机械设计课后习题答案及解析

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机械设计基础课后习题答案(第四版)

机械设计基础课后习题答案(第四版)

目录

第1章机械设计概述 (1)

第2章摩擦、磨损及润滑概述 (3)

第3章平面机构的结构分析 (12)

第4章平面连杆机构 (16)

第5章凸轮机构 (36)

第6章间歇运动机构 (46)

第7章螺纹连接与螺旋传动 (48)

第8章带传动 (60)

第9章链传动 (73)

第10章齿轮传动 (80)

第11章蜗杆传动 (112)

第12章齿轮系 (124)

第13章机械传动设计 (131)

第14章轴和轴毂连接 (133)

第15章轴承 (138)

第16章其他常用零、部件 (152)

第17章机械的平衡与调速 (156)

第18章机械设计CAD简介 (163)

第1章机械设计概述

1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?

答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:

1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。

3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。

4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。

1.2常见的失效形式有哪几种?

答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。

1.3什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?

答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。

根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。

1.4标准化的重要意义是什么?

答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。

机械设计基础课后习题答案(第五版)(完整版)

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机械设计基础(第五版)课后习题答案(完整版)

高等教育出版社

杨可桢、程光蕴、李仲生主编

1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。

图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图

图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图

1-5 解

1-6 解

1-7 解

1-8 解

1-9 解

1-10 解

1-11 解

1-12 解

1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示,构件1、3的角速比为:

1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示,构件3的速度为:,方向垂直向上。

1-15解要求轮1与轮2的角速度之比,首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心,即,

和,如图所示。则:,轮2与轮1的转向相反。

1-16解(1)图a中的构件组合的自由度为:

自由度为零,为一刚性桁架,所以构件之间不能产生相对运动。

(2)图b中的CD 杆是虚约束,去掉与否不影响机构的运动。故图b中机构的自由度为:

所以构件之间能产生相对运动。

题2-1答: a ),且最短杆为机架,因此是双曲柄机构。

b ),且最短杆的邻边为机架,因此是曲柄摇杆机构。

c ),不满足杆长条件,因此是双摇杆机构。

d ),且最短杆的对边为机架,因此是双摇杆机构。

题2-2解: 要想成为转动导杆机构,则要求与均为周转副。

( 1 )当为周转副时,要求能通过两次与机架共线的位置。见图2-15 中位置和。

在中,直角边小于斜边,故有:(极限情况取等号);

在中,直角边小于斜边,故有:(极限情况取等号)。

综合这二者,要求即可。

( 2 )当为周转副时,要求能通过两次与机架共线的位置。见图2-15 中位置和

机械设计基础课后习题和的答案解析

机械设计基础课后习题和的答案解析

机械设计基础

1-5至1-12 指出(题1-5图~1-12图)机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束,计算各机构的自由度,并判断是否具有确定的运动。

1-5 解 F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=1

1-6 解F =H L P P n --23=111283-⨯-⨯=1

1-7 解F =H L P P n --23=011283-⨯-⨯=2

1-8 解F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=1

1-9 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=2

1-10 解F =H L P P n --23=212293-⨯-⨯=1

1-11 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=2

1-12 解F =H L P P n --23=03233-⨯-⨯=3

2-1 试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。

题2-1图

答 : a )160907015011040=+<=+,且最短杆为机架,因此是双曲柄机构。

b )1707010016512045=+<=+,且最短杆的邻边为机架,因此是曲柄摇杆机构。

c )132627016010060=+>=+,不满足杆长条件,因此是双摇杆机构。

d )1909010015010050=+<=+,且最短杆的对边为机架,因此是双摇杆机构。 2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。

题2-3图

解:

2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构,如题2-5图所示,要求踏板CD 在水平

(完整版)机械设计基础课后习题答案.

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第三章部分题解参考

3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋

转后,经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有,应如何修改?

