機械設計基礎(陳立德第三版)課后答案(1-18章全)

1、第3章 平面機構的結構分析3.1 機構具有確定運動的條件是什么?答：機構的主動件數(shù)等于自由度數(shù)時,機構就具有確定的相對運動。3.2 在計算機構的自由度時，要注意哪些事項？答：應注意機構中是否包含著復合鉸鏈、局部自由度、虛約束。3.3 機構運動簡圖有什么作用？如何繪制機構運動簡圖？答：（1）能拋開機構的具體結構和構件的真實外形，簡明地表達機構的傳動原理，并能對機構進行方案討論和運動、受力分析。（2）繪制機構運動簡圖的步驟如下所述：認真研究機構的結構及其動作原理，分清機架，確定主動件。循著運動傳遞的路線，搞清各構件間相對運動的性質，確定運動副的種類。測量出運動副間的相對位置。選擇視圖平面和比例尺，

2、用規(guī)定的線條和符號表示其構件和運動副，繪制成機構運動簡圖。3.4 計算如題3.4圖所示各機構的自由度，并說明欲使其具有確定運動，需要有幾個原動件？題3.4圖答：a）代入式（3.1）中可得此機構要具有確定的運動，需要有一個原動件。b) 處存在局部自由度，必須取消，即把滾子與桿剛化，則代入式（3.1）中可得 此機構要具有確定的運動，需要有一個原動件。c) 代入式（3.1）中可得此機構要具有確定的運動，需要有一個原動件。3.5 題3.5圖答：取，繪制運動簡圖如題3.5答案圖所示：題3.5答案圖圖a)： ，則； 圖b)：，則。3.6 試計算如題3.6圖所示機構的自由度，并判斷該機構的運動是否確定（圖中

3、繪有箭頭的構件為原動件）。題3.6圖解：a)：。運動確定。b) 運動確定c) 。運動確定d) 。運動確定。e) 。運動確定。f) 。運動確定。g) 。運動確定h) 。運動確定。3.7 題3.7圖答：圖示機構的自由度為零，故都不合理，修改方案如下：對于題3.7圖a的機構，在處改為一個滑塊，如題3.7圖a所示。對于題3.7圖b的機構，在構件4上增加一個轉動副，如題3.7答案圖b所示；或在構件4的處添加一滑塊，如題3.7答案圖c所示。題3.7答案圖第4章 平面連桿機構4.1答：同一構件上各點的速度和加速度構成的多邊形與構件原來的形狀相似，且字母順序一致。4.2 答：機械在運轉時，其相鄰的兩構件間發(fā)生

4、相對運動時，就必然產(chǎn)生摩擦力，它一方面會消耗一部分的輸入功，使機械發(fā)熱和降低其機械效率，另一方面又使機械磨損，影響了機械零件的強度和壽命，降低了機械工作的可靠性，因此必須要研究機械中的摩擦。機械中的摩擦是不一定有害的，有時會利用摩擦力進行工作，如帶傳動和摩擦輪傳動等。4.3答：（1）移動或具有移動趨勢的物體所受的總反力與法向反力之間的夾角稱為摩擦角。（2）總反力與相對運動方向或相對運動趨勢的方向成一鈍角，據(jù)此來確定總反力的方向。4.4 答：（1）以轉軸的軸心為圓心，以為半徑所作的圓稱為摩擦圓。（2）總反力與摩擦圓相切，其位置取決于兩構件的相對轉動方向，總反力產(chǎn)生的摩擦力矩與相對轉動的轉向相反。

5、4.5 答：機械自鎖的條件為。4.6 答：（1）當曲柄等速轉動時，搖桿來回搖動的速度不同，返回時速度較大。機構的這種性質，稱為機構的急回特性。通常用行程速度變化系數(shù)K來表示這種特性。（2）當時，則，機構具有急回特性。4.7 答：（1）最長桿與最短桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和；最短桿或相鄰桿應為機架。（2）曲柄不一定為最短桿，如雙曲柄機構中，機架為最短桿。4.8 答：（1）主動件通過連桿作用于從動件上的力恰好通過其回轉中心時的位置，稱為連桿機構的死點位置。（2）機車車輪在工作中應設法避免死點位置。如采用機車車輪聯(lián)動機構，當一個機構處于死點位置時，可借助另一個機構來越過死點；飛機起落架是

6、利用死點工作的，當起落架放下時，機構處于死點位置，使降落可靠。4.9 在題4.9圖示中，已知機構的尺寸和相對位置，構件1以等角速度逆時針轉動，求圖示位置C點和D點的速度及加速度，構件2的角速度和角加速度。題4.9圖解：取長度比例尺，繪制簡圖如題4.9答案圖a所示。題4.9答案圖解：（1）速度分析。求.由圖可知，方向垂直于AB，指向與的轉向一致。求.因B點與C點同為構件2上的點，故有：大小 ？ ？方向 水平 取速度比例尺（）,作速度矢量圖如題4.9答案圖b所示，則代表；代表，其大小為，。求。因，則方向為順時針轉。求。因為B、C、D為同一構件上的三點，所以可利用速度影像原理求得d 點，連接代表，如

7、題4.9答案圖b所示，其大小為，方向同。（2）加速度分析。求。由已知條件可知：，方向為BA；。求。根據(jù)相對運動原理，可選立下列方程式大小 ？ ？方向 水平 取加速度比例尺，作加速度矢量如題4.9答案圖c，則代表，代表。由圖可知，方向同（水平向左）；，方向同。求。因，則（方向為逆時針）求。大小 ？ ？ ？方向 ？ 作矢量圖，如題4.9答案圖c所示，可見代表。由圖可見，=，方向同。4.10 如題4.10圖所示的鉸鏈四桿機構中，已知，構件1以等角速度順時針轉動。現(xiàn)已作出該瞬時的速度多邊形（題4.10圖b）和加速度多邊形（題4.10圖 c）。試用圖解法求：（1）構件2上速度為零的點E的位置，并求出該點

