河科大机械设计作业集8.9章答案
机械设计课后习题答案完整版.
机械设计课后习题答案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 σσNMPa 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(C012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210MPa 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==dD ，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 =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=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 =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
河科大机械设计作业集8.9章答案
题8-27图四、设计计算题8-28 有一A 型普通V 带传动，主动轴转速n 1＝1480r/min ，从动轴转速n 2=600r/min ，传递的最大功率P ＝1.5kW 。
假设带速v ＝7.75m/s ，中心距a ＝800mm ，当量摩擦系数f v ＝0.5，求带轮基准直径d 1、d 2，带基准度度L d 和初拉力F 0。
解：1）m mm m n n d d m mm m d n V n d V 250d 7866.2466001480100100d 7806.100148010006075.7100060d 10006022112111111=-=⨯=⋅≈=-=⨯⨯⨯=⨯⨯=⇒⨯=取，查表取，查表πππ2）8-30设计一破碎机用普通V带传动。
已知电动机额定功率为P = 5.5 kW，转速n1= 1440 r/min，从动带轮为n2= 600 r/min，允许传动比误差±5%，两班制工作，希望中心距不超过650 mm。
五、结构设计与分析题8-31图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。
题8-31图提示：(a)平带传动,张紧轮宜装于松边外侧靠近小轮,主要用以增大平带传动包角。
(b)V带传动,张紧轮不宜装在紧边,应装于松边内侧,使带只受单向弯曲,且靠近大轮,防止小带轮包角减小。
8-32图中所示为B型普通V带的轮槽结构，试填写有关结构尺寸、尺寸公差及表面粗糙度值。
题8-32图9-30设计一输送装置用的滚子链传动。
已知主动轮转速n1=960 r/min，功率P = 16.8 kW，传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距不大于800 mm （要求中心距可以调节），水平布置。
五、结构设计与分析题9-31 在如图所示链传动中，小链轮为主动轮，中心距a = (30～50) p。
问在图a、b 所示布置中应按哪个方向转动才合理？两轮轴线布置在同一铅垂面内（图c）有什么缺点？应采取什么措施？aa）b）c）题图9-31。
河科大机械设计作业作业解答
题13—47图第十四章联轴器和离合器一、分析与思考题14-16 联轴器、离合器、安全联轴器和安全离合器有何区别？各用于什么场合？答: 联轴器: 用来把两轴联接在一起, 机器运转时不能分离。
只有停机时将联接拆开后两轴才能分离。
离合器：在机器运转过程中可使两轴随时接合或分离。
用来操纵机器传动系统的断续, 以便进行变速及换向等。
安全联轴器和安全离合器：机器工作时, 如果转矩超过规定值, 这种联轴器或离合器即可自行断开或打滑, 以保证机器中主要零件不致因过载而损坏。
14-17 试比较刚性联轴器、无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器各有何优缺点？各用于什么场合？答: 刚性联轴器: 构造简单, 成本低, 可传递较大的转矩。
缺乏补偿两轴相对位移的能力。
故对两轴对中性能要求很高。
用于转速低, 无冲击, 轴的刚性大, 对中性较好的场合。
无弹性元件的挠性联轴器：可补偿两轴相对位移。
但因无弹性元件, 故不能缓冲减振。
常用于载荷平稳、无冲击的场合。
有弹性元件的挠性联轴器：因装有弹性元件, 不仅可以补偿两轴相对位移而且可以吸振缓冲。
用于需要补偿两轴的相对位移, 工作载荷有较大变化的场合。
14-18选择联轴器类型时, 应当考虑哪几方面因素？答: 1.传递转矩大小和性质以及对吸振缓冲能力的要求；2.工作转速高低和引起离心力的大小；3.两轴相对位移的大小和方向；4.联轴器的可靠性和工作环境；5.联轴器的制造、安装、维护和成本。
