机械设计基础第2版朱龙英主编课后习题答案

1、?机械设计根底?习 题 解 答目录第 0 章 绪论 1第一章 平面机构运动简图与其自由度 2第二章平面连杆机构 4第三章 凸轮机构 6第四章 齿轮机构 8第五章 轮系与其设计 19第六章 间歇运动机构 26第七章 机械的调速与平衡 29第八章 带传动 34第九章 链传动 38第十章 联接 42第十一章 轴 46第十二章 滚动轴承 50第十三章 滑动轴承 56第十四章 联轴器和离合器 59第十五章 弹簧 62第十六章 机械传动系统的设计 65第 0 章 绪论12-3 机器的特征是什么？机器和机构有何区别？解 1都是许多人为实物的组合； 2实物之间具有确定的相对运动； 3能完成有用的机械功能或转换

2、机械能。0-2 构件和零件的区别是什么？指出缝纫机的通用和专用零件。 解 构件是运动的根本单元，而零件是制造的根本单元。 缝纫机上的通用零件有：螺丝、螺母、齿轮等，专用零 件有：曲轴、凸轮、飞轮、脚踏板等。0-3 机械零件常用的材料有哪几类？ 解 有钢、铸铁、有色金属、非金属材料等。0-4 机械零件的主要计算准那么有哪些？解 有强度准那么、刚度准那么、寿命准那么和振动稳定性准那么。0-5 机械零件结构工艺性的根本要求有哪些？解 1选择合理的毛坯； 2结构简单、便于加工； 3便 于装折和维修。0-6 为什么在设计机械时要尽量采用标准零件？ 解使用标准零件，可以简化设计工作，可以有效地组 织现代化

3、生产，提高产品质量，降低本钱，提高劳动生 产率。第一章 平面机构运动简图与其自由1- 1 一个在平面内自由远东的构件有多少个自由度？解有 3 个自由度。1- 2 在平面内运动副所产生的约束数与自由度有何关系？解 约束数 +自由度 =31- 3 如何判别有构件和运动副组成的系统是否具有确定的相对 运动？解 自由度数 =原动件数系统无确定的相对运动自由度数 原动件数系统有确定的相对运动1- 4 在计算机构的自由度时应注意哪几个问题？ 解 复合铰链、局部自由度和虚约束。1- 5 绘制机构运动简图时，用什么来表示机构和运动副？ 解用简单的线条和符号表示构件和运动副。1- 6绘制图 1-15 所示的机构

4、运动简图，并计算其自由度。 解a )n3，PL4，PH0F=33-24=1b) n4，PL5，PH1F=34-251=1c) n3，PL4，PH0F=33-24=1d) n3，PL4，PH0F=33-24=11- 7 试计算以下图示机构的自由度，并指出机构中存在的复合铰 链，局部自由度或虚约束。解a)n5,PL7, PH0F=35-27=1b) n5,PL7, PH0( c 处为复合铰链)F=35-27=1c) n5,PL7, PH0F=35-27=1d) n5,PL7, PH0( c 处为复合铰链)F=35-27=1e) n4,PL5, PH1( F 处为虚约束)F=34-25 1=1f)

5、n4,PL5, PH1( c 处为复合铰链)F=33-23 2=1g) n3,PL3, PH2(2 、2 为虚约束)F=33-23 2=1第二章平面连杆机构2- 1铰链四杆机构的根本形式有几种？解有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种。2- 2四杆机构的行程速比系数与极位夹角的关系如何确定?1802- 3 在铰链四杆机构中，a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm。分别把构件a、b、c、d作为机架，所对应的为何种类型的机构?解曲柄存在的条件 60+150<120+100A为机架，是双曲柄机构；b、d为机架，是曲柄摇杆机 构；c为机架，是双摇杆机构。2- 4在曲柄摇

6、杆机构中，如何确定最小传动角？解曲柄与机架共线时连杆与摇杆之间的夹角，两位置中夹 角较下的为最小传动角。2- 5四杆铰链机构的演化方式主要有哪几种?解有改变机构的形状和相对尺寸、扩大转动副尺寸、选用 不同的构件为机架三种。2- 6一曲柄摇杆机构的摇杆长度b=150mm,摆角45，行程速比系数k=1.25，试确定曲柄、连杆和机架的长度lib和14。1801.251.2520取13mTm m，按书上的作图方法作图，该题为无穷多组解，取两固定铰链在水平直线上。由图得AC2 86mm, AC 56mm。那么ABAB 71MMIab =AB1=45mmLbc=BC1=213mmIad=AD 1 =165

