机械设计习题卡第8-9章答案
机械设计习题卡参考答案
绪论、第二章1． 通用零件 、 专用零件2． 螺钉、链轮、链条 、＿龙头、大梁、脚蹬＿。
3．＿原动部分＿、＿传动部分＿、＿执行部分＿、＿控制系统＿和＿辅助系统＿。
4．＿整体断裂＿、＿过大的残余变形＿、＿零件的表面破坏＿和 破坏正常工作条件引起的失效 。
5．＿强度准则＿、＿刚度准则＿、 寿命准则 、 振动稳定性准则 和 可靠性准则 。
第三章1．＿低周疲劳＿、＿高周疲劳＿、＿材料断裂试件＿、＿发动机曲轴＿。
2． 疲劳极限 、 应力循环次数3．＿零件应力集中状况＿、＿零件具体尺寸＿、＿零件表面质量＿、＿零件的热处理强化 4． c r =、c m =σ和c =m in σ，、＿心轴、大多数底座类零件、举重设备中的吊臂＿。
5． 疲劳损伤累积 6． m σ 、＿工作平均应力＿、＿a σ＿＿、＿工作应力幅＿。
二、选择题1、C.2、A. 3. C. 三、计算题 1．700次时： MPa s r 260==σσ 25000次时：MPa r 2067.32425000500000091==-σσ，因不可能超过s σ，故为260MPa6200000次时：MPa r 1801==-σσ 2． 如图所示：对于c r =的情况，应力是沿射线变化的当射线与极限应力线图的上面直线相交时，按照疲劳强度条件计算而射线与极限应力线图的右侧折线相交时，则按照静强度条件计算第五章一、选择与填空题1． 1 _2_ 3__ 2．_ 3 _1___ 1 _ 3说明：自锁：ψϕ≤。
两者数值越接近，自锁性能越差；数值相差越大，自锁性能越好。
螺纹传动效率：)(/ϕψψη+=tg tg 。
ψ增大，η增大；ϕ增大，η减小。
牙型角α与当量摩擦系数f ϕ间的关系是：cos(/2)f f ϕα=。
当α增大，f ϕ增大，ϕ增大。
3．__2__。
4．_ 90_％ _螺纹根部_ 5．_3_ 6． 4二、分析与思考题1．[见P60页表5-1。
联接螺纹要求自锁性较好，强度高；传动螺纹要求传动效率高。
(完整版)机械设计课后习题答案
第一章绪论1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？答：组成子系统及其功能如下：（1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
（2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。
（3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要求。
（4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。
第二章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？答：（1）断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时，由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂，如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。
（2）变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件产生塑性变形。
（3）表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。
2-4 解释名词：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。
答：静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。
变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。
名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。
静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。
变应力随时间变化的应力，可以由变载荷产生，也可由静载荷产生。
2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么？答：机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题，其基本原则如下：（1）材料的使用性能应满足工作要求。
使用性能包含以下几个方面：①力学性能②物理性能③化学性能（2）材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点：①铸造性②可锻性③焊接性④热处理性⑤切削加工性（3）力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素：①材料的相对价格②国家的资源状况③零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？答：衡量润滑油的主要指标有：粘度（动力粘度和运动粘度）、粘度指数、闪点和倾点等。
