机械设计基础答案西工大版
机械设计基础习题(西北工业大学版)5文档
第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。
打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。
由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。
影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。
避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。
9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。
1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120） 12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。
9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？ 解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。
9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。
解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯=2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。
3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。
查表取标准值2315D mm =。
12 3.15i =满足条件。
4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。
机械设计基础课后答案(1-18章全)正式完全版
第11章 蜗杆传动11.1 蜗杆传动的特点及使用条件是什么？答：蜗杆传动的特点是：结构紧凑，传动比大。
一般在传递动力时，10~80i =；分度传动时只传递运动，i 可达1 000；传动平稳，无噪声；传动效率低；蜗轮一般用青铜制造，造价高；蜗杆传动可实现自锁。
使用条件：蜗杆传动用于空间交错(90)轴的传动。
用于传动比大，要求结构紧凑的传动，传递功率一般小于50kW 。
11.2 蜗杆传动的传动比如何计算？能否用分度圆直径之比表示传动比？为什么？答：蜗杆传动的传动比可用齿数的反比来计算，即1221i n n z z ==；不能用分度圆直径之比表示传动比，因为蜗杆的分度圆直径11d mq mz =≠。
11.3 与齿轮传动相比较，蜗杆传动的失效形式有何特点？为什么？答：蜗杆传动的失效形式与齿轮传动类似，有点蚀、弯曲折断、磨损及胶合。
但蜗杆传动中蜗轮轮齿的胶合、磨损要比齿轮传动严重得多。
这是因为蜗杆传动啮合齿面间的相对滑动速度大，发热严重，润滑油易变稀。
当散热不良时，闭式传动易发生胶合。
在开式传动及润滑油不清洁的闭式传动中，轮齿磨损较快。
11.4 何谓蜗杆传动的中间平面？中间平面上的参数在蜗杆传动中有何重要意义？ 答：蜗杆传动的中间平面是通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面。
中间平面上的参数是标准值，蜗杆传动的几何尺寸计算是在中间平面计算的。
在设计、制造中，皆以中间平面上的参数和尺寸为基准。
11.5 试述蜗杆直径系数的意义，为何要引入蜗杆直径系数q ?答：蜗杆直径系数的意义是：蜗杆的分度圆直径与模数的比值，即1q d m =。
引入蜗杆直径系数是为了减少滚刀的数量并有利于标准化。
对每个模数的蜗杆分度圆直径作了限制，规定了1~4个标准值，则蜗杆直径系数也就对应地有1~4个标准值。
11.6 何谓蜗杆传动的相对滑动速度？它对蜗杆传动有何影响？答：蜗杆传动的相对滑动速度是由于轴交角90∑=，蜗杆与蜗轮啮合传动时，在轮齿节点处，蜗杆的圆周速度1v 和蜗轮的圆周速度2v 也成90夹角，所以蜗杆与蜗轮啮合传动时，齿廓间沿蜗杆齿面螺旋线方向有较大的相对滑动速度s v ，其大小为s 1cos v v λ==。
西工大版 机械设计作业集答案
8-39 某带传动由变速电动机驱动，大带轮的输出转速的变化范围 为500~1000r/min。若大带轮上的负载为恒功率负载，应该按哪一 种转速设计带传动？若大带轮上的负载为恒转矩负载，应该按哪 一种转速设计带传动？为什么？
P Fev 1000
P一定，∵n2↓→v，所需的有效圆周力 Fe，按较 大的Fe设计带传动能够保证不打滑和具有一定的疲劳
10—24 在齿轮传动中，获得软齿面的热处理方式有 调质 、 正火 ， 而获得硬齿面的热处理方式有 渗碳淬火 、 整体淬火 、 表面淬火 等。
10—25一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 点蚀 ， 闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 断齿 ，开式齿轮传动的主 要失效形式是 磨损 ，高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出 现的失效形式是 胶合 。
提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引
起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一增速
要求，试分析采用下列哪种方案更为合理，为什么？
1、将dd2减小到280mm；
电动机
2、将dd1增大到200mm；
dd2 V带传动
v D
3、将鼓轮直径D增大到355mm。
dd1 解 输出功率P出=F·v
带传动更适宜在高速下工作。
解：∵原V带传动比：
i12
dd2 dd1
400 140
2.857
方案1、2的V带传动比：
i12
i12
dd2 dd1
280 140
400 200
2
∵原运输带速度： v nyD ,
60000
现运输带速度： v nyD ,
60000
电动机
dd2 V带传动
机械设计基础习题(西北工业大学版)5