14-19 牙嵌离合器和摩擦式离合器各有何优缺点？各适用于什么场合？答: 牙嵌离合器: 结构简单, 没有相对滑动, 尺寸小。
但不能在转速差较大时进行联接。
摩擦式离合器：两轴能在任何不同角速度下进行联接；改变摩擦面间的压力就能调节从动轴的加速时间；接合时冲击和振动较小；过载时将发生打滑, 可避免其它零件损坏。
二、设计计算题14-20 有一链式输送机用联轴器与电机相联接。
已知传递功率P=15Kw, 电动机转速n=1460r/min, 电动机轴伸直径d=42mm 。
机械原理_河南科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
机械原理_河南科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.带动其它构件的构件，称为原动件。
答案:运动2.具有确定运动的行星轮系，其原动件数目。
答案:只有1个3.两构件组成平面转动副时，则运动副使构件间丧失了的独立运动。
答案:两个移动4.曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向无穷大而演变来的。
答案:摇杆5.当曲柄摇杆机构的曲柄原动件位于时，机构的压力角最大。
答案:曲柄与机架共线的两位置之一6.平面四杆机构中是否存在死点，取决于是否与连杆共线。
答案:从动件7.若发现移动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角超过了许用值时，且凸轮的实际廓线又出现变尖，此时应采取的措施是。
答案:增大基圆半径8.滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是从凸轮转动中心到的最短距离。
答案:凸轮理论廓线9.为了使凸轮机构正常工作和具有较高的效率，要求凸轮机构的最小压力角的值不得超过某一许用值。
此句中错误的是。
答案:最小10.两齿轮的实际中心距与设计中心距略有偏差，则两轮传动比。
答案:不变11.一对直齿圆柱变位齿轮传动（无侧隙啮合），若变位系数x1=0.05，x2=-0.2，实际中心距标准中心距。
答案:小于12.若忽略摩擦，一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间作用力沿着方向。
答案:基圆内公切线13.渐开线齿轮传动的重合度随着齿轮增大而增大，而与齿轮的无关。
答案:齿数、模数14.一对直齿圆柱齿轮的中心距等于两分度圆半径之和，但等于两节圆半径之和。
答案:不一定、一定15.用范成法切制渐开线齿轮时，齿轮根切的现象可能发生在的场合。
答案:齿数较少16.一对渐开线齿轮啮合传动时，两齿廓间。
答案:除节点外各处均有相对滑动17.渐开线直齿圆柱齿轮中，齿距，法向齿距，基圆齿距为。
答案:pb=pn＜p18.渐开线直齿条与正变位直齿圆柱齿轮传动时，齿轮的节圆半径分度圆半径。
答案:等于19.齿轮传动时，若发现重合度小于1的情况，则修改设计的措施应是。
答案:重选变位系数20.有一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，其变位系数分别为x1，x2。
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《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1 —1自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 7 -(2 9 1-0) -1二21-19 -1=1或：F =3n -2P L -P H=3 6 -2 8 -1-11-6自由度为F =3n _(2P L P H _P') _F' =3 9-(2 12 1 -0) -1 =1或：F =3n -2P L - F H=3 8-2 11-1=24-22 -1=11 —10自由度为：F =3n _(2P L +P H _P') _F' =3 10-(2 14 12 -2) -1 = 30 -28 -1=1或：F =3n-2P L - P H=3 9-2 12-1 2=27-24 -2=11 — 11F =3n -2P L -P H=3 4 -2 4 -2=21 — 13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件R4 p 3 P34 R3 1、3的角速度比。
1 - 14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设 •= =10rad/s ，求构件3的速度v 3 。
