郑州大学机械设计基础第三版课后作业答案

由度
∴n＝6PL＝8（6个转动副，2个移动副）PH＝1
∴F＝3×6－2×8－1＝1
等于原动件数
3-5.已知一曲柄滑块机构的滑块行程H=60mm,偏距e=20mm,行程速比系数K=1.4,试确定曲
柄和连杆的长度l2和l3。（规定用作图法求之）
解：(1)由行程速比系数K，求出极位夹角θ。
θ＝180°×(K－1)／(K+1)
设V＝3~8m/s，由表6-11取小链轮齿数z1＝21，因传动比为
i
n
1
n
2
720
200
7.11
∴大链轮齿数
z2＝iz1＝3.6×21＝76
10.初步确定中心距a0＝40P；
11.求链节数Lp：
L2
P
a
0
P
z
1
2
z
2
P
a
(
z
2
2
z
1
)
2
2
40
P
P
21
2
76
P
40P
(
76
2
21
)
2
130.42
取
L
P
132
＝180°×(1.4－1)／(1.4＋1)＝30°
选比例尺u＝1:2，作图，可得：
(2)连接C1和C2，并作C1M垂直于C1C2,C1C2＝H;
(3)作∠C1C2N＝90°－θ＝60°，C2N与C1M相交于P点,由图可见,∠C1PC2＝θ＝
30°;
4)作三角形PC1C2的外接圆O,则曲柄的固定铰链中心A必在该圆上。
(5)作与C1C2线相距为e的平行线，与外接圆O交于的点即为A点，连接AC1、AC2，
则∠C1AC2＝θ。
(6)因极限位置处曲柄与连杆共线，故AC1＝l3－l2,
AC2= l3＋l2，所以曲柄长度l2=(AC2－AC1)／2;
由比例尺量得：AC1＝28mm,AC2＝82mm,
所以l2＝(82－28)／2＝27mm。
2)当力臂l不变时,下降额定载荷所需的力.
P9
解（1）：由tg
d55.5
2
0.05162.96
得
由
f
V
tg
V
f
Cos
0
Cos
22
0.1035
得5.91
V
，有自锁现象。
V
FFtg()50tg(2.965.91)
tQV
7.8(KN)
Fd
t2
由TFl
2
F
t
d
2
3
7.81055.5
得l1440mm
2F2150
5-4.图5-27所示，一螺旋起重器，其额定起重量FQ＝50KN,螺旋副采用单线标准梯
形螺纹Tr60×9（公称直径d＝60㎜，中径d2＝55.5㎜，螺距P＝9㎜,牙型角＝30°)，
螺旋副中的摩擦系数f＝0.1，若忽略不计支承载荷的托杯与螺杆上部间的滚动摩擦阻力，试
求：1)当操作者作用于手柄上的力为150N时,举起额定载荷时力作用点至螺杆轴线的距离;
长度为l1＝300㎜，摇杆长度为l4＝200㎜，确定曲柄和连杆的长度l2，l3。（解析法求解）
解：由图中的两个极限位置可得：
AC1＝l3－l2AC2＝l3＋l2
所以l3＝(AC1＋AC2)／2
l2＝(AC2－AC1)／2
所以只需求出AC1、AC2的长度。在三角形AC1D中，由余弦定理
AC1＝(l12＋l42－2l1l4Cosφ)1／2
假设相符。
2.实际中心距：
a≈a0＝40P＝40×15.875=635mm;
3.验算链速V：
V
z
Pn2115.875720
1
1
601000601000
4
m
/
s
15
m
/
s合适
且6.4m/s3~8mm
在内，与原假定相符。
4.选择润滑方式：根据V和P，由图6-20选用油浴或飞溅润滑；
7.12 求作用在轴上的力
解：
定合适，采用M16螺栓。
6.5某V带传动的带轮直径dd1＝100mm，包角α1＝180°，带与带轮的当量摩擦系数
fV＝0.5,预紧力F0＝180N。试求: 1)该传动所能传递的最大有效圆周力;2)传递的
最大转距。
解:(1)传递的最大有效圆周力
F2
tmax
F
0
e
e
f
v
f
v
1
1
1
1
2180
e
e
1.5
1.5
用于传动。
