【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 已知各輪齒數(shù)為：z1=26,z2=32, z2’=22,z3=80,z4=80，又n1=300 r/min，n3=50 r/min兩者轉(zhuǎn)向相反，試求齒輪4的轉(zhuǎn)速n4的大小和方向。[解]差動(dòng)輪系122’3Hi13=zzn1nH=23n3nHz1z2162。300nH32180。80即== nH=180。22差動(dòng)輪系32’4 Hi34=n3nHz=4n4nHz3即50nH369==n4nH8020聯(lián)立二式得 n4=，已知蝸桿1和5的頭數(shù)為1，且均為右旋，3Hi34=n3nHz=4n4nHz3Hi46=zn4nHn1nH9==6=n6nHn6nHz44求聯(lián)立得ni1H=1=(2)456H組成行星輪系HHi46=i16=zn1nH9=6=0nHz44得 i1H= 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：z1=17,z2=23,z4=19，z4’=20, z5=24。，當(dāng)車行1km時(shí)，表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周。試求齒輪2的齒數(shù)。[解] 定軸輪系12 n1z=1n2z2行星輪系344’5(P)2(H)2i52=1i52=1z4162。z320180。231=1=z5z424180。19114i52z11=180。i12z2114聯(lián)立二式得 i51= 當(dāng)車行一公里時(shí)C軸的轉(zhuǎn)數(shù)為n1=1000轉(zhuǎn)，此時(shí)5轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)，p180。 i51=得 z2=n5p180。=n110001000180。171180。187。68p180。 如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=34,z2=40, z2’=30, z3=18, z3’=38, z1’=24,z4=36，z4’=22。試求該輪系的傳動(dòng)比iAH，并說明軸A與軸H的轉(zhuǎn)向是否相同。526上的圓柱銷，使從動(dòng)盤作間歇運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)動(dòng)程和動(dòng)停比的要求。通過適當(dāng)選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和合理設(shè)計(jì)凸輪 的輪廓曲線，可減小動(dòng)載荷和避免沖擊，以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。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。65 不完全齒輪機(jī)構(gòu)與普通齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合過程有何異同點(diǎn)？[解]在不完全齒輪機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)輪1連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，從動(dòng)輪2開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)輪1上的輪恥退出嚙合時(shí)，由于兩輪的凸、凹鎖止弧的定位作用，齒輪2可靠停歇，從而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)齒輪2的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。而普通齒輪嚙合是連續(xù)的，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)也是連續(xù)的。66 設(shè)計(jì)一外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)，已知棘輪的模數(shù)m=10mm，棘輪的最小轉(zhuǎn)角qmax=12o，試設(shè)計(jì)該棘輪機(jī)構(gòu)。[解]棘輪最小齒數(shù)z=360ojmax=30o齒頂圓直徑D=mz=300mm周節(jié)P=mp=10p=齒槽夾角q=60o齒項(xiàng)厚h==棘爪長(zhǎng)度L187。2P= 67 某自動(dòng)機(jī)床工作轉(zhuǎn)臺(tái)要求有6個(gè)工作位置，轉(zhuǎn)臺(tái)靜止時(shí)完成加工工序，最長(zhǎng)的工序時(shí)間為5s，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為720r/min，槽輪與撥盤之間的中心距a163。200mm,試設(shè)計(jì)此槽輪機(jī)構(gòu)。82975 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(dòng)壓力，減輕有害的機(jī)械振動(dòng)。76 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。77剛性回轉(zhuǎn)的動(dòng)平衡和靜平衡，而動(dòng)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。動(dòng)平衡條件：慣性力的合力偶矩都等于零。78 為什么要進(jìn)行平衡試驗(yàn)平衡試驗(yàn)有哪幾種？ [解] 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(huì)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(dòng)平衡試驗(yàn)兩種。79 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(dòng)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1323334打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動(dòng)。打滑是可以避免的，而彈性華東是不可避免的。