8、的加速度；（2）為加速度多邊形中各矢量標注相應符號：（3）求構件2的角加速度。題4.10圖解：取，作結構簡圖，如題4.10答案圖a所示。（1）求構件2上速度為零的點E及E點的加速度。題4.10答案圖求。，方向如題4.10答案圖a所示，且。求。大小 ？ ？方向 水平 取，作速度矢量圖如題4.10答案圖b所示。因，故在速度圖中，e與極點p相重合，即三角符號為BCE的影像，其作圖過程為：過B點作，過C點作，其交點即為E點，如題4.10答案圖a所示。求、及。由圖可知，。又因 則 ，方向為逆時針。，方向為逆時針。大小 ？ ？方向 取，作加速度矢量圖，如題4.10答案圖所示，則代表。，方向。求。利用加速度

9、影像原理，即。作圖過程為：作，其交點即為，則代表。（2）各矢量標準符號如題4.10答案圖c所示。（3）求構件2的角加速度。由圖可知，又因則。4.11 如題4.11圖所示為一四桿機構，設已知，求當平行于且垂直于AB時的和。題4.11圖解：取，畫出機構的位置圖，如題4.11答案圖a所示。題4.11答案圖（1） 速度分析。求。 ，方向垂直于。求。因B點與A點同為構件2上的點，故有：大小 ？ 0.4 ？方向 取速度比例尺，作速度矢量如題4.11答案圖b所示，由圖可知：求。因為所以構件2在此瞬時作平動，即方向為順時針轉。（2）加速度分析。 求。由已知條件可知：，方向，。求。根據(jù)相對運動原理，可建立下列方

10、程式大小？ ？ 0.8 0 ？方向？ 取作加速度矢量圖如題4.11答案圖c所示，則代表。求。根據(jù)影像原理可得出：，作圖如題4.11答案圖c所示，可得出代表。，方向垂直向下。4.16 解：結構簡圖如題4.16答案圖所示。（1）若為曲柄拴桿機構，則AB為最短，且代入已知量求解得，則的最大值為150mm。（2）若為雙曲柄機構，則AD應為最短，且：(1)當AB為最長時，由于，可得出。當AB不是最長時，由于，可得出要滿足上述二種情況，的最小值應為450mm。（3）若為雙搖桿機構，則只能是不滿足桿長之和的條件，即為最短桿與最長桿長度之和大于其它兩桿長度之和。當為最短時，由于，可得出；當為最長時，由于，可得

11、出，又由于，可得出。當時，由于，可得出要滿足上述三種情況，的取值范圍為或。（1） 4.17答：（1）因為，且又以最短桿AB的鄰邊為機架，則此機構為曲柄搖桿機構。（2） 有。因為以AB為原動件時，此機構為曲柄搖桿機構。（3） 出現(xiàn)在曲柄與機架共線時的位置，如題4.17答案圖所示，取比例尺，由圖可得出或者。題4.17答案圖（1） 4.18 解：（1）求、。板位夾角作圖如題4.18答案所示，取，可測得：。又代入、值后，聯(lián)立求得：。（說明：設，。將原位置圖旋轉后作圖）題4.18答案圖結論：,（2）求和。由圖可知：當時，為最大值，即當時，為最小值，即（3）滑塊為原動件時，機構的死點位置為和。4.19解：

12、（1）取，按給定條件作出AB、DE的三組位置，并連接和。（2）用反轉法將、分別繞D點反轉，得出、點。（3）分別作、垂直平分線、交于點，連接，即為該鉸鏈四桿機構，如題4.19答案圖所示。題4.19答案圖（4）由題4.19答案圖測得：。桿、CD的長度、為4.20解：如題4.20答案圖所示，取，利用剛化反轉法，連接，令繞A點反轉角得點，作的垂直平分線，交位置1于點，連接即為該四桿機構。由題4.20答案圖測得題4.20答案圖第5章 凸輪機構5.1答：是在理論輪廓上度量的。5.2答：（1）等于零。（2）從傳力合理，提高傳動效率來看，壓力角越小越好。設計時規(guī)定：5.3答：勻速運動規(guī)律有剛性沖擊；等加速-等

13、減速和余弦加速度運動規(guī)律有柔性沖擊；正弦加速度運動規(guī)律沒有沖擊。在選擇從動件的運動規(guī)律時，應根據(jù)機器工作時的運動要求來確定。5.4答：先根據(jù)結構條件初定基圓半徑。若出現(xiàn)，則需增大基圓半徑，再重新進行設計。5.5答：（1）補全各段的曲線，如題5.5答案圖所示。（2）在O、b、c、e、處有剛性沖擊；在a、d處有柔性沖擊。題5.5答案圖5.6 解：取。（1）繪制曲線，如題5.6答案圖a所示，并將推程、回程各分為6等份。（2）以相同的比例繪制凸輪基圓及從動件的初始位置，如題5.6答案圖b所示。題5.6答案圖（3）在題.6答案圖b上，按逆時針方向畫出推程角，回程角，近休止角，并在相應段與位移線圖對應劃分

14、為6等份，得分點、。（4）過各分點作徑向線，并從基圓上的點、。開始向外量取相應的位移量得、，即得到反轉后滾子中心的位置。（5）將、連成光滑曲線，得凸輪理論輪廊。（6）以上各點為圓心，rT為半徑作一系列圓，此圓的包絡線為凸輪的實際輪廊，如題5.6答案圖b所示。答：如題5.7答案圖5.8 答：如題5.8答案圖（1） 5.9解：（1）因二者接觸點的法線OB與方向一致，故。（2）如題5.9答案圖所示，設在某瞬時，從動件占據(jù)位置。由圖可知。 當增大時，點上移至使得角減??；當e增大時，增大，增大； 當OA增大時，不變。從動件的上升距離是不變化的。題5.9答案圖第6章 間歇運動機構6.1答：牛頭刨床的橫向進

