《精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第二版)》裘祖榮習(xí)題參考答案

1、 # 第一章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的靜力學(xué)平衡1解：力和力偶不能合成；力偶也不可以用力來(lái)平衡。1-2解：平面匯交力系可以列出兩個(gè)方程，解出兩個(gè)未知數(shù)。 # # # #1-3解：q(x)100 x # #1-4勺Sdx66.7(KN-m)B解:1)O13）同理，0】B桿在B點(diǎn)受力FB，和FB是1BB一對(duì)作用力和反作用力，F(xiàn)b=FB=5N；且在0點(diǎn)受力F01，F(xiàn)01和Fb構(gòu)成一力偶與m2平衡,所以有mFOB02B1代入OB=600mm,得m2=3N.m。BJFF2）o-AA用力和反作用力。顯然0A桿在0點(diǎn)受力FO,F0和FA構(gòu)成一力偶與m1平衡，所以有FOAsin30-m=0A1代入OA=400mm，m1=1

2、Nm，得Fa=5N1A所以Fa=Fa=5N，F(xiàn)b=Fa=5N，AABA即桿AB所受的力S=FA=5N # # #1-5解：當(dāng)cosaTNAX最后解得：N1o2a最大，即a=60。時(shí),首先取球?yàn)槭芰Ψ治鰧?duì)象,對(duì)球的正壓力N2和桿AB，處于平衡。有：受重力P,墻對(duì)球的正壓力l1+1/cosasin2aPalsinap貝gN=P/siaii2）取桿AB進(jìn)行受力分析，受力如圖所示,桿AB平衡，則對(duì)A點(diǎn)的合力矩為0：M(F)Tlcosa-NAD=0A13)根據(jù)幾何關(guān)系有aaa(1+cosa)AD+sinatana1cosa一cos2a有T.=4Pa/l。minsina # 1-6解：1)取整體結(jié)構(gòu)為行受

3、力分析，在外力(重力P、在B點(diǎn)的正壓力FB和在C點(diǎn)的正壓力BFC)作用下平衡，則對(duì)B點(diǎn)取矩，合力矩為0：M(F)二0B=F21，cos-P(2lcos-acos)C解得F二P(1-)，F(xiàn)二P-F二PBC2l2)AB桿為三力桿，三力匯交，有受力如圖所示。根據(jù)平衡條件列方程：F=0=S-F，cosExAF二0二F-F，sinyBA2l解得：S=F/tan卩Bh又根據(jù)幾何關(guān)系知：tan=廠lcosPacosS=將Fb和tan卩代入得:2h # # #1-7解：FAAFaAB桿是二力桿，受力如圖，F(xiàn)a和FB大小相等，方向相反。B取滑塊進(jìn)行受力分析，受外力F,正壓力N,和桿AB對(duì)它的力FB(和FBBB是

4、一對(duì)作用力和反作用力)。根據(jù)平衡條件可列方程F=0=F，cos-FyB即F-F/coB3)取OA桿進(jìn)行受力分析。OA桿在A點(diǎn)受力Fa(和fa是一對(duì)作用力和反作用力)。對(duì)O點(diǎn)取矩，根據(jù)平衡條件合力矩為0：M(F)=0=F-dMOA即：M=F，d-F，d-F，d-F，d-Fd/cosAABB又:d=(200+100)sintan=100/200解得：M=60000N.mm=60N.m 1-8解：1）BC桿是二力桿，受力在桿沿線上。2）取CD桿和滑輪為一體進(jìn)行受力分析。其中滑輪受力可簡(jiǎn)化到中心E（如圖，T=Q）oC點(diǎn)受力FC（方向由二力桿BC確定）。列平衡方程：M(F)，0，F(xiàn)cosCDT-DEDC

5、，0，F(xiàn)-CDT-CEDX0，F(xiàn)sin+F一QYCDY代入已知參數(shù)，解得：Fdx=2Q,1-9解：AYFaxsDQ其定鉸THy,jly丄(JV7V丄、o程：*Fdxdf1-10解：1）取偏心輪分析受力，處于平衡狀有N和Fc構(gòu)成一力偶，與m平衡。有fc=n,Fax=2400N，M(F)，0，mN-e，得:CN=m/e2）取推桿分析受力，處于平衡狀態(tài)時(shí)有（推桿有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故摩擦力方向如圖，且正壓力N和N是一對(duì)作用力和反作用力，N=N）：M(F)，0，NaN-b+F-d/2F-d/2OAAB乙F，0，NNEXABF，0，NQFFABFa，f-Na，F(xiàn)，f-N聯(lián)立方程BB組解得：NA=am/be

6、,3）若要推桿不被卡住，則要求有FA=FB=fam/beNQ+F+F，代入相應(yīng)結(jié)果得：b丄竺ABmeQl-ABQ-ADTFcosBFsinQBFay=1200N # CD是二力桿，所以在D點(diǎn)磚所受的約束反力R(和CD桿D端受力為一對(duì)作用力和反作用力)方向在GD連線上，如圖所示。若要把磚夾提起，則要求約束反力R在摩擦角范圍之內(nèi)，即要求aba，arctan,，arctanfHD又HD=25030=220(mm)f=0.5,代入解得bvllOmm。即距離b110mm,可提起磚夾。 #第二章機(jī)械工程常用材料及鋼的熱處理1解：表征金屬材料的力學(xué)性能時(shí)，主要指標(biāo)有：強(qiáng)度（彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限），剛

7、度、塑性、硬度。2-2解：鋼材在加工和使用過(guò)程中，影響力學(xué)性能的主要因素有：含碳量、合金元素、溫度熱處理工藝。2-3解：常用的硬度指標(biāo)有三種：布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HRC洛氏C標(biāo)度硬度）、維氏硬度（HV）。2-4解：低碳鋼（CW0.25%）；中碳鋼（0.25%VCW0.6%）；高碳鋼（06%）2-5解：冶煉時(shí)人為地在鋼中加入一些合金元素所形成的鋼就是合金鋼。其中加入Mn可以提高鋼的強(qiáng)度和淬透性；加入Cr可以提高鋼的硬度、耐磨性、沖擊韌性和淬透性；加入Ni可以提高鋼的強(qiáng)度、耐熱性和耐腐蝕性。2-6解：有色金屬主要分為以下幾類(lèi)：1）銅合金：良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性、延展性。2）鋁合金：

8、比強(qiáng)度高，塑性好，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性良好，切削性能良好。3）鈦合金：密度小，機(jī)械強(qiáng)度高、高低溫性能好，抗腐蝕性良好。2-7解：常用的熱處理工藝有：退火、正火、淬火、回火、表面熱處理和化學(xué)熱處理。2-8解：鋼的調(diào)質(zhì)處理工藝指的是淬火加高溫回火。目的是為了獲得良好的綜合機(jī)械性能，即良好的強(qiáng)度、韌性和塑性。2-9解：鍍鉻的目的是為了使材料表層獲得高的化學(xué)穩(wěn)定性，并具有較高的硬度和耐磨性。鍍鎳是為了獲得良好的化學(xué)穩(wěn)定性，并具有良好的導(dǎo)電性。2-10解：選擇材料時(shí)主要滿足使用要求、工藝要求和經(jīng)濟(jì)要求。 # 第三章零件強(qiáng)度、剛度分析的基本知識(shí)3-1解：截面法，求直桿任一截面處的內(nèi)力截面I-I處的內(nèi)力，根據(jù)平衡條