第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。
打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。
由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。
影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。
避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。
9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？ 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。
1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120）12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。
9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。
9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。
解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯= 2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。
3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。
查表取标准值2315D mm =。
12 3.15i =满足条件。
4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。
2024最新国开电大《机械设计基础》形考任务1-4答案(西安)
形考任务一1-5√√√××6-11××√√√×12-17BDCCAC18BCD 19BDD 20CD 21CCAB 22CCAB形考任务二1-5×××√√6-11×√×√××12-16BCACB 17-21CDACC22CBBB 23CDBC 24CBC 25CBBD形考任务三1-5√×√√√6-11√×××√√12-17ACBABD 18DDAB 19ADAD 20DDBC 21DCAB 22BCDDAB形考任务四1-5×√×√×6-10×√××√11-14×√××15-19 DCADB 20-24DBAAA 25-30BCBDAC 31AB 32ACB形考任务一1.机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。
（√）2.机构都是可动的。
（√）3.机构中的主动件和从动件，都是构件。
（√）4.机器是由机构组合而成的，机构的组合一定就是机器。
（×）5.作用于刚体上某点的力，作用点沿其作用线移动后，其对刚体的作用效果改变了。
（×）6.在两个力作用下的构件称为二力构件。
（×）7.合力一定大于分力。
（×）8.力偶无合力。
（√）9.刚体上作用力偶的力偶矩大小与矩心的具体位置无关。
（√）10.组成移动副的两构件之间的接触形式，只有平面接触。
（√）11.在平面机构中，齿轮副是低副。
（×）12.作用在刚体上的二力平衡条件是_______。
（B ）A.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上B.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上C.大小相等、方向相同、作用线相同、作用在同一刚体上D.大小相等、方向相反、作用点相同13.取分离体画受力图时，以下说法错误的是_______。
西北工业大学机械设计第八版第五章答案
第五章参考答案5-2答：可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓联接的强度。
5-3 解：⎪⎭⎫⎝⎛=++==21202243.1,,4d F F C C C F F z D P F ca m b b πσπ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 解：将∑F 力等效转化到底板面上，可知底板受到轴向力y F ∑，横向力x F ∑和倾覆力矩M 。
1) 底板最左侧的螺栓受力最大，应验算该螺栓的拉伸强度，要求拉应力[]σσ≤。
2) 应验算底板右侧边缘的最大挤压应力，要求最大挤压应力[]pp σσ≤max ，0minp σ。
3) 应验算底板在横向力的作用下是否会滑移，要求摩擦力2F F f 。
5-5 解：采用铰制孔螺栓联接为宜，因为托架所承受的载荷有较大变动，普通螺栓联接靠接合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩。
用普通螺栓时，由公式：()∑==+++≥z i is z s r f TK r r r f T K F 1210...和[]σπσ≤=21043.1d F ca 可求得螺栓的最小直径；用铰制孔螺栓时，由公式∑==zi irTr F 12maxmax 及挤压强度和剪切强度公式可以计算出此时的最小直径，两个直径进行比较可得出用铰制孔螺栓的直径小。
5-6 解：螺栓组受到剪力F 和转矩()FL T T =作用，设剪力F 分在各螺栓上的力为i F ，转矩T 分在各螺栓上的力为Tj F 。
在图（a ）螺栓布置方案中，各螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离都为mm r 125=，故kN rT F kN F F Tj i 206,1061====，所以各螺栓受力最大为kN F a 302010=+= 在图（b ）螺栓布置方案中，最大螺栓所受的力为：,1061kN F F i ==kN r Tr F z i i Tj 4.2412max max ==∑= 所以合外力为：kN F F F F F j i Tj i b 6.33cos 2max 2max 2=++=θ由以上可得出，采用（a ）所用的螺栓直径较小。