7、mm2-7一曲柄滑块机构的滑块行程H=60mm，偏距 e=20mm，行程速比系数K=1.4。试确定曲柄和连杆的长度11和121801.41.430取1 1m%m作图，由图上量得 AG 82mm, AC 28mm。解之得 lAB=27mm， lBc=55mm2- 8一导杆机构的固定件长度l4=1000mm，行程速比系数k=1.5，试确定曲柄长度和导杆摆角。解导杆的摆角18025 1361.25 1由解析法得曲柄长度Iab 1000si n18' 309mm2-9一曲柄摇 杆机构，摇 杆与机架之间的夹角分别为i 45, 2 90,固定件长度l4=300mm摇杆长度h=200mm，试确定曲柄

8、和连杆的长度11和|2。解取 5mm/mm 作图，得 li=72.5mm , b=287.7mm。第三章凸轮机构3- 1从动件的常用运动规律有哪种？各适用在什么场合？解1等速运动规律，使用于低速、轻载的场合；2等加速等减速运动规律，适用于中速、轻载的场合；3余弦加速度运动规律简谐运动规律，适用于中、低速；4 正弦加速度运动规律，适用于高速。3- 2凸轮机构的常用类型有几种？选择凸轮的类型时应该考虑 哪些因素？解按凸轮的形状分：盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮；按 从动件形状来分：尖端从动件、滚子从动件和平底从 动件；按凸轮与从动件锁合形式分：力锁合和几何锁 合。选择凸轮时，应考虑凸轮和从动件的相对

9、运动形式从动件的运动形式等。3- 3图解法设计凸轮时，采用了什么原理？简单表达此原理的主要内容解才用反转原理，即给整个机构加上一个反向转动，各构件之间的相对运动并不改变，根据这一原理，设想给 整个凸轮机构加上一反向转动即加上一个凸轮角速 度转向相反、数值相等绕凸轮回转中心0的角速度-的转动，那么凸轮处于相对静止状态， 从动件一 方面随机架以角速度-绕0点转动，另一方面又 按给定的运动规律作往复移动或摆动。3- 4何谓凸轮的运动失真？滚子从动件盘形凸轮机构运动时针 时，应如何解决？解在凸轮设计中，由于 实际轮廓出现交叉现象某加工时 交叉的局部被切去，使得从动件不能实现预期的运动 规律称为运动失真

10、。 滚子从动件运动失真是由于 rk> min。实际时要防止时针，必须使 k> min。3- 5试用作图法设计一对心尖顶直动草丛洞见行程凸轮机构的 凸轮轮廓曲线。凸轮一等角速顺时针方向转动，从动件行程h=40m m，凸轮的基圆半径ro=5Om m，从动件运动规律为：i 135； 2 30 , 3 120 , 4 75。从动件在 推程以余弦加速度运动 规律简谐运动上升，在回程以等加速和等减速运动规律返回。3- 6在上题中1如果采用一对心滚子从动件，其滚子半径 rk=10mm，其它条件与上相同。试设计此凸轮轮廓曲线。2:如果采用偏置方式，凸轮轴心偏向从动件轴线的右侧， 其它条件相 同，试

11、设计此凸轮的轮廓曲线。3- 7 试用作图法设计一摆动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线。凸轮等角速顺时针方向回转，基圆半径ro=7Omm，中心距a=160mm，摆杆长度l=100mm，滚子半径k=10mm，从动件 的运动规律为：。冲动件在推程和回程均以正弦加速度运动规律 运动。以上三题见教材上的作图方法第四章 齿轮机构4- 1 为什么要规定模数的标准系列？在直齿圆柱齿轮、 斜齿圆柱 齿轮，蜗杆蜗轮和直齿圆锥齿轮上何处的模数是标准值？解 为了设计、制造、检验和使用的方便。直齿轮端面模数 是标准值；斜齿法面模数是标准值；蜗杆蜗轮中间平面 上的模数是标准值；圆锥齿轮大端的模数是标准值。4- 2 渐开线

12、直齿圆柱齿轮的根本参数有哪几个？那些是标准的， 其标准值是否相同？为什么这些参数称为根本参数？解根本参数：齿数z、模数m、压力角、齿顶高系数h；和 顶隙系数c*。其中后四个是标准的，标准值不相同。4- 3分度圆与节圆有什么区别？在什么情况下节圆与分度圆重合？解分度圆是齿轮上具有标准压力角的圆。节圆是过节点所作的两个相切的圆。标准安装时节圆与分度圆重合。4- 4渐开线的形状取决于什么？假设两个齿轮的模数和齿数分别 相等，但压力角不同，他们齿数不同，他们齿廓渐开线形状是否 相同？ 一对相啮合的两个齿轮，假设它们的齿数不同，他们齿廓的渐开线形状是否相同？解取决于基圆的大小。不同。不同。4- 5何谓齿

