第一篇：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)習(xí)題含答案概要

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程》習(xí)題

第1章 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)概論

1-1 試舉例說明機(jī)器、機(jī)構(gòu)和機(jī)械有何不同？ 1-2 試舉例說明何謂零件、部件及標(biāo)準(zhǔn)件？

1-3 機(jī)械設(shè)計過程通常分為幾個階段？各階段的主要內(nèi)容是什么？ 1-4 常見的零件失效形式有哪些？

1-5 什么是疲勞點蝕？影響疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？ 1-6 什么是磨損？分為哪些類型？

1-7 什么是零件的工作能力？零件的計算準(zhǔn)則是如何得出的？ 1-8 選擇零件材料時，應(yīng)考慮那些原則？

1-9 指出下列材料牌號的含義及主要用途： Q275、40Mn、40Cr、45、ZG310－570、QT600－3。

第2章 現(xiàn)代設(shè)計方法簡介

2-1 簡述三維CAD系統(tǒng)的特點。

2-2 試寫出優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的一般表達(dá)式并說明其含義。2-3 簡述求解優(yōu)化問題的數(shù)值迭代法的基本思想。2-4 優(yōu)化設(shè)計的一般過程是什么？ 2-5 機(jī)械設(shè)計中常用的優(yōu)化方法有哪些？ 2-6 常規(guī)設(shè)計方法與可靠性設(shè)計方法有何不同？ 2-7 常用的可靠性尺度有那些？ 2-8 簡述有限元法的基本原理。2-9 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的特點是什么？

2-10 簡述機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計與常規(guī)設(shè)計的關(guān)系。

第3章平面機(jī)構(gòu)的組成和運動簡圖

3-1 舉實例說明零件與構(gòu)件之間的區(qū)別和聯(lián)系。3-2 平面機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件是什么? 3-3 運動副分為哪幾類？它在機(jī)構(gòu)中起何作用？ 3-4 計算自由度時需注意那些事項？

3-5 機(jī)構(gòu)運動簡圖有何用途？怎樣繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖？ 3-6 繪制圖示提升式水泵機(jī)構(gòu)的運動簡圖，并計算機(jī)構(gòu)的自由度。

3-7 試?yán)L制圖示縫紉機(jī)引線機(jī)構(gòu)的運動簡圖，并計算機(jī)構(gòu)的自由度。

3-8 試?yán)L制圖示沖床刀架機(jī)構(gòu)的運動簡圖，并計算機(jī)構(gòu)的自由度。

3-9 試判斷圖a、b、c所示各構(gòu)件系統(tǒng)是否為機(jī)構(gòu)。若是，1 判定它們的運動是否確定（圖中標(biāo)有箭頭的構(gòu)件為原動件）。

3-10 計算圖a、b、c、d、e、f所示各機(jī)構(gòu)的自由度，如有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、或虛約束請指出。并判定它們的運動是否確定（圖中標(biāo)有箭頭的構(gòu)件為原動件）。

第4章平面連桿機(jī)構(gòu)

4-1 四桿機(jī)構(gòu)的急回特性是何含義？什么條件下機(jī)構(gòu)才具有急回特性？ 4-2 什么是四桿機(jī)構(gòu)的死點？試舉出幾個利用和克服死點的實例。4-3 試述壓力角的概念，并分析它對機(jī)構(gòu)的工作性能有什么影響？ 4-4 舉例說明鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種演化方法。

4-5 如圖所示，已知AD =250 mm；BC =265 mm；CD =110 mm；AB = 60 mm，且是主動件。試確定： ⑴ 該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型；

⑵ 該機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K。

4-6 分析圖示偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有曲柄的條件。當(dāng)取滑塊為主動件時，試確定機(jī)構(gòu)的死點位置。

4-7 如圖所示，已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿長度，試問： ⑴ 是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的哪種基本機(jī)構(gòu)；

⑵ 若AB是原動件，在圖中畫出此機(jī)構(gòu)最小傳動角出現(xiàn)的位置；

⑶ 若以AB為原動件，該機(jī)構(gòu)有無急回特性，為什么？

4-8 試設(shè)計一腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。如圖所示，要求踏板機(jī)構(gòu)CD在水平位置上下各擺10°，且CD的長度500 mm，AD的長度是1000 mm。試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長度？

4-9 試用圖解法設(shè)計一自動上料機(jī)所用的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖所示。要求曲柄主動時，行程速比系數(shù)K = 1.4，被推運的工件的長度l = 40 mm，初選偏距e = 20 mm，工作行程最大壓力角為α max = 45°?；瑝K的行程H應(yīng)比工件的長度略大些，以保證料斗上的工件能順利下落。

4-10 試用圖解法設(shè)計一擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，已知機(jī)架長度為50 mm，行程速比系數(shù)K = 2，求曲柄的長度。4-11 試用圖解法設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD。已知搖桿CD長度是75mm，行程速比系數(shù)K =1.5，機(jī)架AD長度為100 mm。搖桿的一個極限位置與機(jī)架間的夾角∠CDA = 45°。

4-12

已知某操縱裝置采用圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，要求兩連架桿的對應(yīng)位置為φ1=45°，ψ1=50°；φ2 =80°，ψ2 =70°；φ3= 120°，ψ3=110°。試用解析法確定各桿的長度。

第5章 凸輪機(jī)構(gòu)

5-1 凸輪機(jī)構(gòu)常用的四種從動件運動規(guī)律中，哪種運動規(guī)律有剛性沖擊？哪種運動規(guī)律有柔性沖擊？哪種運動規(guī)律沒有沖擊？

5-2 在圖示偏置直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，已知AB段為凸輪推程廓線，試在圖上標(biāo)出推程運動角δt。

5-3 已知從動件升程h = 30 mm，δ t =150o，δ s = 30o，δ h =120o，δ s′ = 60o，從動件在推程作簡諧運動，在回程作等加速等減速運動，試用作圖法或公式計算繪出其運動線圖s 2－t、v 2－t和a 2－t。

5-4 設(shè)計圖示偏置直動從動件盤形凸輪。已知凸輪以等角速度ω1順時針方向回轉(zhuǎn)，偏距e =10 mm，凸輪基圓半徑r0 = 60 mm，滾子半徑rT =10 mm，從動件的升程及運動規(guī)律與題5-2相同，試用圖解法繪出凸輪的輪廓并校核推程壓力角。

5-5 已知條件同題5-4，試用解析法通過計算機(jī)輔助設(shè)計求

凸輪理論輪廓和實際輪廓上各點的坐標(biāo)值（每隔10o計算一點），推程壓力角的最大值α max，并打印凸輪輪廓。

5-6 在圖示自動車床控制刀架移動的滾子擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知l OA = 60 mm，l AB =36 mm，r0 = 35 mm，rT = 8 mm。從動件的運動規(guī)律如下：當(dāng)凸輪以角速度ω1逆時針方向回轉(zhuǎn)150o時，從動件以簡諧運動向上擺15o；當(dāng)凸輪自150o轉(zhuǎn)到180o時，從動件停止不動；當(dāng)凸輪自180o轉(zhuǎn)到300o時，從動件以簡諧運動擺回原處；當(dāng)凸輪自300o轉(zhuǎn)到360o時，從動件又停止不動。試?yán)L制凸輪輪廓。

5-7 試設(shè)計一平底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度ω1逆時針方向回轉(zhuǎn)，凸輪的基圓半徑r 0 = 40 mm，從動件升程h =20 mm，δ t = 120o，δ s = 30o，δ h = 120o，δ s′ = 90o，從動件在推程和回程均作簡諧運動。試?yán)L出凸輪的輪廓。

5-8 用作圖法求圖示中各凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45o后機(jī)構(gòu)的壓力角α，并在圖上標(biāo)注出來。

第6章 齒輪機(jī)構(gòu)

6-1 漸開線齒輪上哪一圓的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值？哪一圓的壓力角最?。恳话闼f壓力角是指哪個圓上的壓力角，壓力角取50?會有何問題？

6-2 現(xiàn)有4個標(biāo)準(zhǔn)齒輪：m 1 = 4 mm，z 1 = 25，m 2 = 4 mm，z 2 = 50，m 3 = 3 mm，z 3 = 60； m 4 = 2.5 mm，z 4 = 40；試問: ⑴ 哪些齒輪的漸開線形狀相同？ ⑵ 哪些齒輪可以配對正確嚙合？ ⑶ 哪些齒輪可用同一把滾刀切制？

6-3 斜齒輪和錐齒輪的當(dāng)量齒輪以及當(dāng)量齒數(shù)是如何定義的，其意義何在？

6-4 漸開線變位齒輪和標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比較，哪些參數(shù)和尺寸發(fā)生了改變？哪些未發(fā)生改變？ 6-5 試述所學(xué)各種齒輪機(jī)構(gòu)的一對齒輪的正確嚙合條件。

6-6 蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動比如何計算？能否用分度圓直徑之比表示其傳動比？為什么？ 6-7 為何要引入蝸桿直徑系數(shù)q ?

6-8 有一對外嚙合正常齒標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，已知：m = 2.5 mm，a = 112.5 mm，i = 2.6。試計算這對齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑；齒頂高、齒根高、全齒高、頂隙和公法線長度和分度圓弦齒厚。

6-9 一對外嚙合的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的小齒輪丟失，現(xiàn)測得大齒輪：z 2 = 52，da2 = 135 mm，m = 2.5 mm，a = 112.5 mm。試確定這對齒輪的齒制以及小齒輪的齒數(shù)和齒頂圓直徑，以便配制。

6-10 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)中的一對齒輪，已知模數(shù)m n = 2 mm，α = 20?，z 1 = 20，z 2 = 40，若安裝中心距a = 61 mm，試問

⑴ 這對齒輪是否屬于標(biāo)準(zhǔn)安裝？

⑵ 此時，節(jié)圓半徑與分度圓半徑、嚙合角與壓力角是否相等？

6-11 用齒條插刀切制一直齒圓柱齒輪。已知被加工齒輪輪坯的角速度 ω1 = 5 rad/s，刀具的移動速度為0.375 m/s，刀具的模數(shù)m = 10 mm，壓力角α = 20?，試問：

⑴ 被加工齒輪的齒數(shù)z 1 = ? ⑵ 如果齒條的中線距離齒輪坯中心為77 mm，則被加工齒輪的分度圓齒厚是多大？ 6-12 一對正常齒制的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪z 1 = 33，z 2 = 66，m = 5 mm。試問： ⑴ 若標(biāo)準(zhǔn)中心距a = 250 mm，試求螺旋角β、分度圓直徑d和齒頂圓直徑d a； ⑵ 若不改變模數(shù)和齒數(shù)，能否將這對齒輪裝在中心距為255 mm的兩平行軸上。

6-13 已知一對正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪a = 250 mm，z 1 = 23，z 2 = 98，m n = 4 mm，試計算 6 其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、當(dāng)量齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。

6-14 已知一對正常齒制等頂隙收縮的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪，軸交角Σ = 90?，z 1 = 17，z 2 = 43，m = 3 mm，試求兩輪的分度圓錐角、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、錐頂距、齒頂角、齒根角、頂錐角、根錐角和當(dāng)量齒數(shù)。

6-15 已知蝸桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)如下：蝸桿頭數(shù)z 1 =2，蝸桿直徑系數(shù)q =8，蝸輪齒數(shù)z 2 = 46，模數(shù)m =8 mm。試計算該蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動比i、中心距a及蝸桿和蝸輪的主要尺寸。

第7章 間歇運動機(jī)構(gòu)

7-1 試比較棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)及凸輪間歇運動機(jī)構(gòu)的特點和用途。

7-2 槽輪機(jī)構(gòu)的運動特性系數(shù)τ = 0.4表示什么意義? 為什么運動特性系數(shù)必須大于零而小于1? 五個槽的單銷槽輪機(jī)構(gòu)的運動特性系數(shù)τ等于多少? 7-3 已知槽輪的槽數(shù)z=6，撥盤的圓銷數(shù)K=1，轉(zhuǎn)速n = 60 r/min，求槽輪的運動時間t d和靜止時間t j。7-4 設(shè)計一槽輪機(jī)構(gòu)，要求槽輪機(jī)構(gòu)的運動時間等于停歇時間，試選擇槽輪的槽數(shù)和撥盤的圓銷數(shù)。

7-5 在六角車床上六角刀架轉(zhuǎn)位用的槽輪機(jī)構(gòu)中，已知槽數(shù)z=6，槽輪的靜止時間tj=5/6 s，槽輪的運動時間td=2 s，求槽輪機(jī)構(gòu)的運動系數(shù)τ及所需的圓銷數(shù)K。

第8章 聯(lián) 接

8-1 試比較普通螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋的特點，各舉一例說明它們的應(yīng)用。

8-2 螺紋的自鎖性和效率各與哪些因素有關(guān)？

8-3 試計算普通螺紋M20、M20×1.5的螺紋升角；并說明在靜載荷下這兩種螺紋能否自鎖（已知摩擦因數(shù)f = 0.1～0.15）。

8-4 將承受軸向變載荷的聯(lián)接螺栓的光桿部分的直徑縮小，有什么好處？ 8-5 如圖所示三塊板用4個M10螺栓固定，若螺栓的性能等級為4.6，裝配時控制預(yù)緊力，接合面間的摩擦因數(shù)f = 0.15，求其允許的最大橫向拉力F。

8-6 如圖所示為一拉桿螺紋聯(lián)接，已知拉桿上的拉力F為50000 N，載荷穩(wěn)定，拉桿材料為Q235鋼（對照螺栓的性能等級為4.6），試設(shè)計此聯(lián)接。

8-7

一凸緣聯(lián)軸器，允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T為1500 N?m（靜載荷），材料為HT250。半聯(lián)軸器用4個M16鉸制孔螺栓聯(lián)接成一體，螺栓的性能等級為4.8，試選取合適的螺栓長度，并校核其剪切和擠壓強(qiáng)度。如果改為M16的普通螺栓聯(lián)接，已知螺栓的性能等級為4.8，接合面的摩擦因數(shù)為0.15，安裝時不控制預(yù)緊力，試確定螺栓數(shù)。

8-8 圖8-23所示為一汽缸，缸蓋和缸體用螺栓聯(lián)接。已知汽缸內(nèi)氣體壓力p最大為2.5 MPa，缸蓋和缸體均為鋼制，汽缸內(nèi)徑D = 180 mm。為了保證密封性要求，螺栓間距不得大于4.5d（d為螺紋大徑），試設(shè)計此聯(lián)接并確定螺栓分布圓直徑。

8-9 受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接件間采用橡膠墊片。已知螺栓預(yù)緊力Q0=15000 N，軸向工作載荷Qe=10000 N，求螺栓所受的總拉 7 力和被聯(lián)接件間的殘余預(yù)緊力。

8-10 試為題8-7中的聯(lián)軸器選擇平鍵并校核平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度。

第9章 螺旋傳動

9-1 試確定圖9-1a所示的千斤頂?shù)穆輻U和螺母的主要尺寸。已知起重量最大為40 kN，最大舉起高度450 mm，螺桿用45鋼，螺母用鑄鐵。（注意：需要校核螺桿穩(wěn)定性和自鎖性）

第10章 齒輪傳動

10-1 齒輪傳動的主要失效形式有那些？設(shè)計準(zhǔn)則如何？

10-2 齒寬系數(shù)的大小對齒輪傳動有何影響？模數(shù)和齒數(shù)對齒輪傳動有何影響？設(shè)計時應(yīng)如何選??？

10-3 齒形系數(shù)YF與哪些因素有關(guān)？兩個直齒圓柱齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別為m1=20 mm，z1=20；m2=2 mm，z2=20，其齒形系數(shù)是否相等？

10-4 根據(jù)蝸桿傳動的失效特點，設(shè)計時應(yīng)如何選擇蝸桿副材料？ 10-5 蝸桿傳動為什么要進(jìn)行熱平衡計算？

10-6 有一直齒圓柱齒輪傳動，原設(shè)計傳遞功率P，主動軸轉(zhuǎn)速n 1。若其他條件不變，輪齒的工作應(yīng)力也不變，當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)速提高一倍，即n 1′= 2 n 1時，該齒輪傳動能傳遞的功率P′為若干？

10-7 有一直齒圓柱齒輪傳動，允許傳遞功率P，若通過熱處理方法提高材料的力學(xué)性能，使大小齒輪的許用接觸應(yīng)力[σ H2]、[σ H1]各提高30％，試問此傳動在不改變工作條件及其他設(shè)計參數(shù)的情況下，抗疲勞點蝕允許傳遞的扭矩和允許傳遞的功率可提高百分之幾？

解：

有一直齒圓柱齒輪傳動，允許傳遞功率 P，若通過熱處理方法提高材料的力學(xué)性能，使大、小齒輪的許用接觸應(yīng)力 [σH2]、[σH1] 各提高30%。試問此傳動在不改變工作條件及其他設(shè)計參數(shù)的情況下，抗疲勞點蝕允許傳遞的扭矩和允許傳遞的功率可提高百分之幾？

解 由公式

可知，由抗疲勞點蝕允許的最大扭矩有關(guān)系：

設(shè)提高后的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力分別為T1’、[σH’]