机械设计_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
机械设计_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.材料为20Cr的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是______________。
答案:渗碳淬火2.在齿轮传动中，仅将齿轮分度圆的压力角α增大，则齿面接触应力将__________。
答案:减小降低3.将材料为45钢的齿轮毛坯加工成6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是___________为宜。
答案:滚齿、表面淬火、磨齿4.巴氏合金通常用于做滑动轴承的（）。
答案:轴承衬5.在螺纹连接中，采用悬置螺母的主要作用是_____答案:使螺母中各圈螺纹受力均匀6.对齿面硬度≤350HBS的一对齿轮，当采用相同的钢材制造时，一般将_______。
答案:小齿轮调质，大齿轮正火7.按弯扭合成强度条件计算轴的应力时，要引入系数α, 这个α是考虑______。
答案:正应力与切应力的应力比不同而引入的系数8.在一定转速下，要降低滚子链传动的不均性和动载荷,应当______。
答案:减小节距P和增加齿数Z19.（）不是静压滑动轴承的特点。
答案:对轴承材料要求高10.宽径比B/d是设计滑动轴承时首先要确定的重要参数之一，通常取B/d=（）。
答案:0.3~1.511.对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温升过高导致____________。
答案:润滑条件恶化12.蜗杆传动的当量摩擦系数fv随齿面相对滑动速度的增大而_______。
答案:减小13.碳素弹簧钢丝的拉伸强度极限随弹簧钢丝直径的增大而（）。
答案:减小14.下列材料中不能用来做弹簧的是（）。
答案:HT15015.在承受横向载荷的普通紧螺栓连接中，螺栓杆____作用。
答案:受扭转切应力和拉应力16.在下列四种向心滚动轴承中，___型除可以承受径向载荷外,还能承受不大的双向轴向载荷。
答案:6000017.多盘摩擦离合器的内摩擦盘有时做成蝶形，这是为了（）。
答案:使离合器分离迅速18.弹性联轴器的弹性元件有定刚度与变刚度之分，非金属材料的弹性元件是变刚度，其刚度多随载荷增大而（）。
机械设计基础答案(西工大版)..
第一章前面有一点不一样，总体还行~~~1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。
为零件选材时应考虑的主要要求：1.使用方面的要求：1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态，2）零件的工作条件，3）对零件尺寸及重量的限制，4）零件的重要程度，5）其他特殊要求。
2.工艺方面的要求。
3.经济方面的要求。
1-2.试说明下列材料牌号的意义：Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZcuSn10P1,LC4. 解：Q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235Mpa。
45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。
40Cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的Cr 元素。
65Mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于1.5%的Mn元素。
ZG230-450表明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450.HT200表明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为200Mpa.ZCuSn10P1铸造用的含10%Sn、1%P其余为铜元素的合金。
LC4表示铝硅系超硬铝。
1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。
第二章2-7.为什么要提出强度理论？第二、第三强度理论各适用什么场合？解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的复杂应力状态，为了判断复杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。
机械设计(第八版)课后答案西北工业大学
得蜗轮的基本许用接触应力
。蜗杆传动的工作寿命 Lh=16800h,蜗轮轮齿的应力循环次数
寿命系数为 蜗轮齿面的许用接触应力为
4、计算中心距
取中心距 a=200mm,因 i=23,故从教材表 11-2 中取模数 m=8mm,蜗杆分度圆直径 d1=80mm，这时 d1/a=0.4,与假设 值相符，因此以上计算结果可用。 （2）蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸：
比较
和
由公式
得
（5）由接触强度 确定的最大转矩。由公式
得 (6)齿轮行动的功率。由弯曲强度和接触强度计算的转矩可知，此齿轮传动所能 传递的最大转矩为 T1=1827280N.mm
10-8 解(1)选择齿轮的材料和精度等级。根据教材表 10-1 选大小齿轮材料均为 20CrMnTi,渗碳淬火。小齿轮齿面硬度取 62HRC,大齿轮齿面硬度取 58HRC，世部 达 300HBS. 选精度等级为 6 级。 （2）按齿根弯曲疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩：
8、由接触强度计算小齿轮的分度圆直径
9、验算载荷系数： 齿轮的使用系数：载荷 状况以轻微冲击为依据查教材表 10-2 得 KA=1.25 齿轮的圆周速度
由教材图 10-8 查得：Kv=1.12 对于软齿面齿轮，假设
,由教材表 10-3 查得
齿宽 齿宽与齿高比
由教材表 10-4 查得 系数：
10、校正直径：
取安全系数 SF=1.5 由教材图 10-20（d）得
按对称循环变应力确定许用弯曲为
9、由弯曲强度计算齿轮的模数。因 数代入设计公式中得
取标准值
.
