机械设计基础杨晓兰韦志锋韩贤武版课后习题答案

1、第 十 三章习题册参考 答案绪论0-1判断题(1) X(2)X(3) X(4) V(5) V(6) XX0-2填空题(1)确定的相对0-3选择题(1) A(2)A(2)机械(3) A(3)零件(4)构件(4) A(5) A、机构的自由度1-1判断题(1) X(2)V(3) X(4) X(5) X(6) Xv(8) /(9)X(10) V(11) /(12) X(13) X(14) X1-2填空题(1)运动副(2)独立(3)2(4)低(5)机构自由度(6)机架1-3选择题(1) A(2)A(3) A(4) A(5) A(6) AA(8) A(9)A(10) A(11) A12) A(13) A1

2、-4 解：a) F=3n-2pi-ph=3 X 3-2X4 - 0=1b) F=3n 2piph=3X5 2X70=1c) F=3n-2pi-ph=3 X 3-2X4- 0=1d) F=3n 2piph=3X3 2X40=1e) F=3n2piph=3X3 2X4 0=1f) F=3n-2pi -ph=3X 3-2X4-0=1g) F=3n2piph=3X3 2X4 0=1h) 5 解：a) F=3n-2pi-ph =3 >52X70=1b)滚子中心存在局部自由度，F=3n-2pi- ph=3X8-2X11 - 1=1c) E 处存在复合钱链，F=3n-2pi- ph=3X5-2X6 -

3、1=2d) F=3n-2pi- ph=3X6-2X8- 1=1e)滚子中心存在局部自由度，两移动副处之一为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合钱链F=3n-2pi - ph=3X9-2X12- 2=1f)齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合钱链，F=3n2pi ph=3M 2M2=2g) F=3n-2pi -ph=3X3-2> -0=3h)滚子中心存在局部自由度，F=3n-2pi-ph=3X3-2> -2=1i)中间三根杆以转动副相连处存在复合钱链，=3n-2pi -ph=3X7 -2X10-0=1j)左边部分全为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合钱链，F=3n - 2pi- p

4、h=3 X5- 2 X7- 0=1a)该构件组合为机构，因为该组合自由度 b)该构件组合不是机构，因为该组合自由度 c)该构件组合不是机构，因为该组合自由度1-6 解：F=3n-2pi- ph=3>4-2X5 - 1=1>0F=3n-2pi - ph=3>3-2>- 1=0F=3n-2pi-ph=3 必一2X6 -0=0d)该构件组合为机构，因为该组合自由度F=3n 2pi ph=3 M 2 M 0=1>0、平面连杆机构2-1判断题(1) x(2) X(3) V(4) X(5) V(6) XV(8) /(9) /(10) X(11) X(12) /(13) X(1

5、4) X(15) /(16) X(17) X(18) /(19) X(20) V(21) X(22) X(23) X(24) X(25) /2-2填空题(1)低(2)转动(3) 3(4)连杆，连架杆(5)曲柄，摇杆(6)最短(7)曲柄摇杆(8)摇杆，连杆(9)2(10)>(11)运动不确定(12)非工作时间(13)惯性(14)大(15)中的摆动导杆机构有,中的转动导杆机构无(16)机架(17)曲柄(18)曲柄滑块(19)双摇杆(20)双曲柄机构(21)无，有2-3选择题(1) A(2) C(3) B(4) A(5) BBA(8) C(9) A(10) A11) A(12) C(13) C

6、(14) A(15) A(16) A(17) A18) A(19) A(20) A(21) A2-4 解:a)双曲柄机构，因为40+110<70+90 ,满足杆长条件，并以最短杆为机架b)曲柄摇杆机构，因为 30+130<110+120 ,满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架c)双摇杆机构，因为 50+100>60+70 ,不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d)双摇杆机构，因为50+120=80+90 ,满足杆长条件，并以最短杆的对边为机架2-5 解：(1)由该机构各杆长度可得1ab+ 1bc<1cd+ lAD,由此可知满足杆长条件，当以 AB杆或AB杆的邻

