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机械设计基础(第五版)课后习题答案(整理版)

机械设计基础(第五版)课后习题答案(整理版)

机械设计基础(第五版)课后习题答案(完整版)杨可竺、程光蕴、李仲生主编高等教育出版社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。

4.5课后习题详解4-1解分度圆直径齿顶高齿根高顶隙中心距齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚、齿槽宽4-2解由可得模数分度圆直径4-3解由得4-4解分度圆半径分度圆上渐开线齿廓的曲率半径分度圆上渐开线齿廓的压力角基圆半径基圆上渐开线齿廓的曲率半径为 0;压力角为。

齿顶圆半径齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径齿顶圆上渐开线齿廓的压力角4-5解正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径:基圆直径假定则解得故当齿数时,正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆;齿数,基圆小于齿根圆。

4-6解中心距内齿轮分度圆直径内齿轮齿顶圆直径内齿轮齿根圆直径4-7 证明用齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱齿轮,不发生根切的临界位置是极限点正好在刀具的顶线上。

此时有关系:正常齿制标准齿轮、,代入上式短齿制标准齿轮、,代入上式图 4.7 题4-7解图4-8证明如图所示,、两点为卡脚与渐开线齿廓的切点,则线段即为渐开线的法线。

根据渐开线的特性:渐开线的法线必与基圆相切,切点为。

机械设计课后习题答案及解析

机械设计课后习题答案及解析

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 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--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 =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=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 。

机械设计基础(第五版)课后习题答案(整理版)

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4-14 解 分度圆锥角 分度圆直径
齿顶圆直径 齿根圆直径
外锥距 齿顶角、齿根角
顶锥角
根锥角
当量齿数
4-15 答: 一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是:两齿轮的模数和压力角必须分别相等,即


一对斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是:两齿轮的模数和压力角分别相等,螺旋角大小相等、方向
相反(外啮合),即



取 z=3 13-6 解 由教材表 13-6 得 由图 13-15 得选用 A 型带 由教材表 13-3 得
选 初选 取
= 由教材表 13-2 得 =2000mm
=1979.03mm
由教材表 13-3 得: =1.92 kW , 由教材表 13-4 得: △

满足弯曲强度。
11-12 解 由题图可知:

高速级传动比 低速级传动比
输入轴的转矩 中间轴转矩 输出轴转矩
11-13 解 硬齿面闭式齿轮传动应按弯曲强度设计,然后验算其接触强度。 ( 1)许用应力 查教材表 11-1 齿轮 40Cr 表面淬火硬度:52~56HRC 取 54HRC。 查教材图 11-7:
力角、齿距均分别与刀具相同,从而变位齿轮与标准齿轮的分度圆直径和基圆直径也相同。故参数 、
、 、 不变。 变位齿轮分度圆不变,但正变位齿轮的齿顶圆和齿根圆增大,且齿厚增大、齿槽宽变窄。因此 、 、 变大, 变小。 啮合角 与节圆直径 是一对齿轮啮合传动的范畴。
4-11 解 因
螺旋角 端面模数
端面压力角 当量齿数
,
查教材表 11-4
,并将许用应用降低 30%
故 ( 2)其弯曲强度设计公式:
其中:小齿轮转矩 载荷系数 查教材表 11-3 得 取齿宽系数

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第一章绪论(1)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?(2)答: 组成子系统及其功能如下:(3)驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。

(4)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。

第二章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。

第三章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。

第四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。

(1)2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么?(2)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:②力学性能③物理性能④化学性能①材料的工艺性能应满足加工要求。

具体考虑以下几点:②铸造性③可锻性④焊接性⑤热处理性⑥切削加工性①力求零件生产的总成本最低。

主要考虑以下因素:②材料的相对价格③国家的资源状况④零件的总成本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。

机械设计(吕宏_王慧主编)课后习题答案

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__。

机械设计基础课后习题答案(第五版)(完整版)

机械设计基础课后习题答案(第五版)(完整版)

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竺、程光蕴、李仲生主编9-1答退火:将钢加热到一定温度,并保温到一定时间后,随炉缓慢冷却的热处理方法。