10、验算载荷系数：
小齿轮的分度圆直径
齿轮的圆周速度
由教材图 10-8 查得:
机械设计第九版 西北工业大学 课后答案
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=-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-=-Θ 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 。
西工大机械答案
10-11 在不改变齿轮的材料和尺寸的情况下，如何提高齿轮的抗折断能力？答：减小齿根处的应力集中；增大轴和轴承处的支承刚度；采用合适的热处理方法，使齿面具有足够硬度，而齿芯具有足够的韧性；对齿根表面进行喷丸、滚压等强化处理。
10-12 为什么齿面点蚀一般首先出现在靠近接线的齿根面上？在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏?如何提高齿面抗点蚀的能力？答：在节线附近通常为单对齿啮合，齿面的接触应力大；在节线附近齿面相对滑动速度小，不易形成承载油膜，润滑条件差，因此易出现点蚀。
在开式齿轮传动中，由于齿面磨损较快，在点蚀发生之前，表层材料已被磨去，因此，很少在开式齿轮传动中发现点蚀。
提高齿面硬度可以有效地提高齿面抗点蚀的能力，润滑油可以减少摩擦，减缓点蚀。
10-14闭式齿轮传动与开式齿轮传动是失效形式和设计准则有何不同？为什么？答：闭式齿轮传动的主要失效形式为轮齿折断、点蚀和胶合。
设计准则为保证齿面接触疲劳强度和保证齿根弯曲疲劳强度。
采用合适的润滑方式和采用抗胶合能力强的润滑油来考虑胶合的影响。
开式齿轮传动的主要失效形式为齿面磨损和轮齿折断，设计准则为保证齿根弯曲疲劳强度。
采用适当增大齿轮的模数来考虑齿面磨损对轮齿抗弯能力的影响。
10-15 通常所谓软齿面与硬齿面的硬度界限是如何划分的？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：软齿面齿轮的齿面硬度≤350HBS，硬齿面齿轮的齿面硬度＞350HBS。
软齿面齿轮毛坯经正火或调质处理之后进行切齿加工，加工方便，经济性好。
硬齿面齿轮的齿面硬度高，不能采用常规刀具切削加工。
通常是先对正火或退火状态的毛坯进行切齿粗加工（留有一定的磨削余量），然后对齿面进行硬化处理（采用淬火或渗碳淬火等方法），最后进行磨齿精加工，加工工序多，费用高，适用于高速、重载以及精密机器的齿轮传动。
10-16 导致载荷沿齿轮接触线分布不均匀的原因有哪些？如何减轻载荷的不均匀程度？答：轴、轴承以及支座的支承刚度不足，以及制造、装配误差等都会导致载荷沿轮齿接触线分布不均，另一方面轴承相对于齿轮不对称布置，也会加大载荷在接触线上分布不均的程度。
机械设计第五章答案西北工业大学第八版1
机械设计第五章课后习题5-1分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应用5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？5-2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？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？5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。
两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。
试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？5-6已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。
托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。
现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？5-7图5-52所示为一拉杆螺纹联接。
已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。
5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。
若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。
螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。
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。
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。
5-11设计简单千斤顶（参见图5-41）的螺杆和螺母的主要尺寸。
西工大版机械设计答案(第八版)
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限第三章机械零件的强度习题答案(7^ =180MPa ，取循环基数N 0 =5 106, m=9，试求循环次数 N3-2已知材料的力学性能为 7 =260MPa ,也=170MPa ,①厂0.2，试绘制此材料的简化的等寿命寿 命曲线。