7、边为机架时该机构有曲柄存在(2)以1BC或1AD杆成为机架即为曲柄摇杆机构，以1AB杆成为机架即为双曲柄机构，以 1CD杆成为机架即为双摇杆机构2-6 解：(1)曲柄摇杆机构由题意知连架杆 CD杆不是最短杆，要为曲柄摇杆机构，连架杆 AB杆应为最短杆(0<1ab< 300 mm ) 且应满足杆长条件1ab+1bc V 1CD+1 AD ,由此可得 0<1abV 150mm(2)双摇杆机构由题意知机架 AD杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件AB 杆为最短杆(0<1abV 300mm)时，1ab + 1bc>1cd+1 ad ,由此可得 150mm&l

8、t; 1ab v 300mmAB杆为中间杆(300mm v 1ab c 500mm)时， 1ad + 1bc>1cd + 1ab ,由此可得 300mm < l ab <450mmAB 杆为最长杆(500mm v 1ab<1150mm )时，1ab + 1ad>1cd+1bc ,由此可得 550mm< lAB<1150mm由此可知：150mm<1ab<450 mm, 550mm< l ab<1150 mm(3)双曲柄机构要为双曲柄机构，AD杆必须为最短杆且应满足杆长条件 AB 杆为中间杆(300mm v1abC 500mm)时，

9、1ad + 1bc<Ncd+ 1ab,由此可得 450mm < 1ab < 500mm AB 杆为最长杆(500mm v 1ab <1150mm )时，1ab + 1ad < 1cd+1bc ,由此可得 500mm < 1ab < 550mm 由此可知：450mm < 1ab< 550mma)2-7 解:b)c)d)e)各机构压力角和传动角如图所示，图a)、d)机构无死点位置，图 b)、c)、e)机构有死点位置2-8 解:用作图法求解，主要步骤：(1)计算极位夹角：180(2)取比例尺 (j=0.001m/mm(3)根据比例尺和已知条件定出

10、1801.5 11.5 136A、D、C三点，如图所示(4)连接AC,以AC为边作角的另一角边线，与以 D为圆心、摇杆DC为半径的圆弧相交于Ci和C2点，连接DCi和DC2得摇杆的另一极限位置(两个)(5)从图中量得 AC=71mm , AC=26mm , AC2=170mm(6)当摇杆的另一极限位置位于DCi时:AC-AC1Iab 2 22.5mm, 1c(7)当摇杆的另一极限位置位于DCi时：AC AC148.5mml ABAC2 AC2答：曲柄和连杆的长度分别为c.AC AC249.5mm , lBC 120.5mm222.5mm、48.5mm 和 49.5mm、120.5mm。2-9

11、解:用作图法求解，主要步骤: K1(1)计算极位夹角：180 180K 1(2)取比例尺 (j=0.001m/mm(3)根据比例尺和已知条件定出滑块的两极限位置(4)连接C1C2,以C1C2为直角边作直角三角形(5)以C2P为直径作圆O1.2 11.2 116.4Ci、C2两点,如图所示C1C2P,使/ CiC2P=90° 0 =73.6(6)将C1C2偏移e值，与圆。交于A点，连接ACi和AC2,AC1 AC2258mm(7)从图中量得 AC1=34mm , AC2=82mm ,则:,AC2-AC1l AB24mm , lBC2答：曲柄和连杆的长度分别为24mm和58mm。2-10

12、 解：用作图法求解，主要步骤:(1)计算极位夹角：180 K-1 180 1.4 1 30K 11.4 1(2)取比例尺(j=0.002m/mm(3)根据比例尺和已知条件定出机架AC,如图所示(4)根据摇杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极限位置(5)过A点作摇杆两极限位置的垂线，得垂足点Bi、B2(6)从图中量得 AB=23mm ,则 1ABAB1 26mm答：曲柄的长度为 26mm2-11 解：用作图法求解，主要步骤：(1)计算极位夹角：_ K 1_1 118018001 OU1 OUuK 11 1(2)取比例尺 吁0.001m/nim(3)根据比例尺和已知条件定出D、C1、C2三点，如图所