9、件:F=30KN,1=30000/300=100(Mpa)Al，il，100 x1000，0.5mmEi20 x104截面II-II處的內(nèi)力，根據(jù)平衡條件:F=3050KN=20(KN)2F250KN30KN2=20000/200=100(Mpa)100Al，21，x2000，1mm2E220 x1043)截面IIIIII處的內(nèi)力，根據(jù)平衡條件:F=305080=60(KN)320KN3=60000/300=200(Mpa)200Al，31，x1000，1mm3E320 x104桿的總變形為：Al，AlAlAl，0.5(mm)123可知，最大軸向力發(fā)生在A3段內(nèi)。因?yàn)?160MPa3，所以桿較

10、危險(xiǎn)，但若考慮安全系數(shù)，則還有一定的欲度，未必破壞。3-2解：受力分析圍繞c點(diǎn)，將AC、BC兩桿截開(kāi)得分離體, # # #B3Fb応力，根據(jù)平衡條件：Fc0$，F(xiàn)A，解得F，F(xiàn)，1303KNoABC和桿BC所受軸向內(nèi)力為130/組KNoq107MPa40mm兀hdnx80MPaQ兀d2/4竺4x2KN106冊(cè)尸。,nd2nx(17mm)2所以鉚釘強(qiáng)度合格。5解：題示鉚釘聯(lián)接剪切面，剪切力Q=F # # # #3-6解：杠桿為三力桿，三力匯交，故在B點(diǎn)處受力F如圖所示。列平衡方程：3-7解：最大剪應(yīng)力MmaxW0.2d3t1000N-m0.2x(0.05m)340MPa1m長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角Mi1000

11、nlGI82000 x106x0.1x0.053P180Q1fZM(F)0F-40Fsin4580廠fVB12:半,4x35KN/2Q15mmnk兀x100MPa # # # #3-8解：CB段內(nèi)I-I處截開(kāi),衡條件:)0N.m，取右端分離體,0=2000(N.m)5000=25(Mpa)2x0.13x0.5Q-0.003(rad)00 x106x0.1x0.144x0.5Q0.0012(rad)x106x0.1x0.143+1.20.0018(rad)Q-0.103-5000 即截面C相對(duì)A的扭轉(zhuǎn)角為0.1033-9解：，I910639解.I=(D4d4)=(1004504)u9106(mm

12、4)，W=1.8105(mm3)p3232tD/2100/2由二1.5/180沁0.26(rad),l=2000mm代入Mn=9GI/1=96KN.m,T=MnmaxmaxpmaxWt3-10解：由MnT，需用剪切力相等，得WW,WTt空t實(shí)td=40cm,a=0.6,解得：空心軸外徑D=42cm?？招妮S與實(shí)心軸的重量比為：A/A471?？諏?shí)3-11解：1)首先求支反力。工F=0=R+R-F-FEyAB12M(F)=0=400F+1100F-800RA21B解得：RA=100N,RB=450N2)采用截面法求剪力和彎矩截面11，取分離體如圖，根據(jù)平衡：Q1(x)=RA=100N(0 x400)

13、M(x)=Rax=100 x(N-m)截面22，取分離體如圖，根據(jù)平衡：Q2(x)=RA-F2=-250N(400 x800)M2(x)=F2-400+Q2-x=140000-250 x(N-m)截面33，取分離體如圖，根據(jù)平衡：Q3(x)=F1=200N(800 x1100)M3(x)=-F1-(1100-x)=-220000+200 x(N-m)其中，x=400mm時(shí)，M(x)=40N-mx=800mm時(shí)，M(x)=-60N-m則根據(jù)計(jì)算結(jié)果作出剪力圖和彎矩圖如圖。=533N/mm2即0.2D3(14)=0.2d3RaRaQ(x)M(x)A旳=3350NW3-12解：Q1軻M1(x)Q2(

14、x)M2(x)100N200N-250N40N.m-60N.x4003001時(shí)2a+b)RB叫Ra=-Rb=M/X分別取截面1-1(左段)、2-2(右段)，取分離體，根據(jù)平衡：Q(x)=R=M/l，M(x)=R-x=M-x/1(0 xa)1A01A0Q2(x)=RA=M0/l,(axl)M2(x)=Rb-x=-M0-(l-x)/l2 #2 3-13解：1)首先求支反力。工F=0=R,Rql工M(F)=0=Rl-JlqxdxIAB0解得：RA=RB=ql/22)采用截面法求剪力和彎矩截面11,取分離體如圖,根據(jù)平衡：Q(x)=RA-qx=q(l/2-x)3-14M(x)=Rx一qx-x/2=ql

15、x/2一qx2/2A解：本結(jié)構(gòu)相當(dāng)于是一懸臂梁,端部受一力F的作用，所以工件端點(diǎn)的撓度為Fl3xymax3EI其中I=d4,d=15mm,又F=360N,64代入上式解得y0.1mmmaxE=2.0X105MPa,2 2 #x=x=3Wq得許用載荷:3-15解：1)首先求支反力。工F=0=R,R,FFyAB|乙M(F)=0=4F,6R2FAB解得：R=F/3,R=-F/3AB2)采用截面法求剪力和彎矩截面11,取分離體如圖,根據(jù)平衡Qi(x)=RA=F/3(0 x2)M1(x)=RA-x=Fx/3(N-m)截面22,取分離體如圖,根據(jù)平衡Q2(x)=RA-F=-2F/3(2x4)M2(x)=2

16、F-2Fx/3(N-m)截面33,取分離體如圖,根據(jù)平衡Q3(x)=-RB=F/3(4x35+30，L15mmABAB15mmvLab50mm,此時(shí)AD為最短桿AB則30+L50+35，L55mmABAB又，AB的值不應(yīng)大于其余三桿長(zhǎng)度之和55mmLABL+35，L45mmABAB30mmLaba+b=20mm,不滿足曲柄存在必要條件，因此最短桿必然不是c或d，只能是a桿。則1)c為最長(zhǎng)桿：TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark166a+cb+d(1)c+d=25(2)由(1)(2)，且c、d的長(zhǎng)度為整數(shù)，得c=13mm，d=12mm2)d為最長(zhǎng)桿： HYPERL

17、INK l bookmark170a+d1,h=1.25m,d=41.46m,z=42f當(dāng)m1,h=1.3md=44.78=,f若m1,z42時(shí)，d42m2hdf1一COSd一2hdcosf則齒根圓大若m1,z45時(shí)，d45m2hdf1一COS則齒根圓大題7-6如圖7-68所示，有一漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪，用卡尺測(cè)量其三個(gè)齒和兩個(gè)齒的公法線長(zhǎng)度為W=61.83mm和W32=37.55mm,齒頂圓直徑d=208mm,a齒根圓直徑d=172mm,數(shù)得齒數(shù)z=24。要求確定該齒輪的模數(shù)m、壓力角、齒頂高系數(shù)h*和徑向間隙系數(shù)ac*。解法1：由齒輪公法線測(cè)量原理，有：PW-W24.28mmb32SW-P1