15、給量最小為若要求其橫向進給量為0.5mm，則棘輪每次轉過的角度應為6.2答：主動撥盤的轉速為：6.3答：運動系數(shù)所需圓柱銷數(shù)目6.4答：不能。第七章 螺紋連接與螺旋傳動71答：常用螺紋的種類有普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋，前兩種主要用于聯(lián)接，后三種主要用于傳動。7.2答：螺紋的主要參數(shù)有：（1）大徑d；（2）小徑d1；（3）中徑d2；（4）螺距P；（5）導程S；（6）升角；（7）牙型角、牙型斜角。7.3 答：螺距是螺紋相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離，導程則是同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。導程S、螺距P、螺紋線數(shù)n之間的關系：。7.4答：根據(jù)牙型

16、的不同，螺紋可分為普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋。各種螺紋特點：普通螺紋的當量摩擦系數(shù)較大，自鎖性能好，強度高，廣泛應用于各種緊固連接；管螺紋分圓柱管螺紋和圓錐管螺紋。圓柱管螺紋用于水、煤氣、潤滑管路系統(tǒng)等低壓場合。圓錐管螺紋適用于高溫、高壓及密封要求較高的管路連接中。常用的連接螺紋的牙型是三角形牙型。常用的傳動螺紋的牙型是矩形、梯形和鋸齒形牙型。7.5答：螺紋連接有四種基本類型。(1) 螺柱連接。其結構特點是被連接件的孔中不切制螺紋，裝拆方便，結構簡單，適用于經(jīng)常拆卸、受力較大的場合。(2) 雙頭螺栓連接。其結構特點是被連接件中薄件制光孔，厚件制螺紋孔，結構緊湊。適用于連接

17、一厚一薄零件，受力較大、經(jīng)常拆卸的場合。(3)螺釘連接。其結構特點是螺釘直接旋入被連接件的螺紋孔中，結構簡單。適用于連接一厚一薄件，受力較少、不經(jīng)常拆卸的場合。(4) 緊定螺釘連接。其結構特點是緊定螺釘旋入一零件的螺紋孔中，螺釘端部頂住另一零件，以固定兩零件的相對位置。適用于傳遞不大的力或轉矩的場合。7.6答：連接用的三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷或溫度變化不大、沖擊振動不大時不會自行脫落。但在沖擊、振動或變載的作用下，螺紋連接會產(chǎn)生自動松脫現(xiàn)象。因此，設計螺紋連接，必須考慮防松問題。常用的防柱方法有摩擦防松、機械防松、永入防松和化學防松四大類。7.7答：常見的螺栓失效形式有：（1）螺栓桿拉

18、斷；（2）螺紋的壓潰和剪斷；（3）經(jīng)常裝拆時會因磨損而發(fā)生滑扣現(xiàn)象。失效發(fā)生的部位通常在螺紋處。7.8答：被連接件受橫向載荷時，螺栓不一定全受到剪切力。只有受橫向外載荷的鉸制孔螺栓連接，螺栓才受剪切力。7.9答：松螺栓連接在承受工作載荷前，不需把螺母擰緊，即不受預緊力。而緊螺栓連接在承受工作載荷前，必須把螺母擰緊，螺栓承受預緊力。松螺栓連接的強度按拉伸強度條件進行強度計算。緊螺栓連接中，螺紋部分受軸向力作用產(chǎn)生拉伸正應力，因螺紋摩擦力矩的作用產(chǎn)生扭轉剪應力，螺栓螺紋部分產(chǎn)生拉伸與扭轉的組合變形，根據(jù)強度理論建立強度條件進行強度計算。7.10答：鉸制孔用螺栓連接在裝配時螺栓桿與孔壁間采用過渡配合

19、，沒有間隙，螺母不必擰得很緊。工作時螺栓連接承受橫向載荷，螺栓在連接結合面處受剪切作用，螺栓桿與被連接件孔壁相互擠壓。7.11答：當螺栓擰緊后，其螺紋部分不僅受因預緊力Fo的作用而產(chǎn)生的拉伸正應力，還受因螺紋摩擦力矩下T1的作用而產(chǎn)生的扭轉剪應力，使螺栓螺紋部分處于拉伸與扭轉的復合應力狀態(tài)。根據(jù)第四強度理論，可求出螺栓螺紋部分危險截面的當量應力，則強度條件為因拉伸正應力 則強度條件為可見，緊螺栓連接的強度計算可按純拉伸強度計算，考慮螺紋摩擦力矩T1的影響，需將螺栓拉力增加30%。7.12答：（1）的說法不對。對于受軸向工作載荷的緊螺栓連接，螺栓所受的軸向總拉力F應為其所受的工作載荷F與殘余預緊

20、力之和，即。（2）的說法錯誤。緊螺栓連接中，螺栓所受拉力會產(chǎn)生拉伸正應力，考慮螺紋摩擦力矩的作用而產(chǎn)生的扭轉剪應力，螺栓螺紋部分產(chǎn)生接伸與扭轉的組合變形，其強度條件根據(jù)強度理論建立的。（3）的說法錯誤。受拉螺栓連接中，承受橫向外載荷的緊螺栓連接采用的是普通螺栓連接，由于處于擰緊狀態(tài)，螺栓受預緊力的作用，被連接件靠其結合面間的摩擦力承受橫向外載荷。7.16解：（1）確定螺栓的許用應力。根據(jù)螺栓材料Q235，查表7.1得s=215MPa;查教材表7.8，取S=1.4,則 （2）確定螺栓直徑d。由式（7.4）得 查手冊，得螺栓大徑為d=24mm，其標記為螺栓GB/T5780 M24長度。7.17解：