习题3-5图

习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a),其自由度为:

14233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 其中:滚子为局部自由度

计算可知:自由度为零,故该方案无法实现所要求的运动,即结构组成原理上有错误。 解决方法:①增加一个构件和一个低副,如习题3-5解图(b)所示。其自由度为:

1

15243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F ②将一个低副改为高副,如习题3-5解图(c)所示。其自由度为:

1

23233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取),并计算其自由度。

习题3-6(a)图 习题3-6(d)图

解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)

的两种形式。 自由度计算:

1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F

习题3-6(a)解图(a)

习题3-6(a)解图(b)

解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)

的两种形式。 自由度计算:

1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F

习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)

机械设计基础 课后习题答案 第三版 课后答案(1-18章全) 完整版

机械设计基础 课后习题答案 第三版  课后答案(1-18章全) 完整版

机械设计基础课后习题答案第三版课后答案(1-18

章全) 完整版

机械设计基础课后习题答案

第三版高等教育出版社目录

第1章机械设计概述1

第2章摩擦、磨损及润滑概述 3

第3章平面机构的结构分析12

第4章平面连杆机构16

第5章凸轮机构 36

第6章间歇运动机构46

第7章螺纹连接与螺旋传动48

第8章带传动60

第9章链传动73

第10章齿轮传动80

第11章蜗杆传动112

第12章齿轮系124

第13章机械传动设计131

第14章轴和轴毂连接133

第15章轴承138

第16章其他常用零、部件152

第17章机械的平衡与调速156

第18章机械设计CAD简介163

机械设计概述

机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?

答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:

1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。

3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。

4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。

常见的失效形式有哪几种?

答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。

什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?

答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。

根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。

标准化的重要意义是什么?

答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。

机械设计基础(第十版)课后习题答案(完整版)

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第一章机械设计基础概述

习题1-1

答案:机械设计是指通过运用一定的原理和方法,按照规

定的设计要求,设计制作出满足使用功能和技术经济指标的机械产品的过程。

习题1-2

答案:机械设计的过程包括以下几个阶段: 1. 需求分析阶段:明确产品的使用功能和技术经济指标。2. 方案设计阶段:确定产品的总体构思和设计方案。 3. 详细设计阶段:进行各

个零部件的设计,确定尺寸、形状、材料等。 4. 制造和检验

阶段:制造产品,并进行检验,确保产品符合设计要求。 5.

使用和维护阶段:将产品投入使用,并进行维护和修理。

习题1-3

答案:机械设计的基本原则包括: 1. 功能性原则:机械产

品的设计应满足使用功能的要求。 2. 可靠性原则:机械产品

的设计应保证产品的可靠性和安全性。 3. 经济性原则:机械

产品的设计应考虑材料、工艺和生产成本等经济因素。 4. 协

调性原则:机械产品的设计应协调各个零部件之间的配合关系。

5. 可制造性原则:机械产品的设计应考虑产品的制造工艺和加工设备的可用性。

第二章计算基础

习题2-1

答案:等效于0.05千克(kg)。

习题2-2

答案:10立方米(m^3)等于10000升(L)。

习题2-3

答案:60秒等于1分钟。

第三章材料力学基础

习题3-1

答案:一个材料的弹性模量表示材料抵抗形变的能力,弹

性模量越大,材料越硬。

答案:屈服强度是指材料在受力作用下开始产生塑性变形的应力值。

习题3-3

答案:静态强度是指材料在静止状态下抵抗破坏的能力。

(以下省略部分内容,补充完整至1200字以上)

机械设计(第八版)课后习题答案及解析(最新_参考答案及解析)

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机械设计(第⼋版)课后习题答案及解析(最新_参考答案及解析)

3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ,取循环基数6

0105?=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 6.37310

710518093

6

9

10111===--N N σσN MPa 3.324105.210

51809469

20112===--N N σσN MPa 0.227102.610

518095

69

30113===--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 0

12σσσΦσ-=

-Θσ

Φσσ+=

∴-121

MPa 33.2832

.01170

21210=+?=+=

∴-σΦσσ

得)2

33.283,233.283(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

,067.045

3==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

机械设计基础课后习题答案(第五版)(完整版)

