机械设计基础课后习题与答案

1、机械设计基础1- 5至1-12指出（题1-5图1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度 和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。题1"图加药泵加药机构R 1 -9图 卷划机送布机构M!1 1 - Hr It 冲儿眦构41-5 解 F = 3n 2Pl Ph = 36 2><8 1 =11-6 解 F= 3n-2Pl - Ph = 38-211-1=11-7 解 F= 3n-2Pl - Ph = 38-211-0 =21-8 解 F= 3n-2Pl - Ph = 36-28-1 =11-9 解 F = 3n -2Pl - Ph = 3 4-2 4-2

2、 =21-10 解 F = 3n-2Pl -Ph = -1-2 =11-11 解 F = 3n-2P|_- Ph = 3汉4 -24 - 2 =21-12 解 F = 3n 2Pl -Ph = 3汉3 2汉3 0 =32-1试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲 柄机构还是双摇杆机构。(b)I /题2-1图答：a ） 40 110 =150 ： 70 90 =160，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。b ） 45 120 =165 : 100 - 70 = 170,且最短杆的邻边为机架， 因此是曲柄摇杆机构。c ） 60 1016070 62 =132，不满足杆长

3、条件，因此是双摇杆机构。d ） 50 100 =150 ： 100 90 = 190，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。2- 3画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。2- 5设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题 2-5图所示，要求踏板CD在水平 位置上下各摆10度，且lCD = 500mm， lAD =1000mm。（ 1）试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）'计算此机构的最小传动角。题2-5图解：（1 ）由题意踏板CD在水平位置上下摆动10 ,就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。取

4、适当比例 图 尺，作出两次极限位置 AB1C1D和AB2C2D （见图 2.17 ）。由图量得： A® =1037mm， AC2=1193mm。解得：1 1即-0和即-180代入公式cos-BCD =I； I； -lf -l2 2l1l4cos :2MAC2 -AG § 1193-1037 二 78mm2 2 2 2=0.57681115112 AC2 AG 1193 1037 = 1115mm 2由已知和上步求解可知：l1 = 78mm， l2 =1115mm， l3 = 500mm， l4 = 1000mm（2）因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取（2-6）计

5、算可得: 5002 -782 -10002 2 78 1000cos02X1115X500BCD = 54.77或：cos BCD =1； I： -lf -lj 2l1l4cos ：2l2l311152 500 -782 -10002 2 78 1000cos180=0.29702 1115 500.BCD 二 72.72代入公式（2-6）可知丫讪BCD =54.77 ：3- 1题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角O题3-1解图如图3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线，此线为凸轮与从动件在 B

6、点接触时，导路的方向线。推程运动角如图所示。3- 2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮是一个以C为圆心的圆盘，试求轮廓上D点与尖顶接触时的压力角，并作图表示。题3-2图解:如图3.12所示，以0为圆心作圆并与导路相切， 此即为偏距圆。过D点作偏距圆的下切线， 此线为凸轮与从动件在 D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在 D点接触时的压力角: 如图所示。3- 4设计题3-4图所示偏置直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度顺时针方向回转，偏距e=10mm,凸轮基圆半径ro =60mm，滚子半径r 10mm，从动件的升程及运动规律与3-3相同，试用图解法绘出凸轮的轮廓并校核

7、推程压力 角。题3-4图根据3-3题解作图如图3-15所示。根据(3.1)式可知，ds2 d取最大，同时s2取最小时,凸轮机构的压力角最大。从图3-15可知，这点可能在推程段的开始处或在推程的中点处。由图量得在推程的开始处凸轮机构的压力角最大，此时:-max = 9.6 V =30基圆半径rb =rcos： =100 cos20 = 93.97mm凸轮机构的压力角最大。从图3-15可知，这点可能在推程段的开始处或在推程的中点处。基圆半径rb =rcos： =100 cos20 = 93.97mm凸轮机构的压力角最大。从图3-15可知，这点可能在推程段的开始处或在推程的中点处。4- 2已知一对外

