機械設計基礎課后習題與答案

1、機械設計基礎1-5至1-12指出（題1-5圖1-12圖）機構(gòu)運動簡圖中的復合校鏈、局部自由度和虛約束，計算各機構(gòu)的自由度，并判斷是否具有確定的運動。中時1-9圖攝場機送帶機構(gòu)is1-iom沖風機構(gòu)ISI-12圖機械J題1-11圖美動輪系1-5解F=3n-2Pl-Ph=3X6-2X8-1=11-6解F=3n-2Pl-Ph=38-211-1=11-7解F=3n-2Pl-Ph=38-211-0=21-8解F=3n-2Pl-Ph=36-28-1=11-9解F=3n-2Pl-Ph=34-24-2=21-10解F=3n-2Pl-Ph=39-212-2=11-11解F=3n-2Pl-Ph=3M42父4一2=

2、22-1試根據(jù)題2-1圖所標注的尺寸判斷下列較鏈四桿機構(gòu)是曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)還是雙搖桿機構(gòu)。(b)(c)1-12解F=3n-2Pl-Ph=3M32父30=3題2-1圖答：a)40+110=150父70+90=160,且最短桿為機架，因此是雙曲柄機構(gòu)。b)45+120=165<100+70=170,且最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄搖桿機構(gòu)。c)60+100=160>70+62=132,不滿足桿長條件，因此是雙搖桿機構(gòu)。d)50+100=150<100+90=190,且最短桿的對邊為機架，因此是雙搖桿機構(gòu)。2-3畫出題2-3圖所示個機構(gòu)的傳動角和壓力角。圖中標注箭頭的構(gòu)件為

3、原動件。2-5設計一腳踏軋棉機的曲柄搖桿機構(gòu)，如題2-5圖所示，要求踏板CD在水平位置上下各擺10度，且Icd=500mm,Iad=1000mm。(1)試用圖解法求曲柄AB和連桿BC的長度；(2)用式(2-6)和式(2-6)'計算此機構(gòu)的最小傳動角題2-5圖解：(1)由題意踏板CD在水平位置上下擺動10；就是曲柄搖桿機構(gòu)中搖桿的極限位置，此時曲柄與連桿處于兩次共線位置。取適當比例圖尺，作出兩次極限位置AB1clD和AB2c2D(見圖2.17)。由圖量得：AC1=1037mm,AC2=1193mm。解得：I 八八1II =-AC2-AC1-1193-1037=78mm1一一112AC2A

4、C1-11931037=1115mm22由已知和上步求解可知：11=78mm,12=1115mm,13=500mm,14=1000mm(2)因最小傳動角位于曲柄與機架兩次共線位置，因此取中=0二和邛=180二代入公式(2-6)計算可得:cos-BCD=1212-112-1221114cos212132_2_22_111525002-782-100022781000cos0=0.576821115500BCD=54,77或:cosBCD=1212-1；-1：21114cos：22_22111525002-782-100022781000cos180=0.297021115500.BCD=72,7

5、2代入公式（2-6）可知Ymin=/BCD=54,773-1題3-1圖所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標注推程運動角*0Ji題3-1圖*題3-1解圖如圖3.10所示，以O為圓心作圓并與導路相切，此即為偏距圓。過B點作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在B點接觸時，導路的方向線。推程運動角巾如圖所示。3-2題3-2圖所示為一偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知凸輪是一個以C為圓心的圓盤，試求輪廓上D點與尖頂接觸時的壓力角，并作圖表示題3-2圖解:如圖3.12所示，以O為圓心作圓并與導路相切，此即為偏距圓。過D點作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在D點接觸時，

6、導路的方向線。凸輪與從動件在D點接觸時的壓力角a如圖所示。3-4設計題3-4圖所示偏置直動滾子從動件盤形凸輪。已知凸輪以等角速度順時針方向回轉(zhuǎn)，偏距e=10mm,凸輪基圓半徑m=60mm,滾子半徑rT=10mm,從動件的升程及運動規(guī)律與3-3相同，試用圖解法繪出凸輪的輪廓并校核推程壓力角。題3-4圖根據(jù)3-3題解作圖如圖3-15所示。根據(jù)（3.1）式可知，ds2/dd取最大，同時s2取最小時,凸輪機構(gòu)的壓力角最大。從圖3-15可知，這點可能在推程段的開始處或在推程的中點處。由圖量得在推程的開始處凸輪機構(gòu)的壓力角最大，此時amax=9.6二口=30。4-2已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪的標準中心