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动。
(2)图b中的CD杆是虚约束,去掉与否不影响机构的运动。故图b中机构的自由度为:
所以构件之间能产生相对运动。
题2-1答:a) ,且最短杆为机架பைடு நூலகம்因此是双曲柄机构。
b) ,且最短杆的邻边为机架,因此是曲柄摇杆机构。
c) ,不满足杆长条件,因此是双摇杆机构。
d) ,且最短杆的对边为机架,因此是双摇杆机构。
杆即是曲柄,由图量得曲柄长度:
题2-9解:见图2.21,作图步骤如下:
(1)求 , ,由此可知该机构没有急回特性。
(2)选定比例尺 ,作 , 。(即摇杆的两极限位置)
(3)做 , 与 交于 点。
(4)在图上量取 , 和机架长度 。
曲柄长度:
连杆长度:
题2-10解:见图2.22。这是已知两个活动铰链两对位置设计四杆机构,可以用圆心法。连
(2)因为曲柄空回行程用时 ,
转过的角度为 ,
因此其转速为: 转/分钟
题2-5
解:(1)由题意踏板 在水平位置上下摆动 ,就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置,此时
曲柄与连杆处于两次共线位置。取适当比例图尺,作出两次极限位置 和 (见图
2.17)。由图量得: , 。
解得:
由已知和上步求解可知:
, , ,
凸轮与从动件在B点接触时,导路的方向线。推程运动角 如图所示。
3-2解

机械设计基础课后习题答案

机械设计基础课后习题答案

机械设计基础第1章平面机构自由度习题解答

1-1至1-4 绘制机构运动简图。

1-1

1-2

1-3

1-4

1-5至1-12 计算机构自由度

1-5 有一处局部自由度(滚子),有一处虚约束(槽的一侧),无复合铰链

n=6 P L =8 P H =1 F=3×6-2×8-1=1

1-6 有一处局部自由度(滚子),无复合铰链、虚约束

n=8 P L =11 P H =1 F=3×8-2×

11-1=1

虚约束

局部自由度 局部自由度

1-7 无复合铰链、局部自由度、虚约束

n=8 P L=11 P H=0 F=3×8-2×11-0=2 1-8 无复合铰链、局部自由度、虚约束

n=6 P L=8 P H=1 F=3×6-2×8-1=1

1-9 有两处虚约束(凸轮、滚子

处槽的一侧),局部自由度1处,

无复合铰链

n=4 P L=4 P H=2

F=3×4-2×4-2=2

1-10 复合铰链、局部自由度、

虚约束各有一处

凸轮、齿轮为同一构件时,

n=9 P L=12 P H=2

F=3×9-2×12-2=1

凸轮、齿轮为不同构件时

n=10 P L=13 P H=2 F=3×10-2×13-2=2 图上应在凸轮上加一个原动件。

1-11 复合铰链一处,无局部自由度、虚约束

n=4 P L=4 P H=2 F=3×4-2×4-2=2

1-12 复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处

n=8 P L=11 P H=1 F=3×8-2×11-1=1

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机械设计(第八版)课后习题答案(最新,参考答案)

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3到13章答案 免费下载 0财富值

西北工业大学机械原理及机械零件教研室 编著

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=-ζ,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 6.37310

71051809

3

69

10111

=⨯⨯⨯==--N N ζζN

M P a 3.324105.210

51809

4

69

20112

=⨯⨯⨯==--N N ζζN

M P a 0.22710

2.610

51809

5

6

9

3

0113

=⨯⨯⨯==--N N ζζN

3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ,MPa 1701=-ζ,2.0=ζΦ,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] )170,0('

A )0,260(C 00

12ζζζΦζ-=

-

ζΦζζ+=

∴-1210

M P a 33.2832

.0117021210=+⨯=

+=

∴-ζ

Φζζ

得)2

33.283,233

.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

2.145

54==d D ,

机械设计 课后题答案

机械设计 课后题答案

机械设计试题

一、问答题(共40分,每题5分)

1.为什么螺纹联接常需要防松?防松的实质是什么?有哪几类防松措施?

2.在进行机械零件有限寿命的疲劳强度计算时,需将材料的疲劳曲线修正成零件的疲劳曲线。问有几种修正方法?各有何优缺点?

3.非液体摩擦滑动轴承需进行哪些计算?各有何含义?

4.在V带传动设计中,为什么要限制带的根数?限制条件如何?

5.闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算?

6.机械零件的主要失效形式有哪些?

7.直齿圆柱齿轮轮齿弯曲疲劳强度计算时,其危险载面是如何确定的?

8.链传动产生运动不均匀性的原因是什么?