(完整版)《机械制图习题集》(第四版)第八章答案
八、零件图8.1 根据轴测图画零件图并作3D 造型∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第77～77页习题8.2 读零件图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第78～79页习题8.3 零件的尺寸标注∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第80～80页习题2345题号：题号：678910题号：18.4 零件局部构形设计和3D 造型∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙第80～80页习题题号：1. 根据支座的轴测图绘制其零件图（名称：支座，材料：HT150，图号：0801）。
2. 根据警报器壳体的轴测图绘制其零件图（名称：警报器壳体，材料：HT200，图号：0802）。
3. 根砂轮头架的轴测图绘制其零件图（名称：砂轮头架，材料：HT200，图号：0803）。
4. 根据变速箱盖的轴测图绘制其零件图（名称：变速箱盖，材料：HT150，图号：0804）。
5. 看懂零件的形状，并回答读图问题。
6. 看懂零件的形状，并回答读图问题。
7.标注盖的尺寸（数值由图上直接量取，俯视图中的两个小孔为通孔）。
8.标注支座的尺寸（数值由图上直接量取）。
八、零件图8.4 零件局部构形设计和3D造型9. 根据已给视图画出⑴俯视图（外形）；⑵A-A剖视（肋板厚度可取壁厚的0.7-1倍；⑶B向局部视图；⑷补全左视图；⑸作3D造型（自定尺寸，注意各部分比例，保持结构形状准确）。
注意：零件左半部外形可参照①处内腔确定；右端安装板②形状结构自行确定，其上应有4个Ø9供螺栓穿过之光孔；前后两凸起（B向视图）参考③处；其余未确定形体自定。
八、零件图8.4 零件局部构形设计和3D造型*10. 根据已给视图研究确定泵体的形状，并补充视图，完整、清楚、正确地表达泵体（左、右两边带圆弧头的板为安装板，上下两块板为连接板。
机械设计(吕宏_王慧主编)课后习题答案
第一章绪论习题答案思考题1）机器是由哪些基本部分构成？各部分作用是什么？2）什么是专用零件？什么是通用零件？试举例说明。
3）机械设计的研究对象是什么？学习时应注意哪些问题？4）机械零件的主要失效形式及设计准则是什么？5）设计机器应满足哪些基本要求？1）答：机器是由原动机、传动装置和工作机三大部分组成。
原动机是机械设备完成其工作任务的动力来源。
传动装置是按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。
执行机构也是工作部分，直接完成机器的功能。
2）答：所谓通用零件实际是指各种机器都经常使用的零件。
如轴、轴承和齿轮等。
专用零件是某些机器使用的零件，例如：发动机中的曲轴、汽轮机中的叶片。
3）答：本课程是研究普通条件下，一般参数的通用零件的设计理论与设计方法。
学习时应注意以下问题：1）理论联系实际。
2）抓住课程体系。
3）要综合运用先修课程的知识解决机械设计问题。
4）要理解系数引入的意义。
5）要努力培养解决工程实际问题的能力。
4）答：机械零件的主要失效形式有强度失效（因强度不足而断裂）、刚度失效（过大的变形）、磨损失效（摩擦表面的过度磨损），还有打滑和过热，联接松动，管道泄漏，精度达不到要求等等。
设计准则是1)强度准则2) 刚度准则3) 耐磨性准则4) 振动稳定性准则5) 热平衡准则6) 可靠性准则5）设计任何机器都必须满足如下要求1）使用要求2）经济性要求3）安全性要求4）其他要求（1）环保要求（2）外观要求（3）体积重量要求等第二章带传动习题1. 选择题1) 带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带__3__.(1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头2) 带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带__1__处(1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮(4)退出从动轮3) 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为__4__.(1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (3)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动4)带传动打滑总是__1__.(1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始5) V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_2___.(1)使结构紧凑 (2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角6) 带传动的主要失效形式之一是带的__3__。