85 帶傳動(dòng)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(dòng)不發(fā)生打滑的前提下，充分發(fā)揮帶傳動(dòng)的能力，使傳動(dòng)具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。86 為什么V帶剖面的楔角為40o，而帶輪的槽角則為32o、34o、36o及38o？ [解]由于帶在帶輪上彎曲時(shí)要產(chǎn)生橫向的楔角邊小。87 ,平均帶速為10mgs1，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，試求緊邊拉力、有效工作拉力及初拉力。[解] FV1000180。,F==750N100010F=F1F2=F2 P=F0=F1F2=1125N則F1=2F=1500N88 一V帶傳動(dòng)，已知兩帶輪的直徑 分別為125mm和315mm，中心距為600mm，小帶輪為主動(dòng)，轉(zhuǎn)速為1440rgmin1。試求：（1）小帶輪的包角；（2）帶長(zhǎng)；（3）不考慮帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)時(shí)大帶輪的轉(zhuǎn)速；（4）。[解]D2D1180。=+D1(D2D1)2(2)L=p()+2a+= D1125(3)n2=n1=1440180。=(1)a1=180o(4)n2=n1D1(1e)=，每天工作8h，載荷較平穩(wěn)，已知電動(dòng)功率為5kW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440rgmin1，從動(dòng)帶輪的輸出轉(zhuǎn)速為650rgmin1。[解](1)確定計(jì)算功率Pca=KAP=5kw其中KA=1(表83)（2）選擇帶的型號(hào)為A型。（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑由表84，取D1=90mm，設(shè)滑動(dòng)率e=，得D2=n11440D1(1e)=180。90180。=，取D2=200mm。（4）驗(yàn)算帶速pD1n1p180。90180。1440v===180。100060180。1000在525m/s范圍內(nèi)，所以帶速合適。（5）確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld初選中心距a0=450mm,符合 （D1+D2）由式（81）得帶長(zhǎng)2（D1D2）(20090)L=2a0+（D1+D2）+=2180。450+180。(90+200)+=1362mm24a022180。450p由表82對(duì)工A型帶選用基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1400mm,然后計(jì)算實(shí)際中心距，由式（834）得a=450+(14001362)=469mm2中心距變動(dòng)范圍：amin=180。1400=448mmamax=469+180。1400=490mm(6)小帶輪包角a1=180o=180oD1D2=180。=120o469(7)確定帶的根數(shù)z因D1=90mm,i=D2=(1e)n1=1440r/min,查表85得P0=====1400mm,查表88得KL=（837）得pca5z===(P0+DP0)KaKL(+)180。180。=5根。(8)確定初拉力查表81，q=,并由式（=(1)+qv2zvka500180。180。(1)+180。180。==(9)計(jì)算壓軸力由式（839）得壓軸力為FQ=2zF0sin(a/2)=2180。5180。180。sin()=(10)帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。略。38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)z2163。120。96 一滾子鏈傳動(dòng)，鏈輪z1=23,z2=63,鏈條型號(hào)為08A，鏈長(zhǎng)Lp=100節(jié)。試求連鏈輪的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑及中心距。[解] d1=d2===()sin()z123Posin(180z2)=(180)63=a=z1+z2z1+z22z2z12249。P233。(L)+(L)8() =234。(10043)+(10043)8()4235。2p= 設(shè)計(jì)一滾子鏈傳動(dòng)。已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1=960rgmin1,試確定大、小鏈輪齒數(shù)、鏈條節(jié)距、傳動(dòng)中心距、鏈節(jié)數(shù)以及作用在鏈輪軸上的壓力。[解] 設(shè)V=3g8mgs1，由表95取小鏈齒輪數(shù)z1=67，所以大鏈輪數(shù)z2=iz1=180。21=，取z2=67。2．初步確定中心距a0=40p按p=,v=, 由圖915查得應(yīng)采用油浴或飛濺潤(rùn)滑。9．計(jì)算壓軸力FQ由式（915），F(xiàn)Q=KQF，取KQ=4=749N =KQF=180。749==1000P/v=100180。10．鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 略。2因數(shù)越多，效率越高。當(dāng)量摩擦角rv，在摩擦因數(shù)一頂?shù)那闆r下，牙型斜角b越大，則當(dāng)量摩擦角rv越大，效率越低，自鎖性能越好，所以在螺旋傳動(dòng)中，為了提高效率，采用牙型斜角b小的螺紋，如矩形螺紋、梯形螺旋傳動(dòng)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。107 螺紋副的自鎖條件是什么？[解]螺紋副的自鎖條件為l163。rv108 如圖1040 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d1179。4Fp[s]ss240= ，表105，ss=240MPa松螺紋設(shè)計(jì)公式n4180。10000則d1179。=。表106，[s]==109 如圖1041所示為一螺栓聯(lián)接，螺栓的個(gè)數(shù)為2，螺紋為M20，試計(jì)算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷FR。[解] 每個(gè)螺栓的預(yù)緊力4[解] 構(gòu)件2按箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)5圈時(shí)，構(gòu)件2向右移動(dòng) L2=5SA=20mm螺母3向左移動(dòng)L=5mm，L2說明螺旋副B與螺旋副A旋向相同，皆為右旋。