13、示(4)过D点作C1D的垂线，并与 C1C2的连线交于 A点(5)从图中量得 AD=220mm , AC 1=234mm , AC2=180mm ,则：AC2 AC1. lAC2 AC1 207mm. l 一AD 220mnAB2答：曲柄的长度为 27mm,N，mmbc2连杆的长度为 207mm,机架的长度为AD220mm。三、凸轮机构3-1判断题(1) V(2) X(3) V(4) X(5) X(6) Xx(8) X(9) V(10) V(11) V(12) V(13) /(14) V(15) X(16) V(17) V(18) V(19) X3-2填空题(1)使用(2)盘形(6)行程(7)

14、轮廓(10)法线(11)大(3)凸轮轮廓(4)变曲率(8)凸轮的转角，从动件的位移(12)等速(13)小(5)行程(9)最小(14)许用压力角(15)低(16)大(19)抛物线(20)(17)大(18)内凹刚性3-3选择题(1) B(2) A(3) A(4) A(5) A(6) CA(8) A(9) A(10) A(11) A(12) A(13) A(14) A(15) A(16) A(17) B(18) A( 19) A(20) C(21) D(22) A(23) B(24) D(25) B(26) B(27) C3-4 解：(1)凸轮的基圆和基圆半径的标注如图所示(2)从动件的位移线图 s

15、-t和升程h的标注如图所示3-5 解：凸轮的位移线图如图所示。3-6 解：(1)凸轮的位移线图如图所示(2)凸轮的位移线图如图所示3-7 解：所设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构如图所示3-8 解：所设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示3-9 解：各凸轮机构中b、c点的压力角如图所示四、间歇运动机构4-1判断题(1) V (2) V (3) X(4) /(5) /(6) X(8) X4-2填空题(3)内(4) 2(5)锯(1) A(8) A五、联接(2) A(9) A(3 ) A(10 ) A(4) A(11) A(5 ) A(6) AA5-1判断题(1) X(2) V(3) V(4)

16、X(5) V(6) /x(8) X(9) X(10) x(11) X(12) /(13) X(14) X(15) X(16) X(17) /(18) X(19) X(20) /5-2填空题(1)牙型(2)大(3)越，(4)自锁性(5)4(6)螺钉(7)拧紧力矩(8)防松(9)一致(10)摩擦(11)呈谈(12)梯形(13)传力，传导，调整(14)右(15)轴和毂，挤压(16)轴的直径，轴头(17) A, B,C C(18)增加键的长度(19) B(20) 805-3选择题(1) B(2) A(3) A(4) C(5) D(6) CB(8) A(9 ) A(10) D(11) B(12) A(1

17、3) B(14) B(15) C(16 ) A(17) B(18) A(19) A(20) B(21) A(22) B(23 ) A(24) B(25) C(26) B(27) D(28) B(29) C(30 ) A(31) A(32) A(33) A(34 ) D(35 ) A(36) A(37) A(38) A(39 ) A(40) A(41) A(42) B(43) A(44 ) D(45) A5-4 解：(2)棘轮(1)周期性4-3选择题该螺栓连接为松螺栓连接，其强度条件为:4F(T(T拉杆材料为Q235,其4235MPa ,取安全系数S=1.7,则:(T%235S 1.7138.2

18、4MPa贝h d13.14 138.244 23 10314.56mm查教材表5-2可知，选小径d=17.294mm ,公称直径d=20mm的粗牙普通螺纹 答：拉杆螺纹的直径为M20 o5-5 解:该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为:5.2Faa7dlFaF0CLR,查教材表 5-2可知，M16的螺栓的小径 d1=13.835mm。取C=1.2,则:zmf答：该螺栓组能承受的横向载荷应不大于18.49kN5.2Fa丹- (T孙5-6 解: 该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为:各螺栓所受轴向工作载荷FE -Q 22000 5500Nn 4各螺栓所受残余预紧力F

19、r=0.6Fe,各螺栓所受总轴向拉力Fa=FE+FR=1.6 Fe =1.6 X 5500=8800N拉杆材料为Q235,其0s 235MPa ,取安全系数S=1.5,则：b 8 变 156 67MPaS 1.55.2Fa 5.2 8800d1， 9.64mm'兀 bY3.14 156.67查教材表5-2可知，选小径d1=10.106mm ,公称直径d=12mm的粗牙普通螺纹。答：所求螺栓直径为M12。5-7 解：该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为:°e5.2Fa(T材料为35钢，其国315MPa ,取安全系数S=1.5,则：(T & 竺 210MP