8、啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=160mm,齿数zi = 20 ,Z2 =60，求模数和分度圆直径2 160=4mm20 601 2a解由am(z-i z2)可得模数m = -2 Zi +Z2分度圆直径 d_!二口耳=4 20 = 80mm , d2 二 mz2 = 4 60 = 240mm4- 3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数z=25，齿顶圆直径da = 135mm ,求齿轮的模数。解 由 da = d + 2ha =mz + 2ham= mz + 2m 得 m = d (z 2) = 135 (25 2) =5mm4- 4已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮 -20 , m=5mm ,

9、 z=40,试分别求出分 度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。解 分度圆半径r二mz. 2 = 5 40 2二100mm分度圆上渐开线齿廓的曲率半径t = r2 -rb2 =”1002 -93.972 =34.2mm分度圆上渐开线齿廓的压力角 - 20基圆半径rb =rcos： =100 cos20 = 93.97mm基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0;压力角为0 o齿顶圆半径 ra 二 r ham =100 5 =105mm齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径嘉=_岸二105? -93.97246.85mm齿顶圆上渐开线齿廓的压力角.篇a = arccos = arccos 93.97 =

10、 26.5ra1054- 9试根据渐开线特性说明一对模数相等、压力角相等，但齿数不相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其分度圆齿厚、齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚是否相等，哪一个较大？解 模数相等、压力角相等的两个齿轮，分度圆齿厚s-:m2相等。但是齿数多的齿轮分度圆直径大，所以基圆直径就大。 根据渐开线的性质，渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆小，则渐开线曲率大，基圆大，则渐开线越趋于平直。因此，齿数多的齿轮与齿数少的齿轮相比，齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚均为大值。5- 1在题5-1图所示双级涡轮传动中，已知右旋蜗杆I的转向如图所示，试判断涡轮2与涡轮3的转向，用箭头表示。题5-1图解:5- 2在题5-2图所示

11、轮系中，已知Zi= 15, Z2= 25, Z2 = 15, Z3= 30, Z3，= 15, Z4= 30,z= 2（右旋），Z5 = 60, z-= 30(m=4mm)，若山=500r/min，求齿条6的线速度v的大小和方向。解:i15题5-2图这是一个定轴轮系，依题意有:Z2Z3Z4Z525 30 30 60 “c= 200，n5Zjz2z3z415 15 15 2叫 2.5r/mini15200齿条6的线速度和齿轮 5分度圆上的线速度相等； 而齿轮5的转速和齿轮 5转速相等，因此有：V<| = v5/30n/5 314 4 20=10.5mm/s30 230 2通过箭头法判断得到

12、齿轮 5的转向顺时针，齿条 6方向水平向右。905- 4在题5-4图所示行星减速装置中，已知Zi =Z2 =17，=51。当手柄转过度时，转盘H转过多少角度?解：从图上分析这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件为行星架。则有：i；3Hn1m -门円 全 51nH门3-门円 乙 173nin3 =0，-=14，nH解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮，H为行星架。90'当手柄转过90 ,即ni =90时，转盘转过的角度nH22.5 ,方向与手柄方向相同。45-8在题5-8图所示锥齿轮组成的行星轮系中，已知各轮的齿数为 乙=20、Z2

13、= 30、Z2 = 50、Z3 = 80， ni = 50 r/min，求 nH 的大小及方向。解:这是架。题5-8图个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2、2为行星轮,H为行星HiH nini -门円Il3 H'门3 压 -nHZJ30 8020 50-2.4解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮，H为行星架。解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮，H为行星架。n3 =0,ni =50r/min，- -2.4，nH =14.7r/min，nH 与 n1 方向相同0 nH5-9在题5-9图所示差动轮系中，已知各轮的齿数 zi

14、=30、Z2 =25、z 20、 Z3 =75，齿轮I的转速为200r min （箭头向上），齿轮3的转速为50r min （箭 头向下），求行星架转速nH的大小及方向。题5-9图H-H nin1 - nHi13 H匕n3 nHZ2Z3Z1Z225 7530 20=-3.125设齿轮1方向为正，则-3.125 .200 nHn1 =200 r min , n3 =-50 r min /.50 nHnH = 10.61 n min , nH 与 n1 方向相同。10- 2试计算M20、M20X1.5螺纹的升角，并指出哪种螺纹的自锁性较好。解 由教材表10-1、表10-2查得M20，粗牙，螺距 P

