机械设计基础课后答案第三版刘江南郭克希编

1、3- 1何谓构件？何谓运动副及运动副元素？运动副是如何进行分类的?解答：构件是机器中每一个独立运动的单元体，是组成机构的基本要素之一。 运动副 是由两个构件直接接触而组成的可动连接，是组成机构的基本要素之一。 运动副元素 是两构件能够参加接触而构成运动副的表面，如点线面等。 运动副分类： a）按两构 件接触情况分为低副和高副； b）按两构件相对运动情况分为平面运动副和空间运动副。2机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？如何绘制机构运动简图？答：机构运动简图：表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性，用规定符号表示构件和运动副，并按比例绘制的图形。机构运动简图的用

2、处：表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性。4在计算机构的自由度时， 应注意哪些事项？通常在哪些情况下存在虚约束？ 答：在计算 机构的自由度时，应注意复合皎链、局部自由度、虚约束。 虚约束通常存在情况有： 1. 两构件组成多个导路相互平行或重合的移动副， 只有一个移动副起约束作用， 其余为虚约束；2两构件构成高副，两处接触且法线重合或平行； 3.轨迹重 合：在机构中，若被联接到机 构上的构件，在联接点处的运动轨迹与机构上的该点的运动轨迹重合时， 该联接引入的约束 是虚约束；4、机构中存在对传递运动不起独立作用的对称部分。*平面机构中的低副和高副各引入几个约束？答：每个自由构件

3、具有 3个自由度，高副引入一个约束，还有两个自由度；低副引入两个 约束，还有一个自由度。解：唧筒的机构分析：7机架是抽水筒4；3'、/ 原助件足手柄从动件是连杆2和活塞杆3.卜'运动与运动副分析厂%操作手柄以转动副4为中心摆动，依次幻带动连杆2和活塞杆3运动：Z该机构在A. 8, C二处有3个转幼副，活!鬼杵3与抽水简构成1个移劫副，而绘制运动简图取转动副A点为基准点，选择介透比例尺， 根据图咨中构件的尺寸和儿个运动副的位置, 绘制出抽水邺筒的运动简图如图b所示.抽水噂筒及其机构简图a肺水嗥简 用抽水鲫简的机构运动筒图 14 2连*I 3活塞朴4 水指4- 1什么是连杆机构的急

4、回特性？他用什么表达？什么叫极位角？它与机构的急回特性有 什么关系？4-1埋衅析：我主动件以笠速运动时，从动件在回哲时具有较大的胃均速度从动作的这 种性埴称为急回运动工为厂表明急回远动的急回程度，通常用所程速度呸比系数V米衡俄原劫件在共精动 周过程中，有两次与廷柱从线'从础件分别位于四极限位 家机构在两个极位时,原动件所姓茵个位置之间所夹的锐伯&称为彼位夹角.* _180° + 一此用渺_占H中&为极位夹侑。4- 2什么叫死点？4-2题僧析二当以件往复运动的构件为七动件IIL连朴与从动帕柄共矿氐出现了传动角广0 6的ffiSo这时主动件通过近杆作用于从动件上的

5、力恰好通过其四转中心，所以 君能使原动仲转动而出现"顶死”现象。机构的此种位置称为死点.为了 i»除死直位置的不良影响/可以对从动曲柄施加外力或利用飞轮及构件 自身惯性的仆用.使机构能够顺利地通过死点if【i正常运转.5- 18、请指出凸轮机构从动件常用运动规律有哪些？并说明每一种运动规律的冲击特性及其应用场合。答：凸轮机构从动件常用运动规律有：（1）等速运动规律；）等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；（2）等加速等减速运动规律，等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；（3）简谐运动规律（余弦加速度运动规律）；简谐运动规律（余弦加速度运动规律） 当有停歇区

