【正文】 第一篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)_課后答案_(陳曉南)第三章部分題解參考35 圖337所示為一沖床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的意圖是通過齒輪1帶動(dòng)凸輪2旋轉(zhuǎn)后，經(jīng)過擺桿3帶動(dòng)導(dǎo)桿4來實(shí)現(xiàn)沖頭上下沖壓的動(dòng)作。試分析此方案有無結(jié)構(gòu)組成原理上的錯(cuò)誤。若有，應(yīng)如何修改？習(xí)題35圖習(xí)題35解圖(a)習(xí)題35解圖(b)習(xí)題35解圖(c)解 畫出該方案的機(jī)動(dòng)示意圖如習(xí)題35解圖(a)，其自由度為：F=3n2P5P4 =3180。32180。41 =0其中：滾子為局部自由度計(jì)算可知：自由度為零，故該方案無法實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)，即結(jié)構(gòu)組成原理上有錯(cuò)誤。解決方法：①增加一個(gè)構(gòu)件和一個(gè)低副，如習(xí)題35解圖(b)所示。其自由度為：F=3n2P5P4 =3180。42180。51 =1②將一個(gè)低副改為高副，如習(xí)題35解圖(c)所示。其自由度為：F=3n2P5P4 =3180。32180。32 =136 畫出圖338所示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（運(yùn)動(dòng)尺寸由圖上量取），并計(jì)算其自由度。習(xí)題36(a)圖習(xí)題36(d)圖解(a)習(xí)題36(a)圖所示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可畫成習(xí)題36(a)解圖(a)或習(xí)題36(a)解圖(b)的兩種形式。自由度計(jì)算：F=3n2P5P4=3180。32180。40=1解(b)F=3n2P5P4=3180。52180。70=1B為復(fù)合鉸鏈，移動(dòng)副E、F中有一個(gè)是虛約束 原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)為1 說明：該機(jī)構(gòu)為飛剪機(jī)構(gòu)，即在物體的運(yùn)動(dòng)過程中將其剪切。剪切時(shí)剪刀的水平運(yùn)動(dòng)速度與被剪物體的水平運(yùn)動(dòng)速度相等，以防止較厚的被剪物體的壓縮或拉伸。解(c)方法一：將△FHI看作一個(gè)構(gòu)件F=3n2P5P4=3180。102180。140=2B、C為復(fù)合鉸鏈 原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)為2 方法二：將FI、FH、HI看作為三個(gè)獨(dú)立的構(gòu)件F=3n2P5P4=3180。122180。170=2B、C、F、H、I為復(fù)合鉸鏈 原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)為2 說明：該機(jī)構(gòu)為剪板機(jī)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)剪刀刀口安裝在兩個(gè)滑塊上，主動(dòng)件分別為構(gòu)件AB和DE。剪切時(shí)僅有一個(gè)主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，用于控制兩滑塊的剪切運(yùn)動(dòng)。而另一個(gè)主動(dòng)件則用于控制剪刀的開口度，以適應(yīng)不同厚度的物體。解(d)F=(31)n(21)P5=(31)180。3(21)180。5=1原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)為1 說明：該機(jī)構(gòu)為全移動(dòng)副機(jī)構(gòu)（楔塊機(jī)構(gòu)），其公共約束數(shù)為1，即所有構(gòu)件均受到不能繞垂直于圖面軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的約束。解(e)F=3n2P5P4=3180。32180。30=3原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)為3 說明：該機(jī)構(gòu)為機(jī)械手機(jī)構(gòu)，機(jī)械手頭部裝有彈簧夾手，以便夾取物體。三個(gè)構(gòu)件分別由三個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，以滿足彈簧夾手的位姿要求。彈簧夾手與構(gòu)件3在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)為同一構(gòu)件。310 找出圖342所示機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的所有瞬心。若已知構(gòu)件1的角速度w1，試求圖中機(jī)構(gòu)所示位置時(shí)構(gòu)件3的速度或角速度（用表達(dá)式表示）。