5-11图示一螺栓连接，螺栓的个数为2，螺纹为M20，许用拉应力[σ]＝160Mpa，被联接
件接合面间的摩擦系数f＝0.15，若防滑安全系数s＝1.2，试计算该联接件允许传递的静载
荷F。
解：分析得：
这是受横向载荷的紧螺栓联接，由于螺栓的预紧力：
两个螺栓，两个摩擦面：n＝2，k＝2
∵螺纹为M20，受横向载荷，
(2)
当力臂l,
不变下降额定载荷时可得：
Fl
Ftg(QV) Nhomakorabead
2
2
即
Fl
Ftg(
Q
V
)
d
2
2
F
Ftg()
QV
d
2
2
l
50
10
3
tg
(5
.91
2
.96
)
2
55.5
1440
51
N
即当力臂仍为1440㎜时,下降额定载荷所需的力为51N
5-5螺旋副的效率与那些参数有关?为什么多线螺纹多用于传动,普通三角螺纹主要用于联
(7)以A为圆心和l2为半径作圆，交C1A延线于B1，交C2A于B2，即得B1C1＝l3,由比
例尺量得：
l3＝B1C1＝56mm。
综上可知：曲柄长度l2为27mm，连杆长度l3为56mm。
3-6．已知一导杆机构的固定件长度l1＝1000㎜，行程速比系数K＝1.5，确定曲柄长度l2
及导杆摆角φ。（解析法求解）
1
1
4.8061
360
4.8061
236N
(2)传递的最大转距
T
max
F
d100
d1
t11.8
max
236
20002000
N
m
6.11试设计一由电动机驱动的某机械的链传动。已知传递的功率P＝3kw,小链轮转速n1
＝720r/min,大链轮转速n2＝200r/min,该机械工作时载荷不平稳。
解:1.选择链轮齿数z1、z2：
12.确定链节距P：
根据题意，由表6-12查得KA＝1.3；由表6-13得
K(
Z
Z
1
19
)
5.3
1.11;
K
L
L
P
(
100
3.1526
)
6.6
;单排链
K
P
1
代入：
P
0
K
K
A
K
Z
P
K
L
P
1
2.3
.111.07
1
3.28kw
查图6-19，选用10A滚子链，其链节距P＝15.875mm，且工作点落在链板疲劳区内，与原
1-3平面机构具有确定的运动条件是什么？
答：必须使原动件数目等于机构的自由度数。
1-5试确定下列平面机构的自由度（图中绘有箭头的活动构件为原动件）：a)推土机
的推土机构；d)渣口堵塞机构；f)筛料机机构。
解：a)推土机的推土机构
活动构件数n＝5，低副PL＝7（6个转动副，一个移动副）高副PH＝0。
F＝3×5－2×7－0
dm(
a2
z2h
2
a
*
)
3(6021)186(mm)
齿根圆直径:dm(
f1
z2
1
*
h
a
2
c
*
)
3(202120.25)52.5(mm)
dm(
f2
z2
2
*
h
a
2
c
*
)
3(602120.25)172.5(mm)
7-9在一个中心距a＝155mm的旧箱体内，配上一对齿数z1＝23，z2＝76,模数mn
＝3 mm的斜齿圆柱齿轮,试问这对齿轮的螺旋角β应是多少?
F
t
1000
P
V
1000
3
4
750
N
作用在轴上的力：
F
Q
1.2F900N
t
7.13求分度圆直径：
d
1
Sin
P
(180
/Z)Sin
1
15.
875
/
(180
21)
106.5mm
d
2
Sin
P
(180
/
Z
2
)
Sin
15
.875
/
(180
76
)
384
.1mm
7-6已知一对标准直齿圆柱齿轮的中心距a＝120mm，传动比i＝3,小齿轮齿数z1＝20。
接,而梯形、矩形、锯齿形螺纹主要用于传动？
答：螺旋副的效率与λ（升角），α（牙型角）有关
即：
对于多线螺纹导程较大，所以λ较大，进而η较大，所以多线螺纹多用于传动。
普通三角螺纹牙型角α比其他三种都大，ρV较大，所以η较小，并且ρV＞λ能够自锁，
故用于联接。而梯形、矩形、锯齿形螺纹，α角较小，ρV较小，η较大，所以它们主要