21、（1）計算兩螺栓所受的力。此連接為承受橫向外載荷的緊螺栓連接。計算A、B螺栓承受的橫向載荷FR。分析右扳手受力，畫受力圖如題7.17答案圖。根據(jù)平衡條件可求出：，則螺栓承受的橫向載荷 FRA=FA,FRB=FB。計算螺栓承受橫向載向載荷所需的預緊力。取Kf=1.2，則 （2）確定螺栓直徑。根據(jù)螺栓材料Q235查表7.7 得，根據(jù)表7.8，控制預緊力取S=1.4，則許用應力 根據(jù)緊螺栓連接的強度條件 得d1為螺栓小徑，查閱螺紋標準，取螺栓直徑d=16mm。7.18解：（1）求滿足螺栓螺紋部分強度條件的預緊力F。由式（7.5）得 可得 （2）計算承受橫向外載荷不產(chǎn)生滑移的預緊力。由式（7.14）得

22、（3）計算允許傳遞的最大靜載荷FR。根據(jù)螺栓的強度條件和承受橫向外載荷不產(chǎn)生滑移條件可得根據(jù)螺栓M10，查手冊得d1=8.376mm。則該連接只許傳遞的最大靜載荷FR為4518.86N。7.19解：（）確定螺栓數(shù)目z。由螺栓間距得，取z=12。（）確定每個螺栓所受的軸向工作載荷。（）計算單個螺栓所受的總拉力。（4）確定螺栓的對稱直徑d。 螺栓材料選用35號鋼，由表7.7查得s=315MPa，若裝配時不控制預緊力，假定螺栓直徑d=16mm，由表7.9查得S=3，則許用應力 由式（7.10）確定螺栓小徑d1。根據(jù)d1計算值，查螺紋標準得螺栓公稱直稱d=16mm,與假定值相等。此氣缸蓋螺栓為螺栓M1

23、6L GB5782-86。7.20 解：如題7.20圖所示，s螺栓數(shù)z=4，對稱布置。（1） 螺栓受力分析。 在工作載荷F作用下，螺栓組連接承受以下各力和傾覆力矩的作用：軸向力橫向力傾翻力矩 在軸向力F1作用下，各螺栓所受工作拉力在傾覆力矩M的作用下，上兩個螺栓受到加載作用下兩個螺栓受到減載作用。螺栓所受載荷上面螺栓所受的軸向工作載荷為在橫向力的作用下，底板接合面不產(chǎn)生滑移的條件為根據(jù)連接條件取。則各螺栓所需要的預緊力為螺栓所受軸向總拉力根據(jù)式（7.11）可得整理后可得（2） 定螺栓直徑。選擇螺栓材料為Q235，由表7.7取s=205MPa ，s=1.3。螺栓材料的許用應力由式(7.10)計算

24、螺栓的小徑d1查閱螺紋標準，選用粗牙普通螺紋，公稱直徑d=88mm。（3）校核螺栓組連接接合面的工作能力。 連接接合面下端的擠壓應力不超過許用值。 故連接接合面下端不能被壓潰。 連接接合面上端不出現(xiàn)間隙，即故連接接合面上端不能出現(xiàn)間隙。第8章 帶傳動8.12答；由學生觀察35種機器上的普通V帶傳動，測量出、確定帶型、計算出，取標準。8.13解:（1）帶速v 。（2）包角 。（3）有效拉力F.由式（8.3）得 8.14解（1）確定帶的基準長度。查表8.4，取基準長度Ld=1400mm(2)實際中心距。（3）小帶輪包角。（4）傳遞的最大功率。根據(jù),查表8.9，用內(nèi)插法得。查表8.18得，傳動比，查

25、表8.19得。由式(8.11)得查表8.4得KL=0.96,由圖8.11得，查表8.21,得KA=1.1。由式（8.18）得得所以此傳動所能傳遞的最大功率為2.42kW。815解：（1）確定計算功率Pc。（2） 選擇普通V帶型號。根據(jù)Pc=4.4kW、n1=1440r/min，由圖8.12選用A型普通V帶。（3） 確定帶輪基準直徑dd1、dd2。 根據(jù)表8.6和圖8.12選取dd1=100mm。大帶輪基準直徑按表8.3選取標準值dd2=250mm。實際傳動比從動輪實際轉速(4)驗算帶速。帶速在525m/s范圍內(nèi)。（4） 確定帶的基準長度和實際中心距為a。初定中心距ao=1000mm由表8.4選

26、取基準長度實際中心距（6）校驗小帶輪包角（7） 確定V帶根數(shù)。由式（8.18）得根據(jù)dd1=100mm,n1=1440r/min，查表得8.9得Po=1.31kW。查表（8.18）得。根據(jù)傳動比i=2.5。查表8.19得Ki=1.1373。由式（8.11）得功率增量為由表8.4查得,由圖8.11得,則取z=3根。（8） 求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。由表8.6查得A型普通V帶的每米長質量q=0.1kg/m。根據(jù)式（8.19）得單根V帶的初拉力為由式（8.20）得作用在軸上的壓力為（9） 帶輪的結構設計（略）（10） 設計結果。選用3根A型V帶，中心距a=944.87mm，帶輪直徑dd1=100

