机械设计基础作业集题解

机械设计基础作业集题解详细版

机械设计基础

作业集题解

陈立德、姜小菁主编

高等教育出版社

前言

本”机械设计基础作业集题解”是“机械设计基础作业集”的配套辅

助教学资料，其编写的目的为：对学生而言，可自我检查学习把握程度；

对教师而言，在批改时可有一个统一标准，便于检查。

现必须讲明两真：

1.有些作业题难以适立标准答案，故不一定为唯独答案；

2.由于摸索与分析题设置的目的为深化教学内容等，故对一样水平的

学生可不按排作业，故此题目暂不作题解。

参加本作业集题解编写工作的有陈立德、姜小菁、罗卫平、胡云堂、

凌秀军、卞咏梅等，金陵科技学院陈立德、姜小菁任主编。

鉴于编著水平有限，书中难免有不妥之处，恳请宽敞读者批判指正。

编者

2012.2

目录

绪论1二.填充题13

分析与摸索题1三.摸索与分析题13

第1章机械设计概述1四.简答题14

一.判定与选择题1五.设计运算与分析题14

二.填充题2第6章间歇运动机构16

三.摸索与分析题2一、判定与选择题16

第2章摩擦、磨损及润滑概述二、填空题16

2第7章螺纹连接与螺旋传动

一、判定与选择题217

二、填充题3一.判定与选择题17

三、摸索与分析题3二.填充题18

四、简答题3三.摸索与分析题18

第3章平面机构的结构分析四.简答题19

5五.设计运算与分析题21

一.判定与选择题5六.结构设计与分析题23

二.填充题5第8章带传动25

三.摸索与分析题5一、判定与选择题26

四.简答题5二、填空题26

五.设计运算与分析题6三、摸索与分析题27

第4章平面连杆机构7四、简答题28

一、判定与选择题7五、设计运算与分析题31

二、填充题8第9章链传动34

三、摸索与分析题9一.判定与选择题34

四、简答题10二.填充题35

五、设计运算与分析题11三.摸索与分析题35

第5章凸轮机构12四.简答题36

一.判定与选择题13五.设计运算与分析题37

第10章齿轮传动39一.判定与选择题74

一、判定与选择题39二.填充题75

二、填充题41三.摸索与分析题76

三、摸索与分析题43四.简答题77

四、简答题44五.设计运算与分析题79

五、设计运算与分析题50六.结构设计与分析题81

六、结构设计与分析题53第16章其他常用零、部件

第11章蜗杆传动5684

一.判定与选择题56一、判定与选择题84

二.填充题56二、填充题85

三.摸索与分析题57三、摸索与分析题85

四.简答题57四、简答题85

五.设计运算与分析题60五、设计运算与分析题86

第12章齿轮系63第17章机械的平稳与调速

一、判定与选择题6387

二、填充题63

三、摸索与分析题63

四、简答题64

五、设计运算与分析题65

第13章机械传动设计66

分析与摸索题66

第14章轴和轴毂连接67

一、判定与选择题67

二、填充题67

三、摸索与分析题68

四、简答题68

五、设计运算与分析题69

六、结构设计与分析题69

第15章轴承74

二、运算题（35%）99

三、咨询答题（35%）101

四、结构分析题（10%）102

一.判定与选择题87

二.填充题87

三.摸索与分析题88

四.简答题88

五.设计运算与分析题89

第18章机械设计CAD简介

90

分析与摸索题90

机械设计基础自测试题（I）

90

一、填充题（20%,各题占2%）

90

二、运算题（18%）91

三、咨询答题（52%）91

四、结构分析题（10%）93

机械设计基础自测试题。1）94

一、填充题（20%,各题占2%）

94

二、运算题（35%）95

三、咨询答题（35%）96

四、结构分析题（10%）98

机械设计基础自测试题（III）

99

一、填充题（20%,各题占2%）

99

绪论

分析与摸索题

0.1机器的特点有哪三个？

0.2机器与机构有何区别？

0.3构件与零件有何区别？试各举出三个实例。

0.4”机械设计基础”课程研究的内容是什么？

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生.提出适当的要求,

让学生自理。

第1章机械设计概述

一.判定与选择题

1.1机械设计一定要开发制造新机械。

正确答案：错

1.2强度是零件应满足的差不多要求。

正确答案：对

1.3机械设计中的标准化、系列化、通用化的目的要紧是为了提升经

济效益和保证产品质量。

正确答案：对

1.4某齿轮传动装置（题1.4图）轮1为主动轮，则轮2的齿面接触

应力按B变化。

A.对称循环B.脉动循环

C.循环特性Y=-0.5的循环D.循环特性Y=

+1的循环

题1.4图齿轮传动装置

二.填充题

1.5强度可分为整体强度和表面强度。

1.6机械设计的差不多要求是：能实现预定功能，满足可靠性和经

济性的要求。

1.7机械设计中推广三化，它是指标准化、系列化和通用

化。

三.摸索与分析题

1.8机械设计过程通常分为哪几个时期？各时期的要紧内容是什么？

1.9常见的失效形式有哪几种？

1.10什么叫工作能力？运算准则是如何得出的？