18、3.27mmb2b由漸開(kāi)線圓柱齒輪任意圓上的齒厚公式rS=S亠-2r(inv,-inv,)iriirS-b-2r(inv,inv,)rbb #2 #2Scos，2Pzb2(0-inv,) #2 #2inv,(菩-2)0.00609212b查表得：，沁15PP24.28m=b8.0012,取m=8。cos,cos15。dd+2hm(z+2h*)，解得h*=1ddaa2haah*-2C*)，解得C*=0.251一cos,解法2：PW-W24.28mmb32 #2 #2Pz24.28x24b185.49mm已知：dddba(ddd也可以)，fa由于m #2 #2dddbm=_一，將已知數(shù)據(jù)代入得:z

19、zz7.7m1則h=2.25m=2.25*2=4.5mm11d，-(d+d)，(48+240)，144mm2122s，3.14mm2e，s，3.14mmp，e+s，6.28mmp，pcosa，6.28*cos20，5.9mmb則，1.72BB，p，5.9*1.72，10.112b7-9何謂根切？它有何危害？如何加以避免？用范成法加工齒輪時(shí)，當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線或齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)超過(guò)被切齒輪的極限嚙合點(diǎn)N時(shí)，刀具的齒頂將把被切齒輪齒根的漸開(kāi)線齒廓切去一部分，這種現(xiàn)象稱(chēng)為根切現(xiàn)象。根切不僅使輪齒的彎曲強(qiáng)度削弱，破壞了正確齒形，重疊系數(shù)也有所降低，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，對(duì)傳動(dòng)質(zhì)量不利，故應(yīng)力求避免這種現(xiàn)象

20、為了避免發(fā)生根切現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)應(yīng)有一個(gè)最少的限度。7-13試分別指出斜齒圓柱齒輪傳遞、直齒錐齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是什么？斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件，除了兩輪模數(shù)和壓力角分別相等外，當(dāng)為外嚙合時(shí)，兩輪的螺旋角應(yīng)大小相等、方向相反，即m，mn1n2，n1n2P，-卩12直齒錐齒輪的正確嚙合條件是兩當(dāng)量齒輪的模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等，也就是兩錐齒輪的大端模數(shù)和壓力角必須分別相等，即m，m，m（為標(biāo)準(zhǔn)值）12，（為標(biāo)準(zhǔn)值）12蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件為：主平面內(nèi)蝸桿的軸向齒距p（p，nm）與蝸輪的TOC o 1-5 h zx1x1x1端面齒距p（p，nm）應(yīng)相等。即蝸輪的端面模數(shù)m應(yīng)等于

21、蝸桿的軸向模數(shù)t2t2t2t2m，且均為標(biāo)準(zhǔn)值；同時(shí)蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸向壓力角，x1t2x1亦均為標(biāo)準(zhǔn)值。即m，m，mt2x1，t2x1同時(shí)還須保證=P。題7-14已知二級(jí)平行軸斜齒輪傳遞，主動(dòng)輪1的轉(zhuǎn)向及螺旋方向如圖所示。1）低速級(jí)齒輪3、4的螺旋方向應(yīng)如何選擇，才能使中間軸II上兩齒輪的軸向力方向相反？圓周力耳的方向：在主動(dòng)輪上與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，在從動(dòng)輪上與轉(zhuǎn)向相同（驅(qū)動(dòng)力）。徑向力F的方向：方向均指向各自的輪心（內(nèi)齒輪為遠(yuǎn)離輪心r方向）。軸向力F的方問(wèn)：取決于齒輪的回轉(zhuǎn)方向和輪齒的螺旋方向，a可按主動(dòng)輪左、右手螺旋定則來(lái)判斷。即:主動(dòng)輪為右旋時(shí),右手按轉(zhuǎn)動(dòng)方向握軸，以四指彎曲方

22、向表示主動(dòng)軸的回轉(zhuǎn)方向，伸直大拇指，其指向即為主動(dòng)輪上軸向力的方向；主動(dòng)輪為左旋時(shí)，則應(yīng)以左手用同樣的方法來(lái)判斷。主動(dòng)輪上軸向力的方向確定后，從動(dòng)輪上的軸向力則與主動(dòng)輪上的軸向力大小相等、方向相反。所以，齒輪2和齒輪3為左旋，齒輪4為右旋。欲使中間軸II上兩輪軸向力相互完全抵消,2)若輪1的卩=18,d/d=5/3,123齒輪3的螺旋角應(yīng)多大？2TF=F，tanp=，tanflatd # #由于T=T3,所以如果Fa2=Fa3,則a2a3tanptanp2=3，p=arctan(?，tanp)1123)齒輪2受力分析圖 # #題7-15圖7-70所示為一圓柱蝸桿一直齒錐齒輪傳動(dòng)。已知輸出軸上錐

23、齒輪n的轉(zhuǎn)向，為4使中間軸上的軸向力互相抵消一部分，試在圖中畫(huà)出：1）蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向。2）各輪所受的圓周力、徑向力和軸向力的方向。 # =101,題7-19圖7-71示為一個(gè)大傳動(dòng)比的減速器，已知其各齒輪的齒數(shù)為=100,=100，馮=99。求原動(dòng)件已對(duì)從動(dòng)件1的傳動(dòng)比處。又當(dāng)可=99而其他輪齒數(shù)均不變，求傳動(dòng)比伽1。試分析該減速器將有何變化。解：轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比：.n-n.z*z101*99iH=H(-1)22313n-nz*z100*1003H12n則i_H10000H1n1 # # #題7-20在圖7-72示雙螺旋槳飛機(jī)的減速器中，已知及=15000r/min，試求尸和卞的

24、大小和方向。解：此輪系為2個(gè)丁星輪系串聯(lián)組合而成。1、2、3、彳丁星輪系，4、5、6、H(Q)彳丁星輪系。根據(jù)同心條件：z2z+z66321z2z+z66654且n=03 HYPERLINK l bookmark321nnzP(1): HYPERLINK l bookmark323n-nz3P1n，4239.5r/minP又n=06n-nziHQ(一1)f HYPERLINK l bookmark33346n-nz6Q4iH13所以所以n，1324.7r/minQ6626轉(zhuǎn)向與氣相同6630轉(zhuǎn)向與n相同4 題7-21在圖7-73示輸送帶的行星減速器中，已知可=10，可=72及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速叫=1

25、450r/min,求輸出軸的轉(zhuǎn)速n。4解：區(qū)分基本輪系1、2、3H行星輪系，1、2、2、4、H差動(dòng)輪系 HYPERLINK l bookmark346n-nziH圧(1)T HYPERLINK l bookmark36113n-nz3H13652nr/min，方向同n1H2137.n-n/、z*ziHH(1)T414n-nz*zn6.29r-min，方向同n1432*7210*30=30,=74,=32，題7-22在圖7-74所示自行車(chē)?yán)锍瘫淼臋C(jī)構(gòu)中,為車(chē)輪軸。已知各輪的齒數(shù)為可=17，=23,引=19，可=20及話=24。設(shè)輪胎受壓變形厚，使28英寸車(chē)輪的有效直徑約為0.7m。當(dāng)車(chē)行1km時(shí)

26、，表上的指針剛好回轉(zhuǎn)一周，求齒輪2的齒數(shù)。解:由題意得，1000當(dāng)ni,D區(qū)分基本輪系：1000454時(shí)，n=13.14*0.751,2定軸輪系，3、4、4、H行星輪系在行星輪系中,.n-niH=H53n-n3Hz*z11534=z*z11445所以i31iH5-5H53n114所以n-114nHH5nzi112nz又nn=-114n12nHz5 HYPERLINK l bookmark401所以仝114nz51 HYPERLINK l bookmark403n*z445*17Z14682114n114*15 # 解：慢進(jìn)時(shí)，1、2、3、H為行星輪系i=1-iH=1-（-仝）=1,48=41H

