机械设计习题集第九章答案.ppt
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机械制图第九章习题答案(共36张PPT)
分别是 轴4、销8、螺母9
；
4、图中双点划线表示 被加工的工件 ，为 假想 画法；
5、零件3与零件7的主要作用是： 保护钻模板、易于更换 ；
6、Φ32H7/k6是零件号 4 与零件号 7 的配合尺寸，属于 基孔制
配合制度，属于 过渡 配合，H7表示 孔 的公差带代号，k表示 轴
的基本偏差 代号， 7和6表示 孔轴的标准公差等级 ；
配合制度，属于 过渡 配合，H7表示 孔
的公差带代号，k表示
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第55页
第九章 装配图 9-8 画手动气阀装配图
手动气阀工作原理
手动气阀是汽车上用的一 种压缩空气开关机构。
当通过手柄球1和芯杆2将气阀 杆6拉到最上位置时(当前位置), 贮气筒和工作气缸接通。当气阀 杆6推到最下位置时，工作气缸 和贮气筒的通道被关闭。此时工 作气缸通过气阀杆中心的孔道与 大气接通。气阀杆与阀体4上的 孔是间隙配合，装有O型密封圈5 以防止压缩空气泄漏。螺母3是 固定手动气阀位置用的。
立体图
答案
阀的工作原理
阀安装在管路系统中，用以 控制管路的"通"或"不通"。当 杆1受外力作用向左移动时， 钢珠4压缩压簧5，阀门被打 开；当去掉外力时，钢珠在弹 簧力的作用下将阀门关闭。
第7页，共36页。
作业要求 1.分析图中采用了那些表达 方法？
2.试述件7旋塞的作用。 3.拆画出阀体3、管接头 6的零件图。
第九章 装配图
9-1 读钻模装配图
立体
答案
钻模工作原理
钻模时用于加工工件 （图中用双点划线所示 的部分）的夹具，把工 件放在件1底座上，装 上件2钻模板，钻模板 通过件8圆柱销定位后， 再放置件5开口垫圈， 并用件6特制螺母压紧。 钻头通过件3钻套的内 孔，准确地在工件上钻 孔。
机械设计基础习题答案第9章
机械设计基础习题答案第9章第一篇：机械设计基础习题答案第9章9-1 仔细观察自行车，写出下列各处采用什么联接，（1）车架各部分；（2）脚踏轴与曲拐；（3）曲拐与链轮；（4）曲拐与中轴；（5）车轮轴与车架。
答：（1）焊接；（2）螺纹联接；（3）成形联接；（4）成形联接或销联接；（5）螺纹联接 9-2 螺栓联接、螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接四种联接的结构特点有什么不同？各用于什么场合？答：1.螺栓联接普通螺栓联接的通孔为过孔，加工精度低，被联接件不切制螺纹，用于能从被联接件两边进行装配的场合，使用不受被联接件材料的限制，构造简单，装拆方便，成本低，应用最广。
铰制孔螺栓联接，螺栓杆与孔之间紧密配合，有良好的承受横向载荷的能力和定位作用。
2.双头螺柱联接双头螺柱的两端都有螺纹，其一端紧固地旋入被联接件之一的螺纹孔内，另一端与螺母旋合而将两被联接件联接。
用于被联接件之一太厚不便穿孔或受结构限制而不能用螺栓联接且需经常装拆的场合。
3.螺钉联接不用螺母，直接将螺钉拧入被联接件之一的螺纹孔内，应用与双头螺栓联接相似，但不能用在经常装拆或受力太大的场合。
4.紧定螺钉联接将紧定螺钉旋入一零件的螺纹孔中，并以其末端顶住另一零件的表面或嵌入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置，并传递不大的力或扭矩。
9-3 在实际应用中，绝大多数螺纹联接都要预紧，预紧的目的是什么？答：预紧的目的是增加联接刚度、紧密性和提高防松能力。
9-4 某圆柱形压力容器的端盖采用8个M20的普通螺栓联接。
已知工作压力p=3 MPa，螺栓位于D0 = 280mm的圆周上，试问该联接的紧密性是否满足要求？解：计算螺栓间距t=πD0Z=π⨯2808=109.9mm 查表9-7，p=3 MPa，t0＜4.5d=4.5×20=90mm，因此，不能慢紧密性的要求。
9-5 某气缸的蒸汽压强p=1.5MPa，气缸内径D=200mm。
气缸与气缸盖采用普通螺栓联接，螺栓分布在直径D0 =300mm的圆周上。
机械设计第09章链传动
3.心柱形式：圆柱式、轴瓦式、滚柱式；
4.特点： 传动平衡、无噪声、承受冲击性能好， 工作可靠; 适用于高速传动、大传动比和中心距较 小、运动精度要求较高的场合; 结构复杂、价格高、制造困难;
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已经标准 化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸，选择 材料和热处理方法。
一、链轮的基本参数及主要尺寸
分度圆直径d=p/sin(180° 分度圆直径d=p/sin(180°/z) d=p/sin(180
二、齿形
滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合 非共轭啮合，其链轮齿形 非共轭啮合 的设计可以有较大的灵活性； GB／T1244—1985中没有规定具体的链轮齿形 链轮齿形，仅 链轮齿形 仅规定了最大和最小齿槽形状及其极限参数，见 表9-5。
Z
P
KA--工作情况系数见表9－6 Kz—主动链齿数系数 图9-13 KP---多排链系数 P---传递的功率，kW
• 3 确定链条型号和节距p • 型号---查图9-11 • 链节距p---表9-1
4 计算链节数和中心距 链条长度以链节数Lp(节距p的倍数)来表示。
2a0 z1 + z2 z2 + z1 p Lp = + + p 2 π 2 a0
F = K f qa ×10
' f
−2
F f" = ( K f + sin α )qa × 10−2
松边：F2=FC+Ff 压轴力：
Fp ≈ KFp F e
KFp—压轴力系数 对于水平传动 KFp ＝1.15； 对于垂直传动KFp ＝1.05
§9-6 滚子链传动的设计计算
机械创新设计(第九章)
二、原始机构选择
1．行星传动的选择——外激波摆 动活齿传动
（1）组成结构及传动原理 图912所示
外激波摆动活齿传动的传动原 理；当驱动力输入后，输入轴以等 角速度带动外激波器H绕固定主轴 线转动，由于外激波器内轮廓径向 尺寸的变化，产生向心的推力，推 动摆动活齿绕其在活齿架上的铰链 点摆动，通过摆动活齿中心轮高副 啮合运动，摆动活齿推动外齿中心 轮K以等角速度绕主轴线转动，使 与其固联的输出轴获得输出转速， 于是外激波摆动活齿传动完成了转 速变换运动。
罗伯特——契贝谢夫定理：由一个四杆铰链机构发生的 一条连杆曲线，还可以由另外两个四杆铰链机构发生出来。 或表达为同一连杆曲线，可以用三个不同的四杆机构来实现。
一、连杆点K位于连杆两铰链连线上的同迹连杆机构
图形缩放原理：图9-18a所示为一平行四边形导引机构， 当A点沿任意给定轨迹运动时，C点将绘出与A点相似但缩小了 的轨迹。
单运动的数目。被运动副限制了的相对简单运动称为约束μ
（Unfreiheit）。提供一个约束的运动副称为I级副，提供两个 约束的运动副称为Ⅱ级副，则空间机构自由度计算公式可以写 成
（3）传动效率高 同K-H-V型少齿差行星传动相比，因省去 了W输出机构，单级传动效率可达92%~96%。
4 结构紧凑，体积小，重量轻 5 制造简单、维修拆装方便
6 能单轴或多轴传输动力 5 ．外平动齿轮传动存在的问题：
1 为避免传动发生渐开线齿廓重迭干涉，内齿轮副应采用 角变位齿轮传动中的正传动（x1+x2>0），并降低齿高，
式中 i1——第一级减速传动比； i2——第二级传动比。
第二节 活齿减速带轮机构
一、概述
将带传动和行星传动组合起来，在不增加带轮外廓尺寸的 条件下，研制出具有两种传动综合优良性能的行星减速带轮。 如：摆线针齿减速带轮、2K-H行星减速带轮、变速传动轴承减 速带轮、钢球行星摩擦减速带轮等。
机械设计课后参考答案第九章
10．链传动采用人工润滑时，润滑油应加在。
A．紧边上 B．松边上 C．链条与链轮啮合处
11．在链传动设计中，当载荷大、中心距小、传动比大时，宜选用。
A．大节距单排链 B．小节距多排链 C．大节距多排链
12．与带传动相比较，链传动的优点是；
A．工作平稳，无噪音 B．寿命长 C．制造费用低
13．为了限制链传动的动载荷，在链节距和小链轮齿数一定时，应限制。
二、简答题：
1．①铰链元件在变应力作用下，由于疲劳强度不足而发生的疲劳破坏；
②由于铰链销轴磨损导致链节距过度伸长，造成脱链现象；
③润滑不当或转速过高时，销轴与套筒之间发生胶合；
④套筒或滚子由于过载造成冲击破坏；
⑤低速重载的链传动，铰链元件发生静力拉断；
⑥链轮轮齿发生过度磨损；
2． 08B ：P= 12．70 mm；20A： P=31．75 mm； A、B 表示A或B系列； A系列、节距15．875、双排、100节的滚子链。
4．在链传动中,限制链轮最少齿数的目的之一是为了。
A．防止链节磨损后脱链B．使小链轮轮齿受力均匀 C．减少传动的运动不均匀性和动载荷
5．设计链传动时,链节数最好取为。
A．偶数 B．质数 C．链轮齿数的整数倍
6．下列链传动传动比的计算公式中,是错误的。
A．i ＝ n1／n2B．i ＝ d2／d1C．i ＝ Z2／Z1
3．i瞬= ω1／ω2=R2cosγ／R1cosβ 式中：R1、R2——主、从动链轮的节圆半径，
ω1、ω2——主、从动链轮的角速度，
γ、β——链节铰链在主、从动链轮上的相位角；
在传动中，γ、β不是时时相等的，因而其瞬时传动比也不断变化。只有在Z1＝Z2，链条中心距正好是其节距的整数倍，既γ、β角的变化完全相同时，其瞬时传动比才为常数。
A．紧边上 B．松边上 C．链条与链轮啮合处
11．在链传动设计中，当载荷大、中心距小、传动比大时，宜选用。
A．大节距单排链 B．小节距多排链 C．大节距多排链
12．与带传动相比较，链传动的优点是；
A．工作平稳，无噪音 B．寿命长 C．制造费用低
13．为了限制链传动的动载荷，在链节距和小链轮齿数一定时，应限制。
二、简答题：
1．①铰链元件在变应力作用下，由于疲劳强度不足而发生的疲劳破坏；