則L=j5180。2p（SBSA）=（SBSA）2p2pLSBSA==1 SB=SA+1=5mm5第十一章 軸111 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)。中，a意義如何？取值如何確定？ [解]a為由扭矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)。對(duì)于不變轉(zhuǎn)矩a=；對(duì)于脈動(dòng)循環(huán)變化的轉(zhuǎn)矩a=；對(duì)于對(duì)稱循環(huán)變化的轉(zhuǎn)矩a=1。118 一直齒圓柱減速器如圖1115所示，z2=22，z3=77，由軸Ⅰ輸入的功率P=20kW，軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速n1=600r/min，兩軸材料均為45號(hào)鋼，試按轉(zhuǎn)矩初步確定兩軸的直徑。[解] 軸Ⅱ轉(zhuǎn)速22180。600=，取A=110，則n2=3d1179。110320=20==36mm,d2=54mmd2179。110119 圖示為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的 輸出軸簡(jiǎn)圖，齒輪的分度圓直徑及支點(diǎn)間的距離如圖1116所示，齒輪與兩軸支承對(duì)稱分布。如軸的轉(zhuǎn)速為323r/min，傳遞的功率為22KW，軸的材料為45號(hào)鋼，試按當(dāng)量彎矩計(jì)算該危險(xiǎn)截面的直徑。[解]（1）求作用在軸上的力扭矩T=180。106P22=180。106180。=650180。103Nmm n3232T2180。180。105=3960N 圓周力Ft==d328第三篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)習(xí)題解答615第六章 齒輪傳動(dòng) 思考題和練習(xí)題61漸開線齒輪具有哪些嚙合特點(diǎn)? 解：能滿足定傳動(dòng)比傳動(dòng)的要求，具有可分性，漸開線齒廓之間的正壓力方位不變。62什么是節(jié)圓？什么是分度圓？二者有什么區(qū)別？解：節(jié)圓是一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，以輪心為圓心，過節(jié)點(diǎn)所做的圓，即節(jié)點(diǎn)在齒輪上所走的軌跡圓；分度圓則是為了便于計(jì)算齒輪各部分的尺寸，在介于齒頂圓和齒根圓之間，人為定義的一個(gè)基準(zhǔn)圓。每個(gè)齒輪都有自己的分度圓，且大小是確定不變的；而節(jié)圓是對(duì)一對(duì)相嚙合的齒輪而言的，節(jié)圓的大小隨中心距的變化而變化。63漸開線齒輪的五個(gè)基本參數(shù)是什么？解：模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)。64標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)，下列參數(shù)：分度圓半徑、節(jié)圓半徑、基圓半徑、分度圓壓力角、頂隙等哪些發(fā)生了變化？哪些不變？解：節(jié)圓半徑、頂隙變大，分度圓半徑、基圓半徑、分度圓壓力角不變。65已知一對(duì)直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比i12=，中心距a=100mm，模數(shù)m=2mm。試計(jì)算這對(duì)齒輪的幾何尺寸。解：i12=，a=100mm，m=2mm，m(Z1+Z2)Z2=100 =，2Z1z1=40，z2=60d1=m180。z1=2180。40=80mm，d2=m180。z2=2180。60=120mm da1=d1+2ha=80+4=84mm，da1=d2+2ha=120+4=124mm。66相比直齒圓柱齒輪，平行軸斜齒圓柱齒輪有哪些特點(diǎn)？ 解：一對(duì)斜齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，其輪齒間的接觸線是傾斜的，齒面接觸是由一個(gè)點(diǎn)開始，逐漸增至一條最長(zhǎng)的線，再由最長(zhǎng)的接觸線減短至一個(gè)點(diǎn)而后退出嚙合的。因此，相比直齒圓柱齒輪，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲較小，又由于同時(shí)嚙合的齒對(duì)數(shù)多（重合度大），故承載能力也高。但斜齒輪存在派生的軸向力。67齒輪的輪齒切制方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？解：齒輪可以通過壓鑄、熱扎、冷扎、粉末冶金、沖壓等的無屑加工方法和切削等方法來加工，其中切削加工方法具有良好的加工精度，是目前齒形加工的主要方法。切削加工方法按加工原理可分為仿形法和展成分兩種。仿形法的特點(diǎn)是所用刀具的切削刃形狀與被切齒輪輪槽的形狀相同。有：用齒輪銑刀在銑床上銑齒、用成形砂輪磨齒、用齒輪拉刀拉齒等方法。展成法是利用一對(duì)齒輪相互嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來進(jìn)行加工的。如果把其中一個(gè)齒輪做成刀具，使其與被加工齒輪的輪坯按要求的傳動(dòng)比對(duì)滾（稱其為展成運(yùn)動(dòng)），就可以在被加工齒輪的輪坯上加工出與刀具齒形共軛的齒廓。用這種方法加工齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具來加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等方法。其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產(chǎn)率都較高，刀具通用性好，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。68模數(shù)和齒數(shù)相同的變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，哪些參數(shù)發(fā)生了變化？哪些參數(shù)沒有變化？解：模數(shù)、齒數(shù)、分度圓壓力角、基圓直徑、分度圓直徑、齒距等都沒有發(fā)生變化；齒厚、齒槽寬、齒頂高和齒根高等發(fā)生了變化，而且變位齒輪的齒廓曲線用的是與標(biāo)準(zhǔn)齒輪同一基圓上的漸開線的不同區(qū)段。69一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度是否相等