27、13z161S=nL=1*4=4mmH=召=旺=16,題7-23在圖7-75示車(chē)床尾架套筒的微動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，已知可絲杠螺距P=4mm。慢速進(jìn)給時(shí)齒輪1與齒輪2嚙合，快速退回時(shí)齒輪1插入內(nèi)齒輪4。求慢速進(jìn)給和快速退回過(guò)程中，手輪回轉(zhuǎn)一周時(shí)套筒移動(dòng)的距離各為多少？n1n=iH441移動(dòng)距離S=nL=*4=1mmh4快進(jìn)時(shí)，1、4唯一整體n=n=n=1H41 #第八章帶傳動(dòng)8-1帶傳動(dòng)所能傳遞的最大有效圓周力與哪些因素有關(guān)？為什么？帶傳動(dòng)所能傳遞的最大有效圓周力的大小取決于張緊力F、包角和當(dāng)量摩擦系數(shù)f。在0V張緊力F、包角一定時(shí)，當(dāng)量摩擦系數(shù)f的值愈大，則帶所能傳遞的最大有效圓周力F0Vt也越大。

28、8-2帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶內(nèi)應(yīng)力變化情況如何？在什么位置？由哪些應(yīng)力組成？研究帶max內(nèi)應(yīng)力變化的目的何在？最大應(yīng)力發(fā)生在帶緊邊進(jìn)入小帶輪處，由三部分應(yīng)力組成（緊邊拉力產(chǎn)生的應(yīng)力、離心力產(chǎn)生的應(yīng)力、帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力）。因?yàn)槿糇畲髴?yīng)力超過(guò)帶的許用應(yīng)力，帶將產(chǎn)生疲勞破壞，故需要研究?jī)?nèi)應(yīng)力的變化，控制最大應(yīng)力。8-3與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)有哪些特點(diǎn)？主要適用于何種工作場(chǎng)合？同步帶中，帶與帶輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪能作同步傳動(dòng)，保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。同步帶廣泛應(yīng)用于要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確的中、小功率傳動(dòng)中，如家用電器、計(jì)算機(jī)、儀器及機(jī)床、化工、石油等機(jī)械。8-4已知額定功率為0.6kW，轉(zhuǎn)速

29、為1500r/min的同步電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)某醫(yī)用設(shè)備工作，每天工作8h，根據(jù)給定的初步中心距和帶輪直徑計(jì)算帶的周長(zhǎng)為1210mm，所需帶寬帶為23mm，現(xiàn)要求選擇該傳動(dòng)的同步帶型號(hào)規(guī)格。表8-5（查得Ka=1.2）,求得Pd=0.72；由Pd和1500r/min查圖8-11得L帶；由表8-1查得Pb=9.525；由L0=1210,查表8-2得480,及Z=128；由帶寬23,得Bs=25.4,查得代號(hào)100。即：480L100 第九章螺旋傳動(dòng)題91螺距與導(dǎo)程有何區(qū)別？?jī)烧咧g有何關(guān)系？解：螺距是指螺紋相鄰兩牙在中經(jīng)線上的對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。導(dǎo)程是指同一條螺旋線上相鄰兩牙在中經(jīng)線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向

30、距離。對(duì)于單線程螺紋螺距既是導(dǎo)程。對(duì)于多線螺紋，導(dǎo)程等于代數(shù)與螺距的乘積。題9-2何謂示數(shù)螺旋傳動(dòng)？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足哪些基本要求？解：示數(shù)螺旋傳動(dòng)指在傳動(dòng)鏈中，用以精確地傳遞相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)位移的螺旋傳動(dòng)。對(duì)示數(shù)螺旋傳動(dòng)的主要要求是傳動(dòng)精度高，空回誤差小。題9-3滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？解：優(yōu)點(diǎn)：（1）降速傳動(dòng)比大螺桿（或螺母）轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)，螺母（或螺桿）移動(dòng)一個(gè)螺距（單頭螺紋）。因?yàn)槁菥嘁话愫苄。栽谵D(zhuǎn)角很大的情況下，能獲得很小的直線位移量，可以大大縮短機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈，因而螺旋傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、傳動(dòng)精度高、工作平穩(wěn)。（2）具有增力作用只要給主動(dòng)件一個(gè)較小的轉(zhuǎn)矩，從動(dòng)件即能夠得到較大的軸向力。

31、（3）能自鎖當(dāng)螺旋線升角小于摩擦角時(shí)，螺旋傳動(dòng)具有自鎖作用。缺點(diǎn)：效率低、磨損快由于螺旋工作面為滑動(dòng)摩擦，致使其傳動(dòng)效率低（一般為30%40），磨損快，因此不適于高速和大功率傳動(dòng)。題9-4滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算中，一般多限制螺母螺紋的扣數(shù)n（n=H/P）W10,為什么？又在什么情況下，需要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算？解：考慮到螺紋間載荷實(shí)際分布不均勻，螺母螺紋的扣數(shù)n應(yīng)小于等于10。受軸向壓力的螺桿，當(dāng)軸向壓力較大，且螺桿長(zhǎng)度與直徑的比值較大時(shí)，螺桿可能失去穩(wěn)定而產(chǎn)生側(cè)向彎曲，應(yīng)對(duì)螺桿進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。題9-5影響螺旋傳動(dòng)精度的因素有哪些？如何提高螺旋傳動(dòng)的精度？解：影響螺母?jìng)鲃?dòng)精度的主要因素是：螺紋參數(shù)誤差

32、；螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)誤差；溫度誤差；螺桿的變形誤差。提高精度的措施有：采用誤差校正機(jī)構(gòu)提高螺距精度；改變螺桿結(jié)構(gòu)，消除軸向竄動(dòng)誤差；改變移動(dòng)零件與滑板的連接方法，減小偏斜誤差。9-6何謂螺旋傳動(dòng)的空回誤差？消除空回的方法有哪些？解：如果螺旋副存在間隙，當(dāng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)向改變時(shí)，螺旋傳動(dòng)將產(chǎn)生空回。消除空回的方法有：利用單向作用力；利用調(diào)整螺母。題9-7滾珠螺旋傳動(dòng)有哪些主要優(yōu)點(diǎn)?多用于何種場(chǎng)合？解：優(yōu)點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)90%以上，約為滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)效率的3倍2）傳動(dòng)精度高3）由于摩擦力小，工作時(shí)螺桿的熱變形小，螺桿尺寸穩(wěn)定，并且經(jīng)調(diào)整預(yù)緊后，可得到無(wú)間隙傳動(dòng)，因而具有較高的傳動(dòng)精度、定位精度和軸

33、向剛度4）有傳動(dòng)的可逆性5）使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。場(chǎng)合：把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)時(shí)用，用在傳動(dòng)精度要求高的地方，電子行業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、機(jī)械手、車(chē)床等。在伺服控制系統(tǒng)中采用滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)，不僅提高傳動(dòng)效率，而且可以減小起動(dòng)力矩、顫動(dòng)及滯后時(shí)間。題98圖示為一差動(dòng)螺旋裝置。螺旋1上有大小不等的兩部分螺紋，分別與機(jī)架2和滑板3的螺母相配；滑板3又能在機(jī)架2的導(dǎo)軌上左右移動(dòng)，兩部分螺紋的螺距如圖所示。X77AoMI2XJ.乙A題9-4圖1）若兩部分的螺紋均為右旋，當(dāng)螺旋按圖示的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，滑板在導(dǎo)軌上移動(dòng)多少距離？方向如何？2）若M16X1.5螺旋為左旋，M12X1為右旋，其它條件均不變，此時(shí)滑板將移動(dòng)

