機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)作業(yè)答案

1、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)作業(yè)習(xí)題參考2014.12本章作業(yè)：1-11-13， 1-171-1 至 1-4 解機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如下圖所示。1-5 解1-6解1-7解1-8解1-9解1-10 解本章作業(yè)：習(xí)題 2-1，2-3，2-4題 2-1 答 :曲柄機(jī)構(gòu)。a），且最短桿為機(jī)架，因此是雙b），且最短桿的鄰架，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），且最短桿的對架，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。題 2-3見圖2.16。圖 2.16題 2-4 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 ）因為曲柄空回行程用時，轉(zhuǎn)過的角度為，因此其轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)/分鐘本章習(xí)題：3-1，3

2、-2，3-6（第六版）3-1 解圖 3.10 題 3-1如圖 3.10 所示，以 O 為圓心作圓并與導(dǎo)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(dǎo)路的方向線。推3-2 解角。圖 3.12 題 3-2如圖 3.12 所示，以 O 為圓心作圓并與導(dǎo)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(dǎo)路的方向線。凸輪與從動件在 D 點接觸時的角3-6 解 ：。題 3-6 圖根據(jù) 3-3 題解作圖如圖 3-15 所示。根據(jù)(3.1)式可知，取最大，同時 s2 取最小時，凸輪機(jī)構(gòu)的角最大。從圖 3-15 可知，這點可能在推的

3、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(jī)構(gòu)的角最大，此時=30°。圖3-15 題 3-6本章習(xí)題：4-1, 4-2, 4-5, 4-11, 4-144-1 解分度圓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、齒槽寬4-2可得模數(shù)分度圓直徑4-5 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)齒根圓。，基圓小于4-11 解因螺旋角端面模數(shù)端面角當(dāng)量齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑4-14 答： 一對直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和別相等，即角必須分、。一對斜

4、齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和旋角大小相等、方向角分別相等，螺相反（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)和角分別相等，即m = m = m12 = = 12 + = 12本章習(xí)題：5-1， 5-2， 5-3， 5-4，5-5，5-6， 5-8，5-9， 5-10，5-155-1 解： 蝸輪 2 和蝸輪 3 的轉(zhuǎn)向如圖粗箭頭所示，即和。圖 5.5圖 5.65-2 解： 這是一個系，依題意有：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：通過箭頭法得到齒輪 5 的轉(zhuǎn)向順時針，齒條 6 方向水平。5-3

5、 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：上帶著時針，因此有：9101112，齒輪 9 上帶著分針，齒輪 12。圖 5.7圖 5.85-4 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。5-5 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。圖 5.9圖 5.105-6 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，

6、構(gòu)件為行星架。則有：，圖 5.115-8 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5-9 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 方向為正，則，與方向相同圖 5.145-10 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 組成系。在周轉(zhuǎn)輪系中：（1）在系中：（2）又因為：，聯(lián)立（ 1）、（2）、（3）式可得：（1）當(dāng)，時，的轉(zhuǎn)向與齒輪 1 和 4

7、 的轉(zhuǎn)向相同。（2）當(dāng)時，（3）當(dāng)，時，的轉(zhuǎn)向與齒輪 1和 4 的轉(zhuǎn)向相反。圖 5.185-15 解： 這個起重軸輪系；由蝸輪蝸桿 1和 5以分解為 3 個輪系：由齒輪 3、4 組成的定組成的系；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 2、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）在齒輪輪系中：（3）又因為：， （4）聯(lián)立式（ 1）、（2）、（3）、（4）可解得：。當(dāng)慢速吊重時，電機(jī)剎住，即，此時是平面系，故有：本章習(xí)題：10-8,10-9,10-10,10-1410-8 解 （ 1）確定