解(a)v3=vP13=w1lP13P14（←）解(b)v3=vP13=w1lP13P14（↓）∴ b≥d+ca=21+817=12結(jié)論：12≤b≤30時(shí)機(jī)構(gòu)有曲柄存在，DC桿為曲柄613 設(shè)計(jì)一腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。AD在鉛垂線上，要求踏板CD在水平位置上下各擺動(dòng)10176。，且lCD=500mm，lAD=1000mm。試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長(zhǎng)度。解 lAB=mlAB=180。= m=78 mmlBC=mlBC=180。= m=1115 mm614 設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。已知搖桿長(zhǎng)度l4=100擺角y=450，行程速比系數(shù)K=。試根據(jù)gmin mm，≥40o的條件確定其余三桿的尺寸。解 q=180176。=180176。180。=20176。 K++1lAB=mlAB=180。= m=28 mm lBC=mlBC=180。= m= mmgmin=176。不滿足gmin≥40o傳力條件，重新設(shè)計(jì)lAB=mlAB=180。= m= mm lBC=mlBC=180。= m= mmgmin=176。滿足gmin≥40o傳力條件615 設(shè)計(jì)一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。已知機(jī)架長(zhǎng)度l1=100 mm，行程速比系數(shù)K=，試用圖解法求曲柄的長(zhǎng)度。解 q=180176。=180176。180。=30176。 K++1lAB=mlAB1=180。= m= mm616 設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程s=50 mm，偏距e=10 mm。行程速比系數(shù)K=。試用作圖法求出曲柄和連桿的長(zhǎng)度。8713 設(shè)計(jì)一滾子對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪基圓半徑rb=40mm，滾子半徑rk=10mm；凸輪逆時(shí)針等速回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件在推程中按余弦加速度規(guī)律運(yùn)動(dòng)，回程中按等加等減速規(guī)律運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)162。=60176。，試?yán)L制從件行程h=32mm；凸輪在一個(gè)循環(huán)中的轉(zhuǎn)角為：jt=150176。，js=30176。，jh=120176。，js動(dòng)件位移線圖和凸輪的廓線。解714 將713題改為滾子偏置移動(dòng)從動(dòng)件。偏距e=20mm,試?yán)L制其凸輪的廓線。解715 如圖733所示凸輪機(jī)構(gòu)。試用作圖法在圖上標(biāo)出凸輪與滾子從動(dòng)件從C點(diǎn)接觸到D點(diǎn)接觸時(shí)凸輪的轉(zhuǎn)角jCD，并標(biāo)出在D點(diǎn)接觸時(shí)從動(dòng)件的壓力角aD和位移sD。011③許用應(yīng)力計(jì)算：N1=60n1gLh=60180。960180。1180。(5180。300180。8)=180。108N2=60n2gLh=60180。320180。1180。(5180。300180。8)=180。108P164 圖834：YN1=，YN2= P165 圖835：ZN1=，ZN2=P164 表88： SFmin=，SHmin=（失效概率≤1/100）P162 圖832(c)：sFlim1=220 MPa，sFlim2=270 MPa P163 圖833(c)：sHlim1=550 MPa，sHlim2=620 MPaYST=sY220180。2P162 式827：[sF1]=Flim1STYN1=180。= MPa[sF2]=sFlim2YSTSFminYN2=270180。2180。= MPa 式828：[sH1]=[sH2]=sHlim1SHminZN1=ZN2=550180。=539 MPa 1620180。= MPa 1sHlim2SHmin[sH]={[sH1]，[sH2]}min= MPa④驗(yàn)算齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度：P160 表87： ZE= MPa P161 圖831：ZH= P160 式826：Ze=4e== 3500KT1(u+1)3b2uZZZP160 式825：sH=180。180。180。180。180。(3+1)3 ==460 MPa15060180。3sH＜[sH] 齒面接觸疲勞強(qiáng)度足夠⑤驗(yàn)算齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度：P157 圖828：YFa1=，YFa2= P158 圖829：YSa1=，YSa2= 式823：Ye=+=+= 式822：sF1=2000KT12000180。180。=180。180。180。= MPa d1b1m75180。65180。32000KT12000180。180。=180。180。180。= MPa d1b2m75180。