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 。
机械设计各章习题答案
1章 齿轮传动一、补充题1、 在齿轮传动的设计与计算中,对于下列参数与尺寸应标准化的有 (1)、(6) ;应圆整的有 (5)、(9) ;没有标准的化也不应圆整的有 (2)、(3)、(4)、(7)、(8)、(10) 。
（1）斜齿圆柱齿轮的法面模数m n ;(2)斜齿圆柱齿轮的端面模数m t;(3) 分度圆直径d; (4)齿顶圆直径d a ; (5) 齿轮宽度B;(6)分度圆压力角α;(7)斜齿轮螺旋角β;(8) 变为系数x;(9)中心距a; (10)齿厚s2.材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面,适宜的热处理方法就是 (2) 。
(1)整体淬火;(2)渗碳淬火;(3)调质;(4)表面淬火3.将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度硬齿面直齿圆柱外齿轮,该齿轮制造工艺顺序应就是 (1) 为宜。
（1） 滚齿、表面淬火、磨齿;(2)滚齿、磨齿、表面淬火;（2） 表面淬火、滚齿、磨齿;(4)滚齿、调质、磨齿4.在下列措施中, (2) 不利于减轻与防止齿面点蚀发生。
（1） 提高齿面硬度;(2)采用粘度低的润滑油;(3)降低齿面粗糙度值;(4)采用较大的变位系数5.一对正确啮合的标准渐开线齿轮做减速传动时,如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同,则齿根弯曲应力 (1) 。
(1)21F F σ>σ; (2)21F F σ=σ;(3)21F F σ<σ6.有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数30511==Z ,mm m 齿数;齿轮2的模数50322==Z ,mm m 齿数,则齿形系数与应力校正系数的乘积11Sa Fa Y Y (1) 22Sa Fa Y Y(1)大于;(2)等于;(3)小于;(4)不一定大于、等于或小于 2章 V 带传动一、 选择与填空1.带传动正常工作时,紧边拉力F 1与松边拉力F 2满足关系 (2) 。
(1)F 1 =F 2 (2)F 1 - F 2 = F e (3)F 1 /F 1 =e f α(4)F 1 +F 2 =F 02、 若将传动比不为1的平带传动的中心距减少1/3,带长做相应调整,而其它条件不变,则带传动的最大有效拉力F ec (3) 。
机械设计(第八版)课后习题答案(细心整理最全系列)(8~10章)
第八章 带传动8-1：V 带传动的min 14501r n =，带与带轮的当量摩擦系数51.0=v f ，包角︒=α1801，初拉力N 3600=F 。
试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若mm 100d d1=，其传递的最大转矩为多少？（3）若传动效率为0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出效率为多少？[解] ()N 4.4781111360211112151.01151.00=+-⨯⨯=+-=ππααeeee F F v vf f ec()mm N 92.232101004.4782d 2-3d1⋅=⨯⨯==ecF T()kW45.395.0100060100010014.314504.4781000601000d 10003d11=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∙⨯⨯=∙=ηn F ηνF Pec ec π8-2 V 带传动传递效率7.5kW =P ，带速s m 10=ν，紧边拉力是松边拉力的两倍，即21F F =，试求紧边拉力1F 、有效拉力e F 和初拉力0F 。
[解] 1000νF P e =N 750105.710001000=⨯==∴νP F e21212F F F F F e =-=且 1500N 750221=⨯==∴e F F 201e F F F +=1125N27501500210=-=-=∴eF F F 8-38—3解法二：8-4 有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V 带传动，电动机功率P=7kW ，转速min 9601r n =，减速器输入轴的转速min 3302r n =，允许误差为%5±，运输装置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。
[解] （1）确定计算功率ca P由表8-7查得工作情况系数2.1A =K ，故 4k W .872.1A ca =⨯==P K P （2）选择V 带的带型根据ca P 、1n ，由图8-11选用B 型。
陈立德版机械设计基础第8、9章课后题答案
第8章 带传动8.1 带传动的主要类型有哪些？各有何特点？试分析摩擦带传动的工作原理。
答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。