20、aS 1.5查教材表5-2可知，M16的螺栓的小径 d1=13.835mm。则：Fa F0/，Frzmfzmfo-5204 2 0.15 3.14 13.8352 2105.2 1.224.27kN答：允许承受的最大载荷不大于24.27kN5-8* 解:(1)确定螺杆的直径5.2Fa该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为:aoe hbjd 1Fa=W=20kN材料为45钢，其0s 355MPa ,该连接不需严格控制预紧力，取安全系数S=4,则:查教材表5-2可知，选小径d1=20.752mm ,公称直径d=24mm的粗牙普通螺纹。d=24mm粗牙普通螺纹中径 d2=22.051m

21、m ,则:(2)确定扳手手柄的最小长度 查教材表5-2可知公称直径答:22.05120 2_2001102.55mm,取 l=1103mm5-9(1)螺杆直径为 M24 解：(2)扳手手柄的最小长度为1103mm。(1)校核螺栓的剪切和挤压强度为:则:该螺栓连接为受横向工作载荷的镀制孔螺栓连接：剪切强度条件为:P T- d0查教材表5-3可知:8.8级的螺栓的%p=800Mpa ; «F640Mpa ;查教材表4F一 2m 7do;挤压强度条件5-4 可知：s钎2.5, Sp=2.564025256MPa ,0P%pSp800万5320MPa4F2m & /44 242321

22、 3.14 127.72MPa256MPa ；卬2423 5.27MPa<320MPa20 23答：所用螺栓满足剪切和挤压强度要求（2）平键的选择及强度校核选A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸键的标记为：键 16X70 GB/T 1096 2003。答：所选择的键不满足强度要求。5-10 解：该螺栓连接为受横向工作载荷的普通螺栓连接，其强度条件为：8.8级的螺栓的 备 640MPa ,取安全系数 S=1.5,则：（取 C=1.2,贝I： f CT 12_630 12 115kN 贝ha 6fr 6 0.16 65 10 3b =16mm , h = 10mm , L

23、= 70mm5.2Fa a h tOi2sS6401.5426.67MPa查教材表5-2可知，可选小径 d1=8.376mm,公称直径d=10mm的粗牙普通螺纹。 答：螺栓直径为 M10 o5-11* 解:该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为:5.2Fa°e就；(T受力分析如图所示将外载荷P向螺栓组中心简化得螺栓组所受的转矩T和横向载荷P横向载荷 P= 10000N ;转矩T =10000 300 = 3000000 N mm,方向如图所示由于横向载荷作用每个螺栓受到的横向力FP1 FP2 FP3 Fp4 - 10000 2500N44由于转矩作用每个螺栓受到的横向力

24、FT1 FT2 FT3 FT4 邛00007071N4r 4752 752由图可知，螺栓1、2所受的横向力相等，螺栓 3、4所受的横向力相等，且螺栓 1、2所受的横 向力最大，其值为m=1,取 C=1.2,则：Fa 120138 67603.5Nmf 1 0.16查设计手册可知，可选小径d1=31.67mm,公称直径d=36mm的粗牙普通螺纹。答：该螺栓组螺栓的小径须大于30.54,可选M36的螺栓。5-12* 解：（略）5-13 解：(1)确定螺柱直径该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为:5.2Fa外- CT孙22每个螺栓平均承受的轴向工作载荷：F 空匕 3.14 3 160

25、7536NE 4z 4 8取残余预紧力Fr=1.6Fe,则各螺栓所受总轴向拉力Fa=FE+FR=2.6 Fe =2.6 X 7536=19593.6N5.8级螺栓的cs 400MPa ,按控制预紧力取安全系数S=1.5,则：b W 400 266 67MPaS 1.55.2Fa-一5.219593.6d1 11.03mm丫 n b 3.14 266.67查教材表5-2可知，可选小径 d1=13.835mm ,公称直径d=16mm的粗牙普通螺纹。 (2)确定螺柱分布直径取螺柱间距为 5d,则D0 刊眩 -203.82mm ,取D°=200mm n 3.14答：连接螺栓直径可选M16的粗

