机械设计基础作业集题解详细版

普通高等教育“十一五"国家级规划教材

机械设计根基

作业集题解

陈立德、姜小菁主编

高等教育出版社

前言

本“机械设计根基作业集题解"是"机械设计根基作业集"的配套辅助教学资料，其编

写的目的为：对学生而言、可自我检查学习掌握程度；

对教师而言，在批改时可有一个统一标准，便于检查。

现必须说明两臾：

1.有些作业题难以过立标准答案，故不一定为唯一答案：

2.由于思考与分析题设立的目的为深化教学内容等，故对一般水平的学生可不按

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，恳请广阔读者批评指正。

编者

2012.2

目录

触］判断与选择题6

填充题G

分析与思考题1三.思考与分析题6

第1章机械设计概述1四.简答题6

五.设计计算与分析题7

一.判断与选择题1

二.填充题1第6章间歇运动机构7

三.思考与分析题1一、判断与选择题7

第2章摩擦、磨损及润滑概述1二、填空题7

一、判断与选择题1第7章螺纹连接与螺旋传动8

二、填充题2判断与选择题8

三、思考与分析题

2二.填充题8

四、简答题2三.思考与分析题8

第3章平面机构的构造分析2四.简答题9

五.设计计算与分析题10

一.判断与选择题2

六.构造设计与分析题11

—.填充题3

三.思考与分析题3第8章带传动

四.筒答题3一、判断与选择题

五.设计计算与分析题

3二、填空题12

第4章平面连杆机构3三、思考与分析题12

四、简答题12

一、判断与选择题4

五、设计计算与分析题14

二、填充题4

三、思考与分析题4第9章链传动

四、简答题4一.判断与选择题15

五、设计计算与分析题5—.填充题15

第5章凸轮机构6三.思考与分析题15

四.简答题16二、填充题36

五.设计计算与分析题16思考与分析题36

四、简答题37

第10章齿轮传动17

五、设计计算与分析题37

一、判断与选择题17

第17章机械的平衡与调速

二、填充题18

三、思考与分析题20一.判断与选择题37

四、简答题20—.填充题38

五、设计计算与分析题23三.思考与分析题38

六、构造设计与分析题24四.简答题38

五.设计计算与分析题38

第11章蜗杆传动25

第18章机械设计CAD简介39

一.判断与选择题25

二,填充题25分析与思考题39

三.思考与分析题25

机械设计根基自测试题〔I〕39

四.简答题26

五.设计计算与分析题26一、填充题（20%,各题占2%〕39

二、计算题（18%）39

第12章齿轮系27

三、问答题（52%）40

一、判断与选择题28四、构造分析题（10%）40

二、填充题28

机械设计根基自测试题（II）

三、思考与分析题28

四、简答题28

五、设计计算与分析题28一、填充题（20%,各题占2%〕41

二、计算题（35%）41

第13章机械传动设计29

三、问答题〔35%〕42

分析与思考题29四、构造分析题（10%]42

第14章轴和轴毂连接30机械设计根基自测试题（IID42

一、判断与选择题30一、填充题（20%,各题占2%〕42

二、填充题30二、计算题（35%）43

三、思考与分析题30三、问答题（35%）43

四、简答题30四、构造分析题〔10%〕44

五、设计计算与分析题31

六、构造设计与分析题31

第15章轴承32

一・判断与选择题32

二.填充题32

三.思考与分析题33

四.简答题33

五.设计计算与分析题34

六.构造设计与分析题35

第16章其他常用零、部件36

一、判断与选择题36

绪论

分析与思考题

0.1机器的特征有哪三个

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”机械设计根基〃课程研究的内容是什么

答：以上各题不作解答:老肺可根据不同对象的学生.提出适当的要求,让学生自理。

第1章机械设计概述

一.判断与选择题

1.1机械设计一定要开发创造新机械。

正确答案：错

1.2强度是零件应满足的基本要求。

正确答案：对

1.3机械设计中的标准化、系列化、通用化的目的主要是为了提高经济效益和保证产

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的齿面接触应力按也变化。

A.对称循环B.脉动循环

C.循环特性Y=-0.5的循环D.循环特性丫=+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处表强度。

