機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案第四版陳立德羅衛(wèi)平

1、目錄第1章機(jī)械設(shè)計(jì)概述1第2章摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述3第3章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析12第4章平面連桿機(jī)構(gòu)16第5章凸輪機(jī)構(gòu)36第6章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)46第7章螺紋連接與螺旋傳動(dòng)48第8章帶傳動(dòng)60第9章鏈傳動(dòng)73第10章 齒輪傳動(dòng)80第11章 蝸桿傳動(dòng)112第12章 齒輪系124第13章 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)131第14章 軸和軸轂連接133第15章 軸承138第16章 其他常用零、部件152第17章 機(jī)械的平衡與調(diào)速156第18章 機(jī)械設(shè)計(jì)CAD簡(jiǎn)介163第1章 機(jī)械設(shè)計(jì)概述1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程通常分為哪幾個(gè)階段？各階段的主要內(nèi)容是什么？ 答：機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程通?？煞譃橐韵聨讉€(gè)階段：1.產(chǎn)品規(guī)劃主要工作是提出設(shè)計(jì)

2、任務(wù)和明確設(shè)計(jì)要求。2.方案設(shè)計(jì)在滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書中設(shè)計(jì)具體要求的前提下，由設(shè)計(jì)人員構(gòu)思出多種可行方案并進(jìn)行分析比較，從中優(yōu)選出一種功能滿足要求、工作性能可靠、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可行、成本低廉的方案。3.技術(shù)設(shè)計(jì) 完成總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)等。4.制造及試驗(yàn) 制造出樣機(jī)、試用、修改、鑒定。1.2 常見(jiàn)的失效形式有哪幾種？答：斷裂，過(guò)量變形，表面失效，破壞正常工作條件引起的失效等幾種。1.3 什么叫工作能力？計(jì)算準(zhǔn)則是如何得出的？答：工作能力為指零件在一定的工作條件下抵抗可能出現(xiàn)的失效的能力。對(duì)于載荷而言稱為承載能力。根據(jù)不同的失效原因建立起來(lái)的工作能力判定條件。1.4 標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義

3、是什么？答：標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義可使零件、部件的種類減少，簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理過(guò)程，降低成本，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期。第2章摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述2.1 按摩擦副表面間的潤(rùn)滑狀態(tài)，摩擦可分為哪幾類？各有何特點(diǎn)？答：摩擦副可分為四類：干摩擦、液體摩擦、邊界摩擦和混合摩擦。干摩擦的特點(diǎn)是兩物體間無(wú)任何潤(rùn)滑劑和保護(hù)膜，摩擦系數(shù)及摩擦阻力最大，磨損最嚴(yán)重，在接觸區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了粘著和梨刨現(xiàn)象。液體摩擦的特點(diǎn)是兩摩擦表面不直接接觸，被液體油膜完全隔開(kāi)，摩擦系數(shù)極小，摩擦是在液體的分子間進(jìn)行的，稱為液體潤(rùn)滑。邊界摩擦的特點(diǎn)是兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開(kāi)，但由于邊界膜較薄，不能完全避免金屬的直接接觸，摩擦系數(shù)較大，

4、仍有局部磨損產(chǎn)生?；旌夏Σ恋奶攸c(diǎn)是同時(shí)存在邊界潤(rùn)滑和液體潤(rùn)滑，摩擦系數(shù)比邊界潤(rùn)滑小，但會(huì)有磨損發(fā)生。2.2 磨損過(guò)程分幾個(gè)階段？各階段的特點(diǎn)是什么？答：磨損過(guò)程分三個(gè)階段，即跑合摩合磨損階段、穩(wěn)定磨損階段、劇烈磨損階段。各階段的特點(diǎn)是:跑合磨損階段磨損速度由快變慢；穩(wěn)定磨損階段磨損緩慢，磨損率穩(wěn)定；劇烈磨損階段，磨損速度及磨損率都急劇增大。2.3按磨損機(jī)理的不同，磨損有哪幾種類型？答：磨損的分類有磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損點(diǎn)蝕、腐蝕磨損。2.4哪種磨損對(duì)傳動(dòng)件來(lái)說(shuō)是有益的？為什么？答：跑合磨損是有益的磨損，因?yàn)榻?jīng)跑合磨損后，磨損速度減慢，可改善工作表面的性質(zhì)，提高摩擦副的使用壽命。2.5 如

5、何選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑？答：選潤(rùn)滑劑時(shí)應(yīng)根據(jù)工作載荷、運(yùn)動(dòng)速度、工作溫度及其它工作條件選擇。當(dāng)載荷大時(shí)，選粘度大的潤(rùn)滑油，如有較大的沖擊時(shí)選潤(rùn)滑脂或固體潤(rùn)滑劑。高速時(shí)選粘度小的潤(rùn)滑油，高速高溫時(shí)可選氣體潤(rùn)滑劑；低速時(shí)選粘度小的潤(rùn)滑油，低速重載時(shí)可選潤(rùn)滑脂；多塵條件選潤(rùn)滑脂，多水時(shí)選耐水潤(rùn)滑脂。2.6 潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑方法有哪些？答：油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方法有分散潤(rùn)滑法和集中潤(rùn)滑法。集中潤(rùn)滑法是連續(xù)潤(rùn)滑，可實(shí)現(xiàn)壓力潤(rùn)滑。分散潤(rùn)滑法可以是間斷的或連續(xù)的。間斷潤(rùn)滑有人工定時(shí)潤(rùn)滑、手動(dòng)油杯潤(rùn)滑、油芯油杯潤(rùn)滑、針閥油杯潤(rùn)滑、帶油潤(rùn)滑、油浴及飛濺潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑、油零潤(rùn)滑等幾種。2.7接觸式密封中常用的密封件有哪些？答：接

