《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》楊曉蘭版課后習(xí)題集答案解析

第十三章習(xí)題冊(cè)參考答案

緒論

0-1判斷題

(1)X(2)X(3)X(4)V(5)V(6)X⑺X

0-2填空題

(1)確定的相對(duì)(2)機(jī)械（3）零件（4）構(gòu)件

0-3選擇題

(1)A(2)A(3)A(4)A(5)A

一、機(jī)構(gòu)的自由度

1-1判斷題

(1)X(2)V(3)X(4)X(5)X(6)X(7)V

(8)V⑼X(10)V(11)V(12)X(13)X(14)X

1-2填空題

(1)運(yùn)動(dòng)副(2)獨(dú)立（3）2（4）低（5）機(jī)構(gòu)自由度(6)機(jī)架

1-3選擇題

(1)A(2)A(3)A(4)A(5)A(6)A⑺A

(8)A(9)A(10]A(11]A(12)A(13)A

1-4解：

a)片3/7-2。一所3X3—2X4-0=l

b)/&S/?—2p/—A=3X5—2X7—0=1

c)六3〃一2“一所3X3—2X4—0=l

d)2p/—ja=3X3—2X4—0=1

e)7^3/7-2p;-ph=3X3-2X4-0=1

f)43”一2“一R=3X3—2X4-"0=1

g)尸3〃一2“一所3X3-2X4—0=1

1-5解：

a)月3〃一2"一6=3X5-2X7-0=l

b)滾子中心存在局部自由度，/^3/?-2A—A=3X8-2X11-1=1

c)￡處存在復(fù)合較鏈，72=3/7-2p/-ph=3X5-2X6-1=2

d)R=3X6—2X8—1=1

e）滾子中心存在局部自由度，兩移動(dòng)副處之一為虛約束，三根桿以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連處存在復(fù)合較鏈

2PLm=3X9—2X12—2=1

f）齒輪、桿和機(jī)架以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連處存在復(fù)合較鏈，尸3〃一2。一“=3X4—2X4—2=2

g）F=3n—2pi—ph=2X3—2X3—0=3

h）滾子中心存在局部自由度，/2=3z7-2p/-A=3X3-2X3-2=1

i）中間三根桿以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連處存在復(fù)合較鏈，=3/?-2p/-A=3X7-2X10-0=1

j）左邊局部全為虛約束，三根桿以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連處存在復(fù)合較鏈，足3〃一2.一R=3X5—2X7一

0=1

1-6解：

a）該構(gòu)件組合為機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵摻M合自由度戶3"—2.—6=3乂4-2義5—1=1>0

b）該構(gòu)件組合不是機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵摻M合自由度尸3〃一2“一所3X3—2X4-l=0

c)該構(gòu)件組合不是機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵摻M合自由度43/7-20-R=3X4-2X6-0=0

d)該構(gòu)件組合為機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵摻M合自由度后3〃-2.—A=3X3—2X4-0=1>0

二、平面連桿機(jī)構(gòu)

2-1判斷題

(1)X(2)X(3)、/(4)X(5)V(6)X⑺V

(8)V(9)V(10)X(11)X(12)V(13)X(14)X

(15)J(16)X(17)X(18)V(19)X(20)V(21)X

(22)X(23)X[24)X(25)V

2-2填空題

⑴低(2)轉(zhuǎn)動(dòng)(3)3(4)連桿，連架桿(5)曲柄,搖桿

(6)最短(7)曲柄搖桿(8)搖桿,連桿(9)2(10)>

(11)運(yùn)動(dòng)不確定(12)非工作時(shí)間(13)慣性(14)大

(15)中的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)有，中的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)無(16)機(jī)架(17)曲柄