1.6机械设计的基本要求是：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.思考与分析题

1.8机械设计过程通常分为哪几个阶段各阶段的主要内容是什么

1.9常见的失效形式有哪几种

1.10什么叫工作能力计算准则是若何得出的

答：以上各题不作解答,老肺可根据不同对象的学生.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、判断与选择题

2.1应严格制止出现边界摩擦。

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，液体的流动性就愈差。

正确答案：对

2.4在低速、重载、高温、间隙大的情况下应选用粘•度较区的润滑油。

A.大B.小

2.5里密封分为接触式、非接触式两种。

A.静B.动

2.6—2是指润滑脂的稠度。

A.锥入度B.滴点

2.7齿轮齿面的点蚀现象属于C。

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运动物体的接触外表间的摩擦状态有王屋援、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、外表疲劳磨损及腐蚀磨损等四种基本类型。

2.10提高耐磨性的主要工艺措施有提高外表逊，降低外表粗糙度和改善润滑条件。

2.11机器发生磨损失效是处于剧烈磨损阶段。

三、思考与分析题

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夏天发现液压系统中的油变稀了，有人将润滑脂参加，调匀后使油变稠，这样做法

行吗

2.13自行车中哪些部位要进展润滑应采用哪一类润滑剂为什么

答：以上各题不作解答,老肺可根据不同对象的学生.提出适当的要求,让学生自理。

四、简答题

2.14磨损过程分几个阶段各阶段的特点是什么

答：在机械的正常运转中，磨损过程大致可分为以下三个阶段。

I.跑合（磨合）磨损阶段

在这一阶段中，磨损速度由快变慢，而后逐渐减小到一稳定值。跑合磨损到

一定程度后，尖峰逐渐被磨平，磨损速度即逐渐减慢。

2.稳定磨损阶段

在这一阶段中磨损缓慢、磨损率稳定，零件以平稳而缓慢的磨损速度进入零

件正常工作阶段。

3.剧烈磨损阶段

此阶段的特征是磨损速度及磨损率都急剧增大。当工作外表的总磨损量超过

机械正常运转要求的某一允许值后，摩擦副的间隙增大，零件的磨损加剧，精度

下降，润滑状杰恶化，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，经常出现的为混合摩擦，其特点是什么

答：在实践中有很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，并且在摩擦外表上形成润滑油膜，但局部油膜

破裂，局部金属直接接触。

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章平面机构的构造分析

判断与选择题

3.1一个作平面运匈的构件具有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一样的。

正确答案：对

3.4车轮在轨道上转动，车轮与轨道之间构成C。

A.转动副B.移动副C.高副

3.5平面机构中，假设引入一个移动副，将带人2个约束，保存了L个自由度。

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

3.6具有确定运动的机构，其原动件数目应殳自由度数目。

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山度数等于主动件数。

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，保存了」

仝自由度。

三.思考与分析题

3.9既然虚约束对构造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，老部可根据不同对象的学生，提出适当的要求,让学生自理。

四.简答题

3.10运动副与运动遂有何区别运动链与机构有何区别

答：使两个构件直接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ui=0.02m/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

3.12机构运动简图有何用处它能表示出原机构的那些

方面的特征

答：用简单线条和符号画出图形来进展方案讨论和运动、

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

真实外形和具体构造。

3.13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，1个移动副。

题3.13图

五.设计计算与分析题

3.14试计算题3.14图所示的机构（椭圆规）的自由度。AB=BC=CD

答：〃=3,PL=4,PH=0

F=3H-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：见”机械设计根基学习指南与题解〃题3.7。

第4章平面连杆机构

一、判断与选择题

4.1利用速度影像的原理就能很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都是不利的.