34、多少距離？方向如何？解：當(dāng)兩部分螺紋均為右旋時(shí)，滑板相對(duì)于導(dǎo)軌移動(dòng)的距離為：Y=P1-P2=1.5mm-1mm=0.5mm方向：右M16X1.5為左旋，M12X1為右旋時(shí)，滑板相對(duì)于導(dǎo)軌移動(dòng)距離為：Y=P1P2=1.5mm1mm=2.5mm方向：左螺旋傳動(dòng)方向判定大法：普通螺旋傳動(dòng)：移動(dòng)方向用左、右手法則（單動(dòng)，雙動(dòng)相反）差動(dòng)螺旋傳動(dòng)：旋向相同“-”，旋向相反“+”移動(dòng)方向：結(jié)果“+”，活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)方向與螺桿相同。結(jié)果“-”，活動(dòng)螺母實(shí)際移動(dòng)方向與螺桿相反。第十章軸、聯(lián)軸器、離合器題10-1在精密機(jī)械中，軸的功能是什么？按照所受的載荷和應(yīng)力的不同，軸可分為幾種類(lèi)型？又各有何特點(diǎn)？解：軸是組

35、成精密機(jī)械的重要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，必須裝在軸上才能實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)。可分為：1）心軸：工作時(shí)只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸2）轉(zhuǎn)軸：工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩的軸3）傳動(dòng)軸：工作時(shí)只承受轉(zhuǎn)矩或主要承受轉(zhuǎn)矩的軸題10-2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求是什么?解：軸本身有確定的工作位置；軸上零件在周向和軸向上可靠定位；有良好的制造工藝性，同時(shí)應(yīng)便于安裝、拆卸和調(diào)整。題10-3轉(zhuǎn)軸多制成階梯形，其優(yōu)點(diǎn)是什么？解：階梯軸的各橫截面直徑不同，以使各軸段的強(qiáng)度接近，并便于軸上零件的安裝和固定。題10-4聯(lián)軸器和離合器有何區(qū)別，各自的用途是什么?解：區(qū)別：聯(lián)軸器只有在運(yùn)動(dòng)停止后用拆卸的方法才能把軸分離；而

36、離合器則可根據(jù)需要隨時(shí)使兩軸分離或接合。聯(lián)軸器只有連接傳動(dòng)作用，離合器不僅有連接傳動(dòng)作用，還有減速、換向作用。用途：聯(lián)軸器：用來(lái)把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有機(jī)器停車(chē)并將聯(lián)接拆開(kāi)后，兩軸才能分離。離合器的：用來(lái)把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就能使兩軸分離或接合。題10-5聯(lián)軸器可分為哪幾類(lèi)？各適用于何種場(chǎng)合？解：按照被聯(lián)接兩根軸的相對(duì)位置情況，可將聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩類(lèi)。剛性聯(lián)軸器用在兩軸嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移的場(chǎng)合。撓性聯(lián)軸器又分為無(wú)彈性元件的、有金屬?gòu)椥栽暮陀蟹墙饘購(gòu)椥栽穆?lián)軸器等三種，其中后兩種統(tǒng)稱(chēng)為彈性聯(lián)軸器?？赡馨l(fā)生相對(duì)位移的場(chǎng)合應(yīng)選用無(wú)彈

37、性元件的撓性聯(lián)軸器。對(duì)同軸度不易保證，載荷、速度變化較大的場(chǎng)合，最好選用具有緩沖、減振作用的彈性聯(lián)軸器。題10-6盤(pán)銷(xiāo)聯(lián)軸器在什么情況下將產(chǎn)生傳動(dòng)誤差？試根據(jù)幾何關(guān)系導(dǎo)出其誤差表達(dá)式。為了減少誤差可采取何種措施?解：在精密傳動(dòng)和示數(shù)裝置中，應(yīng)考慮被連接軸軸線的不重合所引起的傳動(dòng)誤差。3：無(wú)軸環(huán) #3：無(wú)軸環(huán) arcsin（_sin仍）其中：表示主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角表示從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角，r表示由銷(xiāo)釘軸線到主動(dòng)軸軸線的距離為減小傳動(dòng)誤差，應(yīng)盡量減小被聯(lián)接軸的徑向位移，增大銷(xiāo)釘?shù)奖宦?lián)接軸軸線之間的距離。題10-7圖10-23所示為一減速機(jī)的輸出軸，試分折圖中各部分結(jié)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的原則，檢查該軸的結(jié)構(gòu)，

38、軸上零件定位、安裝、固定等有哪些不合理的地方，應(yīng)如何修改，并說(shuō)明原因，最后畫(huà)出正確的結(jié)構(gòu)圖。解：1：無(wú)墊片團(tuán)10-23題10-7圖3：無(wú)軸環(huán) #3：無(wú)軸環(huán) #2：套筒過(guò)粗，不穩(wěn)定 #4：軸承無(wú)法拆卸5：套筒無(wú)固定6：軸承無(wú)定位7：軸徑過(guò)長(zhǎng)不便拆卸8：聯(lián)軸器無(wú)定位題10-8圖10-24為一直齒圓柱齒輪減速機(jī)。按下述要求確定安裝小齒輪軸的結(jié)構(gòu)。1）該軸最小直徑大于等于30mm；2）裝滾動(dòng)軸承處的軸頸直徑為5的整倍數(shù)；3）小齒輪數(shù)z1=20,m=4，材料為45鋼；4）小齒輪的齒根與鍵槽間的距離H如小于兩倍模數(shù)時(shí)，必須將該軸與齒輪制成一體。（要求確定各段軸的直徑尺寸，倒角和圓角尺寸。）如該軸傳遞功率為

39、5.5W，轉(zhuǎn)速為480r/min，外伸端安裝帶處的軸上的壓力Fz=450N,試畫(huà)出該軸的空間受力圖，并驗(yàn)算其復(fù)合強(qiáng)度（按一定比例繪制出彎矩圖和扭矩圖）。繪制出軸的零件工作圖（注明全部公差與技術(shù)條件）。 # # 解：1、選擇材料：選擇45號(hào)鋼2、計(jì)算最小軸徑3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）外形設(shè)計(jì)（2）直徑設(shè)計(jì)：由條件1）設(shè)定軸端直徑di為30mm；軸段2部分軸肩起著定位作用,軸肩高度應(yīng)取h=2.5mm,故d2=35mm；安裝軸承部分的軸3徑應(yīng)該和滾動(dòng)軸承內(nèi)孔相同，為5的倍數(shù),取d3=d7=40mm；軸4右端軸肩非定位軸肩，應(yīng)取軸肩高度h=lmm,故d4=42mm；軸環(huán)右端軸肩為定位軸肩,軸肩高度應(yīng)取h=