主要用来消除内应力、降低硬度,便于切削。

正火:将钢加热到一定温度,保温一定时间后,空冷或风冷的热处理方法。

可消除内应力,降低硬度,便于切削加工;对一般零件,也可作为最终热处理,提高材料的机械性能。

淬火:将钢加热到一定温度,保温一定时间后,浸入到淬火介质中快速冷却的热处理方法。

可提高材料的硬度和耐磨性,但存在很大的内应力,脆性也相应增加。

淬火后一般需回火。

淬火还可提高其抗腐蚀性。

调质:淬火后加高温回火的热处理方法。

可获得强度、硬度、塑性、韧性等均较好的综合力学性能,广泛应用于较为重要的零件设计中。

表面淬火:迅速将零件表面加热到淬火温度后立即喷水冷却,使工件表层淬火的热处理方法。

主要用于中碳钢或中碳合金钢,以提高表层硬度和耐磨性,同时疲劳强度和冲击韧性都有所提高。

渗碳淬火:将工件放入渗碳介质中加热,并保温一定时间,使介质中的碳渗入到钢件中的热处理方法。

适合于低碳钢或低碳合金钢,可提高表层硬度和耐磨性,而仍保留芯部的韧性和高塑性。

9-2解见下表9-3解查教材表9-1,Q235的屈服极限查手册GB706-88标准,14号热轧工字钢的截面面积则拉断时所所的最小拉力为9-4解查教材表9-1,45钢的屈服极限许用应力把夹紧力向截面中心转化,则有拉力和弯距截面面积抗弯截面模量则最大夹紧力应力分布图如图所示图9.3 题9-4解图9-5解查手册,查手册退刀槽宽度,沟槽直径,过渡圆角半径,尾部倒角设所用螺栓为标准六角头螺栓,对于的螺栓,最小中心距,螺栓轴线与箱壁的最小距离。

9-6解查手册,当圆轴时,平键的断面尺寸为且轴上键槽尺寸、轮毂键槽尺寸。

图9.5 题9-6解图9-7解(1)取横梁作为示力体,当位于支承右侧处时由得由得由得由得(2)横梁弯矩图图9.7 题9-7解图(3)横梁上铆钉组的载荷力矩水平分力垂直分力9-8解水平分力在每个铆钉上产生的载荷垂直分力在每个铆钉上产生的载荷力矩在每个铆钉上产生的载荷各力在铆钉上的方向见图所示图9.9 题9-8解图根据力的合成可知,铆钉1的载荷最大9-9解铆钉所受最大载荷校核剪切强度校核挤压强度均合适。

第五版机械设计课后答案解析[完整版]

第五版机械设计课后答案解析[完整版]
-53.231
-62.577
-65.797
0
-83.333
-83.333
-83.333
-83.333
总转角
240°
255°
270°
285°
300°
315°
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位移 (mm)
15
8.438
3.75
0.938
0
0
0
0
速度 (mm/s)
-100
-75
-50
-25
0
0
0
0
加速度( mm/s 2 )
计算可得:
或:
代入公式( 2-3 )′,可知
题 2-6解:因为本题属于设计题,只要步骤正确,答案不唯一。这里给出基本的作图步骤,不
给出具体数值答案。作图步骤如下(见图 2.18 ):
( 1 )求 , ;并确定比例尺 。
( 2 )作 , 。(即摇杆的两极限位置)
( 3 )以 为底作直角三角形 , , 。
总转角

15°
30°
45°
60°
75°
90°
105°
位移 (mm)
0
0.734
2.865
6.183
10.365
15
19.635
23.817
速度 (mm/s)
0
19.416
36.931
50.832
59.757
62.832
59.757
50.832
加速度( mm/s 2 )
65.797
62.577
53.231
机械设计课后习题答案
1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。

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。

第2章摩擦、磨损及润滑概述按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。

干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。

液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触,被液体油膜完全隔开,摩擦系数极小,摩擦是在液体的分子间进行的,称为液体润滑。

机械设计(第八版)课后习题答案(最新_参考答案)

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 。

第五版机械设计课后答案完整版

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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