v 3 =v P13 =叫 P 14P 3 =10^200 = 2000mm/s1- 15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比「1/「2。
构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心⑷ 1 沃 P 14p 2 =切2 “ !~24 P 12 4-13 P3PP1 3创|P 24p 2| 2r 2 ⑷ 2 IR 4P 12I r i=10 AC tan BCA 916.565mm/s :2.9rad / s转中心的距离l AC =15mm , I AB = 90mm ,^10rad /s ，求『-00和『-1800时，从动件角速度-'2的数值和方向。
广西科技大学机械设计复习试题(附答案)
2.1变应力不一定只由变载荷产生（√）2.2增大零件过渡曲线的圆角半径可以减少应力集中（√）2.3 应力只要随时间发生变化，均称为变应力。
（√）2.4在变应力作用下，零件的主要失效形式将是疲劳断裂；而在静应力作用下，其失效形式将是塑性变形或断裂。
（×）2.5只有静载荷产生静强度破坏，只有变载荷才产生疲劳破坏。
（×）5.1减少螺栓和螺母的螺距变化差可以改善螺纹牙间的载荷分配不均的程度。
（√）5.2被连接件是锻件或铸件时，可将安装螺栓处加工成小凸台或沉头座，其目的是易拧紧。
（×）5.11为了提高受轴向变载荷螺栓连接的疲劳强度，可以增加螺栓的刚度。
（×）5.12螺纹的升角越大，其连接的自锁性能就越好。
（×）6.1切向键是靠工作面上的挤压力和轴与轮毂之间的摩擦力来传递转矩（√）6.5普通平键的主要失效形式是工作面的挤压破坏。
（√）6.6一个平键连接能传递的最大转矩为T，则安装两个平键能传递的最大转矩为2T。
（×）6.8平键连接可以实现轴与轮毂的轴向和轴向固定。
（×）8.1为了使普通V带和带轮上的工作槽面相互紧贴，应使带轮的轮槽角与带的楔角相等。
（×）8.2带传动中打滑和弹性滑动都会引起带传动的失效，只要设计合理，都可以避免。
（×）8.12 V带传动设计计算中，通常限制带的根数Z<10，主要是为了保证每根带受力比较均匀。
（√）8.13带传动中，由离心力引起的离心拉应力在各截面上都相等。
（√）10.1齿轮传动中，经过热处理的齿面称为硬齿面，未经过热处理的齿面称为软齿面。
（×）10.8对于软齿面闭式齿轮传动，若弯曲强度校核不足，较好的解决方法是保持分度圆直径和齿宽不变，减少齿数，增大模数。
（√）10.9低速重载齿轮不会产生胶合，只有高速重载齿轮才会产生胶合（×）11.1为了保证普通圆柱蜗杆传动具有良好的磨合性和耐磨性，通常采用钢制蜗杆与铜合金蜗轮。
河南科技大学机械原理作业答案1-8
2—1试画出唧筒机构的运动简图，并计算其自由度。
2—2试画出缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。
2—3试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。
2—4试画出简易冲床的运动简图，并计算其自由度。
2—5图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转，而装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的，试绘出其机构运动简图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
（矢量方程及必要的分析计算）：
解：
方向⊥BD⊥AB∥BC
大小?1lAB?
利用速度影像原理求得c3点,
方向B→D⊥BD B→A⊥BC∥BC
大小??
利用加速度影像原理求得c3′点,
3—9在图示曲柄摇块机构中，已知lAB=30mm，lAC=100mm，lDE=40mm，lBD=50mm，φ1=45°，等角速度ω1=10rad/s，求点E的速度vE和加速度aE以及构件3的角速度3和角加速度3。
3—2在图示的四杆机构中，已知lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω1=10rad/s，试用瞬心法求：
（1）当φ=165°时，点C的速度vC；
（2)当φ=165°时，构件2的BC线(或其延长线)上速度最小的点E的位置及速度的大小；
（3）当vC=0时，φ角之值（有两个解），并做出相应的机构位置图。
(3) 大小的表达式，在机构图上标出其方向。
（矢量方程及必要的分析计算）：
解：1．速度分析
方向∥AC⊥AB⊥CB
大小??
利用速度影像原理求得d2(d4)点,
方向⊥DE∥ED
大小??