前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。
摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。
8.2 什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间有何关系？答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力0F 。
当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。
紧边拉力为1F ，松边拉力为2F 。
带两边的拉力之差称为带传动的有效拉力F 。
设环形带的总长度不变，可推出()01212F F F =+ 8.3 小带轮包角对带传动有何影响？为什么只给出小带轮包角1α的公式？答：1α角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。
由于大带轮的包角2α大于小带轮的包角1α，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角1α值。
8.4 带传动工作时，带截面上产生哪些应力？应力沿带全长是如何分布的？最大应力在何处？ 答：带传动时，带中的应力有三个：（1）由拉力产生的拉应力，带全长上分布的，紧边上为1δ、松边上为2δ、1δ> 2δ。
（2）由离心力产生和离心拉应力c δ，作用于带的全长的。
（3）带绕过带轮时发生弯曲，产生的弯曲后应力b δ，发生在带上包角所对的圆孤部分，12b b δδ>。
最大应力发生在带左紧边进入小带轮处。
8.5 带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们对传动有何影响？是否可以避免？答：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，是可以避免的。
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，是一种不可避免的物理现象。
8.6 一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么？ 答：因为12αα<，故打滑总是先发生在小轮上。
机械设计基础第8章习题答案
解：查附表8-4（P191）
查表8-9
改选轴承型号：7308AC 7000AC FS=0.68FR C=38.5KN，C =30.5KN FS1=0.68FR1=0.68X4000=2720N
0
FS2=0.68FR2=0.68X3000=2040N FS1+FX=2720+2500=5220N>FS2 轴承2---压紧，轴承1—放松 FA2=FS1+FX=5220N
FA2=FS2=2040N
3
8-8 试选择支承蜗杆轴的一对角接触球轴 承，要求工作寿命Lh0=4000h。已知两轴 FS1 承的径向反力分别为：FR1=4000N， FR2=3000N，蜗杆轴向力FX=2500N，方 向如图；蜗杆的转速n=340r/min，轴颈 直径d=40mm，有中等冲击。
FR1 FX
9
10
FR1
FR20 6 f t C 3 10 6 1 52.9 10 3 3 Lh ( ) ( ) 3327 h Lh 0 (10000 h) 60 n f p FP 60 100 1.3 15000
轴承6309寿命不满足要求。 改选轴承6409，查附表8-3，C=77.40KN 计算出Lh=10442h>Lh0 轴承6409寿命合适。
作业
8－5、8－7、8－8
1
8-5 一6309型轴承的工作条件为：轴承径向载荷FR=15000N，转速 n=100r/min，工作中有中等冲击，温度低于100℃，轴承的预期使用寿 命Lh0=10000h，试验算该轴承的寿命。 解：查附表8-3 轴承6309 C=52.9KN
温度低于100℃ ，ft=1 中等冲击， fp=1.3，FP=FR=15000N
机械设计第八章-带传动-思考题-答案
《带传动》课堂练习题一、填空题1普通V带传动中，已知预紧力F o=25OO N,传递圆周力为800 N,若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F i为2900 ，松边拉力F2为2100 。
2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于__ 0 _________ 、__________ 、 f 三个因素。
3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。
4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。
5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。
6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处：皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。