②由于铰链销轴磨损导致链节距过度伸长，造成脱链现象；
③润滑不当或转速过高时，销轴与套筒之间发生胶合；
④套筒或滚子由于过载造成冲击破坏；
⑤低速重载的链传动，铰链元件发生静力拉断；
⑥链轮轮齿发生过度磨损；
2． 08B ：P= 12．70 mm；20A： P=31．75 mm； A、B 表示A或B系列； A系列、节距15．875、双排、100节的滚子链。
4．在链传动中,限制链轮最少齿数的目的之一是为了。
A．防止链节磨损后脱链B．使小链轮轮齿受力均匀 C．减少传动的运动不均匀性和动载荷
5．设计链传动时,链节数最好取为。
A．偶数 B．质数 C．链轮齿数的整数倍
6．下列链传动传动比的计算公式中,是错误的。
A．i ＝ n1／n2B．i ＝ d2／d1C．i ＝ Z2／Z1
3．i瞬= ω1／ω2=R2cosγ／R1cosβ 式中：R1、R2——主、从动链轮的节圆半径，
ω1、ω2——主、从动链轮的角速度，
γ、β——链节铰链在主、从动链轮上的相位角；
在传动中，γ、β不是时时相等的，因而其瞬时传动比也不断变化。只有在Z1＝Z2，链条中心距正好是其节距的整数倍，既γ、β角的变化完全相同时，其瞬时传动比才为常数。
机械习题答案
2)受轴向载荷 FΣy 作用：
每个螺栓所受的工作拉力 F2=FΣy/8，方向向上。
3)受倾覆力矩 M 作用：
⑴若 M≥0：螺栓 1 和 8 所受的工作载荷最大，其值 F3 为 F3 = Ml1 (4l12 + 4l22 ) ⑵若 M＜0：螺栓 4 和 5 所受的工作载荷最大，其值 F3 为 F3 = Ml1 (4l12 + 4l22 )
FT F
Fmax
垂直对称线右侧的两个螺栓受载最大，所受的最大作用力 Fmax 为： Fmax=（F2+FT2-2FFTcos135°）1/2 =(25002+7075.472-2×2500×7075.47×cos135°)1/2=9018.19 N
4. 螺栓直径 do 和 d: 按栓杆的剪切强度设计
1)FΣ向 x 和 y 轴分解，得水平分力 FΣx 铅垂
l
b h
分力 FΣy
l2 l2
x
2)FΣx 向接全面简化，得作用在接合面上的横
l1
l1
向载荷 FΣx 和顺时针倾覆力矩 M1=FΣx×h 3)FΣy 向接合面对称中心简化，得轴向载荷 FΣy
1
2
3
4x
8
7
6
5
和逆时针倾覆力矩 M2=FΣy×l
4)螺栓组的受力情况：
2．屈服极限σs: Q235(属中碳钢),4.6 级别
P.84.表 5-9
σs=240 Mpa
3. 安全系数S: 松螺栓联接 P.84.表 5-10
S=1.2～1.7
4. 许用应力[σ]: [σ]=σs/S=240/(1.2～1.7)=141.18～200 MPa 5. 螺纹小径 d1: d1=(4F/π[σ])1/2=18.88～22.47mm
机械制图习题集第九章的答案装配图共18页
九、 装配图 9.4 读平口钳装配图并拆画零件图
1.固定钳体
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九、 装配图 9.4 读平口钳装配图并拆画零件图
2.丝杆
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九、 装配图 9.4 读平口钳装配图并拆画零件图
1.泵体
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九、 装配图 9.7 读齿轮油泵装配图并拆画零件图
2.泵盖
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九.齿轮
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3.活动钳体
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九、 装配图 9.5 读顶尖座装配图并拆画零件图
1.尾座体
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九、 装配图 9.5 读顶尖座装配图并拆画零件图
2.底座
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九、 装配图 9.6 读快速阀装配图并拆画零件图
2.阀体
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九、 装配图 9.6 读快速阀装配图并拆画零件图
3.上封盖
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九、 装配图 9.7 读齿轮油泵装配图并拆画零件图
九、 装配图 9.1 拼画手压阀装配图
机械设计第九版课后习题标准答案,高清无水印可打印
