【正文】 6解： 這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 1為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件為行星架。取其中一組作分 析，齒輪 3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件1為行星架。（1）由圖知（2）（3）又挖叉固定在齒輪上，要使其始終保持一定的方向應(yīng)有： 聯(lián)立（1）、（2）、（3）式得：圖 58解： 這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2′為行星輪，為行星架。59解： 這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪 3為中心輪，齒輪2′為行星輪，∵設(shè)齒輪 1方向?yàn)檎?，則，∴ ∴與 方向相同圖 510解： 這是一個(gè)混合輪系。而齒輪4和行星架組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪3為中心輪，組成定軸輪系。其中齒輪 7和由齒輪3引出的桿件組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒 輪7為中心輪，齒輪6為行星輪，齒輪3引出的桿件為行星架 輪。在周轉(zhuǎn)輪系中：（1）在定軸輪系中：（2）又因?yàn)椋?，時(shí)，的轉(zhuǎn)向與齒輪1和4的轉(zhuǎn)向相同。時(shí)，的轉(zhuǎn)向圖 512解： 這是一個(gè)混合輪系。齒輪3組成定軸輪系。513解： 這是一個(gè)混合輪系。齒輪5組成定軸輪系。齒輪 4′、5和行星架 心輪，齒輪4′為行星輪。在周轉(zhuǎn)輪系中：組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪5為中（1）在定軸輪系中： 又因?yàn)椋?，?）（3）（4）依題意，指針 轉(zhuǎn)一圈即此時(shí)輪子走了一公里，即（5）聯(lián)立（1）、（2）、（3）、（4）、（5）可求得圖 515解： 這個(gè)起重機(jī)系統(tǒng)可以分解為 3個(gè)輪系：由齒輪3′、4組成的定軸輪系；由蝸輪蝸桿1′和5組成的定軸輪系；以及由齒輪2′、3和構(gòu)件 組成的周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪3是中心輪，齒輪2′為行星輪，構(gòu)件 是行星架。此時(shí)是平面定軸輪系，故有：516解： 由幾何關(guān)系有：又因?yàn)橄鄧Ш系凝X輪模數(shù)要相等，因此有上式可以得到： 故行星輪的齒數(shù)：圖 517解： 欲采用圖示的大傳動(dòng)比行星齒輪，則應(yīng)有下面關(guān)系成立：（1）（2）（3）又因?yàn)辇X輪 1與齒輪3共軸線，設(shè)齒輪2的模數(shù)為 有：，齒輪2′、3的模數(shù)為，則（4）聯(lián)立（1）、（2）、（3）、（4）式可得（5）當(dāng)可能取到1。因大傳動(dòng)比行星齒輪不可能兩對(duì)都采用直齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，至少有一對(duì)是采用變位齒輪。在周轉(zhuǎn)輪系中：（1）在蝸輪蝸桿 2中：（2）在蝸輪蝸桿 4′中：（3）在齒輪 1′、5′中：又因?yàn)椋?，?）（5）聯(lián)立式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式可解得：，即。組成的周轉(zhuǎn)輪系中：，則組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，齒輪 2′、在齒輪 5′、由幾何條件分析得到：（1）在齒輪 2′、由幾何條件分析得到：組成的周轉(zhuǎn)輪系中：，則（2）在齒輪 3′、5組成的定軸輪系中：（3）又因?yàn)椋?，?）聯(lián)立式（1）、（2）、（3）、（4）式可解得： 61解頂圓直徑齒高齒頂厚齒槽夾角棘爪長(zhǎng)度圖 題61解圖62解拔盤(pán)轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)時(shí)間槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間槽輪的靜止時(shí)間63解 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)因： 64解 要保證所以則槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)應(yīng)為因得，則槽數(shù) 和拔盤(pán)的圓銷(xiāo)數(shù) 由此得當(dāng)取槽數(shù) 65 解：之間的關(guān)系應(yīng)為：。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，撥盤(pán)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變成槽輪的間用于轉(zhuǎn)速不高的輕工槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)較平穩(wěn)，但有柔性沖歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械中擊不完全齒從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間需專(zhuān)用設(shè)備加工，有用于具有特殊要求的輪機(jī)構(gòu)的比例可在較大范圍內(nèi)變化較大沖擊專(zhuān)用機(jī)械中運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、定位精度凸輪式間只要適當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓，可用于載荷較大的場(chǎng)高，動(dòng)荷小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)就能獲得預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。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。、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)。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(guò)大。V帶傳動(dòng)中，帶繞過(guò)主動(dòng)輪時(shí)發(fā)生 帶滯后于帶輪 的彈性滑動(dòng)。V帶兩工作面的夾角q為 40176。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。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。