机械设计基础作业答案

机械设计基础作业答案
1-1~1-4略
2-1判断题
2-2选择题
2-3填空题构件运动副运动一个几个刚性平面低副 2 平面高副 1 可以也可以减少
大于0 原动件数目等于机构自由度
垂直于导路无穷远处过高副接触点的公法线上
绝对速度相等，相对速度为零相对瞬心的绝对速度不为零，绝对瞬心的
绝对速度为零
3个同一条直线上 2-4～2-6 F=1，机构简图略。

2-7 F=0，不能运动，所以不能实现设计意图。

机构简图及修改略。

2-8 F=2。

2-9～2-11 F=1。

2-12 F=2，该机构具有确定运动的条件为：给定2个原动件。

2-13 F=1，该机构具有确定运动的条件为：给定1个原动件。

2-14 v3=1m/s。

2-15 更正：求构件3的速度 v3=/s。

2-16 v3=p13p14l1，2=1p12p14/ p12p24。

2-17 2=1p12p13/ p12p23。

，与1方向相同。

3-1
3-2填空题摇杆的形状和尺寸曲柄与连杆组成转动副的尺寸机架有 AB 曲柄摇杆 AB CD 曲柄机架
曲柄摇杆机构曲柄滑块机构摆动导杆机构…
曲柄摇杆机构摆动导杆机构…曲柄滑块机构正弦机构…等速运动为原动件 7
往复连杆从动曲柄 5 3-3 70＜lCD＜670 3-4～3-11略。

3-12 lAB= lBC= lBC=
lCD=80mm
4-1判断题4-2
4-3填空题等速运动等加速等减速、余弦加速度运动增大基圆半径采用正偏置凸轮回转中心理论廓线上速度加速度
升程开始点、中点和结束点柔性增大基圆半径减小滚子半径重合于法向等距大小 0°
减小推程压力角 4-4～4-11略。

5-2
5-3k= k= 44°25′ K=11°43′22″k= 44°42′rk=
5-4 z=
5-5 z1= 20 z2= 30 r1= 40mm r2= 60mm ra1= 44mm ra2= 64mm
rf1= 35mm rf2= 55mm ′= 20° c=1mm
r1′= r2′= ′= 23°53′ c=3mm 5-6略。

5-7r1= r2=105mm rb1= rb2=
ra1= ra2=110mm a= B1B2= mm = (2）略
5-8′= ° a′= r1′= r2′= 1′= 2′= c′= 5-9 ～5-10略。

5-11正传动
1）= °
2）d1= da1= df1= 3
）z v 1 = 会产生根切 4）= 5-12略。

5-13d2=175mm
da2=185mm df2= 163mm 2= °
a= 5-14
6-1 iSM=60 iMH=12
6-2 z7=32 z5=25 Z6为过桥轮，其齿数可适当选取。

滚刀A应为左螺旋方向。

6-3 齿条8的线速度v=/s，方向向上。

6-4 iSH=10 6-5 z1=120
6-6 z2=≈68
6-7 齿轮5和6组成定轴轮系，齿轮1、2、3、4和齿轮5组成周转轮系，齿轮5是系杆H， i16= -
6-8n8=7r/min，逆时针方向转动。

n8=3 r /min，顺时针方向转动。

6-9 nH= -7000 r/min，方向与n1相反如图示。

6-10nA=0
nA=300 r/min，方向与n 1、n8相同。

6-11i1H=3
i1H=
6-12 nH=20r/min，方向与n2相同如图示。

6-13 i1H= -3/7
7-1选择题
7-2填空题摇杆-棘爪、棘轮、止动棘爪和机架
阻止棘轮随同主动摇杆回转，使棘轮静止不动
0＜k＜1 单销外槽轮机构：0＜k＜1/2 单销内槽轮机构：1/2＜k＜1 主动拨盘、从动槽轮和机架
棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构棘轮机构 7-3～7-4略。

7-5k =2/3 n =2
7-6 z = 4 n =2 或 z = 3 n =3 7-7 1转： td= 10/3s tj= 20/3s
8-1选择题
8-2填空题启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段转动惯量储能器
最大动能与最小动能功能增量指示图两个回转面双面F=0
F=0，M=0
一定不一定
8-3～8-5略。

8-6Je=
Me=10Nm
8-7 Wmax=3500Nm n max=/ mm 在e n min=/ mm 在 b 8-8 n max= r/mm 在 max=° JF= kgm2
8-9 mbrb= kgmm 方位角°
8-10 a）静平衡，动不平衡 mbⅠrbⅠ= mr/ 2与m1方位相反，mbⅡrbⅡ= mr/2与m1方位相同 b）静平衡，动不平衡 mbⅠrbⅠ= mr/2 与m1方位相反，mbⅡrbⅡ= mr/2与m1方位相同
9-1选择题
9-2填空题最大应力及安全系数σmax≤及 S≤
疲劳失效光滑区及粗糙区尺寸突变增大
对称循环、脉动循环和非对称循环= σm=σmax/2
屈服极限σS 强度极限σB 疲劳极限σ0 应力集中、绝对尺寸、表面状态跑合磨损、稳定磨损和剧烈磨损干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦 9-3～9-7略。

10-2填空题螺纹升角小于等于当量摩擦角
大中小
自锁小减小当量摩擦角，提高传动效率防止螺纹副的相对运动
接合面间的滑移、螺栓被拉断螺杆被剪断和螺杆与孔壁接触面被压溃采用定力矩扳手、测力矩扳手、测量螺栓伸长量等
普通平键、薄型平键、导向平键、滑键普通平键、薄型平键导向平键、滑键
C型(半圆头)键键宽16mm,键长100mm
工作面压溃和键被剪断σp≤；工作面的过度磨损σp ≤ p≤
小径齿形 10-3～10-9略。

