河科大机械设计作业第12.13章作业解答[1]
河南科技大学机械原理作业答案1-8-A4
F 3n 2 pl p h 3 5 2 7 0 1
2—12 计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机 构的级别。 解：
D 3
5
3
4
C
E
5
4
6
1 2
A B
2 1
A
低代前：
n 4，pl 5，p h 1 F 3n 2 pl p h 3 4 2 5 1 1
12、P 24 B P
2 1
A
C
P 12、P 13 B P23
3
2
P23 3 C
4
1
P34、P 13 D
P34
P 14
A
P 14
(b)
P23
P24
4
(a)
P 12
p13
P24
2 1
A
3
P23 B
P24
1 14 A P
B
2 P 12
3
P 14
4
(c )
C
P34
P 13
C P 34 4
a11524323154????????????hlhlppnfppn11524323154????????????hlhlppnfppn10725323075????????????hlhlppnfppnabcdefg1234651725323075???????????hlhlppnfppnabcde??12345abcde12345123456213计算图示机构的自由度将其中的高副用低副代替并分析机构所含的基本杆组确定机构的级别
低代后：
n 5，pl 7，p h 0 F 3n 2 pl p h 3 5 2 7 1
河南科技大学 机械设计答案
第八章 8-3 B 8-7 A 8-11 D 8-15 D 8-19 B 8-4 C 8-8 D 8-12 A 8-16 D 8-20 B
二、填空题 8-21 在平带或V带传动中，影响最大有效圆周力Fec的因素是 初拉力F0 、 摩擦系数μ（当量摩擦系数μV ） 和 小轮包角α1 。 8-22 V带传动在工作过程中，带内应力有：紧边、松边拉应力（σ1、σ2）、 离 心拉应力σc 、 弯曲应力（σb1、σb2 ） ，最大应力σmax= σ1+σc+σb1 ，发生在 紧边刚绕上小带轮处 。 8-23 带传动的主要失效形式为 疲劳破坏 和 打滑 ，其设计准则为 在不打滑的
1、将dd2减小到280mm；
电动机
dd2 V带传动
2、将dd1增大到200mm；
dd1
减速器
3、将鼓轮直径D增大到355mm。
解
输出功率P出=F· v 1、 dd2 , n2 , v，F不变，则 P出
v D
F 输送带
n1d d 1 不变 而 v带 60 1000 Fe带(42%)可能引起打滑或疲劳失效。
∵原运输带速度： v
n y D 60000
n y D 60000
,
F 输送带 D
现运输带速度：
v
,
∵原运输带鼓轮转速： n y 现运输带鼓轮转速： n y
n电 i12 i减
n电 2.857 i减
n电 n电 i12 i减 2 i减
∴方案1、2运输带速度提高： 1 1 v v n y n y 2 2.857 2.857 ( 1) 42.9% 1 v ny 2 2.857 同理方案3运输带速度提高： v v D D 355 250 42% v D 250
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 。
机械课后习题答案第12章习题及解答
(2) 由表 14.8 查得 fT=0.95，载荷负荷平稳，由表 14.9 查得 fF=1.0，对球轴承取=3, 对
滚子轴承=10/3。将以上有关数据代入下式
Lh
106 60n
fT C fPF
对球轴承
Lh
106 0.95 22800 3 60 1000 5880
833.1
h,
不满足要求,
再选 6408 (Cr=50200, C0r=37800),得
T 9.55106 P 9.55106 2.6 64661.4 N·mm
n
384
Ft 2T1 129322.8 2917.5 N d1 44.326
Fr 1107.5 N
Fa 864.2 N
(2) 计算轴向力
R2V=457.98 R1V=649.5 R1H= R2H =1458.75
由机械零件设计手册得 30307 圆锥滚子轴承的 Cr=71200 N, C0r=50200 N , Y = 1.9, e=0.31 表 14.12 可知圆锥滚子轴承轴承的内部轴向力 SA、SB 为
S1= R1/2Y=584/（2×1.9）=153.6 N S2= R2/2Y=1776/（2×1.9）=467.4 N
h
所选轴承型号为 N410 合适。
12.15一齿轮轴由一对 30206 轴承支承，支点间的跨距为 200 mm，齿轮位于两支点的中央。