第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=−σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==−−N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==−−N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==−−N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=−σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ−=− σΦσσ+=∴−121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴−σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =−⨯+=−α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛−+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛−+=qσσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计试题及答案第九章蜗杆传动
第九章 蜗杆传动
填空题 判断题 力分析题 计算题
问答题
9－1蜗杆机构是用来传递_______的传动机构。 答案：空间互相垂直而不相交的两轴间的运动和动力的
9－2蜗杆传动的主要失效形式是_______失效 总是发生在______上。
答案：胶合、点蚀和磨损；蜗轮 9－3蜗杆与蜗轮正确啮合条件是________。
9－49 图 9－4（a）所示为斜齿圆柱齿轮一圆锥齿轮一蜗杆传 动。已知小斜齿轮主动，其转向如图所示。试求：（1）为使 Ⅲ轴轴向力抵消一部分，定出蜗杆5和蜗轮6的螺旋线方向； （2）定出斜齿轮2的螺旋线方向；（3）绘出Ⅱ、Ⅲ轴上各轮 的受力分析图。
解：（1）为使Ⅲ轴轴向力抵消一部分，蜗杆5应为右旋；蜗 轮6的螺旋线方向应为右旋。
图9—5 加热炉拉料机传动简图
l－V带传动； 2—蜗杆蜗轮减速器； 3—键传动； 4—链条（用于拉取护内料盘）； 5—电动机
解：1．选择材料
根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度也不高，故蜗杆用45钢（HRC ＞45）。 蜗轮用铸锡青铜 ZQSn10－1，金属模铸造。为了节省贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰 铸铁 HT100 制造。
由公式得
故齿根弯曲强度足够。 7．蜗杆、蜗轮各部分尺寸的计算
（l）蜗杆： 齿顶高 ha1=m=5 mm 齿全高 h1=2.2m=2.2×5=11 m 齿顶圆直径 da1=d1+2h a ﹡m=50+2×1×5=60 m 齿根圆直径d f1=d1－2h a ﹡m － 2c=50 － 2×1×8 － 2 × 0.2 × 5=30.8 m 蜗杆螺纹部分长度 取 L=80 mm
答案：m a1＝m t2； m a1＝m t2 ; 螺旋方向相同
填空题 判断题 力分析题 计算题
问答题
9－1蜗杆机构是用来传递_______的传动机构。 答案：空间互相垂直而不相交的两轴间的运动和动力的
9－2蜗杆传动的主要失效形式是_______失效 总是发生在______上。
答案：胶合、点蚀和磨损；蜗轮 9－3蜗杆与蜗轮正确啮合条件是________。
9－49 图 9－4（a）所示为斜齿圆柱齿轮一圆锥齿轮一蜗杆传 动。已知小斜齿轮主动，其转向如图所示。试求：（1）为使 Ⅲ轴轴向力抵消一部分，定出蜗杆5和蜗轮6的螺旋线方向； （2）定出斜齿轮2的螺旋线方向；（3）绘出Ⅱ、Ⅲ轴上各轮 的受力分析图。
解：（1）为使Ⅲ轴轴向力抵消一部分，蜗杆5应为右旋；蜗 轮6的螺旋线方向应为右旋。
图9—5 加热炉拉料机传动简图
l－V带传动； 2—蜗杆蜗轮减速器； 3—键传动； 4—链条（用于拉取护内料盘）； 5—电动机
解：1．选择材料
根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度也不高，故蜗杆用45钢（HRC ＞45）。 蜗轮用铸锡青铜 ZQSn10－1，金属模铸造。为了节省贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰 铸铁 HT100 制造。
由公式得
故齿根弯曲强度足够。 7．蜗杆、蜗轮各部分尺寸的计算
（l）蜗杆： 齿顶高 ha1=m=5 mm 齿全高 h1=2.2m=2.2×5=11 m 齿顶圆直径 da1=d1+2h a ﹡m=50+2×1×5=60 m 齿根圆直径d f1=d1－2h a ﹡m － 2c=50 － 2×1×8 － 2 × 0.2 × 5=30.8 m 蜗杆螺纹部分长度 取 L=80 mm
答案：m a1＝m t2； m a1＝m t2 ; 螺旋方向相同
机械原理课后答案第九章作业
r0 =23；h=21；δ0 =125°；δ0′=57°； s=9.5；α=10°；s′=11；α′=60° 。