利用速度影像原理求得f点,
机械设计(第八版)课后习题答案(最新_参考答案)
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 M P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 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+=∴-121M P a33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-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 =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=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 =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
河南科技大学机械原理作业答案9-12
凸轮转角δ 0° 30° 60° 90° 120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° 360°
从动件位移φ 0 1.34° 5° 10° 15° 18.67° 20° 17.5° 10° 2.5° 0 0 0
或位移曲线图
20
1 / mm
0
3
sin 0.2304, cos 0.9731
（θ 角在第四象限）
x x rr cos 65.974115 0.9731 51.3776 y y rr sin 38.0902 15 (0.2304) 34.6332
班级
成绩
姓名
任课教师
学号
4h
2 0
cos
(s0
s) sin
4 40 ( 2
/ 3) cos(60) (50
80 / 9) sin(60)
42.5110
sin 0.7203, cos 0.6936 （θ 角在第二象限）
x x rr cos 50.999 15 (0.6936) 40.5947
3
2
2
2
A
r0
O
班级 姓名 学号
- 62 -
成绩 任课教师 批改日期
机械原理作业集
9－5 试用图解法设计一滚子摆动从动件盘形凸轮机构。已知 lOA=55mm，lAB=50mm，r0=25mm，滚 子半径 rr=8mm，凸轮以等角速度逆时针回转，从动件运动规律为：凸轮转角=0~180时，从动 件以余弦加速度运动顺时针摆动 φm=20，=180~300时，从动件等加速等减速摆回原位， =300~360时，从动件静止。（求位移，计算、作图均可）
机械设计作业答案(河科大版)
学
号
批改日期
-2-
机械设计作业集解答
3—24 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？在相同的应力变化规律下， 零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么（用疲劳极限应力图说明）？ 答：考虑零件的几何形状变化、加 σ a 工尺寸、加工质量及强化因素的影响， 使得零件的疲劳极限要小于材料试件 零件 的疲劳极限。 在相同的应力变化规律下， 零件和 材料试件的失效形式相比不一定相同， 如图示： Ｍ１点相同， 而Ｍ２点材料静强 度失效，零件是疲劳失效，不同区域为 图中阴影面积。
d1
A
D
题 3—14 图 3—15 在上题 A 图中，d 2 =2d 1 ，小圆柱的弹性模量为 E 1 ，大圆柱的弹性模量为 E 2 ，E 为一定值， 大小圆柱的尺寸及外载荷 F 一定，则在以下四种情况中， D 的接触应力最大， A 的接触应 力最小。 A E 1 =E 2 =E/2 B E 1 =E、E 2 =E/2 C E 1 =E/2、E 2 =E D E 1 =E 2 =E
S σ Sτ
2 Sσ + Sτ2
表示
复合（双向）应力状态下
疲劳或静
强度的安全系数，而
S=
σs
2 2 σ max + 4τ max
表示
复合（双向）
应力状态下的
静 强度的安全系数。
3—21 零件表面的强化处理方法有 化学热处理 、 高频表面淬火 、 表面硬化加工 等。 3—22 机械零件受载荷时，在 截面形状突变处 产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强 度的增大而 增大 。
