【正文】 z2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(15)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材習(xí)題參考解答（第一章~第五章）目錄第1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 _______________________________ 2 第2章機(jī)械零件尺寸的確定 _________________________ 3 第3章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及平面機(jī)構(gòu)自由度 ___________ 4 第4章平面連桿機(jī)構(gòu) _______________________________ 6 第5章凸輪機(jī)構(gòu) __________________________________ 11第1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論思考題和練習(xí)題11舉例說明什么是新型設(shè)計(jì)、繼承設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì)。解：新型設(shè)計(jì)通常人們指應(yīng)用成熟的科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明是可行的新技術(shù)，設(shè)計(jì)過去沒有過的新型機(jī)械，如：新型機(jī)械手、動(dòng)車、撲翼飛機(jī)、電動(dòng)汽車等；繼承設(shè)計(jì)通常指人們根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)發(fā)展對(duì)已有的機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)更新，以提高其性能、降低其制造成本或減少其運(yùn)用費(fèi)用，如：大眾系列汽車、大家電產(chǎn)品等。變型設(shè)計(jì)通常指人們?yōu)檫m應(yīng)新的需要對(duì)已有的機(jī)械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標(biāo)準(zhǔn)型的變型產(chǎn)品，如：。各種工程機(jī)械、農(nóng)田作業(yè)機(jī)械等。12解：評(píng)價(jià)產(chǎn)品的優(yōu)劣的指標(biāo)有哪些？ 解：產(chǎn)品的性能、產(chǎn)品的13機(jī)械零件常用的材料有哪些？為零件選材時(shí)應(yīng)考慮哪些主要要求？ 解：制造機(jī)械零件的材料目前用得最多的是金屬材料，其又分為鋼鐵材料和非鐵材料（如銅、鋁及其合金等）；其次是非金屬材料（如工程塑料、橡膠、玻璃、皮革、紙板、木材及纖維制品等）和復(fù)合材料（如纖維增強(qiáng)塑料、金屬陶瓷等）。從各種各樣的材料中選擇出合用的材料是一項(xiàng)受到多方面因素制約的工作，通常應(yīng)考慮下面的原則：1)載荷的大小和性質(zhì)，應(yīng)力的大小、性質(zhì)及其分布狀況 2)零件的工作條件 3)零件的尺寸及質(zhì)量 4)經(jīng)濟(jì)性14解：機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟？解：機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：構(gòu)思和方案設(shè)計(jì)、強(qiáng)度分析、材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟：明確設(shè)計(jì)任務(wù)，總體設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)，樣機(jī)試制等。第2章機(jī)械零件尺寸的確定思考題和練習(xí)題21 什么是失效，列舉失效的三種形式？解：由于種種原因，零件不能正常工作，都稱為失效。常見的失效形式有：(1)應(yīng)力過大；(2)變形過大；(3)磨損嚴(yán)重；(4)產(chǎn)生打滑；(5)產(chǎn)生共振；(6)聯(lián)接松脫。22設(shè)計(jì)人員為什么要研究產(chǎn)品失效？解：通過產(chǎn)品失效分析，設(shè)計(jì)中保證產(chǎn)品在預(yù)期的使用壽命內(nèi)不發(fā)生失效。23 載荷和應(yīng)力分別有哪兩大類？ 解：載荷大體可分兩類，(1)靜載荷——逐漸加到一定數(shù)值后，大小和方向都不變化或變化很小的載荷；(2)動(dòng)載荷——突然加的、大小和方向隨時(shí)問變化的或沖擊性的載荷。工作應(yīng)力可分靜應(yīng)力和變應(yīng)力： 應(yīng)力的大小或方向不隨時(shí)間變化或隨時(shí)間變化緩慢的應(yīng)力叫靜應(yīng)力，應(yīng)力的大小或方向隨時(shí)間變化的應(yīng)力叫變應(yīng)力。24 設(shè)計(jì)人員為什么需要熟悉材料機(jī)械性質(zhì)？解：設(shè)計(jì)人員只有熟悉材料機(jī)械性質(zhì)，才能根據(jù)零件的要求正確的選擇材料。25 劃分脆性材料和塑性材料的判據(jù)是什么？列舉這兩類材料在機(jī)械性質(zhì)方面的三點(diǎn)區(qū)別？26 有一用碳鋼制成的軸，發(fā)現(xiàn)剛度不夠，改用合金鋼能否提高軸的整體剛度？ 27 屈服極限、強(qiáng)度極限、疲勞極限都是材料的應(yīng)力極限，它們的區(qū)別在哪里？第3章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及平面機(jī)構(gòu)自由度思考題和練習(xí)題21機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖能表示出原機(jī)構(gòu)哪些方面的特性？解：能夠表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征，如：各個(gè)構(gòu)件的位移、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理等。22當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將發(fā)生何種情況？ 解：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度的數(shù)目。該條件是在機(jī)構(gòu)可動(dòng)的前提下獲得的。機(jī)構(gòu)可動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目必須大于零或大于等于1。當(dāng)機(jī)構(gòu)不滿足確定運(yùn)動(dòng)條件時(shí)，若機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目小于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目時(shí)，則該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將不完全確定。這時(shí)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將遵循最小摩擦定律，而首先沿阻力最小的方向運(yùn)動(dòng)。這時(shí)此種機(jī)構(gòu)常用于具有自適應(yīng)要求的情況，如玩具車的遇障礙能自動(dòng)轉(zhuǎn)向的驅(qū)動(dòng)輪，就是采用具有兩個(gè)自由度的輪系，而驅(qū)動(dòng)所用的原動(dòng)件只有一個(gè)，來實(shí)現(xiàn)這一功能的。若機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目大于機(jī)構(gòu)的自由度目時(shí)，則機(jī)構(gòu)就根本不能運(yùn)動(dòng)或機(jī)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)將發(fā)生損壞，故此時(shí)機(jī)構(gòu)是時(shí)不能應(yīng)用的。23計(jì)算題23圖所示各機(jī)構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。(a)縫紉機(jī)送布機(jī)構(gòu)(b)篩料機(jī)機(jī)構(gòu)(c)推土機(jī)鏟土機(jī)