13、廓的根切现象？产生根切的原因是什么？是否基圆愈小愈容易发生根切？根切有什么危害？如何防止根切？解齿轮齿根的渐开线齿廓被切去的现象为根切现象。原因是展成法加工时，刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的焦点超过了被切极限点 N。不是。根切使刀具的齿 顶线或齿顶圆与捏合线的焦点不超过极限点N可防止根切。4- 6平行轴斜齿圆柱齿轮机构、 蜗杆蜗轮机构和直齿圆锥齿轮机 构的正确啮合条件与直齿圆柱机构的正确啮合条件相比拟有何 异同？解平行轴斜齿轮是法面或端面的模数和压力角相等， 且12；蜗杆蜗轮是中间面上模数和压力角相等且为标准值，且i 2 90 ；直齿圆锥齿轮是大端的模数和压力角相等且为标准值4- 7何谓平行轴

14、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮当量齿数？当量 齿数有什么用途？解斜齿圆柱齿轮量齿数：乙z_ ；圆锥齿轮当量齿数：cos乙 。当量齿数用于齿轮加工、强度计算、变位系数的选择cos等处。4-8齿轮传动常见的失效形式有哪些？各种失效形式常在何种 情况下发生？试对工程实际中见到的齿轮失效形式和原因进行 分析。齿轮传动的设计计算准那么有哪些，他们分别针对何种失效形式？在工程设计实践中， 对于一般使用的闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准那么是什么？解失效形式：轮齿折断、齿面点蚀、 齿面磨损、齿面胶合和齿 面塑性变形。当齿根弯曲应力过大或突然过载、 冲击载荷等易产 生折断。在闭式传动中，假设接触应

15、力过大，齿轮工作一段时间后 会出现点蚀。齿面磨损是由于齿面间的灰尘、硬屑粒等引起的。 齿面胶合是在高速、重载传动中，高温、高压使两接触面熔粘在 一起而产生的。塑性变形是在重载情况下产生 的。计算准那么；齿面接触疲劳强度计算，针对齿面点蚀；齿根弯 曲疲劳强度计算，针对齿根弯曲疲劳折断。闭式硬齿面齿轮传动 设计准那么：按弯曲疲劳强度和接触疲劳强度设计；闭式软齿面齿轮传动设计准那么：按接触疲劳强度设计，校核弯曲疲劳强度；开 式齿轮传动设计准那么：按弯曲疲劳强度设计。4-9 现有 A 、B 两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动， A 对参数为； 模数m=2mm，齿数Zi=40,勺=90，齿宽b=60mm;

16、B对参数为: 模数 m=4mm，齿数乙=20, z?=45，齿宽 b=60mm。两对齿轮精 度为 8 级，小齿轮转速均为 1450r/min ，其它条件分别相同。试 比拟两对齿轮接触强度与抗弯强度的上下。解 两对齿轮接触强度相同，弯曲强度第二对较高。4-10 应主要根据哪些因素来决定齿轮的结构型式？常见的齿轮 结构型式有哪几种？它们分别用于何种场合？解 根据齿轮的几何尺寸、 毛坯材料、 加工工艺等决定等决定 齿轮结构型式。结构型式:齿轮轴，用于直径很小的场合；实心 结构，用于 da 160mm; 腹板式结构，用于 da 500mm; 轮辐式结构， 用于 400 da 1000mm 。4-11

17、一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮 m=2mm，z1=20,z2=45,试计算这对吃乱的分度直径、齿顶高、齿根高、顶 隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿距、齿厚 和齿槽宽。解d 1 2 20 40 mm d 2 2 45 90 mm ha 122 mmh f 1.2522.5 mm20.5 mmd a140d a290d f 140d f 290c 2.52244mm2294mm22.535 mm22.585 mmd bi40 cos 2037.588mmd b290 cos 2084.572mmp 26.28 mms e 3.144-12一正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=5mm,2

18、0 , z=45,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a117.5s in25.8851.288分度圆=15 45sin 2038.4772=20l-l基圆=0l'lb =0齿顶圆1ra54551117.5 mm2112.5 cos 20 -Icosa-0.8997117.5a25.884-13试比拟正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根 圆，在什么条件下基圆大于齿根圆？什么条件下基圆小于齿根 圆？db d cos mzcos20df d 2.5m m(z 2.5)df db m(z 2.5 0.9397z)m(0.0603z 2.5)由上式可见，当齿数z增