在位置 时,从线段 来看,要能绕过 点要求: (极限情况取等号);
在位置 时,因为导杆 是无限长的,故没有过多条件限制。
-53.231
—62.577
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0
-83。333
—83.333
—83。333
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总转角
240°
255°
270°
285°
300°
315°
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位移 (mm)
15
8.438
3.75
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0
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速度 (mm/s)
-100
-75
-50
—25
0
0
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加速度( mm/s 2 )
30°
40.943
33.381
210°
-60.965
-45.369
40°
36。089
41。370
220°
—49.964
—53.356
50°
29。934
48.985
230°
—37.588
-58。312
60°
22.347
55.943
240°
—24。684
-59.949
70°
13。284
61。868
250°
—12829
66.326
260°

机械设计课后习题答案__徐锦康

机械设计课后习题答案__徐锦康

机械设计答案第1章机械设计概论1-2 设计机器时应满足哪些基本要求?答:1、功能要求满足机器预定的工作要求,如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率,以及某些使用上的特殊要求(如高温、防潮等)。

2、安全可靠性要求(1)使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内,能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。

(2)能实现对操作人员的防护,保证人身安全和身体健康。

(3)对于技术系统的周围环境和人不致造成危害和污染,同时要保证机器对环境的适应性。

3、经济性在产品整个设计周期中,必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑,用价值工程理论指导产品设计,正确使用材料,采用合理的结构尺寸和工艺,以降低产品的成本。

设计机械系统和零部件时,应尽可能标准化、通用化、系列化,以提高设计质量、降低制造成本。

4、其他要求机械系统外形美观,便于操作和维修。

此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同,而对设计提出某些特殊要求,如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等。

1-4 机械零件的计算准则与失效形式有什么关系?常用的设计准则有哪些?它们各针对什么失效形式?答:在设计中,应保证所设计的机械零件在正常工作中不发生任何失效。

为此对于每种失效形式都制定了防止这种失效应满足的条件,这样的条件就是所谓的工作能力计算准则。

它是设计机械零件的理论依据。

常用的设计准则有:1、强度准则:确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形,是最基本的设计准则。

2、刚度准则:确保零件不发生过大的弹性变形。

3、寿命准则:通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。

4、振动稳定性准则:高速运转机械的设计应注重此项准则。

5、可靠性准则:当计及随机因素影响时,仍应确保上述各项准则。

1-7 机械零件设计的一般步骤有哪些?其中哪个步骤对零件尺寸的确定起决定性的作用?答:机械零件设计的一般步骤有:1、选择零件类型、结构;2、计算零件上的载荷;3、选择零件的材料;4、确定计算准则;5、理论设计计算;6、结构设计;7、校核计算;8、绘制零件工作图;9、编写计算说明书及有关技术文件其中步骤4对零件尺寸的确定起决定性的作用。

(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:115243 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:123233 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)3-7 计算图3-39所示机构的自由度,并说明各机构应有的原动件数目。

解(a) 10102732345=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明:该机构为精确直线机构。

当满足BE =BC =CD =DE ,AB =AD ,AF =CF 条件时,E 点轨迹是精确直线,其轨迹垂直于机架连心线AF解(b) 1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链,移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明:该机构为飞剪机构,即在物体的运动过程中将其剪切。

机械设计课后习题答案完整版

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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 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 0012σσσΦσ-=-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 =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=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 。