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生.提出适当的要求，

让学生自理。

第2章摩擦、磨损及润滑概述

一、判定与选择题

2.1应严格禁止显现边界摩擦。

正确答案：错

2.2润滑的粘度随温度的升高而降低。

正确答案：对

2.3粘度愈大，内摩擦阻力就愈大，液体的流淌性就愈差。

正确答案：对

2.4在低速、重载、高温、间隙大的情形下应选用粘度较A的

润滑油。

A.大B.小

2.5B密封分为接触式、非接触式两种。

A.静B.动

2.6A是指润滑脂的稠度。

A.锥人度B.滴点

2.7齿轮齿面的点蚀现象属于C0

A.磨粒磨损B.粘着磨损C.疲劳磨损D.腐蚀磨损

二、填充题

2.8运动物体的接触表面间的摩擦状态有干摩擦、边界摩擦、

液体摩擦、混合摩擦等四种。

2.9磨损可分为粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损及腐蚀磨损

等四种差不多类型。

2.10提升耐磨性的要紧工艺措施有提升表面硬度，降低表

面粗糙度和改善润滑条件。

2.11机器发生磨缺失效是处于剧烈磨损时期。

三、摸索与分析题

2.11机械手表对润滑油性能的要求除了要考虑粘度外，还应考虑什

么？

2.12夏天发觉液压系统中的油变稀了，有人将润滑脂加入，调匀后使

油变稠，如此做法行吗？

2.13自行车中哪些部位要进行润滑？应采纳哪一类润滑剂？什么原

因？

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生.提出适当的要求，

让学生自理。

四、简答题

2.14磨损过程分几个时期？各时期的特点是什么？

答：在机械的正常运转中，磨损过程大致可分为以下三个时期。

1.跑合（磨合）磨损时期

在这一时期中，磨损速度由快变慢，而后逐步减小到一稳固值。跑合

磨损到一定程度后，尖峰逐步被磨平，磨损速度即逐步减慢。

2.稳固磨损时期

在这一时期中磨损缓慢、磨损率稳固，零件以平稳而缓慢的磨损速度

进入零件正常工作时期。

3.剧烈磨损时期

现在期的特点是磨损速度及磨损率都急剧增大。当工作表面的总磨损

量超过机械正常运转要求的某一承诺值后，摩擦副的间隙增大，零件的磨

损加剧，精度下降，润滑状态恶化，温度升高，从而产生振动、冲动和噪

声，导致零件迅速失效。

2.15在实践中，经常显现的为混合摩擦，其特点是什么？

答：在实践中有专门多摩擦副处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混

合状态，称为混合摩擦。两摩擦面之间有润滑油存在，同时在摩擦表面上形

成润滑油膜，但局部油膜破裂，局部金属直截了当接触。

2.16接触式密封中常用的密封件有哪些？

答：常用的接触式密封件有：各种类型的橡胶密封圈、毡圈、端面密

封装置。

第3章平面机构的结构分析

一.判定与选择题

3.1一个作平面运动的构件具有2个独立运动的自由度。

正确答案：对

3.2机构中只能有一个主动件。

正确答案：错

3.3平面低副机构中，每个转动副和移动副所引入的约束条件是相同

的。

正确答案：对

3.4车轮在轨道上转动，车轮与轨道之间构成Co

A.转动副B.移动副C.高副

3.5平面机构中，若引入一个移动副，将带人2个约束，保留了

1个自由度。

A.1,2B.2,1C.1,1

3.6具有确定运动的机构，其原动件数目应B自由度数目。

A.小于B.等于C.大于

二.填充题

3.7机构具有确定的相对运动的条件是自由度数等于主动件数。

3.8旋转轴的轴颈与支承轴承之间的连接，是构成转动副，它引

入了约束，保留了1个自由度。

三.摸索与分析题

3.9既然虚约束对结构的运动不起约束作用，为何机构中仍经常使用

虚约束？

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生，提出适当的要求,

让学生自理。

四.简答题

3.10运动副与运动链有何区别？运动链与机构有何区别

答：使两个构件直截了当接触并能产生一定相对运动的连接，称为运

动副。两个以上的构件以运动副连接而构成的系统称为运动链。

在运动链中选取1个构件加以固定（称为机架），当另一构件（或少数

几个构件）按给定的规律独立运动时，其余构件均随之作一定的运动，这

种运动链就成为机构。

3.11在比例尺uL=0.（）2m/mm的机构运动简图中，量得一构件的长

度为10mm,则该机构的实际长度为多少？

答：200

机构运动简图有何用处？它能表示出原机构的那些

方面的特点？

答：用简单线条和符号画出图形来进行方案讨论和运动、

受力分析。

能表达各构件间相对运动关系，不需要了解机构的

真实外形和具体结构。

在题3.13图所示的平面机构中，共有几个转动副？

几个移动副？

答：6个转动副』个移动副。

题3.13图

五.设计运算与分析题

3.14试运算题3.14图所示的机构（椭圆规）的自由度。AB=BC=C

D

答：n=3,PL=4,PH=0

F=3n-2PL-PH=3X3-2X4=1

3.15*试判定题3.15图所示各机构是否具有确定的相对运动，如运动

不确定，提出修改方案。

(a)(b)