27、mm,dd2=250mm，軸上壓力FQ=936.64N。8.16解：（1）確定計算功率Pc。由表8.21取KA=1.4，由式（8.12）得(2)選擇普通V帶型號。根據(jù)Pc=42kW ,n1=1470r/min,由圖8.12選用C型普通V帶。(3)確定帶輪基準直徑dd1、dd2。根據(jù)表8.6和圖8.12選取dd1=250mm，大輪基準直徑為按表8.3取標準值dd2=280mm,實際傳動比從動輪實際轉速（4）驗算帶速。帶速在525m/s范圍內(nèi)。（5）確定帶的基準長度和實際中心距a。初定中心距ao=1300mm，由式（8.15）得由表8.4選取基準長度=3550mm，由式(8.16)得實際中心距a為

28、（6）校驗小帶輪包用。由式（8.17）得（7）確定V帶根數(shù)z。根據(jù)，查表8.10得P0=6.875kW。由表8.18查得，根據(jù)i=1.12查表8.19得由式（8.11）得功率增量為 由表8.4查得,由圖8.11查得。由式（8.18）得 取z=6根。（8）求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。由表查得C型普通V帶q=0.3kg/m，根據(jù)式（8.19）得單根V帶的初拉力為 由式（8. 20）得作用在軸上的壓力為（9）設計結果。6根C型V帶，dd1=250mm,dd2=280mm,a=1359mm,FQ=4718.58N。8.17 試設計某車床上電動機和床頭箱間的普通V帶傳動。已知電動機的功率，轉速，從動軸

29、的轉速，兩班制工作，根據(jù)機床結構，要求兩帶輪的中心距在950mm左右。解：（1）確定計算功率Pc。由表8.12查得,由式（8.12）得（2）選擇普通V帶型號。根據(jù)Pc=4.8kW，=1440r/min，由圖8.12選用A型普通V帶。（3）確定帶輪基準直徑dd1、dd2。根據(jù)表8.6和圖8.12選取dd1=100mm。按表8.3取標準值dd2=212mm,實際傳動比從動輪實際轉速（4）驗算帶速度v。 帶速在525m/s范圍內(nèi)。（5）確定的帶的基準長度和實際中心距a。由式（8.15）由表8.4選取基準長度=2240mm，由式（8.16）得實際中心距a為(6)校驗小帶輪包角。由式（8.17）得（7）

30、確定V帶根數(shù)z。根據(jù)dd1=100mm， n1=1440r/min，查表8.10得Po=1.31kW。由表8.18查得，根據(jù)i=2.12，查表8.19得=1.1373。由式(8.11)得功率增量為由表8.4查得=1.06，由圖8.11查得。由式（8.18）得 取z=4根。（8）求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。由表8.6查得型普通帶q=0.1kg/m，根據(jù)式（8.19）得由式(8.20)可得作用在帶輪軸上的壓力（）設計結果。選用4根型普通帶，dd1=100mm，dd2=212mm，a=873.43mm，1031.26N第9章鏈傳動9.1 鏈傳動和帶傳動相比有哪些優(yōu)缺點？答：鏈傳動與帶傳動相比的優(yōu)點

31、是鏈傳動能保證定傳動比傳動，張緊力小，對軸的壓力小，可在高溫、油污、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。 其缺點是工作平穩(wěn)性差，工作時有噪聲。9.2影響鏈傳動速度不均勻性的主要參數(shù)是什么？為什么？答：影響鏈傳動速度不均勻性的主要參數(shù)是鏈輪齒數(shù)z1和鏈節(jié)距p。因為鏈傳動的運動情況和繞在多邊形輪子上的帶傳動很相似，邊長相當于鏈節(jié)距p，邊數(shù)相當于鏈輪齒數(shù)z，由于鏈速（即鏈銷軸圓周速度的水平分速度,其速度隨角而變化）由小變大，又由大變小，而且每轉過一鏈節(jié)要重復上述的變化一次，故鏈速作周期性的變化，而使鏈傳動帶來了速度的不均勻性，鏈節(jié)距愈大和鏈輪齒數(shù)愈少，鏈速不均勻性也愈增加，使鏈節(jié)作忽上忽下、忽快忽慢的變化，故使其

32、瞬時傳動比發(fā)生變化。9.3鏈節(jié)距p的大小對鏈傳動的動載荷有何影響？答：鏈節(jié)距越大，鏈條各零件的尺寸越大，由于鏈傳動中鏈速有變化，若鏈節(jié)距越大，產(chǎn)生的動載荷也越大。9.4 鏈傳動的主要失效形式有哪幾種？答：鏈傳動的主要失效形式有：（1）鏈板疲勞破壞；（2）滾子和套筒的沖擊疲勞破壞；（3）鉸條鉸鏈磨損；（4）鏈條鉸鏈的膠合；（5）鏈條靜力拉斷。9.5 鏈傳動的設計準則是什么？答：鏈傳動傳動的設計準則：對于中高速鏈傳動主要失效形式為疲勞破壞，設計計算時以功率曲線為依據(jù)，應使計算功率小于額定功率值；對于低速鏈傳動，其主要失效形式為靜力拉斷，應進行靜強度計算，校核靜強度安全系數(shù)S。9.6 設計鏈傳動時，

33、為減少速度不均勻性應從哪幾方面考慮？如何合理選擇參數(shù)？答：設計鏈傳動時，為減少速度不均勻性應合理選擇參數(shù)：小鏈輪齒數(shù)不宜過少，一般，以減小速度波動的幅度。另外，鏈節(jié)距盡量選小，以減小鏈輪的直徑，減少鏈接。9.7 鏈傳動的功率曲線是在什么條件下得到的？在實際使用中要進行哪些項目的修正？答：鏈傳動的功率曲線的試驗條件是：、單排鏈、載荷平穩(wěn)、采用推薦的潤滑方式 ，壽命為15 000h、兩輪端面共面。在實際使用中要對、排數(shù)進行修正。9.8 鏈傳動的合理布置有哪些要求？ 答：鏈傳動的布置應注意使兩軸線應平行布置，兩鏈輪的回轉平面應在同一平面內(nèi)。應使主動邊在上，從動邊在下，即緊邊在上，松邊在下。若松邊在上