當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時，轉(zhuǎn)矩和功率可提高69%。

10-8 單級閉式直齒圓柱齒輪傳動，小齒輪的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪材料為ZG310-570正火，P = 4 kW，n1=720 r/min，m =4 mm，z 1=25，z 2 =73，b 1=84 mm，b 2 =78 mm，單向傳動，載荷有中等沖擊，用電動機(jī)驅(qū)動，試問這對齒輪傳動能否滿足強(qiáng)度要求而安全工作。

解：

軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)分別驗算其接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。

（1）許用應(yīng)力

查教材表11-1小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪ZG270-500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。

查教材圖11-7 知

σHlim1=560MPa，σHlim2=335MPa

查教材圖11-10

σFlim1=180MPa , σFlim1=130MPa

查教材表11-4取

SH=1.1，SF=1.4

故：

（2）驗算接觸強(qiáng)度，驗算公式為：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

查教材表11-3得,載荷系數(shù) K=1.3

齒寬b=b2=78mm

中心距

齒數(shù)比 u=z2/z1=73/25=2.92

則：σH＜[σH1] ,σH＜[σH2]，能滿足接觸強(qiáng)度。

（3）驗算彎曲強(qiáng)度，驗算公式：

其中：查教材圖11-9得 ,齒形系數(shù)：

YF1＝2.72, YF2＝2.26 則：

滿足彎曲強(qiáng)度 10-9 已知閉式直齒圓柱齒輪傳動的傳動比i = 4.6，n 1=730 r/min，P =30 kW，長期雙向轉(zhuǎn)動，載荷有中等沖擊，要求結(jié)構(gòu)緊湊。且z1=27，大小齒輪都用40Cr表面淬火，試計算此單級齒輪傳動的強(qiáng)度。

解：

硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是折斷，設(shè)計方法是按彎曲強(qiáng)度設(shè)計，并驗算其齒面接觸強(qiáng)度。

（1）許用彎曲應(yīng)力

查教材表11-1，大小齒輪材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。查教材圖11-10得σFlim=320MPa，查材料圖11-7得σHlim=1220MPa。

查教材表11-4 SF=1.6，SH=1.2，因齒輪傳動是雙向工作，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)，應(yīng)將極限值乘70%。

故

（2）按彎曲強(qiáng)度設(shè)計，設(shè)計公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

查教材表11-3得，載荷系數(shù) K=1.3 取齒寬系數(shù) ψa=0.4 齒數(shù) z2=iz1=4.6×27=124.2，取 z2=124

齒數(shù)比 u=z2/z1=124/27=4.59 應(yīng)將齒形系數(shù)較大值代入公式，而齒形系數(shù)值與齒數(shù)成反比，將小齒輪的齒形系數(shù)代入設(shè)計公式，查教材圖11-9得 ,齒形系數(shù)YF1＝2.67 因此

取模數(shù) m=3mm（3）驗算接觸強(qiáng)度，驗算公式：

其中：中心距

齒寬 取 b=90mm

，10

滿足接觸強(qiáng)度

10-10 說明下列幾種情況下應(yīng)采用的是斜齒輪的齒數(shù)還是當(dāng)量齒數(shù)： ⑴ 計算斜齒圓柱齒輪傳動的角速比； ⑵ 用成型法切制斜齒輪時選盤形銑刀； ⑶ 計算斜齒輪的分度圓直徑；

⑷ 齒根彎曲強(qiáng)度計算時查取齒形系數(shù)。

解 斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)z與其當(dāng)量齒數(shù)zv之間的關(guān)系：

（1）計算傳動的角速比用齒數(shù)。

（2）用成型法切制斜齒輪時用當(dāng)量齒數(shù) 選盤形銑刀刀號。（3）計算斜齒輪分度圓直徑用齒數(shù)。

（4）計算彎曲強(qiáng)度時用當(dāng)量齒數(shù) 查取齒形系數(shù)。

10-11 兩對齒輪分別為：mn=5 mm，z 1=40，z 2=158，β = 8o06′34″及m n=10，z 1=20，z 2=79，β =

8o06′34″，其他條件（如材料、硬度、齒寬、轉(zhuǎn)數(shù)等）均為主動輪與主動輪，從動輪與從動輪對應(yīng)相等。試問：

⑴ 兩對齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度是否相等？彎曲疲勞強(qiáng)度是否相等？

⑵ 若傳動速度低，短時超載大，用哪一對合適？若傳動速度高，用哪一對合適？

10-12 斜齒圓柱齒輪傳動的轉(zhuǎn)動方向及螺旋線方向如圖a所示，試分別在圖b和圖c中畫出輪1為主動時和輪2為主動時軸向力Fa1及Fa2的方向

解 見題11-7解圖。從題圖中可看出，齒輪1為左旋，齒輪2為右旋。當(dāng)齒輪1為主動時按左手定則判斷其軸向力 ；當(dāng)齒輪2為主動時按右手定則判斷其軸向力。

10-13 某兩級斜齒圓柱齒輪減速器，傳遞功率P = 40 kW，電機(jī)驅(qū)動，雙向轉(zhuǎn)動，載荷平穩(wěn)，高速級轉(zhuǎn)速n 1=1470 r/min，齒數(shù)z1=19，z 2=63，模數(shù)mn=3 mm，螺旋角β=18o53′18″，齒寬b 1=60 mm，b 2=55 mm，小齒輪材料為20CrMnTi滲碳淬火，大齒輪材料為20Cr滲碳淬火，試校核此高速級齒輪傳動的強(qiáng)度。

解 軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)分別校核其接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。

（1）許用應(yīng)力

查教材表11-1小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪35SiMn調(diào)質(zhì)硬度：200～260HBS，取230HBS。

查教材圖11-7：

σHlim=690 MPa, σHlim=660 MPa ；

查教材圖11-10： σFlim1=240 MPa, σFlim2=230 MPa；

查教材表11-4 取 SH=1.1，SF=1.4 故：

（2）驗算接觸強(qiáng)度，其校核公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

載荷系數(shù) K=1.1 查教材表11-3得

齒寬 b=b2=80 mm 中心距

齒數(shù)比

u=z2/z1=107/21=5.1 則：

滿足接觸強(qiáng)度。

（3）驗算彎曲強(qiáng)度，校核公式：

小齒輪當(dāng)量齒數(shù)

大齒輪當(dāng)量齒數(shù)

查教材圖11-9得 齒形系數(shù) YF1=2.77、YF2=2.18 滿足彎曲強(qiáng)度。

10-14 已知單級閉式斜齒圓柱齒輪傳動，P =10 kW，n1=1210 r/min，i =4.3，電機(jī)驅(qū)動，雙向傳動，載荷有中等沖擊，設(shè)小齒輪用45MnB調(diào)質(zhì)，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，z1=21，試計算此單級齒輪傳動。

解 軟齒面閉式齒輪傳動應(yīng)按接觸強(qiáng)度設(shè)計，然后驗算其彎曲強(qiáng)度：

（1）許用應(yīng)力

查教材表11-1小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS，取220HBS。

查教材圖11-7：

σHlim=690 MPa, σHlim=555 MPa ；

查教材圖11-10：

σFlim1=240 MPa, σFlim2=180 MPa ；

查教材表11-4 取SH=1.1，SF=1.4，故：

（2）按接觸強(qiáng)度設(shè)計，其設(shè)計公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

查教材表11-3得 載荷系數(shù) K=1.3 , 齒寬系數(shù), 取 ψa=0.3

中心距

齒數(shù)比

u=i=4.3 將許用應(yīng)力較小者[σH]=[σH2]=505 MPa 代入設(shè)計公式，則：

取中心距 a=170 mm 初選螺旋角 β=14°

大齒輪齒數(shù)

z2=iz1=4.3×21=90.3，取 z2=90 齒數(shù)比： u=z2/z1=90/21=4.29 模數(shù)

取mn=3 mm

螺旋角

，（3）驗算其彎曲強(qiáng)度，校核公式：

小齒輪當(dāng)量齒數(shù)

大齒輪當(dāng)量齒數(shù)

查教材圖11-9得 齒形系數(shù) YF1=2.82, YF2=2.22、b=ψaa=0.3×170=51 mm

滿足彎曲強(qiáng)度。

10-15 斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，試問：

⑴ 低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反； ⑵ 低速級螺旋角β應(yīng)取多大值才能使中間軸上兩個軸向力相互抵消。

解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應(yīng)與齒輪3的旋向相反，為右旋。

（2）由題圖可知：mn2=3 mm、z2=52、β2=15°、mn3=5 mm、z3=17 分度圓直徑

d=mnz/cosβ

軸向力

要使軸向力互相抵消，則：

Fa2=Fa3 15 即

10-16 一對閉式直齒圓錐齒輪傳動，已知Σ = δ1 + δ2 = 90o，i = 2.7，z1=16，P =7.5 kW，n1 = 840 r/min，用電動機(jī)驅(qū)動，單向轉(zhuǎn)動，載荷有中等沖擊。要求結(jié)構(gòu)緊湊，故大小齒輪的材料均選40Cr表面淬火，試計算此傳動。

解 硬齒面閉式齒輪傳動應(yīng)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計，然后驗算其接觸強(qiáng)度。

（1）許用應(yīng)力

查教材表11-1齒輪40Cr表面淬火硬度：52～56HRC取54HRC。

查教材圖11-7：

σHlim=1220 MPa 查教材圖11-10：

σFlim=320 MPa 查教材表11-4 取 SH=1.2，SF=1.6

故：

2）按彎曲強(qiáng)度設(shè)計，其設(shè)計公式：

其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩

查教材表11-3得 載荷系數(shù) K=1.3, 齒寬系數(shù), 取 ψR=0.3

大齒輪齒數(shù)

z2=iz1=2.7×1.6=43.2，取 z2=43 齒數(shù)比：

u=z2/z1=43/16=2.69

分度圓錐角

小齒輪當(dāng)量齒數(shù)

大齒輪當(dāng)量齒數(shù)

查教材圖11-9得、齒形系數(shù) YF1=3.08, YF2=2.18 則平均模數(shù)：

大端模數(shù)

取me=4 mm

（3）校核其接觸強(qiáng)度，驗算公式：

其中：分度圓直徑

d1=mez1=4×16=64 mm

d2=mez2=4×43=172 mm

錐距

齒寬 b=ψRRe=0.3×91.8=27.5 mm

取 b=28 mm

則：

滿足接觸強(qiáng)度。

10-17 已知直齒圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器布置如圖。錐齒輪m =5 mm，b =50 mm，z1=25，z2=60；斜齒輪mn =6 mm，z1=21，z2=84。欲使軸Ⅱ上的軸向力在軸承上的作用完全抵消，求斜齒輪3的螺旋角β3的大小和旋向。

解（1）圓錐齒輪2的相關(guān)參數(shù)

分度圓直徑

d2=mez2=5×60=300 mm 分度圓錐角

δ2=arctanz2/z1=arctan60/25=67.38 平均直徑

軸向力

&am, p;nb, sp;（2）斜齒輪3相關(guān)參數(shù)

分度圓直徑

&nb, sp;軸向力

（3）相互關(guān)系

因 Fa2=Fa3 得：

（4）由題圖11.5可知，圓錐齒輪2的軸向力Fa2指向大端，方向向下；斜齒輪3的軸向力Fa3方向指向上，轉(zhuǎn)動方向與錐齒輪2同向，箭頭指向右。齒輪3又是主動齒輪，根據(jù)左右手定則判斷，其符合右手定則，故斜齒輪3為右旋。

10-18 如圖所示蝸桿傳動，蝸桿主動，已知T 1 = 20 N?m，m = 4 mm，z 1 = 2，d 1 = 50 mm，蝸輪齒數(shù)z 2=50，傳動的嚙合效率η = 0.75。試確定：

⑴ 蝸輪的轉(zhuǎn)向；

⑵ 蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向。

10-19 如圖所示為蝸桿傳動和圓錐齒輪傳動組合。已知輸出軸上的錐齒輪z4的轉(zhuǎn)向n4。欲使中間軸上的軸向力能部分抵消，試確定：

⑴ 蝸桿傳動的螺旋線方向和蝸桿的轉(zhuǎn)向； ⑵ 在圖中標(biāo)出各輪軸向力的方向。

10-20 試設(shè)計一蝸桿傳動。已知電動機(jī)功率P 1=7 kW，轉(zhuǎn)速n 1 =1440 r/min，蝸輪軸轉(zhuǎn)速為n 2 =

r/min，載荷平穩(wěn)，單向傳動。蝸輪材料選錫青銅ZCuSn10P1，砂型；蝸桿選用40Cr，表面淬火。

10-21 某蝸桿減速器輸入功率P 1=3 kW，z 1=2，箱體散熱面積為1 m2，通風(fēng)條件較好，室溫20℃，試驗算油溫是否滿足使用要求。

第11章 輪 系

11-1 在圖示的輪系中，已知z 1=15，z 2=25，z 2′=15，z 3=30，z 3′=15，z 4=30，z 4′=2，z5=60，z5′=20(m = 4 mm)，若n 1=500 r/min，求齒條6線速度v的大小和方向。

11-2 圖示為一滾齒機(jī)工作臺的傳動系統(tǒng)，已知各輪齒數(shù)為z 1=15，z 2=28，z 3=15，z 4=35，z 8 =1，z 9 =40； A為單線滾刀z A=1，B為被切輪坯?，F(xiàn)欲加工64個齒的齒輪，求傳動比i 57。

11-3 圖示輪系中，各輪齒數(shù)為z1=z2=z3′=z4=20，z3=z5 =60，模數(shù)均為m =2 mm，求 ⑴ 傳動比 i15；

⑵ 齒輪1、2及齒輪2、3的中心距a 12，a 23。

11-4 圖示輪系中，蝸桿1是單線右旋，轉(zhuǎn)速n 1=1000 r/min，z 2=50，z 2′ = z 3 =20，z 4=60，求輸出軸轉(zhuǎn)速n H。

11-5 在圖示馬鈴薯挖掘機(jī)構(gòu)中，齒輪4固定不動，挖叉固連在齒輪3上。挖薯時，十字架1回轉(zhuǎn)，挖叉始終保持一定的方向，齒輪1、2、3的齒數(shù)分別為z

1、z

2、z 3，問各輪齒數(shù)有何關(guān)系？

11-6 圖示輪系中，已知z 1=22，z 3=88，z 3′=z 5。試求傳動比i 15。

11-7 在圖示行星齒輪減速器中，已知z 1= z 2=17，z 3 =51。當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過90?時，轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過多少度？ 11-8 在圖示圓錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪齒數(shù)z 1= 20，z 2= 30，z 2’ = 50，z 3 = 80，輪1的轉(zhuǎn)速n 1=50 r/min，試求n H的大小和方向。

11-9 求圖示輪系的傳動比i 14。已知z 1= z 2′=25，z 2 =z 3=20，z H =100，z 4 =20。11-10 已知z 1=17，z 2 =20，z 3=85，z 4 =18，z5=24，z 6 =21，z 7 =63，求： ⑴ 當(dāng)n 1=10001 r/min，n 4=10000 r/min時，nP =？

⑵ 當(dāng)n 1 = n 4時，nP=？

⑶ 當(dāng)n 1=10000 r/min，n 4=10001 r/min時，nP=？

11-11 在圖示輪系中，已知z 1= z 4=40，z 2 = z5 =30，z3 =z 6 =100，求i 1H。

11-12 圖示輪系中，已知z 1= z 3=16，z 2 =32，z 4=80，z 5 =42，z 6 =z 7 =14，z 8 =46，求i 18。

第12章 帶傳動

12-1 為什么在帶傳動中彈性滑動不可避免？ 12-2 V帶傳動的最大有效拉力Fec與哪些因素有關(guān)？ 12-3 簡述造成帶傳動傳動比不能保持恒定的原因。

12-4 有一帶式輸送裝置，其異步電動機(jī)和齒輪減速器之間用普通V帶傳動，電動機(jī)功率P = 8 kW，轉(zhuǎn)速n1 = 960 r/min，減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速n2 = 360 r/min，允許誤差為±5%，運輸裝置工作時有輕度沖擊，兩班制工作，試設(shè)計此帶傳動。

12-5 一普通V帶傳動，帶的型號為B型，傳遞的功率P = 9 kW，帶速v = 11 m/s，帶與帶輪間的摩擦因數(shù)f = 0.3，帶在小輪上的包角α1=170°。試求：(1)傳遞的圓周力；(2)緊邊、松邊拉力；(3)離心力在帶中引起的拉力；(4)所需的初拉力；(5)壓軸力。

12-6 計算習(xí)題12-5的帶傳動中的各種應(yīng)力以及最大應(yīng)力。

第13章 鏈傳動

13-1 鏈傳動有那些特點，適用那些場合？

13-2 鏈傳動中小鏈輪齒數(shù)z1不能過少，大鏈輪齒數(shù)z2不能過多，其原因是什么？ 13-3 分析鏈傳動工作時動載荷的大小與那些因素有關(guān)。

13-4 用P =5.5 kW，n1=1450 r/min的電動機(jī)，通過鏈傳動驅(qū)動一液體攪拌機(jī)，載荷平穩(wěn)，傳動比i =3，試設(shè)計此鏈傳動。