题3.14图椭圆规机构题3.15图

答：兄“机械设计基础学习指南与题解”题3.7。

第4章平面连杆机构

一、判定与选择题

4.1利用速度影像的原理就能专门方便地求出一个构件上各点的速

度。

正确答案：对

4.2机构的效率为0,则机构处于自锁状态。

正确答案：对

4.3在实际生产中，机构的死点位置对工作差不多上不利的。

正确答案：错

4.4在平面连杆机构中，以最短杆为机架，就能得到双曲柄机构。

正确答案：错

4.5较链四杆机构是按B的不同形式分为三种差不多型式的。

A.摇杆B.连架杆C.连杆

4.6平面四杆机构中，最长杆与最短杆长度之和大于其余两杆长度之

和，只能得到

A机构。

A.双摇杆B.双曲柄C.曲柄摇杆

4.7四杆机构处于死点时，其传动角为Bo

A.介于Oo。〜90o。之间B.OoC.90o

4.8平面连杆机构的行程速度变化系数KA1时，机构具有急回

特性。

A.大于B.小于C.等于

二、填充题

4.9在移动副中，外力的作用线在摩擦角所包围区域的里面时，滑块

处于减速运动状态。

4.10自锁性能最好的是三角螺纹。

4.11平面四杆机构的差不多型式是较链四杆机构，其中，固定的构

件称为机架；与之相连的构件称为连架杆；与之相对的构件称

为连杆◎

4.12实际中的各种形式的四杆机构，都可看成是由改变某些构件的相

对是度，形状

或选择不同构件作为机架等方法所得到的较链四杆机构

的演化形式。

4.13在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件，并作等速回转运动时，摇

杆作往复摆动。

4.14曲柄摇杆机构显现急回运动特性的条件是：摇杆为从动件，曲

柄为主动件。

三、摸索与分析题

4.15一个机构如果改换主动件，其速度矢量多边形是否会改变？

4.16“自锁”与“不动”这两个概念是否一样？“不动”的机构是否

一定“自锁”？试举出三个自锁机构的实例。

4.17在日常生活中你接触到了哪些平面四杆机构？它们都完成了哪

些运动？是如何样传递和实现运动的？

4.18观看卡车车厢自动翻转卸料，它属于哪种机构？

4.19观看公共汽车双扇车门的开闭机构，它利用了哪些四杆机构的哪

种特性？

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生，提出适当的要求,

让学生自理。

四、简答题

4.20什么原因楔形面摩擦大于平面摩擦？

答：因为在楔形面摩擦中当量摩擦系数fv=f/sin。其值始终大于摩擦系

数f。故楔形面摩擦大于平面摩擦。

4.21何谓自锁？从受力观点看，移动副和转动副在什么情形下会自

锁？

答：不管驱动力多大都不能使机械运动，机械发生自锁。因此，机械

自锁的条件是n<0,其中TI=O为临界自锁状态，并不可靠。

当驱动力作用线作用在摩擦角或摩擦圆所包围区域之内时，构件作减

速移动，直至静止，机构自锁。

4.22三角螺纹、矩形螺纹各适用于什么样的工作状态？什么原因？

答：三角螺纹相当于楔形滑块在楔形槽面内滑动，矩形螺纹相当于滑块

在平面上滑动。

按照受力分析可得出：

三角螺纹：摩擦阻力大、效率低，易发生自锁，常用作连接螺纹。

矩形螺纹：效率高，常用作传动螺纹。

4.23较链四杆机构的曲柄存在条件是什么？

答：曲柄存在的条件如下：

(1)最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和；

(2)最短杆或其相邻杆应为机架。

4.24装链四杆机构的最小传动角Ymin发生在什么位置？

答：在曲柄与机架共线的两位置处显现最小传动角。比较这两位置的

传动角，即可求出最小传动角。关于曲柄滑块机构，当原动件为曲柄时，

最小传动角显现在曲柄与机架垂直的位置。

4.25在曲柄摇杆机构中，如何调整摇杆摆角的大小或极限位置？

答：摇杆摆角的大小可通过增减曲柄长度来调整。

摇杆的两极限位置可通过增减连杆长度来调整。

4.26在工程上，一样是如何样来克服死点，使构件连续运动的？举例

讲明。

答：1.借助飞轮使机构渡过死点，如缝纫机，曲柄与大带轮为同一构

件，利用带轮的惯性使机构渡过死点。