已知凸轮轮廓由三段圆弧和一段直线组成它们的圆心分别为ooo半径分别为r18mmr36mm及r5mm偏距e8mm
9-2 已知一偏置尖顶推杆盘形凸轮机构如图所示，试用作图法求推 杆的位移曲线。
9-3 试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓 曲线。已知凸轮以等角速度逆时针回转，正偏距e=10mm，基圆半 径r0=30mm，滚子半径rr=10mm。推杆运动规律为：凸轮转角δ= 0°~ 150°时，推杆等速上升 16mm；δ= 150°~ 180°时，推杆远 休；δ= 180°~ 300°时，推杆等加速等减速回程16mm；δ= 300°~ 360°时，推杆近休。 解：推杆在推程段及回程段运动规
律的位移方程为： 1、推程：s=hδ/δ0 (0°≤δ≤150°) 2、回程： 2 等加速段：s=h－2hδ2/ δ 0 (0°≤δ≤60°) 2 2/ 等减速段：s=2h( δ δ) δ 0 0 (60°≤δ≤1盘形凸轮机构。已知凸轮轮廓由三 段圆弧和一段直线组成，它们的圆心分别为O、O′、O″，半径分 别为 r=18mm，r′=36mm及r″=5mm，偏距e=8mm。滚子半径 rr=5mm。现要求： 1）画出凸轮的理论廓线 及基圆； 2）求出推杆的行程h、 推程运动角δ0及回程 运动角度δ0′ ； 3）标出图示位置推杆的 位移s及凸轮机构的 压力角α； 4）标出凸轮由图示位置 转过60°时推杆的位 移s′及凸轮机构的压 力角α′。
大连理工 机械设计基础 作业解答：第9章-机械零件设计概论
第九章 机械零件 设计概论
9-6 一对齿轮作单向传动，(1) 轮齿弯曲应力可看成哪类循环 变应力？ ——脉动循环变应力。
(2) Z1=19，Z2=80，小齿轮主动，转速n1=200r/min，预定使
用期限500h，求在使用期限终了时的大齿轮应力循环总次数N。
大齿轮转速为 n2＝n1×Z1／Z2＝200×19／80 ＝ 47.5（r/min）， 大齿轮应力循环总次数为 N＝n2×60×500＝1.425×106 。
答：脉动循环变应力
齿轮工作面上的任一点所受的应力 都是由零增加到最大值，又从最大 值降低到零。
9-10 请标注图示传动轴各段直径的配合（如d3 H7/r6）
参照教材130页的图9-12 d H7/ m6 d1 H7/ m6 ？ d2 k6 d3 H7/ m6
d4 H7/ h6 d5 k6 d6 H7/ f9 d7 H7/ h6
1
——对称循环变应力。
2
理由：
惰轮的轮齿某一侧所受的弯曲应力，
3
(1)未进入啮合时，应力为零； (2)进入啮合过程中，压应力逐渐
增大；
(3)退出啮合过程中，压应力逐渐
减小至零；
(4)另一侧进入啮合时，该齿侧所
A
受拉应力逐渐增大；
(5)另一侧退出啮合过程中，该齿
侧所受拉应力逐渐减小至零。
9-8 齿轮传动中，齿面接触应力可以看成那类循环变 应力？为什么?
(3) 设大齿轮的材料疲劳极限为σ0，循环基数N0=107，求对应 于循环总次数N的寿命极限σ0 N。
根据教材117页的式(9-6)疲劳曲线方程，
σ0N＝σ0×（N0／N）1／m ＝σ0×[107／(1.425×106)]1/9 ≈ 1.24×σ0 。
9-6 一对齿轮作单向传动，(1) 轮齿弯曲应力可看成哪类循环 变应力？ ——脉动循环变应力。
(2) Z1=19，Z2=80，小齿轮主动，转速n1=200r/min，预定使
用期限500h，求在使用期限终了时的大齿轮应力循环总次数N。
大齿轮转速为 n2＝n1×Z1／Z2＝200×19／80 ＝ 47.5（r/min）， 大齿轮应力循环总次数为 N＝n2×60×500＝1.425×106 。
答：脉动循环变应力
齿轮工作面上的任一点所受的应力 都是由零增加到最大值，又从最大 值降低到零。
9-10 请标注图示传动轴各段直径的配合（如d3 H7/r6）
参照教材130页的图9-12 d H7/ m6 d1 H7/ m6 ？ d2 k6 d3 H7/ m6
d4 H7/ h6 d5 k6 d6 H7/ f9 d7 H7/ h6
1
——对称循环变应力。
2
理由：
惰轮的轮齿某一侧所受的弯曲应力，
3
(1)未进入啮合时，应力为零； (2)进入啮合过程中，压应力逐渐
增大；
(3)退出啮合过程中，压应力逐渐
减小至零；
(4)另一侧进入啮合时，该齿侧所
A
受拉应力逐渐增大；
(5)另一侧退出啮合过程中，该齿
侧所受拉应力逐渐减小至零。
9-8 齿轮传动中，齿面接触应力可以看成那类循环变 应力？为什么?
(3) 设大齿轮的材料疲劳极限为σ0，循环基数N0=107，求对应 于循环总次数N的寿命极限σ0 N。
根据教材117页的式(9-6)疲劳曲线方程，
σ0N＝σ0×（N0／N）1／m ＝σ0×[107／(1.425×106)]1/9 ≈ 1.24×σ0 。
机械设计系统方案设计第九章开式链机构ppt课件
3
9-1 概述
• 机器人的作用:从事一般及特殊劳动.包括制造 业,制药业,微电子,深水,航空,挖掘,排险及军事, 医用,家用等.