15、=2.5mm,中径 d2 =18.376mmP2 5螺纹升角-二 arctg二 arctg 2.48兀 d23.14x18.376M 20 1.5，细牙，螺距 P = 1.5mm,中径 d 2 二 d _ 1 0.026 = 19.026mm解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮，H为行星架。解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮，H为行星架。P1 5-螺纹升角* = arctg = arctg1.44nd 23.14X19.026对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。11- 7设斜齿圆柱齿轮传动方向及

16、螺旋线方向如题11-7图所示，试分别画出轮1为主动轮时和轮2为主动轮时轴向力Fa1和Fa2的方向。轮1主动时 轮2主动时题11-7图11-8在题11-7图中，当轮2为主动时，试画出作用在轮2上的圆周力 甩、轴向 力Fa2、和径向力Fr2的作用线和方向。解 见题11-8解图。齿轮2为右旋，当其为主动时，按右手定则判断其轴向力方向Fa2 ；径向力Fr2总是指向其转动中心；圆向力Ft2的方向与其运动方向相反。题11-8解图解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮，H为行星架。解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮，H为行星架。殊I于 &x

17、11-9设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如题11-9图所示，试问：1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反，2）低速级螺旋角1应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力相互抵消。-iph巾少怖（1= 5 mm 1工尸17题11-9图解（1 ）要使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反，则低速级斜齿轮3的螺旋经方向应与齿轮2的旋向同为左旋，斜齿轮4的旋向应与齿轮 3的旋向相反，为右旋。（2 ）由题图可知：mn2 =3mm、Z2=51、2=15、mn3=5mm、Z3=17分度圆直径d二凹三cos P轴向力Fa =2T2dtan ： =sinmnZ要使轴向力互相抵消，则:Fa2

18、 = Fa32T2sin B 2=mn2Z2些 sin 1 3mn3Z35 17：3 =arcsi n mn3Z3 si n ：2 = arcs insin15 = 8.3 =818mn2Z23x5112- 1计算例12-1的蜗杆和涡轮的几何尺寸。解：从例 12-1 已知的数据有：m=4mm, d1 =40mm， q =10 ,乙=2，z2 =39，咐=11.3099 ，中心距a=98mm，因此可以求得有关的几何尺寸如下:蜗轮的分度圆直径：d2 =mz2 = 4 39 = 156mm蜗轮和蜗杆的齿顶咼：ha = m = 4mma蜗轮和蜗杆的齿根高：hf =1.2m=1.2 4mm=4.8mm蜗

19、杆齿顶圆直径：da1 =mq 2=4102=48mm蜗轮喉圆直径：da2 = m z2 2 =4 39 2 = 164mm蜗杆齿根圆直径：df1 q-2.4 1=4 10 -2.4 i；=30.4mm蜗轮齿根圆直径：df2 二mz2 -2.4 = 4 39 -2.4 = 146.4mm蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距：Pa1 =片2 = Px =：m = 3.14 4 - 12.56mm径向间隙：c= 0.2m =0.2 4 = 0.8mm12-2 如题 12-2所示，蜗杆主动，T1 =20N.m，m=4mm，乙=2，d 50mm，涡轮齿数Z2 =50，传动的啮合效率-0.75。试确定：（1）涡轮的

20、转向；（2）蜗杆 与涡轮上的作用力的大小和方向。-q X r题12-2图W|，大拇指W2，可以解：（1 ）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指 得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。（2 ）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为T2=T, z2.乙=20 0.75 50 2 =375N.m蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：Ft1 =Fa2 =2T1/dr =220/（50X0j =800N蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：Far =Ft2 =2E/d2 = 2X375/（4X50X10 2 =3750N蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，