已知齿轮模数 mn=2.5 mm，齿数 z1=17，螺旋角=16.5，传递功率 P=2.6 kW，齿轮轴
的转速 n=384r/min。试求轴承的额定寿命。
解： (1) 计算齿轮的作用力
每个轴承的径向载荷 R=5880 N，载荷平稳，工作温度 t=125C，预期寿命 Lh=5000 h，
机械设计_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
机械设计_华中科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.机械传动按照工作原理不同，主要分为摩擦传动和啮合传动。
以下与其他三项不属于同一类的是＿＿＿。
答案:同步带传动2.套筒滚子链传动设计时，链轮齿数和链节数的选取原则是＿＿＿。
答案:链轮齿数取奇数，链节数取偶数3.用安全系数法校核轴的强度时，若计算发现危险截面处S<[S]，不宜采取以下措施：＿＿＿。
答案:减小过渡圆角半径4.设计液体摩擦动压滑动轴承时，若发现温升过高，在下列改进措施中，最有效的是＿＿＿。
答案:增大相对间隙5.在下图中，为了使中间轴上的轴向力部分抵消，齿轮3和4的螺旋线方向应该是＿＿＿。
答案:齿轮3左旋，齿轮4右旋6.以下措施能够提高渐开线齿轮抗疲劳点蚀能力的是＿＿＿。
答案:增大齿轮传动的中心距7.在下图中，为了使蜗轮2和蜗杆3受到的轴向力能够部分抵消，它们的螺旋线方向分别是＿＿＿。
答案:蜗轮2右旋，蜗杆3右旋8.为了提高圆柱蜗杆传动的接触疲劳强度，可以＿＿＿。
答案:增大传动的中心距9.如图所示，某轴由一对30209轴承支承，轴承所受派生轴向力S=Fr/(2×1.5)。
已知：FA=1000 N，Fr1=3000 N, Fr2=4500 N。
轴承1的轴向载荷为：＿＿＿。
答案:2500 N10.下列滚动轴承中，承担径向载荷能力最强的是＿＿＿。
答案:3030711.以下密封方式属于非接触式密封的是＿＿＿。
答案:迷宫密封12.在一端固定一端游动式支承结构中，固定支点不能采用：＿＿＿。
答案:圆柱滚子轴承13.下面轴系结构设计中，错误原因与标号对应错误的是＿＿＿。
答案:4处：滚动轴承定位轴肩过高，影响轴承装配14.某深沟球轴承的预期寿命为8000小时，当它承受的当量动载荷增加一倍时，其寿命为＿＿＿小时。
答案:100015.其他参数不变的条件下，液体动压向心滑动轴承的偏心率会随着＿＿＿而减小。
答案:转速的增大和载荷的减小16.设计键连接时，平键的截面尺寸（键宽b×键高h）是按照＿＿＿从标准中选取的。
12-13-2机设作业
《机械设计》作业第3章 机械零件的疲劳强度1. 某调质钢制成的零件，工作应力为σmax =280N/mm 2，σmin =-80N/mm 2。
影响系数为k σ=1.2, εσ=0.85, βσ=1。
材料性能为σB =900N/mm 2, σs =800N/mm 2, σ-1=400N/mm 2,σ0=680N/mm 2。
设寿命系数k N =1.2。
1) 绘制σm - σa 许用疲劳极限应力图； 2) 求极限值σ'a , σ'm , σ'max , σ'min ；3）若取许用安全系数[S σ]=1.4，用计算法和图解法校核该零件是否安全？ 4)若材料在承受r=0.5的变应力时，能承受的最大应力是多少？2.某转轴在对称循环弯曲应力下工作，载荷变化规律如图。
要求使用寿命为10年，每年工作300天，每天8小时。
已知轴的转速n=15r/min ，σ1=80N/mm 2。
轴的材料为碳钢，σs =360N/mm 2,σ-1=200N/mm 2,k σ=1.8, εσ=0.8,βσ=0.95, N 0=107,m=9。
试确定轴的寿命系数，疲劳极限和安全系数。
第6章 螺纹联结1.图示为一底座螺栓组联接结构，承受外载荷R 的作用。
外载荷R 包含在xoy 平面内，θ<45º，L 1<L 2。
试分析底座螺栓组联接的受力情况，判断哪个螺栓受力最大，并求其所受的轴向工作拉力。
2. 图示一厚度为δ=20mm 的薄板，用两个铰制孔用螺栓固定在机架上。
已知载荷P=5000N ，a=200mm ，板间摩擦系数μs =0.2，可靠系数k f =1.1，[σ]=160MPa ，[σp ]=192MPa ，[τ]=96MPa 。
1）设计受剪螺栓直径； 2）若用普通螺栓联接，计算所需螺栓直径。
第12章 齿轮传动1.画出图示斜齿轮传动当齿轮1为主动时的Ft 、Fr 和Fa 等各力X的方向。
河南科技大学研究生机械设计基础答案
河南科技大学2011年硕士研究生入学考试试题答案及评分标准考试科目代码： 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、√（6分） B 、D 处 ----局部自由度； （2分） 该机构具有确定运动的条件，给定一个原动件。