3—28 某零件如图所示，材料的强度极限σ B =650Mpa，表面精车，不进行强化处理。试确定Ⅰ-Ⅰ 截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数 K σ 和剪切疲劳极限的综合影响系数 K τ Ⅰ R3 解： 附图 3-1 ， Φ48 Ⅰ 题 3—28 图 Φ40
机械设计作业答案(河科大版)
SσSτ
2 2 Sσ + Sσ
≥ [ S ] 检验。
班 姓 学
-3-
级 名 号
成
绩
任课教师 批改日期
机械设计作业集解答
四、设计计算题
3—27 某材料的对称循环弯曲疲劳极限应力σ -1 =350Mpa，疲劳极限σ S =550Mpa，强度极限 6 4 5 7 σ B =750Mpa，循环基数 N 0 =5×10 ，m=9，试求对称循环次数 N 分别为 5×10 、5×10 、5×10 次时 的极限应力。 解： ∴ ∵ ，
m
B σN =C
m
C 寿命系数 k N =
m
N / N0
D 寿命系数 k N <1.0
3—10 已知某转轴在弯-扭复合应力状态下工作，其弯曲与扭转作用下的计算安全系数分别为 S C 。 σ =6.0、S τ =18.0，则该轴的实际计算安全系数为 A 12.0 B 6.0 C 5.69 D 18.0 3—11 在载荷和几何尺寸相同的情况下,钢制零件间的接触应力 A 铸铁零件间的接触应力。 A 大于 B 等于 C 小于 D 小于等于 3—12 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值 A 。 A 相等 B 不相等 C 是否相等与材料和几何尺寸有关 班 级 成 绩 D 材料软的接触应力值大 3—13 两等宽的圆柱体接触，其直径 d 1 =2d 2 ， 姓 名 任课教师 弹性模量 E 1 =2E 2 ，则其接触应力为 A 。
d1
A
D
题 3—14 图 3—15 在上题 A 图中，d 2 =2d 1 ，小圆柱的弹性模量为 E 1 ，大圆柱的弹性模量为 E 2 ，E 为一定值， 大小圆柱的尺寸及外载荷 F 一定，则在以下四种情况中， D 的接触应力最大， A 的接触应 力最小。 A E 1 =E 2 =E/2 B E 1 =E、E 2 =E/2 C E 1 =E/2、E 2 =E D E 1 =E 2 =E
河南科技大学研究生入学考试机械设计及题库汇总汇总
A0○B90○
C∠ABC D∠ACB
5、在凸轮机构中，当从动件按等加速等减速运动规律运动时，该机构将产生___。
A刚性冲击 B柔性冲击
C刚性和柔性冲击 D无冲击
6、一对标准渐开线直齿圆柱齿轮机构实际安装中心距大于标准中心距时。
A两节圆相切大小不变所以传动比不变B两分度圆相切传动比不变
C两分度圆增大传动比相应增大D两节圆相切半径相应增大但传动比不变
考试科目代码：901考试科目名称：机械设计基础
一、判断题(每小题1分，共10分)
1、×2、×3、√4、×5、×6、√7、×8、√9、×10、√
二、单项选择题，（每小题2分、共32分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
B
A
A
D
A
D
B
D
C
A
B
A
D
D
A
B
三、（10分）解：
（6分）
B、D处 ----局部自由度；（2分）
河南科技大学
2010年硕士研究生入学考试试题
考试科目代码：901考试科目名称：机械设计基础
（所有答案写在该试卷上）
一、（每小题3分、共48分）单项选择题，4个答案中只有一个是正确的。将正确的选项
填入下表中，否则不给分。
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1、计算机构自由度时，若机构存在虚束约而没有判断出来，则计算出机构的自由度就会___。 AF=0B增多C减少D不变
机械设计作业集 答案新版河南科技大学
10— 36 软齿面齿轮和硬齿面齿轮是如何划分的？软齿面齿轮和硬齿面齿轮在加工方法上有何区 别？为什么？ 答：根据齿面硬度划分， HB<350 ，为软齿面； HB 350，为硬齿面。硬齿面齿轮的加工比软齿面 多了齿面硬化处理和精加工两道工序，主要是因为齿面硬化处理后有变形出现，需要精加工。
10— 37 在什么工况下工作的齿轮易出现胶合破坏 齿轮齿面抗胶合的能力 ?
