机械设计基础(第七版)陈云飞卢玉明主编课后答案

1、chapterl1- 1什么是运动副？高副与低副有何区别？答：运动副：使两构件直接接触，并能产生定相对运动的连接.平面低副一凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副：平面高副一以点或线相接触的运动副。2什么是机构运动简图？它有什么作用？答：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成 和传动情况。这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。作用：机构运动简图不仅能表示出机构的代动原理，而且还可以用图解法求出机构上各 有关点在所处位置的运动特性（位移，速度和加速度）。它是一种在分析机构和 设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。1- 3平面机构具有确定运动的条件是

2、什么？答：机构门由度F>0,且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的：这就是机 构具有确定运动的条件。（复习自由度4个结论P17）chapter22- 1什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？答：急回特性：曲柄等速回转的情况下，摇杆往复运动速度快慢不同，摇杆反行程时的平均 摆动速度必然大于正行程时的平均摆动速度，此即急回特性。死点位置：摇杆是主动件,曲柄是从动件，曲柄9连杆丿J，摇杆通过连杆加丁曲柄 的驱动力F止好通过曲柄的转动中心，所以不能产生使曲柄转动的力矩， 机构的这种位置称为死点位置。即机构的从动件出现卡死或运动不确定的 现象的那个位置称为死点位置（从动件的传动角丫二

3、0°chapter33- 2通常采用什么方法使凸轮与从动件之间保持接触？答：力锁合：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。形锁合：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。3- 3什么叫刚性冲击和柔性冲击？用什么方法可以避免刚性冲击？答：刚性冲击：从动件在运动开始和推程终止的瞬间，速度突变为零，理论上加速度为无穷 大，产生无穷大的惯性力，机构受到极大的冲击，称为刚性冲击。柔性冲击：当从动件做等加速或等减速运动时，在某些加速度突变处，其惯性力也随之 有限突变而产生冲击，这种由有限突变而引起的冲击比无穷人惯性力引起的 刚性冲击轻柔了许多，故被称为柔性冲

4、击。避免刚性冲击的方法：为了避免刚性冲击，常将这种运动规律已知的运动开始和终止两 小段加以修止，使速度逐渐升高和逐渐降低。让从动件按止弦加速度运动（既 无刚性运动，也无柔性冲击）chapter44- 1棘轮机构、槽轮机构及不尢全齿轮机构备何何运动特点？是举出应用这些间猷运动机构的实例。答：權轮机构特点：结构简单，工作可靠，常用于只要求恒定旋转角的分度机构中：停歇 运动主要依靠槽数和圆柱销数量（运动系数）应用：应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。如：电影放映机 自动传送 链装置纺织机械練轮机构特点：这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距，且工作时有响声。 应用：起重机绞盘牛头刨床的横向进给机

5、构计数器不完全齿轮机构特点：普通齿轮传动，不同之处在于轮齿不布满整个圆周。主动轮上的 锁住弧与从动轮上的锁住弧互相配合锁住，以保证从动轮停歇在 预定位置上。应用：各种计数器 多工位自动机 半自动机chapter66- 1设计机械零件时应满足哪些基本要求？答：足够的强度和刚反，耐傑挖心损，耐热，耐掘动（衡星机械冬件匸作能力的准则）-6- 2按时间和应力的关系，应力可分为几类？实际应力、极限应力和许用应力有什么不同？ 答：随时间变化的特性，应力可分为静应力和变应力两类。许用应力：是设计零件时所依据的条件应力。极限应力：零件设计时所用的极限值，为材料的屈服极值。实际应力：零件工作时实际承受的应力。（