(完整版)机械设计基础习题集及参考答案

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2。 铰链四杆机构存在曲柄的条件是最短杆与最长杆之和大于或等于其余两杆长度之和。( )
3. 低副联接的三个构件不能组成机构,只能构成一个构件。 ( )
4。 机构处于死点位置时,机构中的从动件将出现自锁或运动不确定现象。( )
5。 极位夹角是从动件在两个极限位置时的夹角。( )
6。在铰链四杆机构中,通过取不同构件作为机架,则可以分别得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。( )
五、设计题
1. 设计过程详见参考教材22页,“已知连杆的两个位置设计四杆机构”的内容。
2。 设计过程详见参考教材23页,“根据行程数比系数设计四杆机构”的内容。传动角和压力角的画法见参考教材15页的“二、压力角与传动角”内容。
第三章 凸轮机构
一、判断题(正确 T,错误 F)
1. 凸轮机构出现自锁是由于驱动力小造成的. ( )
2。凸轮机构是由、、三个基本构件组成的.
3。理论轮廓曲线相同而实际轮廓曲线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构,其从动件的运动规律是的。
4。 凸轮轮廓形状由从动件的决定。
四、简答题
1。 说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合。
五、设计题
1。 设计一对心直动尖顶从动件盘型凸轮。已知凸轮顺时针以等角速度ω1回转,凸轮基圆半径 ,从动件运动规律如图所示.(要求:写出作图步骤,保留作图痕迹)
2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是机构中最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
铰链四杆机构的基本形式有 ①双曲柄机构——最短杆为机架;②曲柄摇杆机构--最短杆为连架杆;③双摇杆机构--最短杆为连杆。
3。 图(1)为曲柄摇杆机构,原因 ,则说明该机构中存在曲柄,而最短杆又为连架杆。图(2)为双曲柄机构,原因 ,则说明该机构中存在曲柄,而最短杆又为机架。图(3)为双摇杆机构,原因 ,但是最短杆为连架杆.

机械设计基础(第五版)课后习题答案(整理版)

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机械设计基础(第五版)课后习题答案(完整版)杨可竺、程光蕴、李仲生主编高等教育出版社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。

4.5课后习题详解4-1解分度圆直径齿顶高齿根高顶隙中心距齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚、齿槽宽4-2解由可得模数分度圆直径4-3解由得4-4解分度圆半径分度圆上渐开线齿廓的曲率半径分度圆上渐开线齿廓的压力角基圆半径基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0;压力角为。

齿顶圆半径齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径齿顶圆上渐开线齿廓的压力角4-5解正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径:基圆直径假定则解得故当齿数时,正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆;齿数,基圆小于齿根圆。

4-6解中心距内齿轮分度圆直径内齿轮齿顶圆直径内齿轮齿根圆直径4-7 证明用齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱齿轮,不发生根切的临界位置是极限点正好在刀具的顶线上。

此时有关系:正常齿制标准齿轮、,代入上式短齿制标准齿轮、,代入上式图 4.7 题4-7解图4-8证明如图所示,、两点为卡脚与渐开线齿廓的切点,则线段即为渐开线的法线。

根据渐开线的特性:渐开线的法线必与基圆相切,切点为。

机械设计_范元勋_课后答案

机械设计_范元勋_课后答案


(bc2 )v lC 2B

37.5 0.0067 0.124
2秒1
由VC 2 B的代表向量bc2知3的方向为逆时针。
(4)求aD , aE ,3.
aB

aBn

l
2
AB 1

0.03 102

3米 / 秒2。
由aC 2 aB aCn 2B aCt 2B aC3 aCr 2C3 aCk 2C3 求aC 2
方向
AB

AB
VF1 VF3 VD VC
VB VC
VF3 VF1 VF3F1
⊥FE ⊥FA ∥AF ? 1 lAF ?
根据速度 影像法求 VD
VC VD VCD VB VCB
P→d ⊥CD P→b ⊥CB
pd v ? 1 lAB
?
VC
v pc 0.45m s
K 1
取l

2
mm mm
情况一: AA CC12
a b, ba

AC2

86,
AC1

36
a

l


AC2
2
AC1


2

25

50(mm)
b

l

AC2
2
AC1


2

61

122(mm)
情况二: A A
C1' C2'
a b, ba
B A,C2 B C2B
// C2B
C2B
b' b'c2''

机械设计课后习题答案 机械工业出版社(12章)

机械设计课后习题答案 机械工业出版社(12章)