13-5 選擇并驗算一輸送裝置用的傳動鏈。已知鏈傳動傳遞的功率P =7.5 kW，主動鏈輪的轉(zhuǎn)速n1= 960 r/min，傳動比i =3.2，工作情況系數(shù)KA=1.5，中心距a≤650 mm（可以調(diào)節(jié)）。

第14章 軸

14-1 軸按承載性質(zhì)的不同可分為哪三種？

14-2 軸最常用的材料是什么？如果優(yōu)質(zhì)碳素鋼的軸剛度不足，改用合金鋼能否解決問題？

14-3 零件在軸上軸向固定的常見方法有哪些？各有何特點？ 14-4 圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV軸是心軸、轉(zhuǎn)軸、還是傳動軸？

14-5 已知一傳動軸傳遞的功率為37 kW，轉(zhuǎn)速n = 900 r/min，如果軸上的扭切應(yīng)力不許超過40 MPa，試求該軸的直徑？

14-6 已知一傳動軸直徑 d = 32 mm，轉(zhuǎn)速 n = 1725 r/min，如果軸上的扭切應(yīng)力不許超過50 MPa，問該軸能傳遞多大功率？

14-7 圖示的轉(zhuǎn)軸，直徑 d = 70 mm，a = 320 mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T = 2350 N?m，F(xiàn) = 9200 N。若軸的許用彎曲應(yīng)力[σ-1b ] = 80 MPa，求長度x的大小。

14-8 已知一單級直齒圓柱齒輪減速器，用電動機(jī)直接拖動，電動機(jī)功率P = 22 kW，轉(zhuǎn)速n1 = 1470 r/min，齒輪的模數(shù) m＝4 mm，齒數(shù)z 1 = 18，z 2 = 82，若支承間跨距 l = 180 mm（齒輪位于跨距中央），軸的材料用 45號鋼調(diào)質(zhì)，試計算輸出軸危險截面處的直徑d。

14-9 圖示二級圓柱齒輪減速器。已知高速級傳動比i12 =2.5，低速級傳動比i34 = 4。若不計輪齒嚙合及軸承摩擦的功率損失，試計算三根軸傳遞轉(zhuǎn)矩之比，并按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算三根軸的軸徑之比。

14-10 設(shè)計圖示直齒圓柱齒輪減速器的輸出軸。已知該軸傳遞的功率P=11 kW，轉(zhuǎn)速n=225 r/min，從動齒輪的齒數(shù)z2 =72，模數(shù)m=4 mm，輪轂寬度l h=70 mm，選用直徑系列為2的深溝球軸承，兩軸承中心間距離為130 mm。

14-11 一鋼制等直徑直軸，只傳遞轉(zhuǎn)矩T = 4000 N?m，許用切應(yīng)力[ ????= 50 MPa。長度為1800 mm，要求軸每米長的扭轉(zhuǎn)角φ不超過0.5?。試求該軸的直徑。

14-12 與直徑Φ75 mm實心軸等扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的空心軸，其外徑do = 85 mm，設(shè)兩軸材料相同，試求該空 22 心軸的內(nèi)徑d i和減輕重量的百分率。

14-13 圖示為某減速器輸出軸的裝配結(jié)構(gòu)圖，指出圖中1、2、3、4處結(jié)構(gòu)錯誤，并繪制正確的結(jié)構(gòu)草圖。

第15章 軸 承

15-1 滑動軸承的摩擦狀態(tài)有幾種？各有什么特點？

15-2 滑動軸承有哪些類型？滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式有哪幾種？各適用在何種場合？ 15-3 對軸瓦軸承襯的材料有哪些基本要求？ 15-4 滾動軸承類型選擇的基本原則有哪些？

15-5 角接觸軸承的內(nèi)部軸向力是如何產(chǎn)生的，其方向如何判斷？大小如何計算？角接觸軸承為何通常成對使用？

15-6 說明下列滾動軸承代號的意義。

6208

N208/P6

7207C

30209/P5

15-7 有一非液體摩擦徑向滑動軸承，已知軸頸直徑為100 mm，軸瓦寬度為100 mm，軸的轉(zhuǎn)速為1200 r/min，軸承材料為ZCuSn10P1，試問它允許承受多大的徑向載荷？

15-8 已知某支承采用非液體摩擦徑向滑動軸承，軸承所受徑向載荷Fr = 25000 N，軸頸直徑d = 90 mm，軸的轉(zhuǎn)速為n =8.3 r/min，材料為ZCuZn38Mn2Pb2，試設(shè)計此滑動軸承。

15-9 已知下列軸承承受的徑向載荷Fr和軸向載荷Fa，試計算當(dāng)量動載荷。（1）N207軸承，F(xiàn)r =3553 N

Fa= 0；（2）6215軸承，F(xiàn)r =6500 N

Fa=1100 N；（3）30313軸承，F(xiàn)r =8700 N

Fa=5310 N。

15-10 某機(jī)械傳動裝置中，已知軸承型號是6312，軸承所受徑向載荷Fr=5400 N，軸向載荷Fa=2600 N，軸的轉(zhuǎn)速n=1250 r/min，運轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，預(yù)期壽命[Lh]=5000 h，工作溫度t <100℃。問該軸承是否適用？

15-11 根據(jù)工作條件，某機(jī)械傳動裝置中，軸的兩端各采用一個深溝球軸承，軸徑d =35 mm，轉(zhuǎn)速n=2000 r/min，每個軸承承受徑向載荷Fr=2000 N，常溫下工作，載荷平穩(wěn)，預(yù)期壽命[Lh]=8000 h，試選軸承型號。

15-12 根據(jù)工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸球軸承，如圖所示。已知兩個軸承的載荷分別為Fr1 =1470 N，F(xiàn)r2 =2650 N，外加軸向載荷Ka=1000 N，軸頸直徑d =40 mm，轉(zhuǎn)速n=5000 r/min，常溫下運轉(zhuǎn)，有中等沖擊，預(yù)期壽命[Lh]=2000 h，試選軸承型號。

15-13 根據(jù)工作條件，初步?jīng)Q定在軸的兩端選用兩個角接觸球軸承7207AC，如圖所示，軸頸直徑d=35 mm，工作中有中等沖擊，轉(zhuǎn)速n =1800 r/min，已知Fr1=3390 N，F(xiàn)r2=1040 N，軸向載荷Ka=870 N，試計算其工作壽命。

第16章 聯(lián)軸器、離合器和制動器

16-1 聯(lián)軸器和離合器的主要功用是什么？有何異同？

16-2 常用的聯(lián)軸器和離合器有哪些主要類型？各具有什么特點？ 16-3 剛性凸緣式聯(lián)軸器如何對中？

16-4 萬向聯(lián)軸器有何特點？雙萬向聯(lián)軸器安裝時應(yīng)注意什么問題？ 16-5 離合器應(yīng)滿足哪些基本要求？

16-6 電動機(jī)與減速器之間用聯(lián)軸器相聯(lián)，載荷平穩(wěn)，電動機(jī)功率P =15 KW，轉(zhuǎn)速n = 960 r/min，兩外伸軸徑d均為35 mm，長度為70 mm。試選擇聯(lián)軸器。

16-7試選擇圖示的蝸桿蝸輪減速器與電動機(jī)及卷筒之間的聯(lián)軸器。已知電動機(jī)的功率P1 = 7.5 KW，轉(zhuǎn)速n = 970 r/min，電動機(jī)軸直徑d 1= 42 mm，減速器傳動比i =30，傳動效率η = 0.8，輸出軸直徑d = 60 mm，工作機(jī)為輕型起重機(jī)。

第17章 機(jī)械的平衡與調(diào)速

17-1 某汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量為1000 kg，由于材質(zhì)不均及葉片安裝誤差使質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)軸線0.5 mm，當(dāng)該轉(zhuǎn)子以5000 r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，其離心慣性力有多大？是自重的幾倍？

17-2 圖示盤形回轉(zhuǎn)件上有兩個偏心質(zhì)量。已知m 1= 8 kg，m 2 = 4 kg，r1= 80 mm，r2 = 110 mm，設(shè)所有不平衡質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面上，問應(yīng)在什么方位加多大的平衡質(zhì)徑積，才能達(dá)到平衡？

17-3 圖示盤形回轉(zhuǎn)件的直徑D = 400 mm，圓盤質(zhì)量m =10 kg。已知圓盤上存在不平衡質(zhì)量m 1=2 kg，m 2 = 4 kg，方位如圖所示，兩支承距離l =120 mm，圓盤至右支承距離l 1= 80 mm，轉(zhuǎn)速n =3000 r/min，試問

⑴ 該回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心偏移了多少？ ⑵ 作用在左右支承上的反力各有多大？

17-4 高速水泵的凸輪由三個相互錯開120o 的偏心輪組成，每一偏心輪的質(zhì)量為0.4 kg，其偏心距為12.7 mm。設(shè)在平衡平面A、B上各裝一個平衡質(zhì)量m A和m B使之平衡，其回轉(zhuǎn)半徑為10 mm，其他尺寸如圖（單位mm），試求m A和m B的大小和位置。

17-5 圖示回轉(zhuǎn)件上存在空間分布的不平衡質(zhì)量。已知m A =0.5 kg，mB=1 kg，r A= r B =10 mm，轉(zhuǎn)速n =3000 r/min。求

⑴ 左右支承反力的大小和方向；

⑵ 若在A面上加一平衡質(zhì)徑積m b r b 進(jìn)行靜平衡，其大小和方向為何? ⑶ 靜平衡后左右支承反力的大小和方向； ⑷ 靜平衡后支承反力是增大還是減??？

17-6 圖示為一質(zhì)量m=2 kg的盤形回轉(zhuǎn)件，其質(zhì)心在平面Ⅲ內(nèi)且偏離回轉(zhuǎn)軸e。在靜平衡時由于條件限制，只能在平面Ⅰ、Ⅱ內(nèi)兩個相互垂直的方向上加平衡質(zhì)量。已知m A = m B = 0.02 kg，rA=200 mm，rB =150 mm。其他尺寸如圖(單位為mm)，求回轉(zhuǎn)件質(zhì)心的偏移量e及其位置。靜平衡后是否還要動平衡？

17-7 在電動機(jī)驅(qū)動的剪床中，已知作用在剪床主軸上的阻抗力矩M r的變化規(guī)律如圖所示，設(shè)驅(qū)動力矩M d等于常數(shù)，剪床主軸轉(zhuǎn)速為n = 60 r/min，機(jī)械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)δ = 0.15。試求

⑴ 驅(qū)動力矩M d；

⑵ 安裝在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量J。

17-8 某機(jī)組主軸上作用的驅(qū)動力矩M d為常數(shù)，它在一個運動循環(huán)中阻抗力矩M r的變化規(guī)律如圖所示?，F(xiàn)給定ω m=25 rad/s，δ = 0.04，采用平均直徑D m = 0.5 m帶輪輻的飛輪，試確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量和質(zhì)量。

17-9 某機(jī)組由發(fā)動機(jī)供給的驅(qū)動力矩Md?1000 N?m（即發(fā)動機(jī)輸出力矩與瞬時角速度成反比），ω 25 阻抗力矩Mr的變化如圖所示，t 1= 0.1 s，t 2= 0.9 s，若忽略其它構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，求在ω max =134 rad/s，ω min =116 rad/s狀態(tài)下飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。

第18章 彈 簧

18-1 試述常用彈簧的類型、功用和特點。

18-2 選擇彈簧材料時要考慮哪些因素？彈簧的制造工藝及方法有哪些？ 18-3 彈簧的特性曲線表示彈簧的哪些性能？試畫出拉伸彈簧的特性曲線。18-4 彈簧強(qiáng)度計算的目的是什么？計算時為什么要引入曲度系數(shù)？

18-5 彈簧剛度計算的目的是什么？影響剛度的因素有哪些？采取什么措施可改變其剛度？

18-6 已知某圓柱螺旋壓縮彈簧的簧絲直徑d = 6 mm，中徑D2=33 mm，工作圈數(shù)n =10圈，當(dāng)受靜載荷900 N時，試求：

⑴ 彈簧絲中產(chǎn)生的應(yīng)力τ； ⑵ 應(yīng)選用哪一種碳素彈簧鋼？

⑶ 在所選定的彈簧材料下，該彈簧的變形量。

18-7 試設(shè)計一受靜載荷的圓柱螺旋壓縮彈簧的主要參數(shù)和尺寸。已知：彈簧受載荷F1?180N時，其高度H1?90mm，當(dāng)F2?1200N時，H2?50mm，該彈簧套在直徑為30 mm的芯棒上工作?，F(xiàn)有材料為碳素彈簧鋼絲，要求彈簧的尺寸盡可能小。

18-8 試設(shè)計一圓柱螺旋壓縮彈簧。已知安裝初始載荷F1?1500N，最大工作載荷F2?3200N，工作行程h =100 mm，彈簧中徑D2=150 mm，材料為60Si2Mn，Ⅱ類彈簧，支承端并緊磨平。

18-9 一圓柱螺旋拉伸彈簧用于高壓開關(guān)中，已知最大工作載荷F2?2070N，最小工作載荷F1?615N，彈簧絲直徑d?10mm，外徑D?90mm，有效圈數(shù)n?20，彈簧材料為60Si2Mn，Ⅱ類彈簧。⑴ 在F2作用時彈簧是否會斷？求該彈簧能承受的極限載荷Flim；⑵ 求彈簧的 工作行程。

(全部完)

第二篇：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)習(xí)題

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》習(xí)題

機(jī)械設(shè)計部分

目錄 機(jī)械零件設(shè)計概論 9 聯(lián) 接 10 齒輪傳動 11 蝸桿傳動 12 帶傳 動 13 鏈傳 動 14 軸 15 滑動軸承 16 滾動軸承 聯(lián)軸器、離合器及制動器 18 彈 簧 機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計機(jī)械零件設(shè)計概論

思 考 題

8-1 機(jī)械零件設(shè)計的基本要求是什么？

8-2 什么叫失效？機(jī)械零件的主要失效形式有幾種？各舉一例說明。8-3 什么是設(shè)計準(zhǔn)則？設(shè)計準(zhǔn)則的通式是什么？ 8-4 復(fù)習(xí)材料及熱處理問題。復(fù)習(xí)公差與配合問題。8-5 什么是零件的工藝性問題？主要包含哪幾方面的問題？

8-6 什么是變應(yīng)力的循環(huán)特性？對稱循環(huán)應(yīng)力和脈動循環(huán)應(yīng)力的循環(huán)特性為多少？ 8-7 什么是疲勞強(qiáng)度問題？如何確定疲勞極限和安全系數(shù)？ 8-8 主要的摩擦狀態(tài)有哪四種？

8-9 磨損過程分幾個階段？常見的磨損有哪幾種？ 8-10 常見的潤滑油加入方法有哪種？ 聯(lián) 接

思 考 題

9-1 螺紋的主要參數(shù)有哪些？螺距與導(dǎo)程有何不同？螺紋升角與哪些參數(shù)有關(guān)？ 9-2 為什么三角形螺紋多用于聯(lián)接，而矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋多用于傳動？為什么多線螺紋主要用于傳動？ 9-3 螺紋副的自鎖條件是什么？理由是什么？ 9-4 試說明螺紋聯(lián)接的主要類型和特點。9-5 螺紋聯(lián)接為什么要預(yù)緊？預(yù)緊力如何控制？ 9-6 螺紋聯(lián)接為什么要防松？常見的防松方法有哪些？

9-7 在緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算中，為何要把螺栓所受的載荷增加30%？

9-8 試分析比較普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔螺栓聯(lián)接的特點、失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則。9-9 簡述受軸向工作載荷緊螺栓聯(lián)接的預(yù)緊力和殘余預(yù)緊力的區(qū)別，并說明螺栓工作時所受的總拉力為什么不等于預(yù)緊力和工作載荷之和。9-10 簡述滑動螺旋傳動的主要特點及其應(yīng)用。

9-11平鍵聯(lián)接有哪些失效形式？普通平鍵的截面尺寸和長度如何確定？

9-12 為什么采用兩個平鍵時，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用兩個楔鍵時，相隔90°～120°，而采用兩個半圓鍵時，卻布置在軸的同一母線上？ 9-13 試比較平鍵和花鍵的相同點和不同點。

9-14 簡述銷聯(lián)接、焊接、粘接、過盈聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接和成形聯(lián)接的主要特點和應(yīng)用場合。

習(xí)題

9-1 試證明具有自鎖性螺旋傳動的效率恒小于50%。

9-2 試計算M24、M24×1.5螺紋的升角，并指出哪種螺紋的自鎖性好。

9-3 圖示為一升降機(jī)構(gòu)，承受載荷F =150 kN，采用梯形螺紋，d = 60 mm，d2 = 56 mm，P

= 8 mm，線數(shù)n = 3。支撐面采用推力球軸承，升降臺的上下移動處采用導(dǎo)向滾輪，它們的摩擦阻力近似為零。試計算：

(1)工作臺穩(wěn)定上升時的效率（螺紋副當(dāng)量摩擦系數(shù)為0.10）。(2)穩(wěn)定上升時加于螺桿上的力矩。

(3)若工作臺以720 mm/min的速度上升，試按穩(wěn)定運轉(zhuǎn)條件求螺桿所需轉(zhuǎn)速和功率。(4)欲使工作臺在載荷F作用下等速下降，是否需要制動裝置？加于螺桿上的制動力矩是多少？