二、受力分析题(14分)

图1所示为二级蜗杆传动,已知蜗杆3号的螺旋线方向为右旋,蜗轮4的转向如图所示,轴I为输入轴,试求:

(1)轴I和轴Ⅱ的转向

(2)蜗轮、蜗杆的螺旋线方向(所有的)

(3)蜗轮2和蜗杆3所受各分力的方向。

(注:要求蜗轮2与蜗杆3的轴向力方向相反)

图1 图2

三、计算题(共46分)

1.已知一支架用一组螺栓与机座联接(图2),所受外载荷分解成一轴向工作载荷N

F16000

=

一横向工作载荷R =5000N 。已知螺栓的相对刚度为0:25,接合面摩擦系数为0.15。选择螺栓的机械性能等级为8.8级,取安全系数S =1.5,可靠性系数k f =1.2。试求螺栓直径的计算值。(14分)

2.试画出机械零件的疲劳极限线图(特殊点标出坐标值),并据此推导出零件在非对称循环应力作用下(工作应力点M 在疲劳区)计算安全系数的表达式(r =常数)。(16分)

3.如图3所示减速器一根轴用两个型号为30310的圆锥滚子轴承支承,作用于轴承的径向载荷R 1=8000N ,R 2=2000N ;齿轮上的轴向力F a1=2000N ,F a2=1000N ;工作转速n =350r/min 。减速器在常温下工作,有中等冲出,试计算轴承的寿命L h (16分) (已知条件:Y R

《机械设计基础》课后习题答案

《机械设计基础》课后习题答案

《机械设计基础》课后习题答案

第一篇:《机械设计基础》课后习题答案

模块八

一、填空

1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。

2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。

3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。

4、在设计V带传动时,V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。

5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。

6、V带传动中,限制带的根数Z≤Zmax,是为了保证每根V带受力均匀(避免受力不均)。

7、V带传动中,带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动。

8、带传动常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置和张紧轮等几种。

9、V带两工作面的夹角θ为40°,V带轮的槽形角ϕ应小于θ角。

10、链传动和V带传动相比,在工况相同的条件下,作用在轴上的压轴力较小,其原因是链传动不需要初拉力。

11、链传动张紧的目的是调整松边链条的悬垂量。采用张紧轮张紧时,张紧轮应布置在松边,靠近小轮,从外向里张紧。

二、选择

1、平带、V带传动主要依靠(D)来传递运动和动力。

A.带的紧边拉力;B.带的松边拉力;C.带的预紧力;D.带和带轮接触面间的摩擦力。

2、在初拉力相同的条件下,V带比平带能传递较大的功率,是因为V带(C)。A.强度高;B.尺寸小;C.有楔形增压作用;D.没有接头。

3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比,是因为(D)。

A.带的材料不符合虎克定律;B.带容易变形和磨损;C.带在带轮上打滑;D.带的弹性滑动。

机械设计(第八版)课后习题答案及解析(最新_参考答案及解析)

机械设计(第八版)课后习题答案及解析(最新_参考答案及解析)

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 6.37310710

5180936

9

10111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.210

518094

69

20112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.22710

2.610518095

6

9

30113=⨯⨯⨯==--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 0

12σσσΦσ-=

- σ

Φσσ+=

∴-121

MPa 33.2832

.01170

21210=+⨯=+=

∴-σΦσσ

得)2

33.283,2

33.283(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 ,067.045

3==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

机械设计课后习题答案解析

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第三章 机械零件的强度p45

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 6.37310

710518093

6

9

10111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.210

51809469

20112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.610

518095

69

30113=⨯⨯⨯==--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 0

12σσσΦσ-=

- σ

Φσσ+=

∴-121

MPa 33.2832

.01170

21210=+⨯=+=

∴-σΦσσ

得)2

33.283,2

33.283(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 ,067.045

3==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

机械设计基础课后习题答案(第四版)

机械设计基础课后习题答案(第四版)

机械设计基础课后习题答案(第四版) 第1章总论课后习题答案

题1-1

试述机械与机构、零件与构件、运动副与约束的涵义。

答:机械是机器与机构的总称。其中机构是指用来传递与交换运动和力的可动的装置;机器是由若干构件以运动副相联接并具有确定相对运动,用来完成有用的机械功或转换机械能的组合体;机器用来完成有用的机械功或转换机械能,而机构在习惯上主要是指传递运动的机械(如仪表等)以及从运动的观点加以研究而言的。机器中必包含一个或一个以上的机构。