4
9-1概述
• 机器人的基本组成: 1.执行系统(操作器); 2.控制系统; 3.驱动系统;
5
9-2 开式链机构的结构分析
一、操作器的组成 二、操作器的自由度 三、操作器的结构分类
• 为了使操作器手部能够达到空间任一位 置，通常的空间机器人操作器的臂部应 至少具有3个自由度。
• 为了使操作器手部能够达到平面任一位 置，通常的平面机器人操作器的臂部应 至少具有2个自由度。
9
9-2 开式链机构的结构分析
• 腕部的自由度主要是用来调整的姿态的 • 为了使手爪在空间能取得任意要求的姿
l1
s
in
1
l2 l2
cos(1 2 )
s in( 1
2
)
1 2
p
xB y B
l1 sin 1 l2 sin(1 2 )
l1
cos
1
l2
cos
(1
2
)
l2 sin(1 2 )1
l2
cos (1
2 )
2
J
12
J
L1 sin 1 L2 sin(1 2 )
6
9-2 开式链机构的结构分析
一、操作器的组成： 操作器是机器人的执行系统，是机
器人握持工具或工件、完成各种运动和 操作任务的机械部分。
操作器是由机身、臂部、腕部和手 部（末端执行器）等组成。
7
9-2 开式链机构的结构分析
二、操作器的自由度：
• 操作器的自由度是指在确定操作器所有构件的 位置时所必须给定的独立运动参数的数目。
9-1 概述
• 机器人的作用:从事一般及特殊劳动.包括制造 业,制药业,微电子,深水,航空,挖掘,排险及军事, 医用,家用等.
4
9-1概述
• 机器人的基本组成: 1.执行系统(操作器); 2.控制系统; 3.驱动系统;
5
9-2 开式链机构的结构分析
一、操作器的组成 二、操作器的自由度 三、操作器的结构分类
• 为了使操作器手部能够达到空间任一位 置，通常的空间机器人操作器的臂部应 至少具有3个自由度。
• 为了使操作器手部能够达到平面任一位 置，通常的平面机器人操作器的臂部应 至少具有2个自由度。
9
9-2 开式链机构的结构分析
• 腕部的自由度主要是用来调整的姿态的 • 为了使手爪在空间能取得任意要求的姿
l1
s
in
1
l2 l2
cos(1 2 )
s in( 1
2
)
1 2
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xB y B
l1 sin 1 l2 sin(1 2 )
l1
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1
l2
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2
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l2 sin(1 2 )1
l2
cos (1
2 )
2
J
12
J
L1 sin 1 L2 sin(1 2 )
6
9-2 开式链机构的结构分析
一、操作器的组成： 操作器是机器人的执行系统，是机
器人握持工具或工件、完成各种运动和 操作任务的机械部分。
操作器是由机身、臂部、腕部和手 部（末端执行器）等组成。
7
9-2 开式链机构的结构分析
二、操作器的自由度：
• 操作器的自由度是指在确定操作器所有构件的 位置时所必须给定的独立运动参数的数目。
机械制图第9章装配图习题答案
第9 章装配图
9. 1 根据手动气阀的装配示意图和零件图画出其装配图。
手动气阀用途及工作原理
手动气阀是汽车上用的—种压缩空气开关机构。
当通过手柄球（序号 1）和心杆（序号 2）将气阀杆（序号 6）拉到最上位置时（如图所示），储
气筒与工作气缸接通。
当气阀杆推到最下位置时，工作气缸与储气筒的通道被关闭，此时工作气缸通过气阀杆中心的孔道与大气接通。
气阀杆与阀体（序号 4）孔是间隙配合，装有 O 型密封圈（序号 5）以防止压缩空气泄露。
螺母（序号 3）是固定手动气阀位置用的。
9. 2 根据虎钳的装配示意图和零件图画出其装配图。
9. 3 读柱塞泵装配图。
9. 4 读微动机构装配图。
9. 5
读双向开关装配图。
9. 5 读双向开关装配图。
9. 6 装配体测绘。
姓名：学号：
20·班
级：。
《机械设计》教学PPT课件 第九章 轴
练习4
指出图中结构不合理的地方，并予以改正。
练习5
§9-3 轴的工作能力计算
轴的强度计算应根据轴的承载情况，采用相应的计 算方法。常见的轴的强度计算有以下两种
一、按扭转强度计算
对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为
T
WT
9.55 10 6 0.2d 3n
P
[ ]
MPa
设计公式为
9.55106 P
三、轴的结构工艺性
1.轴端倒角C×45°(1C、2C等) 2.螺纹退刀槽——切制螺纹 3.砂轮越程槽——磨削 4.同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同 尺寸。圆角半径r也尽量一致。
1.轴端倒角C 2.螺纹退刀槽——切制螺纹
3.砂轮越程槽——磨削
4.同一轴上键槽位于圆柱同 一母线上，且取相同尺寸。 圆角半径r也尽量一致。
1.轴向固定 —— 轴肩定位
r轴<C孔
r轴<R孔
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力
应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位
r轴>C孔
固定滚动轴承的轴肩高度 ─-查轴承的安装尺寸
da
轴向固定
2-3
轴长应略短于轮毂宽度(保证零件固定)
套筒用于两个零件间距离较小时 不宜用于高速旋转
轴向固定 圆螺母
2. 按轴线形状分
直轴 曲轴
光轴 阶梯轴
空心轴: 有特殊要求时，如航空发 动机的主轴。
实心轴
钢丝软轴：可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意 空间位置。