习题复习
6308/P53—推力球轴承,尺寸系列为03,内径代号为08,表 示内径d=8*5=40mm,公差等级为P5级,游隙代号为C3组。 N307/P2—圆柱滚子轴承,尺寸系列为03,内径代号为 07, 表示内径d=7*5=35mm,公差等级为 P2 级。
习题复习
12-5.一非液体摩擦径向滑动轴承,轴颈直径d=20mm, 宽径比B/d=1,轴颈转速n=1460r/min,轴瓦材料为 ZCuAl10Fe3,试问它可以承受的最大径向载荷是多 少? [ 解:由轴瓦材料查表12-2得: p ] =20MPa, ] =5m/s, [v pv =15MPa·m/s 由B/d=1,d=20mm,得B=20mm
解: 7207AC角接触球轴承,a=25° (1)计算内部轴向力S 由表12-13查得 S=0.68Fr ∴S1=0.68Fr1=0.68*1040=707.2N S2=0.68Fr2=0.68*3390=2305.2N S1、S2的方向见下图
习题复习
2.计算轴承所受的轴向载荷 ∵S1+Fa=(707.2+870)N<S2=2305.2N S1+Fa=(707.2+870)N S2=2305.2N 轴有向右移动的趋势,轴承1被“放松”,轴承2被“压紧”.轴承所 受的轴向载荷为 轴承1 Fa1=S2-Fa=2305.2-870=1435.2N 轴承2 Fa2=S2=2305.2N 3.计算当量动载荷P 查手册7207AC型轴承的基本额定动载荷Cr=29000N Cor=19200N e=0.68
习题复习
12-1.摩擦状态有哪几种?各有何特点?
答:按相对运动表面的润滑情况,摩擦可分为以下几种状态: (1)干摩擦:两摩擦表面间不加任何润滑剂而直接接触的摩擦。 摩擦功损耗大,磨损严重,温升很高,会导致轴瓦烧毁。 (2)边界摩擦:两摩擦表面间有润滑油存在,在金属表面间形成一层 薄的油膜,即边界油膜。 边界摩擦不能完全消除但能有效地减轻磨损。 (3)液体摩擦:两摩擦表面间有充足的润滑油,一定条件下能形成足 够厚的润滑油膜将两金属表面完全隔开。 理想的润滑状态,摩擦因数很小。 (4)混合摩擦:两摩擦表面间的摩擦状态介于边界摩擦和液体摩擦之间。 可有效地降低摩擦,降低磨损。

机械设计基础(第五版)课后习题答案(完整版)

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。上向直垂向 方� �为度速的 3 件构�示所图如心瞬部全的构机切正该 解 41-1 �为比速角的 3、1 件构�示所图如心瞬部全的构机杆导该 解 31-1
5- 2 题 钟分 / 转 �为速转其此因

为度角的过转
� �
时用程行回空柄曲为因� 2 � 间时需所程行回空此因
�有程方列据数知已入带并�
式公由� 1 � : 解 4-2 题
解 2 1- 1
解 11-1
解 0 1- 1
解 9- 1
解 8- 1
解 7- 1
解 6- 1
解 5- 1 图解 4-1 题 41.1 图 图解 3-1 题 31.1 图
图解 2-1 题 21.1 图
图解 1-1 题 11.1 图
。示所图下如图简动运构机 解 4-1 至 1-1
社版出育教 等高
编主生仲李 、蕴光程、竺 可杨
� 2 s/mm � 度速加 132.35239.63 531.72 °021 )s/mm( 度速 )mm( 移位 角转总
� 2 s/mm � 度速加 797.56 0 0 °0 )s/mm( 度速 )mm( 移位 角转总
�下如值度速加及以度速、移位的点分各算计 。
设�度速加和度速件动从算计了为
Байду номын сангаас
° 021≤


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�到得�度长的杆各取量中图从。
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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:(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。

衡量润滑脂的指标是锥入度和滴度。

2-9 机械零件的工艺性应该从哪几方面考虑?答:(1)毛坯选择合理获取毛坯的方法不同,零件的结构也有区别。

(2)结构简单合理零件的结构越复杂,制造越困难。

(3)制造精度及表面粗糙度规定适当第三章平面机构基本知识3-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多余机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?答:为了使机构具有确定运动条件,机构自由度应大于零,且机构的原动件数目应等于机构的自由度数目,这就是机构具有确定运动的条件。