6、间时有柔性冲击，用于中低速场合；当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合。9、何为带传动的弹性滑动？何为带传动的打滑？请具体说明二者最主要的区别。答：由于带的紧边与松边拉力不等，使带产生弹性变形而引起的带在带轮表面上滑动的现象，称为弹性滑动。当带传动工作过程中作用到从动轮上的阻力矩大于带和带轮间的极限摩擦力矩时，带与带轮的接触面就会发生相对滑动的现象，称为打滑。区别：打滑是有过载引起的，是可以避免的，不过载就不会打滑；而弹性滑动是由于传动带具有弹性且紧边与松边存在拉力差而产生的，它是带传动中所固有的物理现象，是不可以避免的。6- 2直齿圆柱齿轮的基参数？（1）齿数z:齿轮整个圆周上轮齿的总数2）

7、模数m:分度圆的周长1=兀d=zp,则有分度圆直径 d=p/Tt*z由于兀是无理数，给齿轮的设计、制造及检测带来不便。为此，人们将比值 p/兀为简 单的有理数（如1,2,3）并将该比值为模数，用 m表示，单位是：mm。因此分度圆直径 d=mz,分度圆齿距p= ti m。 模数是决定齿轮尺寸重要参数，齿数相同的齿轮，模数越大，其尺寸也越大。3）压力角a :渐开线上各点的压力角是不同的。压力角太大对传动不利，我国规定压力角为20度。4）齿顶高系数ha*和顶隙系数c*。齿轮齿顶高和齿根高得计算：ha = ha *m , hf = （ ha* +c* ) m1渐开线的性质。(1) 发生线在基圆上滚过的

8、长度，等于基圆上被滚过的弧长。(2) 渐开线上任意一点的法线必与基圆相切。(3) N点为渐开线在K点的曲率中心，NK是K点的曲率半径，因此渐开线上的各点曲率 半径是不同的，K点离基圆越远，曲率半径越大，渐开线越平缓。(4) 渐开线的形状取决于基圆的大小，同一个基圆上的渐开线形状相同，不同基圆上渐 开线不同，基圆越大渐开线越平直。(5) 渐开线是从基圆开始向外展开的，故基圆内无渐开线(6) 渐开线上的各点的压力角不相等，离基圆越远，压力角越大。. = 2 =jr 得=24- * - = 4fi/ r= at： = 5 k 24 = 121J mm； J, =MC, =5x4fl = 240 mm

9、d = <m = |2O+ ?«r Ik 5= I =W1 mmd 亍麻=NJUblL亍 ISO Efft< =d al2ncn2<ll!= 11276 mm63鞘由白=(J.+：, 1 = )80,及m二得:5-5图】-打.仆打-"Ikns T'、25 奇)Urfr:;rw * x!14k7#S 呻时6-4解答用范成法加工齿粒眩.如果齿数过少，当可具的齿顶线超过咕合极限点NW 时，就会发生根切现象匚直齿：.兰当江=20时 Z = 17切” a斜齿，=4.incosJ/?=l7cos J?6-11由“ =+ dQ = 匕（弓 +=x+ 讯）=225

10、2-2-2 cos/7 -得6 = arcEi '"（'+ "）= arccos *十 90） = arccos>Q 978 = 12.15"尸2“2x 225=225x 2/（% +Z）= 450/ 110 = 4.09 nunaT = arctan（=ar ct antan 20°0.978=arc tan 0.372Z =W _11 cos； p 0.978 20 =21.3890cos/? 0.978Z, mZl 4x20 冬史81.8m Z, 4x90 - = = 368.1cos p 0.978h = d +2h nt

11、= 81.8+ 2x1x4 = 89.8 <> =4 + 2/叫,=36" + 2 x 1 x 4 = 376.1d r.，L w .8J .g. 7.y 1 .乂4_ y.n七=.7-SiBxcc0suCt e*«l - MO-iAL |fc|（>CMid鬼入d 格火助 iacd ss<h sq（d whop息xA X J L X "£ ,M ：一 L _ u JU . . 3， ge X "AB I CDe"G " IJ Ijnput _calculateRemark2模玫i rInm小轮分度ES