6、觸式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以及氈圈。2.8非接觸式密封是如何實(shí)現(xiàn)密封的？答:非接觸式密封有曲路密封和隙縫密封，它是靠隙縫中的潤(rùn)滑脂實(shí)現(xiàn)密封的。第3章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析3.1 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么?答：機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件數(shù)等于自由度數(shù)時(shí),機(jī)構(gòu)就具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3.2 在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，要注意哪些事項(xiàng)？答：應(yīng)注意機(jī)構(gòu)中是否包含著復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束。3.3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有什么作用？如何繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖？答：（1）能拋開(kāi)機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的真實(shí)外形，簡(jiǎn)明地表達(dá)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理，并能對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行方案討論和運(yùn)動(dòng)、受力分析。（2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)

7、圖的步驟如下所述：認(rèn)真研究機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作原理，分清機(jī)架，確定主動(dòng)件。循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線，搞清各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定運(yùn)動(dòng)副的種類。測(cè)量出運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置。選擇視圖平面和比例尺，用規(guī)定的線條和符號(hào)表示其構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，繪制成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。3.4 計(jì)算如題3.4圖所示各機(jī)構(gòu)的自由度，并說(shuō)明欲使其具有確定運(yùn)動(dòng)，需要有幾個(gè)原動(dòng)件？題3.4圖答：a）代入式（3.1）中可得此機(jī)構(gòu)要具有確定的運(yùn)動(dòng)，需要有一個(gè)原動(dòng)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(jī)構(gòu)要具有確定的運(yùn)動(dòng)，需要有一個(gè)原動(dòng)件。c) 代入式（3.1）中可得此機(jī)構(gòu)要具有確定的運(yùn)動(dòng)，需要有一個(gè)原動(dòng)

8、件。3.5 繪制如題3.5圖所示各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。題3.5圖答：取，繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)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(jì)算如題3.6圖所示機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否確定（圖中繪有箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件）。題3.6圖解：a)：。運(yùn)動(dòng)確定。b) 運(yùn)動(dòng)確定c) 。運(yùn)動(dòng)確定d) 。運(yùn)動(dòng)確定。e) 。運(yùn)動(dòng)確定。f) 。運(yùn)動(dòng)確定。g) 。運(yùn)動(dòng)確定h) 。運(yùn)動(dòng)確定。3.7 試問(wèn)如題3.7圖所示各機(jī)構(gòu)在組成上是否合理？如不合理，請(qǐng)針對(duì)錯(cuò)誤提出修改方案。題3.7圖答：圖示機(jī)構(gòu)的自由度為零，故都不合理，修改方案如下：對(duì)于題3.7圖a的機(jī)構(gòu)，在處改為一個(gè)

9、滑塊，如題3.7圖a所示。對(duì)于題3.7圖b的機(jī)構(gòu)，在構(gòu)件4上增加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，如題3.7答案圖b所示；或在構(gòu)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(jī)構(gòu)4.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析時(shí)的速度多邊形與加速度多邊形特性是什么？答：同一構(gòu)件上各點(diǎn)的速度和加速度構(gòu)成的多邊形與構(gòu)件原來(lái)的形狀相似，且字母順序一致。4.2 為什么要研究機(jī)械中的摩擦？機(jī)械中的摩擦是否全是有害的？答：機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其相鄰的兩構(gòu)件間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就必然產(chǎn)生摩擦力，它一方面會(huì)消耗一部分的輸入功，使機(jī)械發(fā)熱和降低其機(jī)械效率，另一方面又使機(jī)械磨損，影響了機(jī)械零件的強(qiáng)度和壽命，降低了機(jī)械工作的可靠性，因此必須要研

10、究機(jī)械中的摩擦。機(jī)械中的摩擦是不一定有害的，有時(shí)會(huì)利用摩擦力進(jìn)行工作，如帶傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)等。4.3 何謂摩擦角？如何確定移動(dòng)副中總反力的方向？答：（1）移動(dòng)或具有移動(dòng)趨勢(shì)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(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向成一鈍角，據(jù)此來(lái)確定總反力的方向。4.4 何謂摩擦圓？如何確定轉(zhuǎn)動(dòng)副中總反力的作用線？答：（1）以轉(zhuǎn)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(gòu)件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，總反力產(chǎn)生的摩擦力矩與相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向相反。4.5 從機(jī)械效率的觀點(diǎn)看，機(jī)械自鎖的條件是什么？答：機(jī)械自鎖的條件為。4.6 連桿

11、機(jī)構(gòu)中的急回特性是什么含義？什么條件下機(jī)構(gòu)才具有急回特性？答：（1）當(dāng)曲柄等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿來(lái)回?fù)u動(dòng)的速度不同，返回時(shí)速度較大。機(jī)構(gòu)的這種性質(zhì)，稱為機(jī)構(gòu)的急回特性。通常用行程速度變化系數(shù)K來(lái)表示這種特性。（2）當(dāng)時(shí)，則，機(jī)構(gòu)具有急回特性。4.7 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件是什么？曲柄是否一定是最短桿？答：（1）最長(zhǎng)桿與最短桿的長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和；最短桿或相鄰桿應(yīng)為機(jī)架。（2）曲柄不一定為最短桿，如雙曲柄機(jī)構(gòu)中，機(jī)架為最短桿。4.8 何謂連桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)？舉出避免死點(diǎn)和利用死點(diǎn)的例子。答：（1）主動(dòng)件通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心時(shí)的位置，稱為連桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。（2

12、）機(jī)車車輪在工作中應(yīng)設(shè)法避免死點(diǎn)位置。如采用機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)一個(gè)機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置時(shí)，可借助另一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)越過(guò)死點(diǎn)；飛機(jī)起落架是利用死點(diǎn)工作的，當(dāng)起落架放下時(shí)，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，使降落可靠。4.9 在題4.9圖示中，已知機(jī)構(gòu)的尺寸和相對(duì)位置，構(gòu)件1以等角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，求圖示位置C點(diǎn)和D點(diǎn)的速度及加速度，構(gòu)件2的角速度和角加速度。題4.9圖解：取長(zhǎng)度比例尺，繪制簡(jiǎn)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(zhuǎn)向一致。求.因B點(diǎn)與C點(diǎn)同為構(gòu)件2上的點(diǎn)，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；