題9-3圖

題9-4圖

F

題9-5圖 導(dǎo)向滾輪

9-4 圖示起重吊鉤最大起重量F = 50 kN，吊鉤材料為35鋼。

牽曳力FR

齒輪

制動輪

推力球軸承

F

試確定吊鉤尾部螺紋直徑。

9-5 圖示為一用兩個M12螺釘固定的牽曳鉤，若螺釘材料為Q235鋼，裝配時控制預(yù)緊力，F(xiàn) 結(jié)合面摩擦系數(shù)f = 0.15，求其允許的最大牽曳力。

9-6 圖示為一剛性凸緣聯(lián)軸器，材料為Q215鋼，傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為1400 N.m（靜載荷）。聯(lián)軸器用4個M16的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，螺栓材料為Q235鋼，試選擇合適的螺栓長度，并校核該聯(lián)接的強(qiáng)度。

題9-6圖

題9-7圖

9-7 圖示為一用兩個螺栓聯(lián)接的鋼制扳手。已知扳緊力F = 200 N，有關(guān)尺寸如圖所示。試分別采用普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔螺栓聯(lián)接兩種方案設(shè)計此螺栓組，并分析比較設(shè)計結(jié)果。9-8 在圖示夾緊螺栓中，已知螺栓數(shù)為2，螺紋為M20，螺栓材料為35鋼，軸徑d=50 mm，桿長l=300 mm,軸與夾殼之間的摩擦系數(shù)f=0.15,試求桿端部作用力F的最大允許值。9-9 圖示為一鋼制液壓油缸，采用雙頭螺柱聯(lián)接。已知油壓p= 8 MPa，油缸內(nèi)徑D = 250 mm，為保證氣密性要求，螺柱間距l(xiāng)不得大于4.5d（d為螺紋大徑），試設(shè)計此雙頭

F

d 螺柱聯(lián)接。

題9-8圖

題9-9圖

9-10 受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接件間采用橡膠墊片。已知螺栓預(yù)緊力F?= 15000 N，當(dāng)受軸向工作載荷F = 10000 N時，求螺栓所受的總拉力及被聯(lián)接件之間的殘余預(yù)緊力。滑塊

差動桿

螺桿

機(jī)架 F 9-11 圖示為一差動螺旋機(jī)構(gòu)。螺桿與機(jī)架固聯(lián)，其螺紋為右旋，導(dǎo)程SA=4 mm，滑塊在機(jī)架上只能左右移動。差動桿內(nèi)螺紋與螺桿形成螺紋副A，外螺紋與滑塊形成螺紋副B，當(dāng)沿箭頭方向轉(zhuǎn)動5圈時，滑塊向左移動5 mm。試求螺紋副B的導(dǎo)程SB和旋向。

題9-11圖

題9-12圖

9-12 圖示為一小型壓床，最大壓力為F = 30 kN，采用梯形螺紋，螺桿材料為45鋼正火處理，螺母材料為ZCuAl10Fe3。設(shè)壓頭支撐面平均直徑Dm等于螺紋中徑，操作時螺紋副當(dāng)量摩擦系數(shù)fˊ=0.12，壓頭支撐面摩擦系數(shù)fc=0.10，操作人員每只手用力約200 N，試求該壓床的螺紋參數(shù)（要求自鎖）和手輪直徑D。9-13 在題9-6中，已知軸的材料為45鋼，工作時有輕微沖擊。試為該聯(lián)軸器選擇平鍵，確定鍵的尺寸，并校核其強(qiáng)度。齒輪傳動

思 考 題

10-1 齒輪傳動中常見的失效形式有哪些？齒輪傳動的設(shè)計計算準(zhǔn)則有哪些？在工程設(shè)計實踐中，對于一般的閉式硬齒面、閉式軟齒面和開式齒輪傳動的設(shè)計計算準(zhǔn)則是什么？ 10-2 在齒輪傳動設(shè)計時，提高齒輪的疲勞強(qiáng)度的方法有哪些？ 10-3 與直齒輪傳動強(qiáng)度計算相比，斜齒輪傳動的強(qiáng)度計算有何不同？ 10-4 如何確定齒輪傳動中的許用接觸強(qiáng)度和許用彎曲強(qiáng)度值？

10-5 根據(jù)齒輪的工作特點，對輪齒材料的力學(xué)性能有何基本要求？什么材料最適合做齒輪？為什么？ 10-6 齒輪傳動設(shè)計的流程怎樣？如何用框圖表示？ 10-7 在齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計時，齒輪的結(jié)構(gòu)主要由什么參數(shù)決定？

習(xí)題

10-1 有一直齒圓柱齒輪傳動，允許傳遞功率P，若通過熱處理方法提高材料的力學(xué)性能，使大、小齒輪的許用接觸應(yīng)力[σH2]、[σH1]各提高30%，試問此傳動在不改變工作條件及其他設(shè)計參數(shù)的情況下，抗疲勞點蝕允許傳遞的扭距和允許傳遞的功率可提高百分之幾？ 10-2 單級閉式直齒圓柱齒輪傳動中，小齒輪的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，大齒輪的材料為ZG270-500正火，P=7.2kW，n1=960r/min，m=4mm，z1=25，z2=73，b1=84mm，b2=78mm，單向轉(zhuǎn)動，載荷有中等沖擊，用電動機(jī)驅(qū)動，試驗算此單級傳動的強(qiáng)度。10-3 已知開式直齒圓柱傳動i=2.3，P=3.2kW，n1=150r/min，用電動機(jī)驅(qū)動，單向轉(zhuǎn)動，載荷均勻，z1=21，小齒輪為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪為45鋼正火，試計算此單級傳動的強(qiáng)度。10-4 已知閉式直齒圓柱齒輪傳動的傳動比i=3.6，n1=1440r/min，P=25kW，長期雙向轉(zhuǎn)動，載荷有中等沖擊，要求結(jié)構(gòu)緊湊，采用硬齒面材料。試設(shè)計此齒輪傳動，校核齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度。

10-5 在題圖10-5中，當(dāng)輪2為主動時，試畫出作用在輪2上的圓周力Ft2、軸向力Fa2和徑向力Fr2的作用線和方向。題圖10-題圖10-6

10-6 設(shè)兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如題圖10-6所示，試問：1)低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反；2)低速級螺旋角β應(yīng)取多大數(shù)值才能使中間軸上兩個軸向力互相抵消。10-7 已知單級斜齒圓柱齒輪傳動的P=18kW，n1=960r/min，電動機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，雙向轉(zhuǎn)動。已知i=2.3，z1=21，mn=3mm，β=16°15′，b1=85mm，b2=80mm，小齒輪材料為40MnB調(diào)質(zhì)，大齒輪材料為35SiMn調(diào)質(zhì)，試校核此閉式傳動的強(qiáng)度。10-8 設(shè)計一單級閉式斜齒輪傳動，已知P=10kW，n1=1460r/min，i=3.3，工作機(jī)有中等沖擊載荷。要求采用電動機(jī)驅(qū)動，選用硬齒面材料，z1=19。試設(shè)計此單級斜齒輪傳動，校核疲勞強(qiáng)度。10-9 已知閉式直齒圓錐齒輪傳動的δ1＋δ2=90°，i=2.7，z1=16，P=7.5kW，n1=840r/min，用電動機(jī)驅(qū)動，載荷有中等沖擊，要求結(jié)構(gòu)緊湊，故大、小齒輪的材料均選為40Cr表面淬火，試計算此傳動。蝸桿傳動

思 考 題

11-1 蝸桿傳動的特點及應(yīng)用場合是什么？

11-2 為什么蝸輪的端面模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值？蝸桿傳動的正確嚙合條件是什么？ 11-3 蝸桿直徑系數(shù)的含義是什么？為什么要引入蝸桿直徑系數(shù)？

11-4 蝸桿傳動的傳動比計算公式是什么？它是否等于蝸桿和蝸輪的節(jié)圓直徑之比？ 11-5 如何進(jìn)行蝸桿傳動的受力分析？各力的方向任何確定？與齒輪傳動的受力分析有什么不同？ 11-6 蝸桿傳動的主要失效形式是什么？相應(yīng)的設(shè)計準(zhǔn)則是什么？

11-7 在蝸桿傳動的強(qiáng)度計算中，為什么只考慮蝸輪的強(qiáng)度？蝸桿的強(qiáng)度任何考慮？蝸桿的剛度在什么情況下才需要計算？ 11-8 蝸桿傳動的效率受哪些因素影響？為什么具有自鎖特性的蝸桿傳動，其嚙合效率通常只有40%左右？ 11-9 為什么蝸桿傳動要進(jìn)行熱平衡的計算？采用什么原理進(jìn)行計算？當(dāng)熱平衡不滿足要求時，可以采取什么措施？

習(xí)題

11-1 設(shè)某一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動的模數(shù)m=5mm，蝸桿的分度圓直徑d1=50mm，蝸桿的頭數(shù)z1=2，傳動比i=20。試計算蝸輪的螺旋角和蝸桿傳動的主要尺寸。11-2 對圖示的蝸桿傳動，請根據(jù)已知的蝸桿的螺旋方向和轉(zhuǎn)向，確定蝸輪的螺旋方向和轉(zhuǎn)向。并在圖中表出蝸桿和蝸輪的受力方向。

11-3 圖示為手動鉸車中所采用的蝸桿傳動。已知m=8mm，d1=80mm，z1=1，i=40，卷筒的直徑D=250mm，試計算：（1）欲使重物上升1m，應(yīng)轉(zhuǎn)動蝸桿的轉(zhuǎn)數(shù)；（2）設(shè)蝸桿和蝸輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)為0.18，檢驗該蝸桿傳動是否滿足自鎖條件；（3）設(shè)重物重Q=5kN，通過手柄轉(zhuǎn)臂施加的力F=100N，手柄轉(zhuǎn)臂的長度l的最小值。

題圖11-2 題圖11-3

11-4 試設(shè)計一單級圓柱蝸桿傳動：傳動由電動機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)的功率為7kW，轉(zhuǎn)數(shù)為1440r/min，蝸輪軸的轉(zhuǎn)數(shù)為80r/min，載荷平穩(wěn)，單向傳動。帶 傳 動

思 考 題

12-1 帶傳動主要類型有哪些？各有什么特點？ 12-2 影響帶傳動工作能力的因素有哪些？ 12-3 帶速為什么不宜太高也不宜太低？

12-4 帶傳動中的彈性滑動和打滑是怎樣產(chǎn)生的？對帶傳動有何影響？ 12-5 帶傳動的主要失效形式是什么？設(shè)計中怎樣考慮？ 12-6 為什么帶傳動通常布置在機(jī)器的高速級？

12-7 帶傳動在什么情況下才會發(fā)生打滑？打滑通常發(fā)生在大帶輪上還是小帶輪上？剛開始打滑前，緊邊拉力與松邊拉力有什么關(guān)系？ 12-8 何謂滑動率？滑動率如何計算？ 12-9 帶傳動中帶為何要張緊？如何張緊？

12-10 為何V帶輪的輪槽角要小于400？為什么帶輪的基準(zhǔn)直徑越小，輪槽槽角就越?。?12-13 試分析帶傳動中參數(shù)?

1、D1、i和a的大小對帶傳動的影響。

12-14 試分析比較普通V帶、窄V帶、多楔帶、同步齒形帶和高速帶傳動的特點和應(yīng)用范圍。

習(xí)題

12-1 一普通V帶傳動，已知帶的型號為A，兩輪基準(zhǔn)直徑分別為150 mm和400 mm，初定中心距a = 4500 mm，小帶輪轉(zhuǎn)速為1460 r/min。試求：(1)小帶輪包角；(2)選定帶的基準(zhǔn)長度Ld；(3)不考慮帶傳動的彈性滑動時大帶輪的轉(zhuǎn)速；(4)滑動率? =0.015時大帶輪的實際轉(zhuǎn)速；(5)確定實際中心距。12-2 題12-1中的普通V帶傳動用于電動機(jī)與物料磨粉機(jī)之間，作減速傳動，每天工作8小時。已知電動機(jī)功率P = 4 kW，轉(zhuǎn)速n1=1460 r/min，試求所需A型帶的根數(shù)。12-3 一普通V帶傳動傳遞功率為P = 7.5 kW，帶速??= 10 m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即F1=2F2，試求緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力。12-4 設(shè)計一破碎機(jī)用普通V帶傳動。已知電動機(jī)額定功率為P = 5.5 kW，轉(zhuǎn)速n1= 1440 r/min，從動輪為n2= 600 r/min，允許誤差±5%，兩班制工作，希望中心距不超過650 mm。12-5 在例題12-1中，已知大帶輪軸的直徑d = 50 mm，試確定大帶輪的材料、各部分尺寸并繪制工作圖。鏈 傳 動

思 考 題

13-1 與帶傳動相比，鏈傳動有哪些優(yōu)缺點？

13-2 滾子鏈?zhǔn)侨绾螛?gòu)成的？其最主要的參數(shù)是什么？對傳動有何影響？ 13-3 為什么一般鏈節(jié)數(shù)選偶數(shù)，而鏈輪齒數(shù)多取奇數(shù)？

13-4 鏈傳動中為什么小鏈輪的齒數(shù)不宜過少？而大鏈輪的齒數(shù)又不宜過多？ 13-5 何謂鏈傳動的多邊形效應(yīng)？如何減輕多邊形效應(yīng)的影響？ 13-6 在什么條件下鏈傳動瞬時傳動比為恒定？此時鏈速是否也恒定？ 13-7 鏈傳動的緊邊拉力和松邊拉力各由哪幾部分組成？ 13-8 簡述滾子鏈傳動的主要失效形式和原因。13-9 簡述滾子鏈傳動的布置、潤滑和張緊要點。13-10 簡述齒形鏈傳動的特點。

習(xí)題

a 13-1 在如圖所示鏈傳動中，小鏈輪為主動輪，中心距a =(30～50)p。問在圖a、b所示布置中應(yīng)按哪個方向轉(zhuǎn)動才合理？兩輪軸線布置在同一鉛垂面內(nèi)（圖c）有什么缺點？應(yīng)采取什么措施？

a）

b）

c）

題圖13-1

13-2 當(dāng)其它條件相同時，試比較下列兩種鏈傳動設(shè)計方案的運動不均勻性和附加動載荷，哪一種較好？為什么？（１）p = 15.875 mm，z1=31；（２）p = 31.75 mm，z1=15。13-3 一單排滾子鏈傳動，鏈輪齒數(shù)z1=

21、z2=

53、鏈型號為10A、鏈長Lp=100節(jié)。試求兩鏈輪的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑以及傳動的中心距。13-4 題13-3中，小鏈輪為主動輪，n1= 600 r/min，載荷平穩(wěn)，試求：（1）此鏈傳動能傳遞的最大功率；（2）工作中可能出現(xiàn)的失效形式；（３）應(yīng)采用何種潤滑方式。13-5 設(shè)計一往復(fù)式壓氣機(jī)上的滾子鏈傳動。已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速n1=960 r/min，功率P = 3 kW，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速n2=320 r/min，希望中心距不大于650 mm（要求中心距可以調(diào)節(jié)）。13-6 一單排滾子鏈傳動，已知小鏈輪齒數(shù)z1=

17、采用10A滾子鏈、中心距a = 500 mm，水平布置，傳遞功率P = 1.5 kW，主動鏈輪轉(zhuǎn)速n1=130 r/min。設(shè)工作情況系數(shù)KA=1.2，靜力強(qiáng)度安全系數(shù)S = 7，試驗算此鏈傳動。軸

思 考 題

14-1 軸的功用是什么？

14-2 什么是傳動軸、心軸、轉(zhuǎn)軸，他們的區(qū)別是什么？

14-3 分析一下自行車的前軸、中軸和后軸的受載情況，他們各屬于什么軸？ 14-4 軸的一般設(shè)計步驟是什么？ 14-5 軸的常用材料有那些？

14-6 為什么當(dāng)軸的剛度不夠時，選用合金鋼來代替普碳鋼效果不明顯？ 14-7 彎扭合成強(qiáng)度計算時，折算系數(shù)的意義是什么？ 14-8 在什么情況下要作軸的剛度計算？

習(xí)題

14-1 有一臺水泵，由電動機(jī)驅(qū)動，傳遞的功率P=4.5kW，軸的轉(zhuǎn)速n=960 r/min，設(shè)計時，軸材料采用45號鋼，試按強(qiáng)度要求計算出軸所需的最小直徑。14-2 已知一傳動軸直徑d=32mm，轉(zhuǎn)速n=1440 r/min，如果軸上的扭切應(yīng)力不允許超過50

N/mm2，問此軸能傳遞多少功率？ 14-3 在圖示軸的結(jié)構(gòu)圖中存在多處錯誤，請指出錯誤點，說明出錯原因，并加以改正。

題圖14-3 14-4 如圖所示單級直齒圓柱齒輪減速器，用電機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)的功率P=12kW，轉(zhuǎn)速n=1470r/min，齒輪的模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=19，z2=72，若支承間跨距l(xiāng)=180mm（齒輪位于中央），軸材料為45號鋼調(diào)質(zhì)。試計算減速器輸出軸的最小直徑，并進(jìn)行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計。