（2分） 四、（10分）解1、θ（3分） 工作方向（1分）2、以摇杆为原动件（2分），两极限位置（1分）3、最小传动角为γmin2 （2分，画出γmin1 1分） 五、（11分）解 1、压力角（2分）2、从动件位移S （2分）3、凸轮转角（2分）4、瞬心（3分）， 121312p p l v ω= （2分）六、（12分）解1、m =2a/(z 1+z 2)=4mm ，d 1=mZ 1=120mm d 2=mZ 2=240mm （各2分，共6分） d a 2=d 2+h a =248 d b 2=d 2cos α=225.5262（各1分，共2分）2、8523.20cos cos =''='αααa a （2分）3、0210256.6cos 2)6030(4181)(cos 2=+⨯=+=βββz z m a n （2分）1311028323=⨯-⨯-⨯=--=h l p p n F七、（10分）802403n n40801 240 761996022H222442422112====-=--=--=↓=⨯==''''''H HHH Hn n n n n Z Z n n n n i Z Z n n （n 2-----2分、n H ------6分）H 转向 ↓ 。
（2分） 八、（10分）解)22(13815.18069 70722.271032.5][ ][43.1021021===≤≥==≤m z NCmzfF F CF mzfF Nd F dF σπσπ（F 0、F 各5分，若按z = 4计F=36138.2703N,扣2分） 九、(14分) 解1、考虑安装误差，保证啮合宽度； 代入轮4的齿宽。
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
机械设计作业集第13章答案河南科技大学
90% 可靠度的寿命。是一个特定意义的 10 转。 C 值
6
C 的含义是什么？当滚动轴承上作用的当量动载荷不超过
时，轴承是否就不会发生点蚀破坏？为什么？ (C/P) 时，出现点蚀的概率
ε
为 10% ；大于 (C/P) 时， 概率大于 10% ；小于 (C/P) 时，概率小于 10% 。总有点蚀出现的可能性， 仅概率大小不同。 13— 30 对同一型号的滚动轴承，在某一工作状况下的基本额定寿命为 轴承所受的当量动载荷增加一倍，轴承的基本额定寿命将为多少？ 答： 对于球轴承，当 P→ 2P， L
537000 转，则该轴承所受的当量动载荷 C 等于 D 大于等于
B 基本额定动载
B
小于
13— 7 某滚动轴承按寿命公式计算得寿命 B 为 90%
Lh =25100h ，其可靠度 B ；若要求工作寿命达
C <90% D >90%
30000h,
13— 8 直齿圆柱齿轮轴系由一对圆锥滚传动效率低。若传递功率大，转速高，则温升大。蜗杆采用正装结构时，蜗杆轴热 伸长会使轴承卡死。如果采用反装结构，轴伸长不会使轴承卡死，但会使受载滚动体个数减少。 因此，对这种蜗杆传动应采用一端双向固定，一端游动的支承方案。 13— 36 滚动轴承的回转套圈和不回转套圈与轴颈或机座装配时所采用的配合性质有何不同？常 选用什么配合？其配合的松紧程度与圆柱公差标准中相同配合有何不同？ 答：滚动轴承回转套圈与轴颈或机座的配合应紧一些，常选用过盈配合；不回转套圈与轴颈或机 座的配合应松一些，常选用间隙或过渡配合，目的在于允许其略有转动，工作中可适当改变套圈 的受力位置，对提高寿命有利。 滚动轴承是标准件，配合应以它为基准。滚动轴承内孔的尺寸公差带采用上偏差为零、下偏差为 负的分布，这与通常的基孔制配合中基准孔的尺寸公差带不同，因而滚动轴承内圈配合在采用同 样的配合符号时，比通常圆柱公差标准中的基孔制配合略紧。滚动轴承外圈与机座孔的配合与圆 柱公差标准中规定的基轴制同类配合相比较，配合性质的类别基本一致，但由于轴承外径的公差 值较小，因而配合也较紧。 13— 37 在圆锥齿轮传动中，小圆锥齿轮的轴常支承在套杯里，采用这种结构形式有何优点？ 答：采用这种结构形式有利于调整小圆锥齿轮轴的位置，目的在于保证锥顶重合，保证全齿宽啮 合。同时通过调整轴承外圈或内圈的轴向位置，可使轴承达到理想的游隙或所要求的预紧程度。 13— 38 滚动轴承常用的润滑方式有哪些？具体选用时应如何考虑？ 答：滚动轴承常用的润滑方式有油润滑、润滑脂及固体润滑剂润滑。 具体选用时主要根据滚动轴承的 dn 值选取适当的润滑方式，参见教材 p324
河南科技大学机械设计作业
l1 Ft
Fr2V
答：29000、30000、70000、51000、52000型轴承的 游隙大小是可变的，安装时应根据使用要求进行调整。 其它轴承都有规定的游隙系列，使用时通常不调整游 隙。游隙的大小可通过垫片、调整螺母等方法进项调 整