13、代表，其大小為，。求。因，則方向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)。求。因?yàn)锽、C、D為同一構(gòu)件上的三點(diǎn)，所以可利用速度影像原理求得d 點(diǎn)，連接代表，如題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?yàn)锽A；。求。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)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?yàn)槟鏁r(shí)針）求。大小 ？ ？ ？方向 ？ 作矢量圖，如題4.9答案圖c所示，可見(jiàn)代表。由圖可見(jiàn)，=，方向同。4.10 如題4.10圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知，構(gòu)件1以等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)已作出該瞬

14、時(shí)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(gòu)件2上速度為零的點(diǎn)E的位置，并求出該點(diǎn)的加速度；（2）為加速度多邊形中各矢量標(biāo)注相應(yīng)符號(hào)：（3）求構(gòu)件2的角加速度。題4.10圖解：取，作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如題4.10答案圖a所示。（1）求構(gòu)件2上速度為零的點(diǎn)E及E點(diǎn)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(diǎn)p相重合，即三角符號(hào)為BCE的影像，其作圖過(guò)程為：過(guò)B點(diǎn)作，過(guò)C點(diǎn)作，其交點(diǎn)即為E點(diǎn)，如題4.10答案圖a所示。求、及。由圖可知，。又因

15、則 ，方向?yàn)槟鏁r(shí)針。，方向?yàn)槟鏁r(shí)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。利用加速度影像原理，即。作圖過(guò)程為：作，其交點(diǎn)即為，則代表。（2）各矢量標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)如題4.10答案圖c所示。（3）求構(gòu)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(jī)構(gòu)，設(shè)已知，求當(dāng)平行于且垂直于AB時(shí)的和。題4.11圖解：取，畫出機(jī)構(gòu)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(diǎn)與A點(diǎn)同為構(gòu)件2上的點(diǎn)，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?yàn)?/p>

16、所以構(gòu)件2在此瞬時(shí)作平動(dòng)，即方向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)。（2）加速度分析。 求。由已知條件可知：，方向，。求。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，可建立下列方程式大?。?？ 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。4.12 如題4.12圖所示為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，設(shè)已知曲柄AB以等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。求：（1）當(dāng)時(shí)，構(gòu)件3的角速度和角加速度；（2）當(dāng)時(shí)，構(gòu)件3的角速度和角加速度；（3）當(dāng)（B點(diǎn)轉(zhuǎn)于AC之間）時(shí)，構(gòu)件3的角速度和角加速度。題4.12圖解：（1）當(dāng)時(shí)，取,畫出機(jī)構(gòu)的位置圖，如題4.12答案圖（一）a所示。

17、題4.12答案圖（一）求。 （1）大小 ？方向 取，作速度矢量圖如題4.12答案圖（一）b所示，由圖可知：代表，則方向?yàn)轫槙r(shí)針，且。求。 （2）大小 ？ ？方向 式中取，作加速度矢量圖如題4.12答案圖（一）c所示，由圖可知：代表，將移至B點(diǎn)，得：方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)。（2）當(dāng)時(shí)，取，畫出機(jī)構(gòu)的位置圖，如題4.12答案圖（二）所示。題4.12答案圖（二）求。依據(jù)矢量方程（1），作速度矢量圖如題4.12答案圖（二）b所示，取 。由圖可知：代表，則。求。依據(jù)矢量方程（2），作加速度矢量圖如題4.12答案圖（二）c所示，取。由圖可知：代表，則方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)。（3）當(dāng)時(shí)，取，畫出機(jī)構(gòu)的位置圖，如題4.12答

18、案圖（三）所示。 a) b) c)題4.12答案 求。依據(jù)矢量方程（1），作速度矢量圖如題4.12答案圖（三）b所示，取。由圖可知：代表，又、重合，則代表，則方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)。求。依據(jù)矢量方程（2），作加速度矢量如題4.12答案圖（三）c所示，取。由圖可知：因、重合，則。4.13 如題4.13圖所示，設(shè)已知構(gòu)件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，求及。題4.13圖解：取，畫出機(jī)構(gòu)的位置圖，如題4.13答案圖所示。題4.13答案圖(1) 速度分析（求）。,即，方向垂直于。大小 ？ 0.1？方向 水平 鉛垂取，作速度矢量圖如題4.13答案圖b所示，由圖可知：代表代表,則方向?yàn)樗健＃?）加速度分析（求）。大小 ？ ？方向

19、水平 水平向右 垂直式中取，作加速度矢量圖如題4.13答案圖c所示，由圖可知：代表，則方向?yàn)樗较蛴摇?.14 如題4.14圖所示為一機(jī)床的矩形-V形導(dǎo)軌，已知拖板1的運(yùn)動(dòng)方向垂直于紙面，重心在S處，幾何尺寸如圖所示，各接觸面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。求V形導(dǎo)軌處的當(dāng)量摩擦系數(shù)。題4.14圖解：作用于導(dǎo)軌上壓力為、。根據(jù)力矩平衡條件可知：作用在左右導(dǎo)軌上的摩擦力為、所以4.15 如題4.15圖所示，已知為驅(qū)動(dòng)力，為工作阻力，轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B的軸頸半徑為r，當(dāng)量摩擦系數(shù)為，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為，忽略各構(gòu)件的重力和慣性力。試作出各運(yùn)動(dòng)副中總反力的作用線。 題4.15圖答：（1）求、。忽略各構(gòu)件的重量和慣性力，桿2為