7、皮带传动中，预紧力F0过小，则带与带轮间的摩擦力减小,皮带传动易出现_________打滑现象而导致传动失效。
&在V带传动中，选取小带轮直径D1 > D llim。
的主要目的是防止带的弯曲应力过大。
9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pea和小带轮转速n1查选型图确定。
10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动_______ ，多发生在小带轮上。
刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为—F1=F2e f。
11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同________ 产生的，可引起速度损失________，传动效率下降、带磨损等后果,可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。
12、带传动设计中，应使小带轮直径d> d rnin，这是因为______；应使传动比i <7,这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。
13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。
最大应力等于1+ b1+c ,它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。
14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。
陈立德机械设计基础第8和9章课后习题答案
擦 个
荷
8.18
个
z≥
Pc 个 ( P0 + P0 ) Kα K L
8.9 Po=1.31kW 个 i=2.5 8.19 Ki=1.1373
dd1=100mm,n1=1440r/min 易少弧易 8.11
K b = 1.0275 × 10 −3
P0
个
1 1 P0 = K b n1 1 − = 1.0275 × 10−3 ×1440 1 − = 0.18kW 个 1.1373 Ki
z≥ =
Pc ( P0 + P0 ) Kα K L
4.8 = 3.1 (1.31 + 0.18 ) × 0.98 ×1.06 F0
FQ 8.6 q=0.1kg/m
z=4 8 8.19
F0 =
500 Pc 2.5 500 × 4.8 2.5 − 1 + qv 2 = − 1 + 0.1× 7.3562 = 129.17N zv Kα 4 × 7.356 0.98
Ld 2 − L0 1400 − 1319.7 a = a0 + = 350 + = 390.15mm 个 2 2
意 个
α1 = 180o −
截
d d2 − d d1 280 − 100 × 57.3o = 180o − × 57.3o = 153.6o > 120o 个 a 390.15 d d1 = 100mm, n1 = 1450 r min 如
2
= 2555.13mm
个
易少截
Ld = 2500mm 个 a ≈ ao + Ld − Lo 2500 − 2555.13 = 1000 + = 944.87mm 个 2 2
机械设计第八章 轴 课后习题答案
第八章 轴及轴毂联接8-1 答：Ⅰ轴为传动轴，Ⅱ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴为转轴，Ⅴ轴为心轴。
8-2 答：见表8-2。
8-3 答： 由左到右：1）键槽位置错误，2）动静件之间应有间隙，3）轴承盖处应设密封装置，4）应有调整垫片，5）轴承内圈定位过高，6）与轮毂相配的轴段长度应短于轮毂长度，7）轴段过长，不利于轴承安装，应设计为阶梯轴，8）轴承内圈无定位。
改进后输出轴的结构如题8-3解图：题8-3解图8-4 解：1．作计算简图并求轴的支反力（图b ）水平面的支反力垂直面的支反力2．计算弯矩并作弯矩图（图c ）水平面弯矩图M H =R AH ×178=2124×178N·mm =378N·m垂直面弯矩图M V1=R A V ×178=－190×178N·mm=－33800N·mmM V2=R BV ×72=2910×72N·mm=210000N·mm合成弯矩图（图d ） 3．计算转矩并作转矩图(图e)T =F t d/2=7375×400/2=1475000N·mm计算截面C 的当量弯矩mmN 963133mm N )1475000(0.6380000)(22221d1⋅=⋅⨯+=+=T αM M N 901N 250272720/2004217125072/2r a AV=⨯-⨯=⋅-⋅=F d F R mmN 380000mm N 37800033800222H 2v11⋅=⋅+=+=M M M mm N 320004mm N 378000210000222H 2v22⋅=⋅+=+=M M M N 1242N 25027375725072t AH =⨯=⨯=F R N 5251N 2501783757250178t BH =⨯=⨯=F R N 2910N 2501782720/20042171250178/2r a BV =⨯+⨯=⋅+⋅=F d F RM d2=M 2=432000N·mm按弯扭合成应力校核轴的强度根据轴的材料为45钢，调质处理，由表8-2查得[σ－1]=60MPa 。