7、距a=160mm,齒數(shù)zi=20,Z2=60,求模數(shù)和分度圓直徑1.2a2160斛由a=-m(z1+z2)可得模數(shù)m=4mm2z1z22060分度圓直徑d1=mz1=4父20=80mm,d2=mz2=4父60=240mm4-3已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪的齒數(shù)z=25,齒頂圓直徑da=135mm,求齒輪的模數(shù)。解由da=d+2ha=mz+2h；m=mz+2m得m=da/(z+2)=135/(25+2)=5mm4-4已知一正常齒制標準直齒圓柱齒輪口=20"，m=5mm,z=40,試分別求出分度圓、基圓、齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑和壓力角。解分度圓半徑r=mz,2=5M40：；2=1

8、00mm分度圓上漸開線齒廓的曲率半徑P=r2-rb2=V1002-93.972=34.2mm基圓半徑分度圓上漸開線齒廓的壓力角rb=rcos=二100cos20=93.97mm基圓上漸開線齒廓的曲率半徑為0;壓力角為0二。齒頂圓半徑ra=rham=1005=105mm齒頂圓上漸開線齒廓的曲率半徑Pa=Ja2_rb2=J1052-93.972=46.85mm齒頂圓上漸開線齒廓的壓力角3a=arccos=arccos9397=26.5一ra1054-9試根據(jù)漸開線特性說明一對模數(shù)相等、壓力角相等，但齒數(shù)不相等的漸開線標準直齒圓柱齒輪，其分度圓齒厚、齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚是否相等，哪一個較大？解模數(shù)

9、相等、壓力角相等的兩個齒輪，分度圓齒厚s=nm/2相等。但是齒數(shù)多的齒輪分度圓直徑大，所以基圓直徑就大。根據(jù)漸開線的性質(zhì)，漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓小，則漸開線曲率大，基圓大，則漸開線越趨于平直。因此，齒數(shù)多的齒輪與齒數(shù)少的齒輪相比，齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚均為大值。5-1在題5-1圖所示雙級渦輪傳動中，已知右旋蝸桿I的轉(zhuǎn)向如圖所示，試判斷渦輪2與渦輪3的轉(zhuǎn)向，用箭頭表示。解:5-2在題5-2圖所示輪系中，已知Zi=15,Z2=25,Z2f=15,Z3=30,Z3F=15,Z4=30,Z4*-2（右旋）,Z5=60,Z5，=30(m=4mm),若n=500r/min,求齒條6的線速度v的

10、大小和方向。解:115題5-2圖這是一個定軸輪系，依題意有:Z2Z3Z4Z525303060乙z2z3z41515152=200,n5%二則=2.5r/mini15200齒條6的線速度和齒輪5分度圓上的線速度相等；而齒輪5的轉(zhuǎn)速和齒輪5轉(zhuǎn)速相等，因此有：v1=v5/n5/二r5/n5/二mz5/2.53.14420-=-=10.5mm/s30302302通過箭頭法判斷得到齒輪5的轉(zhuǎn)向順時針，齒條6方向水平向右。905-4在題5-4圖所示行星減速裝置中，已知zi=Z2=17,Z3=51。當手柄轉(zhuǎn)過度時，轉(zhuǎn)盤H轉(zhuǎn)過多少角度?解：從圖上分析這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)

11、件為行星架。則有：i1HlnH03-Ah馬二-2二-3ni=1+3=4,nH當手柄轉(zhuǎn)過90:即n1=90：時，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的角度nH90=22.5；方向與手柄方向相同。45-8在題5-8圖所示錐齒輪組成的行星輪系中，已知各輪的齒數(shù)為zi=20、Z2=30、Z2，=50、z3=80,ni=50r/min,求nH的大小及方向。題5-8圖解：這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2為行星輪，H為行星H架二史工=三=.也圖一2.4n3n3-nHZ|Z2/2050;n3=0,n1=50r/min,nH=一2.4,，nH=14.7r/min,nH與方向相同0-nH5-9在題5-9圖所示差動輪系中，