20、二力桿，作用在桿2上的兩個(gè)力和應(yīng)等值、共線、反向。當(dāng)考慮摩擦后，該二力不通過(guò)鉸鏈中心，而與摩擦圓相切?；瑝K3向下移動(dòng)，連桿2與垂直導(dǎo)路的夾角增大，連桿2相對(duì)于滑塊3的轉(zhuǎn)速為順時(shí)針?lè)较?。所以，?duì)軸心產(chǎn)生的摩擦力矩為逆時(shí)針?lè)较?。因而?yīng)切于摩擦圓上方。同時(shí)，滑塊1左移，角減小，為順時(shí)針?lè)较?，所以?duì)軸心產(chǎn)生的摩擦力為逆時(shí)針?lè)较?。因而?yīng)切于摩擦圓下方。由于與應(yīng)共線，因此，它們的作用線應(yīng)是A、B兩點(diǎn)摩擦圓的內(nèi)公切線，如題4.15答案圖所示。題4.15答案圖（2）求。取滑塊3為單元體，其上作用力為、，且三力匯交于一點(diǎn)。與滑塊3的速度的夾角大于，如題4.15答案所示。（3）求。取滑塊1為單元體，其上作用力為、

21、，且三力匯交于一點(diǎn)，與的夾角大于，如題4.15答案圖所示。4.16 一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知，AD為機(jī)架。試問(wèn)：（1） 若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB為曲柄，求的最大值。（2） 若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求的最小值。（3） 若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求的取值范圍。解：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如題4.16答案圖所示。（1）若為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，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(jī)構(gòu)，則AD應(yīng)為最短，且： 當(dāng)AB為最長(zhǎng)時(shí)，由于，可得出。當(dāng)AB不是最長(zhǎng)時(shí)，由于，可得出要滿足上述二種情況，的最小值應(yīng)為450mm。（3）若為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則只能是不滿足桿長(zhǎng)之和的條件，即為最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大

22、于其它兩桿長(zhǎng)度之和。當(dāng)為最短時(shí)，由于，可得出；當(dāng)為最長(zhǎng)時(shí)，由于，可得出，又由于，可得出。當(dāng)時(shí)，由于，可得出要滿足上述三種情況，的取值范圍為或。4.17 已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（如題4.17圖所示）各構(gòu)件的長(zhǎng)度，試問(wèn)：（1） 這是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本形式中的何種機(jī)構(gòu)？（2） 若以AB為原動(dòng)件，此機(jī)構(gòu)有無(wú)急回特性？為什么？（3） 當(dāng)以AB為原動(dòng)件時(shí)，此機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在機(jī)構(gòu)何位置（在圖上標(biāo)出）？題4.17圖答：（1）因?yàn)?，且又以最短桿AB的鄰邊為機(jī)架，則此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（2） 有。因?yàn)橐訟B為原動(dòng)件時(shí)，此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。（3） 出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線時(shí)的位置，如題4.17答案圖所示，取比例尺，由

23、圖可得出或者。題4.17答案圖4.18 如題4.18圖所示的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知行程速度變化系數(shù)K=1.5，滑塊行程h=50mm，偏距e=20mm，試用圖解法求：（1） 曲柄長(zhǎng)度和連桿長(zhǎng)度.（2） 曲柄為原動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的最大壓力角和最大傳動(dòng)角。（3） 滑塊為原動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。題4.18圖解：（1）求、。板位夾角作圖如題4.18答案所示，取，可測(cè)得：。又代入、值后，聯(lián)立求得：。（說(shuō)明：設(shè)，。將原位置圖旋轉(zhuǎn)后作圖）題4.18答案圖結(jié)論：（2）求和。由圖可知：當(dāng)時(shí)，為最大值，即當(dāng)時(shí)，為最小值，即（3）滑塊為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置為和。4.19 設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（如題4.19圖所示），已知機(jī)架

24、長(zhǎng)要求兩連架桿的三組對(duì)應(yīng)位置為：和、和、和，連架桿AB的長(zhǎng)度，連架桿CD上的標(biāo)線DE的長(zhǎng)度可取為，試設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。題4.19圖解：（1）取，按給定條件作出AB、DE的三組位置，并連接和。（2）用反轉(zhuǎn)法將、分別繞D點(diǎn)反轉(zhuǎn)，得出、點(diǎn)。（3）分別作、垂直平分線、交于點(diǎn)，連接，即為該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，如題4.19答案圖所示。題4.19答案圖（4）由題4.19答案圖測(cè)得：。桿、CD的長(zhǎng)度、為4.20 如題4.20圖示所示為一雙聯(lián)齒輪變速裝置，用拔叉DE操縱雙聯(lián)齒輪移動(dòng)?，F(xiàn)擬設(shè)計(jì)一四桿機(jī)構(gòu)ABCD操縱拔叉的擺動(dòng)。已知條件是：機(jī)架，鉸鏈A、D的位置如題4.20圖所示，拔叉滑塊行程為30mm，拔叉尺寸，固定軸心

25、D在拔叉滑塊行程的垂直等分線上。又在此四桿機(jī)構(gòu)ABCD中構(gòu)件AB為手柄，當(dāng)手柄垂直向上位于位置時(shí)，拔叉處于位置，當(dāng)手柄逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)處于水平位置AB2時(shí)，拔叉處于位置。試設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。題4.20圖解：如題4.20答案圖所示，取，利用剛化反轉(zhuǎn)法，連接，令繞A點(diǎn)反轉(zhuǎn)角得點(diǎn)，作的垂直平分線，交位置1于點(diǎn)，連接即為該四桿機(jī)構(gòu)。由題4.20答案圖測(cè)得題4.20答案圖第5章 凸輪機(jī)構(gòu)5.1 滾子從動(dòng)件盤形凸輪的基圓半徑如何度量？答：是在理論輪廓上度量的。5.2 平底垂直于導(dǎo)路的直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角等于多大？設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，對(duì)壓力角有什么要求？答：（1）等于零。（2）從傳力合理，提高傳動(dòng)效率來(lái)看，壓