2.利用机构错位排列的方法渡过死点，如机车车轮联动机构，当一个

机构处于死点位置时，可借助另一个机构来越过死点。

五、设计运算与分析题

4.27如题4.27图所示，已知四杆机构各构件长度为a=240mm,b=60

Omm,c=400mm,d=500mm,试咨询

1）当取AD为机架时，是否有曲柄存在？

2）若各构件长度不变，能否以选择不同构件为机架的方法获得双曲柄

机构或双摇杆机构？如何获得？

题4.27图

解：1.按照杆长之和条件，若取AD为机架而存在曲柄应有

a+bWc+d

又a+b=240+600=840c+d=400+500=900

满足上述条件，且连架杆AB又为最短,故有曲柄存在

2.能

因AB最短，且符合杆长之和条件，因此若取最短杆AB为机架，得双曲

柄机构；取CD为机架，得双摇杆机构。

4.28如上图所示的较链四杆机构中，各杆的长度为a=28mm,b=52mm,

c=50mm,d=72mm,试作图求解：

1）当取AD杆为机架时，该机构的极位夹角和杆CD的最大摆角。

2）当取杆AB为机架时，将演化成何种类型的机构？什么原因？

解：1.取nL=0.002m/mmm,作题4.28答案图。

题4.28答案图

AD=1AD/uL=36mm,取作A、B两点。

以AB=1AB/uL=14mm为半径，A为园心作园。

以CD=1CD/uL=25mm为半径，D为园心作园。

当摇杆处于两个极限位置时：

AC1=BC-AB=IBC/uL-AB=26-14=12mm

AC2=BC+AB=IBC/nL+AB=26+14=40mm

在图上求画出Cl、C2点，由图可知：

0=NC1AC2=14°,=C1DC2=27°

2.因AB为最短，且1AB+1ADW1BC+1CD,符合杆之和条件。因

此，当AB取为机架时，揩演化为双曲柄机构。

第5章凸轮机构

一.判定与选择题

5.1凸轮机构工作时，从动件的运动规律与凸轮的转向无关。

正确答案：错

5.2尖顶从动件的凸轮，是没有理论轮廓曲线的。

正确答案：错

5.3当凸轮的压力角增大到临界值时，不论从动件是什么形式的运动，

都会显现自锁。

正确答案：对

5.4凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是什么类型的运动副？B

A.移动副B.高副C.转动副D.

可能是高副也可能是低副

二.填充题

5.5凸轮机构常用的从动件运动规律有等速运动、等加速-

等减速运动、

余弦加速度运动、正弦加速度运动等四种。

5.6在凸轮机构中，从动件采纳等速运动运动规律产生刚性冲

击；采纳

等加速-等减速运动、余弦加速度运动运动规律产生柔

性冲击。

5.7凸轮机构中的压力角是指凸斩轮上接触真的法线与从动件的

运动方向间所夹的锐角。

5.8凸轮轮廓的加工方法有妙削加工和数控加工两种。

三.摸索与分析题

5.9设计凸轮机构时，如果设计时得出的amax>[a],应采取什

么方法来解决那个咨询题？

5.10若凸轮机构的滚子损坏，能否任选另一滚子来代替？什么原因？

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生，提出适当的要求,

让学生自理。

四.简答题

5.11滚子从动件盘形凸轮的基圆半径如何度量？

答：是在理论轮廓上度量的。

5.12在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓线时，若发觉工作廓线有变尖现

象，则在尺寸参数改变上应采取哪些措施？

答：增大基园半径或减小滚子半径。

5.13何谓反转法？在设计盘形凸轮时如何应用？

答：把原先转动着的凸轮看成是静止不动的，而

把原先静止不动的导路及原先往复移动的从动

件看成为反转运动的这一原理，称为“反转法”

原理。如题5.13图所示为一对心尖顶直动从动

件盘形凸轮机构，由于从动件尖顶与凸轮轮廓始

终接触，因此加上反转角速度后从动件尖顶的运

动轨确实是凸轮轮廓曲线。

题5.13图

五.设计运算与分析题

5.14*用作图法求出下列各凸轮从图示位置（题5.14图）转过45。后

机构的压力角

（在图上标出来）。

(a)(b)(c)(d)

