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机械设计基础作业集参考答案（注：此参考答案非解答，因此无解题过程）第一章 绪论1-11-4略第二章 平面机构的结构分析和速度分析2-1判断题(1)(2)(3)(4)(5)PP2-2选择题(1)(2)(3)(4)(5)DBBAB2-3填空题（1）构件 运动副 运动 一个 几个 刚性 （2）平面低副 2 平面高副 1 （3）可以 也可以 （4）减少 （5）大于0 原动件数目等于机构自由度 （6）垂直于导路无穷远处 过高副接触点的公法线上 （7）绝对速度相等，相对速度为零 相对瞬心的绝对速度不为零，绝对瞬心的绝对速度为零 （8）3个 同一条直线上2-42-6 F=1，机构简图略。2-7 F=0，不能运动，所以不能实现设计意图。机构简图及修改略。2-8 F=2。2-92-11 F=1。2-12 F=2，该机构具有确定运动的条件为：给定2个原动件。2-13 F=1，该机构具有确定运动的条件为：给定1个原动件。2-14 v3=1m/s。2-15 更正：求构件3的速度 v3=0.2w1m/s。2-16 v3=p13p14mlw1，w2=w1p12p14/ p12p24。2-17 w2=w1p12p13/ p12p23。，与w1方向相同。第三章 平面连杆机构及其设计3-1判断题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)PPPP3-2填空题（1）摇杆的形状和尺寸 曲柄与连杆组成转动副的尺寸 机架（以连杆为机架） （2）有 AB 曲柄摇杆 AB CD （3）曲柄 机架 （4）曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构 摆动导杆机构 （5）曲柄摇杆机构 摆动导杆机构 曲柄滑块机构 正弦机构 （6）等速运动 为原动件 （7）7 （8）往复 连杆 从动曲柄 （9）53-3 70lCD6703-43-11略。3-12 lAB=63.923mm lBC=101.197mm lBC=101.094mm lCD=80mm第四章 凸轮机构及其设计4-1判断题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)PPP4-2选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)A BD D BB(外凸轮廓)ACDA4-3填空题（1）等速运动 等加速等减速、余弦加速度运动 （2）增大基圆半径 采用正偏置 （3）凸轮回转中心 理论廓线上 （4）速度 加速度 （5）升程开始点、中点和结束点 柔性 （6）增大基圆半径 减小滚子半径 （7）重合于 法向等距 （8）大 小 （9）0 （10）减小推程压力角4-44-11略。第五章 齿轮机构及其设计5-1判断题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)PPPP(13)(14)(15(16)(17)(18)PPP5-2选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)BCC、AB、A C、ABABCBD5-3（1）rk= 48.9898mm a k= 4425 qK=114322（2）a k= 4442 rk=70.3433mm5-4 z=45.45 5-5（1） z1= 20 z2= 30 r1= 40mm r2= 60mm ra1= 44mm ra2= 64mmrf1= 35mm rf2= 55mm a= 20 c=1mm （2） r1=40.8mm r2=61.196mm a= 2353 c=3mm5-6略。5-7（1）r1= 47.5mm r2=105mm rb1= 44.64mm rb2=98.66mm ra1= 52.5mm ra2=110mm a=152.5mm B1B2=24.12 mm ea=1.634(2）略5-8（1）a= 23.23 a=155.94mm （2）r1=48.57mm r2=107.37mm （3）r1=19.1571mm r2=42.1592mm （4）c=4.69mm5-9 5-10略。5-11（1）正传动 （2）1）b= 13.7291 2）d1= 30.88mm da1=34.88mm df1= 25.88mm 3）z v 1 = 16.36 会产生根切 4）eg=2.69345-12略。5-13（1）d2=175mm （2）da2=185mm df2= 163mm （3）b2= 5.7106 （4）a=112.5mm5-14图略。第六章 齿轮系及其设计6-1 iSM=60 iMH=126-2 z7=32 z5=25 Z6为过桥轮，其齿数可适当选取。滚刀A应为左螺旋方向。6-3 齿条8的线速度v=11.78mm/s，方向向上。