［解］A '(0,170)C(260,0)■■①(T2 7. 2X70 .⑦1283.33M P a1 ①。
1 0.2得 D '(283.332,283.332)，即 D '(141.67,141.67)根据点A '(0,170) , C(260,0) , D '(141.67,141.67)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 cB=420MPa , 精车，弯曲，场=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
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分别为7 000、 25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
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9 9(TJN2 ［解］心1 5 103 =373.6MPa 7 10 5 106 i 4=324.3MPa.2.5 104 719」普°=180><95 1061.691 D 54r 3 ［解］因 二 =1.2 ,=0.067，查附表3-2，插值得：•" 1.88，查附图3-1得q^ 0.78，将d 45d45所查值代入公式，即k 十 1 q 八。
-1 =1 0.781.88-1 =1.69查附图3-2，得0.75 ;按精车加工工艺，查附图3-4，得％ = 0.91，已知B =1，贝U 1 —竺丄J 匚2.35肪 0.75 0.91 1170(T2.35 30 0.2 20= 2.28(2) On =C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u _ O1 • K a —①a 怖 _ 1702.35 -0.2。
濮良贵-西北工业大学《机械设计》课后习题答案
详细答案第三章 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 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--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 。
西工大出版社机械设计课后答案
hmin ( Rq1 Rq 2 )1 / 2
2 2
式中， hmin 为两滑动粗糙表面间的最小公称油膜厚度， Rq1 、 Rq 2 分别为两表面轮廓 的均方根偏差。 膜厚比 1 时，为边界摩擦（润滑）状态；当 1～3 时，为混合摩擦（润滑）状态； 当 3 时为流体摩擦（润滑）状态。 2、机件磨损的过程大致可分为几个阶段？每个阶段的特征如何？ 试验结果表明，机械零件的一般磨损过程大致分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损 阶段及剧烈磨损阶段。 1） 2） 3） 磨合阶段： 新的摩擦副表面较粗糙， 在一定载荷的作用下， 摩擦表面逐渐被磨平， 实际接触面积逐渐增大，磨损速度开始很快，然后减慢； 稳定磨损阶段：经过磨合，摩擦表面加工硬化，微观几何形状改变，从而建立了 弹性接触的条件，磨损速度缓慢，处于稳定状态； 剧烈磨损阶段：经过较长时间的稳定磨损后，因零件表面遭到破化，湿摩擦条件 发生加大的变化（如温度的急剧升高，金属组织的变化等） ，磨损速度急剧增加， 这时机械效率下降，精度降低，出现异常的噪声及振动，最后导致零件失效。 3、何谓油性与极压性？ 油性（润滑性）是指润滑油中极性分子湿润或吸附于摩擦表面形成边界油膜的性能， 是影响边界油膜性能好坏的重要指标。油性越好，吸附能力越强。对于那些低速、重载或 润滑不充分的场合，润滑性具有特别重要的意义。 极压性是润滑油中加入含硫、氯、磷的有机极性化合物后，油中极性分子在金属表面 生成抗磨、耐高压的化学反应边界膜的性能。它在重载、高速、高温条件下，可改善边界 润滑性能。 4、润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项？ 润滑油的主要质量指标有：粘度、润滑性（油性） 、极压性、闪点、凝点和氧化稳定 性。 润滑脂的主要质量指标有：锥（针）入度（或稠度）和滴点。 5、什么是粘度？粘度的常用单位有哪些？ 粘度是指润滑油抵抗剪切变形的能力，标志着油液内部产生相对运动运动时内摩擦阻 力的大小，可定性地定义为它的流动阻力。粘度越大，内摩擦阻力越大，流动性越差。粘 度是润滑油最重要的性能指标，也是选用润滑油的主要依据。
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第一章前面有一点不一样，总体还行~~~1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。
为零件选材时应考虑的主要要求：1.使用方面的要求：1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态，2）零件的工作条件，3）对零件尺寸及重量的限制，4）零件的重要程度，5）其他特殊要求。
2.工艺方面的要求。