34、會使鏈與輪齒相干涉。兩輪中心的連線盡量在同一水平面上。如傾斜布置，其與水平面的夾角應小于；若垂直布置時，需加張緊輪，以免下鏈輪嚙合不良。 9.9 鏈傳動為何在適當張緊？常用的張緊方法有哪些？ 答：鏈傳動需要適當?shù)膹埦o，因為鏈傳動鏈條的重量比較大，由于自重會產(chǎn)生下垂，若垂度過大會引起嚙合不良。常用的張緊方法有調整中心距，或采用張緊輪的方法。張緊輪應設在松邊。9.10 如何確定鏈傳動的潤滑方式？常用的潤滑裝置和潤滑油有哪些？答：鏈傳動的潤滑方法有4種，應根據(jù)鏈速和鏈節(jié)距的大小據(jù)圖9.11選擇。具體的潤滑裝置如圖9.12所示，潤滑油應加于松邊。常用的潤滑裝置有油杯，油池用于浸油潤滑；用甩油輪使油飛濺

35、起來潤滑；用油泵、油管、油嘴進行噴油潤滑。常用的潤滑油有L-AN32、L-AN46、L-AN68。9.11 試設計一鏈式輸送機中的鏈傳動。已知傳遞功率，主動輪的轉速，傳動比為,電動機驅動，三班制，有中等沖擊，按推薦方式潤滑。解：(1)選擇鏈輪齒數(shù)、。按表9.9選；估計鏈速(2) 確定鏈節(jié)數(shù)。初定中心距。取。（3）根據(jù)額定功率曲線確定鏈型號。由表9.4取;由表9.5取;由表9.6取;由表9.7取;由表9.8取。查額定功率曲線圖9.9，選取鏈條號為24A，節(jié)距p=38.1mm(4)驗算鏈速（5）計算實際中心距。設計成可調整的中心距。（6）確定潤滑方式。由圖9.11查得應選用油浴潤滑。(7)計算對鏈

36、輪軸的壓力。(8) 鏈接設計（略）。(9) 設計張緊、潤滑等裝置(略)。912 已知型號為16A的滾子鏈，主動輪齒數(shù)，轉速，傳動比，中心距，油浴潤滑，中等沖擊，電動機為原動機，試求該鏈傳動所能傳遞的功率。解：由已知、，查表9.8，得，鏈節(jié)距。由已知中等沖擊、電動機,查表9.2,得。由，查表9.5，得。由單排，查表9.8，得。由,查表9.6，得。由，查9.7，得。根據(jù)式（9.5），可得出該鏈傳動所能傳遞的功率為。9.13 在鏈傳動、齒輪傳動和帶傳動組成的多級傳動中，鏈傳動宜布置在哪一級？為什么？ 答：鏈傳動在多級傳動中宜布置在低速級，即帶傳動齒輪傳動鏈傳動。因為鏈傳動中速度不均勻，若鏈速過高會使

37、動載荷變大，布置在低速級可減小鏈速的不均勻性帶來的影響。9.14 鏈輪的極限轉速為什么比帶傳動小？答：鏈輪的極限轉速一般為15m/s，而帶傳動的極限速度一般最高為25m/s，這是由于鏈傳動具有多邊形效應，即鏈速的不均勻性。鏈速過高產(chǎn)生的沖擊振動大，而帶傳動平穩(wěn)，具有緩沖性。9.15 鏈傳動與帶傳動的張緊目的有何區(qū)別？答： 帶傳動張緊是為了保持帶傳動中具有足夠的預拉力，以產(chǎn)生足夠的摩擦力。鏈傳動張緊是為了改善輪齒和鏈的嚙合情況，以利于傳動。第十章 齒輪傳動10.1漸開線性質有哪些？答：（1）發(fā)生線在基圓上滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長，即。（2）因為發(fā)生線在基圓上作純滾動，所以它與基圓的切點N

38、就是漸開線上K點的瞬時速度中心，發(fā)生線NK就是漸開線在K點的法線，同時它也是基圓在N點的切線。（3）切點N是漸開線上K點的曲率中心，NK是漸開線上K點的曲率半徑。離基圓越近，曲率半徑越少。（4）漸開線的形狀取決于基圓的大小?；鶊A越大，漸開線越平直。當基圓半徑無窮大時，漸開線為直線。（5）基圓內(nèi)無漸開線。10.2何謂齒輪中的分度圓？何謂節(jié)圓？二者的直徑是否一定相等或一定不相等？答：分度圓為人為定的一個圓。該圓上的模數(shù)為標準值，并且該圓上的壓力角也為標準值。節(jié)圓為嚙合傳動時，以兩輪心為圓心，圓心至節(jié)點p的距離為半徑所作的圓。標準齒輪采用標準安裝時，節(jié)圓與分度圓是相重合的；而采用非標準安裝，則節(jié)圓與

39、分度圓是不重合的。對于變位齒輪傳動，雖然齒輪的分度圓是不變的，但與節(jié)圓是否重合，應根據(jù)具體的傳動情況所決定。10.3 答：是齒輪上的分度圓與齒條插刀上的節(jié)線相切。10.4為了使安裝中心距大于標準中心距，可用以下三種方法：（1）應用漸開線齒輪中心距的可分性。（2）用變位修正的直齒輪傳動。（3）用標準斜齒輪傳動。試比較這三種方法的優(yōu)劣。答：（1）此方法簡易可行，但平穩(wěn)性降低，為有側隙嚙合，所以沖擊、振動、噪聲會加劇。（2）采用變位齒輪傳動，因，所以應采用正傳動。可使傳動機構更加緊湊，提高抗彎強度和齒面接觸強度，提高耐磨性，但互換性變差，齒頂變尖，重合度下降也較多。（3）采用標準斜齒輪傳動，結構緊湊