?胶合破坏通常出现在轮齿的什么部位
答：在高速重载工况下工作的闭式齿轮易出现胶合破坏， 提高齿轮齿面抗胶合的能力，可：
1、提高齿面硬度，降低粗糙度； 2、低速用粘度大的润滑油，高、中速及重载低速用极压润滑油；
3、采用变位齿轮，减小滑动系数； 4、减小模数，降低齿高，减小滑动系数；
5、两齿轮配对时，齿面有硬度差， HB 1- HB2=30~50。
C H1＝ H2， F1≠ F2， [ H] 1≠［H ]2， [ F]1≠［F] 2
D
H1≠ H2， F1＝ F2， [ H] 1≠［H ]2， [ F] 1≠［F]2
（ H、 F、 [ H]、 [ F]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力）
10— 9 一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同
们的齿形系数 ___ C___ 。源自AY Fa1>Y Fa2
B Y Fa1<Y Fa2
C Y Fa1=Y Fa2
班级 姓名 学号
成绩 任课教师 批改日期
-1-
机械设计作业集
10— 12 有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮 1 的模数 m1=5mm ，齿数 zl =30；齿轮 2 的模数 m2=3mm ，
齿数 z2=50，则齿形系数和应力校正系数的乘积
机械原理答案
第二章 平面机构的结构分析题2-1 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-1a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-1d)。
置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。
题2-2 图a 所示为一小型压力机。
图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。
同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
解：分析机构的组成：此机构由偏心轮1’（与齿轮1固结）、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。
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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？
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。
四、设计计算题
9-28一链式运输机驱动装置采用套筒滚子链传动，链节距p=25.4mm，主动链轮齿数z1=17，从动链轮齿数z2=69，主动链轮转速n1=960r/min，试求：
1．链条的平均速度V；
2．链条的最大速度Vmax和最小速度Vmin；
3．平均传动比i。
解. 1）链条的平均速度
V=z1pn1/（60×1000）=17×25.4×960/（60×1000）=6.91m/s
2）链条的最大速度Vmax和最小速度Vmin
d1=p/sin（180°/ z1）=25.4/sin（180°/ 17）=138.23mm
ω1=πn1/30=3.14×960/30=100.48 rad/s
9-27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
z1’= z2/i12= z2n2/n1=75×250/900=20.8取z1’=21
第八章带传动
三、分析与思考题
8-21相同的条件下，为什么V带比平带的传动能力大？
答：平带的工作面是和带轮接触的内周面，而V带的工作面是V带的两侧面，由于楔形增压作用，在同样的张紧力下，V带传动比平带传动能产生更大的摩擦力。因此V带比平带的传动能力大。
8-22在普通V带传动中，为什么一般推荐使用的带速为5≤v≤25m/s？
五、结构设计与分析题
9-31在如图所示链传动中，小链轮为主动轮，中心距a = (30～50) p。问在图a、b所示布置中应按哪个方向转动才合理？两轮轴线布置在同一铅垂面内（图c）有什么缺点？应采取什么措施？
a）b）c）
题图9-31
9-24与带传动相比，链传动有哪些优缺点？
答：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。
9-25为什么一般链节数选偶数，而链轮齿数多取奇数？
9-29单排滚子链传动，小链轮为主动轮，链轮齿数z1=21，z2=105，链型号为16A，n1= 600 r/min，工况系数KA=1.2，中心距a=910mm，试求此链传动允许传递的最大功率。
解.