19、大时，(df db)值亦增大。当df db 0时，得2.5 十 /z=41.40.0603因此，当z 42时，df db；反之，当z 42时，df db。4-14试根据渐开线特性说明一对模数相等，压力角相等，但齿 数不等的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其分度圆齿厚、齿顶圆和齿根圆齿厚是否相等，哪个较大。解分度圆齿厚相等，齿顶圆和齿根圆齿厚不等，因基圆愈小， 渐开线愈弯曲，基圆愈大，渐开线愈平直，故齿数多的齿轮齿顶 圆和齿根圆的齿厚大。4-15现需要传动比i=3的一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，有三个压力角相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮，它们的齿数分别为乙=20， Z2=z3=60,齿顶圆直径分别为da

20、1=44mm， da2=124mm，da3=139.5mm，问哪两个齿轮能用？中心距a等于多少？并用作图法求出它们的重合度。解da1mz2h*m20m2h；m44da2mz22h；m60 m2h；m124da3mz32h；m60m2h；m139.5解得；齿轮1、2能用。m 2mm, a 80mm=4-16单级闭式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮材料为45钢调质处理，大齿轮的材料为 ZG270 500正火，P=4kw，n 1=720r/min， m=4mm，Z1=25,z2=73,b1=84mm,b2=78mm,单向传动，载荷有中等 冲击，用电动机驱动，试验算此单级传动的强度。解1.验算接触强度Ti9

21、.55106 P ni(1)计算接触应力5.3410 Nmm;670ddi373252.92; ddi78而 0.78;K3查表45，6703 53 10：2.92 1231N/mm20.78 1003 2.92(2)查许用应力h小齿轮45钢调质，HB=217255，取 HB=220 ;大齿轮 ZG270 500，正火，HB=156 200 取 HB=180。查图 4-21c得 Hlm1 =560N/mm2；查图 4-21b 得日咧=360N/mm2。由表 4-6， Sh=1.1。H】1那么H 25602616N / mm21.13602327.27N/mm21.1(3)结论H h,故满足接触

22、强度要求。2.验算弯曲强度(1)计算弯曲应力2KTYfYsbmd1其中，由表4-8得Yf1 2.26,Ys1 1.59;Yf2 2.24,Ys2 1.75,其余同接触强度。 那么F1F221.35.3104 2.621.59784 10021.35.3104 2.241.75784 10018.4N /mm17.3N/mm2(2 )查许用应力F 由图 4-23cFiim1 =185N/mm2 ; 由 图 4-23bFiim2=130N/mm2。查表 4-6，取 Sf=1.f118514132.14N / mm2f2130 92.85N / mm21.4(3)结论：弯曲强度也满足4-17一对正常

23、齿渐开线标准斜圆柱齿 a=250mm,Z1=23,Z2=98,mn=4mm试计算其螺旋角、端面模数、端面压力角、当量齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。Z v12325.3630.968Z v198108.050.968 3d142395.041 mm0.968d2498404.959 mm0.968da195.0412 m n 103.041 mmda2404.9592 m n 412.959 mmd f 195.0412.5 m n 85.041 mmd f 2404.9592.5 m n 394.959 mm20.6a tcosmn (zi Z2)4(2398)2a14.53225

24、00.968tanamncostanatcos44.132 mm0.968tan200.376 cos14.534-18设计一对外啮合圆柱齿轮，zi=21,Z2=32,mn=2,实际中心距为55mm，问：(1)该对齿轮能否采用标准直齿圆柱齿轮传动?(2)假设采用标准直齿圆柱齿轮传动来满足中心距要求，其分度圆螺旋角、反度圆直径d1、d2和节圆直径 小、d2各为多少?(1)不能采用标准直齿圆柱齿轮传动(2)由2(21 32)2cos15.502 211 d 143.585mmcos2 322 d 266.415mmcos554-19单级闭式斜齿轮传动 P=10kW,n1=960r/min,i=3.

25、7，电动机驱动，载荷平稳，双向传动，设小齿轮用40MnB调质，大齿轮用45钢调质，zi=25，试设计此单级斜齿轮传动。解1计算许用应力小齿轮40MnB调质，HB=260 ;大齿轮45钢调质，HB=230 表 4-4Hlim2=590N/mm2Flim2 =190N/mm2查图 4-21， Hiimi =680N/mm2, 查图 4-23， Fimi =220N/mm2, 表 4-6，Sh=1.1，Sf=1.4，那么H1680618.18N/mm21.1H2590536.36N/mm21.1F1220 110N /mm21.4F 20.7 1901.4295N /mm2.按接触疲劳设计设计公式d