8、螺栓的長度由圖 10-9 a）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 GB6172-86，厚度為墊圈 GB93-87 16，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）螺栓材料的應(yīng)力由表 9-1 查得 被聯(lián)接件 HT250 的強(qiáng)度極限查表 10-6 取安全系數(shù)被聯(lián)接件擠壓應(yīng)力查表 9-1 得 螺栓 35 鋼的屈服極限，查表 10-6 得螺栓的剪切應(yīng)力螺栓的擠壓應(yīng)力（ 4）校核強(qiáng)度查手冊，六角頭鉸制螺栓 GB28-88，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。10-9 解 （ 1）每個

9、螺栓所的預(yù)緊力查表 9-1 得 45 鋼的屈服極限，查表 10-6、10-7 得，當(dāng)不能嚴(yán)格預(yù)緊力時，碳素鋼取安全系數(shù)由應(yīng)力查表 10-1 得的小徑由公式得預(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。10-10 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（5）確定螺柱直徑選取螺柱材料為 45 鋼，查表 9-1 得 屈服極限，查表10-6 得，當(dāng)不能嚴(yán)格預(yù)緊力時，暫時取安全系數(shù)應(yīng)力螺栓小徑查表1

10、0-1，取螺栓（），由表 10-7 可知取安全系數(shù)是合適的。（ 6）確定螺柱分布圓直徑由題 10-11 圖可得取。（ 7）驗證螺柱間距所選螺柱的個數(shù)和螺柱的直徑均合適。10-14 解 （1）選用 A 型，查表 10-9，由軸的直徑可得的截面，；由聯(lián)軸器及長度系列，取鍵的長度。其標(biāo)記為：鍵GB1096-79（ 2）驗算的擠壓強(qiáng)度由材料表 10-10 查得，鑄鐵聯(lián)軸器的擠壓應(yīng)力A的工作長度，使用擠壓強(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，但其缺點是裝拆不便。也可改用花鍵聯(lián)接。本章習(xí)題：11-3，11-7， 11-8， 11-9，11-15 ，11-

11、1611-3 解 軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)分別驗算其接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。（ 1）應(yīng)力查表 11-1 小齒輪 45 鋼調(diào)質(zhì)硬度：210230HBS 取 220HBS；大齒輪ZG270-500 正火硬度：140170HBS，取 155HBS。查圖11-7，查圖11-10,查表11-4 取，故：（ 2）驗算接觸強(qiáng)度，驗算公式為：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查表 11-3 得齒寬中心距齒數(shù)比則：、，能滿足接觸強(qiáng)度。（ 3）驗算彎曲強(qiáng)度，驗算公式：其中：齒形系數(shù)：查圖 11-9 得、則 ：滿足彎曲強(qiáng)度。11-7 解 見題 11-7當(dāng)齒輪 1 為主動時按左手定。從題圖中可看出，齒輪 1 為左旋，齒輪 2 為右旋。

12、則其軸向力；當(dāng)齒輪 2 為主動時按右手定則其軸向力。輪 1 為主動輪 2 為主動時圖 11.2 題 11-711-8 解 見題 11-8。齒輪 2 為右旋，當(dāng)其為主動時，按右手定則其軸向力方向；徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動中心；圓向力的方向與其運(yùn)動方向相反。圖 11.3 題 11-811-9 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(yīng)與齒輪 2 的旋向同為左旋，斜齒輪 4 的旋向應(yīng)與齒輪 3 的旋向相反，為右旋。（ 2）由題圖可知：、分度圓直徑軸向力要使軸向力互相抵消，則：即11-15 解 （ 1）圓錐齒輪 2 的相關(guān)參數(shù)分度圓直徑分度圓錐角平均直徑軸向力（ 2）