13—34 滚动轴承支承的轴系，其轴向固定的典型结构形 式有三类：1.两支点各单向固定;2.一支点双向固定，另一 支点游动;3.两支点游动。试问这三种类型各适用什么场合？ 答：两支点各单向固定的支承方式用于工作温度变化较小 且支承跨度不大的短轴；
13—21 滚动轴承轴系支点轴向固定常用的三种结构形式 是 双支点各单向固定（两端固定） 、
一支点双向固定，另一端支点游动（一端固定、一端游 动） 、 两端游动支承（两端游动） 。
13—22 滚动轴承预紧的目的是 提高轴承的旋转精度、支 承刚度、减小机器工作时轴的振动 ， 所谓预紧，就是指 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。
Fae 2
Fd2
╳
Fr2
Cr 162 KN
e 1.5tg 0.345, y 0.4ctg 1.74
Fd1
Fr1 2 y
13600 2 1.74
3908
N , Fd 2
Fr 2 2 1.74
22100 3.48
6351 N
方向如图示
1 Fd1
Fae 2
Fd2
╳
Fr1
Fr2
Fd1 Fa 3908 5000 8908 N Fd 2 轴承2压紧，轴承1放松
3—23 滚动轴承的内径和外径的公差带均为精度不同数值 较小的负偏差，而且统一采用上偏差为 0 ，下偏差为 负值 的分布。
13—24 滚动轴承的密封的目的是为了防止灰尘、水、 酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失 ，滚动轴 承常用的三种密封方法为 接触式密封（中低速）、非接 触式密封（高速）、 混合式密封（密封效果较好） 。
机械设计作业3答案河南科技大学详细版
第三章 机械零件的强度一、选择题3—1 零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之 C 。
A 增加B 不变C 降低D 规律不定3—2 在图中所示的极限应力图中，工作应力有C 1、C 2所示的两点，若加载规律为r=常数。
在进行安全系数校核时，对应C 1点的极限应力点应取为 A ，对应C 2点的极限应力点应取为 B 。
A B 1 B B 2 C D 1 D D 2 3—3 同上题，若加载规律为σm =常数，则对应C 1点的极限应力点应取为 C ，对应C 2点的极限应力点 应取为 D 。
A B 1 B B 2 C D 1 D D 2 题3—2图3—4 在图中所示的极限应力图中，工作应力点为C ，OC 线与横坐标轴的交角θ=600，则该零件所受的应力为 D 。
A 对称循环变应力B 脉动循环变应力C σmax 、σmin 符号（正负）相同的不对称循环变应力D σmax 、σmin 符号（正负）不同的不对称循环变应力 题3—4图3—5 某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力的值相等，而应力循环特性r 分别为+1、-1、0、0.5，则其中最易发生失效的零件是 B 。
A 甲B 乙C 丙D 丁3—6 某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=300MPa ，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基数N 0=107，当该零件工作的实际应力循环次数N=105时，则按有限寿命计算，对应于N 的疲劳极限σ-1N 为 C MPa 。
A 300B 420C 500.4D 430.53—7 某结构尺寸相同的零件,当采用 C 材料制造时,其有效应力集中系数最大。
A HT200 B 35号钢 C 40CrNi D 45号钢3—8 某个40Cr 钢制成的零件，已知σB =750MPa ，σs =550MPa ，σ-1=350MPa ，ψσ=0.25，零件危险截面处的最大工作应力量σmax =185MPa ，最小工作应力σmin =-75MPa ，疲劳强度的综合影响系数K σ=1.44，则当循环特性r=常数时，该零件的疲劳强度安全系数S σa 为 B 。
机械课后习题答案第13章习题及解答
第13章习题参考答案13.1螺纹的主要参数有哪些？螺距和导程有什么区别？如何判断螺纹的线数和旋向？答：螺纹的主要参数有：1）大径d(D)；2）小径d1(D1);3)中径d2(D2);4)螺距P;5)螺纹线数n；6）导程S;7)螺纹升角ϕ；8）牙型角γ；9)牙型斜角β。
螺距与导程的区别在于：导程S表示在同一条螺旋线上相邻两螺纹牙同侧齿廓之间的轴向距离，而螺距则仅表示相邻螺纹牙同侧齿廓之间的轴向距离。
如果对于单线螺纹，导程等于螺距，但对于多线螺纹，导程和螺距满足关系式S=nP，其中n表示线数。
螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹称单线螺纹，沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线形成的螺纹，称多线螺纹。
螺纹有右旋和左旋之分。
当螺纹旋进时为顺时针方向旋转的，称为右旋螺纹；逆时针方向旋转的，称为左旋螺纹。
13.2试述螺旋传动的主要特点及应用，比较滑动螺旋传动和滚动螺旋传动的优缺点。
答：螺旋传动的特点是把旋转运动转变为直线运动。
它应用于机床，螺旋压力机和螺旋千斤顶等传动。
滑动螺旋结构比较简单，螺母和螺杆的啮合连续，工作平稳，易于自锁。
但螺纹之间摩擦大、磨损大、效率低（一般在0.25～0.7，自锁效率低于50%），不适宜用于高速和大功率传动。
滚动螺旋摩擦阻力小，传动效率高（90%以上），磨损小，精度易保持，但结构复杂，成本高，不能自锁。
13.3试比较螺旋传动和齿轮齿条传动的特点与应用。
答：螺旋传动和齿轮、齿条传动都可以用于将旋转运动转换为轴向的直线运动。
其特点为：1）降速比大；2）可具有自锁性；3）机械作用力大；4)结构简单，传动平稳，噪声低；5）磨损大，效率低。
因此，螺旋传动主要应用于起重机、压力机以及功率不大的进给系统和微调装置中。
而齿轮齿条多用于进给机构等。
13.4螺纹主要有哪几种类型？根据什么选用螺纹类型？答：按功能区别，螺纹分为连接螺纹和传动螺纹，其中连接螺纹又分为普通连接螺纹和管连接螺纹，应用最广的是普通连接螺纹；按螺纹的牙形角区分，有三角螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹，锯齿型螺纹等，其中三角螺纹用于连接，其它三种用于传动，应用最广的是梯形传动螺纹。
机械设计习题册答案(第5、6、8、9、11、12、13、14、15章)
目录第5章螺纹连接和螺旋传动 (9)第6章键、花键、无键连接和销连接 (12)第8章带传动 (15)第9章链传动 (19)题 4 图 (20)a）和b）按逆时针方向旋转合理。
(20)第11章蜗杆传动 (22)第12章滑动轴承 (24)第13章滚动轴承 (27)第14章联轴器和离合器 (29)第15章轴 (30)第5章螺纹连接和螺旋传动1、简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，并说明哪些螺纹适合用于连接，哪些螺纹适合用于传动？哪些螺纹已经标准化？普通螺纹：牙型为等边三角形，牙型角60度，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减小应力集中。
同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙，细牙螺纹升角小，自锁性好，抗剪切强度高，但因牙细不耐磨，容易滑扣。
应用：一般连接多用粗牙螺纹。
细牙螺纹常用于细小零件，薄壁管件或受冲击振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用。
α，传动效率较其它螺纹高，但牙根强度弱，螺旋副矩形螺纹：牙型为正方形，牙型角 0=磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。
梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角为30度，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好。
主要用于传动螺纹。
锯齿型螺纹：牙型为不等腰梯形，工作面的牙侧角3度，非工作面牙侧角30度。
外螺纹牙根有较大的圆角，以减小应力集中，内外螺纹旋合后，大径无间隙便于对中，兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高的特点。
用于单向受力的传动螺纹。
普通螺纹适合用于连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹适合用于传动。
普通螺纹、、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经标准化。
2、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处？可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓连接的强度。
3、螺纹连接为何要防松？常见的防松方法有哪些？连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件，并且拧紧后，螺母、螺栓头部等承压面处的摩擦也都有防松作用，因此在承受静载荷和工作温度变化不大时，螺纹连接一般都不会自动松脱。