26、116102h其中：k 1.1表4 5, D1表 4 7,9.55 106 Pn19.55 1061096049.95 10 Nmmdi41.1 9.95 10 (3.7 1)“610、2 “一()56.44536.3678,那么1 3.7mn12 ,z2iz13.7 21d1 cosZ56.44cos12212.63mm取标准值mn3,那么a取 a 152mm,那么 cos3 (2178)2cos123 (2178)2 152151.82mm0.977d2b>b>12.323 21cos12.323 7864.485mmcos12.32dd164.485 mm65mm; b 70

27、mm。238.595mm圆整后3.较核弯曲强度当量齿数21zv13 22.52(cos12.32)378Z/23 83.40(cos12.32)3由表4 8得，2.705,Ys1 1.573,Yf2 2.215,Ys2Yf1 那么1.773F11.6皿1丫$11.6 1.1 9.95 1042.705 1.573 cos12.32bm1d157.89MPa65 3 64.485丫F2丫S2F2 F1 YF1YS1弯曲强度满足要求。53.43MPa4-20标准蜗杆传动的蜗杆轴向齿距p=15.708mm,蜗杆头数 Z1=2,蜗杆齿顶圆直径da1=60mm,蜗轮的齿数Z2=40,试确定其模数m、蜗杆

28、铁性系数q、蜗轮分度圆直径d2和中心距a。p 15.7085m因 da1 d1 2m,那么d160 2 5 50mmq 4 10md2 mz>5 40 200mmm,、 “La (q z2)125mm4-21试判断图中所示各蜗杆蜗轮的转向和旋向(蜗杆主动)，并画出各蜗轮所受三个分力的方向。解a)蜗轮右旋，逆时针转动，b)蜗杆右旋，转向向下；c)蜗杆 蜗轮都为左旋；d)蜗杆蜗轮都为右旋；蜗轮受力图如图：4-22在图示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中，从I轴输入，山轴为输出轴，其转动方向如下图，齿轮4的轮齿旋向为右旋。试解答：(1) 标出输入轴I和中间轴H的转向(2) 确定并标出齿轮1、2和

29、3的齿轮旋向，要求 使H轴上所受轴向力尽可能小。(3) 标出各个齿轮在啮合点处所受各分力的方向。(4) 画出H轴联同齿轮2和3 一体的空间受力图。解(1)输入轴，中间轴；(2) 轮I右旋，轮 2左旋，轮3左旋；、(3) 如图；(4) 如图。4-23在图示直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器中，锥齿轮m=5mm,Z1=25,Z2=60,齿宽 b=50mm;斜齿轮 mn=6mm,z3=21,z4=84。1欲使轴H上的轴向力在轴承上的作用完全抵消， 求斜齿轮 3的螺旋角的大小和旋向。2 试画出作用在斜齿轮3和锥齿 轮2上的圆周力Ft、径向力Fr和轴象立Fa的作用线和方向。解1Fa2 Fa3即tan cos

30、i ijT1 tandmld3得 sin 0.1667,9.6齿轮3为右旋3如图。第五章轮系与其设计5-1什么是惰轮？它在轮系中起什么作用？解其齿数不影响传动比大小，但改变从动轮转向的齿轮，其作 用是改变从动轮转向。5-2在定轴轮系中，如何来确定首、末两轮转向间的关系？解1当所有齿轮轴线平行时，可用-1m确定：2用画箭头的方法。5-3什么叫周转轮系的“转化机构？它在计算周转轮系传动比中起什么作用？解给整个轮系加上一个附加的角速度 - H 后所得的机构。 “转化机构 可以使周转轮系的传动比计算转化成用定轴轮系传 动比的计算方法计算。5-4 在差动轮系中，假设两个根本机构的转向，如何确定第三个基

31、本构件的转向？解 又周转轮系传动比计算公式确定。5-5 周转轮系中两轮传动比的正负号该周转轮系转化机构中两 轮传动比的正负号相同吗？为什么？解不同。因为周转轮系中两轮的传动比是真实角速度之比， 转化机构中两轮的传动比是相对角速度之比。5-6 计算混合轮系传动比的根本思路是什么？能否通过给整个 轮系加上一个公共的角速度 - H 的方法来计算整个轮系的传 动比？为什么？解 根本思路： 1区分根本轮系2分别列出根本轮系的计算公式；3找出根本轮系间的关系；4联立各式，求出要求的传动比。 不能。因为混合轮系不是一个根本周转轮系。5-7 如何从复杂的混合轮系中划分出各个根本轮系？解先找行星轮，再找支持行星