机械设计各章习题答案
1章 齿轮传动一、补充题1. 在齿轮传动的设计和计算中，对于以下参数和尺寸应标准化的有 〔1〕、〔6〕 ；应圆整的有 〔5〕、〔9〕 ；没有标准的化也不应圆整的有 〔2〕、〔3〕、〔4〕、〔7〕、〔8〕、〔10〕 。
（1） 斜齿圆柱齿轮的法面模数m n ；〔2〕斜齿圆柱齿轮的端面模数m t ；(3) 分度圆直径d ； 〔4〕齿顶圆直径d a ； (5) 齿轮宽度B ；〔6〕分度圆压力角α；〔7〕斜齿轮螺旋角β；(8) 变为系数x ；〔9〕中心距a ； 〔10〕齿厚s2．材料为20Cr 的齿轮要到达硬齿面，适宜的热处理方法是 〔2〕 。
〔1〕整体淬火；〔2〕渗碳淬火；〔3〕调质；〔4〕外表淬火3．将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度硬齿面直齿圆柱外齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是 〔1〕 为宜。
（1） 滚齿、外表淬火、磨齿；〔2〕滚齿、磨齿、外表淬火；（2） 外表淬火、滚齿、磨齿；〔4〕滚齿、调质、磨齿4．在以下措施中， 〔2〕 不利于减轻和防止齿面点蚀发生。
（1） 提高齿面硬度；〔2〕采用粘度低的润滑油；〔3〕降低齿面粗糙度值；〔4〕采用较大的变位系数5．一对正确啮合的标准渐开线齿轮做减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均一样，那么齿根弯曲应力 〔1〕 。
〔1〕21F F σ>σ； 〔2〕21F F σ=σ；〔3〕21F F σ<σ6．有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数30511==Z ,mm m 齿数；齿轮2的模数50322==Z ,mm m 齿数，那么齿形系数和应力校正系数的乘积11Sa Fa Y Y 〔1〕 22Sa Fa Y Y〔1〕大于；〔2〕等于；〔3〕小于；〔4〕不一定大于、等于或小于2章 V 带传动一、 选择与填空1．带传动正常工作时，紧边拉力F 1和松边拉力F 2满足关系 〔2〕 。
〔1〕F 1 =F 2 〔2〕F 1- F 2 = F e 〔3〕F 1/F 1=e f α 〔4〕F 1+F 2=F 02. 假设将传动比不为1的平带传动的中心距减少1/3，带长做相应调整，而其它条件不变，那么带传动的最大有效拉力F ec 〔3〕。
机械设计课后习题第9章作业
（1)推程
S=h[1-cos(πδ/δ0)]/2：0º≤δ≤120º
（2）回程．
S=h[1+cos(πδ/δ0`)]/2 0º≤δ≤1 50º
计算各分点的位移值如表9-4l：
根据表9-4可作所求图如下图：
这种凸轮机构的压力角为一定值，它恒等于平底与导路所夹锐角的余角．与其他因素无关。这种凸轮机构也会是存在自锁问题，为了避免自锁．在设计时应该在结构许可的条件下，尽可能取较大的推杆导路导轨的长度。并尽可能减小推gan 9的悬臂尺寸。
转过9(，。时，推扦以正弦加速度运动回到原位置：(-h轮转过一用中的其余角l
时，推柑：静止不动。
解(1)纠’算推杆的位移并对凸轮转角求导：
当凸轮转角艿在0≤艿≤2n／3越程中，推杆以等加速等减速运动上j
1 5 mitt。其中，当0≤艿≤“／3时·为等加速阶段，则
s一2^等．
蕊
碟s—z^簧一淼筹。≤占≤棚
(a) (b)
9—8在图示凸轮机构中，圆弧底摆动推杆与凸轮在B点接触。当凸轮从图示位置逆时针转过90。时，试用图解法标出：
1)推杆在凸轮上的接触点；
2)摆杆位移角的大小；
3)凸轮机构的压力角。
解如图所示，以O为圆心，以O点到推杆转动中心A的距离AO为半径作圆，得推杆转动中心反转位置圆。
过O点怍OA的垂线，交推杆转动中心反转位置圆于D点。
9—4一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？问是否可行?为什么?
答不可行。因为滚子半径增大后。凸轮的理论廓线改变了．推杆的运动规律也势必发生变化。
9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的办法来改善，问是否可行?为什么?
机械设计课后参考答案第九章
9．链传动的张紧轮应装在。
A．靠近主动轮的松边上 B．靠近主动轮的紧边上 C．靠近从动轮的松边上
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。
A．小链轮的转速 B． 传递的功率 C．传递的圆周力
14．链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在情况下。
主动轮转速n1＝960 r/min 。 求： ①链条平均速度υ＝ ？
②链条最小速度υmin ＝？
③链条最大速度υmax ＝？
④链条最大加速度amax ＝？
一、选择题：