12、已知各輪的齒數(shù)zi=30、Z2=25、Z2=20、Z3=75,齒輪I的轉(zhuǎn)速為200r/min（箭頭向上），齒輪3的轉(zhuǎn)速為50r/min（箭頭向下），求行星架轉(zhuǎn)速nH的大小及方向。解：這是一個周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2為行星輪，H為行星架。H.hnni-Hhz2z32575ii3=h-=二-二-二一3.125n3n3-nHz1z23020,設齒輪1方向為正，貝Un1=200r/min,n3=-50r/min3?_曳=一3.125-50-HhnH=10.61r/min,nH與方向相同。10-2試計算M20、M20X1.5螺紋的開角，并指出哪種螺紋的自鎖性較好。解由教材表10-1、

13、表10-2查得M20,粗牙，螺距P=2.5mm,中徑d2=18.376mm一、一一.P25螺紋升角=arctg=arctg=2.48二d23.1418.376M20M1.5,細牙，螺距P=1.5mm,中徑d2=d1+0.026=19.026mmP15螺紋升角=arctg=arctg=1.44二d23.1419.026對于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細牙螺紋中，細牙螺紋的升角較小，更易實現(xiàn)自鎖。11-7設斜齒圓柱齒輪傳動方向及螺旋線方向如題11-7圖所示，試分別畫出輪為主動輪時和輪2為主動輪時軸向力Fa1和Fa2的方向。輪1主動時輪2主動時題11-7圖輪1為主動輪2為主動時題11-7解圖、軸向11-

14、8在題11-7圖中，當輪2為主動時，試畫出作用在輪2上的圓周力力Fa2、和徑向力Fr2的作用線和方向。Fa2；徑解見題11-8解圖。齒輪2為右旋，當其為主動時，按右手定則判斷其軸向力方向向力Fr2總是指向其轉(zhuǎn)動中心；圓向力Ft2的方向與其運動方向相反。題11-8解圖低速級2)11-9設兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如題11-9圖所示，試問：1)斜齒輪的螺旋線方向應如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，加n=5mm1工3=17低速級螺旋角P應取多大數(shù)值才能使中間軸上兩個軸向力相互抵消。解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒

15、輪4的旋向應與齒輪3的旋向相反，為右旋。（2）由題圖可知：mn2=3mm、Z2=51、瓦=15、mn3=5mm、Z3=17分度圓直徑d=里3軸向力Fa=T2tanP=-2TsinPcos-dmnz2T.2T要使軸向力互相抵消，則：Fa2=Fa3即sinP2=sinP3mn2Z2mn3Z3_.一mn3Z33=arcsinsin-2mn2Z2517/=arcsinsin15=8.3=81835112-1計算例12-1的蝸桿和渦輪的幾何尺寸。解：從例12-1已知的數(shù)據(jù)有：m=4mm,d1=40mm,q=10,z1=2,z2=39,¥=11.3099：中心距a=98mm,因此可以求得有關的幾

16、何尺寸如下：蝸輪的分度圓直徑：d2=mz2=439=156mm蝸輪和蝸桿的齒頂高：h=m=4mma蝸輪和蝸桿的齒根高：hf=1.2m=1.24mm=4.8mm蝸桿齒頂圓直徑：da1=mq2=4102=48mm蝸輪喉圓直徑：da2=mz22=4392=164mm蝸桿齒根圓直徑：df1=mq-2.4）；=410-2.4）=30.4mm蝸輪齒根圓直徑：df2=mz2-2.4：=439-2.4：尸146.4mm蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：Pa1=R2=Px=nm=3.14父4=12.56mm徑向間隙：c=0.2m=0.24=0.8mm12-2如題12-2所示，蝸/f主動，T=20N.m,m=4mm,z

17、1=2,d=50mm,渦輪齒數(shù)Z2=50,傳動的嚙合效率n=0.75o試確定：（1）渦輪的轉(zhuǎn)向；（2）蝸桿與渦輪上的作用力的大小和方向。題12-2圖W),大拇指W2,可以解：(1)從圖示看，這是一個左旋蝸桿，因此用右手握桿，四指得到從主視圖上看，蝸輪順時針旋轉(zhuǎn)。(2)由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為T2=T1i=T1z2.z1=200,75502=375N.m蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即：Q2Ft1=Fa2=2工d1=220/5010=800N蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即：Fa1=Ft2=2Tjd2=2x375/(4x50x102=3750N