6、静应力下：o二 Os/s O = O B /s s= Sj s2 s,）6-4 指出下列符号各表示什么材料：Q235、35、65Mn、20CrMnTi、ZG310-570、HT200.Q235：屈服强度为235,抗拉强度为375-460,伸长率为：26%的普通碳素钢。35：优质碳素钢（数字表示碳的平均含量）65冷;优质碳素钢，平均含碳量为0. 65%,含Mn量约为1%。20Cr>faTi：合金钢，含碳虽0.20%,平均含Cr, Mn, Ti量约为1%。ZG310-570:屈服强度为310MPa,抗拉强度为570MPa伸长率为15%,硬度为：4O-5OHRC的 铸钢HT200：抗拉强度为2

7、00,硕度为170-241HBS的灰铸铁。6-5在强度计算时如何确定许用应力？答：许用应力的确定通常有两种方法：L.査许用应力表:对淀材料制造的并在一定条件下工作的零件，根据过去机械制造的 实践与理论分析，将他们所能安全工作的最大应力制成专门的表格。这种表格简单，JU本， 可靠，但每一种表格的适用范围较窄。2,部分系数法:以儿个系数的乘积來确定总的安全系数s=SS2S3S1考虑计算载荷及应力准确性的系数，一般sl=l-l. 5«S2考虑材料力学性能均匀性的系数。S3一一考虑零件重要程度的系数。6-8cr0 5各代表什么？7：对称循环变应力下，疲劳极限为6。6:脉动循环变应力下，疲劳极

8、限为6。5：静应力F的疲劳极限。chapter77常见的螺栓中的螺纹式右旋还是左旋、是单线还是多线？怎样判别？多线螺纹与单线螺 纹的特点如何？答：常见的螺栓中的螺纹是右旋、单线。根据螺旋线绕行方向科判别右旋与左旋：根据螺旋 线的数目可判别单线还是多线。特点：卩线螺纹的螺距等&程，篡线螺纹的&程等螺距9线数的乘积：单线螺纹山其 螺旋升角较小，用在螺纹的锁紧，多线螺纹市卩其螺纹升角较人，用传递动力和运动。7- 2螺纹主要类型有哪儿种？说明他们的特点及用途。答：机械制造中主要螺纹类型：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、半圆形螺 纹。三角形螺纹：a.普通螺纹：特点为抗拉别小：

9、1也较町靠，一般适用于-薄壁零件及受冲击零件的连接。b.背螺纹（半圆形螺纹）：特点为螺纹深度较浅，是专门用來连接铮子的。 矩形螺纹：特点为刨面呈矩形、螺母仃螺杆勺精度较差以及螺纹根部强度较弱等缺 点；没有自锁。梯形螺纹：特点为刨面为梯形，效率较矩形螺纹低，没右V锁。多用车床丝杆等传动 螺旋及起重螺旋中。锯齿形螺纹：效率较矩形螺纹略低，强度较大，没有自锁。在受載很大的起觅螺旋及螺 旋压力机中常采用。（三角形螺纹用于连接；锯齿、梯形、矩形用于传动。）7- 3螺旋副的效率与哪些参数有关？各参数变化大小对效率有何影响？螺纹牙型角大小对 效率有何影响？答：吕二弩卩为升角，P为縻擦角A tgW"

10、当摩擦角不变时，螺旋副的效率是升角的函数。牙型角变小，效率变人：牙型角变人，效率变小。（举例矩形螺纹变为三角形螺纹）7-4螺旋副自锁条件和意义是什么？常用链接螺纹是否自锁？答：口锁条件：（p<p （一般情况：0越小，口锁性能愈好）（P：螺纹升角P：当量摩擦 角。意义：不加支持力F,垂物不会自动下滑。即螺旋副不会自动松脱，当拧紧螺母时， 螺旋副的效率总是小于50%。常用链接螺纹自锁。7-5在螺纹连接中，为什么采用防松装置？例举几种最典型的防松装置，会出其结构件图， 说明其工作原理和机构简图。答：妬接的自；扌只有在静裁荷卜才是町靠的，在振动和变我荷卜，螺纹副之间2生相对转动，从而出现自动松脱