40、2.5mm,故軸環(huán)直徑d5=47mm；d6=d4=42mm砂輪越程槽深度取0.25mm,故越程槽處直徑為39.5mm。3)軸的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)帶輪輪轂的寬度l1=2d1=2x30=60，為保證帶輪軸向定位可靠，L1=60-1.5=58.5mm；軸承選用6208,寬度為18,故L2=110-9-40=61mm；齒輪輪轂寬度14=1.5d4=1.5X42=63mm,圓整為64mm,為保證齒輪右側(cè)固定可靠，L4=64-2=62mm;10-8L3=70-64/2+9+2=49mm;軸環(huán)長(zhǎng)度L51.4X(d5-d4)/2=3.5mm,圓整為4mm；L6=70-9-4-32=25mm;L7=18+2.5=20.5

41、mm;越程槽寬度1mm。4、按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度校驗(yàn)1)畫(huà)出空間受力簡(jiǎn)圖轉(zhuǎn)矩：送=晉w_2T2x9.55小齒輪受力：.：V=2皿5xl0F5/480=2736殲20 x4Fr=Fttail%-P妣500600I.WJ30200707595如110騎1ADOiDaa270SSfl130HO73郭1114e0.41eX、Y查表11-7（Y值用內(nèi)插值法求出）X=0.56,Y=1.81X=0.56,Y=1.91載荷系數(shù)fp查表11-81.11.1當(dāng)量動(dòng)載荷PP=fP（XF+YFa）（式11-15）=1.1（1700X+700Y）2441N2518N計(jì)算額定動(dòng)載荷C.CP1LnP112000*2000J

42、廠fV16670一1416670t查手冊(cè)27562N28431N基本額定動(dòng)載荷CrC，25500.1C2fytance解：保證運(yùn)動(dòng)件不被卡住的條件是：，由此可見(jiàn)，h越小，這一條件越容易滿足。同時(shí)，由驅(qū)動(dòng)力F產(chǎn)生的正壓力N、N及相應(yīng)的摩擦力Nf、Nf也越小。因此121v2v減小h有利于提高導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)靈活性。題12-2在圖12-6b中，設(shè)工作臺(tái)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為L(zhǎng),驅(qū)動(dòng)力Fd平行于導(dǎo)向面A，F(xiàn)d的作用點(diǎn)離兩導(dǎo)軌中點(diǎn)的距離為X,試計(jì)算當(dāng)X為多大時(shí)導(dǎo)軌將被卡?。ㄓ?jì)算時(shí)不考慮機(jī)座1上、下導(dǎo)軌面處的摩擦力）？解：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力F的作用點(diǎn)偏離兩導(dǎo)軌的中點(diǎn)時(shí)，所產(chǎn)生的力矩Fx將使導(dǎo)軌傾側(cè)，在運(yùn)動(dòng)件導(dǎo)軌的兩端產(chǎn)生正壓力N,

43、nFx，由N產(chǎn)生的摩擦力為L(zhǎng)FNffLFL當(dāng)F，即x，時(shí)，運(yùn)動(dòng)件導(dǎo)軌將被卡住。i22f題12-3在圖12-21中，已知運(yùn)動(dòng)件的長(zhǎng)度L=200mm,1=150mm,保險(xiǎn)量e=10mm,限動(dòng)銷(xiāo)的直徑dsh=8mm,求限動(dòng)槽的長(zhǎng)度b（見(jiàn)圖12-13）。解：S2L一4e一2L=2*200-4*10-2*150=60mmmaxbSd*60838mm2maxsh2題12-4在圖12-13中，導(dǎo)軌的V形角為90,試推導(dǎo)隔離架上平橢圓長(zhǎng)度的計(jì)算公式Bd0.1Smax。解：TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark501d90。cosS二2dd90。cos222S=J.S0.414Sm

44、axmaxmax1+二2平橢圓長(zhǎng)度B=d+S，S=d+0.086S12max題12-5圖12-13所示之滾珠導(dǎo)軌，如只從定位原理考慮，在兩根導(dǎo)軌上只用三粒滾珠支承即可，為什么實(shí)際的滾珠導(dǎo)軌很少采用這種結(jié)構(gòu)形式，而是在兩根導(dǎo)軌間放置多粒滾珠？解：如果滾動(dòng)體的數(shù)目z太少，會(huì)降低導(dǎo)軌的承載能力，制造誤差將顯著的影響運(yùn)動(dòng)件的位置精度。因此，只用三粒滾珠支承導(dǎo)軌，雖然符合定位原理，但是在工作中，如果重心落在支撐面以外，工作臺(tái)就會(huì)出現(xiàn)傾斜或傾倒。此外，在導(dǎo)軌面間放置多粒滾珠還具有彈性平均效應(yīng)，因?yàn)檫@些滾珠是有一定彈性的，當(dāng)少數(shù)滾珠直徑略為偏大的時(shí)候，會(huì)最先受到力產(chǎn)生彈性變形。因而工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)誤差將由于導(dǎo)軌

45、副的彈性產(chǎn)生的平均效應(yīng)的以減少。題12-6試從理論上分析滾柱導(dǎo)軌的承載能力與滾柱數(shù)目z及滾柱直徑d成正比。以圖的平導(dǎo)軌滾柱為例，設(shè)導(dǎo)軌與滾柱的材料均為鋼，滾柱的長(zhǎng)度為b，各滾動(dòng)體承受相等的載荷F,則平導(dǎo)軌承受的總載荷為因?yàn)閐%418晉，q0.4182，其中3將q帶入G,G-2.86罟Q2題12-7試推導(dǎo)圖12-22a所示之彈性導(dǎo)軌的剛度計(jì)算公式曲曲IF11Af # # 解：平行片簧導(dǎo)軌工作的時(shí)候，兩根片簧的受力情況相同，故而只可對(duì)其中一根片簧進(jìn)行分析，其受力情況如圖所示。片簧任意截面處的Mx為MMF(Lx)/2MFL/2+Fx/2TOC o 1-5 h zxsb HYPERLINK l boo

46、kmark507d2yMFL一2MFx片簧撓度曲線的微分方程：xB HYPERLINK l bookmark511dx2EI2EI2EIFx2FL-2MTOC o 1-5 h z片簧任意截面的轉(zhuǎn)角：=y=一+Bx+Cx4EI2EI1Fx3FL一2M片簧任意截面的撓度：=y=一+BX2+CX+Cx12EI4EI12由邊界條件x=0,y，0,y=0,所以，C，0,C，012124EI當(dāng)x=L,y，0,y=,可得M，F(xiàn)L,F，B4L3F24EI24Ebh32Ebh3片簧的剛度：F，*，L3L312L3題12-8滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌為什么在低速下易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象？解：爬行是個(gè)比較復(fù)雜的現(xiàn)象,產(chǎn)生爬行的原因是導(dǎo)軌

47、間的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差值較大,動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度變化和傳動(dòng)系統(tǒng)剛度較差。通常,導(dǎo)軌是由電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪副,螺旋副等傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng),這些傳動(dòng)件并非絕對(duì)剛體,具有一定彈性,因此可將導(dǎo)軌的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如圖所示的力學(xué)模型。主動(dòng)件1以勻速向右運(yùn)動(dòng),通過(guò)彈簧2推動(dòng)質(zhì)量為m的工作臺(tái)3,開(kāi)始時(shí)彈性力不足以克服導(dǎo)軌面間的靜摩擦力F,工作臺(tái)3不動(dòng),隨著主動(dòng)件繼續(xù)移動(dòng),彈簧2的靜壓縮量增大，當(dāng)彈性力超過(guò)F時(shí)，工作臺(tái)就開(kāi)始移動(dòng)，此時(shí)靜摩擦阻力F降為F，靜靜動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度隨即增大。隨著運(yùn)動(dòng)速度的加大，F(xiàn)進(jìn)一步減小，這時(shí)候由于彈簧能量動(dòng)的釋放，使得工作臺(tái)速度進(jìn)一步加大。當(dāng)彈簧內(nèi)儲(chǔ)存的能量釋放了大部分，并且恢復(fù)伸長(zhǎng)之后，彈性力減小