題圖14-4 滑動軸承

思 考 題

15-1 滑動軸承的性能特點有哪些？主要的應(yīng)用場合有哪些？ 15-2 滑動軸承的主要結(jié)構(gòu)型式有哪幾種？各有什么特點？

15-3 軸承材料應(yīng)具備哪些性能？是否存在著能同時滿足這些性能的材料？ 15-4 非液體潤滑軸承的設(shè)計依據(jù)是什么？限制p和pv的目的是什么？

15-5 液體動壓潤滑的必要條件是什么？敘述向心滑動軸承形成動壓油膜的過程？ 15-6 找出一滑動軸承應(yīng)用實例，確定滑動軸承類型，分析其特點和采用滑動軸承的原因。

習(xí)

題

15-1 有一滑動軸承，軸轉(zhuǎn)速n =650r/min，軸頸直徑d =120mm，軸承上受徑向載荷F =5000N，軸瓦寬度B =150mm，試選擇軸承材料，并按非液體潤滑滑動軸承校核。15-2 現(xiàn)有一非液體潤滑徑向滑動軸承，軸頸直徑d=100mm，軸瓦寬度B=100mm，轉(zhuǎn)速n=1200r/min，軸承材料ZChPbSb 16-16-2，試問該軸承能承受多大的徑向載荷？ 15-3 已知一推力軸承，其軸頸結(jié)構(gòu)為空心，大徑d0 =120mm，內(nèi)徑d1 =90mm，轉(zhuǎn)速n =300r/min，軸瓦材料為青銅，試求該軸承能承受多大軸向載荷？滾動軸承

思 考 題

16-1 在機(jī)械設(shè)計中，選擇滾動軸承類型的原則是什么？一般優(yōu)先選用什么類型的軸承？ 16-2 滾動軸承的代號由幾部分組成？基本代號又分幾項內(nèi)容？基本代號中各部分代號是如何規(guī)定的？ 16-3 滾動軸承的應(yīng)力特性和主要失效形式是什么？

16-4 什么是滾動軸承的基本額定壽命？什么是滾動軸承的基本額定動載荷？ 16-5 當(dāng)量動載荷的意義和用途是什么？如何計算？

16-6 滾動軸承壽命計算一般式是什么？考慮溫度系數(shù)、載荷系數(shù)、可靠性系數(shù)后的計算公式是什么？ 16-7 何時要進(jìn)行滾動軸承的靜載荷計算？ 16-8 滾動軸承裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮哪些問題？ 16-9 自行車前后輪采用的是何種軸承？有什么結(jié)構(gòu)特點？

習(xí)

題

16-1 試說明以下滾動軸承的類型、內(nèi)徑尺寸、精度：6210、7207C/P5、N208、31306、51205。16-2 有一深溝球軸承，受徑向載荷Fr=8000N，常溫下工作，載體平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速n =1440r/min，要求設(shè)計壽命Lh =5000h，試計算此軸承所要求的額定動載荷。16-3 根據(jù)設(shè)計要求，在某一軸上安裝一對7000C軸承（如圖所示），已知兩個軸承的徑向載荷分別是：Fr1=1000N，F(xiàn)r2=2060N，外加軸向力Fa=880N，軸頸d=40mm，轉(zhuǎn)速n =5000r/min，常溫下運轉(zhuǎn)，有中等沖擊，預(yù)期壽命Lh=2000小時，試選擇軸承型號。

題圖16-3

聯(lián)軸器、離合器及制動器

思 考 題

17-1 什么是剛性聯(lián)軸器？什么是彈性聯(lián)軸器？兩者有什么區(qū)別？ 17-2 固定式剛性聯(lián)軸器與可移式剛性聯(lián)軸器的主要區(qū)別是什么？ 17-3 可移式剛性聯(lián)軸器與彈簧聯(lián)軸器的異同點是什么？

17-4 參照機(jī)械設(shè)計手冊，進(jìn)一步了解聯(lián)軸器、離合器和制動器的主要參數(shù)。17-5 拆解自動車上的超越離合器，繪出工作簡圖。

17-6 觀察、分析各種自動車上的制動器和制動系統(tǒng)，繪制出三種以上的制動系統(tǒng)原理簡圖。

習(xí)

題

17-1 電動機(jī)與水泵之間用聯(lián)軸器聯(lián)接，已知電動機(jī)功率P=11kW,轉(zhuǎn)速n=960r/min，電動機(jī)外伸軸端直徑d1=42mm，水泵軸的直徑為d’=38mm，試選擇聯(lián)軸器類型和型號。17-2 由交流電動直接帶動直流發(fā)電機(jī)供應(yīng)直流電。已知所需最大功率P = 18～20kW，轉(zhuǎn)速n =3000r/min，外伸軸軸徑d=45mm。（1）試為電動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間選擇一種類型的聯(lián)軸器，并說明理由；（2）根據(jù)已知條件，定出型號。彈 簧

思 考 題

18-1 常用彈簧的類型有哪些？各用在什么場合？

18-2 對制造彈簧的材料有身哪些主要要求？常用的材料有哪些？

18-3 設(shè)計彈簧時為什么通常取彈旋繞比C為4～16？彈簧旋繞比C的含義是什么？ 18-4 彈簧剛度kp的物理意義是什么？彈簧剛kp與哪些因素有關(guān)？ 18-5 什么是彈簧的特性曲線？它與彈簧的剛度有什么關(guān)系？

18-6 圓柱螺旋拉，壓彈簧受載后，彈簧絲截面上受有哪些載荷？各產(chǎn)生什么樣的應(yīng)力？ 18-7 圓柱螺旋拉，壓彈簧的彈簧絲最先損壞的一般是內(nèi)側(cè)還是外側(cè)？為什么？ 18-8 當(dāng)圓柱螺旋壓縮彈簧有失穩(wěn)可能時，可采用什么防止措施？

習(xí)

題

18-1 已知一壓縮螺旋彈簧的彈簧絲直徑d＝6mm，中徑D2 = 33 mm，有效圈數(shù)n＝10。采用II組碳素彈簧鋼絲，受邊載荷作用次數(shù)在103-105次。求：1）允許的最大工作載荷及變形量；2）若端部采用磨平端支承圈結(jié)構(gòu)時（圖18-8a），求彈簧的并緊高度Hs和自由高度H 0；3）驗算彈簧的穩(wěn)定性。18-2 試設(shè)計一能承受沖擊載荷的彈簧。已知：F1=40N，F(xiàn)2=240N，工作行程y＝40mm，中間有?30的芯軸，彈簧外徑不大于45mm，材料用碳素彈簧鋼絲II制造。18-3 設(shè)計一壓縮螺旋彈簧。已知：采用d＝8 mm的鋼絲制造，D2=48mm。該彈簧初始時為自由狀態(tài)，將它壓縮40mm后，需要儲能25N.m。求：1）彈簧剛度；2）若許用

２切應(yīng)力為400N/mm時，此彈簧的強(qiáng)度是否足夠？3）有效圈數(shù)n。18-4 試設(shè)計一受靜載荷的壓縮螺旋彈簧。已知條件如下：當(dāng)彈簧受載荷 F1 = 178N時，其長度H1 = 89mm；當(dāng)F2 = 1160N時，H2 = 54mm；該彈簧使用時套在直徑為30mm的芯棒上?，F(xiàn)取材料為碳素彈簧鋼絲，并要求所設(shè)計彈簧的尺寸盡可能小。18-5 一扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧用在760mm的門上。當(dāng)門關(guān)閉時，手把上加4.5N的推力才能把門打

2?開。當(dāng)門轉(zhuǎn)到180后，手把上的力為13.5N。若材料的許用力[?]?1100N/mm。求：1）該彈簧的彈簧絲直徑d和平均直徑D2；2）所需的初始角變形；3）彈簧的工作圈數(shù)。

題圖18-5 機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計

思 考 題

19-1 傳動系統(tǒng)與工作機(jī)的作用有何不同？是否所有的機(jī)器都有傳動系統(tǒng)？ 19-2 選擇傳動類型的基本原則是什么？

19-3 選擇傳動路線的主要依據(jù)是什么？是否根據(jù)工作機(jī)的多少確定？ 19-4 布置傳動機(jī)構(gòu)順序時，應(yīng)考慮哪些因素？

19-5 自行車鏈傳動的主動大鏈輪齒數(shù)z1 = 48，小鏈輪齒數(shù)z2 = 18，車輪直徑為28英寸（D

= 711.2mm）。試問：

（1）自行車為什么采用增速傳動？能否采用帶傳動？為什么？（2）自行車行走1公里時，車輪、大鏈輪和小鏈輪各要轉(zhuǎn)幾圈？

19-6 給出五種把回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的機(jī)構(gòu)，畫出機(jī)構(gòu)運動簡圖并說明其特點。

習(xí)題

19-1 圖示為一運輸機(jī)的傳動方案，試分析該方案中各級傳動安排有何不合理之處，并畫出正確的傳動方案圖。

1-電動機(jī)；2-鏈傳動； 3-齒輪減速器；4-帶傳動；5-工作機(jī) 題圖19-1

19-2 立式攪拌機(jī)由電動機(jī)遠(yuǎn)距離傳動，連續(xù)工作，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速n = 40 r/min，電動機(jī)轉(zhuǎn)速nd = 1440 r/min，功率P = 5.5 kW。試設(shè)計兩種以上傳動方案，并作比較。

1 1-電動機(jī)；2-攪拌機(jī) 題圖19-2

19-3 圖示為一螺旋推力機(jī)傳動裝置，已知電動機(jī)功率Pd = 5.5 kW，轉(zhuǎn)速n = 1440 r/min，各齒輪齒數(shù)z1=26，z2=156，z3=22，z4=55，螺桿螺距P = 6 mm，取工作機(jī)效率?w=0.82（包括螺旋傳動和軸承效率），滾動軸承效率?承=0.98，聯(lián)軸器效率?聯(lián)=0.99，試求：

（1）傳動裝置的運動和動力參數(shù)；（2）螺旋的推力F；

（3）被推物料的移動速度??；

（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，分析該傳動方案是否合適，并另外提出三種傳動方案（其中包括一種不用螺旋機(jī)構(gòu)的推力機(jī)方案）。

z2 z3 z1 z4 題圖19-3

第三篇：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)習(xí)題答案.

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)(第七版)陳云飛 盧玉明主編課后答案 chapter1 1-1 什么是運動副？高副與低副有何區(qū)別？ 答：運動副：使兩構(gòu)件直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對運動的連接。平面低副－ 凡是以面接觸的運動副，分為轉(zhuǎn)動副和移動副；平面高副－以點或線相接觸的運動副。1-2 什么是機(jī)構(gòu)運動簡圖？它有什么作用？ 答：用簡單的線條和符號代表構(gòu)件和運動副，并按比例定出各運動副位置，表示機(jī)構(gòu)的組成 和傳動情況。這樣繪制出的簡明圖形就稱為機(jī)構(gòu)運動簡圖。作用： 機(jī)構(gòu)運動簡圖不僅能表示出機(jī)構(gòu)的傳動原理，而且還可以用圖解法求出機(jī)構(gòu)上各 有關(guān)點在所處位置的運動特性（位移，速度和加速度）。它是一種在分析機(jī)構(gòu)和 設(shè)計機(jī)構(gòu)時表示機(jī)構(gòu)運動的簡便而又科學(xué)的方法。1-3平面機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件是什么？ 答：機(jī)構(gòu)自由度 F>0，且與原動件數(shù)相等，則機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間的相對運動是確定的；這就是機(jī) 構(gòu)具有確定運動的條件。（復(fù)習(xí)自由度 4 個結(jié)論 P17）chapter2 2-1 什么是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性和死點位置？ 答：急回特性：曲柄等速回轉(zhuǎn)的情況下，搖桿往復(fù)運動速度快慢不同，搖桿反行程時的平均 擺動速度必然大于正行程時的平均擺動速度，此即急回特性。死點位置：搖桿是主動件，曲柄是從動件，曲柄與連桿共線時，搖桿通過連桿加于曲柄 的驅(qū)動力 F 正好通過曲柄的轉(zhuǎn)動中心，所以不能產(chǎn)生使曲柄轉(zhuǎn)動的力矩，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點位置。即機(jī)構(gòu)的從動件出現(xiàn)卡死或運動不確定的 現(xiàn)象的那個位置稱為死點位置（從動件的傳動角）。chapter3 3-2 通常采用什么方法使凸輪與從動件之間保持接觸？ 答：力鎖合：利用重力、彈簧力或其他外力使從動件與凸輪輪廓始終保持接觸。形鎖合：利用高副元素本身的幾何形狀使從動件與凸輪輪廓始終保持接觸。3-3 什么叫剛性沖擊和柔性沖擊？用什么方法可以避免剛性沖擊？ 答：剛性沖擊：從動件在運動開始和推程終止的瞬間，速度突變?yōu)榱?，理論上加速度為無窮 大，產(chǎn)生無窮大的慣性力，機(jī)構(gòu)受到極大的沖擊，稱為剛性沖擊。柔性沖擊：當(dāng)從動件做等加速或等減速運動時，在某些加速度突變處，其慣性力也隨之 有限突變而產(chǎn)生沖擊，這種由有限突變而引起的沖擊比無窮大慣性力引起的 剛性沖擊輕柔了許多，故被稱為柔性沖擊。避免剛性沖擊的方法：為了避免剛性沖擊，常將這種運動規(guī)律已知的運動開始和終止兩 小段加以修正，使速度逐漸升高和逐漸降低。讓從動件按正弦加速度運動（既 無剛性運動，也無柔性沖擊）chapter4 4-1 棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)及不完全齒輪機(jī)構(gòu)各有何運動特點？是舉出應(yīng)用這些間歇運動機(jī)構(gòu) 的實例。答：槽輪機(jī)構(gòu)特點： 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，常用于只要求恒定旋轉(zhuǎn)角的分度機(jī)構(gòu)中；停歇 運動主要依靠槽數(shù)和圓柱銷數(shù)量（運動系數(shù)）應(yīng)用: 應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高，要求間歇轉(zhuǎn)動的裝置中。如：電影放映機(jī) 自動傳送 鏈裝置 紡織機(jī)械 棘輪機(jī)構(gòu)特點：這種有齒的棘輪其進(jìn)程的變化最少是 1 個齒距，且工作時有響聲。應(yīng)用：起重機(jī)絞盤 牛頭刨床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 計數(shù)器 不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點：普通齒輪傳動，不同之處在于輪齒不布滿整個圓周。主動輪上的 鎖住弧與從動輪上的鎖住弧互相配合鎖住，以保證從動輪停歇在 預(yù)定位置上。應(yīng)用：各種計數(shù)器 多工位自動機(jī) 半自動機(jī) chapter6 6-1 設(shè)計機(jī)械零件時應(yīng)滿足哪些基本要求？ 答：足夠的強(qiáng)度和剛度，耐摩擦磨損，耐熱，耐振動（衡量機(jī)械零件工作能力的準(zhǔn)則）。6-2 按時間和應(yīng)力的關(guān)系，應(yīng)力可分為幾類？實際應(yīng)力、極限應(yīng)力和許用應(yīng)力有什么不同？ 答：隨時間變化的特性，應(yīng)力可分為靜應(yīng)力和變應(yīng)力兩類。許用應(yīng)力：是設(shè)計零件時所依據(jù)的條件應(yīng)力。[σ] 極限應(yīng)力:零件設(shè)計時所用的極限值，為材料的屈服極值。實際應(yīng)力: 零件工作時實際承受的應(yīng)力。（靜應(yīng)力下：[σ] = σS /s [σ] = σB /s s= s1 s2 s3）6-4 指出下列符號各表示什么材料： Q235、35、65Mn、20CrMnTi、ZG310-570、HT200.Q235：屈服強(qiáng)度為 235，抗拉強(qiáng)度為 375-460，伸長率為：26%的普通碳素鋼。35：優(yōu)質(zhì)碳素鋼（數(shù)字表示碳的平均含量）65Mn;優(yōu)質(zhì)碳素鋼，平均含碳量為 0.65%，含 Mn 量約為 1%。20CrMnTi：合金鋼，含碳量 0.20%，平均含 Cr，Mn，Ti 量約為 1%。ZG310-570：屈服強(qiáng)度為 310MPa，抗拉強(qiáng)度為 570MPa 伸長率為 15%，硬度為：40-50HRC 的 鑄鋼 HT200：抗拉強(qiáng)度為 200，硬度為 170-241HBS 的灰鑄鐵。6-5 在強(qiáng)度計算時如何確定許用應(yīng)力？ 答：許用應(yīng)力的確定通常有兩種方法： 1.查許用應(yīng)力表：對于一定材料制造的并在一定條件下工作的零件，根據(jù)過去機(jī)械制造的 實踐與理論分析，將他們所能安全工作的最大應(yīng)力制成專門的表格。這種表格簡單，具體，可靠，但每一種表格的適用范圍較窄。2.部分系數(shù)法：以幾個系數(shù)的乘積來確定總的安全系數(shù) S1——考慮計算載荷及應(yīng)力準(zhǔn)確性的系數(shù)，一般 s1=1-1.5。S2——考慮材料力學(xué)性能均勻性的系數(shù)。S3——考慮零件重要程度的系數(shù)。6-8-各代表什么？

