【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= 當車行一公里時C軸的轉數(shù)為n1=1000轉，此時5轉過一轉，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。試求該輪系的傳動比iAH，并說明軸A與軸H的轉向是否相同。526上的圓柱銷，使從動盤作間歇運動。特點：優(yōu)點是結構簡單、運轉可靠、轉位精確，無需專門的定位裝置，易實現(xiàn)工作對動程和動停比的要求。通過適當選擇從動件的運動規(guī)律和合理設計凸輪 的輪廓曲線，可減小動載荷和避免沖擊，以適應高速運轉的要求。主要缺點是精確度要求較高，加工比較復雜，安裝調整比較困難。65 不完全齒輪機構與普通齒輪機構的嚙合過程有何異同點？[解]在不完全齒輪機構中，主動輪1連續(xù)轉動，當輪齒進入嚙合時，從動輪2開始轉動，當輪1上的輪恥退出嚙合時，由于兩輪的凸、凹鎖止弧的定位作用，齒輪2可靠停歇，從而實現(xiàn)從動齒輪2的間歇轉動。而普通齒輪嚙合是連續(xù)的，從動輪的運動也是連續(xù)的。66 設計一外嚙合棘輪機構，已知棘輪的模數(shù)m=10mm，棘輪的最小轉角qmax=12o，試設計該棘輪機構。[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齒項厚h==棘爪長度L187。2P= 67 某自動機床工作轉臺要求有6個工作位置，轉臺靜止時完成加工工序，最長的工序時間為5s，原動機轉動速度為720r/min，槽輪與撥盤之間的中心距a163。200mm,試設計此槽輪機構。82975 機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壓力，減輕有害的機械振動。76 機械平衡有哪幾類？ [解] 機械平衡可以分為回轉件的平衡和機構的平衡兩類。77剛性回轉的動平衡和靜平衡，而動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。動平衡條件：慣性力的合力偶矩都等于零。78 為什么要進行平衡試驗平衡試驗有哪幾種？ [解] 雖然經過平衡計算的回轉件在理論上是完全平衡的，但由于制造和安裝誤差及材質不均勻等原因，還會存在不平衡現(xiàn)象，這種不平衡現(xiàn)象只能用試驗的方法來進一步平衡。平衡試驗有靜平衡試驗和動平衡試驗兩種。79 為什么設計一個剛性回轉件時要確定它的不平衡量？ [解]回轉件通過試驗后可將不平衡慣性力以及其引起的動力效應減小到相當?shù)偷某潭?，但回轉件一般不可能達到完全平衡。在實際工作中1323334打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動。打滑是可以避免的，而彈性華東是不可避免的。85 帶傳動的失效形式有：①打滑；②疲勞破壞。設計準則：保證帶傳動不發(fā)生打滑的前提下，充分發(fā)揮帶傳動的能力，使傳動具有一定的疲勞強度和壽命。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要產生橫向的楔角邊小。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，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，轉速為1440rgmin1。試求：（1）小帶輪的包角；（2）帶長；（3）不考慮帶傳動的彈性滑動時大帶輪的轉速；（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)，已知電動功率為5kW，電動機轉速為1440rgmin1，從動帶輪的輸出轉速為650rgmin1。[解](1)確定計算功率Pca=KAP=5kw其中KA=1(表83)（2）選擇帶的型號為A型。（3）確定帶輪的基準直徑由表84，取D1=90mm，設滑動率e=，得D2=n11440D1(1e)=180。90180。=，取D2=200mm。（4）驗算帶速pD1n1p180。90180。1440v===180。100060180。1000在525m/s范圍內，所以帶速合適。（5）確定中心距a和帶的基準長度Ld初選中心距a0=450mm,符合 （D1+D2）由式（81）得帶長2（D1D2）(20090)L=2a0+（D1+D2）+=2180。450+180。(90+200)+=1362mm24a022180。450p由表82對工A型帶選用基準長度Ld=1400mm,然后計算實際中心距，由式（834）得a=450+(14001362)=469mm2中心距變動范圍：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)計算壓軸力由式（839）得壓軸力為FQ=2zF0sin(a/2)=2180。5180。180。sin()=(10)帶傳動的結構設計。略。38后，套筒和滾子都被磨薄而且中心偏移，這時鏈與輪齒實際嚙合的節(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，鏈輪z1=23,z2=63,鏈條型號為08A，鏈長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= 設計一滾子鏈傳動。已知電動機轉速n1=960rgmin1,試確定大、小鏈輪齒數(shù)、鏈條節(jié)距、傳動中心距、鏈節(jié)數(shù)以及作用在鏈輪軸上的壓力。[解] 設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查得應采用油浴或飛濺潤滑。9．計算壓軸力FQ由式（915），F(xiàn)Q=KQF，取KQ=4=749N =KQF=180。749==1000P/v=100180。10．鏈輪的結構設計 略。2因數(shù)越多，效率越高。當量摩擦角rv，在摩擦因數(shù)一頂?shù)那闆r下，牙型斜角b越大，則當量摩擦角rv越大，效率越低，自鎖性能越好，所以在螺旋傳動中，為了提高效率，采用牙型斜角b小的螺紋，如矩形螺紋、梯形螺旋傳動中，為了提高效率，采用了提高自鎖性能，應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 所示為某機構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)接設計公式d1179。