18、蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即：Fr1=Fr2=Ft2tan：=3750tan20=1364.89N12-3如題12-3所示為蝸桿傳動和錐齒輪傳動的組合，已知輸出軸上的錐齒輪Z4的轉(zhuǎn)向n,(1)欲使中間軸上的軸向力能部分抵消，試確定蝸桿傳動的螺旋線方向和蝸桿的轉(zhuǎn)向；(2)在圖中標出各輪軸向力的方向。題12-3圖解：（1）先用箭頭法標志出各輪的轉(zhuǎn)向，如圖12.5所示。由于錐齒輪軸向力指向大端，因此可以判斷出蝸輪軸向力水平向右，從而判斷出蝸桿的轉(zhuǎn)向為順時針，如圖12.5所示。因此根據(jù)蝸輪和蝸桿的轉(zhuǎn)向，用手握法可以判定蝸桿螺旋線為右旋。（2）各輪軸軸向力方向如圖12.5所示。13-

19、1一平帶傳動，已知兩帶輪直徑分別為150mm和400mm，中心距為1000mm,小輪主動、轉(zhuǎn)速為1460r/min。試求（1）小輪包角；（2）帶的幾何長度；（3）不考慮帶傳動的彈性滑動時彈性滑動時大輪的轉(zhuǎn)速；（4）滑動率名=0.015時大輪的實際轉(zhuǎn)速。d2-d1400-150斛(1)cos=0.125,o(=165.63=2.89rad22a21000二d2-d1L=2ad1d224a2二400-150=21000-150400241000=2879.13mm（3）不考慮帶的彈性滑動時，曳=電血d1dmn2-d21501460400=547.5r/min(4)滑動率e=0.015時,d1nl1

20、-；15014601-0.015n2-d2400=539.29r/min13-2題13-1中。若傳遞功率為平帶每米長的質(zhì)量q=0.35kg/m5KW,帶與鑄鐵帶輪間的摩擦系數(shù)f=0.3。所用試求（1）帶的緊邊、松邊拉力；（2）此帶傳動所需的初拉力；（3）作用在軸上的壓力。二dn二d1nl二1460150v601000(3)14-1f0.32.89e-=e2.38ef-2.38Fi=F-f=436.26=752.39Ne-12.38-111F2=F-n=436.26=316.13Nef-12.38-1,、11(2)F0F1F2752.39316.13=534.26N221c一.165.63Fq=

21、2F0sin=2532sin1060.13N在題14-1圖中I、H、m、IV軸，是心軸、轉(zhuǎn)軸、還是傳動軸?題14-1圖為傳動軸，II、IV為轉(zhuǎn)軸，III為心軸。14-6已知一單級直齒圓柱齒輪減速器，用電動機直拖動，電動機功率P=22KW,轉(zhuǎn)速n二1470r/min,齒輪的模數(shù)m=4mm,齒數(shù)z二18、Z2=82,若支承間跨距l(xiāng)=180mm（齒輪位于跨距中央），軸的材料用45號鋼調(diào)質(zhì)，試計算輸出軸危險截面處的直徑doT1=9.55106-=9.5510622000=1.429108N/mn1470Fr二Ftan空tan-2-429108tan20=1445NmZ14181000Frl414450

22、.18二65.025NmMed-3-H1=中,0.1e='M2+(”T12=<65.0252乂106+(0.6父1.429M1052=107.609乂103Nmm1.076110526.17583mm0.160故d28mm16-1說明下列型號軸承的類型、尺寸系列、結(jié)構(gòu)特點、公差等級及其適用場合。6005,N209/P6,7207C,30209/P5解由手冊查得6005深溝球軸承，窄寬度，特輕系列，內(nèi)徑d=25mm,普通精度等級（0級）。主要承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷；可用于高速傳動。N209/P6圓柱滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d=45mm,6級精度。只能承受徑向載荷

23、，適用于支承剛度大而軸承孔又能保證嚴格對中的場合，其徑向尺寸輕緊湊。7207c角接觸球軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d=35mm,接觸角3=15：鋼板沖壓保持架，普通精度等級。既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷，適用于高速無沖擊，一般成對使用，對稱布置。30209/P5圓錐滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d=45mm,5級精度。能同時承受徑向載荷和軸向載荷。適用于剛性大和軸承孔能嚴格對中之處，成對使用，對稱布置。16-6根據(jù)工作條件，決定在某傳動軸上安裝一對角接觸球軸承，如題16-6圖所示。已知兩個軸承的載荷分別為Fr1=1470N,F2=2650N,外加軸向力Fa=1000N,軸頸d=40mm,轉(zhuǎn)