6-4 iSH=106-5 z1=1206-6 z2=67.81686-7 齿轮5和6组成定轴轮系，齿轮1、2、3、4和齿轮5组成周转轮系，齿轮5是系杆H， i16= -0.0726-8（1）n8=7r/min，逆时针方向转动。 （2）n8=3 r /min，顺时针方向转动。6-9 nH= -7000 r/min，方向与n1相反如图示。6-10（1）nA=0 （2）nA=300 r/min，方向与n 1、n8相同。6-11（1）i1H=3 （2）i1H=1.86-12 nH=20r/min，方向与n2相同如图示。6-13 i1H= -3/7第七章 其他常用机构7-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)BAACC7-2填空题（1）摇杆-棘爪、棘轮、止动棘爪和机架 （2）阻止棘轮随同主动摇杆回转，使棘轮静止不动 （3）0k1 单销外槽轮机构：0k1/2 单销内槽轮机构：1/2k1 （4）主动拨盘、从动槽轮和机架 （5）棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构 棘轮机构7-37-4略。7-5（1）k =2/3（2）n =27-6 z = 4 n =2 或 z = 3 n =3 7-7 1转： td= 10/3s tj= 20/3s 第八章 机械的调速及平衡8-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)C CB BACBA8-2填空题（1）启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段 （2）转动惯量 储能器 （3）最大动能与最小动能 功能增量指示图（4）两个回转面 双面（5） SF=0 （6） SF=0，SM=0（7）一定 不一定8-38-5略。8-6（1）Je=0.035kgm2（2）Me=10Nm8-7 DWmax=3500Nm n max=993.28r/ mm 在je n min=926.72r/ mm 在j b8-8 （1）n max=502.5 r/mm 在j max=104.1645 （2）JF=3.2525 kgm28-9 mbrb=1655.2945 kgmm 方位角295.017 8-10 a）静平衡，动不平衡 mbrb= mr/ 2与m1方位相反，mbrb= mr/2与m1方位相同 b）静平衡，动不平衡 mbrb= mr/2 与m1方位相反，mbrb= mr/2与m1方位相同第九章 机械零件设计概论9-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)D C 、AB 、E CAAA9-2填空题（1）最大应力及安全系数 max及 SS （2）疲劳失效 光滑区及粗糙区 （3）尺寸突变 增大 （4）对称循环、脉动循环和非对称循环= （5）m=max/2 （6）屈服极限S 强度极限B 疲劳极限0 （7）应力集中、绝对尺寸、表面状态 （8）跑合磨损、稳定磨损和剧烈磨损 （9）干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦9-39-7略。第十章 连接10-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)B BA 、D CB 、A 、DDCDAD、CC、B、DAB10-2填空题（1）螺纹升角小于等于当量摩擦角 （2）大 中 小 （3）自锁 小 减小当量摩擦角，提高传动效率 （4）防止螺纹副的相对运动 （5）接合面间的滑移、螺栓被拉断 螺杆被剪断和螺杆与孔壁接触面被压溃 （6）采用定力矩扳手、测力矩扳手、测量螺栓伸长量等 （7）普通平键、薄型平键、导向平键、滑键 普通平键、薄型平键 导向平键、滑键 （8）C型(半圆头)键 键宽16mm,键长（公称长度）100mm （9）工作面压溃和键被剪断 pp； 工作面的过度磨损 pp pp （10）小径 齿形10-310-9略。10-10 S=1.21.5，Fmax=2118.211694.57N10-11 Fmax=2000N10-12 普通螺栓 S=1.21.5 d1=11.144612.46 mm 取M16(d1=13.835 mm) 铰制孔用螺栓 d07.054mm 取M8(d0=9 mm) hmin= 2.17 mm10-13 (1) Tmax=2963.532N m (2) d1=24.576327.4771 mm 取M3090(d1=26.211 mm)或M3690(d1=31.67 mm)10-14 按不控制预紧力，需M16，d1=13.835mm，预紧力F0=13000N 10-15 (1) F1=4KN (2) F1max=4400N d17.792mm 取M10，d1=8.376mm7.792mm10-1610-17略。