3.经济方面的要求。
1-2.试说明下列材料牌号的意义：Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZcuSn10P1,LC4.解：Q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235Mpa。
45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。
40Cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的Cr 元素。
65Mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于 1.5%的Mn元素。
ZG230-450表明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450.HT200表明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为200Mpa.ZCuSn10P1铸造用的含10%Sn、1%P其余为铜元素的合金。
LC4表示铝硅系超硬铝。
1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。
第二章2-7.为什么要提出强度理论？第二、第三强度理论各适用什么场合？解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的复杂应力状态，为了判断复杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。
第二强度理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素，适用于石料、混凝土、铸铁等脆性材料的失效场合。
第三强度条件：认为最大切应力是引起屈服的主要因素，适用于低碳钢等塑性材料的失效场合。
2-15.画出图示梁的弯矩图。
解：F 0,F F F 0,M 0,F *3a M F*a 0F 0,F FA B A B B A ∑=+-=∑=+-===解：12221F 0F F F 2F F 0M 0,F*2a 2F*a F*4a F *3a 0F 8/3F,F 2/3FA ∑=++--=∑=++-===-，第三章3-4.计算图示各机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
3-5.图示为一简易冲床的拟设计方案。
设计者思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固定在轴A 上的凸轮2和杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下往复运动，以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，计算机构的自由度，并分析其运动是否确定，如其运动不确定，试提出修改措施。
3,4,132332410L H L H n P P F n P P ====--=⨯-⨯-=由于F=0,故不能运动修改措施为：3-6.试绘出图示机构的运动简图，并计算其自由度。
第四章4-6.在图4-11所示的差动螺旋机构中，螺杆1与机架3在A处用右旋螺纹连接，导程S=4mm，当摇柄沿顺时针方向转动5圈时，螺母2向左移动5mm，试计算螺旋副B的导A程S，并判断螺旋副B的旋向。
B解：由题意判断B为右旋，A、B同向，固有：第五章5-7.根据图中所注尺寸，试问如何才能获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？解：根据曲柄存在的条件：（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和；（2）最短杆为连架杆。
根据题意：140+200<170+180，故满足第一条件。
当最短杆AD为连架杆时，即AB、CD固定时，极限位置如图所示，为曲柄摇杆机构。
当最短杆AD 为机架时，极限位置如下图所示，为双曲柄机构。
当AD 为连杆时，极限位置如下图所示，为双摇杆机构。
5-8．图示铰链四杆机构123100,200,300l mm l mm l mm ===，若要获得曲柄摇杆机构，试问机架长度范围为多少？解：根据曲柄存在的条件：（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和；（2）最短杆为连架杆。
根据题意：（1）若4l 为最长杆（4l ≥300），1l +4l ≤2l +3l ，300≤4l ≤400.（2）若3l 为最长杆（4l ≤300），1l +3l ≤2l +4l ，200≤4l ≤300.故200≤4l ≤400.5-10.设计一曲柄摇杆机构。
已知摇杆长度100CD l mm =，摆角030ψ=，行程速比系数K=1.2。
试用图解法根据最小传动角0min 40γ≥的条件确定其余三杆的尺寸。
解：由001180=16.361K K θθ-=+，. 故，先画出CD 和C D ',使得∠C DC '=030ψ=.由于0=16.36θ，故过C 和C '作∠CC O '和∠C CO '=073.64，以O 点为圆心作圆过C 做∠DCA=045交圆O 于A 点。