11、的现象，故需采用防松装置。 举例：（一）利用摩擦力的防松装置：原理：在螺纹间经常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小尽可能不随栽荷人小变化。 （1弹簧垫圈：工作原理：弹费垫圈被圧平后，利用其反弹力使螺纹间保持压 紧力利摩擦力（2）双螺母：工作原理：梁螺付对顶，螺栓始终收到附加爪力和附加摩擦力的 作用。结构简单，用于低速重载。（二利用机械方法防松装置：原理：利用机械装置将螺母和螺栓连成一体，消除了它们之间相对转动的可能性。（1开口销：开门销从螺母的槽【I和螺栓尾部的孔中穿过，起防松作用。效果 良好。（2）止动垫圈：垫片内翅嵌入螺栓的槽内，待螺母拧紧后，再将垫片的外翅之 一折嵌于螺母的一个槽内，。

12、将止动片的折边，分别弯靠在螺 母和被联接件的侧边起防松作用7-6将松螺栓连接合金螺栓连接（受横向外力和轴向歪理）的强度计算公示一起列出，是比 较其异同，并作出必要的结论。7- 10平键链接可能有哪些失效形式？平键的尺寸如何确定？答：失效形式：挤压破坏和剪切确定尺寸：按挤压和剪切的强度计算，再根据工作要求，确定键的种类；再按照轴的直 径d査标准的键的尺寸，键的长度取2 = 1.5且要比轴上的轮毂短。chapter88- 2带传动中的弹性滑动和打滑时怎样产生的？它们对带传动有何影响？答：弹性滑动：由带的紧边与松边拉力不等，使带两边的弹性变形不等，所引起的带与轮 面的微量相对滑动为弹性滑动。弹性滑动

13、是不可避免的，对带传动影响不人 打滑：机器出现过栽，摩擦力不能克服从动轮上的阻力矩，带沿轮面全面滑动，从动轮 转速急剧降低其至不动，此现象即为打滑，是带传动的主要失效形式之一， 可避免。8- 3带传动中主要失效形式是什么？设计中怎么样考虑？答：主要失效形式：1.张紧力不足导致的打滑：2.张紧力过人导致的疲劳损坏：3.疲劳寿命。 设计是必须要考虑：在保证不打滑的情况下（确保工况系数），带应令定的疲劳强度 或寿命。chapter99- 1齿轮传动的最基本要求是什么？齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求？ 答：基本要求是：传动比恒定.齿解的形状是：渐开线形、摆线形、圆弧齿时满足卜.述要求。（齿廓的

14、形状必须满足不 论轮齿齿廓在任何位置接触，过触点所做齿廓的公法线均须通过节点）9- 2分度圆和节圆，压力角和啮合角有何区别？答：分度圆：为了便于齿廓各部分尺寸的计算，在齿轮上选择一个圆作为计算的基准，该圆称为齿轮的分度圆.（标准齿轮分度圆与节圆重合且s=e）标准化的齿轮上压力角和模数均为标准值的圆称为分度圆.节圆：通过节点的两圆具有相同的圆周速度，他们之间作纯滚动，这两圆称为齿轮 的节圆。分度圆、节関区别：分度圆是齿轮铸造成立后本身具有的，而节圆是在两齿轮运动 啮合时根据其速度而确定出来的。压力角：渐开线上任一点法向压力的方向线（即渐开线在该点的法线）和该点速度 方向之间的夹角称为该点的压力角

15、。啮合角：过节点的两节圆的公切线，与两齿廓公法线间的夹角。压力角、啮合角区别：选取点的不同，压力角的人小也就不同；而只要两齿轮的人 小确定，则其啮合角也就随确定。9-3 一对渐开线标准齿轮正确啮合的条件什么？答：1.两齿轮的模数必须相等坷=zz?2：2.两齿轮分度圆上的压力角必须相等O. = J9-1为什么要限制齿轮的最少齿数？对于a二20、止常齿制的标准直齿圆柱齿轮，最少齿数 是多少？答：限制址少齿数是为了保证不发生根切，要使所设计齿数人不产生根切的瑕少齿数，当a二20°的标准直齿圆柱齿轮，则h：=1,贝屹就二仃。9-12齿轮轮齿有哪儿种失效形式？开式传动和闭式传动的失效形式是否相