48、，工作臺(tái)速度放慢。當(dāng)彈性力減小到不能維持工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)速度減小為零，運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)停頓。接著，上述現(xiàn)象再次重復(fù)，工作臺(tái)就一跳一跳的運(yùn)動(dòng)。如果主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)速度較高，工作臺(tái)在一個(gè)循環(huán)之末速度還沒(méi)降低到零，彈簧就開(kāi)始?jí)嚎s，下一循環(huán)就開(kāi)始了，則運(yùn)動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)停頓。導(dǎo)軌間的阻尼（圖中的阻尼器4）使得工作臺(tái)移動(dòng)的時(shí)候快慢不勻的振幅逐漸衰減，使得工作臺(tái)接近于勻速運(yùn)動(dòng)，爬行即停止?；瑒?dòng)導(dǎo)軌由于摩擦阻力大，靜、動(dòng)摩擦力之差大，因此低速運(yùn)動(dòng)容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。題12-9在導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中，應(yīng)如何考慮減小磨損及由磨損帶來(lái)的影響？解：導(dǎo)軌的耐磨性主要取決于導(dǎo)軌的類(lèi)型，材料，導(dǎo)軌工作面的粗糙度以及硬度、潤(rùn)滑狀況和導(dǎo)軌面比壓大小等因

49、素。為減小導(dǎo)軌面的磨損，在設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí)，應(yīng)該從以下方面采取措施：1）合理選擇導(dǎo)軌類(lèi)型2）減小導(dǎo)軌面壓強(qiáng)3）保證導(dǎo)軌良好的潤(rùn)滑4）提高導(dǎo)軌的精度 第十三章彈性元件題13-1什么是彈性元件特性？影響彈性元件特性的因素是什么?解：作用在彈性元件上的力、壓力或溫度等工作載荷與變形量之間的關(guān)系，稱(chēng)為彈性元件的特性。因素包括：幾何尺寸參數(shù)、溫度、彈性滯后和彈性后效。題13-2由若干個(gè)彈性元件組成的串聯(lián)或并聯(lián)系統(tǒng)，其系統(tǒng)剛度如何求出?解：如果若干個(gè)線性彈性元件并聯(lián)使用，在載荷F的作用下，同時(shí)進(jìn)入工作狀態(tài)，且變形均為入，假設(shè)各彈性元件上所單獨(dú)承受的載荷為Fi，則有,Fi,F4=,Fii=1當(dāng)若干個(gè)線性彈性元件串

50、聯(lián)使用，則每個(gè)彈性元件所受的載荷相同（Fi=F），系統(tǒng)的總變形入為各個(gè)元件變形（入i）之和。定義剛度的倒數(shù)為柔度，則串聯(lián)彈性元件組成系統(tǒng)的柔度等于每個(gè)元件的柔度之和，即1iF,1=-i=1=-i=1L=4FFFFFi=1i題13-3設(shè)計(jì)測(cè)量彈性元件時(shí)，為減少?gòu)椥詼蠛蛷椥院笮У挠绊?，在選用設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面應(yīng)注意什么?解：在設(shè)計(jì)測(cè)量彈性元件時(shí)一般可通過(guò)選取較大的安全系數(shù)、合理選定結(jié)構(gòu)和元件的聯(lián)接方法（減小應(yīng)力集中）、采用特殊合金等以減小彈性滯后和彈性后效。題13-4有初拉力的拉伸彈簧適用于什么場(chǎng)合？解：有初拉力的彈簧在自由狀態(tài)下就受有初拉力的作用，廣泛地應(yīng)用于國(guó)防、海洋、計(jì)算機(jī)、電子、汽車(chē)

51、、模具、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)、航天、鐵路、核電、風(fēng)電、火電、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、電梯等領(lǐng)域。題13-5拉伸、壓縮彈簧的旋繞比的取值范圍是多少？過(guò)大或過(guò)小會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題？解：通常情況下旋繞比C=58。當(dāng)其它條件相同時(shí)，C值太小，卷繞時(shí)彈簧絲受到強(qiáng)烈彎曲，簧絲內(nèi)、外側(cè)的應(yīng)力差懸殊，材料利用率降低；反之，C值過(guò)大，應(yīng)力過(guò)小，彈簧卷制后將有顯著回彈，加工誤差增大，而且彈簧也會(huì)發(fā)生顫動(dòng)和過(guò)軟，失去穩(wěn)定性題13-6拉伸、壓縮彈簧簧絲截面主要承受何種應(yīng)力？易損壞的危險(xiǎn)點(diǎn)是在簧絲的內(nèi)側(cè)還是外側(cè)？解：由于在載荷F作用下，簧絲截面主要受扭矩T=FD/2和切向力FQ=F作用，彈簧絲的應(yīng)力主要為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和切應(yīng)力

52、。根據(jù)工程力學(xué)的理論，由于簧絲曲度的存在，兩種應(yīng)力的合成呈非線性，并且簧絲內(nèi)側(cè)應(yīng)力比外側(cè)應(yīng)力大。題13-7設(shè)計(jì)壓縮彈簧是否允許工作載荷超過(guò)極限載荷？如果發(fā)生上述情況時(shí)應(yīng)采用什么措施?解：當(dāng)載荷達(dá)到一定值時(shí)，彈簧會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲，使彈簧剛度突然降低，稱(chēng)為壓縮彈簧的失穩(wěn)，嚴(yán)重影響彈簧正常工作，這是不允許發(fā)生的。如果不能保證彈簧穩(wěn)定性，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)桿或?qū)祝覐椈膳c導(dǎo)桿或?qū)字g間隙不宜過(guò)大。題13-8壓縮彈簧失穩(wěn)的條件是什么？當(dāng)不能保證彈簧穩(wěn)定時(shí)可采用哪些結(jié)構(gòu)措施?解：為了保證壓縮彈簧的穩(wěn)定性，應(yīng)控制彈簧的高徑比b滿足以下條件：當(dāng)彈簧兩端為固定支承時(shí)，b5.3；當(dāng)一端為固定端，另一端為回轉(zhuǎn)端支承時(shí)，

53、b3.7；當(dāng)兩端均為回轉(zhuǎn)端支承時(shí)，b2.6。當(dāng)不能保證彈簧穩(wěn)定時(shí)可設(shè)置導(dǎo)桿或?qū)?，但彈簧與導(dǎo)桿或?qū)字g的間隙不宜過(guò)大。題13-9在繼電器中常應(yīng)用片簧的觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，面且?guī)缀跞坎捎糜谐鯌?yīng)力片簧，其目的是什么？解：片簧主要用于彈簧工作行程和作用力均不大的情況，其典型應(yīng)用之一就是用于繼電器的電接觸點(diǎn)。受單向載荷作用的片簧，通常采用有初應(yīng)力片簧。題13-10有兩個(gè)尺寸完全相同的拉伸彈簧，一個(gè)有初拉力，一個(gè)沒(méi)有初拉力?，F(xiàn)對(duì)有初拉力的彈簧實(shí)測(cè)，結(jié)果如下：F1=20N,H1=100mm；F2=30N,H2=120mm。兩個(gè)彈簧自由長(zhǎng)度均為80mm，試計(jì)算(1)初拉力F0為多少?同樣用F2=30N拉力拉伸無(wú)初