AC=133mm ，AC '=91.89mm ，AD=94.23mm,计算得AB=20.555mm,BC=112.445mm所以其他三杆长度为：AD=94.23mm ，AB=20.555mm,BC=112.445mm5-11.设计一曲柄滑块机构。
已知滑块行程H=50mm,偏距e=20mm,行程速比系数K=1.5.试用图解法求出曲柄和连杆的长度。
解：由001180=361K K θθ-=+， 首先，画出CC '=50mm ，作∠CC O '=∠C CO '=054，过O 作圆交偏心线于A ，连接AC, AC '测得长度如图所示，算出AB=21.505，BC=46.515.5-12.设计一导杆机构。
已知机架长度100AD l mm =，行程速比系数K=1.4，试求曲柄长度。
解：001180=301K K θθ-=+，,即∠BCB '=030. AB ⊥BC,∠ACB=015,AC=100AD l mm =.AB=25.88mm5-13.设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。
已知炉门上两活动铰链间距离为50mm ，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示）。
设固定铰链在O-O 轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。
解：因为点A 、D 在O-O 轴线上，由于AB=AB ',AC AC '=,所以运用垂直平分线定理，连接BB CC ''和，分别作其中垂线交O-O 轴线于点A 、D ，因此找到A 点和D 点。
AB=67.34,CD=112.09,AD=95.74第六章6-2.四种基本运动规律各有何特点？各适用何种场合？什么是刚性冲击和柔性冲击？解：（1）等速运动规律的特点是：在从动件运动的起始点和终了点都有速度的突变，使加速度趋于无限大，因此会引起强烈的刚性冲击。
这种冲击对凸轮机构的工作影响很大，所以匀速运动规律一般只适用于低速或从动件质量较小的场合。
（2）等加速等减速运动规律的特点是：在一个运动循环中，从动件的运动速度逐步增大又逐步减小，避免了运动速度的突变；但在从动件运动的起始点、转折点和终了点仍存在着加速度的有限突变，还会有一定的柔性冲击。
所以这种运动规律适用于凸轮为中、低速转动，从动件质量不大的场合。
（3）余弦加速度运动规律的特点是：推杆的加速度按余弦规律变化，且在起始点和终点推杆的加速度有突变，有一定的柔性冲击。
一般只适用于中速场合。
（4）正弦加速度运动规律的特点是：推杆的加速度按正弦规律变化，但其加速度没有突变，可以避免柔性冲击和刚性冲击，适用于高速场合。
刚性冲击：由于加速度有突变，并且加速度值理论上为无穷大，但由于材料具有弹性，使得加速度和惯性达到很大（不是无穷大），从而产生很强烈的冲击，把这一类冲击称为刚性冲击。
柔性冲击：由于加速度有突变，但这一突变为有限值，引起的冲击较为平缓，故称这一类为柔性冲击。
6-7.盘形凸轮基圆半径的选择与哪些因素有关？ 解：由于2tan o v r s ωα=-，故盘形凸轮基圆半径的选择与推杆的运动规律，推杆的工作行程和推杆的许用压力角和推程运动角有关。
一般在满足?[]max αα≤的条件下，合理地确定凸轮的基圆半径，使凸轮机构的尺寸不至过大。
6-8.试设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线，已知凸轮作顺时针方向旋转、推杆行程h=30mm ，基圆半径040r mm =,滚子半径r 10r mm =，凸轮各运动角为：0000o o 12015015060S S φφφφ''====、、、，推杆的运动规律可自选。
解：由题意得：凸轮理论廓线基圆半径为40mm,实际半径为30mm. 等速推程时，由公式0030120h s ϕϕφ==得：等加速等减速回程时，由公式等加速公式222002020220200260-15026030-=[150-(150(150)(150)h h s h s ϕϕφϕϕφφ'=-=-=-''（）和等减速公式（））]得：故根据反转法画出下图：第七章7-1.对于定传动比的齿轮传动，其齿廓曲线应满足的条件是什么？解：由于相啮合的齿廓在接触点处的公法线与连心线交于固定点，故齿廓曲线上任意一点的法线与连心线都交于固定点 。
7-2.节圆与分度圆、啮合角与压力角有什么区别？解：分度圆是指定义齿轮标准模数（并且压力角为20°时）乘以齿数所求得的直径。
以轮心为圆心，过节点所作的圆称为节圆。
也就是说分度圆在齿轮确定时是确定不变的，节圆是只有两齿轮啮合时才存在，单个齿轮没有节圆，并且节圆是随着中心距变化而变化的。
渐开线齿廓上某点的法线（压力线方向），与齿廓上该点速度方向线所夹的锐角称为压力角，渐开线齿廓上各点的压力角不等。
啮合角是在一般情况下（不指明哪个圆上的啮合角，一般就是指分度圆上的压力角），两相啮合齿轮的端面齿廓在接触点处的公法线与两节圆在节点处公切线所夹的锐角。
7-4.标准齿轮传动的实际中心距大于标准中心距时，下列参数：传动比、啮合角、分度圆半径、节圆半径、基圆半径、顶隙等中哪些发生变化？哪些不变？解：标准齿轮传动的实际中心距大于标准中心距时，由于a 变大，节圆半径变大,112212r (''''≠r ,r ≠r r 、r 为标准节圆半径），传动比不发生变化，顶隙变大，啮合角也变大。