32、轮的系杆与其中心论，那么行星轮、系杆、中心轮和基价组成一个周转轮系。重复上述方法，直至找出所有的周转轮系后，剩余的便是定轴轮系。5-8什么样的轮系可以进行运动的合成和分解？解差动轮系。5-9在图中所示的车床变速箱中，各轮齿数为 zi=42,Z2=58,Z3=38,Z4=42,Z5=50,Z6=48,电动机转速为 1450r/min，假设 移动三联滑移齿轮 a使齿轮3和4 '齿合,又移动双联滑移齿轮 b 使齿轮5和6'齿合，试求此时带轮转速的大小和方向。i16iZ5 Z3Z48 42 5850 38 421.465那么n6=工46514501.465989.76t / min5-

33、10在图5-16所示的滚齿机工作台的传动系统中，各齿轮的齿数为Z1=15,Z2=28,Z3=15,Z4=55, Z9=40，被加工齿轮 B的齿数为2,试计算传动比i75Zb72i AB那么i75nBZaZ|Z4z7z915 55z7 40Z2Z3Z5Z828 15z5 1n5Z715 55 4028 15 721.095-11如下图的轮系中，各轮齿数为：Z1Z3,nH=100r/min,n 1=20 r/min,试求以下两种情况下轮 3的转速n3：(1)当出与nH同向时：(2)当m与nH相反时。解(1)让n1nH20 1001nHn3 100n3180r / min与口同向hln1nH20 1

34、001n3nHn3 100220r / min 与q反向5- 12在图示轮系中，各轮齿数为：zi=30,Z2=30,Z3=90,Z3=40,Z4=30, Z4=40, Z5=30,试求此轮系的传动比ilH。解定轴轮系1-2-3i13三3Z1行星轮系3 '-4-4 '-5；Hn3nHZ4Z530309i35n5nHZ3Z4404016因n5 ，那么i 1HntL 1.3125nH5- 13在图所示轮系中，各轮齿数为：zi=24,Z2=48,Z2 =30,Z3=102,Z3=20, Z4=40, Z5=100。试求该轮系的传动比 iiH。解差动轮系1-2-2'3-H-6 H

35、 m nHZ2Z348 102ii36.8n3 nHZ1Z224 30定轴轮系3' 4 5 6i53帀Z3n3Z5201000.2因，n5 = nH，那么 i1H41.8nH5-14在图所示轮系中，各轮齿数为：Z1=26,Z2=32,Z2 =22,Z3=80,Z4=80，又 n1=300 r/min， n3=50 r/min 两者转向相反， 试求齿轮4的转速n4的大小和方向。解差动轮系1-2-2 '3.H ni nHz2z3il3n3 nHZ1Z2即 300 nH畧理4.48 门 13.950 nH26 22差动轮系3-2 '4 h也nHZ4I34_-n4nHZ3即50

36、n_369n4n_8020联立二式得 n4155.97 r / min5- 15在图示的大速比减速器中，蜗杆1和5的头数为1,且均为右旋，各轮齿数为 Z1 = 101,Z2=99, Z2= Z4, Z4=100，Z5=100。1试求传动比i1H。2假设主动蜗杆1的转速为1375r/min的电动机带动，问输出轴H转一周需要多长时间？解1定轴轮系1-2-6n2旦口Z2定轴轮系T-5'-5-4 '-6n4斗1Z5 Z4差动轮系2'-3-4-H-6Hi2 4门2nHn4n_Z2由于2的回转方向与4的回转方向相反，那么i 旦i1Hn_丄99-WT 1980000100 1002上

37、式说明H转一周时，蜗杆 1转1980000周，故H转5- 16汽车自动变速器中的预选式行星变速器如下图。I轴为主动轴，H轴为从动轴，S, P为制动带，其转动有良种情况：(1) S压紧齿轮3, P处于松开状态；(2) P压紧齿轮6。S处于松开 状态。各齿轮数为 Zi=30,Z2=30, Z3= Z6=90,Z4=40, z=25。试求 良种请宽下的传动比iiH。解(1) 1-2-3-6组成行星轮系.6ni%Z3i13压 乙4 (1) -5-6-H组成差动轮系HnHZ4134r)4nHZ3.HrunH5nHZ69146r>6nH% nH乙4求联立得“Hn1nH2.08(2)4-5-6-H组成

38、行星轮系HiH4 心Z69I46i160叶J4得i1H3.255- 17如下图自行车里程表机构中，C为车轮轴，P为里程表指针。各齿轮数为：Z1=仃,Z2=23,Z4=19, Z4=20, Z5=24。设轮胎受压变形后使28英寸车轮的有效直径约为 0.7m,当车行1km时，表上的指针刚好回转一周。试求齿轮2的齿数。解定轴轮系1-2niZin2Z2行星轮系3-4-4'-5(P)-2(H)2I521I521联立二式得Z4%Z5Z4-i 52i51一i121汇24 19Z z2114当车行一公里时c轴的转数为ni那么i51Z2n 0.7m 10001000 171“680.7114111410