40、，且進入嚙合和脫離嚙合是一個逐漸的過程，傳動平穩(wěn)，沖擊、噪聲小，而斜齒輪傳動的重合度比直齒輪大，所以傳動平穩(wěn)性好。 10.5解：（1）因，可得出，則因為曲率半徑即為發(fā)生線NK的長度，則。（2）10.6解： ，可得出 10.7答：當齒根圓和基圓重合時，即（負號用于內(nèi)齒輪，正號用為外齒輪）可得出z=42。當時，齒根圓比基圓大。 10.8解： 10.9題解：（1）標準安裝時，分度圓與節(jié)圓重合。 （2）當中心距a增大1mm，即 因，則 因，則 10.10 解：因，可得出聯(lián)定上二式并求解，可得出；又因，可得出m=1.5mm10.11解：，可得出 又因 可得出根據(jù)因 即 得出，又因，代入公式中，可得根據(jù)，

41、可得出單齒及雙齒嚙合區(qū)如題10.11答案圖所示。10.12解：剛好連續(xù)傳動，則，且，即得出 兩分度圓之間距離為、為 10.13答：因為所以，即采用零傳動。又因為大齒輪齒厚每側磨損0.9mm，根據(jù)齒厚公式，可知 得出：， ， ，因，所以，。，又因根據(jù)，可求出查表得，所以結論：此種設計合適。10.14 解： （式中a為155mm）聯(lián)立上式，可得出 a與不同，又因，則應選用正傳動。由 可推出。查表得 所示選取。小齒輪： 大齒輪： 10.15 解： ，可得出因，又因，所以該采用零傳動。 取，則小齒輪： 大齒輪： 10.16答：齒輪的失效形式有五種：（1）輪齒折斷。減緩措施：增大齒根的圓角半徑，提高齒面

42、加工精度，增大軸及支承的剛度。（2）齒面點蝕。改進措施：提高齒面硬度，降低表面粗糙度，增大潤滑油粘度。（3）齒面磨損。改進措施：采用閉式傳動，降低齒面粗糙度，保持良好的潤滑。（4）齒面膠合。改善措施：提高齒面硬度，降抵齒面粗糙度，選用抗膠合性能較好的齒輪副材料，采用抗膠合潤滑油；減少模數(shù)、降低齒高。（5）塑性變形。改善措施：提高齒面硬度，采用粘度高的潤滑油。10.17 答：齒輪強度設計準則的確定是根椐齒輪傳動的工作方式，齒輪的材料、硬度、失效形式來定的。對閉式傳動中的軟齒面齒輪（）主要失效形式為點蝕，應按接觸強度確定主要參數(shù)，按彎曲強度校核齒根彎曲強度。若為硬齒面（）主要失效形式為斷齒，應按彎

43、曲強度確定主要參數(shù)，然后按接觸強度校核齒面接觸強度。對于開式傳動，因為主要失效形式是磨損和斷齒，按彎曲強度進行設計。不必按接觸強度校核，固開式傳動不會發(fā)生點蝕。10.18答：對齒輪材料的基本要求有：齒面應有較高的硬度和耐磨性；齒芯應有足夠的強度和韌性；齒根有良好的彎曲強度和抗沖擊能力；應有良好的加工工藝及熱處理性能。常用齒輪材料有鍛鋼，分軟齒面和硬齒面。載荷不大、精度要求不高時用軟齒面，可用中碳鋼、中碳合金鋼進行調質或正火處理，并使HBS，使兩齒輪等強度。若高速、重載時可用硬齒面，用中碳鋼或中碳合金鋼表面淬火，或用低碳鋼或低碳合金鋼滲碳淬火，可使齒面硬，而齒芯韌。尺寸較大的材料常用鑄鋼式鑄鐵，

44、并進行正火處理以細化晶粒。10.19答：齒面接觸疲勞強度與（或）有關，即與有關。若接觸強度不夠時，可適當增加b或，但b不宜過大，b過大會造成載荷集中。在滿足彎曲強度的情況下也不宜過大，可適當增大齒數(shù)、，以增大、。從材料上考慮可增加齒面硬度。10.20 答；齒根彎曲疲勞強度與模數(shù)有關，若彎曲強度不夠時，可采取增大模數(shù)題高彎曲強度。從材料考慮，降低材料的許用彎曲應力。10.21答：齒形系數(shù)與系數(shù)z有關。z小大。10.22 設答：設計直齒圓柱齒輪傳動時，許用接觸應力由公式計算。為接觸疲勞極限，為壽命系數(shù)，分別查圖得出。為安全系數(shù)。設計中應將兩齒輪中較小的值代入公式計算。10.23 答：因為軟齒面齒輪

45、嚙合傳動時，小齒輪受應力循環(huán)次數(shù)多，z值小，為了使兩齒輪等強度，應使小齒輪比大齒輪硬（3050）HBS。硬齒面齒輪不需要有硬度差。10.24答：為了保證齒輪傳動的接觸寬度，以防由于制造、安裝的誤差造成接觸寬度不夠，因寬度和強度有關。由于小齒輪直徑小，增加齒寬（510）mm較為適宜，保證接觸寬度。10.25答：若按彎曲強度設計齒輪時，若齒輪經(jīng)常正、反轉，則齒根所受彎曲應力為對稱循環(huán)，應使許用彎曲應力減小20%30%。10.26答：對開式傳動的齒輪，按彎曲強度設計出模數(shù)時，由于經(jīng)常正、反轉，應將彎曲疲勞極限減小20%30%。對計算出的模數(shù)再增大10%15%。10.27答：斜齒輪的強度計算中其受力分