题5.14图

解：兄“机械设计基础学习指南与题解”题5.7。

5.15如题5.15图所示的对心移动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮

的实际轮廓线为一圆，其圆心在A点，半径R=40mm,凸轮

转动方向如图所示，10A=25mm,滚子半径

rT=10mm,试咨询：

凸轮的理论轮廓线为何种曲线？

凸轮的基圆半径r0。

从动件的升距h。

推程中的最大压力角a。

解：

(1)凸轮的理论轮廓线为一圆。

(2)r0=R-lOA+rr=4025+10=25mm

(3)从动件的升程h

h=R+lOA+rr-r0=40+25+1025=50mm

(4)推程最大压力角a

当O点和A点在水平方向共线时压力角a为最大值。题5.15图

.l251

sina-卫OAL=-------二—a=30°

lAB40+102

第6章间歇运动机构

一、判定与选择题

6.1在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮将作单向间歇转

动。

正确答案：对

6.2槽轮机构必须要有锁止圆弧。

正确答案：对

6.3在棘轮机构中，设置制动爪的目的是B。

A.分度B.定位C.换向

6.4槽轮机构运动件的锁止圆弧是A锁止弧。

A.凸形B.凹形

6.5间歇运动机构A.把间歇运动转换成连续运动。

A.不能B.能

二、填空题

6.6改变棘轮机构遥杆摆角的大小，能够利用改变曲柄表:度

的方法来实现。

6.7棘轮机构的主动件作往复运动，从动件作周期

性的时停、时动的间歇运动。

6.8棘轮机构中制动爪的作用为防止棘轮反向转动◎

6.9常用的间歇机构有棘轮机构，槽轮机构，不完全齿轮机

构，凸轮式间隙运动机构。

6.10不完全齿轮机构的差不多结构型式为外啮合与内啮合两

种。

第7章螺纹连接与螺旋传动

一.判定与选择题

7.1多线螺纹没有自锁性能。

正确答案：对

7.2连接螺纹大多采纳多线的梯形螺纹。

正确答案：错

7.3同一直径的螺纹按螺旋线数不同，可分为粗牙和细牙两种。

正确答案：错

7.4弹簧垫圈和对顶螺母都属于机械防松。

正确答案：对

7.5螺栓的标准尺寸为中径。

正确答案：错

7.6螺旋传动中，螺杆一定是主动件。

正确答案：错

7.7螺纹连接防松的全然咨询题在于A。

A.防止螺纹副的相对转动B.增加螺纹连接的刚度

C.增加螺纹连接的轴向力

7.8设计螺栓组连接时，尽管每个螺栓的受力不一定相等，但各个螺

栓仍采纳相同的材料、直径和长度，这要紧是为了D

A.受力平均B.外观美观C.购买方便D.

便于加工和装配

7.9螺栓连接的强度要紧取决于C的强度。

A.螺母B.垫片C.螺栓

7.10预紧力为F0的单个紧螺栓连接，受到轴向工作载荷F作用后,

螺栓受到的总拉力FECF0、+F

A.大于B.小于C.等于

7.11在较制孔用螺栓连接中，螺栓杆与孔的配合为B

A.间隙配合B.过渡配合C.过盈配合

7.12当较制孔用螺栓连接承担横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的

螺栓Ao

A.必受剪切力的作用B.必受拉力作用C.同时受到

剪切和拉伸作用

二.填充题

7.13一般螺纹的公称直径指的是螺纹的大径，运算螺纹的摩擦

力矩时使用的是螺纹的中径，运算螺纹危险截面时使用的是螺纹的

小径。

7.14常用的螺纹牙形有三角形，矩形，梯形，锯齿

等几种，用于连接的螺纹为三角牙形，用于传动的为矩形

牙形。

7.15螺栓连接的运算要紧是螺纹中径，然后按标准选定螺纹的

大径。

7.16当承担横向载荷时，如采纳较制孔用螺栓连接，其螺栓杆上承担

剪切和挤压载荷。

7.17在螺纹连接中，相对刚度KC=0,讲明垫片为金属垫片或无

垫片，其螺栓中总拉力为F2=F+F(To

7.18采纳凸台或沉头座，其目的为幸免螺栓承担偏心载荷。

三.摸索与分析题

7.19螺纹具有自锁特性，但使用一段时刻后螺纹仍会自动松脱，什么

原因？

7.20采纳对顶螺母防松时，两个螺母的厚度是否要求一样？什么原

因？若不一样厚，那么应该哪一个螺母厚？

7.21在什么条件下，F£=F0+F?