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。A．強(qiáng)度高；B．尺寸小；C．有楔形增壓作用；D．沒(méi)有接頭。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)。A．帶的初拉力不夠；B．帶的緊邊和松邊拉力不等； C．帶繞過(guò)帶輪時(shí)有離心力；D．帶和帶輪間摩擦力不夠。A．在小輪上先開(kāi)始；B．在大輪上先開(kāi)始；C．在兩輪上同時(shí)開(kāi)始；D不定在哪輪先開(kāi)始。A．v1 = v2 = v ；B．v1 ＞v＞v2；C．v1＜v＜ v2；D．v1 = v＞ v2。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。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）。帶傳動(dòng)采用張緊裝置的目的是（D）。1確定單根V帶許用功率P0的前提條件是（C）。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）。1設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)帶的根數(shù)過(guò)多，可采用（A）來(lái)解決。1與齒輪傳動(dòng)相比，帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是（A）。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）。1兩帶輪直徑一定時(shí)，減小中心距將引起（B）。1帶的中心距過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致（D）。1V帶輪是采用實(shí)心式、輪輻式或腹板式，主要取決于（C）。1與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是（D）。鏈傳動(dòng)張緊的目的主要是（C）。2鏈傳動(dòng)的張緊輪應(yīng)裝在（A）。2鏈傳動(dòng)不適合用于高速傳動(dòng)的主要原因是（B）。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。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。為什么普通車(chē)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(guò)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)。因此需要經(jīng)常調(diào)整中心距，以調(diào)整帶的初拉力。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(lái)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)，而減速傳動(dòng)時(shí)傳遞的有效圓周力比增速傳動(dòng)時(shí)大。當(dāng)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，帶速取決于主動(dòng)輪直徑。綜上，按按照減速傳動(dòng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。解：根據(jù)：得到： P=FevFe=P7000==700 N v10聯(lián)立： 236。F=2F2238。解：Fe=P7500==750 N v10Fe750=1125+=1500 N 22Fe750=1125=750 N 22F1=F0+F2=F0第三篇：【機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)】(第五版)課后習(xí)題答案1014章答案101證明 當(dāng)升角與當(dāng)量摩擦角 符合 時(shí)，螺紋副具有自鎖性。102解 由教材表10表102查得，粗牙，螺距，中徑螺紋升角，細(xì)牙，螺距，中徑螺紋升角對(duì)于相同公稱(chēng)直徑的粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋中，細(xì)牙螺紋的升角較小，更易實(shí)現(xiàn)自鎖。104解（1）升角當(dāng)量摩擦角工作臺(tái)穩(wěn)定上升時(shí)的效率：（2）穩(wěn)定上升時(shí)加于螺桿上的力矩（3）螺桿的轉(zhuǎn)速螺桿的功率（4）因 速下降，該梯形螺旋副不具有自鎖性，欲使工作臺(tái)在載荷 作用下等需制動(dòng)裝置。查教材表 91得，拉桿材料Q275的屈服極限，取安全系數(shù)，拉桿材料的許用應(yīng)力所需拉桿最小直徑查教材表 101，選用螺紋（）。假設(shè)螺栓桿與孔壁表面上的壓力分布是均勻的，且這種聯(lián)接的預(yù)緊力很小，可不考慮預(yù)緊力和螺紋摩擦力矩的影響。螺栓桿的剪切強(qiáng)度驗(yàn)算公式其中 表示接合面數(shù)，本圖中接合面數(shù)。1010解（1）每個(gè)螺栓所允許的預(yù)緊力查教材表 91得 45鋼的屈服極限，查教材表 10107得，當(dāng)不能?chē)?yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，碳素鋼取安全系數(shù)由許用應(yīng)力查教材表 101得 的小徑由公式得預(yù)緊力（2）每個(gè)螺栓所能承擔(dān)的橫向力由題圖可知，取可靠性系數(shù)橫向力（4）螺栓所需承擔(dān)的橫向力（5）螺栓的個(gè)數(shù)取偶數(shù)。1011解（1）初選螺柱個(gè)數(shù)（2）每個(gè)螺柱的工作載荷（3）螺柱聯(lián)接有緊密性要求，取殘余預(yù)緊力（4）螺柱總拉力（5）確定螺柱直徑選取螺柱材料為 45鋼，查表91得 屈服極限，查教材表 106得，當(dāng)不能?chē)?yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，暫時(shí)取安全系數(shù)許用應(yīng)力螺栓小徑查教材表 101，取 是合螺栓（），由教材表107可知取安全系數(shù)適的。（7）驗(yàn)證螺柱間距所選螺柱的個(gè)數(shù)和螺柱的直徑均合適。托架有繞螺栓組形心軸線OO翻轉(zhuǎn)的趨邊兩個(gè)螺栓被拉伸，每個(gè)螺栓的軸向拉力增大了 小了，下邊兩個(gè)螺栓被放松，每個(gè)螺栓的軸向力減，則有力的平衡關(guān)系，故可得為使上邊兩個(gè)螺栓處結(jié)合面間不出現(xiàn)縫隙，也即殘余預(yù)緊力剛為零，則所需預(yù)緊力（3）每個(gè)螺栓所需總的預(yù)緊力（4）確定螺栓直徑選取螺栓材料為 35鋼，查教材表91屈服極限，查教材表 106得，當(dāng)不能?chē)?yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，暫時(shí)取安全系數(shù)許用應(yīng)力螺栓小徑查教材表 101，取 也是合適螺栓（），由教材表107可知取安全系數(shù) 的。