39、0乞转，此时5转过一转,0.75-18如下图轮系中，各轮齿数为:Zi=34,Z2=40, Z2=30,Z3=18, Z3=38, zt=24,Z4=36，Z4'=22。试求该轮系的传动比 iAH，并说明轴A与轴H的转向是否相同。4-1和4'-3 '组成定轴轮系:i A1I A3nAn3Z434363822T-2-2 '-3-H组成差动轮系:40 1824 30 因山和仏，那么用同号代入第三式得 iAH 皿 1.15 H与A同向nH.Hi13n3 nHZ2Z3Z1Z2第六章 间歇运动机构6- 1 在间歇运动机构中， 怎样保证从动件在停歇时间确实静止不 动？解 采用

40、止动构件或利用几何形状锁住。6- 2 常见的棘轮机构有哪几种？试述棘轮机构的工作特点。 解常用类型： 单动式、双动式；单向式、 双向式；外啮合、 内啮合；摩擦式等。如图 6-1，当摆杆 1顺时针方向摆动时，棘爪 2 将插入 棘轮齿槽中，并带动棘轮顺时针方向转过一定的角度； 当摆杆逆时针方向摆动时，棘爪在棘轮的齿背上滑过， 这时棘轮不动。 为防止棘轮倒转， 机构中装有止回棘爪 5，并用弹簧使止回爪与棘轮齿始终保持接触。这样， 当白干 1 连续往复摆动时， 就实现了棘轮的单向间歇运 动。6- 3 槽轮机构有哪几种根本型式？槽轮机构的运动系数是如何 定义的？解根本型式：外接式和内接式。在一个运动循环

41、内， 槽轮运动时间 tb 与拨盘运动时间 tj 之比值 kt 称为运动特性系数。6- 4 试述凸轮间歇运动机构的工作原理与运动特点。 解工作原理：当凸轮转动时，通过其曲线沟槽或凸脊拨 动从动盘上的圆柱销，使从动盘作间歇运动。特点：优点是结构简单、运转可靠、转位精确，无需专门 的定位装置，易实现工作对动程和动停比的要求。通过适中选 择从动件的运动规律和合理设计凸轮的轮廓曲线， 可减小动载荷和防止冲击，以适应高速运转的要求。主要缺点是精确度要 求较高，加工比拟复杂，安装调整比拟困难。6- 5 不完全齿轮机构与普通齿轮机构的啮合过程有何异同点？解 在不完全齿轮机构中， 主动轮 1连续转动， 当轮齿进

42、入啮 合时，从动轮 2 开始转动，当轮 1 上的轮耻退出啮合时，由于两 轮的凸、凹锁止弧的定位作用，齿轮 2可靠停歇，从而实现从动 齿轮2的间歇转动。而普通齿轮啮合是连续的， 从动轮的运动也 是连续的。6-6设计一外啮合棘轮机构， 棘轮的模数 m=10mm，棘轮的 最小转角max 12，试设计该棘轮机构。解棘轮最小齿数360zmax30齿顶圆直径周节齿槽夹角齿项厚棘爪长度D=mz=300mmP=m =10 =7.5mm60h=0.75m=7.5mmL 2P=62.8mm6-7某自动机床工作转台要求有 6个工作位置，转台静止时完成 加工工序，最长的工序时间为 5s，原动机转动速度为 720r/m

43、in， 槽轮与拨盘之间的中心距 a 200mm,试设计此槽轮机构。槽数z=7圆销数z'1运动系数.z(z 2)kt2z13取中心距a=160mm圆销回转半径r, asi n1 2116080mm2槽顶咼L acos160cos30138.6mm凸圆弧X开角2 -丄240z 2槽顶侧壁厚e=6mm第七章 机械的调速与平衡7- 1什么是速度波动？为什么机械运转时会产生速度波动？解机械主轴的角速度发生不断的变化称为间歇的速度波动。机械在外力作用下运动，当驱动功大于阻力功时，出现盈功， 机械的动能将增加；当驱动功小于阻力功时，出现亏功，贝V 使机械的动能减小。机械动能的变化使得机械主轴的角速度

44、发生变化，从而形成机械运转的速度波动7- 2机械速度波动的类型有哪几种？分别用什么方法来调试？解类型：周期性速度波动和非周期性波动。周期性速度波动用飞轮来调节； 非周期性波动用调速器来调 节。7- 3飞轮的作用有哪些？能否用飞轮来调节非周期性速度波动？解飞轮不仅可以调节周期性波动，还有储能作用，可以克服短期过载。非周期性速度波动不能用飞轮来调节。7- 4机械运转的不均匀程度用什么来表示？飞轮的转动惯量与 不均匀系数有何关系？解机械运转的不均匀程度用不均匀系数来表示。关系：J Wmaxm7- 5机械平衡的目的是什么？解目的：完全或局部地消除惯性力的影响，减小或消除附加的 动压力，减轻有害的机械振