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校链四杆机构是按上的不同形式分为三种基本型式的。

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

区机构。

A.双摇杆B,双曲柄C.曲柄摇杆

4.7四杆机构处于死点时，其传动角为旦。

A.介于0。~90。之间B.0°C.90。

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D.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平面四杆机构的基本型式是面链四杆机构,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艮度,形状

或选择不同构件作为机架等方法所得到的钱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曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为从动件,曲柄为主动件。

三、思考与分析题

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若何传递和

实现运动的

4.18观察卡车车厢自动翻转卸料，它属于哪种机构

4.19观察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，老如可根据不同对象的学生，提出适当的要求,让学生自理。

四、简答题

4.20为什么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/M/sinO其值始终大于摩擦系数小故楔形面

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况下会自锁

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

wo,其中『0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，构件作减速移助，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为什么

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。

根据受力分析可得出：

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钱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跤链四杆机构的最小传动角八m发生在什么位置

答：在曲柄与机架共线的两位置处出现最小传动角。比较这两位置•的传动角，即可求

出最小传动角。对于曲柄滑块机构，当原动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与

机架垂直的位置，

4.25在曲柄摇杆机构中，若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，一般是若何来抑制死点，使构件连续运动的举例说明。

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、设计计算与分析题

4.27如题4.27图所示，四杆机构各构件长度为衍240/必，b=600丽cF40Cmm,

d=500mm,试问

1)当取为机架时，是否有曲柄存在

2)假设各构彳匕长度不变，能否以选择不同构件为机架的方法获得双曲柄机构或

双摇杆机构若何获得

题4.27图

解：1.根据杆长之和条件,假设取AD为机架而存在曲柄应有

a+bWc+d

又。+人=240+600=840c+d=400+5()0=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,所以假设取最短杆AB为机架,得双曲

柄机构;取CD为机架,得双摇杆机构。

4.28如上图所示的校链四杆机构中，各杆的长度为a=28w,b=52加m,c=50m勿,d=72〃”〃，

试作图求解：

1)当取4〃杆为机架时，该机构的极位夹角所杆切的最大摆角夕。

2)当取杆力4为机架时，将演化成何种类型的机构为什么？

解：1.取/ZL=0.002m/mnini,作题4.28答案图。

题4.28答案图

AD==36mm,取作A、B两点。

以AB=IAB/LIL=14mm为半径，A为园心作园&

以CD=S/〃L=25mm为半径，D为园心作园。

当摇杆处于两个极限位置时：

ACi=BC-AB=//?c/^L-AB=26-14=12min

AC2=BC+AB，BC/=26+14=40mm

在图上求画出G、C2点，由图可知：

0=ZCIAC2=14°,gg=27。

2.因AB为最短，且加十（WW/BC+/CD,符合杆之和条件。所以，当AB取为机架

时，；将演化为双曲柄机构。

第5章凸轮机构

判断与选择题

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尖顶从动件的四轮，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，不管从动件是什么形式的运动，都会出现自锁。

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、

余弦加速度运可、正弦加速度运动等四种。

5.6在凸轮机构中，从动件采用等速运动运动规律产生刚性冲击;采用

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桌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口削加工和数控加工两种＜■

三.思考与分析题

5.9设计凸轮机构时，如果设计时得出的应采取什么方法来解决这个

问题

5.10假设凸轮机构的滚子损坏，能否任选另一滚子来代替为什么

答：以上各题不作解答，老肺可根据不同对象的学生，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若何度量

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，假设发现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若何应用

答：把原来转动着的凸轮看成是静止不动的，而

把原来静止不动的导路及原来往复移动的从动

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，所以加上反转角速度后从动件尖顶的运

动轨就是凸轮轮廓曲线.