26、力角越小越好。設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定：5.3 凸輪機(jī)構(gòu)常用的四種從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，哪種運(yùn)動(dòng)規(guī)律有剛性沖擊？哪些運(yùn)動(dòng)規(guī)律有柔性沖擊？哪種運(yùn)動(dòng)規(guī)律沒(méi)有沖擊？如何來(lái)選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？答：勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律有剛性沖擊；等加速-等減速和余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律有柔性沖擊；正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律沒(méi)有沖擊。在選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)器工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)要求來(lái)確定。5.4 工程上設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，其基圓半徑一般如何選??？答：先根據(jù)結(jié)構(gòu)條件初定基圓半徑。若出現(xiàn)，則需增大基圓半徑，再重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.5 如題5.5圖所示為尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖線，但圖題5.5給出的運(yùn)動(dòng)線圖尚不完全，試在圖上補(bǔ)全各段的曲線，并指出哪些位置有剛

27、性沖擊，哪些位置有柔性沖擊。題5.5圖答：（1）補(bǔ)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 試作圖法法設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪。已知理論輪廓基圓半徑，滾子半徑，凸輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，從動(dòng)件以等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升30mm；再轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，從動(dòng)件以余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律回到原位；凸輪轉(zhuǎn)過(guò)其余時(shí)，從動(dòng)件靜止不動(dòng)。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(dòng)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(shí)針?lè)较虍嫵鐾瞥探?/p>

28、，回程角，近休止角，并在相應(yīng)段與位移線圖對(duì)應(yīng)劃分為6等份，得分點(diǎn)、。（4）過(guò)各分點(diǎn)作徑向線，并從基圓上的點(diǎn)、。開(kāi)始向外量取相應(yīng)的位移量得、，即得到反轉(zhuǎn)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(diǎn)為圓心，rT為半徑作一系列圓，此圓的包絡(luò)線為凸輪的實(shí)際輪廊，如題5.6答案圖b所示。5.7 用作圖法求出下列各凸輪從如題5.7所示位置轉(zhuǎn)到B點(diǎn)而與從動(dòng)件接觸時(shí)凸輪的轉(zhuǎn)角。（可在題5.7圖上標(biāo)出來(lái)）。題5.7圖答：如題5.7答案圖5.8 用作圖法求出下列各凸輪從如題5.8圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)后機(jī)構(gòu)的壓力角。（可在題5.8圖上標(biāo)出來(lái)）題5.8圖答：如題5.8答案圖5.9 在如題5.9圖

29、所示偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，已知圓盤半徑R，圓心與轉(zhuǎn)軸中心間的距離，偏距，滾子半徑為。（1） 求在如題5.9圖所示位置時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角。（2） 如分別增大半徑、偏距e、圓心與轉(zhuǎn)軸中心間的距離OA（三個(gè)數(shù)值每次只改變一個(gè)），試問(wèn)從動(dòng)件的上升距離和壓力角有無(wú)變化？為什么？題5.9圖解：（1）因二者接觸點(diǎn)的法線OB與方向一致，故。（2）如題5.9答案圖所示，設(shè)在某瞬時(shí)，從動(dòng)件占據(jù)位置。由圖可知。當(dāng)增大時(shí)，點(diǎn)上移至使得角減??；當(dāng)e增大時(shí)，增大，增大； 當(dāng)OA增大時(shí)，不變。從動(dòng)件的上升距離是不變化的。題5.9答案圖5.10 一對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，基圓半徑，行程，滾

30、子半徑，推程運(yùn)動(dòng)角，從動(dòng)件按正弦加速度規(guī)律運(yùn)動(dòng)，試用極坐標(biāo)法求出凸輪轉(zhuǎn)角、時(shí)凸輪理論輪廊與實(shí)際輪廓上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)。解：當(dāng)從動(dòng)件按正弦加速度規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的位移方程為當(dāng)、時(shí)的位移、分別為（1）用極標(biāo)法求理論輪廊上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)值。選取凸輪轉(zhuǎn)軸中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，OX通過(guò)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)，則理論輪廊上某點(diǎn)的極坐標(biāo)方程為 因該凸輪機(jī)構(gòu)為對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件，故、可求得當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：（2）用極坐標(biāo)方法出實(shí)際輪廓上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)值。極坐標(biāo)方程為式中：根據(jù)題意可得出當(dāng)時(shí)： 當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：式中：當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)： 當(dāng)時(shí)：因此可得出當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：第6章 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6.1 某牛頭刨床工作臺(tái)橫向進(jìn)給絲桿的導(dǎo)程為5 mm，與

31、絲桿聯(lián)動(dòng)的棘輪齒數(shù)為40，求此牛頭刨床的最小橫向進(jìn)給量是多少？若要求此牛頭刨床工作臺(tái)的橫向進(jìn)給量為0.5mm，則棘輪每次能轉(zhuǎn)過(guò)的角設(shè)應(yīng)為多少？答：牛頭刨床的橫向進(jìn)給量最小為若要求其橫向進(jìn)給量為0.5mm，則棘輪每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度應(yīng)為6.2 某外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)中槽輪的槽數(shù)z=6，圓銷的數(shù)目k=1，若槽輪的靜止時(shí)間，試求主動(dòng)撥盤的轉(zhuǎn)速。答：主動(dòng)撥盤的轉(zhuǎn)速為：6.3 在六角車床上六角刀架轉(zhuǎn)位用的外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)中，已知槽輪槽數(shù)z=6，槽輪停歇時(shí)間，運(yùn)動(dòng)時(shí)間，求槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)及所需的圓柱銷數(shù)目。答：運(yùn)動(dòng)系數(shù)所需圓柱銷數(shù)目6.4內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)能不能采用多圓柱銷撥盤？答：不能。第七章 螺紋連接與螺旋傳動(dòng)7.1

32、常用螺紋的種類有哪些？各用于什么場(chǎng)合？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(dòng)。7.2螺紋的主要參數(shù)有哪些？怎樣計(jì)算？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(dǎo)程S；（6）升角；（7）牙型角、牙型斜角。7.3 螺紋的導(dǎo)程和螺距有何區(qū)別？螺紋的導(dǎo)程S和螺距P與螺紋線數(shù)n有何關(guān)系？答：螺距是螺紋相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離，導(dǎo)程則是同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程S、螺距P、螺紋線數(shù)n之間的關(guān)系：。7.4 根據(jù)牙型的不同，螺紋可分為哪幾種？各有哪些特