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第三章 机械零件的强度一、选择题3—1 零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之 C 。
A 增加B 不变C 降低D 规律不定3—2 在图中所示的极限应力图中，工作应力有C 1、C 2所示的两点，若加载规律为r=常数。
在进行安全系数校核时，对应C 1点的极限应力点应取为 A ，对应C 2点的极限应力点应取为 B 。
A B 1 B B 2 C D 1 D D 2 3—3 同上题，若加载规律为σm =常数，则对应C 1点的极限应力点应取为 C ，对应C 2点的极限应力点 应取为 D 。
A B 1 B B 2 C D 1 D D 2 题3—2图3—4 在图中所示的极限应力图中，工作应力点为C ，OC 线与横坐标轴的交角θ=600，则该零件所受的应力为 D 。
A 对称循环变应力B 脉动循环变应力C σmax 、σmin 符号（正负）相同的不对称循环变应力D σmax 、σmin 符号（正负）不同的不对称循环变应力 题3—4图3—5 某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力的值相等，而应力循环特性r 分别为+1、-1、0、0.5，则其中最易发生失效的零件是 B 。
A 甲B 乙C 丙D 丁3—6 某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=300MPa ，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基数N 0=107，当该零件工作的实际应力循环次数N=105时，则按有限寿命计算，对应于N 的疲劳极限σ-1N 为 C MPa 。
A 300B 420C 500.4D 430.53—7 某结构尺寸相同的零件,当采用 C 材料制造时,其有效应力集中系数最大。
A HT200 B 35号钢 C 40CrNi D 45号钢3—8 某个40Cr 钢制成的零件，已知σB =750MPa ，σs =550MPa ，σ-1=350MPa ，ψσ=0.25，零件危险截面处的最大工作应力量σmax =185MPa ，最小工作应力σmin =-75MPa ，疲劳强度的综合影响系数K σ=1.44，则当循环特性r=常数时，该零件的疲劳强度安全系数S σa 为 B 。
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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-
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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
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第十二章滑动轴承一、分析与思考题12-20 在滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题？答： 1、应开设在非承载区；2、油槽沿轴向不能开通。
12-21 一般轴承的宽径比在什么范围内？为什么宽径比不宜过大或过小？答：一般B/d为0.3—1.5；B/d过小，承载面积小，油易流失，导至承载能力下降。
但温升低；B/d过大，承载面积大，油易不流失，承载能力高。
但温升高。
12-22 滑动轴承常见的失效形式有哪些？答：磨粒磨损，刮伤，咬粘（胶合），疲劳剥落和腐蚀。
12-23 对滑动轴承材料的性能有哪几方面的要求？答： 1、良好的减摩性，耐磨性和抗咬粘性。
2、良好的摩擦顺应性，嵌入性和磨合性。
3、足够的强度和抗腐蚀能力。
4、良好的导热性、工艺性、经济性。
12-24 在设计滑动轴承时，相对间隙ψ的选取与速度和载荷的大小有何关系？答：速度愈高，ψ值应愈大；载荷愈大，ψ值应愈小。
12-25 验算滑动轴承的压力p、速度v和压力与速度的乘积pv，是不完全液体润滑滑轴承设计的内容，对液体动力润滑滑动轴承是否需要进行此项验算？为什么？答：也应进行此项验算。
因在起动和停车阶段，滑动轴承仍处在不完全液体润滑状态。
另外，液体动力润滑滑动轴承材料的选取也是根据[p]、[pv]、[v]值选取。
12-26 试说明液体动压油膜形成的必要条件。