题5.13图

五.设计计算与分析题

*

5.14用作图法求出以下各凸轮从图示位置(题5.14图)转过45°后机构的压力用

(在图上标出来

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

题5.14图

解：兄”机械设计根基学习指南与题解"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，半径后40mm,凸轮

转动方向如以以下列图，K=25mm,滚子半径

n=10mm,试问：

1)凸轮的理论轮廓线为何种曲线

2)凸轮的基圆半径

3)从动件的升距h。

4)推程中的最大压力角。。

解：

(1)凸轮的理论轮廓线为一圆。

(2)ro=R-loA+rr=40-25+10=25mm

(3)从动件的升程h

h=R+l0A+r厂ro=40+25+10-25=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。为最大值。题5.15图

第6章间歇运动机构

一、判断与选择题

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目。

A.分度B.定位C.换向

6.4槽轮机构运动件的锁止圆弧是虫锁止弧。

A.凸形B.凹形

6.5间歇运动机构及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，可以利用改变曲柄旦度的方法来实现。

6.7棘轮机构的主动化作往复运动，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不完全齿轮机构的基本构造型式为外啮合与内啮合两种。

第7章螺纹连接与螺旋传动

判断与选择题

7.1多线螺纹没有自锁性能。

正确答案：对

7.2连接螺纹大多采用多线的梯形螺纹。

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螺栓的标准尺可为中径。

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螺纹连接防松的基本问题在于推

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，虽然每个螺栓的受力不一定相等，但各个螺栓仍采用一样的

材料、直径和长度，这主要是为了»

A.受力均匀B.外观美观C.购置方便D.便于加工和装配

7.9螺栓连接的强度主要取决于£的强度。

A.螺母B.垫片C.螺栓

7.10预紧力为后的单个紧螺栓连接，受到轴向工作载荷尸作用后，螺栓受到的总拉

力代C代+F

A.大于B.小于C.等于

7.11在校制孔用螺栓连接中，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当校制孔用螺栓连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓A。

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普通螺纹的公称直径指的是螺纹的大辿，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹

的中径,计算螺纹不安全截面时使用的是螺纹的小

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螺栓连接的计算主要是螺纹虫径，然后按标准选定螺纹的乩径。

7.16当承受横向载荷时，如采用铉制孔用螺栓连接,其螺栓杆上承受剪切和挤压载

荷。

7.17在螺纹连接中，相对刚度6=0,说明垫片为金属垫片或无垫片,其螺栓中总拉

力为_____F亡F+F；____o

7.18采用凸台或沉头座，其目的为防止螺栓承受偏心载荷。

三.思考与分析题

7.19螺纹具有自锁特性，但使用一段时间后螺纹仍会自动松脱，为什么

7.20采用对顶螺母为松时，两个螺母的厚度是否要求一样为什么假设不一样厚，那么

应该哪一个螺母厚

7.21在什么条件下，&=R+F

7.22在严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为什么

7.23装配被制孔用螺栓连接时，为何不必将螺母拧得很紧

7.24对螺栓组连接进展受力分析时作了五个假说，试结合现实中的例子加以说明。

答：以上各题不作解答，老肺可根据不同对象的学生，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：普通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，可以调整间隙。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螺纹连接的基本形式有哪几种各适用于何那场合有何特点

答：螺栓连接将螺栓穿过被连接件上的光孔并用螺母锁紧。这种连接构造简单、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坟孔中，井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，为什么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：连接中常用的单线普通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、温度变化不大时不会自行松脱。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问

题。

7.28计算普通螺栓连接时，为什么只考虑螺栓不安全截面的拉伸强度，而不考虑螺栓

头、螺母和螺纹牙的强度

答：因为连接失效主要由於螺栓本身的强度缺乏而产生,一般来说螺母和螺纹牙的强

度总是足够的。

7.29简述紧连承受拉螺栓承受什么载荷其强度计算公式中1.3是什么含义

答：紧连承受拉螺企承受拉应力。和扭转应力的更合应力。1.3的含义是考虑了扭转

应力对强度的影响。

7.30螺栓连接的构造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均匀，同时也便于加工制造。

7.31简述提高螺栓连接强度的措施有哪些

答：提高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.防止附加应力。

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，提高传动效率，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：构造简单，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。