当机构的原动件数小于机构的自由度时,机构的运动不能确定。

当机构的原动件数大于机构的自由度时,机构不能产生运动,并将导致机构中的最薄弱环节的损坏。

3-7 指出下列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。

题3-7图(c)中B点为指教三角形ACD的中点。

(a)推土机机构(b)锯木机机构(c)椭圆规机构(d)冲压机构解:(a)F=3n -2PL -PH =3×5 -2×7 -0=1(b)F=3n -2PL -PH =3×8 -2×11-1=1 A处有一局部自由度(c)F=3n -2PL -PH =3×3 -2×4-0=1 AB为虚约束(d)F=3n -2PL -PH=3×9 -2×12-2=1 A处有一局部自由度;B为复合铰链C、D其一为虚约束3-8 求出图示机构的瞬心,以及构件1和构件3的角速度比ω1/ω3解:141313413313p p p p p l w l w v ==所以4//1413341331==p p p p l l w w第三章 平面连杆机构4—1 什么是连杆机构的急回特性?它用什么表达?什么叫极位夹角?它与急回特性有什么关系?答:在曲柄摇杆结构中,在原动件曲柄转动一周的过程中,曲柄与连杆共线,此时摇杆处于2个极限位置C1D 和C2D.机构在2个极位时,原动件曲柄所处的2个位置所夹的锐角θ成为极位夹角。

当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时,摇杆从C1D 位置摆到C2D 。

所花时间为t1 , 平均速度为V1;当曲柄以ω继续转过180°-θ时,摇杆从C2D,置摆到C1D ,所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,其中可知:t1 >t2 V2 > V1摇杆的这种特性称为急回运动。

其中,极位夹角θ越大,急回特性越大!4—2 什么叫四点?如何利用或避免死点位置?答:摇杆为主动件,且连杆与曲柄两次共线时,有γ=0,机构的这种传动角为零的位置成为死点位置。

避免方法:可以对从动件曲柄施加外力或利用飞轮及构件自身惯性的作用使得机构能够顺利通过死点。

利用场所:入飞机起落架结构。

利用死点使得机构处于死点位置,从而使起落架不会反转,保证了降落更加安全可靠!4—3 什么是连杆结构的压力角和传动角?研究传动角的意义是什么?答:压力角是从动件驱动力F 与力作用点绝对速度之间所夹锐。

传动角是压力角的余角。

因为传动角越大,机构的传力性能越好,所以研究传动角。

4—4 图示四杆结构,各杆长度为a=240mm ,b=600mm ,c=400mm ,d=500mm ,试问:(1)当取杆4为机架时,是否有曲柄存在?(2)若各杆长度不变,能否以选不同杆位机架的方法获得双曲柄和双摇杆机构?如何获得?(3)若a ,b ,c 三杆的长度不变,4位机架时,要获得双曲柄结构,d 的取值范围是多大? 答:(1)用杆长条件判断看:最长杆和最短杆长度之和应小于后等于其余两杆长度之和,应使:a+b ≤c+d ,即240+600≤400+500,符合条件。

而且,最短杆1为连架杆,故杆1为曲柄。

4—7 设计一偏置曲柄滑块机构,已知滑块的行程速比系数K=1.5,滑块的行程H=50mm ,导路的偏距e=20mm ,求曲柄AB 和连杆BC 的长度。

解:先求出极位夹角,在用作图法量取长度即可。

第五章 凸轮机构5—1 从动件的常用规律有哪几种?他们各有什么特点?适用于什么场合?答:从动件的运动规律,特点及其适用场合分别为:⑴等速运动规律:在从动件运动开始和终了的瞬时,速度有突变,这时的加速度和惯性力在理论上达到无穷大。

系统存在刚性冲击。

故等速运动规律只适用于低速轻载的场合。

⑵等加速等减速运动规律:在从动件运动开始和终了的瞬时,加速度有突变,但是突变时有限的突变,所以存在柔性冲击。

这种运动规律适用于中,低速的场合。

⑶简谐运动规律:存在柔性冲击,一般只适用于中速的场合。

⑷摆线运动规律:运动过程中理论上不存在冲击,故试用于高速传动。

⑸组合运动规律:可以根据运动要求自己组合,试用于所需场合。

5—2 在滚子直动从动件盘行凸轮结构中,若凸轮实际轮廓曲线保持不变,而增大或减小滚子半径,从动件运动规律是否会发生变化?答:会。

当滚子半径大于凸轮轮廓曲线的最小曲率半径时,从动件的运动规律会出现失真。

5—4 略!第六章 齿轮传动6—1 渐开线有哪些特征?渐开线齿廓为什么能满足齿轮齿廓啮合基本定律?答:①发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长,即 AB = BK;② 渐开线上任意点的法线切于基圆 。