答： 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出； 润滑油必须有一定的粘度，且充分供油； 12-27 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改变下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。
⑴ 转速n=500r/min 改为n=700r/min ； ⑵ 宽径比B/d 由1.0改为0.8;⑶ 润滑油由采用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油 ⑷ 轴承孔表面粗糙度由R z =6.3μm 改为R z =3.2μm 。
答：（1）承载能力↑ （2）承载能力↓ （3）η↑，承载能力↑（4）R Z ↓，允许h min ↓，偏心率↑，承载能力↑。
12-28 在设计液体润滑轴承时,当出现下列情况之一后,可考虑采取什么措施(对每种情况提出两种改进措施)？⑴ 当h min <[h min ]时;⑵ 当条件p<[p]、v<[v]、pv<[pv]不满足时； ⑶ 当计算入口温度t i 偏低时。
答：（1）说明承载能力不够。
可：d ↑；B ↑；η↑；ψ↓等。
（2）可改选材料； B ↑。
（3）说明轴承的温升过高，承载量过大。
可：d ↑，B ↑；ψ↑η↑等。
12-29 液体动力润滑轴承承载能力验算合格的基本依据是什么？答；p ≤[p]；pv ≤[pv]；v ≤[v]；h min ＞ [h min ]；t i ＞350—400C 。
12-30 就液体动力润滑的一维雷诺方程306hh h vxp -=∂∂η，说件。
答：能承载，xp ∂∂应大于0，所以：η＞0，润滑油应有一定的粘度；V ＞0，有相对速度；h ≠h 0 ，有楔形间隙，油由大端流进小端流出。
12-31 图所示为两个尺寸相同的液体摩擦滑动轴承，其工作条件和结构参数（相对间隙ψ、动力粘度η、速度v 、轴径d 、轴承宽度B ）完全相同。
试问哪个轴承的相对偏心率χ较大些？哪个轴承承受径向载荷F 较大？哪个轴承的耗油量Q 较大些？答：偏心率：χ=e/δ 半径间隙: δ=R-r (1) χa＞χb(2)pC vBF 22ψη=C p ↑ 承载能力F ↑;χ↑ C p ↑ ，所以,F a > F b ；题12—31图（3）令耗油量（或流量）系数为C q vBdqC q ψ=则：润滑油流量q=C q ψvBd ，由书中图12—16可知： C q 随着χ的增大先增后减∵χ值不详 ∴ q a 、q b 谁大无法判断或当 χ在顶点左侧时，q a ＞q bχ在顶点有侧时，q a ＜q b二、 设计计算题12-32 起重机卷筒轴采用两个不完全液体摩擦径向滑动轴承支承，已知每个轴承上的径向载荷F=100KN ，轴颈直径d=90mm ，转速n=90r/min 。
拟采用整体式轴瓦，试设计此轴承，并选择润滑剂牌号。
解：1、选宽径比B/d=1, B=90mm2、smMpa pv smdn v MpaBdF p .187.542.010006035.129090100000==⨯==⨯==π由表12—2 ZCuZn16Si4（16-4硅黄铜） [p]=12Mpa [pv]=10Mpa m/s [v]=2m/s 或：ZCuAl10Fe3（10-3铝青铜） [p]=15Mpa [pv]=12Mpa m/s [v]=4m/s 表12—3 1号钙钠基脂。
没有合适的润滑油。
12-33 有一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径d=200mm ，轴承宽度B=250mm，轴承材料选用ZCuAl10Fe 3，当轴转速为60r/min 、100r/min 、500r/min 时,轴承允许的最大径向载荷各为多少?解：由表12—2 ZCuAl10Fe3 （10-3铝青铜）[p]=15Mpa [pv]=12Mpa m/s [v]=4m/s F ≤B.d[p]=250×200×15=750KNsmv smv s mv dn v 236.5047.1628.0100060321===⨯=πV 3 >[v] 材料不合适。
F ≤[PV]Bd/v F 1 ≤955.414 KN ∴ 取F=750 KN F 2 ≤ 573.065 KN ∴ 取F=573.065 KN n=500r/min 时, v>[v] 不满足。
12-34 一液体动力润滑径向滑动轴承,承受径向载荷F=70kN ，转速n=1500r/min 轴径直径d=200mm ，宽径比B/d=0.8，相对间隙ψ=0.0015，包角α=1800，采用32号全损耗系统用油（无压供油），假设轴承中平均油温t m =500C ，油的粘度η=0.018Pa.s ，求最小油膜厚度h min 。