4Fp[s]ss240= ，表105，ss=240MPa松螺紋設計公式n4180。10000則d1179。=。表106，[s]==109 如圖1041所示為一螺栓聯(lián)接，螺栓的個數(shù)為2，螺紋為M20，試計算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷FR。[解] 每個螺栓的預緊力4[解] 構件2按箭頭方向轉動5圈時，構件2向右移動 L2=5SA=20mm螺母3向左移動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？試從實際機器中舉例說明其特點。中，a意義如何？取值如何確定？ [解]a為由扭矩性質而定的折合系數(shù)。對于不變轉矩a=；對于脈動循環(huán)變化的轉矩a=；對于對稱循環(huán)變化的轉矩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的轉速n1=600r/min，兩軸材料均為45號鋼，試按轉矩初步確定兩軸的直徑。[解] 軸Ⅱ轉速22180。600=，取A=110，則n2=3d1179。110320=20==36mm,d2=54mmd2179。110119 圖示為單級直齒圓柱齒輪減速器的 輸出軸簡圖，齒輪的分度圓直徑及支點間的距離如圖1116所示，齒輪與兩軸支承對稱分布。如軸的轉速為323r/min，傳遞的功率為22KW，軸的材料為45號鋼，試按當量彎矩計算該危險截面的直徑。[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：機械設計基礎習題解答(15)機械設計基礎教材習題參考解答（第一章~第五章）目錄第1章機械設計概論 _______________________________ 2 第2章機械零件尺寸的確定 _________________________ 3 第3章平面機構運動簡圖及平面機構自由度 ___________ 4 第4章平面連桿機構 _______________________________ 6 第5章凸輪機構 __________________________________ 11第1章機械設計概論思考題和練習題11舉例說明什么是新型設計、繼承設計和變型設計。解：新型設計通常人們指應用成熟的科學技術或經過實驗證明是可行的新技術，設計過去沒有過的新型機械，如：新型機械手、動車、撲翼飛機、電動汽車等；繼承設計通常指人們根據(jù)使用經驗和技術發(fā)展對已有的機械進行設計更新，以提高其性能、降低其制造成本或減少其運用費用，如：大眾系列汽車、大家電產品等。變型設計通常指人們?yōu)檫m應新的需要對已有的機械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標準型的變型產品，如：。各種工程機械、農田作業(yè)機械等。12解：評價產品的優(yōu)劣的指標有哪些？ 解：產品的性能、產品的13機械零件常用的材料有哪些？為零件選材時應考慮哪些主要要求？ 解：制造機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）和復合材料（如纖維增強塑料、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受到多方面因素制約的工作，通常應考慮下面的原則：1)載荷的大小和性質，應力的大小、性質及其分布狀況 2)零件的工作條件 3)零件的尺寸及質量 4)經濟性14解：機械設計的內容和步驟？解：機械設計的內容包括：構思和方案設計、強度分析、材料的選擇、結構設計等。機械設計的步驟：明確設計任務，總體設計，技術設計，樣機試制等。第2章機械零件尺寸的確定思考題和練習題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)應力過大；(2)變形過大；(3)磨損嚴重；(4)產生打滑；(5)產生共振；(6)聯(lián)接松脫。22設計人員為什么要研究產品失效？解：通過產品失效分析，設計中保證產品在預期的使用壽命內不發(fā)生失效。23 載荷和應力分別有哪兩大類？ 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)動載荷——突然加的、大小和方向隨時問變化的或沖擊性的載荷。工作應力可分靜應力和變應力： 應力的大小或方向不隨時間變化或隨時間變化緩慢的應力叫靜應力，應力的大小或方向隨時間變化的應力叫變應力。24 設計人員為什么需要熟悉材料機械性質？解：設計人員只有熟悉材料機械性質，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械性質方面的三點區(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、強度極限、疲勞極限都是材料的應力極限，它們的區(qū)別在哪里？第3章平面機構運動簡圖及平面機構自由度思考題和練習題21機構運動簡圖能表示出原機構哪些方面的特性？解：能夠表達機構運動特征，如：各個構件的位移、機構的運動原理等。22當機構的原動件數(shù)少于或多于機構的自由度時，機構的運動將發(fā)生何種情況？ 解：機構具有確定運動的條件是機構原動件的數(shù)目等于機構自由度的數(shù)目。該條件是在機構可動的前提下獲得的。機構可動的條件是機構的自由度數(shù)目必須大于零或大于等于1。當機構不滿足確定運動條件時，若機構原動件數(shù)目小于機構的自由度數(shù)目時，則該機構的運動將不完全確定。這時機構的運動將遵循最小摩擦定律，而首先沿阻力最小的方向運動。這時此種機構常用于具有自適應要求的情況，如玩具車的遇障礙能自動轉向的驅動輪，就是采用具有兩個自由度的輪系，而驅動所用的原動件只有一個，來實現(xiàn)這一功能的。若機構的原動件數(shù)目大于機構的自由度目時，則機構就根本不能運動或機構中最薄弱的環(huán)節(jié)將發(fā)生損壞，故此時機構是時不能應用的。23計算題23圖所示各機構的自由度，并指出復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。(a)縫紉機送布機構(b)篩料機機構(c)推土機鏟土機