-1。-1 ：對稱循環(huán)變應(yīng)力下，疲勞極限為 2 ：脈動循環(huán)變應(yīng)力下，疲勞極限為 ：靜應(yīng)力下的疲勞極限。

chapter7 7-1 常見的螺栓中的螺紋式右旋還是左旋、是單線還是多線？怎樣判別?多線螺紋與單線螺 紋的特點如何

？ 答：常見的螺栓中的螺紋是右旋、單線。根據(jù)螺旋線繞行方向科判別右旋與左旋；根據(jù)螺旋 線的數(shù)目可判別單線還是多線。特點：單線螺紋的螺距等于導(dǎo)程，多線螺紋的導(dǎo)程等于螺距與線數(shù)的乘積；單線螺紋由于其 螺旋升角較小，用在螺紋的鎖緊，多線螺紋由于其螺紋升角較大，用于傳遞動力和運動。7-2 螺紋主要類型有哪幾種？說明他們的特點及用途。答：機(jī)械制造中主要螺紋類型：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、半圓形螺 紋。三角形螺紋：a.普通螺紋：特點為抗拉強(qiáng)度較高，連接自鎖作用也較可靠，一般適用于 薄壁零件及受沖擊零件的連接。b.管螺紋（半圓形螺紋）：特點為螺紋深度較淺，是專門用來連接管子的。矩形螺紋： 特點為刨面呈矩形、螺母與螺桿對中的精度較差以及螺紋根部強(qiáng)度較弱等缺 點；沒有自鎖。梯形螺紋：特點為刨面為梯形，效率較矩形螺紋低，沒有自鎖。多用于車床絲桿等傳動 螺旋及起重螺旋中。鋸齒形螺紋：效率較矩形螺紋略低，強(qiáng)度較大，沒有自鎖。在受載很大的起重螺旋及螺 旋壓力機(jī)中常采用。（三角形螺紋用于連接；鋸齒、梯形、矩形用于傳動。）7-3 螺旋副的效率與哪些參數(shù)有關(guān)？各參數(shù)變化大小對效率有何影響？螺紋牙型角大小對 效率有何影響？ 答：

為升角，ρ為摩擦角

當(dāng)摩擦角不變時，螺旋副的效率是升角的函數(shù)。牙型角變小，效率變大；牙型角變大，效率變小。（舉例矩形螺紋變?yōu)槿切温菁y）7-4 螺旋副自鎖條件和意義是什么？常用鏈接螺紋是否自鎖？ 答：自鎖條件：（一般情況：越小，自鎖性能愈好）：螺紋升角 ρ：當(dāng)量摩擦 角。意義 ：不加支持力 F，重物不會自動下滑。即螺旋副不會自動松脫，當(dāng)擰緊螺母時，螺旋副的效率總是小于 50%。常用鏈接螺紋自鎖。7-5 在螺紋連接中，為什么采用防松裝置？例舉幾種最典型的防松裝置，會出其結(jié)構(gòu)件圖，說明其工作原理和機(jī)構(gòu)簡圖。答：螺紋連接的自鎖作用只有在靜載荷下才是可靠的，在振動和變載荷下，螺紋副之間會產(chǎn) 3 生相對轉(zhuǎn)動，從而出現(xiàn)自動松脫的現(xiàn)象，故需采用防松裝置。舉例:

（一）利用摩擦力的防松裝置： 原理： 在螺紋間經(jīng)常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小盡可能不隨載荷大小變化。（1）彈簧墊圈: 工作原理：彈簧墊圈被壓平后，利用其反彈力使螺紋間保持壓 緊力和摩擦力（2）雙螺母：工作原理：梁螺母對頂，螺栓始終收到附加壓力和附加摩擦力的 作用。結(jié)構(gòu)簡單，用于低速重載。

（二）利用機(jī)械方法防松裝置： 原理：利用機(jī)械裝置將螺母和螺栓連成一體，消除了它們之間相對轉(zhuǎn)動的可能性。（1）開口銷：開口銷從螺母的槽口和螺栓尾部的孔中穿過，起防松作用。效果 良好。（2）止動墊圈：墊片內(nèi)翅嵌入螺栓的槽內(nèi)，待螺母擰緊后，再將墊片的外翅之 一折嵌于螺母的一個槽內(nèi)。將止動片的折邊，分別彎靠在螺 母和被聯(lián)接件的側(cè)邊起防松作用 7-6 將松螺栓連接合金螺栓連接（受橫向外力和軸向歪理）的強(qiáng)度計算公示一起列出，是比 較其異同，并作出必要的結(jié)論。7-10平鍵鏈接可能有哪些失效形式？平鍵的尺寸如何確定？ 答：失效形式：擠壓破壞和剪切 確定尺寸：按擠壓和剪切的強(qiáng)度計算，再根據(jù)工作要求，確定鍵的種類；再按照軸的直 徑 d 查標(biāo)準(zhǔn)的鍵的尺寸，鍵的長度取 且要比軸上的輪轂短。chapter8 8-2 帶傳動中的彈性滑動和打滑時怎樣產(chǎn)生的？它們對帶傳動有何影響？ 答：彈性滑動：由于帶的緊邊與松邊拉力不等，使帶兩邊的彈性變形不等，所引起的帶與輪 面的微量相對滑動為彈性滑動。彈性滑動是不可避免的，對帶傳動影響不大 打滑：機(jī)器出現(xiàn)過載，摩擦力不能克服從動輪上的阻力矩，帶沿輪面全面滑動，從動輪 轉(zhuǎn)速急劇降低甚至不動，此現(xiàn)象即為打滑，是帶傳動的主要失效形式之一，可避免。8-3 帶傳動中主要失效形式是什么？設(shè)計中怎么樣考慮？ 答： 主要失效形式： 1.張緊力不足導(dǎo)致的打滑； 2.張緊力過大導(dǎo)致的疲勞損壞； 3.疲勞壽命。設(shè)計是必須要考慮：在保證不打滑的情況下（確保工況系數(shù)），帶應(yīng)有一定的疲勞強(qiáng)度 或壽命。chapter9 9-1 齒輪傳動的最基本要求是什么？齒廓的形狀符合什么條件才能滿足上述要求？ 答：基本要求是：傳動比恒定。齒廓的形狀是：漸開線形、擺線形、圓弧齒時滿足上述要求。（齒廓的形狀必須滿足不 論輪齒齒廓在任何位置接觸，過觸點所做齒廓的公法線均須通過節(jié)點。）4 9-2 分度圓和節(jié)圓，壓力角和嚙合角有何區(qū)別？ 答：分度圓：為了便于齒廓各部分尺寸的計算,在齒輪上選擇一個圓作為計算的基準(zhǔn),該 圓稱為齒輪的分度圓.(標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓與節(jié)圓重合且 s=e)標(biāo)準(zhǔn)化的齒輪上壓力角和模數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓稱為分度圓.節(jié)圓：通過節(jié)點的兩圓具有相同的圓周速度，他們之間作純滾動，這兩圓稱為齒輪 的節(jié)圓。分度圓、節(jié)圓區(qū)別：分度圓是齒輪鑄造成立后本身具有的，而節(jié)圓是在兩齒輪運動 嚙合時根據(jù)其速度而確定出來的。壓力角：漸開線上任一點法向壓力的方向線（即漸開線在該點的法線）和該點速度 方向之間的夾角稱為該點的壓力角。嚙合角：過節(jié)點的兩節(jié)圓的公切線，與兩齒廓公法線間的夾角。壓力角、嚙合角區(qū)別：選取點的不同，壓力角的大小也就不同；而只要兩齒輪的大 小確定，則其嚙合角也就隨確定。9-3 一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確嚙合的條件什么？ 答：1.兩齒輪的模數(shù)必須相等

m2 ；

2.兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等

9-4 為什么要限制齒輪的最少齒數(shù)？對于α=20、正常齒制的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，最少齒數(shù) 是多少？ 答：限制最少齒數(shù)是為了保證不發(fā)生根切，要使所設(shè)計齒數(shù)大于不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)，當(dāng) α=20 的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，則 h a =1，則 z min =17。9-12 齒輪輪齒有哪幾種失效形式？開式傳動和閉式傳動的失效形式是否相同？在設(shè)計及使 用中應(yīng)該怎樣防止這些失效？ 答：失效形式有：（1）輪齒折斷（2）齒面膠合（3）齒面磨粒磨損（4）齒面點蝕（5）塑性變形 開式傳動和閉式傳動的失效形式不完全相同： 其中磨損和疲勞破壞主要為開式齒輪傳動 的失效形式；而齒面點蝕和折斷主要為閉式齒輪傳動的失效形式。為了防止輪齒折斷：在設(shè)計時應(yīng)使用抵抗沖擊和過載能力較強(qiáng)的材料。為了避免齒面磨粒磨損：可采用閉式傳動或加防護(hù)罩等； 為了避免輪齒齒面點蝕：應(yīng)使用接觸應(yīng)力較大的材料； 為了防止齒面膠合：必須采用粘度大的潤滑油（低速傳動）或抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油（高速 傳動）。9-13 選擇齒輪材料時，為什么軟齒面齒輪的小齒輪比大齒輪的材料要好些或熱處理硬度要 5 o

高些？ 答：主要由于小齒輪轉(zhuǎn)速高，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多，則壽命較短，為了使大小齒輪的壽命接近，則在材料的選取方面要好些或熱處理要更高些。9-16 在輪齒的彎曲強(qiáng)度計算中，齒形系數(shù) YF 與什么因素有關(guān)？ 答：齒形系數(shù) YF 只與齒形有關(guān)，即與壓力角α，齒頂高系數(shù) ha 以及齒數(shù) Z 有關(guān)。chapter10 10-2 蝸桿傳動的嚙合效率受哪些因素的影響？ 答：蝸桿傳動的嚙合效率為：

tan r，則效率受導(dǎo)程角和當(dāng)量摩擦角的影響。

10-3 蝸桿傳動的傳動比等于什么？為什么蝸桿傳動可得到大的傳動比？ 答：蝸桿傳動傳動比：i=n1/n2 = z2/z1(傳動比與齒數(shù)成反比)因為蝸桿的齒數(shù)可以非常小，小到 z=1，因而可以得到很大的傳動比。10-4 蝸桿傳動中，為什么要規(guī)定 d1 與 m 對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值？ 答：當(dāng)用滾刀加工蝸輪時，為了保證蝸桿與該蝸輪的正確嚙合，所用蝸輪滾刀的齒形及直徑 必須與相嚙合的蝸桿相同，這樣，每一種尺寸的蝸桿，就對應(yīng)有一把蝸輪刀滾，因此規(guī) 定蝸桿分度圓直徑 d 為標(biāo)準(zhǔn)值，且與模數(shù) m 相搭配；其次，蝸輪加工的刀具昂貴，規(guī)定 蝸桿分度直徑 d 為標(biāo)準(zhǔn)值且與模數(shù)相搭配可以減少加工刀具的數(shù)量。10-7 為什么蝸桿傳動常用青銅渦輪而不采用鋼制渦輪？ 答：因為青銅的耐磨性，抗膠合性能及切削加工性能均好，而嚙合處有較大的滑動速度，會 產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦磨損引起熱，使?jié)櫥闆r惡化，青銅的熔點較高，所以用青銅渦輪而不 用鋼制渦輪。10-9 為什么對連續(xù)工作的蝸桿傳動不僅要進(jìn)行強(qiáng)度計算，而且還要進(jìn)行熱平衡計算？ 答：蝸桿傳動由于摩擦損失大，效率較低，因而發(fā)熱量就很大、若熱量不能散逸將使?jié)櫥?的粘度降低，潤滑油從嚙合齒間被擠出進(jìn)而導(dǎo)致膠合。chapter11 11-1 定軸輪系中，輸入軸與輸出軸之間的傳動比如何確定？與主動齒輪的齒數(shù)有何關(guān)系？ 如何判定輸出軸的轉(zhuǎn)向？ 答： 輪系的總傳動比等于組成該輪系的各對齒輪的傳動比的連成積，其值等于所有從動輪齒 數(shù)的連成積與所有主動輪齒連成積之比。傳動比 判定方向： a.通常規(guī)定若最末從動輪與第一個主動輪的回轉(zhuǎn)方向相同時，傳動比為正號，若兩輪回轉(zhuǎn)方向相反時，則取為負(fù)號 b.若傳動比的計算結(jié)果為正，則表示輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)向相同，為負(fù)則表 示轉(zhuǎn)向相反。c.還可以用畫箭頭標(biāo)志的方法表示轉(zhuǎn)向: 外嚙合的齒輪轉(zhuǎn)向相反,內(nèi)嚙合的 6 齒輪轉(zhuǎn)向相同.chapter12 12-1 心軸與轉(zhuǎn)軸有何區(qū)別？試列舉應(yīng)用的實例。答：心軸只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩，如：裝帶輪和凸輪的軸； 轉(zhuǎn)軸既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩。如：齒輪減速器中的軸，是機(jī)器中最常見的軸。12-4 軸的結(jié)構(gòu)和尺寸與哪些因素有關(guān)？ 答：軸的結(jié)構(gòu)決定因素：載荷及載荷分布、軸上標(biāo)準(zhǔn)件、軸上已確定的零件、軸上零件的裝 配位置及固定方法、軸的加工工藝性、軸上零件的裝配工藝性等。軸尺寸決定因素 ： 軸沿軸向尺寸及形狀是由軸上各零件的相互舉例，尺寸和安裝情況，與軸的制造情況及軸上載荷(彎矩、轉(zhuǎn)矩、軸向力)分布情況等決定的。計算題： 1.已知一對外嚙合的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)分別為 z1=20 z2=80，模數(shù) m=2，計算兩個齒 輪的齒頂圓，齒根圓和分度圓的直徑，以及齒輪傳動的中心距。解：由公式及系數(shù)得： 齒頂圓直徑： d a1

d 齒根圓直徑：

35mm m 分度圓直徑： 中心距：，

第四篇：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)-習(xí)題解答

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》

習(xí)題 解 答

機(jī)械工程學(xué)院

目錄

第0章 緒論-----1 第一章平面機(jī)構(gòu)運動簡圖及其自由度---2 第二章平面連桿機(jī)構(gòu)--------------------------4 第三章 凸輪機(jī)構(gòu)------------------------------6 第四章 齒輪機(jī)構(gòu)-----------------------------8 第五章 輪系及其設(shè)計-----------------------19 第六章 間歇運動機(jī)構(gòu)-----------------------26 第七章 機(jī)械的調(diào)速與平衡-----------------29 第八章 帶傳動-34 第九章 鏈傳動-38 第十章 聯(lián)接----42 第十一章 軸----46 第十二章 滾動軸承--------------------------50 第十三章 滑動軸承-------------------------56 第十四章 聯(lián)軸器和離合器 59 第十五章 彈簧-----------62 第十六章 機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計----------------------------65

第一章平面機(jī)構(gòu)運動簡圖及其自由度

1-1 一個在平面內(nèi)自由遠(yuǎn)東的構(gòu)件有多少個自由度？ [解]有3個自由度。

1-2 在平面內(nèi)運動副所產(chǎn)生的約束數(shù)與自由度有何關(guān)系？ [解] 約束數(shù)+自由度=3 1-3 如何判別有構(gòu)件和運動副組成的系統(tǒng)是否具有確定的相對運動？ [解] 自由度數(shù)=原動件數(shù)

系統(tǒng)無確定的相對運動

自由度數(shù)?原動件數(shù)

系統(tǒng)有確定的相對運動 1-4在計算機(jī)構(gòu)的自由度時應(yīng)注意哪幾個問題？ [解] 復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。

1-5 繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖時，用什么來表示機(jī)構(gòu)和運動副？ [解]用簡單的線條和符號表示構(gòu)件和運動副。

1-6繪制圖1-15所示的機(jī)構(gòu)運動簡圖，并計算其自由度。[解] a)n?3，PL?4，PH?0 F=3?3-2?4=1b)n?4，PL?5，PH?1 F=3?4-2?5?1=1c)n?3，PL?4，PH?0 F=3?3-2?4=1d)n?3，PL?4，PH?0 F=3?3-2?4=1

1-7試計算下列圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出機(jī)構(gòu)中存在的復(fù)合鉸鏈，局部自由度或虛約束。

45第三章 凸輪機(jī)構(gòu)

3-1 從動件的常用運動規(guī)律有哪種？各適用在什么場合？

[解] 1)等速運動規(guī)律，使用于低速、輕載的場合；2）等加速等減速運動規(guī)律，適用于中速、輕載的場合；3）余弦加速度運動規(guī)律（簡諧運動規(guī)律），適用于中、低速；4）正弦加速度運動規(guī)律，適用于高速。

