸承基本額定壽命,基本額定動載荷及當(dāng)量動載荷的含義.在壽命期限內(nèi)軸承是否出現(xiàn)點(diǎn)蝕?[解]基本額定壽命:一批同型號的軸承,在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn),其可靠度為90%時(shí),能夠達(dá)到或超過的總轉(zhuǎn)速或工作小時(shí)數(shù).基本額定動載荷:軸承基本額定壽命L=1X106r時(shí)，軸承所能承受的載荷值。當(dāng)量動載荷：在某一定恒的徑向（或軸向）載荷，在該載荷作用下，軸承具有與實(shí)際載荷作用下相同的壽命，此載荷稱當(dāng)量動載荷。在壽命期限內(nèi)軸承可能會出現(xiàn)點(diǎn)蝕。出現(xiàn)點(diǎn)蝕的概率為10%12-4在什么情況下滾動軸承要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算？[解]在低速或擺動時(shí)，當(dāng)載荷很大或有沖擊載荷時(shí)要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。12-5滾動軸承的潤滑和密封意義何在？什么情況下選用脂潤滑？[解]潤滑的目的：減少摩擦，降低磨損，具有冷卻，吸振，防銹等作用。密封的目的：防止灰塵