21、即：Fri =Fr2 =Ft2tan= =3750 tan2°l1364.89N12-3如题12-3所示为蜗杆传动和锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的锥齿轮Z4的转向n , （1）欲使中间轴上的轴向力能部分抵消，试确定蜗杆传动的螺旋线方 向和蜗杆的转向；（2）在图中标出各轮轴向力的方向。题12-3图解：（1 ）先用箭头法标志出各轮的转向，如图12.5所示。由于锥齿轮轴向力指向大端，因此可以判断出蜗轮轴向力水平向右，从而判断出蜗杆的转向为顺时针，如图12.5所示。因此根据蜗轮和蜗杆的转向，用手握法可以判定蜗杆螺旋线为右旋。（2 ）各轮轴轴向力方向如图 12.5所示。13- 1 一平带传动

22、，已知两带轮直径分别为150mm和400mm,中心距为1000mm, 小轮主动、转速为1460r；min。试求（1）小轮包角；（2）带的几何长度；（3）ad2 Vcos-2 2a不考虑带传动的弹性滑动时弹性滑动时大轮的转速；（4）滑动率；=0.015时大轮 的实际转速。400 _150 =0.125，二=165.63 =2.89rad2 10004a)L =2a - d1 d2 匕 丄 二 2 1000 150 400400 一15024a24x1000=2879.13mmd1n1n2 :d2150 1460400=547.5r /min（4 ）滑动率；=0.015时,m _ d2 n2d1

23、1 - ；d1n 1(1 e)n2 :d2150 14601 -0.015400二 539.29r / min13-2题13-1中。若传递功率为平带每米长的质量 q=0.35kg/m5KW，带与铸铁带轮间的摩擦系数f=0.3。所用 试求（1）带的紧边、松边拉力；（2）此带传动所需的初拉力；（3）作用在轴上的压力解(1 ) F =v二 d1 m：d1 n1: 1460 15060 1000（3 ）不考虑带的弹性滑动时，md2pd1ee0.3 2.89 =2.38e心2.38F1 = Fr 436.26752.39Ne a-12.3811 1F2=Fr 436.26316.13Nef 一12.38

24、111 ,(2) F0F1 F2752.39 316.13 = 534.26N22(3)14-1Fq =2F°sin= = 2 532sin165.63 =1060.13N2 2在题14-1图中I、U、M、W轴，是心轴、转轴、还是传动轴?题14-1图为传动轴，II 、IV 为转轴，III 为心轴。14-6已知一单级直齿圆柱齿轮减速器，用电动机直拖动，电动机功率P=22KW，转速片=1470 r：min，齿轮的模数 m=4mm,齿数=18、z2 =82，若支承间跨距l=180mm （齿轮位于跨距中央），轴的材料用45号钢调质，试计算输出轴危险截 面处的直径do"955 10=

25、9.55 106 需九429 1°8N/mFr二htan，互 tan，9tan20445N m乙4 18 1000旦=竺空=65.025N m4e =<M 22 =<65.0252 汇106 +(0.6".429"05 f =107.609汇 103 N mmMe 3d： 0.1=J 一 ： 0.1 601.0761 10526.17583mm故 d : 28mm 16-1说明下列型号轴承的类型、尺寸系列、结构特点、公差等级及其适用场合。 6005, N209/P6, 7207C, 30209/P5解由手册查得6005深沟球轴承，窄宽度，特轻系列，内径

26、d =25mm，普通精度等级（0级）。主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷；可用于高速传动。N209/P6圆柱滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径 d = 45mm，6级精度。只能承受径向 载荷，适用于支承刚度大而轴承孔又能保证严格对中的场合，其径向尺寸轻紧凑。7207C角接触球轴承，窄宽度，轻系列，内径d = 35mm，接触角=15 ,钢板冲压保持架，普通精度等级。 既可承受径向载荷， 又可承受轴向载荷， 适用于高速无冲击，一般 成对使用，对称布置。30209/P5圆锥滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径 d =45mm，5级精度。能同时承受径向 载荷和轴向载荷。适用于刚性大和轴承孔能严格对中之处，