滚珠丝杠的主要优点：（1）滚动摩擦系数小，传动效率高，其效率可达9酰以

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）磨损小一旦寿命长，可用调整装置调整间隙，传动

精度与刚度均得到提高；（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）构造复杂，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.设计计算与分析题

7.33如题7.33图所示钢制凸缘联轴器，用均布

在直径4=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6=

30mmo联轴器需要传递的转矩T=10hN•nun,

接合面间摩擦系数f=0.15,可靠性系数

K\=1.2«试求：

（1）假设采月6个普通螺栓连接，试计算所

需螺栓直径；

（2）假设采月与上一样公称直径的3个较制孔

螺栓连接，弓虽度是否足够

解：（1）采用普通螺栓题7.33图

不滑动条步为：入人+乙尢+••••+马尢NKQ

KT1.2x10、

可得:F。"=1.07x104"

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

as=24OMPa,安全系数S=1.5,故螺栓材料的许用

MPa=i6()MPao

1

由外苗4同得:

71/4

按细牙螺纹标准，选用螺纹公称直径d=\2mni（螺纹小径

4=10.647nvn>10.5〃%)

(2)采用3个M12的校制孔螺栓

查表得=2.5,S,=1.25。

[crF]=—==\92MPa,[r]=—==96MPao

1FJSp1.25LJS，2.5

力矩平衡方程为：T=3Fr

强度足够。

7.34*某气缸的蒸汽压强2=1.5MPa,气缸内径g2()0mm。气缸与气缸盖采用蟒栓连

接[题7.34图)，螺栓分布圆直径4=300mm。为保证严密性要求，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：见”机械设计根基学习指南与题解"题7.9。

六.构造设计与分析题

7.35试指出以以以下列图中的错误构造，并画出王确的构造图。

(g)凸台高度(h)被连接件两接触外表(c)两轴同心度

题7.35图

解：

题7.35答案图

第8章带传动

一、判断与选择题

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带传动不能用于穿插传动之中。

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原因是带的弹性打滑。

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£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，的为主动轮圆周速度，吸为从动轮圆周速度，『为带速。这些速度之间

存在的关系是Bo

A.v\=V2=vB.->v>上C.H〈火预D.vi=v>>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带传动采用张紧轮的目的是_A_。

A.减轻带的弹性滑动B.提高带的寿命

C.改变带的运动方向D.调节带的初拉力

8.10同步带传动是依靠带齿与轮齿间的£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一摩擦传动_和_啡合传动—o

8.12某普通V带标记为B2某。GB11544—1997,则“B"表示—B型普通V带____,

“2000”表示.基淮晨度为2000一。

8.13在传动装置中，带传动一般宜安置在高速级上。

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。

仙尸。^:。|+。0+。”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带传动的张紧轮一般放在松边的内侧且靠近大轮处。

8.17单根V带所能传递的功率右主要与带的型号,小带轮直径及带速有关。

8.18同步带传动只能采用开口传动型式。

三、思考与分析题

8.19平带传动中，带轮的轮面常制成凸弧面，这是为什么

8.20为了提高传动能力，不是将带轮工作面加工粗糙些，增加摩擦系数，而是降低加

工外表的粗糙度，为什么

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，这是为什么

8.22技术革新中采用一现有V带传动，在试运转中发现从动轮丢转太多，有时甚至处

于时转时停的不稳定状态，试分析其原因，提出解决方法。

8.23在单根普通V带的基本额定功率表中，单根带的额定功率外值随小带轮转速增

大而有所变化，为什么

8.24在多根V带传沟中，当一根带疲劳断裂时，应若何更换为什么

答：以上各题不作解答，老制i可根据不同对象的学生，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：初拉力用