(18)曲柄滑塊(19)雙搖桿(20)雙曲柄機(jī)構(gòu)(21)無，有

2-3選擇題

(1)A⑵C(3)B(4)A(5)B(6)B(7)A

(8)C(9)A(10)A(11)A(12)C(13)C(14)A

(15)A(16)A(17)A(18)A(19)A(20)A(21)A

2-4解：

a)雙曲柄機(jī)構(gòu)，因?yàn)?0+11(X70+90,滿足桿長條件，并以最短桿為機(jī)架

b)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)?0+13(X110+120,滿足桿長條件，并以最短桿的鄰邊為機(jī)架

c)雙搖桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)?0+100>60+70,不滿足桿長條件，無論以哪桿為機(jī)架都是雙搖桿機(jī)構(gòu)

d)雙搖桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)?0+120=80+90,滿足桿長條件，并以最短桿的對(duì)邊為機(jī)架

2-5解：

(1)由該機(jī)構(gòu)各桿長度可得人計(jì)4c</?)+幾，由此可知滿足桿長條件，當(dāng)以46桿或48桿的

鄰邊為機(jī)架時(shí)該機(jī)構(gòu)有曲柄存在

(2)以人或人桿成為機(jī)架即為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，以九桿成為機(jī)架即為雙曲柄機(jī)構(gòu)，以心桿成

為機(jī)架即為雙搖桿機(jī)構(gòu)

2-6解：

(1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

由題意知連架桿5桿不是最短桿，要為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，連架桿4?桿應(yīng)為最短桿300mm)

且應(yīng)滿足桿長條件/AB+」BCW由此可得0〈/ABW150mm

(2)雙搖桿機(jī)構(gòu)

由題意知機(jī)架/〃桿不是最短桿的對(duì)邊，要為雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)不滿足桿長條件

①48桿為最短桿(0〈Z?W300mm)時(shí)，/?+&<：>心+入)，由此可得150mm〈ABW300mm

②4?桿為中間桿(300mmWZ?W500mm)時(shí)，7AD+7BC>7CD+7M,由此可得300mm/450nlm

③47桿為最長桿(500mm2AB<1150mm)時(shí)，AB+AO/S+AC,由此可得550mm150mm

由此可知：150mm<7An<450mm,550mm<7?<1150mm

(3)雙曲柄機(jī)構(gòu)

要為雙曲柄機(jī)構(gòu)，4〃桿必須為最短桿且應(yīng)滿足桿長條件

①桿為中間桿(300mm<AnW500mm)時(shí)，7AD+7BC^7CD+ZW,由此可得450mmWABW500mm

②4?桿為最長桿(500mmW/水1150mm)時(shí)，加+加W/s+Jnc,由此可得500mm550mm

由此可知：450mmW/mW550mm

2-7解：

a)b)

c)d)e)

各機(jī)構(gòu)壓力角和傳動(dòng)角如下圖，圖a)、d)機(jī)構(gòu)無死點(diǎn)位置，圖b)、c〕、e)機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)位置

2-8解：

用作圖法求解，主要步驟：

K-I15-1

(1)計(jì)算極位夾角：0=18O°x——-=180°x-——=36°

K+11.5+1

(2)取比例尺〃=0.001m/mm

(3)根據(jù)比例尺和條件定出4、D、C三點(diǎn)，如下圖

(4)連接以為邊作6角的另一角邊線，與以〃為圓心、搖桿加為半徑的圓弧相交于G

和G點(diǎn)，連接〃G和制得搖桿的另一極限位置(兩個(gè))

(5)從圖中量得力俏71mm,JG=26mm,/!G=170mm

(6)當(dāng)搖桿的另一極限位置位于如時(shí)：

22.5mm,Z=//xAC+AC].