60180。3sF2=sF1＜[sF1] 齒輪1齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠sF2＜[sF2] 齒輪2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠第十章部分題解參考104 在圖1023所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)，3162。為單頭右旋蝸桿，求傳動(dòng)比i15。解 i15= zzzzzzzn130180。60180。30=2345=345==90 n5z1z2z3162。z4162。z1z3162。z4162。20180。1180。3013∵ i12=i1162。4162。=Hi2162。4=n1z299n===99→n2=1(↓)n2z1199n1162。z5162。z4162。100180。10010000101n1→n4162。=(↑)===n4162。z1162。z5101180。110110000n2162。nHz1=4=1→nH=(n2162。+n4)n4nHz2162。2∴ nH=(n2162。+n4)=(i1H=n1=1980000 nH121n1101n1n1 )=***第二篇：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課后習(xí)題答案模塊 八一、填空帶傳動(dòng)的失效形式有 打滑 和 疲勞破壞。傳動(dòng)帶中的的工作應(yīng)力包括 拉應(yīng)力、離心應(yīng)力 和 彎曲應(yīng)力。單根V帶在載荷平穩(wěn)、包角為180176。、且為特定帶長(zhǎng)的條件下所能傳遞的額定功率P0主要與 帶型號(hào)、小輪直徑 和 小輪轉(zhuǎn)速 有關(guān)。在設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，V帶的型號(hào)根據(jù) 傳遞功率 和 小輪轉(zhuǎn)速 選取。限制小帶輪的最小直徑是為了保證帶中 彎曲應(yīng)力 不致過大。V帶傳動(dòng)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）。V帶傳動(dòng)中，帶繞過主動(dòng)輪時(shí)發(fā)生 帶滯后于帶輪 的彈性滑動(dòng)。帶傳動(dòng)常見的張緊裝置有 定期張緊裝置、自動(dòng)張緊裝置 和張緊輪等幾種。V帶兩工作面的夾角q為 40176。，V帶輪的槽形角j應(yīng) 小于q角。鏈傳動(dòng)和V帶傳動(dòng)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(dòng)不需要 初拉力。1鏈傳動(dòng)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(shí)，張緊輪應(yīng)布置在松 邊，靠近小輪，從外向里張緊。二、選擇平帶、V帶傳動(dòng)主要依靠（D）來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。A．帶的緊邊拉力；B．帶的松邊拉力；C．帶的預(yù)緊力；D．帶和帶輪接觸面間的摩擦力。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?yàn)閂帶（C）。A．強(qiáng)度高；B．尺寸小；C．有楔形增壓作用；D．沒有接頭。帶傳動(dòng)正常工作時(shí)不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，是因?yàn)椋―）。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(dòng)。帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，是因?yàn)椋˙）。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(shí)有離心力；D．帶和帶輪間摩擦力不夠。帶傳動(dòng)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(shí)開始；D不定在哪輪先開始。帶傳動(dòng)中，v1為主動(dòng)輪的圓周速度，v2為從動(dòng)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。一增速帶傳動(dòng)，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在帶（D）處。A．進(jìn)入主動(dòng)輪；B．進(jìn)入從動(dòng)輪；C．退出主動(dòng)輪；D．退出從動(dòng)輪。用（C）提高帶傳動(dòng)傳遞的功率是不合適的。A．適當(dāng)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(zhǔn)直徑dd ；V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑的依據(jù)是（A）。A．帶的型號(hào)；B．帶的速度；C．主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速；D．傳動(dòng)比。帶傳動(dòng)采用張緊裝置的目的是（D）。