③ N 点为渐开线在K 点的曲率中心,NK 是K 点的曲率半径,因此渐开线上个点的曲率半径是不同的,K 点离基圆越远,曲率半径越大,渐开线越平缓。

④ 渐开线的形状取决于基圆的大小,同一基圆上的渐开线形状一致,不同基圆上的渐开线形状不同。

基圆越大,渐开线越平直,基圆半径为无穷大时,渐开线为直线。

⑤ 渐开线是从基圆开始向外展开的,故基圆内无渐开线。

⑥ 渐开线上个点的压力角不相等,离基圆越远,压力角越大。

渐开线有如下特征:①四线合一。

②啮合线为一直线,啮合角为一定值。

③中心距可分性。

所以满足齿轮轮廓啮合定理。

6—2 直齿圆柱齿轮有哪些基本参数?答:齿数Z ,模数m ,压力角α,齿顶系数和顶隙系数。

6—3 分度圆与节圆、压力角和啮合角有何异同?什么情况下分度圆与节圆重合、压力角和啮合角相等?答:分度圆是为了便于设计、制造、测量和互换,在齿顶圆和齿根圆之间,取一个圆作为计算齿轮各部分几何尺寸的基准。

而节圆是在两齿轮啮合时候,过啮合点所做的两个相切的圆。

压力角是单个齿轮具有的几何参数,啮合角是一对齿轮啮合传动时才存在的参数。

当标准安装时,啮合角等于压力角。

6—4 对齿轮为何要规定最少齿数?压力角α=20º时候的正常齿制直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的min Z 各等于多少?答:因为齿数越少齿轮越容易发生根切,为避免根切,齿数必须大于或等于最少齿数min Z 。

压力角α=20º时,正常直齿圆柱齿轮的min Z =17,斜齿圆柱齿轮为~~~~~~~~~~~第七章 轮系7— 2 如图所示轮系中,已知各轮系齿数为1Z =20, )。

模数右旋),m m m 420(Z 60,Z 2(Z 40,Z 35,Z 40,Z 20,Z 25,Z '55'44'33'22=========的大小和方向。

的线速度,求齿条若v 6m in /r 500n 1=解:由轮系分析可求传动比5'4'3'2154325115n 500Z *Z *Z *Z Z *Z *Z *n i ===Z nmin)/(r 63560*40*40*252*35*20*20*500Z *Z *Z *Z *Z *Z *Z *5005432'4'3'215===Z n π(rad/s)36760n *π*255==w 轮5的半径为:)(mm 4020*4*2121r '5'5===mZ 367*w *w V V '55'5'5'56====r r π*40=70π/9(mm/s) 由图分析可知,6V 的方向为水平向右。

7—5 解:H 13i =H 3H 1n n n n --=11)(-'2132Z Z Z Z = —1/6 带入n3=150,n1=50 得:H n =450/7 H n 的转向与轮1的转向一致H 13i =H 3H 1n n n n --=11)(-'2132Z Z Z Z = —1/6 带入n3=-150,n1=50 得H n =150/7 H n 的转向与轮1的转向一致7-11 解:在该轮系中,齿轮1,,2组成定轴轮系,2',3,4,H1以及4',5,6,H2分别组成了周转轮系.齿轮2和2'为双联轮系。

所以 2122112-=-==Z Z n n i ① 122H i i 2'H13’3’H13H12'n-nZ==-=1-=-3n-nZ ② H i i 24'H264’64’H26H24'n-nZ==-=1-=-3n-nZ ③ 由①②③可得:n1=—84'n n4’=4H2n即 H i 112H2n==-32n 第八章 间歇运动机构8—3 解:(1)τ=23d d d j t t T t t ==+ (2)τ=112n =2Z 3(-) 可得n=2 第九章 带传动与链传动9—1 由于带的弹性和拉力差引起的带在带轮上的滑动称为带的弹性滑动,当传递的圆周力超过该极限值时,带就在轮上打滑。

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