解: 由 BdF C C dB F p p ηωψψηω22==08.15730==nπω 1/s d=0.2 m B=0.8d=0.16 mη=0.018 ψ=0.0015 C p =1.74表12—7 B/d=0.8 插值可得: χ=0.7237h min =r ψ(1-χ)= 0.041445mm = 41.4μm12-35 某转子的径向滑动轴承，轴承的径向载荷F=10000N ，轴承宽径比B/d=1.0，轴径的转速n=1000r/min ，载荷方向一定，工作情况稳定，轴承相对间隙34108.0-⨯=v ψ (v 为轴颈圆周速度，m/s)，轴颈和轴瓦的表面粗糙度R z1=3.2μm ，R z2=6.3μm ，轴瓦材料的[p]=20MPa ，[v]=15m/s ，[pv]=15MPa.m/s ，油的粘度η=0.028Pa.s 。
⑴ 求按混合摩擦润滑（不完全液体润滑）状态设计时，轴颈的直径d =？。
⑵ 将由⑴求出的轴颈直径进行圆整，（尾数为0或5），试问在题中给定条件下此轴承能否达到液体润滑状态？解: (1) 按不完全液体润滑状态，设计轴颈直径：由 F/(dB)≤[P]，B/d=1得 mm mm p F d 36.2220101][4=⨯=≥由][100060.pv dnBd Fpv ≤⨯=π 得 mm pv n F d 907.34][60000=≥π∴ 应取 d=35 mm 验算 v=πdn/60000=1.8326m/s ＜[v]=15m/s (2) 按液体润滑状态计算h min计算轴承相对间隙: 0009308.0108.034=⨯=-v ψ计算承载量系数: 4155.2035.08326.1028.020009308.010000222=⨯⨯⨯⨯==vBF C p ηψ再由C p 和B/b=1，查表12—7得： 偏心率 χ≈0.75 计算最小油膜厚度:h min =r ψ(1-χ)=17.5×0.0009308(1-0.75)=0.00407225mm计算许用最小油膜厚度,取S=2[h min ]=S(R Z1+R Z2)=2(3.2+6.3)=0.019 mm 因为h min <[h min ]，故该轴承在题中给定的条件下不能达到液体润滑状态。
第十三章 滚动轴承三、分析与思考题13—26滚动轴承共分几大类型？写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承受何种载荷（径向或轴向）。
答：13—27 为什么30000型和70000型轴承常成对使用？成对使用时，什么叫正装及反装？什么叫“面对面”及“背靠背”安装？试比较正装及反装的特点。
答：30000型和70000型轴承只能承受单方向的轴向力，成对安装时才能承受双向轴向力。
同时这两类轴承的公称接触角α大于零，承受径向载荷时会产生内部轴向力，为避免轴在内部轴向力作用下产生轴向移动，30000型和70000型轴承通常应成对使用。
正装和反装是对轴的两个支承而言，两个支承上的轴承外套圈薄边相对（大口径）安装叫正装，外套圈厚边相对（小口径）安装叫反装。
“面对面”和“背靠背”安装是对轴的一个支承而言，一个支承上的两个轴承大口径相对为“面对面” 安装，小口径相对为“背靠背”安装。
正装：轴热伸长可能会使轴承卡死；反装：轴热伸长会使受载滚动体个数减少。
13—28滚动轴承的寿命与基本额定寿命有何区别？按公式L=(C/P)ε计算出的L 是什么含义？答：轴承的寿命是指出现点蚀前的寿命（转速），是一般概念的寿命。
在一批轴承中，各个轴承的寿命离散性很大。
而基本额定寿命是指对于点蚀失效具有90%可靠度的寿命。
是一个特定意义的寿命。
L=(C/P)ε中的L 为轴承的基本额定寿命，单位为106转。
13—29 滚动轴承基本额定动载荷C 的含义是什么？当滚动轴承上作用的当量动载荷不超过C 值时，轴承是否就不会发生点蚀破坏？为什么？ 答：C 的含义见教材。
当P ≤C 时，轴承是否发生点蚀要具体分析。
当说要求的工作寿命等于(C/P)ε时，出现点蚀的概率为10%；大于(C/P)ε时，概率大于10%；小于(C/P)ε时，概率小于10%。
总有点蚀出现的可能性，仅概率大小不同。
13—30 对同一型号的滚动轴承，在某一工作状况下的基本额定寿命为L 。
若其它条件不变，仅将轴承所受的当量动载荷增加一倍，轴承的基本额定寿命将为多少？ 答：对于球轴承，当P →2P ，L P C PC L 81)(81)2(33===' 对于滚子轴承，当P →2P ，L PCPC L 1.101)(1.101)2(310310==='13—31 滚动轴承常见的失效形式有哪些？公式L=(C/P)ε是针对哪种失效形式建立起来的？答：滚动轴承常见的失效形式有：疲劳点蚀、塑性变形、磨粒磨损、粘着磨损（胶合）等。