24、速n=5000r/min,常溫下運轉(zhuǎn)，有中等沖擊,預期壽命Lh=2000h,試選擇軸承的型號題16-6圖解(1)按題意，外加軸向力Fa已接近Fr1,暫選支=25：的角接觸軸承類型70000AG（2）計算軸承的軸向載荷（解圖見16.4b）由教材表16-13查得，軸承的內(nèi)部派生軸向力F；=0.68Fr1=0.68x1470=1000N,方向向左F；=0.68Fr2=0.68x2650=1802N,方向向右因Fa+F；=1000+1802=2802N>F；=1000N,軸承1被壓緊Fa1=FA+F；=1000+1802=2802N軸承2被放松Fa2=F；=1802N(3)計算當量動載荷查教材表

25、16-12,e=0.68Fa2Fr2F1=2802=1.91>e,查表16-12得X1=0.41,丫=0.87Fr114701802=0.68=e，查表16-12得3650F=X1Fr1Y1Fa1=O4114700.872802=3040NP2=X2Fr2Y2Fa2=1265001802=2650N(3)計算所需的基本額定動載荷查教材表16-9,常溫下工作，ft=1；查教材表16-10,有中等沖擊，取fp=1.5;球軸承時，6=3；并取軸承1的當量動載荷為計算依據(jù)C；1;1.5304013=38.46KN50002000,106查手冊，根據(jù)C；和軸頸d=40mm,選用角接觸球軸承7308

26、AC合適(基本額定動載荷Cr=38.5KN）。機械基礎8.8 試繪出如圖8.17所示平面機構(gòu)的運動簡圖I圖8.178.9 試計算如圖8.18所示各運動鏈的自由度（若含有復合銀鏈、局部自由度或虛約束，應明確指出），并判斷其能否成為機構(gòu)（圖中繪有箭頭的構(gòu)件為原動件）。9.8某校鏈四桿機構(gòu)各桿的長度如圖時，將各得到什么類型的機構(gòu)？若將圖8.189.20所示，試問分別以a,b,c,d為機架500改為560,又為何種機構(gòu)？400解：a為機架b為機架c為機架d為機架15050：0150500150500150500圖9.203004a最短桿為機架，因此是雙曲柄機構(gòu)。3004a最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄

27、搖桿機構(gòu)。3004a最短桿的對邊為機架，因此是雙搖桿機構(gòu)。300皿最短桿的鄰邊為機架，因此是曲柄搖桿機構(gòu)。若將500改為560時，150+560>300十400,不滿足桿長條件，因此無論哪個桿為機架，都是雙搖桿機構(gòu)。9.9在如圖9.21所示的錢鏈四桿機構(gòu)中，已知lBC=50mm,lCD=35mm,lad=30mm,AD為機架。試求：1）若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB桿為曲柄，求Iab的最大值;2）若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求Iab的最小值；3）若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求Iab的數(shù)值。圖9.21解：1）因為機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB桿為曲柄，所以，AB桿為曲柄必為最短桿，有公式Iab+50E35

28、+30得，Iab的最大值為15mm2）因為機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，所以，AD桿必為最短桿，有公式Iab+35>503,01ab的最大值為45mm。3）若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求1ab的數(shù)值。10.3凸輪機構(gòu)常用的4種從動件運動規(guī)律中，哪種運動規(guī)律有剛性沖擊？哪種運動規(guī)律有柔性沖擊？哪種運動規(guī)律沒有沖擊？如何來選擇從動件的運動規(guī)律？答：剛性沖擊：等速運動。柔性沖擊：等加速等減速運動規(guī)律；余弦加速度運動規(guī)律。沒有沖擊：正弦加速度運動規(guī)律。可以根據(jù)機構(gòu)所承受的載荷以及運動速度來選擇。1 如圖10.22所示為尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的運動線圖，但給出的運動線圖尚不完全，試在圖上補全各段的曲線，并指出哪