46、析是按輪齒法面進行的，計算的模數(shù)是法面模數(shù)。齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)是按斜齒輪的當量齒數(shù)查得的。再有，強度校核公式中的系數(shù)小于直齒輪公式中的系數(shù)，計算出的、小于直齒輪，說明斜齒輪的強度比直齒輪高。10.28 答：斜齒輪的當量系數(shù)，與值的大小有關。在強度計算中確定齒形系數(shù)與應力校正系數(shù)時按當量齒數(shù)查。10.29答：圓錐齒輪的背錐的形成，過圓錐齒輪的大端的分度圓錐作一切線與圓錐齒輪的軸線相交，以軸線為軸，以切線為母線繞軸線轉一圈，形成的圓錐為背錐。背錐與球面相切于圓錐齒輪大端的分度圓錐上，并與分度圓錐直角相接。10.30答：（1）斜齒輪軸向分力的確定，是與旋向轉向相關的，可用主動輪左右旋定則確定。即

47、由主動齒輪視旋向，左旋用左手，右旋用右手，四指指向表示主動輪的轉向，大拇指指向為軸向力方向，從動輪軸向力方向與主動輪的相反。（2）圓錐齒輪不論主動、從動軸向力均指向大端。10.31答：在材質相同、齒寬相同的情況下，齒面接觸強度的大小取決于分度圓直徑的大小，即大表明接觸強度高；或用中心距表示，大，則接觸強度大，即和 m、z的乘積有關（應在同一載荷下）。10.32 齒輪答：齒輪傳動的潤滑方式有人工定期潤滑、浸油潤滑和噴油潤滑。對于開式齒輪傳動，由于速度較低，一般采用人工定期潤滑。對于閉式齒輪傳動，一般根椐圓周速度選擇潤滑方式。當齒輪的圓周速度時，通常將大齒輪浸入油池中進行潤滑。當齒輪的圓周速度時，

48、不宜采用浸油潤滑，可采用噴油潤滑，用油泵將具有一定壓力的油經(jīng)噴油嘴噴到嚙合的齒面上。10.33答：設計小齒輪的結構時，當小齒輪的齒根圓至鍵槽底部的尺寸小于（22.5）時，應制成齒輪軸，以增加齒輪和軸的強度。對于小圓錐齒輪，當齒根圓至鍵槽底部的尺寸小于（1.62）時，應制成錐齒輪軸。10.34答：由題意知齒輪傳動的材料、參數(shù)、齒寬等，此題屬校核性問題，因是軟齒面，故應以接觸強度為主進行校核強度。（1）接觸強度校核。小齒輪材料為45鋼調質，齒面硬度為230HBS，大齒輪為ZG310570，齒面硬度取為180HBS。由圖10.24查得： 應力循環(huán)次數(shù) 查圖10.27得 , 查表10.10取 計算轉矩

49、；取載荷系數(shù)K=1.2，齒寬b=70mm。小齒輪分度圓直徑 ,滿足接觸強度的要求。（2）彎曲強度校核。由圖10.25查得：查圖10.26得查表10.10，得。查表10.13，得齒形系數(shù)。查表10.14得應力修正系數(shù)。 所以，彎曲強度足夠。10.35 已知某機器的一對直齒圓柱齒輪傳動，其中心距，傳動比。小齒輪材料為45鋼調質，大齒輪為45鋼正火。載荷有中等沖擊，電動機驅動，單向轉動，使用壽命為8年，單班制工作。試確定這對齒輪所能傳遞的最大功率。答：此齒輪傳動為軟齒面，其承載能力由齒面接觸強度決定，故按接觸強度設計。（1）確定許用接觸應力。小齒輪45鋼調質：；大齒輪45鋼正火：。 （2）承載能力計

50、算。根據(jù)可推導出 取將值代入可得下式：這對齒輪能傳遞的最大功率為。10.36 已知一對斜齒圓柱齒輪傳動，。試計算這對斜齒輪的主要幾何尺寸。解：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）10.37 設計一單級直齒圓柱齒輪減速器，已知傳遞的功率為，小齒輪轉速傳動比，載荷平穩(wěn)，使用壽命5年，兩班制（每年250天）。答：（1）選擇材料及精度等級。小齒輪選用45號鋼，調質大齒輪選用45號鋼，正火。因用于普通傳動，選8級精度，要求齒面粗糙度。（2）按齒面接觸疲勞強度設計。確定有關參數(shù)與系數(shù)如下：齒數(shù)z及齒寬系數(shù)。取小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。實際傳動比合適，齒數(shù)比由表10.20選取。轉矩。

51、載荷系數(shù)。查表10.11取載荷系數(shù)=1.2許用接觸應力。查得計算應力循環(huán)次數(shù) 查圖10.27得。由表10.10查得。 計算模數(shù)取標準模數(shù)（3）校核齒根彎曲疲勞強度。確定有關參數(shù)和系數(shù)：分度圓直徑。齒寬。取。齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)。查得。許用彎曲應力。查得。計算兩輪的許用彎曲應力 計算兩輪的彎曲應力 故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠。（4）計算傳動中心距。（5）計算齒輪的圓周速度。選8級精度適合。（6）計算齒輪的幾何尺寸并繪制齒輪零件圖（略）。10.38 已知一對斜齒圓柱齒輪傳動，。試計算其中心距應為多少？如果除角外各參數(shù)均不變，現(xiàn)需將中心距圓整為以0或5結尾的整數(shù)，則應如何改變角的大??？其中心距為多少？為多少？解：若將圓整為115mm，