16、同？在设计及使 用中应该怎样防止这些失效？答：夫效形式有：（1）轮齿折断（2）齿面胶介（3）齿面磨粒磨损（4）齿面点蚀（5） 塑性变形开式传动和闭式传动的失效形式不完全相同：其中他|和I疲苦磺坏忙要为|开式齿轮阳的失效形式：而齿面点蚀和折断主要为闭式齿轮传动的失效形式。为了防止轮齿折断：在设计时应使用抵抗冲击和过载能力较强的材料。为了避免齿面磨粒磨损：可采用闭式传动或加防护罩等；为了避免轮齿齿面点蚀*应使用接触应力较大的材料：为了防止齿面胶合：必须釆用粘度大的润滑油（低速传动）或抗胶合能力强的润滑油（高速传动）。9-13选择齿轮材料时，为什么软齿面齿轮的小齿轮比人齿轮的材料要好些或热处理硕度要

17、高些？答：主要由于小齿轮转速高，应力循 命化、1,为了使大小齿轮的寿命接近.则在材料的选取方面要好些或热处理要更高些。9-16在轮齿的弯曲强度计算中，齿形系数与与什么因素有关？答：齿形系数厶只与齿形有关，即与压力角a,齿顶高系数力：以及齿数Z有关。chapterlO10- 2蜗杆传动的啮介效率受哪些因素的影响？答：蜗杆传动的啮合效率为:=tan rtan(z* + p )则效率受导程角和当量摩擦角的影响O7#10- 3蜗杆传动的传动比等于什么？为什么蜗杆传动可得到人的传动比？答：蜗杆传动传动比：i=nl/n2 = z2/zl（ftJj比5%数成反比）因为蝎杆的齿数可以非常小,z=l,因而可以得

18、到很人的传动比。#10-4蜗杆传动中，为什么要规定dl与m对应的标准值？答：当用滚刀加工蜗轮时，为了保证蜗杆与该蜗轮的F确呐介，所用蜗轮滚刀的齿形及直径 必须与相啮合的蜗杆相同,这样，每种尺寸的蜗杆,就对应有把蜗轮刀滚，因此规 定蜗杆分度圆直径d为标准值，且与模数m相搭配：其次，蜗轮加工的刀貝昂贵，规定 蜗杆分度圆直径d为标准值且与模数相搭配可以减少加工刀具的数呈。10-7为什么蜗杆传动常用青铜涡轮而不采用钢制涡轮?答：因为青铜的耐脖忤，抗胶介忡能及切削加匸忤能均好，而啮合处仃较丿、的滑动速度，会产生严虫的憤擦熔损引起热,使润滑情况恶化,青铜的熔点较高.所以用青铜涡轮而不 用钢制涡轮。10T为什么对连续工作的蜗杆传动不仅要进行强度计算，而且还要进行热平衡计算？答：蜗杆传动由于摩擦损失人，效率较低，因而发热最就很人、若热量不能散逸将使润滑油 的粘度降低，润滑油从啮合齿间彼挤出进而导致胶合。chapter1111- 1定轴轮系中，输入轴与输出轴之间的传动比如何确定？与主动齿轮的齿数有何关系？ 如何判定输出轴的转向？答：轮系的总传动比等于组成该轮系的各对齿轮的传动比的连成积，其值等丁所有从动轮齿 数的连成积与所有主动轮齿连成积之比。传动比判定方向：a.通常规定若最末从动轮与第一个主动轮的回转方