45、动。7-6机械平衡有哪几类？解机械平衡可以分为回转件的平衡和机构的平衡两类。7- 7 刚性回转的动平衡和静平衡，而动平衡不仅是惯性力平衡， 而且要惯性力矩也平衡。解静平衡条件：惯性力的合力等于零。 动平衡条件：惯性力的合力偶矩都等于零。7- 8 为什么要进行平衡试验平衡试验有哪几种？解虽然经过平衡计算的回转件在理论上是完全平衡的，但由于 制造和安装误差与材质不均匀等原因， 还会存在不平衡现象， 这种不平衡现象只能用试验的方法来进一步平衡。 平衡试验有静平衡试验和动平衡试验两种。7- 9 为什么设计一个刚性回转件时要确定它的不平衡量？解回转件通过试验后可将不平衡惯性力以与其引起的动力效 应减小到

46、相当低的程度，但回转件一般不可能到达完全平 衡。在实际工作中对回转见的平衡要求高是没有必要的， 因此，设计时应该确定许用不平衡量。7- 10 有四个不平衡质量 m1=3kg,m2=6kg,m3=7kg,m4=9kg ，它们位 于同一回转平面内，向径分别为 r1=20mm 、r2=12mm、r3=10mm、 r4=8mm ，其夹角依次互为， 如下图。现要求在回转半径 rb=10mm 处加一平衡质量 mb,试求mb的大小和方位。7-11有一薄壁转盘质量为m,经静平衡试验测定其质心偏距为r,X方向:叽b cos3 20710 10即 mb cos1Y方向：mbrb sinm2r2m4r46 1298

47、 0即 mb sin0那么得 mb 1kg, 0方向如图垂直向下。由于该回转面不允许安装平衡质量，只能在 平面I、上调整，求应加的平衡质径积与其方向在I、I面内加的质径积为mb rb和mb gI面M 0mra=m b rb (b a)得m b rb mr与mr同向b-aII面M 0mrb=m b rb (b a)得m b rbmr与mr反向b-a7-12图示A、B两根曲轴，曲拐在同一平面中，其质径miri m2D 口3$ mqg，长度li I2 I3。试分析其平衡状态不平衡、静平衡、动平衡B轴：平衡。静平衡、动平衡7- 13高速水泵的凸轮轴由三个互相错开 120的偏心轮组成。每一 偏心轮的质量

48、为 0.4kg，其偏心距为12.7m m。设在校正平面 A 和B中各装一个平衡质量 mA和mB使之平衡，其回转半径为 10mm，其它尺寸如图单位为 mm试求的大小和位置。解将mA、mB、mc分解到幻A、B两平面，得19040mcmc；mcmc “c230230115115mDmDmDmD23023040190mEee ,230230取OD为X轴建立坐标系，在平面A中maG cos a mc rc cos120mD 8mE r cos24019141=12.7(0.4 -()20.4()232232=0marasin A mc rcs in 1200 mE rE sin 240“小193c4鸟=

49、 12.7(0.4 0.4 -232232=2.869kgmm因sin A为负值，故A DA 2702.869mA0.2869 kg10因A、B两面对称，故 mB 0.2869kgdb 27090第八章 带传动8- 1 V 带传动为什么比平带传动承载能力大？解因为 V 带安装在楔形面内， V 带传动产生的摩擦大于平带 传动产生的摩擦力，这种现象也称 V 带传动的楔面摩擦效 应。另外， V 带传动通常是多根带同时工作，所以 V 带传 动与平带传动相比可以传递更大的功率。8- 2 传动带工作时有哪些应力？这些应力是如何分布的？最大 应力点在何处？解有拉应力，离心应力和弯曲应力三种应力。应力分布如图8- 13。最大应力发生在紧边绕入小带轮处。8- 3影响带传动承载能力的因素有哪些？如何提高带传动的承载能力？解有摩擦系数、包角和初拉力。摩擦系数、包角和初拉力越 大，带的承载能力越大。8- 4什么是弹性滑动？什么是打滑？在工作中弹性滑动和打滑是 否都能防止？为什么？解因材料的弹性变形而引起的带与带轮轮缘外表之间产生的相对滑动现象称为弹性滑动。打滑是由于过载所引起的带在带轮上的全面滑动。打滑是 可以防止的，而弹性华东是不可防止的。8- 5带传动的失效形式有：打滑；疲劳破坏。设计准那么：保证带传动不发生打滑的