1． A 2． B 3． C 4． C 5． A 6． B 7． B 8． C 9． A 10． B 11． B 12． B 13． A 14． C 15． C 16． B 17． C 18． A 19． C 20． B
18．套筒滚子链中，滚子的作用是。
A．减轻套筒与轮齿间的磨损B．缓和冲击 C．保证链条与轮齿间的良好啮合
19．链条中应尽量避免使用过渡链节，这主要是因为。
A．过渡链节制造困难B．装配困难 C．链板要承受附加弯曲作用
20．链轮的节圆是所构成的圆。
A．齿廓曲率中心 B．销轴中心 C．相邻两销轴中心连线的中点
④链条最大加速度a max ＝±ω12P／2＝±1/2×（2πn1／60）2P≈128．35 m/s2
机械设计基础课后答案(陶平)
第2章 习题2-5 计算题2-5图所示各机构的自由度。
并指出图中的复合铰、局部自由度和虚约束。
ABCDE解答：a) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1 C 处存在复合铰链b) n=7; P l =10; P h =0，F=3⨯7-2 ⨯10 = 1BDECAc) n=3; P l =3; P h =2，F=3⨯3 -2 ⨯3-2 = 1 D 处存在局部自由度， d) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4 -2 ⨯5-1 = 1AB C D EF G G'HABD CEFGHIJe) n=6; P l =8; P h =1，F=3⨯6 -2 ⨯8-1 = 1 B 处存在局部自由度，G 或G'处存在虚约束, f) n=9; P l =12; P h =2，F=3⨯9 -2 ⨯12-2 = 1 C 处存在局部自由度，I 处存在复合铰链,第3章 习 题3-3 题3-3图所示铰链四杆机构中，已知 BC=100mm ， CD=70mm ， AD=60mm ，AD 为机架。
试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄，求AB 的最大值； （2）若此机构为双曲柄机构，求AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求AB 的取值范围。
解：（1）根据题意：AB 为最短杆，且满足杆长之和条件，即：AB+ BC ≤CD+ AD ，得：AB ≤30mm ，AB 杆最大值为30 mm 。
（2）若此机构为双曲柄机构，那么AD 一定为最短杆，即： AD+ BC ≤CD+ AB ，得：AB ≥90mm ，AB 杆最小值为90 mm 。
（3）若此机构为双摇杆机构，则可判定该机构不满足杆长之和条件， 分三种情况讨论:其一：AB 是最短杆，则有：AB+ BC ＞CD+ AD ，得：60＞AB ＞30；其二：AB 不是最短杆也不是最长杆，则AD 为最短杆，有：AD+ BC ＞AB+ CD ，得：90＞AB ＞60；其三：AB 是最长杆，则有:AD+ AB ＞BC+ CD ，得：AB ＞110，又为了满足该机构能成为一个四杆机构，需保证：AB ＜BC+ CD+ AD=230，即230＞AB ＞110。
机械设计基础习题答案第8章
7.绘制扭矩图。如图（g）所示。
N·mm
8.作当量弯矩图，如图（h）所示。
最大当量弯矩在D点处，取α=0.6，其值为
N·mm
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
（g）
（h）
9.确定最大当量处的轴径
查表8-1得45钢调质处理的弯曲强度极限σ-1b=650。查表8-4许用弯曲应力［σ-1b］=60MPa，D点处的直径为
mm
轴与轮毂配合处直径d=30mm，强度足够。
8-11有一直齿圆柱齿轮减速器如图所示。所传递的功率P =15.8kW，主动轮转速n1=980r/min，从动轮转速n2=215r/min，从动轮齿数Z2=82，主动轮齿数Z1=18，模数m =5mm，齿宽B =80mm。试设计从动轴的结构和尺寸。假设采用深沟球轴承。
（5）寿命指数ε ε=3
kN
3.选择轴承型号
根据轴径d=55mm，查轴承标准应选用6011型轴承，额定动载荷C=30.2kN，符合要求。
8-16如图所示为一斜齿圆柱齿轮减速器的高速轴。根据工作情况，选用了一对角接触球轴承，面对面安装在轴上。已知：轴承所受径向载荷Fr1=1000N，Fr2=2100N，轴上所受轴向外载荷A=900N，轴的直径d=35mm，转速n=3000r/min，运转过程中承受中等冲击载荷，温度正常，要求使用寿命Lh=2000h，试选择轴承型号。
（3）确定轴的各段长度
因齿轮轮毂长为80 mm，为使套筒紧贴齿轮端面，取轴头长度为78 mm；滚动轴承的宽度为18mm，因此取轴颈长度为18mm；根据跨距L = 170mm，取轴环宽度为32mm；套筒长度亦取32mm。由结构草图得
4.进行强度验算
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第八章
一、填空题
1．带和带轮之间的摩擦（或啮合）
2．拉应力、弯曲应力、离心应力σm a xσ1＋σb1＋σc，紧边绕进小带轮3．打滑和疲劳破坏、在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命
σ≤[σ]