3-2 凸輪機(jī)構(gòu)的常用類型有幾種？選擇凸輪的類型時應(yīng)該考慮哪些因素？

[解] 按凸輪的形狀分：盤形凸輪、移動凸輪和圓柱凸輪；按從動件形狀來分：尖端從動件、滾子從動件和平底從動件；按凸輪與從動件鎖合形式分：力鎖合和幾何鎖合。

選擇凸輪時，應(yīng)考慮凸輪和從動件的相對運動形式 從動件的運動形式等。

3-3 圖解法設(shè)計凸輪時，采用了什么原理？簡單敘述此原理的主要內(nèi)容。[解] 才用反轉(zhuǎn)原理，即給整個機(jī)構(gòu)加上一個反向轉(zhuǎn)動，各構(gòu)件之間的相對運動并不改變，根據(jù)這一原理，設(shè)想給整個凸輪機(jī)構(gòu)加上一反向轉(zhuǎn)動（即加上一個凸輪角速度轉(zhuǎn)向相反、數(shù)值相等繞凸輪回轉(zhuǎn)中心0的角速度（-?）的轉(zhuǎn)動），則凸輪處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，從動件一方面隨機(jī)架以角速度（-?）繞0點轉(zhuǎn)動，另一方面又按給定的運動規(guī)律作往復(fù)移動或擺動。

3-4 何謂凸輪的運動失真？滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)運動時針時，應(yīng)如何

第四章 齒輪機(jī)構(gòu)

4-1 為什么要規(guī)定模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)系列？在直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪，蝸桿蝸輪和直齒圓錐齒輪上何處的模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值？

[解] 為了設(shè)計、制造、檢驗和使用的方便。直齒輪端面模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值；斜齒法面模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值；蝸桿蝸輪中間平面上的模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值；圓錐齒輪大端的模數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值。

4-2 漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有哪幾個？那些是標(biāo)準(zhǔn)的，其標(biāo)準(zhǔn)值是否相同？為什么這些參數(shù)稱為基本參數(shù)？

[解] 基本參數(shù)：齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角?、齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*。其中后四個是標(biāo)準(zhǔn)的，標(biāo)準(zhǔn)值不相同。

4-3 分度圓與節(jié)圓有什么區(qū)別？在什么情況下節(jié)圓與分度圓重合？ [解] 分度圓是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。節(jié)圓是過節(jié)點所作的兩個相切的圓。標(biāo)準(zhǔn)安裝時節(jié)圓與分度圓重合。

4-4 漸開線的形狀取決于什么？若兩個齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別相等，但壓力角不同，他們齒數(shù)不同，他們齒廓漸開線形狀是否相同？一對相嚙合的兩個齒輪，若它們的齒數(shù)不同，他們齒廓的漸開線形狀是否相同？

[解] 取決于基圓的大小。不同。不同。

4-5 何謂齒廓的根切現(xiàn)象？產(chǎn)生根切的原因是什么？是否基圓愈小愈容易發(fā)生根切？根切有什么危害？如何避免根切？

[解] 齒輪齒根的漸開線齒廓被切去的現(xiàn)象為根切現(xiàn)象。原因是展成法加工時，刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的焦點超過了被切極 的。

計算準(zhǔn)則；齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算，針對齒面點蝕；齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算，針對齒根彎曲疲勞折斷。閉式硬齒面齒輪傳動設(shè)計準(zhǔn)則：按彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計；閉式軟齒面齒輪傳動設(shè)計準(zhǔn)則：按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，校核彎曲疲勞強(qiáng)度；開式齒輪傳動設(shè)計準(zhǔn)則：按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計。

4-9 現(xiàn)有A、B兩對閉式軟齒面直齒圓柱齒輪傳動，A對參數(shù)為；模數(shù)m=2mm，齒數(shù)z1=40，z2=90，齒寬b=60mm；B對參數(shù)為：模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=20，z2=45，齒寬b=60mm。兩對齒輪精度為8級，小齒輪轉(zhuǎn)速均為1450r/min，其它條件分別相同。試比較兩對齒輪接觸強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度的高低。

[解] 兩對齒輪接觸強(qiáng)度相同，彎曲強(qiáng)度第二對較高。

4-10 應(yīng)主要根據(jù)哪些因素來決定齒輪的結(jié)構(gòu)型式？常見的齒輪結(jié)構(gòu)型式有哪幾種？它們分別用于何種場合？

[解]

根據(jù)齒輪的幾何尺寸、毛坯材料、加工工藝等決定等決定齒輪結(jié)構(gòu)型式。結(jié)構(gòu)型式：齒輪軸，用于直徑很小的場合；實心結(jié)構(gòu)，用于da?160mm;腹板式結(jié)構(gòu)，用于da?500mm;輪輻式結(jié)構(gòu)，用于400?da?1000mm。4-11 已知一對外嚙合正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪m=2mm，z1=20,z2=45,試計算這對吃亂的分度直徑、齒頂高、齒根高、頂隙、中心距、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、齒距、齒厚和齒槽寬。[解]

d1?2?20?40mmd2?2?45?90mmha?1?2?2mmhf?1.25?2?2.5mmc?2.5?2?0.5mmda1?40?2?2?44mmda2?90?2?2?94mm

df1?40?2?2.5?35mmdf2?90?2?2.5?85mmdb1?40cos20??37.588mmdb2?90cos20??84.572mmp?2??6.28mms?e?3.144-12 已知一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 m=5mm，??20?，z=45，試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。[解]

分度圓 ?=1?5?45sin20?2?38.477 ?=20?基圓 ?=0 ??b=0齒頂圓r1a?2?5?45?5?1?117.5mm cos?112.5cos20?a?117.5?0.8997 ?a?25.88? ?a?117.5sin25.88??51.2884-13 試比較正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓和齒根圓，在什么條件下基圓大于齒根圓？什么條件下基圓小于齒根圓？ [解] db?dcos??mzcos20?df?d?2.5m?m(z?2.5)df?db?m(z?2.5?0.9397z)?m(0.0603z?2.5)由上式可見，當(dāng)齒數(shù)z增大時，（df?db）值亦增大。當(dāng)df?db?0時，得2.5?41.40.0603因此，當(dāng)z?42時，df?db；反之，當(dāng)z?42時，df?db。z=

4-14 試根據(jù)漸開線特性說明一對模數(shù)相等，壓力角相等，但齒數(shù)不等的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其分度圓齒厚、齒頂圓和齒根圓齒厚是否相等，哪個較大。

[解] 分度圓齒厚相等，齒頂圓和齒根圓齒厚不等，因基圓愈小，漸開線愈彎曲，基圓愈大，漸開線愈平直，故齒數(shù)多的齒輪齒頂圓和齒根圓的齒厚大。

4-15 現(xiàn)需要傳動比i=3的一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，有三個壓力角相等的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，它們的齒數(shù)分別為z1=20，z2=z3=60,齒頂圓直徑分別為da1=44mm，da2=124mm，da3=139.5mm，問哪兩個齒輪能用？中心距a等于多少？并用作圖法求出它們的重合度?。[解]

**da1?mz1?2ham?20m?2ham?4

4**da2?mz2?2ham?60m?2ham?124da3?mz3?2hm?60m?2hm?139.5*a*a

解得；齒輪1、2能用。m?2mm，a?80mm。4-16 單級閉式直齒圓柱齒輪傳動中，小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，大齒輪的材料為ZG270—500正火，P=4kw，n1=720r/min，m=4mm，z1=25,z2=73,b1=84mm,b2=78mm,單向傳動，載荷有中等沖擊，用電動機(jī)驅(qū)動，試驗算此單級傳動的強(qiáng)度。

3（2）查許用應(yīng)力[?F]由圖4-23c，?Flim1=185N/mm2；由圖

4-23b，?Flim2=130N/mm2。查表4-6，取SF=1.4，則

185?132.14N/mm21.4130[?F]2??92.85N/mm2

1.4(3)結(jié)論：彎曲強(qiáng)度也滿足。[?F]1?

4-17 已知一對正常齒漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜圓柱齒輪a=250mm,z1=23,z2=98,mn=4mm試計算其螺旋角、端面模數(shù)、端面壓力角、當(dāng)量齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑。[解]

mn(z1?z2)4(23?98)??0.9682a2?250得??14.53?cos?? mt?mn4??4.132mm cos?0.968 tanantan20? tanat???0.376cos? cos14.53? at?20.6?23?25.360.968398 zv1??108.0530.9684 d1??23?95.041mm0.9684 d2??98?404.959mm0.968 da1?95.041?2mn?103.041mm zv1? da2?404.959?2mn?412.959mm df1?95.041?2.5mn?85.041mm df2?404.959?2.5mn?394.959mm

4-18 設(shè)計一對外嚙合圓柱齒輪，已知z1=21,z2=32,mn=2,實際中心距為55mm，問：（1）該對齒輪能否采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動？（2）若采用

51617（1）標(biāo)出輸入軸Ⅰ和中間軸Ⅱ的轉(zhuǎn)向

（2）確定并標(biāo)出齒輪1、2和3的齒輪旋向，要求使Ⅱ軸上所受軸向力盡可能小。

（3）標(biāo)出各個齒輪在嚙合點處所受各分力的方向。（4）畫出Ⅱ軸聯(lián)同齒輪2和3一體的空間受力圖。

[解]（1）輸入軸，中間軸；

（2）輪Ⅰ右旋，輪2左旋，輪3左旋；、（3）如圖；（4）如圖。

4-23 在圖示直齒圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器中，已知錐齒輪m=5mm,z1=25,z2=60,齒寬b=50mm;斜齒輪mn=6mm,z3=21,z4=84。（1）欲使軸Ⅱ上的軸向力在軸承上的作用完全抵消，求斜齒輪3的螺旋角的大小和旋向。（2）

試畫出作用在斜齒輪3和錐齒輪2上的圓周力Ft、徑向力Fr和軸象立Fa的作用線和方向。[解]（1）

Fa2?Fa3即2T12iTtan?cos?1?11tan?dm1d3 得sin??0.1667,??9.6?齒輪3為右旋（3）如圖。

9中兩輪的傳動比是相對角速度之比。

5-6 計算混合輪系傳動比的基本思路是什么？能否通過給整個輪系加上一個公共的角速度（-?H）的方法來計算整個輪系的傳動比？為什么？

[解] 基本思路：（1）區(qū)分基本輪系

（2）分別列出基本輪系的計算公式；

（3）找出基本輪系間的關(guān)系；

（4）聯(lián)立各式，求出要求的傳動比。不能。因為混合輪系不是一個基本周轉(zhuǎn)輪系。5-7 如何從復(fù)雜的混合輪系中劃分出各個基本輪系？ [解] 先找行星輪，再找支持行星輪的系桿及其中心論，則行星輪、系桿、中心輪和基價組成一個周轉(zhuǎn)輪系。重復(fù)上述方法，直至找出所有的周轉(zhuǎn)輪系后，剩余的便是定軸輪系。

5-8 什么樣的輪系可以進(jìn)行運動的合成和分解？ [解] 差動輪系。

5-9 在圖中所示的車床變速箱中，已知各輪齒數(shù)為z1=42,z2=58,z3=38,z4=42,z5=50,z6=48,電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min，若移動三聯(lián)滑移齒輪a使齒輪3’和4’嚙合,又移動雙聯(lián)滑移齒輪b使齒輪5’和6’嚙合，試求此時帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。[解]

??n148?42?583z6z4z2i16??(?1)????1.465n650?38?42z5?z3?z1 則 n6= n11450????989.76r/min-1.4651.4655-10 在圖5-16所示的滾齒機(jī)工作臺的傳動系統(tǒng)中，已知各齒輪的齒數(shù)為z1=15,z2=28,z3=15,z4=55, z9=40，被加工齒輪B的齒數(shù)為2，試計算傳動比i75。[解] iAB?nAzB??72nBzAz1z4z7z915?55z7?40?z2z3z5z828?15z5?1n7z515?55?40???1.09n5z728?15?72又iAB?則i75?

5-11 如圖所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1 = z3,nH=100r/min,n1=20 r/min,試求下列兩種情況下輪3的轉(zhuǎn)速n3：

（1）當(dāng)n3與nH同向時：（2）當(dāng)n1與nH相反時。[解] H(1)i13?n1?nH20?100???1n3?nHn3?100 n3?180r/min 與n1同向n?n20?100H(2)i13?1H???1n3?nHn3?100 n3??220r/min 與n1反向

5-12 在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=30,z2=30,z3=90,z3’=40, z4=30, z4’=40, z5=30,試求此輪系的傳動比i1H。[解] 定軸輪系1-2-3

i13?zn1??3??3 n3z1行星輪系3’-4-4’-5 i3H?5?n3?nHzz30?309?45??n5?nHz3?z4?40?4016n因n5，則i1H?1??1.3125nH

5-13 在圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=24,z2=48, z2’=30,z3=102,z3’=20, z4=40, z5=100。試求該輪系的傳動比i1H。[解] 差動輪系1-2-2’-3-H-6 Hi13?zzn1?nH48?102??23????6.8n3?nHz1z2?24?30定軸輪系3'?4?5?6nz20i53??5??3?????0.2n3?z5100因，n5=nH，則i1H?n1?41.8nH

5-14 在圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=26,z2=32, z2’=22,z3=80,z4=80，又n1=300 r/min，n3=50 r/min兩者轉(zhuǎn)向相反，試求齒輪4的轉(zhuǎn)速n4的大小和方向。

[解]

差動輪系1-2-2’-3

Hi13?zzn1?nH??23n3?nHz1z2?300?nH32?80即????4.48 nH?13.9?50?nH26?22

差動輪系3-2’-4 Hi34?n3?nHz??4n4?nHz3即?50?nH369????n4?nH8020

聯(lián)立二式得 n4?155.97r/min5-15在圖示的大速比減速器中，已知蝸桿1和5的頭數(shù)為1，且均為右旋，3

Hi34?n3?nHz??4n4?nHz3

Hi46?zn4?nHn1?nH9???6??n6?nHn6?nHz4

4求聯(lián)立得ni1H?1?2.08nH

(2)4-5-6-H組成行星輪系

HHi46?i16?zn1?nH9??6??0?nHz44

得 i1H?3.255-17 如圖所示自行車?yán)锍瘫頇C(jī)構(gòu)中，C為車輪軸，P為里程表指針。已知各齒輪數(shù)為：z1=17,z2=23,z4=19，z4’=20, z5=24。設(shè)輪胎受壓變形后使28英寸車輪的有效直徑約為0.7m，當(dāng)車行1km時，表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周。試求齒輪2的齒數(shù)。[解] 定軸輪系1-2 n1z??1n2z2

行星輪系3-4-4’-5(P)-2(H)2i52?1?i52?1?z4??z320?231?1???z5?z424?19114i52z11??i12z2114聯(lián)立二式得 i51? 當(dāng)車行一公里時C軸的轉(zhuǎn)數(shù)為n1?1000轉(zhuǎn)，此時5轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)，??0.7則 i51?得 z2?n5??0.7?n110001000?171??68??0.71145-18 如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1=34,z2=40, z2’=30, z3=18, z3’=38, z1’=24,z4=36，z4’=22。試求該輪系的傳動比iAH，并說明軸A與軸H的轉(zhuǎn)向是否相同。

526上的圓柱銷，使從動盤作間歇運動。

特點：優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)可靠、轉(zhuǎn)位精確，無需專門的定位裝置，易實現(xiàn)工作對動程和動停比的要求。通過適當(dāng)選擇從動件的運動規(guī)律和合理設(shè)計凸輪 的輪廓曲線，可減小動載荷和避免沖擊，以適應(yīng)高速運轉(zhuǎn)的要求。主要缺點是精確度要求較高，加工比較復(fù)雜，安裝調(diào)整比較困難。

6-5 不完全齒輪機(jī)構(gòu)與普通齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合過程有何異同點？

[解]

在不完全齒輪機(jī)構(gòu)中，主動輪1連續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)輪齒進(jìn)入嚙合時，從動輪2開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)輪1上的輪恥退出嚙合時，由于兩輪的凸、凹鎖止弧的定位作用，齒輪2可靠停歇，從而實現(xiàn)從動齒輪2的間歇轉(zhuǎn)動。而普通齒輪嚙合是連續(xù)的，從動輪的運動也是連續(xù)的。

6-6 設(shè)計一外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)，已知棘輪的模數(shù)m=10mm，棘輪的最小轉(zhuǎn)角?max?12?，試設(shè)計該棘輪機(jī)構(gòu)。

[解]

棘輪最小齒數(shù)

z?360??max?30?

齒頂圓直徑

D=mz=300mm

周節(jié)

P=m?=10?=7.5mm

齒槽夾角

??60?