27、成对使用，对称布置。16-6根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触球轴承，如题16-6图所示。已知两个轴承的载荷分别为Fr1=1470N， Fr2 =2650N ，外加轴向力Fa -1000N，轴颈d=40mm，转速n -5000n min，常温下运转，有中等冲击,预期寿命Lh =2000h，试选择轴承的型号题16-6图解（1 ）按题意，外加轴向力Fa已接近Fr1，暂选二25的角接触轴承类型 70000AC（2 ）计算轴承的轴向载荷 （解图见16.4b） 由教材表16-13查得，轴承的内部派生轴向力F, =0.68Fr1 =0.68 1470 =1000N，方向向左F* =0.68F2

28、=0.68 2650 =1802N，方向向右因 Fa F< =1000 1802 =2802N . F/ =1000N，轴承 1 被压紧 Fa1 = Fa F =1000 1802 =2802N轴承2被放松Fa2= 1802N(3)计算当量动载荷查教材表16-12 , e=0.68电=2802 =1.91(，查表 16-12 得 X1 =0.41 , Y =0.87 Fr11470Fa2r218023650=0.68 二 e,查表16-12 得X2 -1 ,笔=0-X1Fr1 Y1Fa1 = 0.41 1470 0.87 2802 = 3040NP2 = X2Fr2 Y2Fa2=1 26

29、50 0 1802 = 2650N（3 ）计算所需的基本额定动载荷查教材表16-9，常温下工作，ft =1 ；查教材表16-10，有中等冲击，取fp =1.5 ；球轴承时，；=3 ；并取轴承1的当量动载荷为计算依据1.5 304015000106132000=38.46KN查手册，根据Cr/和轴颈d =40mm，选用角接触球轴承 7308AC合适（基本额定动载荷Cr =38.5KN )。机械基础8.8试绘出如图8.17所示平面机构的运动简图图 8.178.9试计算如图8.18所示各运动链的自由度（若含有复合铰链、局部自由度或虚 约束，应明确指出），并判断其能否成为机构（图中绘有箭头的构件为原动

30、件）9.8某铰链四杆机构各杆的长度如图 时，将各得到什么类型的机构？若将图 8.189.20所示，试问分别以a, b，c，d为机架500改为560,又为何种机构？图 9.20解：a为机架1505 0：03 00俎最短杆为机架，因此是双曲柄机构。b为机架1505 003 00俎最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。c为机架1505 0：03 00俎最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。d为机架1505 0:03 00俎最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。若将500改为560时，150 560 - 300 - 400，不满足杆长条件，因此无论哪个杆 为机架，都是双摇杆机构。9.9在如图9.2

31、1所示的铰链四杆机构中，已知Ibc =50mm，lc 35mm， l ad = 30mm，AD为机架。试求：1）若此机构为曲柄摇杆机构，且 AB杆为曲柄，求Iab的最大值;2）若此机构为双曲柄机构，求Iab的最小值；3）若此机构为双摇杆机构，求Iab的数值。AB杆为曲柄必为最短杆，有公式Iab * 50岂35 30得，Iab的最大值为15mm。2）因为机构为双曲柄机构，所以，AD杆必为最短杆，有公式Iab+3 5K 50 3,0 Iab 的最大值为 45mm。3）若此机构为双摇杆机构，求Iab的数值。10.3凸轮机构常用的4种从动件运动规律中，哪种运动规律有刚性冲击？哪种 运动规律有柔性冲击？

32、哪种运动规律没有冲击？如何来选择从动件的运动规 律？答：冈性冲击：等速运动。柔性冲击：等加速等减速运动规律；余弦加速度运动规律。 没有冲击：正弦加速度运动规律。可以根据机构所承受的载荷以及运动速度来选择。10.8如图10.22所示为尖顶直动从动件盘形凸轮机构的运动线图，但给出的运动线图尚不完全，试在图上补全各段的曲线，并指出哪些位置有刚性冲击？那些位 置有柔性冲击？os图 10.2211.21图11.32所示的传动简图中，U轴上装有 2个斜齿轮，试问如何合理的选 择齿轮的旋向？图 11.32答：根据U轴上所受的轴向力为最小来选择齿轮的旋向。假如I轴转向为顺时针，贝打轴齿轮的转向为逆时针，U轴的