1014解 選用梯形螺紋。（2）初選螺母初步計(jì)算螺母的高度則螺栓與螺母接觸的螺紋圈數(shù)，取螺母的高度系數(shù)（3）校核耐磨性螺紋的工作高度則螺紋接觸處的壓強(qiáng)合適。查手冊(cè)，選取梯形螺紋 GB579686，選取公稱(chēng)直徑，中徑，小徑，螺距。（3）校核其耐磨性設(shè) 螺栓與螺母參加接觸的螺紋圈數(shù)，則 螺母的高度 內(nèi)。（4）校核螺桿強(qiáng)度取，則所需扭矩則危險(xiǎn)截面處的強(qiáng)度對(duì)于 45 鋼正火，其許用應(yīng)力，故合適。（6）校核螺紋牙強(qiáng)度對(duì)于梯形螺紋對(duì)于青銅螺母，合適。其標(biāo)記為：鍵GB109679（2）驗(yàn)算平鍵的擠壓強(qiáng)度由材料表 1010查得，鑄鐵聯(lián)軸器的許用擠壓應(yīng)力A型鍵的工作長(zhǎng)度，使用平鍵擠壓強(qiáng)度不夠，鑄鐵軸殼鍵槽將被壓潰。也可改用花鍵聯(lián)接。解 1）由公式可知：輪齒的工作應(yīng)力不變，則則，若，該齒輪傳動(dòng)能傳遞的功率112解 由公式可知，由抗疲勞點(diǎn)蝕允許的最大扭矩有關(guān)系：設(shè)提高后的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力分別為、當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩和功率可提高 69%。（1）許用應(yīng)力查教材表 111小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪ZG270500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。（3）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度，驗(yàn)算公式：其中：齒形系數(shù)：查教材圖 119得、則 ：滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。（1）許用彎曲應(yīng)力 查教材表111小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪 45鋼正火硬度：170～210HBS，取190HBS。（1）許用彎曲應(yīng)力查教材表 111，大小齒輪材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。查教材表114，因齒輪傳動(dòng)是雙向工作，彎曲應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)，應(yīng)將極限值乘 70%。116解 斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)與其當(dāng)量齒數(shù) 之間的關(guān)系：（1）計(jì)算傳動(dòng)的角速比用齒數(shù)。（3）計(jì)算斜齒輪分度圓直徑用齒數(shù)。117解 見(jiàn)題117解圖。當(dāng)齒輪1為主動(dòng)時(shí)按左手定則判斷其軸向力 ；當(dāng)齒輪2為主動(dòng)時(shí)按右手定則判斷其軸向力。齒輪2為右旋，當(dāng)其為主動(dòng)時(shí)，按右手定則判斷其軸向力方向 向力；徑總是指向其轉(zhuǎn)動(dòng)中心；圓向力 的方向與其運(yùn)動(dòng)方向相反。（2）由題圖可知：、分度圓直徑軸向力要使軸向力互相抵消，則：即1110解 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)分別校核其接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。查教材圖 117： ；查教材圖 1110： ；查教材表 114 取，故：（2）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，其校核公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù) 查教材表113得 齒寬中心距齒數(shù)比則：滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度。1111解 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后驗(yàn)算其彎曲強(qiáng)度：（1）許用應(yīng)力查教材表 111小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS，取220HBS。1112解 由題圖可知：，高速級(jí)傳動(dòng)比低速級(jí)傳動(dòng)比輸入軸的轉(zhuǎn)矩中間軸轉(zhuǎn)矩輸出軸轉(zhuǎn)矩1113解 硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后驗(yàn)算其接觸強(qiáng)度。查教材圖 117：查教材圖 1110：查教材表 114 取，故：（2）按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù) 查教材表113得齒寬系數(shù) 取大齒輪齒數(shù)，取齒數(shù)比：分度圓錐角小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù) 查教材圖 119得、則平均模數(shù)：大端模數(shù)?。?）校核其接觸強(qiáng)度，驗(yàn)算公式：其中：分度圓直徑錐距齒寬取則：滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度。查教材圖 1110： ；查教材表 114 取，故：（2）校核彎曲強(qiáng)度，驗(yàn)算公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù) 查教材表113得分度圓錐角小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù) 查教材圖 119得、分度圓直徑錐距齒寬系數(shù)平均模數(shù)則：滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。齒輪3又是主動(dòng)齒輪，根據(jù)左右手定則判斷，其符合右手定則，故斜齒輪3為右旋。徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動(dòng)中心；對(duì)于錐齒輪2圓周力與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，對(duì)于斜齒輪3與其圓周力方向相反。（）（2）由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即：