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，拉力由先增大到称为紧边：绕入从动轮的一边被

放松，拉力由用减少为公，称为松边。

FQ=—(F\+/^)

2

带两边的拉力之差/称为带传动的有效拉力。

F=F\-Fi

8.26小带轮包角对带传动有何影响为什么只给出小带轮包角明的公式

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。2大于小带轮的包角则打滑首先在小带轮上发生，所以只需考虑小带

轮的包角明,在计祢公式中只需给出小带轮包角"。

8.27带传动的弹性滑动和打滑是若何产生的它们对传动有何影响是否可以防止

答：在一定的初拉力用作用下，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“J以防

止的。而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，

所以，弹性滑动是不可防止的。

8.28在设计带传动时，为什么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构造紧凑，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

位时间内带绕过带轮次数增多，降低传动带的工作寿命。假设带速太低，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范围内。

8.29带传动的整体打滑首先发生在哪个带轮上?为什么？

答：带传动的整体打滑首先发生在小带轮上，这是因为大带轮的包角。2大于小带轮

的包角5,小带轮产生摩擦力小。

8.30试分析带传动中心距a,预紧力F。及带的根数z的大小对•带传动的工作能力的影响。

答：带传动的中心距。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

。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。小的优点

是带传动的构造尺寸紧凑。中心距过大优缺点则相反，同时中心距。过大时使得带传

动的松边抖动过大，传动不平稳。

初拉力外过小，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，但是，初拉力过大会使带的寿命显著下降。

带的根数过少，可能是由于将带的型号选得过大而造成的，这样将使得带传动的构

造尺寸偏大。带的根数过多，将会造成带轮过宽，而且各根带的受力不均匀，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：力和％分别为紧边和松边拉应力，％为离心拉应力，巧,1和＜7以分别为小带轮

和大带轮处的弯曲应力。

最大应力发生在带的紧边开场绕上小带轮处，其值为5nax=5+。川+5。

题8.31答案图

8.32在一样条件下，为什么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提高带传开工作能力的措施主要有哪些

答：提高带传开工作能力的措施：

1）适当地增大带轮直径（或提高带速）；

2）适当地增加带长；

3）适当增加带的根数（一般小于10根）；

4）增大包角。

8.34带传动为什么必须张紧常用的张紧装置有哪些

答：带传开工作一段时间后就会由于塑性变形而松弛，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T.作原理是什么它有何独特的优点

答：工作时，带内界外表上的凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合而进展传动。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。

同步带主要用有于要求传动比准确的中、小功率传动中，如计算机、录音机、磨

床和纺织机械等。

五、设计计算与分析题

8.36"设计搅拌机的普通V带传动。电动机的额定功率为软卬，转速〃尸1440MMn,要求

从动轮转速〃2=575r/min,T作情况系数1.1。

解：见''机械设计根基学习指南与题解"题8.15。

8.37♦试设计某车床上电动机和床头箱间的普通V带传动。电动机的功率P=4kw,转速

〃i=1440/7〃”〃，从动轴的转速〃2=680”加〃，两班制工作，根据机床构造，要求两带轮

的中心距在950〃"刀左右。

解：见”机械设计根基学习指南与题解〃题8.17。

六、构造设计与分析题

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，主要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型普通V带轮的轮槽构造，试填写有关构造尺寸、尺寸公差及外表

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.判断与选择题

9.1链传动的中心距一般设计成可调节的。

正确答案：对

9.2水安全装的链传动中，紧边直放在上面。

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A。

A.平行B.相交成一定角度C.成直角穿插

9.5链传动作用在轴上的力比带传动小，其主要原因是日。

A.链条的离心力B.啮合时无需很大的初拉力

C.在传递一样功率时，圆周力小

9.6链条的磨损主要发生在L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一Boo

A.应等于奇数倍链节距B.应等于偶数倍链节距

C.可以为任意值D