33、小斜齿轮假设轴向 力向外，根据左手定则，小斜齿轮的旋向为左旋，同理，另一个大齿轮的旋向也 是左旋。11.22试分析如图11.33所示的蜗杆传动中，蜗杆的转动方向，并绘出蜗杆和涡 轮啮合点作用力的方向。图 11.3311.23如图11.34所示为一手摇蜗杆传动装置。已知传动比i=50,传动效率n =0.4,G是多少?卷筒直径D=0.6m。若作用手柄上的力F=200N,则它能够提升的重量图 11.3411.24某斜齿圆柱齿轮传动的中心距a=300mm,小齿轮的齿数 Z1=40,传动比i=2.7,试确定该对斜齿轮的模数 m,螺旋角及主要几何尺寸 11.25已知一对标准斜齿圆柱齿轮传动齿数 Z1=21

34、, Z2=22, n=20°, mn =2mm,a=55mm。要求不用变位而凑中心距，这对斜齿轮的螺旋角应为多少？12.1某外圆磨床的进给机构如图12.18所示，已知各轮的齿数为乙=28 , Z2 = 56 ,Z3 =38 , Z4 =57，手轮与齿轮1相固连，横向丝杆与齿轮4相固连，其丝杆螺 距为3mm,试求当手轮转动1/100转时，砂轮架的横向进给量 S。砂轮架图 12.1812.5在如图12.22所示的轮系中,已知齿数 Z1 = 120 , Z2 = 40 , Z3 = 20 , Z4 = 20 0若 n, =n4 =120r/min，且n1与n4转向相反，试求iH1。L/ 2

35、卜，1FW113yLj图 12.2215.1轴的功用是什么？答：轴的功用是支撑旋转零件，以实现运动和动力的传递。15.2试说明下列几种轴材料的适用场合：Q235A，45,40Cr, 20CrMnTi，QT600-2。答：Q235A用于载荷不大、转速不高的一般不重要的轴。45用于应用于应力集中敏感性小的场合，一般用于用途和较重要的轴。40Cr应用于强度高而尺寸小、重量轻的重要的轴或特殊性能要求的轴。20CrMnTi用于齿轮，轴类，活塞类零配件等.用于汽车，飞机各种特殊零件部位，良 好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。QT600-2应用于制作形状复杂的轴。15.3在齿轮减速器中，为什么低速

36、轴的直径要比高速轴粗得多？答：因为低速轴的扭矩大高速轴的扭矩小所以低速轴要选择粗一些。15.4在轴的结构工艺性来看，在作轴的设计时应该注意哪些问题？答：（1）、轴上零件有准确的位置和可靠的相对固定。（2）、良好的制造和安装公益性。（3）、形状、尺寸应有利于减少应力集中。15.5如图15.13所示为几种轴上零件的轴向定位和固定方式，试指出其设计错 误，并画出改正图。16.1滚动轴承一般由哪些基本元件组成？各有什么作用？答：滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与 轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是 借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈

37、和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落， 引导滚动体旋转起润滑作用。16.5试说明下列轴承代号的含义，并说明哪个轴承不能承受径向载荷？330862107200AC/P6N409/P55307/P6答：3308 3圆锥滚子轴承（0）3宽度系列为0,3为直径系列代号08内径为40mm6210 6深沟球轴承（0）2宽度系列为0,2为直径系列代号10内径为50mm7200AC/P6 7角接触球轴承（0）2宽度系列为0,2为直径系列代号00内径为10mmAC 公称接触角a =25°P6轴承公差等级为6级N409/P5 N圆柱滚子