第十一章 齿轮传动11-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)B AB ACA、CA、ACBACCA(14)(15)B、AAG，CE，BDFHIJ11-2填空题（1）硬 软 350HBS 硬度350HBS 3050 一对齿轮啮合时，小齿轮的啮合次数多于大齿轮，所以小齿轮容易失效，为了使大小两齿轮寿命接近相等 硬度350HBS 相等 （2）正火、调质 整体淬火、表面淬火、渗碳淬火、渗氮（氮化）、碳氮共渗（氰化）（3）齿面疲劳点蚀 轮齿折断 齿面磨损 齿面胶合（4）节线附近的齿根面上 此处啮合，相对滑动速度小，不易形成润滑油膜，润滑不良，使摩擦力较大，裂纹易形成、只有一对轮齿啮合，其接触应力最大（5）悬臂梁 模数m 不相等（6）赫兹 两轮齿节点处的综合曲率半径（当齿数比一定时，分度圆半径或中心距） 不变（7）轮齿几何形状对齿根弯曲应力的影响 齿数 当量齿数（8）齿宽中点的（9）99 脉动（10）对称 -300MPa 300MPa 0 脉动 脉动11-311-14略。11-15 a=150mm11-16 T2max=168938Nmm11-17 （1）F1=55.01MPa（2）11-1811-20略。第十二章 蜗杆传动12-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)D DB ABCDBC12-2填空题（1）中碳钢、中碳合金钢 表面淬火 铸锡锌铅青铜ZCuSn5Pb5Zn5 （2）蜗轮 蜗轮材料强度较弱、结构上蜗轮齿孤立，蜗杆齿连续 （3）蜗杆传动的啮合效率、轴承效率、搅油损耗效率12-312-6略12-7（1）略 （2）v=1.005m/s （3）W=6965.7N （4）Fa2=3158N Ft2=9326N Fr2=3394N 方向略12-8略。第十三章 带传动和链传动13-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)C、C BC BACDBCBCAB13-2填空题（1）初拉力F0、小轮包角a和带与带轮之间的摩擦系数fv （2）拉应力、离心拉应力、弯曲应力 max=1+C+b1 紧边进入小带轮处 （3）打滑和疲劳破坏 在保证不打滑的条件下，带传动具有一定的疲劳强度和寿命 （4）F1= 1500N和F2= 750N （5）内链板与套筒 外链板与销轴 滚子与套筒 套筒与销轴 （6）越高 越大 越少 （7）平均 瞬时 （8）A系列、节距25.4mm（节距=链号25.4/16mm） 双排 60节13-313-10略。13-11 Pmax=13.9 kw13-1213-14略。第十四章 轴14-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)C BC BBCAAA14-2填空题（1）转轴 心轴 （2）传动轴 （3）为了使零件在轴向定位和承受轴向载荷 轴肩、轴环、套筒、弹性挡圈、轴端挡圈、圆螺母和止动垫片、圆锥面等。 （4）花键，过盈配合，涨套和成型连接 （5）直轴，曲轴和钢丝软轴 （6）挠度或偏转角 扭转角 变形在允许的范围内 （7）卸载槽、过渡肩环、凹切圆角（增大过渡圆角半径） （8）考虑扭切应力与弯曲应力的性质不同引入的折合系数 （9）便于轴上零件的装拆和定位14-314-5略。14-6 dmin=47.34mm14-7 P=98.73kw14-8 d 31.8mm，该轴能够满足强度要求。14-9 略。第十五章 滚动轴承15-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)C AD DDAADBA,B、D15-2填空题（1）N316/P和51316 51316和N316/P66306/P5和513166306/P5 30306、6306、6306/P5、30206（2）疲劳寿命（3）提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动 在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙。 （4）当C、P不变时，轴的转速由n增加到2n，L10= 5.4x107r，Lh= 1000h。当C、n不变时，当量动载荷由P增加到2P，L10=6.75x106r ，Lh 250h。当n、P不变时，轴承尺寸改变，其额定动载荷由C增加到2C，L10=4.32 x108r，Lh=16000 （5）为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失， 接触式密封（中低速）、非接触式密封（高速）、混合式密封）15-315-8略。15-9 答： Fd1=0.68 Fr1=0.688000=5440N Fd2=0.68 Fr2=0.685200=3536N（1）Fa1 =5736N Fa2 =3536N（2）Fa1 =5440N Fa2 =4540N（3）Fa1=5440N Fa2 =3536N （4）Fa1 =Fa2 =5440N15-10 Lh=55035.172h15-11 Lh=14940.551h25000h 不满足要求。15-12 Lh=14803.6h15000 h 不满足要求