13、斜齒輪 3 相關(guān)參數(shù)分度圓直徑軸向力（ 3）相互關(guān)系因得：（4）由題圖可知，圓錐齒輪 2 的軸向力指向大端，方向向下；斜齒輪 3的軸向力方向指向上，轉(zhuǎn)動方向與錐齒輪 2 同向，箭頭指則，其符合右手定則，故。齒輪 3 又是主動齒輪，根據(jù)左右手定斜齒輪 3 為右旋。圖 11.6 題 11-1611-16 解 見題 11-16。徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動中心；對于錐齒輪 2 圓周力與其轉(zhuǎn)動方向相同，對于斜齒輪 3 與其圓周力方向相反。本章習(xí)題：12-2，12-3圖 12.312-2 解 ：（1）從圖示看，這是一個左旋蝸桿，因此用右手握桿，四指，大拇指，可以得到從主視圖上看，蝸輪順時針旋轉(zhuǎn)。（見圖 12.3

14、）（ 2）由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即：蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即：蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即：各力的方向如圖 12-3 所示。圖 12.412-3 解 ：（ 1）先用箭頭法標(biāo)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，從而出蝸桿的轉(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。本章習(xí)題：13-1，13-5，13-1113-1 解 （ 1 ）（

15、2 ）=2879.13mm（ 3）不考慮帶的彈性滑動時，（ 4）滑動率時，13-5表 13-6 得由圖13-15 得選用A型帶由表 13-3 得選初選取=1979.03mm由表13-2得=2000mm由表13-3得：=1.92 kW， 由表13-4 得： =0.17kW 由表13-2 得：，由表 13-5 得：取z=413-11 解（ 1 ）鏈輪齒數(shù)假定，由表13-10，取，選實際傳動比鏈輪節(jié)數(shù)初選中心距=取由表 13-13 查得 取估計此鏈傳動工作位于圖 13-33 所示曲線的左側(cè)，由表 13-11 得采用單排鏈，由圖 13-33 得當(dāng)=960r/min 時，08A 鏈條能傳遞的功率 滿足要

16、求，節(jié)距 p =12.7mm。（ 4 ）實際中心距（ 5）驗算鏈速由式13-19 得，符合原來假定。14-1 解：I 為傳動軸，II 為轉(zhuǎn)軸， III 為固定心軸，IV 為轉(zhuǎn)動心軸。14-4 解按彎扭強(qiáng)度計算，即：代入數(shù)值計算得：。本章習(xí)題：14-1，14-4(提示：=0.3，按不變的扭矩），14-9,14-10本章習(xí)題：15-1, 15-215-1 答 滑動軸承動軸承。擦狀態(tài)分為兩種：液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑液體摩擦滑動軸承：兩摩擦表面完全被液體層隔開，摩擦性質(zhì)取決于液體分子間的粘性阻力。根據(jù)油膜形成機(jī)理的不同可分為液體動壓軸承和液體靜壓軸承。非液體摩擦滑動軸承：兩摩擦表面處于邊界摩擦

17、或混合摩擦狀態(tài)，兩表面間有潤滑油，但不足以將兩表面完全，其微觀凸峰之間仍相互搓削而產(chǎn)生磨損。15-2 解 （ 1）求滑動軸承上的徑向載荷（2）求軸瓦寬度（3）用值查表 15-1，錫青銅的，（4）驗算壓強(qiáng)（5）驗算值本章習(xí)題：16-1,16-2,16-9,16-10,16-1116-1手冊查得 6005 深溝球軸承，窄寬度，特輕系列，內(nèi)徑，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，6 級精度。只能承受徑向載荷，適用于支承剛度大而軸承輕緊湊。能保證嚴(yán)格對中的場合，其徑向7207CJ 角接觸球軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑，接觸角,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，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用，對稱布置。嚴(yán)格對中之處，成對使16-2 解 室溫下工作；載荷平穩(wěn)，球軸承查附表 1，（ 1）當(dāng)量動載荷時在此載荷上，該軸承能達(dá)到或超過此的概率是90%。（ 2）當(dāng)量動載荷時16-8 解 (1)求斜齒輪上的作用力齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩齒輪的分度圓直徑齒輪的圓周力齒輪的徑向力齒輪的軸向力由圖可知 ,斜齒輪為右旋,主動小齒輪,順時