7.22在紧密压力容器的紧螺栓连接中，为使螺母拧紧时更贴紧于被连

接件，是否可将金属垫片更换为橡胶垫片？什么原因？

7.23装配较制孔用螺栓连接时，为何不必将螺母拧得专门紧？

7.24对螺栓组连接进行受力分析时作了五个假讲，试结合现实中的例

子加以讲明。

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生，提出适当的要求,

让学生自理。

四.简答题

7.25常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合？

答：一般螺纹广泛应用于各种紧固连接。

管螺纹分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。前者用于低压场合，后者适

用于高温、高压或密封性要求较高的管连接。

矩形螺纹常用于传力或传导螺旋

梯形螺纹其传动效率略低于矩形螺纹，但工艺性好，牙根强度高，

螺旋副对中性好，能够调整间隙。广泛用于传力或传导螺旋

锯齿形螺纹仅能用于单向受力的传力螺旋。

7.26螺纹连接的差不多形式有哪几种？各适用于何种场合？有何特

点？

答：螺栓连接将螺栓穿过被连接件上的光孔并用螺母锁紧。这种连

接结构简单、装拆方便、应用广泛。

双头螺柱连接这种连接用于被连接件之一较厚，不宜制成通孔，而

将其制成螺纹盲孔，另一薄件制通孔。拆卸时，只需拧下螺母而不必从螺

纹孔中拧出螺柱即可将被连接件分开，可用于经常拆卸的场合。

螺钉连接这种连接不需用螺母，适用于一个被连接件较厚，不便钻

成通孔，且受力不大、不需经常拆卸的场合。

紧定螺钉连接将紧定螺钉旋入一零件的螺纹孔中，并用螺钉端部顶

住或顶入另一个零件，以固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或

转矩。

7.27连接螺纹都具有良好的自锁性，什么原因有时还需要防松装置？

试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。

答：连接中常用的单线一般螺纹和管螺纹都能满足自锁条件，在静载

荷或冲击振动不大、温度变化不大时可不能自行松脱。但在冲击、振动或

变载荷的作用下，或当温度变化较大时，螺纹连接会产生自动松脱现象。

因此，设计螺纹连接必须考虑防松咨询题。

7.28运算一般螺栓连接时，什么原因只考虑螺栓危险截面的拉伸强

度，而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度？

答：因为连接失效要紧由拴螺栓本身的强度不足而产生，一样来讲螺母

和螺纹牙的强度总是足够的。

7.29简述紧连同意拉螺栓承担什么载荷？其强度运算公式中1.3是什

么含义？

答：紧连同意拉螺栓承担拉应力。和扭转应力的复合应力。1.3的含

义是考虑了扭转应力对强度的阻碍。

7.30螺栓连接的结构设计要求螺栓组对称布置于连接接合面的形心，

理由是什么？

答：保证接合面的受力比较平均，同时也便于加工制造。

7.31简述提升螺栓连接强度的措施有哪些？

答：提升螺栓连接强度的措施有：1.改善螺纹牙间的载荷分配；

2.减小螺栓的应力变化幅；

3.减少应力集中；

4.幸免附加应力。

7.32滚动螺旋传动和滑动螺旋传动相比较，有何优缺点？

答：螺旋副中摩擦为滑动摩擦称为滑动螺旋传动。

在螺杆和螺母之间设有封闭循环的滚道，在滚道间填充钢珠，使螺旋

副的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦，提升传动效率，这种螺旋传

动称为滚动螺旋传动，又称滚珠丝杠副。

滑动螺旋的优缺点有：结构简单，便于制造，易于自锁，但其摩擦阻

力大，传动效率低，磨损大，传动精度低。

滚珠丝杠的要紧优点：（1）滚动摩擦系数小，传动效率高，其效率可

达90%以上，摩擦系数/=0.002〜0.005；（2）摩擦系数与速度的关系不

大，故起动扭矩接近运转扭矩，传动灵敏、平稳；（3）磨损小且寿命长，

可用调整装置调整间隙，传动精度与刚度均得到提升；（4）不具有自锁性,

可将直线运动变为回转运动。

滚珠丝杠的缺点：（1）结构复杂，制造困难；（2）在需要防止逆转的

机构中，要加自锁机构；（3）承载能力不如滑动螺旋传动大。

五.设计运算与分析题

7.33如题7.33图所示钢制凸缘联轴器，用均布

在直径DO=250mm圆周上的z个螺栓将两

个半联轴器紧固在一起，凸缘厚均为b=

30mmo联轴器需要传递的转矩T=106N,mm,

接合面间摩擦系数f=0.15,可靠性系数

KF=1.2o试求：

（1）若采纳6个一般螺栓连接，试运算所

需螺栓直径；

（2）若采纳与上相同公称直径的3个较制孔

螺栓连接，强度是否足够？

解：（1）采纳一般螺栓题7.33图

不滑动条件为：FQfrl+FQfr2+----+Fofrz>KsT

可得：依需二1.2xl06

-=1.07X104N

6x0.15x125

选择螺栓材料为Q235,性能等级为4.6的螺栓，由表可查得材料屈服极

限巴=24OWPa,安全系数S=1.5,故螺栓材料的许用

同=冬=—MPa=160MPa。

S1.5e

由5“=——-4L］得:_______

4x1.4xl.3xl.07xl04su

4>-------------=10.5mm

7T\a7rxi60

按细牙照标准，选用螺纹公称直径d=（螺纹小径

4=10.647mm>105mm)

(2)采纳3个M12的较制孔螺栓

查表得邑=2.5,SP=1.25o

[a]=^=—=192MPa,\T}=^=—=96MPa

FPio

LSP1.25L」s’2.5

力矩平稳方程为：T=3Fr

FT106

max=JAMPa<192MPa

**4in3独〃3x125x12^30

.maxf

T-----------=---------...............----------=23.6MPa<96MPa

7ld2/43md23x3.14xl25xl22

强度鬼够。0

7.34*某气缸的蒸汽压强p=1.5MPa,气缸内径D=200mm。气缸与

气缸盖采纳螺栓连接（题7.34图），螺栓分布圆直径D0=300mm。为保证

紧密性要求，螺栓间距不得大于80mm,试设计此气缸盖的螺栓组连接。

题7.34图受轴向载荷的螺栓组

解：兄“机械设计基础学习指南与题解”题7.9。

六.结构设计与分析题

7.35试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。

(g)凸台高度(h)被连接件两接触表面(c)两轴同心

题7.35图

解：

题7.35答案图

第8章带传动

一、判定与选择题

8.1带轮的轮槽角应小于V带横截面楔角。

正确答案：对

8.2V带传动不能用于交叉传动之中。

正确答案：对

8.3V带底面与带轮槽底面是接触的。

正确答案：错

8.4带传动的从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度的缘故是带的弹性

打滑。

正确答案：错

8.5在多级传动中，常将带传动放在低速级。

正确答案：错

8.6V带的公称尺寸为带的C长度。

A.内周B.外周C.带轮基准直径上的周线

8.7带传动中，vl为主动轮圆周速度，v2为从动轮圆周速度，v为带

速。这些速度之间存在的关系是Bo

A.vl=v2=vB.vl>v>v2C.vl<v<v2D.