38、轴承（0） 4宽度系列为0,4为直径系列代号09内径为45mmP5轴承公差等级为5级5307/P65推力球轴承（0） 3宽度系列为0,3为直径系列代号07内径为35mmP6轴承公差等级为6级5307/P6不能承受径向载荷。16.7试说明滚动轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷、当量动载荷的意义。 答：基本额定寿命：一批同样的轴承，在相同条件下运转，其中百分之九十的轴 承不发生疲劳点蚀时所能达到的寿命。基本额定动载荷：滚动轴承若同时承受径向和轴向联合载荷，为了计算轴承寿命时在相同条件下比较，在进行寿命计算时，必须把实际载荷转换为与确定基本额 定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷，用P表示。当量动载

39、荷：使轴承的基本额定寿命恰好为一百万转时，轴承所能承受的载荷 值，称为轴承的基本额定动载荷，用 C表示。对向心轴承，指的是纯径向载荷， 用Cr表示；对推力轴承，指的是纯轴向载荷，用Ca表示。16.11已知一传动轴上的深沟球轴承，承受的径向载荷Fr F200N，轴向载荷Fa -300N，轴承转速n =1460厂min，轴颈直径d = 40mm，要求使用L8000h，载荷有轻微冲击，常温下工作，试选择轴承的型号尺寸。汽车机械基础4- 1轴的功用是什么？根据所受的载荷不同，轴分为哪几种类型？各举一例说 明。答：轴的功用是支撑旋转零件，以实现运动和动力的传递。转轴：电动机的输入轴。心轴：火车的轮轴。传

40、动轴：连接汽车变速器与后桥的轴。4- 5某传动轴所传递的功率 P=750Kw，转速n -400 n min。若采用45钢正火， 该轴所需的最小直径是多少？4- 6图4-10中，若轴的支承跨距L=400mm，主动齿轮分度圆直径d 180mm， 螺旋角2 =15；，传递功率R =7KW，转速ni =300匚min，轴的材料采用45钢 调质。 试确定轴的危险截面上的直径。 指出图4-10中主动轴结构的不合理之处，并提出改进意见。图4-10主动轴5- 8滚动轴承的额定动载荷和当量动载荷有何关系？ 答：在进行寿命计算时，必须把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条 件相一致的当量动载荷。5- 9滚动

41、轴承寿命设计计算的基本思想是什么？什么情况下需要作滚动轴承的 静强度计算？答：滚动轴承寿命设计计算的基本思想是轴承寿命不小于滚动轴承的预期寿命。 对于承受连续载荷或间断载荷而不旋转的轴承；在载荷作用下缓慢旋转的轴承； 承受正常载荷但受到短时冲击的轴承，要考虑静强度计算。5- 10 说明以下几个代号的含义：7210B、7210AC、N210E、51210、30316、7305B/P4。答：7210B 3角接触球轴承（0）2宽度系列为0,2为直径系列代号10内径为50mm7200AC7角接触球轴承（0）2宽度系列为0,2为直径系列代号00内径为 10mmAC 公称接触角a =25°N21

42、0EN圆柱滚子轴承（0） 2宽度系列为0,2为直径系列代号10内径为50mmE轴承公差等级为6级512105推力球轴承1宽度系列为1，2为直径系列代号10内径为50mm303163圆锥滚子轴承0宽度系列为0,3为直径系列代号16内径为82mm7305B/P47角接触球轴承（0）3宽度系列为0,3为直径系列代号05内径为25mmB公称接触角a =40°P4轴承公差等级为4级5- 11 一深沟球轴承需要承受的径向载荷为10000N,轴向载荷为2000N，预期寿命为10000h,轴径为50mm。试选择两种型号的轴承并作比较。6- 1 试说明联轴器和离合器在轴连接中起到什么作用？ 答：联轴器和离合器都是机械传动中常用件，用于轴与轴（或其它回转零件）的 连接，传递运动和动力，也可作为安全装置。区别在于联轴器将两轴连接后，机 械在运转中两轴不能分离， 只有停机后才能拆开。 而离合器在机械运转中能随时 结合与分离，实现机械操作系统的断续、 变速、换向。联轴器一般用于动力机 （如 电机）与工作机之间的链接， 离合器用于操作机构中， 比如汽车离合器