26、牙普通螺纹，分布直径为 200mm。5-14 解：(1)平键类型和尺寸选择安装齿轮处的键：选 A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸b = 25mm , h =14mm, L =80mm。键的标记为：键25*0 GB/T 10962003。安装联轴器处的键：选A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸b = 20mm, h=12mm, L =100mm。键的标记为：键20 X100 GB/T 10962003。(2)平键连接强度的校核安装齿轮处平键强度校核：安装联轴器处平键强度校核：所选择的平键满足强度要求答：所选择的平键满足强度要求5-15 解：(1)平键类型和尺

27、寸选择选A型平键，根据轴径和轴头十4T4 800dhl 90 14 80 2546.18MPa100 - 120MPa4T4 800dhl 70 12 100 20从设计手册中查得键的尺寸47.62MPa50-60 MPab = 22mm , h = 14mm , L=100mm o 此键的标记为：键 22M00 GB/T 10962003。(2)传递的最大扭矩查教材表5-7彳#卬=(100120) Mpa,取同=120Mpa答：能传递的最大扭矩不大于2620.8N - m。5-16 解：(1)平键类型和尺寸选择选A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸b = 25mm , h

28、= 14mm , L =90mm o此键的标记为：键 25刈0 GB/T 1096 2003。(2)平键连接强度的校核所选择的平键满足强度要求答：所选择的平键为键25X90 GB/T 1096 2003。经验算该键满足强度要求。Ld=2800mm选带的基准长度六、带传动和链传动(1) X(2) X(3) V(4) V(5) X(6) Xx(8) V(9) X(10) X(11) /(12) X(13) V(14) V(15) X(16)X(17) X(18) X(19)X(20) X(22) X(23)X(24) V(25) X6-2填空题(1)中心角，120°(2)两侧，40

29、76;(3)梯形，7, 丫(4)初拉力，摩擦系数，小轮包角(5)越大(6) 525(7)小(8)带的基准长度(9)平行，对称平回应在同一半回(10)小(11)传动比(12)张紧轮(13)摩擦力(14)可以(15)弹性滑动，打滑(16)打滑(17) 10(18)外(19)主(20)小(21) 4(22)型号(23)主(24)绳芯(25)平均，瞬时(26)链轮的多边效应(27)不能保持恒定的瞬时传动比；传动平稳性差；工作时有噪音等(28)偶，奇(29)疲劳破坏，胶合(30)外链板与销轴(31)制造精度的影响，致使各排链的载荷分布不均(32)大，跳齿(33)少，冲击，动载荷6-3选择题(21) /(

30、1) C(2) B(3) B(4) A(5) AAC(8) A(9) B(10) B(11) A(12) A(13) C(14) A(15) C(16) A(17) A(18) C(19) A(20) D(21) D(22) A(23) A(24 ) B(25) A(26) A(27) A(28) A(29) D(36) A(30) B(37) B(31) B(38 ) C(32) A(33) B(34 ) A(35) B6-1判断题6-4 解：(1)小轮包角(2)带的几何长度查教材表6-3可知,(3)不考虑带传动的弹性滑动时大带轮转速i 上 dd2n2dd1n1ddi 1460 150,.,

31、n2547.5r/mind d2400(4)滑动率 =0.015时大带轮的实际转速答：1)dd2 5 dd1 1 e小轮包角为n2n1ddi 1 £ 1460 150 10.015dd2400165.7° ; 2)带的几何长度为 2879.6mm,539.3r/min应选带的基准长度2800mm不考虑带传动的弹性滑动时大带轮转速547.5r/min ； 4)大带轮的实际转速539.3r/min。6-5 解：(1)确定带的基准长度Ld查教材表6-3可知，选带的基准长度Ld=1600mm(2)确定实际中心距a取实际中心距 a=530mm(3)计算所需带的根数 z查教材表6-5得