A．減輕帶的彈性滑動(dòng)；B．提高帶的壽命； C．改變帶的運(yùn)動(dòng)方向；D．調(diào)節(jié)帶的初拉力。1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(dòng)； C．保證帶不打滑，不疲勞破壞；D．保證帶不疲勞破壞。1設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)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(dòng)；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。1設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，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(hào)的V帶；B．增大傳動(dòng)比；C．增大中心距；D．減小帶輪直徑。1與齒輪傳動(dòng)相比，帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是（A）。A．能過載保護(hù)；B．承載能力大；C．傳動(dòng)效率高；D．使用壽命長(zhǎng)。1設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，選取V帶的型號(hào)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。1兩帶輪直徑一定時(shí)，減小中心距將引起（B）。A．帶的彈性滑動(dòng)加劇；B．小帶輪包角減?。?C．帶的工作噪聲增大；D．帶傳動(dòng)效率降低。1帶的中心距過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致（D）。A．帶的壽命縮短；B．帶的彈性滑動(dòng)加?。?C．帶的工作噪聲增大；D．帶在工作中發(fā)生顫動(dòng)。1V帶輪是采用實(shí)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。1與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是（D）。A．傳動(dòng)效率高；B．工作平穩(wěn)，無噪聲；C．承載能力大；D．傳動(dòng)的中心距大，距離遠(yuǎn)。鏈傳動(dòng)張緊的目的主要是（C）。A．同帶傳動(dòng)一樣；B．提高鏈傳動(dòng)工作能力； C．避免松邊垂度過大；D．增大小鏈輪包角。2鏈傳動(dòng)的張緊輪應(yīng)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。2鏈傳動(dòng)不適合用于高速傳動(dòng)的主要原因是（B）。A．鏈條的質(zhì)量大；B．動(dòng)載荷大；C．容易脫鏈；D．容易磨損。2鏈條因?yàn)殪o強(qiáng)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(jiǎn)答在多根V帶傳動(dòng)中，當(dāng)一根帶失效時(shí)，為什么全部帶都要更換？答：在多根V帶傳動(dòng)中，當(dāng)一根帶失效時(shí)，為什么全部帶都要更換？新V帶和舊V帶長(zhǎng)度不等，當(dāng)新舊V帶一起使用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)受力不均現(xiàn)象。舊V帶因長(zhǎng)度大而受力較小或不受力，新V帶因長(zhǎng)度較小受力大，也會(huì)很快失效。為什么普通車床的第一級(jí)傳動(dòng)采用帶傳動(dòng)，而主軸與絲杠之間的傳動(dòng)鏈中不能采用帶傳動(dòng)？答：帶傳動(dòng)適用于中心距較大傳動(dòng)，且具有緩沖、吸振及過載打滑的特點(diǎn)，能保護(hù)其他傳動(dòng)件，適合普通機(jī)床的第一級(jí)傳動(dòng)要求；又帶傳動(dòng)存在彈性滑動(dòng)，傳動(dòng)比不準(zhǔn)，不適合傳動(dòng)比要求嚴(yán)格的傳動(dòng)，而機(jī)床的主軸與絲杠間要求有很高的精度，不能采用帶傳動(dòng)。為什么帶傳動(dòng)的中心距都設(shè)計(jì)成可調(diào)的？答：因?yàn)閹г诠ぷ鬟^程中受變化的拉力，其長(zhǎng)度會(huì)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(shè)計(jì)成可調(diào)的。四、分析與計(jì)算如圖所示為一兩級(jí)變速裝置，如果原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的輸出功率不變，應(yīng)按哪一種速度來設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)？為什么？題841圖解：帶傳動(dòng)應(yīng)按照減速傳動(dòng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)閼?yīng)該按照傳遞有效圓周力最大的工況設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)，而減速傳