33、點(diǎn)？常用的連接和傳動(dòng)螺紋都有哪些牙型？答：根據(jù)牙型的不同，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(diǎn)：普通螺紋的當(dāng)量摩擦系數(shù)較大，自鎖性能好，強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)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(rùn)滑管路系統(tǒng)等低壓場(chǎng)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(dòng)螺紋的牙型是矩形、梯形和鋸齒形牙型。7.5螺柱連接的基本形式有哪幾種？各適用于何種場(chǎng)合？有何特點(diǎn)？答：螺紋連接有四種基本類型。(1) 螺柱連接。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是被連接件的孔中不切制螺紋，裝拆方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于經(jīng)常拆卸、

34、受力較大的場(chǎng)合。(2) 雙頭螺栓連接。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是被連接件中薄件制光孔，厚件制螺紋孔，結(jié)構(gòu)緊湊。適用于連接一厚一薄零件，受力較大、經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。(3) 螺釘連接。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是螺釘直接旋入被連接件的螺紋孔中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。適用于連 接一厚一薄件，受力較少、不經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。(4) 緊定螺釘連接。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(duì)位置。適用于傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。7.6為什么螺紋連接通常要采用防松措施？常用的防松方法和裝置有哪些？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(dòng)不大時(shí)不會(huì)自行脫落。但在沖擊、振動(dòng)或變載的作用下，螺

35、紋連接會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)松脫現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)螺紋連接，必須考慮防松問(wèn)題。常用的防柱方法有摩擦防松、機(jī)械防松、永入防松和化學(xué)防松四大類。7.7常見(jiàn)的螺栓失效形式有哪幾種？失效發(fā)生的部位通常在何處？答：常見(jiàn)的螺栓失效形式有：（1）螺栓桿拉斷；（2）螺紋的壓潰和剪斷；（3）經(jīng)常裝拆時(shí)會(huì)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被連接件受橫向載荷時(shí)，螺栓是否一定受到剪切力？答：被連接件受橫向載荷時(shí)，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松螺栓連接與緊螺栓連接的區(qū)別何在？它們的強(qiáng)度計(jì)算有何區(qū)別？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(yù)緊力。

36、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(yù)緊力。松螺栓連接的強(qiáng)度按拉伸強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。緊螺栓連接中，螺紋部分受軸向力作用產(chǎn)生拉伸正應(yīng)力，因螺紋摩擦力矩的作用產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，螺栓螺紋部分產(chǎn)生拉伸與扭轉(zhuǎn)的組合變形，根據(jù)強(qiáng)度理論建立強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。7.10鉸制孔用螺栓連接有何特點(diǎn)？用于承受何種載荷？答：鉸制孔用螺栓連接在裝配時(shí)螺栓桿與孔壁間采用過(guò)渡配合，沒(méi)有間隙，螺母不必?cái)Q得很緊。工作時(shí)螺栓連接承受橫向載荷，螺栓在連接結(jié)合面處受剪切作用，螺栓桿與被連接件孔壁相互擠壓。7.11在進(jìn)行緊螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為什么要將螺栓拉力增加30%？答：當(dāng)螺栓擰緊后，其螺紋部分不僅受因預(yù)緊

37、力Fo的作用而產(chǎn)生的拉伸正應(yīng)力，還受因螺紋摩擦力矩下T1的作用而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，使螺栓螺紋部分處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，可求出螺栓螺紋部分危險(xiǎn)截面的當(dāng)量應(yīng)力，則強(qiáng)度條件為因拉伸正應(yīng)力則強(qiáng)度條件為可見(jiàn)，緊螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算可按純拉伸強(qiáng)度計(jì)算，考慮螺紋摩擦力矩T1的影響，需將螺栓拉力增加30%。7.12判斷下列說(shuō)法的對(duì)錯(cuò)：（1）對(duì)于受軸向工作載荷的緊螺栓連接有：。（2）緊螺栓連接的強(qiáng)度條件是按拉應(yīng)力建立的，因此沒(méi)有考慮剪切應(yīng)力的影響。（3）受拉螺栓連接只能承受軸向載荷。答：（1）的說(shuō)法不對(duì)。對(duì)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(yīng)為其所受的工作載荷F與殘余預(yù)

38、緊力之和，即。（2）的說(shuō)法錯(cuò)誤。緊螺栓連接中，螺栓所受拉力會(huì)產(chǎn)生拉伸正應(yīng)力，考慮螺紋摩擦力矩的作用而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，螺栓螺紋部分產(chǎn)生接伸與扭轉(zhuǎn)的組合變形，其強(qiáng)度條件根據(jù)強(qiáng)度理論建立的。（3）的說(shuō)法錯(cuò)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(yù)緊力的作用，被連接件靠其結(jié)合面間的摩擦力承受橫向外載荷。7.13螺栓連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求螺栓組對(duì)稱布置于連接接合面的形心，理由是什么？答：其理由是這樣高計(jì)能保證接合面的受力比較均勻、對(duì)稱，而且便于加工制造。7.14進(jìn)行螺栓組連接的受力分析時(shí)，有哪五項(xiàng)假說(shuō)？答：進(jìn)行螺栓組連接的受力分析時(shí)，有五項(xiàng)假說(shuō)：（1）螺

39、栓組內(nèi)各螺栓的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸和所受的預(yù)緊力均相同；（2）螺栓組的對(duì)稱中心與連接結(jié)合面的形心重合；（3）受載后，連接結(jié)合面仍保持為平面；（4）被連接件為剛體；（5）螺栓的變形在彈性范圍內(nèi)等。7.15總結(jié)四種典型螺栓組連接的受力分析情況。答：總結(jié)四種典型螺栓組連接的受力分析情況：(1)受橫向載荷的螺栓組連接。普通螺栓連接。每個(gè)螺栓所受的預(yù)緊力。鉸制孔螺栓連接。假設(shè)各螺栓受力相等，每個(gè)螺栓所受的橫向工作剪力（2）受旋轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接。普通螺栓連接。 鉸制孔螺栓連接。距離被連接件旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處的螺栓所受的最大工作剪力為 (3) 受軸向載荷的螺栓組連接。每個(gè)螺栓所受的軸向工作載荷為 (4) 受翻轉(zhuǎn)力