32、P0= 1.60kW ;查教材表6-6得AP0=0.168kW ;查教材表6-7得K»=0.974 ;查教材表 6-3, Kl=0.99,则：取z=3根答：1)带的基准长度 Ld=l600mm ； 2)实际中心距a=530mm ； 3)所需带的根数为 3根。6-6 解：查教材表6-3可知，选带的基准长度Ld=1600mm取实际中心距 a=460mm查教材表6-5得Po= 1.306kW ;查教材表6-6得AP0=0.168kW ;查教材表6-7得Ka=0.93;查教材表 6-3, Kl=0.99,查教材表6-8取工作情况系数 Ka=1.2答：能传递的最大功率为2.26kW。6-7 解

33、：(1)选择V带型号Ka=1.1,故：PcKa P 1.1 7.5 8.25kWA型普通V带。dd1的取值范围为112140mm，又由教材表 6-5知此范围内dd1只有查教材表6-8取工作情况系数根据Pc和n1，由图6-12选用(2)确定大小带轮基准直径由(1)选择知小带轮基准直径112mm、125mm、140mm 三种取值，现选取 dd1=125mm。则:根据教材表6-2选从动轮基准直径(3)验算带速带速在525m/s范围内，带速合适。(4)求V带的基准长度和中心距初定中心距的取值范围283.5 a0带的初定长度：查教材表6-3可知，选带的基准长度 带传动的中心距：a a Ld L。dd2=

34、280mm。810,现取初定中心距 a0=500mmLd=1600mm 1600 1648500476mm取实际中心距 a=476mm中心距变动范围为(5)验算小轮包角452500mm“1=161.3 >120 °,合适。(6)确定带的根数6-6得AP0=0.168kW ;查教材表 6-7得K»=0.954 ;查教材表查教材表6-5得Po= 1.91kW ;查教材表6-3, Kl=0.99,则：取z=5根(7)计算单根V带的预紧力查教材表 6-1得q=0.1kg/m ,则：(8)计算带轮轴上的压力(9)带轮结构设计(略)6-8 解：11)求链节数由教材表6-9查得链节

35、距p=15.875mm取链节数Lp=132(2)求链所能传动的最大功率由教材图6-25查得P°=10kW,查表6-11得Ka=1.0,查表6-12得Kz=1.0,单排链取 Km=1 ,则:答：1)链节数Lp=132; 2)链所能传动的最大功率P=10kW o6-9 解：由教材表6-9查得链节距为 p=19.05mm的链号为12A由ni=996,4r/min、链号12A查教材图6-25可彳导P0=20kW6-10 解：由教材表6-9查得满足极限载荷Q = 50kN的链号为16A,链节距为p=25.4mm由教材图6-25查得P°=40kW,查表6-12得Kz=1.1,单排链取

36、Km=1 ,则：答：链能传递的功率为36.67kW。6-11 解：(1)选择链号由传动比i= 3查教材表6-10取Z1=25,则Z2=iz1=3 X25=75查表6-11取Ka=1.2,查表6-12取Kz=0.74,单排链取 Km=1 ,由式(6-22b)得根据P0=8.92kW和nl=720r/min查教材图6-25可选链号10A(2)确定润滑方式由表6-9查得链节距p=15.875mm答：由链号10A, v=4.76m/s,查图6-26,可选择油浴或飞溅润滑。6-12 解：(1)两轮的合理转向如图所示(2)两轮的包角如图所示(3) V带与带轮接触处的弯曲应力分布如图所示，B1>加2(

37、4)载荷过大时，打滑首先出现在小带轮处。由于小带轮上的包角小于大带轮上的包角，因此小带 轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力，故打滑首先出现在小带轮处(5) v辿巾13.14 100 1460 7 64mq带速在525m/s范围内，带速合适V/ .1 H/S60 100060 10006-13 解：图a、b、c所示的链传动布置中链轮均按逆时针旋转七、齿轮传动7-1判断题(1) -(2) X(3) X(4) V(5) X(6) XX(8) -(9) X(10) V(11) V(12) V(13) /(14)V(15)X(16) X(17) X(18) V(19) X(20) X(21)X(