vl=v2>v

8.8设计V带传动时，为防止A，应限制小带轮的最小直

径。

A.带内的弯曲应力过大B.小带轮上的包角过小

C.带的离心力过大D.带的长度过长

8.9带传动采纳张紧轮的目的是_A_。

A.减轻带的弹性滑动B.提升带的寿命

C.改变带的运动方向D.调剂带的初拉力

8.10同步带传动是依靠带齿与轮齿间的C来传递运动和动

力的。

A.摩擦力B.压紧力C.啮合力

二、填空题

8.11按传动原理带传动分为—摩擦传动―和—啮合传动o

8.12某一般V带标记为B2000GB11544—1997,则“B”表示—B

型一般V带,“2000”表示—基准是度为2000o

8.13在传动装置中，带传动一样宜安置在高速级上。

8.14V带传动在工作过程中，带内应力有拉应力，离心拉应

力弯曲应力。最大应力omax=omax=o1+oc+obl,发

生在带的紧边与小带轮的接触处。

8.15带传动的失效形式为带与带轮之间的磨损、打滑和带的疲劳破

坏等，其设计准则是在传递规定功率时不打滑，同时具有足够的疲劳强

度和一定的使用寿命。

8.16带传动的张紧轮一样放在松边的内侧且靠近大轮处。

8.17单根V带所能传递的功率P0要紧与带的型号，小

带轮直径及一带速有关。

8.18同步带传动只能采纳开口传动型式。

三、摸索与分析题

8.19平带传动中，带轮的轮面常制成凸弧面，这是什么原因？

8.20为了提升传动能力，不是将带轮工作面加工粗糙些，增加摩擦系

数，而是降低加工表面的粗糙度，什么原因？

8.21带速越高，带的离心力越大，不利于传动。但在多级传动中，常

将带传动放在高速级，这是什么原因？

8.22技术革新中采纳一现有V带传动，在试运转中发觉从动轮丢转

太多，有时甚至处于时转时停的不稳固状态，试分析其缘故，提出解决方

法。

8.23在单根一般V带的差不多额定功率表中，单根带的额定功率P0

值随小带轮转速增大而有所变化，什么原因？

8.24在多根V带传动中，当一根带疲劳断裂时，应如何更换？什么

原因？

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生，提出适当的要求,

让学生自理。

四、简答题

8.25什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间有何关系？

答：初拉力F0

当传动带传动时，由于带和带轮接触面间摩擦力的作用，带两边的拉

力不再相等。绕入主动轮的一边被拉紧，拉力由F0增大到F1,称为紧边;

绕入从动轮的一边被放松，拉力由F0减少为F2,称为松边。

F0=1(F1+F2)