9-30设计一输送装置用的滚子链传动。已知主动轮转速n1=960 r/min，功率P = 16.8 kW，传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距不大于800 mm（要求中心距可以调节），水平布置。
表面粗糙度值：轮槽面：3.2，其余：12.5。
第九章链传动
三、分析与思考题
9-22链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少？而大链轮齿数Z2又不宜过多？
答：小链轮齿数传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。齿数少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致：1）传动的不均匀性和动载荷增大；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。
答：采用第(3)方案不合理,因为转速n不变，D增大，v加大，F不变，则工作转矩加大，V带承载能力不够。采用(1)(2)方案时,由于D不变,作用于带上有效圆周力F不变,故较方案(3)好。但在方案(2)中,由于小带轮直径加大,应力减小,提高了带的承载能力,方案(1)中小带轮直径较小,应力较大,故不如方案(2)好。
答：一般v≤25 m/s。若带速过大（v＞25m/s），则会因离心力过大而降低带和带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能力，同时离心力过大又降低了带的疲劳强度。
带速v也不能过小（一般不应小于5 m/s）。带速太小说明所选的ddl太小，这将使所需的圆周力过大，从而使所需的胶带根数过多。
8-23带传动的主要失效形式是什么？带传动的设计准则是什么？
大链轮齿数Z2过多，增大了传动的尺寸和质量，易于因链条节距的伸长而发生跳齿和脱链现象，缩短链条的使用寿命。
9-23链传动有哪几种主要的失效形式？
答：1）链节板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。
答：带传动的主要失效形式是：打滑和疲劳破坏。
带传动的设计准则是：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。
8-24带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的？对带传动有何影响？
答：在带传动中，带的弹性滑动是因为带的弹性变形以及传递动力时松、紧边的拉力差造成的，是带在轮上的局部滑动，弹性滑动是带传动所固有的，是不可避免的。弹性滑动使带传动的传动比增大。当带传动的负载过大，超过带与轮间的最大摩擦力，将发生打滑，带在轮上全面滑动，打滑是带传动的一种失效形式，是可以避免的。打滑首先发生在小带轮上，因为小带轮上的带的包角小，带与轮间所能产生的最大摩擦力较小。
提示：
(a)平带传动,张紧轮宜装于松边外侧靠近小轮,主要用以增大平带传动包角。
(b)V带传动,张紧轮不宜装在紧边,应装于松边内侧,使带只受单向弯曲,且靠近大轮,防止小带轮包角减小。
8-32图中所示为B型普通V带的轮槽结构，试填写有关结构尺寸、尺寸公差及表面粗糙度值。
题8-32图
提示：有关结构尺寸、尺寸公差参见西北工业大学教材《机械设计》表8-10（157页）。
题8-27图
四、设计计算题
8-28有一A型普通V带传动，主动轴转速n1＝1480r/min，从动轴转速n2=600r/min，传递的最大功率P＝1.5kW。假设带速v＝7.75m/s，中心距a＝800mm，当量摩擦系数fv＝0.5，求带轮基准直径d1、d2，带基准度度Ld和初拉力F0。
解：1）
ห้องสมุดไป่ตู้2）
8-29现设计一带式输送机的传动部分，该传动部分由普通V带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机，额定功率P=11kW，转速n1=1460r/min，减速器输入轴转速为400 r/min，允许传动比误差为±5%，两班制工作，试设计此普通V带传动。
8-25为什么带传动通常布置在机器的高速级？
答：1）带传动工作平稳性好，具有过载保护作用。
2）带传动布置在机器的高速级，带速高，带中的有效拉力小，不易打滑，且带的疲劳寿命长。
8-27图示带式输送机装置。小带轮直径140mm，大带轮直径为400mm，鼓轮直径250mm，为提高生产率，在载荷不变条件下，提高带速度，设电机功率和减速器的强度足够，忽略中心距变化，下列哪种方案更为合理？1、大轮直径减小到280mm；2、小轮直径增大到200mm；3、鼓轮直径增大到350mm。
Vmax=ω1d1/2=100.48×138.23/2=6944mm/s=6.944m/s
Vmin=ω1cos（180°/ z1）d1/2=100.48×cos（180°/ 17）×138.23/2
=6826mm/s=6.826m/s
3）平均传动比i
i12=n1/n2=z2/z1=69/17=4.06
答：一般链节数选偶数，可以避免使用过渡链节板。由于链节数选偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数应取奇数。
9-26链节距的大小对链传动有何影响？在高速重载工况下，应如何选择滚子链？
答：链的节距越大，则链条的承载能力就越大，动载荷也越大，周期性速度波动的幅度值也越大，在高速，重载的工况下，应选择小节距多排链。
8-30设计一破碎机用普通V带传动。已知电动机额定功率为P = 5.5 kW，转速n1= 1440 r/min，从动带轮为n2= 600 r/min，允许传动比误差±5%，两班制工作，希望中心距不超过650 mm。
五、结构设计与分析题
8-31图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。
题8-31图