齒項厚

h=0.75m=7.5mm

棘爪長度

L?2P=62.8mm 6-7 某自動機(jī)床工作轉(zhuǎn)臺要求有6個工作位置，轉(zhuǎn)臺靜止時完成加工工序，最長的工序時間為5s，原動機(jī)轉(zhuǎn)動速度為720r/min，槽輪與撥盤之間的中心距a?200mm,試設(shè)計此槽輪機(jī)構(gòu)。

8297-5 機(jī)械平衡的目的是什么？ [解]

目的：完全或部分地消除慣性力的影響，減小或消除附加的動壓力，減輕有害的機(jī)械振動。7-6 機(jī)械平衡有哪幾類？ [解] 機(jī)械平衡可以分為回轉(zhuǎn)件的平衡和機(jī)構(gòu)的平衡兩類。

7-7剛性回轉(zhuǎn)的動平衡和靜平衡，而動平衡不僅是慣性力平衡，而且要慣性力矩也平衡。[解]

靜平衡條件：慣性力的合力等于零。動平衡條件：慣性力的合力偶矩都等于零。7-8 為什么要進(jìn)行平衡試驗平衡試驗有哪幾種？ [解] 雖然經(jīng)過平衡計算的回轉(zhuǎn)件在理論上是完全平衡的，但由于制造和安裝誤差及材質(zhì)不均勻等原因，還會存在不平衡現(xiàn)象，這種不平衡現(xiàn)象只能用試驗的方法來進(jìn)一步平衡。平衡試驗有靜平衡試驗和動平衡試驗兩種。

7-9 為什么設(shè)計一個剛性回轉(zhuǎn)件時要確定它的不平衡量？ [解]

回轉(zhuǎn)件通過試驗后可將不平衡慣性力以及其引起的動力效應(yīng)減小到相當(dāng)?shù)偷某潭?，但回轉(zhuǎn)件一般不可能達(dá)到完全平衡。在實際工作中

1323334打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動。打滑是可以避免的，而彈性華東是不可避免的。

8-5 帶傳動的失效形式有：①打滑；②疲勞破壞。

設(shè)計準(zhǔn)則：保證帶傳動不發(fā)生打滑的前提下，充分發(fā)揮帶傳動的能力，使傳動具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。

8-6 為什么V帶剖面的楔角為40?，而帶輪的槽角則為32?、34?、36?及38?？ [解]

由于帶在帶輪上彎曲時要產(chǎn)生橫向的楔角邊小。

8-7 已知帶傳動的功率為7.5kW,平均帶速為10m?s?1，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，試求緊邊拉力、有效工作拉力及初拉力。[解] FV1000?7.5,F??750N100010F?F1?F2?F2 P?F0?F1?F2?1125N

則F1?2F?1500N8-8 一V帶傳動，已知兩帶輪的直徑 分別為125mm和315mm，中心距為600mm，小帶輪為主動，轉(zhuǎn)速為1440r?min?1。試求：（1）小帶輪的包角；（2）帶長；（3）不考慮帶傳動的彈性滑動時大帶輪的轉(zhuǎn)速；（4）滑動率為0.015時大帶輪的實際轉(zhuǎn)速。[解]

D2?D1?57.3??161.85?aD2?D1(D2?D1)2(2)L??()?2a??1905.8mm24a D1125(3)n2?n1?1440??571.4r/minD2315(1)?1?180??(4)n2?n1D1(1??)?562.86r/minD28-9 設(shè)計一作減速傳動的普通V帶傳動，每天工作8h，載荷較平穩(wěn)，已知電動功率為5kW，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r?min?1，從動帶輪的輸出轉(zhuǎn)速為650r?min?1。[解](1)確定計算功率Pca?KAP?5kw其中KA?1(表8?3)（2）選擇帶的型號為A型。（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑由表8-4，取D1?90mm，設(shè)滑動率?=0.02，得D2?n11440D1(1??)??90?0.98?195.4mmn2650由表8?4，取D2?200mm。（4）驗算帶速?D1n1??90?1440v=??6.78m/s60?100060?1000在5?25m/s范圍內(nèi)，所以帶速合適。（5）確定中心距?和帶的基準(zhǔn)長度Ld初選中心距?0?450mm,符合 0.7（D1+D2）

由式（8-1）得帶長2（D1-D2）3.14(200?90)L=2a0?（D1+D2）+?2?450??(90?200)??1362mm24a022?450?由表8?2對工A型帶選用基準(zhǔn)長度Ld?1400mm,然后計算實際中心距，由式（8-34）得a=450+(1400-1362)?469mm2中心距變動范圍：amin?469?0.015?1400?448mmamax?469?0.015?1400?490mm(6)小帶輪包角a1?180???180??D1-D2?57.3?a200?90?57.3??166.5??120?469(7)確定帶的根數(shù)z因D1?90mm,i?D2?3.62D1(1??)n1?1440r/min,查表8?5得P0?1.07kw查表8?6得?P0?0.17kw因?1?166.5?查表8?7Ka?0.958因Ld?1400mm,查表8?8得KL?0.96由式（8-37）得pca5z=??4.38(P0+?P0)KaKL(1.07?0.17)?0.958?0.96取z?5根。(8)確定初拉力查表8?1，q?0.10kg?m?1,并由式（3-380得單根普通V帶的處拉力為500pca2.5F0?(?1)?qv2zvka500?52.5?(?1)?0.1?6.7825?6.780.958?123.3N?(9)計算壓軸力由式（8-39）得壓軸力為FQ?2zF0sin(?/2)?2?5?123.3?sin(166.52)?1224.5N

(10)帶傳動的結(jié)構(gòu)設(shè)計。略。-38后，套筒和滾子都被磨薄而且中心偏移，這時鏈與輪齒實際嚙合的節(jié)距將增大，因而分度圓的直徑也增大。鏈輪齒數(shù)越多，分度圓直徑的增量就越大，所以鏈節(jié)越向外移，因而鏈從鏈輪上脫落下來的可能性也就越大，鏈的使用壽命也就越短，因此通常限制大鏈輪的齒數(shù)z2?120。

9-6 一滾子鏈傳動，鏈輪z1=23,z2=63,鏈條型號為08A，鏈長Lp=100節(jié)。試求連鏈輪的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑及中心距。[解] d1?d2?P12.7??93.27??180180sin()sin()z123P?sin(180z2)?12.7?sin(180)63?254.79mm

??z1?z2z1?z22z2?z12?P?(L?)?(L?)?8()? ?PP4?222??12.7?402?2??(100?43)?(100?43)?8()?4?2???352.6mm9-7 設(shè)計一滾子鏈傳動。已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速n1=960r?min?1,試確定大、小鏈輪齒數(shù)、鏈條節(jié)距、傳動中心距、鏈節(jié)數(shù)以及作用在鏈輪軸上的壓力。[解] 1.選擇鏈輪的齒數(shù)

設(shè)V=3?8m?s?1，由表9-5取小鏈齒輪數(shù)z1=67，所以大鏈輪數(shù)z2=iz1=3.2?21=67.2，取z2=67。2．初步確定中心距

?0?40p

3.鏈條節(jié)數(shù)

08.選擇潤滑方式

按p=15.875mm,v=5.34ms-1, 由圖9-15查得應(yīng)采用油浴或飛濺潤滑。

9．計算壓軸力FQ

由式（9-15），F(xiàn)Q=KQF，取KQ=1.15

4?749N 5.34FQ?KQF?1.15?749?861.4NF?1000P/v?100?10．鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 略。

2因數(shù)越多，效率越高。當(dāng)量摩擦角?v，在摩擦因數(shù)一頂?shù)那闆r下，牙型斜角?越大，則當(dāng)量摩擦角?v越大，效率越低，自鎖性能越好，所以在螺旋傳動中，為了提高效率，采用牙型斜角?小的螺紋，如矩形螺紋、梯形螺旋傳動中，為了提高效率，采用了提高自鎖性能，應(yīng)采用牙型斜角大的螺紋，如三角形螺紋。

10-7 螺紋副的自鎖條件是什么？

[解]

螺紋副的自鎖條件為

???v

10-8 如圖10-40 所示為某機(jī)構(gòu)上拉桿頭用普通粗牙螺紋聯(lián)接。已知拉桿所受最大載荷Q=10kgN，載荷平穩(wěn)拉桿桿頭的材料為Q235，試確定拉桿螺紋直徑。

[解]

松螺栓聯(lián)接設(shè)計公式

d1?4F?????s240?171.42MPa 1.4Q235鋼，表10?5，?s?240MPa松螺紋設(shè)計公式

n4?10000則d1??8.62mm?171.42由表10?3得選用M12的螺桿。表10?6，?????10-9 如圖10-41所示為一螺栓聯(lián)接，螺栓的個數(shù)為2，螺紋為M20，許用cw為.2，試計算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷FR。[解] 每個螺栓的預(yù)緊力

4[解] 構(gòu)件2按箭頭方向轉(zhuǎn)動5圈時，構(gòu)件2向右移動 L2=5SA=20mm

螺母3向左移動L=5mm，L

2說明螺旋副B與螺旋副A旋向相同，皆為右旋。則

L?

?5?2?（SB-SA）=（SB-SA）2?2?LSB-SA??1 SB?SA?1?5mm5

第十一章 軸

11-1 軸按承載情況可分為哪三種軸？試從實際機(jī)器中舉例說明其特點。

中，?意義如何？取值如何確定？ [解]

?為由扭矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)。

對于不變轉(zhuǎn)矩?=0.3；對于脈動循環(huán)變化的轉(zhuǎn)矩?=0.6；對于對稱循環(huán)變化的轉(zhuǎn)矩?=1。

11-8 一直齒圓柱減速器如圖11-15所示，z2=22，z3=77，由軸Ⅰ輸入的功率P=20kW，軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速n1=600r/min，兩軸材料均為45號鋼，試按轉(zhuǎn)矩初步確定兩軸的直徑。[解] 軸Ⅱ轉(zhuǎn)速

22?600?171.43r/min77由表11?2，取A?110，則n2?3d1?110320?35.4mm600

20?53.75mm171.43圓整后d1?36mm,d2?54mmd2?11011-9 圖示為單級直齒圓柱齒輪減速器的 輸出軸簡圖，齒輪的分度圓直徑及支點間的距離如圖11-16所示，齒輪與兩軸支承對稱分布。如軸的轉(zhuǎn)速為323r/min，傳遞的功率為22KW，軸的材料為45號鋼，試按當(dāng)量彎矩計算該危險截面的直徑。[解]

（1）求作用在軸上的力

扭矩T?9.55?106P22?9.55?106??650?103N?mm n3232T2?6.5?105?3960N 圓周力Ft??d328

第五篇：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ),第六版習(xí)題答案

1-1至1-4解 機(jī)構(gòu)運動簡圖如下圖所示。

圖 1.11 題1-1解圖

圖1.12 題1-2解圖

圖1.13 題1-3解圖

圖1.14 題1-4解圖

題 2-3 見圖 2.16。

題 2-7

解 : 作圖步驟如下（見圖 2.19）：

（1）求（2）作（3）作，頂角，；并確定比例尺。

。的外接圓，則圓周上任一點都可能成為曲柄中心。

相距，交圓周于

點。（4）作一水平線，于（5）由圖量得。解得 ：

曲柄長度：

連桿長度： 題 2-7圖 2.19

3-1解

圖 3.10 題3-1解圖 如圖 3.10所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過B點作偏距圓的下切線，此線為

凸輪與從動件在B點接觸時，導(dǎo)路的方向線。推程運動角 3-2解

如圖所示。

圖 3.12 題3-2解圖 如圖 3.12所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過D點作偏距圓的下切線，此線為

凸輪與從動件在D點接觸時，導(dǎo)路的方向線。凸輪與從動件在D點接觸時的壓力角所示。

4-1解

分度圓直徑

齒頂高

齒根高

頂 隙

如圖

中心距

齒頂圓直徑

齒根圓直徑

基圓直徑

齒距

齒厚、齒槽寬

4-11解

因

螺旋角

端面模數(shù)

端面壓力角

當(dāng)量齒數(shù)

分度圓直徑

齒頂圓直徑

齒根圓直徑

4-12解（1）若采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，則標(biāo)準(zhǔn)中心距應(yīng)

說明采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動時，實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪傳動有齒側(cè)間隙，傳動不

連續(xù)、傳動精度低，產(chǎn)生振動和噪聲。

（2）采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動時，因

螺旋角

分度圓直徑

節(jié)圓與分度圓重合，4-15答： 一對直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等，即、。

一對斜齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等，螺旋角大小相等、方向

相反（外嚙合），即、、。

一對直齒圓錐齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的大端模數(shù)和壓力角分別相等，即、。

5-1解： 蝸輪 2和蝸輪3的轉(zhuǎn)向如圖粗箭頭所示，即 和。

圖 5.圖5.6

5-2解： 這是一個定軸輪系，依題意有：

齒條 6 的線速度和齒輪 5 ′分度圓上的線速度相等；而齒輪 5 ′的轉(zhuǎn)速和齒輪 5 的轉(zhuǎn)速相等，因

此有：

通過箭頭法判斷得到齒輪 5 ′的轉(zhuǎn)向順時針，齒條 6 方向水平向右。

6-2解

拔盤轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)時間

槽輪機(jī)構(gòu)的運動特性系數(shù)

槽輪的運動時間

槽輪的靜止時間

6-3解 槽輪機(jī)構(gòu)的運動特性系數(shù)

因：

所以

6-4解 要保證 則槽輪機(jī)構(gòu)的運動特性系數(shù)應(yīng)為

因

得

，則 槽數(shù) 和拔盤的圓銷數(shù) 之間的關(guān)系應(yīng)為：

由此得當(dāng)取槽數(shù) ～8時，滿足運動時間等于停歇時間的組合只有一種：。

10-1證明 當(dāng)升角與當(dāng)量摩擦角 符合 時，螺紋副具有自鎖性。

當(dāng) 時，螺紋副的效率

所以具有自鎖性的螺紋副用于螺旋傳動時，其效率必小于 50%。

10-2解 由教材表10-

1、表10-2查得

，粗牙，螺距，中徑

螺紋升角，細(xì)牙，螺距，中徑

螺紋升角

對于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋中，細(xì)牙螺紋的升角較小，更易實現(xiàn)自鎖。

11-6解 斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)與其當(dāng)量齒數(shù) 之間的關(guān)系：

（1）計算傳動的角速比用齒數(shù)。（2）用成型法切制斜齒輪時用當(dāng)量齒數(shù) 選盤形銑刀刀號。

（3）計算斜齒輪分度圓直徑用齒數(shù)。

（4）計算彎曲強(qiáng)度時用當(dāng)量齒數(shù) 查取齒形系數(shù)。

11-7解 見題11-7解圖。從題圖中可看出，齒輪1為左旋，齒輪2為右旋。當(dāng)齒輪1為主動時按左手定

則判斷其軸向力 ；當(dāng)齒輪2為主動時按右手定則判斷其軸向力。

輪1為主動

輪2為主動時

圖 11.2 題11-7解圖

11-8解 見題11-8解圖。齒輪2為右旋，當(dāng)其為主動時，按右手定則判斷其軸向力方向 向力

；徑總是指向其轉(zhuǎn)動中心；圓向力 的方向與其運動方向相反。

圖 11.3 題11-8解圖 11-9解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2的

旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應(yīng)與齒輪3的旋向相反，為右旋。

（2）由題圖可知：、、、、分度圓直徑

軸向力

要使軸向力互相抵消，則：

即

11-15解（1）圓錐齒輪2的相關(guān)參數(shù)

分度圓直徑

分度圓錐角

平均直徑

軸向力

（2）斜齒輪3相關(guān)參數(shù)

分度圓直徑

軸向力

（3）相互關(guān)系

因 得：

（4）由題圖可知，圓錐齒輪2的軸向力 向上，轉(zhuǎn)

指向大端，方向向下；斜齒輪3的軸向力 方向指動方向與錐齒輪2同向，箭頭指向右。齒輪3又是主動齒輪，根據(jù)左右手定則判斷，其符合右手定則，故

斜齒輪3為右旋。

圖11.6 題11-16 解圖

11-16解 見題 11-16解圖。徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動中心；對于錐齒輪2圓周力與其轉(zhuǎn)動方向相同，對于斜齒輪3與其圓周力方向相反。12-2

圖12.3

解 ：（1）從圖示看，這是一個左旋蝸桿，因此用右手握桿，四指，大拇指，可以

得到從主視圖上看，蝸輪順時針旋轉(zhuǎn)。（見圖12.3）

（2）由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為

蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即：

蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即：

蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即：

各力的方向如圖 12-3所示。

13-1解（1）

（2）

=

=2879.13mm

（3）不考慮帶的彈性滑動時，（4）滑動率 時，13-2解（1）

（2）

=

（3）

= =

13-3解（1）

=

（2）由教材表 13-2 得

=1400mm

（3）

13-4解

由教材表 13-6 得

由教材表 13-4 得： △=0.17kW, 由教材表 13-3 得： =1.92 kW, 由教材表 13-2 得： ,由教材表 13-5 得：

取 z=3

14-1解 I 為傳動軸，II、IV 為轉(zhuǎn)軸，III 為心軸。14-9改錯

16-6解（1）按題意，外加軸向力 已接近，暫選 的角接觸軸承類型70000AC。

（2）計算軸承的軸向載荷(解圖見16.4b)

由教材表 16-13查得，軸承的內(nèi)部派生軸向力，方向向左，方向向右

因，軸承 1被壓緊

軸承 2被放松

（3）計算當(dāng)量動載荷

查教材表 16-12，查表16-12得，查表16-12得，（3）計算所需的基本額定動載荷

查教材表 16-9，常溫下工作，承時，；查教材表16-10，有中等沖擊，取 ；球軸；并取軸承1的當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)

查手冊，根據(jù) 和軸頸，選用角接觸球軸承7308AC合適（基本額定動載荷）。