带两边的拉力之差F称为带传动的有效拉力。

F=Fl-F2

8.26小带轮包角对带传动有何阻碍？什么原因只给出小带轮包角a1

的公式？

答：带与带轮的接触弧面上产生摩擦力，包角大，产生摩擦力也大,。

由于大带轮的包角a2大于小带轮的包角a1,则打滑第一在小带轮上发生,

因此只需考虑小带轮的包角a1,在计标公式中只需给出小带轮包角alo

8.27带传动的弹性滑动和打滑是如何样产生的？它们对传动有何阻

碍？是否能够幸免？

答：在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一

极限值。当传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力总和的极限值时，

带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。

由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。

弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑

动，是能够幸免的。而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就

必定会发生弹性滑动，因此，弹性滑动是不可幸免的。

8.28在设计带传动时，什么原因要限制小带轮最小基准直径和带的最

小、最大速度？

答：带轮直径小可使传动结构紧凑，但弯曲应力大,会使带的寿命降低，

设计时应取小带轮的基准直径大于或等于带轮最小基准直径。

带速太高，会使离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动容易打

滑，且单位时刻内带绕过带轮次数增多，降低传动带的工作寿命。若带速

太低，当传动功率一定时，使传递的园周力增大，带的根数增多，应使带速

在5s25m/s范畴内。

8.29带传动的整体打滑第一发生在哪个带轮上?什么原因？

答：带传动的整体打滑第一发生在小带轮上，这是因为大带轮的包角a

2大于小带轮的包角a1,小带轮产生摩擦力小。

8.30试分析带传动中心距a,预紧力F0及带的根数z的大小对带传

动的工作能力的阻碍。

答：带传动的中心距a过小，会减小小带轮的包角，使得带能传递的功

率下降。中心距a过小，在同样的使用寿命条件下，单根带所能传递的功率

下降。中心距a小的优点是带传动的结构尺寸紧凑。中心距过大优缺点则相

反，同时中心距a过大时使得带传动的松边抖动过大，传动不平稳。

初拉力1过小，则带的传动能力过小，其能力没有充分利用。初拉力

大，则带的传动能力大，然而，初拉力过大会使带的寿命明显下降。

带的根数过少，可能是由于将带的型号选得过大而造成的，如此将使

得带传动的结构尺寸偏大。带的根数过多，将会造成带轮过宽，而且各根

带的受力不平均，每根带的能力得不到充分利用。

8.31试给出带的应力分布图，注明各种应力名称及最大合成应力的位

置。

答：0和“分别为紧边和松边拉应力，?为离心拉应力，a”和'分别

为小带轮和大带轮处的弯曲应力。

最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为

题8.31答案图

8.32在相同条件下，什么原因V带比平带的传动能力大？

答：V带的截面形状为梯形，两侧面为其工作面。传动时，V带与带

轮两侧面接触，在同样压紧力的作用下，V带的摩擦力比平带大，传递功

率也较大。

8.33提升带传动工作能力的措施要紧有哪些？

答：提升带传动工作能力的措施：

1）适当地增大带轮直径（或提升带速）；

2）适当地增加带长；

3）适当增加带的根数（一样小于10根）；

4）增大包角。

8.34带传动什么原因必须张紧？常用的张紧装置有哪些？

答：带传动工作一段时刻后就会由于塑性变形而放松，使初拉力减小，

传动能力下降，这时必须重新张紧。常用的张紧方式可分为调整中心距方

式与张紧轮方式两类。

8.35同步带传动的工作原理是什么？它有何专门的优点？

答：工作时，带内环表面上的凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合而进行传

动。带的强力层承载后变形小，其周节保持不变，故带与带轮间没有相对滑动,

保证了同步传动。

同步带要紧用有于要求传动比准确的中、小功率传动中，如运算机、录

音机、磨床和纺织机械等。

五、设计运算与分析题

8.36*设计搅拌机的一般V带传动。已知电动机的额定功率为4kw,

转速nl=1440r/min,要求从动轮转速n2=575r/min,工作情形系数kA=l.l。

解：兄“机械设计基础学习指南与题解”题8.15。

8.37*试设计某车床上电动机和床头箱间的一般V带传动。已知电动

机的功率P=4kw,转速nl=1440r/min,从动轴的转速n2=680r/min,两班制

工作，按照机床结构，要求两带轮的中心距在950mm左右。

解：兄“机械设计基础学习指南与题解”题8.17。

六、结构设计与分析题

8.38图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。

(a)平带传动(b)V带传动

题8.38图

答：(a)平带传动张紧轮宜装于松边外侧靠近小轮，要紧用以增大平

带传动包角。

(b)V带传动张紧轮不宜装在紧边，应装于松边内侧，使带只受单向

弯曲，且靠近大轮，防止小带轮包角减小。

8.39图中所示为H型一般V带轮的轮槽结构，试填写有关结构尺寸、

尺寸公差及表面粗糙度值。

题8.39图

答：见题8.39答案图所示。

题8.39答案图

第9章链传动

一.判定与选择题

9.1链传动的中心距一样设计成可调剂的。

正确答案：对

9.2水平安装的链传动中，紧边宜放在上面。

正确答案：对

9.3链传动的平均传动比是常数，而瞬时转动比是变化的。

正确答案：对

9.4链传动的轴线必须Ao

A.平行B.相交成一定角度C.成直角交叉

9.5链传动作用在轴上的力比带传动小，其要紧缘故是B

O

A.链条的离心力B.啮合时无需专

门大的初拉力

C.在传递相同功率时，圆周力小

9.6链条的磨损要紧发生在C接触面上。

A.套筒与销轴B.内、外链板C.内链板

9.7链传动中合理的链条长—Boo

A.应等于奇数倍链节距B.应等于偶数倍链节距

C.能够为任意值D.按链轮齿数来决定

二.填充题

9.8在设计链传动时，为了幸免使用过渡链节，链节数应取为偶

数。

9.9链传动的要紧失效形式有链板疲劳破坏，滚子和套筒的冲击疲

劳破坏，链条较链磨损，链条装链的胶合，静力拉断。

9.10在链传动、齿轮传动和带传动组成的多级传动，链传动宜布置在一

—低速级。

9.11链传动中，限定链传动承载能力的要紧因素是链板疲劳破坏

O

9.12链传动的润滑方式是按照链速和链节距

的大小来选定。

9.13采纳张紧轮张紧链条时，一样张紧轮应当设在松

边。

三.摸索与分析题

9.14当传递功率较大时，可用单排大节距链条，也可用多排小节距链

条，这两者各有何特点？各适用于什么场合？

9.15链传动中，节距p增大则传动能力也增大，因此在设计中应尽量

取较大的p值，这种讲法对吗？什么原因？

9.16两链轮布置在同一垂直平面内时，应采取哪些措施才能保证传动

正常工作？

9.17在题9.17图中，什么原因图示的小轮旋转方向较合理?

(a)(b)(c)

题9.17图链传动的张紧

答：以上各题不作解答，老白币可按照不同对象的学生，提出适当的要求,

让学生自理。

四.简答题

9.18链传动和带传动相比有哪些优缺点？

答：与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持平均

传动比准确；链传动不需专门大的初拉力，故对轴的压力小；它能够像带

传动那样实现中心距较大的传动，而比齿轮传动轻便得多，但不能保持恒

定的瞬时传动比；传动中有一定的动载荷和冲击，传动平稳性差；工作时

有噪声，适用于低速传动。

9.19阻碍链传动不平均性的要紧参数是什么？什么原因？

答：阻碍链传动不平均性的要紧参数是链节距p、链轮齿数z和链轮的

转速nl。

由匕=K/COSq，匕=H[0]Sin尸可知，当链节距P增大，链轮齿数z减

少，链轮的转速nl增大时链传动“多边形效应”越明显，从而造成链传动

的运动越不平均。

9.20链传动的合理布置有哪些要求？

答：一样两轴线应平行布置，中心线处于水平位置。两链轮共面。应使

链条紧边在上面，松边在下面。若中心线倾斜布置，其与水平面的夹角应小

于45°,幸免中心线垂直布置。

9.21链传动的设计准则是什么？

答：关于一样链速u>0.