29、些位置有剛性沖擊？那些位置有柔性沖擊？os圖10.22圖11.32所示的傳動簡圖中，II軸上裝有2個斜齒輪，試問如何合理的選擇齒輪的旋向？圖11.32答：根據(jù)R軸上所受的軸向力為最小來選擇齒輪的旋向。假如I軸轉(zhuǎn)向為順時針，則n軸齒輪的轉(zhuǎn)向為逆時針，n軸的小斜齒輪假設軸向力向外，根據(jù)左手定則，小斜齒輪的旋向為左旋，同理，另一個大齒輪的旋向也是左旋。試分析如圖11.33所示的蝸桿傳動中，蝸桿的轉(zhuǎn)動方向，并繪出蝸桿和渦輪嚙合點作用力的方向。圖11.33如圖11.34所示為一手搖蝸桿傳動裝置。已知傳動比i=50,傳動效率4=0.4,卷筒直徑D=0.6m。若作用手柄上的力F=200N,則它能夠提升的重量

30、G是多少？圖11.34某斜齒圓柱齒輪傳動的中心距a=300mm,小齒輪的齒數(shù)Z二40,傳動比i=2.7,試確定該對斜齒輪的模數(shù)m,螺旋角P及主要幾何尺寸。已知一對標準斜齒圓柱齒輪傳動齒數(shù)Z二21,Z2=22,«n=20,mn=2mm,a=55mm。要求不用變位而湊中心距，這對斜齒輪的螺旋角應為多少？某外圓磨床的進給機構(gòu)如圖12.18所示，已知各輪的齒數(shù)為4=28,Z2=56,Z3=38,Z4=57,手輪與齒輪1相周連，橫向絲桿與齒輪4相周連，其絲桿螺距為3mm,試求當手輪轉(zhuǎn)動1/100轉(zhuǎn)時，砂輪架的橫向進給量S12.5在如圖Z4=20若n1=n4=120r/min,且“與門4轉(zhuǎn)向相反

31、，試求iH1。，1圖12.22軸的功用是什么？答：軸的功用是支撐旋轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)運動和動力的傳遞。試說明下列幾種軸材料的適用場合：Q235A,45,40Cr,20CrMnTi,QT600-2。答：Q235A用于載荷不大、轉(zhuǎn)速不高的一般不重要的軸。45用于應用于應力集中敏感性小的場合，一般用于用途和較重要的軸。40Cr應用于強度高而尺寸小、重量輕的重要的軸或特殊性能要求的軸。20CrMnTi用于齒輪，軸類，活塞類零配件等用于汽車，飛機各種特殊零件部位，良好的加工性，加工變形微小，抗疲勞性能相當好。QT600-2應用于制作形狀復雜的軸。在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸粗得多？答：因為低

32、速軸的扭矩大高速軸的扭矩小所以低速軸要選擇粗一些。在軸的結(jié)構(gòu)工藝性來看，在作軸的設計時應該注意哪些問題？答：(1)、軸上零件有準確的位置和可靠的相對固定。(2)、良好的制造和安裝公益性。(3)、形狀、尺寸應有利于減少應力集中。15.5如圖15.13所示為幾種軸上零件的軸向定位和固定方式，試指出其設計錯誤，并畫出改正圖。16.1滾動軸承一般由哪些基本元件組成？各有什么作用？答：滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使

33、用性能和壽命；保持架能使?jié)L動體均勻分布，防止?jié)L動體脫落，引導滾動體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用。16.5試說明下列軸承代號的含義，并說明哪個軸承不能承受徑向載荷？330862107200AC/P6N409/P55307/P6答：33083圓錐滾子軸承(0)3寬度系列為0,3為直徑系列代號08內(nèi)徑為40mm62106深溝球軸承(0)2寬度系列為0,2為直徑系列代號10-內(nèi)徑為50mm7200AC/P67角接觸球軸承(0)2寬度系列為0,2為直徑系列代號00-內(nèi)徑為10mmAC公稱接觸角a=25°P6-一軸承公差等級為6級N409/P5N圓柱滾子軸承(0)4寬度系列為0,4為直徑系列代號09-一-內(nèi)徑

34、為45mmP5-一軸承公差等級為5級5307/P65-推力球軸承(0)3寬度系列為0,3為直徑系列代號07-內(nèi)徑為35mmP6-一軸承公差等級為6級5307/P6不能承受徑向載荷。16.7試說明滾動軸承的基本額定壽命、基本額定動載荷、當量動載荷的意義。答：基本額定壽命：一批同樣的軸承，在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中百分之九十的軸承不發(fā)生疲勞點蝕時所能達到的壽命?；绢~定動載荷：滾動軸承若同時承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計算軸承壽命時在相同條件下比較，在進行壽命計算時，必須把實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷，用P表示。當量動載荷：使軸承的基本額定壽命恰好為一百萬轉(zhuǎn)時，軸承所