38、22)X(23) X(24) X(25) X(26) X(27) /(28)X(29)X(30) V(31) X(32) V(33) X(34) X(35)X7-2填空题(1)基圆，基圆(2) 20°(3)等于，大于(4)怛定，不变(5)两轮的模数相等、压力角相等(6) > 1,实际啮合线段/基圆齿距2轴向力，8° 25°(8)两轮的模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等方向相反(9)右，14° 30' , 3mm(10)相切，相割，相离(11 )正，弯曲(12) 17(13)少，小(14) <350HBS ,齿面点蚀(15)轮齿折断(

39、16)高(2050) HBS, (510) mm(17)齿面磨损(18)硬度(19)相反，相同(20)相同，不同(21)多(22)1.5(23) 2040(24)少，大，弯曲(25)浸油(26)10(27)直径大小(28) 500(29)铸造(30)同时参加啮合的齿对数7-3选择题(1)B(2) C(3) A(4) C(5) B(6) BC(8)B(9) C(10) D(11) D(12) D(13) A(14) D(15)B(16) D(17) A(18) C(19) A(20) C(21) A7-4 解：(1)啮合线N1N2如图所示；(2)节点P如图所示；(3)两轮的节圆如图所示7-5 解

40、：分度圆直径：d1 mZ| 2.5 20 50mm , d2 mz2 2.5 40 100mm齿顶圆直径：dai (zi 2ha)m (20 2 1) 2.5 55mm齿根圆直径:df1 (z1 2ha 2c )m (20 2 1 2 0.25) 2.5 43.75mm基圆直径： db1 d1 cos50 cos20： 46.985mm标准中心距:d1d2a 2答：两轮的分度圆直径分别为50 100 75mm250mm、100mm,两轮的齿顶圆直径分别为55mm、105mm ,两轮的46.985mm、93.969mm ,标准中心距为齿根圆直径分别为 43.75mm、93.75mm ,两轮的基圆

41、直径分别为 75mm模数：m2a乙 z27-6 解:2 120 4mm20 40分度圆直径：d1mz14 20 80mm , d2 mz2 4 40160mm齿顶圆直径：da1(z12ha)m (20 2 1) 4 88mm齿根圆直径：df1(z12ha 2c )m (20 2 1 2 0.25)4 70mm答：两轮的模数为 4mm,两轮的分度圆直径分别为80mm、160mm,两轮的齿顶圆直径分别为88mm、168mm,两轮的齿根圆直径分别为70mm、150mm。7-7 解：(1)验算齿面接触疲劳强度查表7-6取载荷系数K=1.2,查表7-7取弹性系数ZE=188.9MPa 1/2z275u

42、一 一4253, bb275mm , d1 mz13 25 75mmH3mL，查表 7-4 取 Hlim1 580MPa、 Hlim2 300MPa , Hlim Hlim2 300MPaSh查表 7-8 取 S 1.1, H3m 迎 272.73MPaSh1.1满足齿面接触强度要求。(2)验算齿根弯曲强度查图 7-26 得 YFa1=2.72、YFa2=2.25 ,查图 7-27 得 Ysa1=1.59、Ysa2=1.76E,查表 7-4 取 FE1 450MPa、 FE2 230MPa ,查表 7-8 取 Sf 1.25 Sffei 450F1-ST125360MPa， F2E2Sf230

43、184MPa1.25满足齿根弯曲强度要求。答：齿面接触强度和齿根弯曲强度均满足7-8 解：开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和齿根折断,2KTYFaYSabm2z1F得齿轮所能传递的最大转矩T bm/ f1max , 证查表7-6取载荷系数 K=1.2, b=b2=40mm查图 7-26 得 YFai=2.91、YFa2=2.27 ,查图7-27 得 Ysai=1.56、Ysa2=1.74考虑磨损对齿厚的影响0.7FESF,查表 7-4 取 FE1 FE2 120MPa ,查表 7-8 取 Sf 1.3F1YFa1YSa264.622.91 1.5614.23,F2YFa2YSa264.622