AC-AC,=BC-------L=48.5mm

lAB2

⑺當(dāng)搖桿的另一極限位置位于〃。時(shí)：

%=〃x=49.5mm,4c=〃x"丁’-=120.5mm

答：曲柄和連桿的長度分別為22.5mm、48.5mm和49.5mm、120.5mm。

2-9解:

用作圖法求解，主要步驟:

12-1

(1)計(jì)算極位夾角：。=180。、----=18O°x-——=16.4。

K+11.2+1

(2)取比例尺〃=0.001m/mm

(3)根據(jù)比例尺和條件定出滑塊的兩極限位置G、G兩點(diǎn)，如下圖

(4)連接GG,以GG為直角邊作直角三角形GGR使NGG690°—〃=73.6°

(5)以GP為直徑作圓0

(6)將GG偏移e值，與圓。交于1點(diǎn)，連接/G和/G,

(7)從圖中量得4G=34mm,4G=82mm,那么：

,AC2—ACjL,ACt+AC,

=〃x---]---=24mm,/BC=//x---------=58mm

答：曲柄和連桿的長度分別為24mm和58nm1。

2-10解：

用作圖法求解，主要步驟：

K-]14-1

(1)計(jì)算極位夾角：e=18(Tx±」=180°xf=30°

K+11.4+1

(2)取比例尺〃=0.002m/mm

(3)根據(jù)比例尺和條件定出機(jī)架/a如下圖

(4)根據(jù)搖桿的擺角等于極為夾角作出搖桿的兩極限位置

(5)過力點(diǎn)作搖桿兩極限位置的垂線，得垂足點(diǎn)8、8

(6)從圖中量得18=23mm,那么卻；=〃x=26mm

答：曲柄的長度為26mm。

2-11解：

用作圖法求解，主要步驟：

(1)計(jì)算極位夾角：e=180°x^r=180°x匕1=0°

K+11+1

(2)取比例尺"=0.001m/mm

(3)根據(jù)比例尺和條件定出。、G、G三點(diǎn)，如下圖

(4)過〃點(diǎn)作的垂線，并與GG的連線交于4點(diǎn)

(5)從圖中量得49=220mm,1G=234mm,4C=180mm,那么：

=〃xAG2A0'=27mm,.c==207mm,lAD=//xAD=220mm

答：曲柄的長度為27mm,連桿的長度為207mm,機(jī)架的長度為220mln。

三、凸輪機(jī)構(gòu)

3-1判斷題

(1)V(2)X(3)V(4)X(5)X(6)X⑺)

(8)X(9)V(10)V(11)V(12)V(13)-J(14)