4．带的有效拉力小于极限拉力即F e<F ec，、
max
5．初拉力F0、摩擦系数f、小带轮上的包角α
6. 小于等于8
7. 小带轮直径D1、传动中心距a、带的型号、包角α、摩擦系数f、初拉力Fo
8.最大值，包角，摩擦系数，张紧力
9.定期张紧装置，自动张紧装置，张紧轮装置。
二、单项选择题
1．B．2.C．3.A．4.A．5.C．6.D．7.B．8.A．9.B．10．B．11．C．12．C．13．B 14.B．15.C．16.B．17.B．18.D、B. 19.D. 20.D. 21.B 22.D. 23.A. 24.C。
判断题
1-5хх√√х
三、简答题
1．答：在带传动中，由于松边和紧边的拉力不同，产生的弹性变形也不同。
当皮带从紧边转到松边和从松边转到紧边时，因带的弹性变形量发生改变而导致皮带与带轮间产生的相对滑动被称为弹性滑动。
当带的有效拉力超过极限拉力即F e>F ec时，带与带轮间将发生显著的相对滑动，即打滑。
打滑首先发生在小带轮上，因为小带轮的包角α小于大带轮的包角，故它的极限拉力也较小，承载能力低，所以先打滑。
两者的区别在于弹性滑动是必然存在的，导致传动比不恒定，但带传动能正常工作。
打滑是载荷超过承载能力之后的失效形式，应尽量避免。
2．答：当皮带绕在带轮上时，会产生弯曲应力。
带轮直径越小，弯曲应力越大。
为因避免弯曲应力过大降低带传动的寿命，应限制小带轮的最小直径d1。
3．答：若中心距过小，带速不变时，单位时间内皮带绕转次数增多，应力循环次数增多，将加剧带的疲劳损坏，降低其寿命；且由于中心距小，在传动比不变的情况下，将使小带轮上的包角减小，降低带传动的承载能力。
若中心距过大，皮带则容易松弛，也会降低带传动的承载能力，且调整张紧过于频繁。
故设计带传动时，应尽量将中心距确定在经验公式的范围内。
4. 1) 增大中心距
2) 控制传动比
3) 增设张紧轮装置
5．
紧边和松边拉力F1和F2以及产生的拉应力
由离心力产生的离心拉力产生的拉应力
绕过带轮所产生的弯曲应力
6. 增大摩擦系数、增大包角、尽量使传动在靠近最佳速度下工作、采用新型带传动、采用高强度带材料等
四、计算分析题
1．解：原因1．带的承载能力不够。
解决方案：
①更换皮带型号：增大带的截面面积或换成相应窄V带；
②增加带的根数，则同时更换带轮；
③加大中心距，同时换较长的皮带；
原因2．带内弯曲应力过大。
解决方案：在保证i、a不变的情况下，增大带轮直径，同时换较长的皮带
解：1）D点带速大于大带轮圆周速度
2）A、C两点带速等于所在带轮圆周速度
3）B点带速小于小带轮圆周速度
3．解：小带轮圆周速度v：
v＝πdn/60000=3.14×170×1450/60000＝12.9m/s
有效拉力F e F e＝1000P/v＝1000×8/12.9＝620.16 N
预紧力F0: F0＝F1－F e/2＝1300－620.16/2＝989.92 N
4．解：有效拉力F e
F e＝1000P/v＝1000×7.5/10＝750 N
因F1＝2F2，且F1－F2＝F e，
有2F2－F2＝F e
故有：松边拉力F2：F2＝F e＝750 N紧边拉力F1：F1＝2F e＝1500 N
5.主要失效形式为打滑及疲劳破坏；带工作时，紧边和松边有拉力差，带轮从紧边到松边其弹性变形逐渐减小，带与之收缩，产生相对滑动；不可避免。
紧边开始绕上小带轮a点应力最大，
第九章
一、填空题
1．内链板与套筒、外链板与销轴、滚子与套筒、套筒与销轴
2．销轴、套筒3．会产生附加弯矩
4．小链轮转速n1、额定功率P05．高、大、少
5.变化的，恒定的
6.好
7.承载能力增大，多边效应增大，振动、冲击、噪音严重
8.大，高，小9.铅垂，水平或倾斜10.紧，松11. 紧，松
二、选择题
1．C．2．C．3．B．4．D．5．B、A 6.D．7.C 8.D 9. A 10.C
判断题
1-5 √√√××
三、简答分析题：
1. 答：链条的链节数应选择偶数，这样可避免过渡链节所产生的附加弯矩。
滚子链的链轮
齿数应选择奇数。
因链条的链节数选择了偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数应选择与链节数互质的奇数。
2. 答：链条的节距p的大小，反映了链条和链轮各部分尺寸的大小。
在一定条件下，链的
节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要相应增大，振动、冲击、噪声也越严重。
所以设计时，为使传动结构紧凑、寿命长，应尽量选取较小节距的单排链。
速度高、功率大时，选用小节距多排链。
从经济上考虑，中心距小、传动比大时，选小节距多排链；中心距大、传动比小时，选大节距单排链。
3．解：不合理。
应将带传动和链传动位置对调。
原因：链传动具有动载荷及传动不平稳，所以应尽量放在低速轴上，减少由此引起的振动和冲击；而带传动因有弹性元件皮带而具有平稳吸振的特点，所以可放在电动机输出轴上。
4.链传动是带有中间挠性件的啮合传动。
与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。
同时链传动能用于高温、易燃场合。
5. 1）铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。