10-10 S=~，Fmax=～ 10-11 Fmax=XXN
10-12 普通螺栓 S=～ d1=～ mm 取M16(d1= mm) 铰制孔用螺栓 d0≥取M8(d0=9 mm) hmin= mm 10-13 (1) Tmax= m
(2) d1=～ mm 取M30×90(d1= mm)或M36×90(d1= mm) 10-14 按不控制预紧力，需M16，d1=，预紧力F0=13000N 10-15 (1) F1=4KN
(2) F1max=4400N d1≥取M10，d1=> 10-16～10-17略。

11-2填空题硬软 350HBS 硬度≤350HBS 30～50 一对齿轮啮
合时，小齿轮的啮合次数多于大齿轮，所以小齿轮容易失效，为了使大小两齿轮寿命接近相等硬度＞350HBS 相等正火、调质
整体淬火、表面淬火、渗碳淬火、渗氮、碳氮共渗齿面疲劳点蚀轮齿折断齿面磨损齿面胶合
节线附近的齿根面上此处啮合，相对滑动速度小，不
易形成润滑油膜，润滑不良，使摩擦力较大，裂纹易形成、只有一对轮齿啮合，其接触应力最大
悬臂梁模数m 不相等
赫兹两轮齿节点处的综合曲率半径不变
轮齿几何形状对齿根弯曲应力的影响齿数当量齿数齿宽中点的
99％脉动
对称 -300MPa 300MPa 0 脉动脉动
11-3～11-14略。

11-15 a=150mm
11-16 T2max=168938Nmm 11-17 σF1=
11-18～11-20略。

12-1选择题
12-2填空题中碳钢、中碳合金钢表面淬火铸锡锌铅青铜ZCuSn5Pb5Zn5 蜗轮蜗轮材料强度较弱、结构上蜗轮齿孤立，蜗杆齿连续蜗杆传动的啮合效率、轴承效率、搅油损耗效率 12-3～12-6略 12-7略
v=/s W=
Fa2=3158N Ft2=9326N Fr2=3394N 方向略 12-8略。

13-1
13-2填空题初拉力F0、小轮包角和带与带轮之间的摩擦系数fv
拉应力、离心拉应力、弯曲应力σmax=σ1+σC+σb1
紧边进入小带轮处打滑和疲劳破坏在保证不打滑的条件下，带传动具有一定的疲劳强度
和寿命
F1= 1500N和F2= 750N
内链板与套筒外链板与销轴滚子与套筒套筒与销轴越高越大越少平均瞬时
A系列、节距双排 60节 13-3～13-10略。

13-11 Pmax= kw 13-12～13-14略。

14-1选择题
14-2填空题转轴心轴传动轴
为了使零件在轴向定位和承受轴向载荷轴肩、轴环、套筒、弹性挡圈、
轴端挡圈、圆螺母和止动垫片、圆锥面等。

花键，过盈配合，涨套和成型连接直轴，曲轴和钢丝软轴
挠度或偏转角扭转角变形在允许的范围内卸载槽、过渡肩环、凹切圆角考虑扭切应力与弯曲应力的性质不同引入的折合系数便于轴上零件的装拆和定位 14-3～14-5略。

14-6 dmin= 14-7 P=
14-8 d ≥，该轴能够满足强度要求。

14-9 略。

15-1选择题
15-2填空题N316/P和51316
51316和N316/P6
6306/P5和51316 6306/P5
30306、6306、6306/P5、30206
疲劳寿命
提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动
在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙。

当C、P不变时，轴的转速由n增加到2n，L10= ，Lh= 1000h。

当C、n不变时，当量动载荷由P增加到2P，L10= ，Lh 250h。

当n、P不变时，轴承尺寸改变，其额定动载荷由C 增加到2C，L10= x108r，Lh=16000
为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失，接触式密封、非接触式密封、混合式密封）15-3～15-8略。

15-9 答：Fd1= Fr1=×8000=5440N Fd2= Fr2=×5200=3536N
Fa1 =5736N Fa2 =3536N Fa1 =5440N Fa2 =4540N Fa1=5440N Fa2 =3536N Fa1 =Fa2 =5440N 15-10 Lh= 15-11 Lh=＜25000h ∴不满足要求。

15-12 Lh=
16-1
16-2填空题径向滑动轴承止推滑动轴承 (2) 自位调心轴承 (3) 增加减小 (4) 剖分式 (5) 越大越高
(6) 答：液体动压润滑和液体静压润滑
动压润滑是靠运动表面之间相互运动产生的流体压力来润滑的。

液体静压轴承是利用专门的供油装置，把具有一定压力的润滑油送入轴承静压油腔。

形成具有压力的油膜，利用静压腔间压力差，平衡外载荷，保证轴承在完全液体润滑状态下工作。

16-3～16-4略。

16-5 Fmax=23873N
16-6～16-7略。

17-1选择题
17-2～17-7略。

第十八章弹簧
18-1填空题缓和冲击和吸收振动、控制机构的运动、储存及输出能量、测量力的大小、
改变机器的自振频率
螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘弹簧、板弹簧压缩弹簧、拉伸弹
簧、扭转弹簧和弯曲弹簧
优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢和有色金属合金
卷绕、两端面加工(指压簧)或挂钩的制作(指拉簧和扭簧)、热处理、工艺性
试验和强压处理
弹簧钢丝直径d、弹簧外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋角γ、自由
高度H0、有效圈数n、总圈数n1、螺旋旋向
强度变形
18-2～18-6略。