(15)X(16)、/(17)V(18)V(19)X

3-2填空題

(1)使用(2)盤形⑶凸輪輪廓(4)變曲率(5)行程

(6)行程⑺輪廓⑻凸輪的轉(zhuǎn)角，從動(dòng)件的位移(9)最小

(10)法線(11)大(12)等速(13)小(14)許用壓力角

(15)低(16)大(17)大(18)內(nèi)凹

(19)拋物線(20)剛性

3-3選擇題

(1)B(2)A(3)A(4)A(5)A(6)C(7)A

(8)A(9)A(10)A(11)A(12)A(13)A(14)A

(15)A(16)A(17)B(18)A(19)A(20)C(21)D

(22)A(23)B(24)D(25)B(26)B(27)C

3-4解：

(1)凸輪的基圓和基圓半徑的標(biāo)注如下圖

(2)從動(dòng)件的位移線圖s-t和升程方的標(biāo)注如下圖

3-5解：

凸輪的位移線圖如下圖。

3-6解：

(1)凸輪的位移線圖如下圖

(2)凸輪的位移線圖如下圖

3-7解：

所設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)如下圖

3-8解：

所設(shè)計(jì)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)如下圖

3-9解：

各凸輪機(jī)構(gòu)中Ac點(diǎn)的壓力角如下圖

四、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

4-1判斷題

(1)V(2)V(3)X(4)V(5)V(6)X(7)><(8)X

4-2填空題

(1)周期性(2)棘輪(3)內(nèi)(4)2(5)鋸

4-3選擇題

(1)A(2)A(3)A⑷A(5)A(6)A(7)A

(8)A(9)A(10)A(11)A

五、聯(lián)接

5-1判斷題

(1)X(2)V(3)V(4)X(5)4(6)、/(7)X

(8)X(9)X(10)X(11)X(12)V(13)X(14)X

(15)X(16)X(17)V(18]X(19)X(20)V

5-2填空題

(1)牙型(2)大(3)越高(4)自鎖性⑸4(6)螺釘

(7)擰緊力矩(8)防松(9)一致(10)摩擦(11)直線

(12)梯形(13)傳力，傳導(dǎo)，調(diào)整(14)右(15)軸和轂，擠壓

(16)軸的直徑，軸頭(17)A,B,C,C(18)增加鍵的長度

(19)B(20)80

5-3選擇題

(1)B⑵A⑶A(4)C(5)D(6)C⑺B

(8)A(9)A(10]D(11)B(12)A(13)B(14)B

(15)C(16)A(17]B(18)A(19)A(20)B(21)A

(22)B[23)A(24)B(25)C(26)B(27)D128)B

(29)C(30]A(31]A(32)A(33)A(34)D(35)A

(36)A[37)A(38)A(39]A(40)A(41)A[42)B

(43)A(44)D(45)A

5-4解：

A.p

該螺栓連接為松螺栓連接，其強(qiáng)度條件為：=

叫

235

拉桿材料為Q235,其巴=235MPa,取平安系數(shù)91.7,那么：—=138.24MPa

L」S1.7

那么:4)前4x23xlQ3

=14.56mm

3.14x138.24

查教材表5-2可知，選小徑d=17.294mm,公稱直徑片20mm的粗牙普通螺紋。

答：拉桿螺紋的直徑為M20。

5-5解：

該螺栓連接為受橫向工作載荷的緊螺栓連接，其強(qiáng)度條件為:

7ua]

CF

F^Fo>—文,查教材表5-2可知，M16的螺栓的小徑d=13.835mm。取代1.2,那么:

zmf

答：該螺栓組能承受的橫向載荷應(yīng)不大于18.49kN。

5-6解：

該螺栓連接為受軸向工作載荷的緊螺栓連接，其強(qiáng)度條件為：ae=^.＜［a］

兀4?

各螺栓所受軸向工作載荷線=勺=卓見=55OON

各螺栓所受剩余預(yù)緊力片=0.6區(qū)，各螺栓所受總軸向拉力凡=區(qū)+斤=1.6A.=1.6X5500=8800N

拉桿材料為Q235,其再=235MPa,取平安系數(shù)負(fù)1.5,那么：團(tuán)="=變=156.67MPa

S1.5

那么:

4信除黑=9.64mm

查教材表5-2可知，選小徑d=10.106mm,公稱直徑加12nlm的粗牙普通螺紋。

答：所求螺栓直徑為M12。

5-7解：

該螺栓連接為受橫向工作載荷的緊螺栓連接，其強(qiáng)度條件為：乙=2/4［。］

兀及

材料為35鋼，其q=315MPa,取平安系數(shù)S=1.5,那么：團(tuán)=區(qū)=2=21OMPa

S1.5

查教材表5-2可知，MI6的螺栓的小徑d=13.835mm。那么:

空,4X2XQ.15X3.14X13.8352X210

工=吊*FK<=24.27kN

zmf￡5.2C5.2x1.2

答：允許承受的最大載荷不大于24.27kN。

5-8*解：

(1)確定螺桿的直徑

該螺栓連接為受軸向工作載荷的緊螺栓連接，其強(qiáng)度條件為：4=聯(lián)4［可

nd：

斤平20kN

材料為45鋼，其q=355MPa,該連接不需嚴(yán)格控制預(yù)緊力，取平安系數(shù)舜4,那么:

查教材表5-2可知，選小徑d=20.752mm,公稱直徑聲24mm的粗牙普通螺紋。

(2)確定扳手手柄的最小長度

查教材表5-2可知公稱直徑聲24mm粗牙普通螺紋中徑d=22.051mm,那么：

4.22.051

Fv—20x----------

L>“2_2-1102.55mm,<Z=1103mm

F200

答：(1)螺桿直徑為M24。(2)扳手手柄的最小長度為1103mm。

5-9解:

(1)校核螺栓的剪切和擠壓強(qiáng)度

該螺栓連接為受橫向工作載荷的較制孔螺栓連接：剪切強(qiáng)度條件為：擠壓強(qiáng)度

條件為：crp=-^-<[crp]

查教材表5-3可知材.8級(jí)的螺栓的^bp=800Mpa；<7s=640Mpa；查教材表5-4可知:s「=2.5,sP=2.5

那么:

4x2423F2423

=7.72MPa<256MPa；a=—=-=5.27MPa<320MPa

2p

mndl/4Ix3.14xl2d0320x23

答：所用螺栓滿足剪切和擠壓強(qiáng)度要求

(2)平鍵的選擇及強(qiáng)度校核

選A型平鍵，根據(jù)軸徑和軸頭長度，從設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得鍵的尺寸6=16mm,A=10mm,￡=70麗。

鍵的標(biāo)記為：鍵16X70GB/T1096—2003。

答：所選擇的鍵不滿足強(qiáng)度要求。

5-10解:

該螺栓連接為受橫向工作載荷的普通螺栓連接，其強(qiáng)度條件為：a=^-<[a]

8.8級(jí)的螺栓的氏=640^?^,取平安系數(shù)91.5,那么：團(tuán)=乙=史=426.67MPa

S1.5

取01.2,那么：F>^L=——L2X630_^.=12.1151^那么：

"6。6x0.16x65x10-3

查教材表5-2可知，可選小徑d=8.376mm,公稱直徑廬10mm的粗牙普通螺紋。

答：螺栓直徑為M10。

5T1*解:

該螺栓連接為受橫向工作載荷的緊螺栓連接，其強(qiáng)度條件為：4=3冬4[同

受力分析如下圖

將外載荷尸向螺栓組中心簡化得螺栓組所受的轉(zhuǎn)矩7和橫向載荷P

橫向載荷R10000N；轉(zhuǎn)矩7=10000x300=3000000N-mm,方向如下圖

由于橫向載荷作用每個(gè)螺栓受到的橫向力七=42=63=6“=?=竽=250(^

由于轉(zhuǎn)矩作用每個(gè)螺栓受到的橫向力鳥1=5，=鳥3=24=工=3,0000=7O71N

'4r4XV752+752

由圖可知，螺栓1、2所受的橫向力相等，螺栓3、4所受的橫向力相等，且螺栓1、2所受的橫

向力最大，其值為

,訊,l1.2x9013.8uz

np\,取01.2,那么：F>——L-----------=67603.5N

ri1x0.16

查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，可選小徑d=31.67mm,公稱直徑戶36mm的粗牙普通螺紋。

答：該螺栓組螺栓的小徑須大于30.54,可選M36的螺栓。

5-12*解：(略)

5-13解:

(1)確定螺柱直徑

該螺栓連接為受軸向工作載荷的緊螺栓連接，其強(qiáng)度條件為：0=之浮4口

f7td~

每個(gè)螺栓平均承受的軸向工作載荷：R==3J4x3xl6Q2=7536N

￡4z4x8

取剩余預(yù)緊力4=1.6A,那么各螺栓所受總軸向拉力￡=冗+4=2.6A.=2.6X7536=19593.6N

5.8級(jí)螺栓的巴=400MPa,按控制預(yù)緊力取平安系數(shù)91.5,那么：㈤=2="2=266.67MPa

S1.5

那么:

4言廉翦=11.03mm

查教材表5-2可知，可選小徑d=13.835mm,公稱直徑片16mm的粗牙普通螺紋。

(2)確定螺柱分布直徑

取螺柱間距為3d,那么￡>。=且=5x8x16=20382mm,取A=200mm

°兀3.14

答：連接螺栓直徑可選M16的粗牙普通螺紋，分布直徑為200mm。

5-14解：

(1)平鍵類型和尺寸選擇

安裝齒輪處的鍵：選A型平鍵，根據(jù)軸徑和軸頭長度，從設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得鍵的尺寸6=25mm,

h=14mm,L=80mmo鍵的標(biāo)記為：鍵25X80GB/T1096—2003?

安裝聯(lián)軸器處的鍵：選A型平鍵，根據(jù)軸徑和軸頭長度，從設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得鍵的尺寸6=20mm,

h=12mm,L=100mm?鍵的標(biāo)記為：鍵20X100GB/T1096—2003?

(2)平鍵連接強(qiáng)度的校核

安裝齒輪處平鍵強(qiáng)度校核：O.=—=-----勺等——-=46.18MPa<(100~120)MPa

安裝聯(lián)軸器處平鍵強(qiáng)度校核：°=9=——增四一-=47.62MPa<(50~60)MPa

所選擇的平鍵滿足強(qiáng)度要求

答：所選擇的平鍵滿足強(qiáng)度要求

5-15解：

(1)平鍵類型和尺寸選擇

選A型平鍵，根據(jù)軸徑和軸頭長度，從設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得鍵的尺寸6=22mm,A=14mm,Z=100mmo

此鍵的標(biāo)記為：鍵22X100GB/T1096—2003。

(2)傳遞的最大扭矩

查教材表5-7得［。/=(100?120)Mpa,取=120Mpa

答：能傳遞的最大扭矩不大于2620.8N?m。

5-16解:

(1)平鍵類型和尺寸選擇

選A型平鍵，根據(jù)軸徑和軸頭長度，從設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得鍵的尺寸b-25mm,h=14mm,L=90mm。

此鍵的標(biāo)記為：鍵25X90GB/T1096—2003。

(2)平鍵連接強(qiáng)度的校核

所選擇的平鍵滿足強(qiáng)度要求

答：所選擇的平鍵為鍵25X90GB/T1096—2003。經(jīng)歷算該鍵滿足強(qiáng)度要求。

六、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

6-1判斷題

(1)X⑵X⑶V(4)(5)X(6)X⑺X

(8)V(9)X(10)X(11)V(12)X(13)V(14)V

(15)X(16)X(17)X(18)X(19)X(20)X(21)V

(22)X(23)X(24)V(25)X

6-2填空題

(1)中心角，120°(2)兩側(cè)，40°⑶梯形,7,Y

(4)初拉力，摩擦系數(shù)，小輪包角(5)越大(6)5、25(7)小

(8)帶的基準(zhǔn)長度(9)平行，對(duì)稱平面應(yīng)在同一平面(10)小

(11)傳動(dòng)比(12)張緊輪(13)摩擦力(14)可以

(15)彈性滑動(dòng)，打滑(16)打滑(17)10(18)外

(19)主(20)小(21)4(22)型號(hào)(23)主

(24)繩芯(25)平均，瞬時(shí)(26)鏈輪的多邊效應(yīng)

(27)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；傳動(dòng)平穩(wěn)性差；工作時(shí)有噪音等

