【正文】 動時傳遞的有效圓周力比增速傳動時大。根據(jù)： v=pn1d160 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(shè)計。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=FevFe=P7000==700 N v10聯(lián)立： 236。Fe=F1F2=700 237。F=2F2238。1解得： F2=700N，F(xiàn)1=1400N已知：V帶傳動所傳遞的功率P = 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(shè)計基礎(chǔ)課后習題與答案機械設(shè)計基礎(chǔ)15至112 指出（題15圖~112圖）機構(gòu)運動簡圖中的復(fù)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。15 解 F=3n2PLPH=3180。62180。81=1 16 解F=3n2PLPH=3180。82180。111=1 17 解F=3n2PLPH=3180。82180。110=2 18 解F=3n2PLPH=3180。62180。81=1 19 解F=3n2PLPH=3180。42180。42=2 110 解F=3n2PLPH=3180。92180。122=1 111 解F=3n2PLPH=3180。42180。42=2 112 解F=3n2PLPH=3180。32180。30=321 試根據(jù)題21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21圖 答 : a）40+110=15070+90=160，且最短桿為機架，因此是雙曲柄機構(gòu)。b）45+120=165100+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=16070+62=132，不滿足桿長條件，因此是雙搖桿機構(gòu)。d）50+100=150100+90=190，且最短桿的對邊為機架，因此是雙搖桿機構(gòu)。23 畫出題23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23圖解：25 設(shè)計一腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構(gòu)，如題25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（26）和式（26）’計算此機構(gòu)的最小傳動角。題25圖解 :（1）由題意踏板CD在水平位置上下擺動10o，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（）解得 ：l1=l2=12121212(AC2(AC2AC1)+AC1)(1193(11931037+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j=0和j=180o代入公式（26）計算可得：cos208。BCD=ol2+l3l1l4+2l1l4cosj2l2l322222=11152+50078100022+2180。78180。1000cos0o2180。1115180。500= 208。BCD=或：cos208。BCD=l2+l3l1l4+2l1l4cosj2l2l32222 =11152+500278100022+2180。78180。1000cos180o2180。1115180。500= 208。BCD=代入公式（26）′，可知gmin=208。BCD=31 題31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f。題31圖解題31解圖如圖 ，以O(shè)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。推程運動角f如圖所示。32 題32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32圖解：如圖 ，以O(shè)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點接觸時的壓力角a 如圖所示。34 設(shè)計題34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33相同，試用圖解法繪出凸輪的輪廓并校核推程壓力角。題34圖根據(jù) 33題解作圖如圖315所示。根據(jù)()式可知，ds2dd1取最大，同時s2取最小時，凸輪機構(gòu)的壓力角最大。從圖315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amax=＜[a]=30176。42 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 =2180。16020+60=4mm分度圓直徑d1=mz1=4180。20=80mm，d2=mz2=4180。60=240mm43 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)=5mm44 已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪a=20o，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=5180。402=100mm分度圓上漸開線齒廓的曲率半徑 r=rrb==分度圓上漸開線齒廓的壓力角a=20o基圓半徑rb=rcosa=100180。cos20=基圓上漸開線齒廓的曲率半徑為 0；壓力角為0o。*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 ra=rarb==o齒頂圓上漸開線齒廓的壓力角 aa=arccos==49 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=pm2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。51 在題51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51圖解：52 在題52圖所示輪系中，已知，z5=60,z5162。=30z1=15,z2=25,z2162。=15,z3=30,z3162。=15,z4=30,z4162。=2（右旋）（m=4mm），若n1=500rmin，求齒條6的線速度v的大小和方向。題52圖解： 這是一個定軸輪系，依題意有： i15=z2z3z4z5z1zzz/2/3/4=25180。30180。30180。6015180。15180。15180。2=200，n5=n1i15=500200=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/pr5/30=n5/pmz5/30180。2=180。180。4180。2030180。2=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。54 在題54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54圖n1HH解： 從圖上分析這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件 H為行星架。則有：iH13=n3=n1nHn3nH=z3z1=5117=3Qn3=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=oo904oo方向與手柄方向相同。=，58 在題58圖所示錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪的齒數(shù)為z1=z2=z2162。=50、z3=80，n1=50rmin，求nH的大小及方向。題58圖解： 這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2′為行星輪，H為行星架。iH13=n1nHH3=n1nHn3nH=z2z3z1z2/=30180。8020180。50=Qn3=0,n1=50r/min，\50nH0nH=，\nH=，nH與 n1方向相同59 在題59圖所示差動輪系中，已知各輪的齒數(shù)z1=z2=2z2162。=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59圖 解： 這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2′為行星輪，H為行星架。iH13=n1nHH3=n1nHn3nH=z2z3z1z2=25180。7530180。20=∵設(shè)齒輪 1方向為正，則n1=200rmin，n3=50rmin ∴ nH=，nH與 n1方向相同。200nH50nH=∴102 試計算M并指出哪種螺紋的自鎖性較好。解 由教材表10表102查得M20，粗牙，螺距P=，中徑d2=螺紋升角y=arctgP=180。=opd2M20180。，細牙，螺距P=，中徑d2=d1+=螺紋升角y=arctgP=180。=opd2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。117 設(shè)斜齒圓柱齒輪傳動方向及螺旋線方向如題117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117圖輪1為主動 輪2為主動時題117解圖118 在題117圖中，當輪2為主動時，試畫出作用在輪2上的圓周力Ft軸向力Fa和徑向力Fr2的作用線和方向。解 見題118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118解圖119 設(shè)兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如題119圖所示，試問：1）低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)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b應(yīng)取多大數(shù)值才能使中間軸上兩個軸向力相互抵消。題119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(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：mn2=3mm、z2=5b2=15o、mn3=5mm、z3=17 分度圓直徑d=mnzcosb 軸向力Fa=2T2dtanb=2T2mnzsinb要使軸向力互相抵消，則：Fa2=Fa3 即2T2mn2z2osinb2=2T2mn3z3sinb3b3=arcsinmn3z3mn2z2sinb2=arcsin5180。173180。51sin15==818oo/121 計算例121的蝸桿和渦輪的幾何尺寸。解 ：從例 121已知的數(shù)據(jù)有： m=4mm，d1=40mm，q=10，z1=2，z2=39，og=，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=4180。39=156mm 蝸輪和蝸桿的齒頂高：ha=m=4mm蝸輪和蝸桿的齒根高：hf==180。4mm=蝸桿齒頂圓直徑： da1=m(q+2)=4180。(10+2)=48mm 蝸輪喉圓直徑：da2=m(z2+2)=4180。(39+2)=164mm蝸桿齒根圓直徑：df1=m()=4180。()=蝸輪齒根圓直徑：df2=m()=4180。()=蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：Pa1=Pt2=Px=pm=180。4=徑向間隙：c==180。4=122 如題122所示，蝸桿主動，T1=，m=4mm，z1=2，d1=50mm，渦輪齒數(shù)z2=50，傳動的嚙合效率h=。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122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=T1ih=T1hz2z1=20180。180。502=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=2180。20/50180。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=2180。375/4180。50180。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=Ft2tana=3750180。tan20=o123如題123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123圖 解 ：（1）先用箭頭法標志出各輪的轉(zhuǎn)向。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。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）。131 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