54、應(yīng)力彈簧，其長(zhǎng)度H2為多少?解：=HH=20110=HH=40220F，F(xiàn)F，F(xiàn).2=21=10N，1121F，F(xiàn)F=F1=10No1，121無(wú)初應(yīng)力彈簧剛度F，2i，0.5N/mm21F30作用力為F2時(shí)長(zhǎng)度：H，H+t，80+，140mm20F0.5題13-11設(shè)計(jì)圓柱形螺旋壓縮彈簧，簧絲剖面為圓形。已知最小載荷Fmin=200N,最大載荷Fmax=500N，工作行程入h=10mm。彈簧承受沖擊載荷，11類(lèi)工作。要求彈簧外徑不超過(guò)28mm,端部并緊磨平。解：仿照書(shū)P306例13-1首先選擇材料：彈簧承受沖擊載荷，屬第II類(lèi)彈簧，可以選用II組碳素彈簧鋼絲。然后初定彈簧中徑和簧絲直徑（盡量選

55、用標(biāo)準(zhǔn)值）：限制彈簧外徑不大于28mm，同時(shí)彈簧的旋繞比通常不小于4，所以簧絲直徑應(yīng)不大于5.5mm；初步選定彈簧中徑D=20mm，并假定三種不同的簧絲直徑d=5mm、4.5mm、4mm，采用列表法進(jìn)行計(jì)算比較。假設(shè)彈簧端部采用整圈鉤環(huán)的型式。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算依據(jù)單位計(jì)算萬(wàn)案1231.確定簧絲直徑1）假設(shè)簧絲直徑dC=D/dmm54.542）假設(shè)彈簧中徑Dmm2020123）彈簧旋繞比C4）彈簧曲度系數(shù)k查圖13-244.4451.401.361.315）材料強(qiáng)度極限查表13-1，N/mm2138013901410t=0.8x0.56）許用切應(yīng)力N/mm25525565647）簧絲直徑計(jì)算值d.J

56、mm3.603.733.852.驗(yàn)算彈簧的剛度FF303030Q亠N/mmmax3、彈簧有效圈數(shù)Gdn，:8Fc3,Gd圈25.516.810.58Fc3(26)(17)(11)4.核算彈簧外廓尺寸*彈簧外徑彈簧自由咼度彈簧總?cè)?shù)彈簧節(jié)距DD+d2Hnp+(n一n+0.5)d0nn+1.5Dp亍Mm圈25267.5271024.5181.2518.3(19)102411612105高徑比bHb013.379.065.86、穩(wěn)定性計(jì)算FcFHcb0380.6626.4所以選擇方案3d=4mm，D=20mm。題13-12設(shè)計(jì)百分表用的接觸游絲。已知：游絲的總轉(zhuǎn)角為=5/2,為了使接觸游絲能可靠地保

57、證結(jié)構(gòu)的力封閉，游絲在開(kāi)始的/2轉(zhuǎn)角內(nèi)所產(chǎn)生的力矩Mmin=5410-3Nmm,根據(jù)游絲的安裝空間，選定外徑D1=18mm,內(nèi)徑D2=4mm,游絲材料為錫青銅，b=600N/mm2,彈性模量E=1.2105N/mm2。解：1)確定有關(guān)系數(shù)：總?cè)?shù)n=14寬厚比u=72)總長(zhǎng)：兀(18+4)183mm1223)游絲厚：h12*483*54*10，3兀7*12*105*20.124mm # # # #游絲寬：buh7*0.1240.6874)校核強(qiáng)度：二/S600/3200N/mm最大力矩：BBM=M5*54*10，3270*10，3maxminminMmaxmaxbh27*0.124720.3“

58、/mm2 # # # #所以：max # 第十四章零件的聯(lián)接題14-1精密機(jī)械及儀器中常用的聯(lián)接方式有哪些?各有何特點(diǎn)？根據(jù)聯(lián)接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，聯(lián)接分為可拆聯(lián)接和永久連接。可拆聯(lián)接：如果把聯(lián)接拆開(kāi)，構(gòu)成聯(lián)接的所有零件都不會(huì)損壞，即可反復(fù)裝拆而不至影響聯(lián)接的性能，精密機(jī)械和儀器中常用的螺釘與螺紋聯(lián)接，鍵聯(lián)接等。永久連接：如果把這種連接拆開(kāi)，構(gòu)成連接的所有零件中至少有一個(gè)或一個(gè)以上的零件遭受損壞，如精密機(jī)械和儀器中常用的焊接、鉚接、鑄合連接等。題14-2設(shè)計(jì)聯(lián)接結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)滿足哪些基本要求?解：1）保證足夠的聯(lián)接強(qiáng)度；2）保證足夠的聯(lián)接精度，即保證被聯(lián)接件之間具有足夠準(zhǔn)確的相互位置；3）保證聯(lián)接結(jié)構(gòu)的可靠

59、性，即保證在振動(dòng)和沖擊的條件下不松動(dòng)；4）聯(lián)接方便，工藝性好；5）對(duì)于某些聯(lián)接結(jié)構(gòu)，尚須滿足其他一些特殊要求，如密封性、導(dǎo)電性等。題14-3螺釘聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括哪些內(nèi)容?解：1）聯(lián)接零件型式的選定；2）螺釘直徑、長(zhǎng)度、數(shù)量及排列形式的確定；3）被聯(lián)接零件的定位；4）螺釘聯(lián)接的防松；5）防止螺釘丟失的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。題14-4螺釘聯(lián)接中常用的防松方法有哪些，各有何特點(diǎn)?解：1）用增加摩擦力的方法防松。這種方法主要是靠零件的彈力來(lái)保持聯(lián)接螺紋表面有足夠的正壓力。從而產(chǎn)生足夠的摩擦力以防止螺紋零件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；2）用機(jī)械固定的方法防松。這種防松結(jié)構(gòu)是用機(jī)械固定的方法把螺母與螺釘（螺栓）聯(lián)成一體，消

60、除它們之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性；3）用粘結(jié)的方法。利用這種方法不僅能夠防松，并且還具有防腐蝕的作用。這種方法一般只用于小尺寸的螺釘聯(lián)接的防松。題14-5在精密機(jī)械中，銷(xiāo)釘?shù)闹饕猛臼鞘裁?圓柱銷(xiāo)和圓錐銷(xiāo)各有何優(yōu)點(diǎn)，用于何種場(chǎng)合？解：銷(xiāo)釘?shù)闹饕猛居校鹤鲀杀宦?lián)接零件的定位零件；作聯(lián)接零件，保證被聯(lián)接零件能傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。有時(shí)，銷(xiāo)釘還兼作保安零件。圓柱銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造時(shí)易于達(dá)到較高的精度，因此它主要用作定位銷(xiāo)。用于不經(jīng)常拆卸的零件聯(lián)接中；圓錐銷(xiāo)主要用作聯(lián)接零件，用來(lái)傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，在承受橫向力時(shí)，可以自鎖。有時(shí)也作為定位零件。能夠經(jīng)受多次拆裝而不影響聯(lián)接的性能，可用于經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。題14-6鍵的用