40、矩的螺栓組連接。距翻轉(zhuǎn)軸線最遠(yuǎn)的螺栓所受的最大工作拉力為 7.16起重滑輪松螺栓連接如題7.16圖所示。已知作用在螺栓上的工作載荷FQ=50kN，螺栓材料為Q235，試確定螺栓的直徑。 題7.16圖解：（1）確定螺栓的許用應(yīng)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(cè)，得螺栓大徑為d=24mm，其標(biāo)記為螺栓GB/T5780 M24長(zhǎng)度。7.17用兩個(gè)普通螺栓連接長(zhǎng)扳手，尺寸如題7.17圖所示。兩件接合面間的摩擦系數(shù)f=0.15，扳擰力F=200N，試計(jì)算兩螺栓所受的力。若螺栓的材料為Q235，試確定螺栓

41、的直徑。題7.17圖解：（1）計(jì)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(jì)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(jì)算螺栓承受橫向載向載荷所需的預(yù)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(yù)緊力取S=1.4，則許用應(yīng)力 根據(jù)緊螺栓連接的強(qiáng)度條件 得d1為螺栓小徑，查閱螺紋標(biāo)準(zhǔn)，取螺栓直徑d=16mm。7.18如題7.18圖所示為普通螺栓連接，采用2個(gè)M10的螺栓，螺栓的許用應(yīng)力，被連接合面間的摩擦系數(shù)f=0.2，若取

42、摩擦傳力可靠性系數(shù)Kf=1.2，試計(jì)算該連接允許傳遞的最大靜載荷KR。題7.18圖解：（1）求滿足螺栓螺紋部分強(qiáng)度條件的預(yù)緊力F。由式（7.5）得 可得 （2）計(jì)算承受橫向外載荷不產(chǎn)生滑移的預(yù)緊力。由式（7.14）得（3）計(jì)算允許傳遞的最大靜載荷FR。根據(jù)螺栓的強(qiáng)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(cè)得d1=8.376mm。則該連接只許傳遞的最大靜載荷FR為4518.86N。7.19某氣缸的蒸氣壓強(qiáng)p=1.5MPa,氣缸內(nèi)徑D=200mm。氣缸與氣缸蓋采用螺栓連接（如圖7.26所示），螺栓分布圓直徑Do=300mm。為保證緊密性要求，螺栓間距不得大于80mm，試設(shè)計(jì)此氣

43、缸蓋的螺栓組連接。解：（）確定螺栓數(shù)目z。由螺栓間距得，取z=12。（）確定每個(gè)螺栓所受的軸向工作載荷。（）計(jì)算單個(gè)螺栓所受的總拉力。（4）確定螺栓的對(duì)稱直徑d。 螺栓材料選用35號(hào)鋼，由表7.7查得s=315MPa，若裝配時(shí)不控制預(yù)緊力，假定螺栓直徑d=16mm，由表7.9查得S=3，則許用應(yīng)力 由式（7.10）確定螺栓小徑d1。根據(jù)d1計(jì)算值，查螺紋標(biāo)準(zhǔn)得螺栓公稱直稱d=16mm,與假定值相等。此氣缸蓋螺栓為螺栓M16L GB5782-86。7.20 如題7.20圖所示，機(jī)座用4個(gè)螺栓固定在混凝土壁面上。已知拉力F=4kN,作用在寬度為140mm 的中間平面上，混凝土的許用擠壓應(yīng)力，接合面

44、間摩擦系數(shù)f=0.3，試設(shè)計(jì)此連接。題7.20圖解：如題7.20圖所示，螺栓數(shù)z=4，對(duì)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(gè)螺栓受到加載作用下兩個(gè)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(yù)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(yīng)力由式(7.

45、10)計(jì)算螺栓的小徑d1查閱螺紋標(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)力不超過(guò)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。（4）確定各螺紋緊固件（略）。第8章 帶傳動(dòng)8.1 帶傳動(dòng)的主要類型有哪些？各有何特點(diǎn)？試分析摩擦帶傳動(dòng)的工作原理。答：按傳動(dòng)原理的不同，帶傳動(dòng)可分為摩擦型帶傳動(dòng)和嚙型帶傳動(dòng)。前者是依靠傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)；后者是依靠帶內(nèi)側(cè)凸點(diǎn)與帶輪外像上的齒槽相嚙合實(shí)現(xiàn)傳功。摩擦帶傳動(dòng)是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、緊套在兩輪上的傳功帶及機(jī)架組成的，當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主功輪

46、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶與帶輪間摩擦力的作用，使從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。8.2 什么是有效拉力？什么是初拉力？它們之間有何關(guān)系？答：當(dāng)傳動(dòng)帶靜止時(shí)，帶兩邊承受相等的拉力，此力稱為初拉力。當(dāng)傳動(dòng)帶傳動(dòng)時(shí)，帶兩邊的拉力不再相等。緊邊拉力為，松邊拉力為。帶兩邊的拉力之差稱為帶傳動(dòng)的有效拉力F 。設(shè)環(huán)形帶的總長(zhǎng)度不變，可推出8.3 小帶輪包角對(duì)帶傳動(dòng)有何影響？為什么只給出小帶輪包角的公式？答：角增大說(shuō)明了整個(gè)接觸弧上的摩擦力的總和增加，從而提高傳動(dòng)能力。由于大帶輪的包角大于小帶輪的包角，打滑首先發(fā)在小帶輪，因此，只要考慮小帶輪的包角值。8.4 帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶截面上產(chǎn)生哪些應(yīng)力？應(yīng)力沿帶全長(zhǎng)是