钢丝软轴
选用合适的材料 结构设计
强度计算 轴的结构形状和尺寸
一、碳钢
1.对应力集中敏感性低，强度、塑性和韧性均较好； 2.般经调质或正火热处理，如40、45； 3.不重要或承受载荷较小的轴，可用普通碳素钢，Q235等
机械设计基础习题解答第9章
9
9.24 对齿轮的材料要求是什么？常用齿轮材料有哪些？ 答：齿轮材料的基本要求是：应使齿面具有足够的硬度和耐磨性，齿轮芯 部具有足够的韧性，以防止齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工的 工艺性，以达到齿轮的各种技术要求。 常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁 和非金属材料等。
= db m= z cosα mz cos 20°=0.94mz
如果 d f 1 > db
则有： (z − 2.5)m > 0.94mz
z > 2.5 = 42 1 − 0.94
当 z ≥ 42 时，齿根圆大于基圆；当 z < 42 时，齿根圆小于基圆。
（2）一对标准齿轮啮合传动，大小两轮的齿根圆齿厚相比较结论是：
K2
K3
K4
A2
N1 N2
A1
证明：根据渐开线性质可得：
弧 A1N2 ＝ K1N2 弧 A1N2 ＝ K2 N2 K1K2 = K1N2 − K2 N2 =弧 A1N2 －弧 A1N2 ＝弧 A1A2 同理， K3K4 ＝弧 A1A2 所以： K1K 2 = K 3 K 4
O K
9.7 作出图示渐开线上 K 点的曲率半径。
9.3 当渐开线上的点远离基圆时，该点处的曲率半径将如何变化？
答：
cosα K
=
rb rK
，远离基圆，压力角增大；
ρK
=rb
tan α k
，曲率半径将增
大。
9.4 一对渐开线齿轮的基圆半径 rb ＝60 mm，求 1）rK ＝70 mm 时的渐开线 的展角θK ，压力角α K 以及曲率半径 ρK 。2）压力角α = 20° 的向径 r 、展角θ 及 曲率半径 ρ 。
9.24 对齿轮的材料要求是什么？常用齿轮材料有哪些？ 答：齿轮材料的基本要求是：应使齿面具有足够的硬度和耐磨性，齿轮芯 部具有足够的韧性，以防止齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工的 工艺性，以达到齿轮的各种技术要求。 常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁 和非金属材料等。
= db m= z cosα mz cos 20°=0.94mz
如果 d f 1 > db
则有： (z − 2.5)m > 0.94mz
z > 2.5 = 42 1 − 0.94
当 z ≥ 42 时，齿根圆大于基圆；当 z < 42 时，齿根圆小于基圆。
（2）一对标准齿轮啮合传动，大小两轮的齿根圆齿厚相比较结论是：
K2
K3
K4
A2
N1 N2
A1
证明：根据渐开线性质可得：
弧 A1N2 ＝ K1N2 弧 A1N2 ＝ K2 N2 K1K2 = K1N2 − K2 N2 =弧 A1N2 －弧 A1N2 ＝弧 A1A2 同理， K3K4 ＝弧 A1A2 所以： K1K 2 = K 3 K 4
O K
9.7 作出图示渐开线上 K 点的曲率半径。
9.3 当渐开线上的点远离基圆时，该点处的曲率半径将如何变化？
答：
cosα K
=
rb rK
，远离基圆，压力角增大；
ρK
=rb
tan α k
，曲率半径将增
大。
9.4 一对渐开线齿轮的基圆半径 rb ＝60 mm，求 1）rK ＝70 mm 时的渐开线 的展角θK ，压力角α K 以及曲率半径 ρK 。2）压力角α = 20° 的向径 r 、展角θ 及 曲率半径 ρ 。
机械设计第九章 滚动轴承轴
径 向 接 触 轴 承 α 0 向心轴承 : 向 心 角 接 触 轴 承 0 α 45 主 要 承 受 径 向 力 3.分 类 推力轴承 轴 向 接 触 轴 承 α 90 推 力 角 接 触 轴 承 45 α 90 主 要 承 受 轴 向 力
(2）寿命计算公式中：P应与C同性质,可比计算
向心轴承 径向载荷 当量动负荷P 推力轴承 轴向载荷 P:假想载荷，轴承在 P 的作用下与实际载荷作用下的寿命相当
(3）实际受载：径向+轴向
计算式： fd fm ( XR YA) P
X , Y —径向载荷、轴向载荷系数（查表9-6）
纯轴向载荷：滚动体均匀受载 受径向载荷：滚动体受载不均 （承载与非承载区）
二、轴承元件上的应力-变应力
13
§9-3 滚动轴承内部载荷分布与失效形式
三、失效形式
三、滚动轴承的失效形式
内圈滚道点蚀
滚动体点蚀
外圈过大塑变
内圈滚道磨损
1.点蚀—交变接触应力作用导致元件点蚀（轴承主要失效形式） 2.塑变—过大静载或冲击载荷致局部塑变（低速轴承失效形式）
各类滚动轴承的特点见表14-1
径向接触 轴承
向心角接 触轴承
轴向接触 轴承
轴向角接 5 触轴承
§9-2 滚动轴承类型代号与选择
二、滚动轴承的代号
二、滚动轴承代号（GB272/T-93） 代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等 滚动轴承代号构成：32309/C2/P2
前置代号
五
轴 承 的 分 部 件 代 号
序号
1 2 3 4 5
新标准精度等级
2 精度高 4 5 6 （6X） 0 精度低
标注代号
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z1′= z2/i12= z2n2/n1=75×250/900=20.8 取z1′=21 （老书中）主动小链轮齿数由25降到21，由表9-10知，齿形系数KZ 减小，而其它参数不变，链条所能传递的功率Pca= P0KZ KL KP下降。 (新书中）主动小链轮齿数由25降到21，由图9-13知，齿形系数KZ 增加，而其它参数不递的功率P= PcaKP/ KAKZ下降。 2. 若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增加到多少？此时链条所 能传递的功率有何变化？