35、能承受的載荷值，稱為軸承的基本額定動載荷，用C表示。對向心軸承，指的是純徑向載荷，用Cr表示；對推力軸承，指的是純軸向載荷，用Ca表示。16.11已知一傳動軸上的深溝球軸承，承受的徑向載荷Fr=1200N,軸向載荷Fa=300N,軸承轉(zhuǎn)速n=1460r/min,軸頸直徑d=40mm,要求使用Lh=8000h,載荷有輕微沖擊，常溫下工作，試選擇軸承的型號尺寸汽車機械基礎4-1軸的功用是什么？根據(jù)所受的載荷不同，軸分為哪幾種類型？各舉一例說明。答：軸的功用是支撐旋轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)運動和動力的傳遞。轉(zhuǎn)軸：電動機的輸入軸。心軸：火車的輪軸。傳動軸：連接汽車變速器與后橋的軸。4-5某傳動軸所傳遞的功率P=

36、750Kw,轉(zhuǎn)速n=400r/min。若采用45鋼正火，該軸所需的最小直徑是多少？4-6圖4-10中，若軸的支承跨距L=400mm,主動齒輪分度圓直徑d=180mm,螺旋角P=15“，傳遞功率Pi=7KW,轉(zhuǎn)速ni=300r/min,軸的材料采用45鋼調(diào)質(zhì)。試確定軸的危險截面上的直徑。指出圖4-10中主動軸結(jié)構(gòu)的不合理之處，并提出改進意見。圖4-10主動軸5-8滾動軸承的額定動載荷和當量動載荷有何關系？答：在進行壽命計算時，必須把實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷。5-9滾動軸承壽命設計計算的基本思想是什么？什么情況下需要作滾動軸承的靜強度計算？答：滾動軸承壽命設計

37、計算的基本思想是軸承壽命不小于滾動軸承的預期壽命。對于承受連續(xù)載荷或間斷載荷而不旋轉(zhuǎn)的軸承；在載荷作用下緩慢旋轉(zhuǎn)的軸承；承受正常載荷但受到短時沖擊的軸承，要考慮靜強度計算。5-10說明以下幾個代號的含義：7210B、7210AC、N210E、51210、30316、7305B/P4。答：7210B3-一角接觸球軸承(0)2寬度系列為0,2為直徑系列代號10內(nèi)徑為50mm7200AC7角接觸球軸承(0)2寬度系列為0,2為直徑系列代號00內(nèi)徑為10mmAC公稱接觸角a=25°N210EN圓柱滾子軸承(0)2寬度系列為0,2為直徑系列代號10內(nèi)徑為50mmE軸承公差等級為6級512105

38、推力球軸承1寬度系列為1,2為直徑系列代號10內(nèi)徑為50mm303163圓錐滾子軸承0寬度系列為0,3為直徑系列代號16內(nèi)徑為82mm7305B/P47角接觸球軸承(0)3寬度系列為0,3為直徑系列代號05內(nèi)徑為25mmB公稱接觸角a=40P4軸承公差等級為4級5-11一深溝球軸承需要承受的徑向載荷為10000N,軸向載荷為2000N,預期壽命為10000h,軸彳全為50mm。試選擇兩種型號的軸承并作比較。6-1試說明聯(lián)軸器和離合器在軸連接中起到什么作用？答：聯(lián)軸器和離合器都是機械傳動中常用件，用于軸與軸(或其它回轉(zhuǎn)零件)的連接，傳遞運動和動力，也可作為安全裝置。區(qū)別在于聯(lián)軸器將兩軸連接后，機械在運轉(zhuǎn)中兩軸不能分離，只有停機后才能拆開。而離合器在機械運轉(zhuǎn)中能隨時結(jié)合與分離，實現(xiàn)機械操作系統(tǒng)的斷續(xù)、變速、換向。聯(lián)軸器一般用于動力機(如電機)與工作機之間的鏈接，離合器用于操作機構(gòu)中，比如汽車離合器是傳動系中起到動力傳遞的結(jié)合和分離及過載保護作用。6-2某發(fā)動機需要電動機啟動，當發(fā)動機運行正常后，兩機脫開，試問兩機問該采用哪種離合器？答：6-4萬向節(jié)有什么作用？由其結(jié)構(gòu)