47、如何分布的？最大應(yīng)力在何處？答：帶傳動(dòng)時(shí)，帶中的應(yīng)力有三個(gè)：（1）由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力，帶全長(zhǎng)上分布的，緊邊上為、松邊上為、> 。（2）由離心力產(chǎn)生和離心拉應(yīng)力，作用于帶的全長(zhǎng)的。（3）帶繞過(guò)帶輪時(shí)發(fā)生彎曲，產(chǎn)生的彎曲后應(yīng)力，發(fā)生在帶上包角所對(duì)的圓孤部分，。最大應(yīng)力發(fā)生在帶左緊邊進(jìn)入小帶輪處。8.5 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑是怎樣產(chǎn)生的？它們對(duì)傳動(dòng)有何影響？是否可以避免？答：彈性滑動(dòng)和打滑是兩個(gè)截然不同的概念。打滑是指過(guò)載引起的全面滑動(dòng)，是可以避免的。而彈性滑動(dòng)是由拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)，是一種不可避免的物理現(xiàn)象。8.6 一般來(lái)說(shuō)，帶傳動(dòng)的打滑多發(fā)生在大帶輪上還是

48、小帶輪上，為什么？答：因?yàn)椋蚀蚧偸窍劝l(fā)生在小輪上。因?yàn)樾л喌慕佑|弧上產(chǎn)生的摩擦力小于大帶輪。8.7 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？答：在傳遞規(guī)定功率時(shí)不打滑，同時(shí)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使且壽命。8.8 在V帶動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為什么要校驗(yàn)帶速和包角？答：帶速太高會(huì)使離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，傳動(dòng)容易打滑。另外單位時(shí)間內(nèi)帶繞過(guò)帶輪的次數(shù)也增加，降低傳動(dòng)帶的工作壽命 。若帶速太低，則當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，使傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多。因此設(shè)計(jì)時(shí)，一定要校驗(yàn)帶速5m/s<v<25m/s。是影響帶傳動(dòng)工作能力的重要參數(shù)之一，因此，一般應(yīng)使。8.9帶傳動(dòng)張緊的目的是什么？張緊輪應(yīng)

49、安放在松邊還是緊邊上？?jī)?nèi)張緊輪應(yīng)靠近大帶輪還是小帶輪？外張緊輪又該怎樣？并分析說(shuō)明兩種張緊方式的利弊。答：帶傳動(dòng)工作一段時(shí)間后就會(huì)由于傳動(dòng)帶的塑性變形而使帶松馳，帶內(nèi)的初拉力減小，傳動(dòng)能力下降，這時(shí)必須要重新使帶張緊。張緊輪一般設(shè)置在松邊的內(nèi)側(cè)且靠近大帶輪處。若設(shè)置在外側(cè)時(shí)，則后使其靠近小帶輪，選擇可以增加小帶輪的包角，提高帶的疲勞強(qiáng)度。8.10 窄V帶強(qiáng)度比普通V帶高，這是為什么？窄V帶與普通V帶高度相同時(shí)，哪種傳動(dòng)能力大，為什么？答：窄V帶的截面高度與其節(jié)寬之比為0.9。且其頂寬約為同高度普通V帶的3/4；頂面呈拱形，受載后抗拉層仍處于同一平面內(nèi)，受力均勻；兩側(cè)面略呈內(nèi)凹，使其在帶輪上彎曲

50、變形時(shí)能與槽很好地貼合，增大摩擦力，從而提高承載能力。當(dāng)窄V帶與普通V帶高度相同時(shí)，窄V帶的承載能力可提高1.52.5倍。8.11試分析同步帶傳動(dòng)的工作原理。答；工作時(shí)，帶內(nèi)環(huán)表面上的凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合而進(jìn)行傳動(dòng)。由于帶與帶輪間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，保證了同步傳動(dòng)。8.12為什么計(jì)算同步帶傳動(dòng)的幾何尺寸時(shí)可就用普通V帶的計(jì)算公式？答：同步帶傳動(dòng)可視為同步齒形帶節(jié)線與帶輪的節(jié)圓相切的開(kāi)口傳動(dòng)，其傳動(dòng)幾何尺寸的計(jì)算方法應(yīng)與普通V帶傳動(dòng)相同。8.13觀察35種機(jī)器上的普通V帶傳動(dòng)測(cè)量出帶頂寬、帶輪外經(jīng)和中心距a，確定帶型、帶輪基準(zhǔn)直徑、，并計(jì)算茁帶長(zhǎng)。答；由學(xué)生觀察35種機(jī)器上的普通V帶傳動(dòng)，測(cè)量

51、出、確定帶型、計(jì)算出，取標(biāo)準(zhǔn)。8.14帶傳動(dòng)功率，已知,中心距., ,求帶速v、包角和有效拉力F。解:（1）帶速v 。（2）包角 。（3）有效拉力F.由式（8.3）得 8.15已知某普通V帶傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，小帶輪基準(zhǔn)直徑，大帶輪基準(zhǔn)直徑，中心距，用2根A型V帶傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)，兩班制工作，試求此傳動(dòng)所能傳遞的最大功率。解（1）確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。查表8.4，取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1400mm(2)實(shí)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(dòng)比，查表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

52、,得KA=1.1。由式（8.18）得得所以此傳動(dòng)所能傳遞的最大功率為2.42kW。816設(shè)計(jì)攪拌機(jī)的普通V帶傳動(dòng)。已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為4kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，要求從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=575r/min，工作情況系數(shù)。解：（1）確定計(jì)算功率Pc。（2） 選擇普通V帶型號(hào)。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(zhǔn)直徑dd1、dd2。 根據(jù)表8.6和圖8.12選取dd1=100mm。大帶輪基準(zhǔn)直徑按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=250mm。實(shí)際傳動(dòng)比從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速（4） 驗(yàn)算帶速。帶速在525m/s范圍內(nèi)。（5） 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和實(shí)際中心距為a。初定中心距ao=1000mm由表8.4選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度實(shí)際中心距（6）校驗(yàn)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(dòng)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.