为过盈配合，而 滚子和套筒 之间、 套筒和销轴 之间分
别为间隙配合。
9-18 在链传动中，链轮的转速 越高 ，节距 越大 ，齿数越少，
则传动的动载荷越大。
9-19 链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条铰链 的磨损、 胶合 、 链条静力拉断 四种。在润滑良好、中 等速度的链传动中，其承载能力主要取决于 链板的疲劳 强度 。
过多？ 答：小链轮齿数Z1过少，运动不均匀性和动载荷太大。而大链轮
齿数Z2过多，易发生跳齿、脱链。 9—26 为什么一般链节数选偶数，而链轮齿数多取奇数？
答：链节数选偶数是为了避免过渡链节，而链轮齿数取奇数则是
为了链轮和链节之间磨损均匀。
9—27 链节距的大何影响？在高速重载工况下，应如何选择滚子 链？
第九章
ห้องสมุดไป่ตู้
一、选择题
9-1 C
9-2 A
9-5 C
9-6 C
9-9 A
9-10 A
9-13 B
9-14 D
二、填空题
9-3 B 9-7 B
9-11 C 9-15 B
9-4 A 9-8 C
9-12 C 9-16 B
9-17 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组
成，其中 内链板和套筒 之间、 外链板和销轴 之间分别
答：主动小链轮齿数不变，从动轮齿数 z2′= z1×i12= z1n1/n2=25×900/250=90 取z2′=90
从动大链轮齿数由75升到90，而其它参数不变，链条所能传递 的功率不变。
9-20 链传动的 平均 传动比是不变的，而 瞬时 传动比是 变化的。
9-21 在设计图纸上注明某链条的标记为：16A-2×60 GB1243•1–1983，其中“16A”表示 A系列、链节距为 p=25.4mm 。
9-22 链传动的润滑方式可根据 链节距 和 链速 来选择。
三、分析与思考题 9—23 链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少？而大链轮齿数Z2不宜
答：链节距越大，承载能力越大，但运动的不均匀性和动载荷也 越大。在高速重载工况下，应选择小节距、多排链。
9-28 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900，齿数z1=25，z2=75。 现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到n2≈250 r/min，链条长度 不变，问：1. 若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少？ 此时链条所能传递的功率有何变化？ 答：从动轮齿数不变，主动小链轮齿数
为过盈配合，而 滚子和套筒 之间、 套筒和销轴 之间分
别为间隙配合。
9-18 在链传动中，链轮的转速 越高 ，节距 越大 ，齿数越少，
则传动的动载荷越大。
9-19 链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条铰链 的磨损、 胶合 、 链条静力拉断 四种。在润滑良好、中 等速度的链传动中，其承载能力主要取决于 链板的疲劳 强度 。
过多？ 答：小链轮齿数Z1过少，运动不均匀性和动载荷太大。而大链轮
齿数Z2过多，易发生跳齿、脱链。 9—26 为什么一般链节数选偶数，而链轮齿数多取奇数？
答：链节数选偶数是为了避免过渡链节，而链轮齿数取奇数则是
为了链轮和链节之间磨损均匀。
9—27 链节距的大何影响？在高速重载工况下，应如何选择滚子 链？
第九章
ห้องสมุดไป่ตู้
一、选择题
9-1 C
9-2 A
9-5 C
9-6 C
9-9 A
9-10 A
9-13 B
9-14 D
二、填空题
9-3 B 9-7 B
9-11 C 9-15 B
9-4 A 9-8 C
9-12 C 9-16 B
9-17 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组
成，其中 内链板和套筒 之间、 外链板和销轴 之间分别
答：主动小链轮齿数不变，从动轮齿数 z2′= z1×i12= z1n1/n2=25×900/250=90 取z2′=90
从动大链轮齿数由75升到90，而其它参数不变，链条所能传递 的功率不变。
9-20 链传动的 平均 传动比是不变的，而 瞬时 传动比是 变化的。
9-21 在设计图纸上注明某链条的标记为：16A-2×60 GB1243•1–1983，其中“16A”表示 A系列、链节距为 p=25.4mm 。
9-22 链传动的润滑方式可根据 链节距 和 链速 来选择。
三、分析与思考题 9—23 链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少？而大链轮齿数Z2不宜
答：链节距越大，承载能力越大，但运动的不均匀性和动载荷也 越大。在高速重载工况下，应选择小节距、多排链。
9-28 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900，齿数z1=25，z2=75。 现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到n2≈250 r/min，链条长度 不变，问：1. 若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少？ 此时链条所能传递的功率有何变化？ 答：从动轮齿数不变，主动小链轮齿数