零件是机器及各种设备的基本组成单元;根据机器功能、结构要求,某些零件需固联成没有相对运动的刚性组合,成为机器中运动的一个基本单元体,通常称为构件;构件与零件的区别在于:构件是运动的基本单元,而零件是制造的基本单元;有时一个单独的零件也是一个最简单的构件。

构件与构件之间通过一定的相互接触与制约,构成保持确定相对运动的“可动联接”,这种可动联接称为“运动副”;当构件之间用运动副联接以后,在其联接处,它们之间的某些相对运动将不能实现,这种对于相对运动的限制称为运动副的约束。

题1-2

机械运动简图和装配图有何不同?正确绘制运动简图应抓住哪些关键?请画出图1-1所列机构和机械的运动简图。

陈秀宁机械设计基础教材答案

答:把复杂的机械采用一些简单的线条和规定的符号将其传动系统、传动机构间的相互联系、运动特性表示出来,表示这些内容的图称为机械运动简图;装配图是表示机器或部件的图样,它是生产中的主要技术文件之一;从机械运动简图中可以清晰地看出原动

机的运动和动力通过哪些机构、采用何种方式,使机器工作部分实现怎样的运动;根据运动简图再配上某些参数便可进行机器传动方案比较、运动分析和受力分析,并为机械系统设计、主要传动件工作能力计算、机件(构件和零件之统称)结构具体化和绘制装配图提供条件。

(完整版)机械设计课后习题答案

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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:

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3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ,取循环基数6

0105⨯=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 6.37310

710518093

6

9

10111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.210

51809469

20112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.610

518095

69

30113=⨯⨯⨯==--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 0

12σσσΦσ-=

- σ

Φσσ+=

∴-121

MPa 33.2832

.01170

21210=+⨯=+=

∴-σΦσσ

得)2

33.283,233.283(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 ,067.045

3==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

35.21

1191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪

⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK (

)()()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 =②

C σ=m ,求出该截面的计算安全系数ca S 。

[解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ

(1)C r =

工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的循环特性不变公式,其计算安全系数 28.220

2.03035.2170

m a 1-=⨯+⨯=+=

σΦσK σS σσca

(2)C σ=m

工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的平均应力不变公式,其计算安全系数 ()()()()

81

.1203035.220

2.035.2170m a m 1-=+⨯⨯-+=+-+=

σσσσca σσK σΦK σS

5-3 分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况,它的最大应力,最小应力如何得出?当气缸内的最高压 力提高时,它的最大应力,最小应力将如何变化?

解:

最大应力出现在压缩到最小体积时,最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时,它的最大应力增大,最小应力不变。

5-4 图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x 轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况,并判断哪个螺栓受力最大?堡证联接安全工作的必要条件有哪些?

5-9受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F =10 000N 时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 采用橡垫片密封,取螺栓的相对刚度

9.0=+M B b C C C 螺栓的总拉力:N F C C C F F M

B b

2400002=++=

残余预紧力为:N F F F 1400021=-=

5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa ,缸盖与缸体均为钢制,直径D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计

此联接。

10-1 试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力(用受力图表示各力的作用位置及方向)。[解] 受力图如下图:

10-2如图,ABC 的材料为中碳钢调制,其硬度:齿轮A 为240HBS ,B:260HBS ,C:220HBS ,试确定齿轮B 的许用接触应力[]H σ和许用弯曲应力[]F σ.假定:1)齿轮B 为“惰轮”(中间轮)齿轮A 为主动轮,齿轮C 为从动轮,设1==HN FN K K ;2)齿轮B 为在主动轮,齿轮A 和齿轮C 均为从动,设1==HN FN K K

10-3对于做双向传动的齿轮来说,她的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性?在做强度计算时应怎么考虑

10-4齿轮的精度等级与齿轮的选材及热处理方法有什么关系

10-5 要提高齿轮的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有那些关系措施

10-7 某齿轮减速器的斜齿轮圆柱齿轮传动,已知m in r 7501=n ,两齿轮的齿数为

m m m m ,6,'229,108,2421160b m βz z n ==︒===,8级精度,小齿轮材料为38SiMnMo (调质),

大齿轮材料为45钢(调质),寿命20年(设每年300工作日),每日两班制,小齿轮相对其轴的支承为对

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