44、.27 1.7416.36,F minYFaYSaF1 F2YFa1YSa1 YFa2YSa214.23齿轮传动传递的最大功率Pnaxmax118583.33 509.55答：该齿轮传动所能传递的最大功率为7-9 解：(1)选择材料、确定许用应力1060.62kW。69.55 100.62kW1)由表7-4选小齿轮材料用 38SiMnMo调质，硬度为260HBS ,叫而1 =720MPa , oFE1=590MPa, 大齿轮材料为40Cr调质，硬度为230HBS ,田尔2 =700MPa , (FE2=580MPa。属软齿面传动，二者的硬度差为30HBS。2)由表7-8 取 Sh=1.1, $

45、=1.25,许用应力Hlim1H17201.1654.55MPa ，H2700 636.36MPa1.1F1FE15901.25472MPa ， F25801.25464MPa(2)1)按齿面接触强度设计设齿轮的精度等级为 8级2)3)4)小齿轮传递的转矩计算小齿轮分度圆直径80齿轮齿数取 zi=25 , z2= iz1 =3.2 X 25=80,头际传动比i - 3.225由表7-6取载荷系数K=1.4,由表 7-9取齿宽系数d 1 ,由表 7-7取弹性系数ZE=189.8MPa1/2,则:5)模数d153.24m -z1252.13mm ,由表7-1取标准值 m=2.5mm齿轮分度圆直径：

46、di mzi 2.5 25 62.5mm, d2 mz2 2.5 80 200mm6)齿宽b ddi 1 62.562.5mm ,取 b2=63mm, bi=68mm7)中心距(3)验算轮齿的弯曲强度由图7-26得齿形系数 YFai=2.72, YFa2=2.25,由图7-27得应力修正系数 Ysai=1.59, Ysa2=1.77 故所设计齿轮是安全的。(4)齿轮的圆周速度查表7-5可知齿轮选用8级精度是合适的。其他计算从略。7-10 解：(1)选择材料、确定许用应力1)由表7-4大、小齿轮材料均选用40Cr调质后表面淬火，小齿轮齿面硬度为52HRC,oFEi=720MPa,大齿轮齿面硬度为

47、 50HRC , (FE2=700MPa。属硬齿面传动。2)由表7-8取Sf=1.25,考虑磨损对齿厚的影响，许用应力f 0.7 上SfFE1720700F1 0.7 -FE1 0.7 403.2MPa , F2 0.7 392MPaSF1.251.25(2)按齿轮弯曲强度设计731)齿轮齿数取 zi=17, Z2=izi=4.3X 17=73.1 ,取 Z2=73,实际传动比 i 一 4.29172)小齿轮传递的转矩3)计算齿轮模数由表7-6取载荷系数K=1.2,由表7-9取齿宽系数 d 0.6YFaiYSaiFi3.07 1.53YFa2Y 0.0116Fa2-sa2403.2 f22.2

48、6 1.753920.0101由图7-26得齿形系数 YFai=3.07 , YFa2=2.26 ,由图7-27得应力修正系数 Ysai=1.53 , Ysa2=1.75由表7-1取m=3mm4)齿宽bd d1 0.6 3 17 30.6mm ,取 b2=32mm , bi=37mm其他计算从略。7-11 解：mn(zi z2)4 (21 50)螺旋角： arccos arccos 18” 47 482a2 150cos分度圆直径：d1 型互 一4_2_ 88.73mmcos1847 48齿顶圆直径:da1d1 2mn 88.73 2 4 96.73mm齿根圆直径:2.5mn 88.73 2.

49、5 4 78.73mm答：螺旋角为18 4748,分度圆直径分别为88.73mm、211.27mm,齿顶圆直径分别为96.73mm、219.27mm,齿根圆直径分别为7-12 解：78.73mm、201.27mm。小齿轮传递的转矩:9.551069.55106小齿轮分度圆直径:d1mnZicos圆周力:Ft2T1d1径向力:Fr1轴向力:Fa1Fa2ni28cos1586.96mm2 79583.3386.96Ft1 tan ncosFt1 tan答：作用在两个齿轮上的圆周力为1830.34N1079583.33N mm12001830.34 tan 20 689.69Ncos151830.34 tan15，490.44N1830.34N ,径向力为 689.69N ,轴向力为 490.44N。7-13 解：(1)选择材料、确定许用应力1)由表7-4选大、小齿轮材料均用40Cr,并经调质后表面淬火,CHlim1 = oHlim2=