12、直径必二小船齿知产21J大轮分度例直径"尸147mu</|=/C|3259nnd 2UC 24大稔齿数二广37小轮齿顶高161nn<7j=/M（ri+2/）5压力角。=20*大轮彷顶高久广273mxi】站川（：2十2，齿顶高系数/， J小轮齿根凶直径Ar顶隙系数/=o. 25 1大轮齿根圆自径=B2*（B3-：皿和力（二 r2/-2c *）7241.5mn二8小轮基圆11 =59. 98806muhXgM9大轮基圆直径"心105. 6933ma"bK ?io知10小轮齿厚勺=齿槽宽七=10. 99557mn了产厂e户产枷/?11大轮齿成产齿槽宽T产10

13、. 99557皿了产S/V|=?2Ft：12:?中心跤看一203n&i， 4 K rt! ShxtZ/S区m3/l<IH，13. 4的哮能7-225x4040x60 =R5.720x 20 x 35x2k - n 1300 =500/R5.71 = 5.S3 rAr.in 1I5.H3k 2n 2(1 m 4，?-l42 inmA 向右602' 解：该轮系为周转轮系4%-气n2(1x15 I/ n.-nfl '璀、60x306方句与多的相同。2；Z20x151：="60x306ISO-叫，则,ns; = 64.29 i/inin(1>):2叩560

14、x 30-=业一.则；nf/= 2 43 r/min6 -150-方同I与叫的相同。e-is'.b.图所示齿转传动：,埒U仙辑向力平与宗印说定齿形 绶嚏向* （可标在图上.另用视图画出L A 3齿轮的圆周方、辅向力和径向力的方 间.解,由釉向力平箭得斜齿轮3的釉向力方向向下和其施动方向可知t斜齿轮3的能向为左雌=由正茕站台条件可知：斜齿轮4的施向为右茂.也轮的鼠周力F-轴向力F目和径向力的方向如下图：')-2 站由P5J®徐=些=些史10=JOOO .V足 L Fa 1000。 碍兀= #亡1闾 -1由F = F-F:.又如玲=狎1000x2.718岫 1000x2J

15、549 、卜、* =1696.91 N 24349-1F =K-F = 16。6仞-1000= 696.91 N 11-4键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩。有些类型的键还可实现轴 上零件的轴向固定或轴向移动。平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙。这种键定心性较好、装拆方便。双键布置时，沿周向 1800布置。半圆键也是以两侧面为工作面，它与平键一样具有定心较好的优点。半圆键能在槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便。它的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。双键布置时，布置在同一条母线上。宽度系列代号，：系列深沟球轴承柚承内役7nw 直径系歹Ji弋号，？系列B P

16、5公差等级5级 内部结构代号，加强型 轴承内径421 X5=lC5mni直径系列代号，?系列 赏度系列代号，3系列12-2 滚动轴承的寿命和基本额定寿命是什么含义？何谓基本额定动载荷？何谓当量动 载荷？ 解： 所谓轴承的寿命，对于单个轴承来说，是指轴承的一个套圈（或垫圈）或滚动 体材料上出现第一个疲劳扩展迹象之前，轴承的一个套圈（或垫圈）相对另一个套圈（或 垫圈）旋转的转数。 （对于单个滚动轴承或一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，其 可靠度为90%时的寿命称为基本额定寿命，以表示（单位为百万转，即）。对单个轴承来讲，它能顺利地在基本额定寿命期内正常工作的概率为90%,而在基本额定寿命期未达

17、到之前即发生点蚀破坏的概率仅为 10%。对一组轴承来讲，在实际上按基本额定寿命计算而选择出的 轴承中，可能有10%的轴承发生提前破坏； 同时，也可能有90%的轴承超过基本额定寿命后 还能继续工作。） 滚动轴承的基本额定动载荷，就是使轴承的基本额定寿命为一百万转时，轴承所能承受的 载荷值，用C表示。对于向心轴承，由于它是在纯径向载荷下进行寿命试验的，所以其基本额定动载荷通常称为径向基本额定动载荷，记作；对于推力轴承，它是在纯轴向载荷下进行试验的，故称之为轴向基本额定动载荷，记作；对于角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指的是使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量。如果作用在轴上的实际载荷是既有径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与额定动载荷的载荷条件一致的载荷，称为当量动载荷。在当量动载荷作用下，滚动轴