(28)偶，奇(29)疲勞破壞，膠合(30)外鏈板與銷軸

(31)制造精度的影響，致使各排鏈的載荷分布不均

(32)大，跳齒(33)少，沖擊，動(dòng)載荷

6-3選擇題

(1)C(2)B(3)B(4)A(5)A(6)A(7)C

(8)A[9)B(10)B(11]A(12)A(13)C(14)A

(15)C(16]A(17]A(18]C(19)A(20)D(21)D

(22)A(23)A(24]B(25)A(26)A(27)A(28)A

(29)D(30]B(31)B(32)A(33)B(34)A(35)B

(36)A(37)B(38)C

6-4解：

(1)小輪包角

(2)帶的幾何長度

查教材表6-3可知，選帶的基準(zhǔn)長度乙=2800mm

(3)不考慮帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)時(shí)大帶輪轉(zhuǎn)速

dd2=^J460xl50=547-5r/m.n

=—=—,n2

"d2400

(4)滑動(dòng)率￡=0.015時(shí)大帶輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速

^,(l-)J460xl50x(l-0.015).

i=L=!2/=g=5393r/1in

?24n(J。)由2400

答：1)小輪包角為165.7°；2)帶的幾何長度為2879.6mm,應(yīng)選帶的基準(zhǔn)長度2800mm；3)

不考慮帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)時(shí)大帶輪轉(zhuǎn)速547.5r/min；4)大帶輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速539.3r/min。

6-5解：

(1)確定帶的基準(zhǔn)長度4

查教材表6-3可知，選帶的基準(zhǔn)長度乙=1600mm

(2)確定實(shí)際中心距a

取實(shí)際中心距a=530mm

(3)計(jì)算所需帶的根數(shù)z

查教材表6-5得耳=1.60kW；查教材表6-6得4耳二。.168k肌查教材表6-7得用=0.974；查教

材表6-3,4=0.99,那么:

取2=3根

答：1)帶的基準(zhǔn)長度4=160000；2)實(shí)際中心距a=530mm；3)所需帶的根數(shù)為3根。

6-6解：

查教材表6-3可知，選帶的基準(zhǔn)長度乙=1600mm

取實(shí)際中心距a=460mm

查教材表6-5得R=1.306kW；查教材表6-6得△&=().168kW；查教材表6-7得兒=0.93；查教

材表6-3,4=0.99,查教材表6-8取工作情況系數(shù)4=1.2

答：能傳遞的最大功率為2.26kW。

6-7解：

(1)選擇V帶型號(hào)

查教材表6-8取工作情況系數(shù)4=1.1,故：=/C4xP=1,1x7.5=8.25kW

根據(jù)2和由圖6-12選用A型普通V帶。

(2)確定大小帶輪基準(zhǔn)直徑

由(1)選擇知小帶輪基準(zhǔn)直徑曲的取值范圍為112-：140nm1,又由教材表6-5知此范圍內(nèi)心只

有112mm、125mm,140mm三種取值，現(xiàn)選取di=125mm。那么：

根據(jù)教材表6-2選從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑如=280mm。

(3)驗(yàn)算帶速

帶速在5?25m/s范圍內(nèi)，帶速適宜。

(4)求V帶的基準(zhǔn)長度和中心距

初定中心距的取值范圍283.54/4810,現(xiàn)取初定中心距ao=5OOmm

帶的初定長度：

查教材表6-3可知，選帶的基準(zhǔn)長度Zd=1600mm

帶傳動(dòng)的中心距：0=%+壇縉=500+幽理=476mm

取實(shí)際中心距a=476mm

中心距變動(dòng)范圍為452?500mm

(5)驗(yàn)算小輪包角

<71=161.3°>120°,適宜。

(6)確定帶的根數(shù)

查教材表6-5得&=L91kW；查教材表6-6得△吊=0.168kW；查教材表6-7得a=0.954；查教

材表6-3,4=0.99,那么：

取z=5根

(7)計(jì)算單根V帶的預(yù)緊力

查教材表6T得干。.lkg/m,那么：

(8)計(jì)算帶輪軸上的壓力

(9)帶輪構(gòu)造設(shè)計(jì)(略)

6-8解：

(1)求鏈節(jié)數(shù)

由教材表6-9查得鏈節(jié)距p=15.875mm

取鏈節(jié)數(shù)4=132

(2)求鏈所能傳動(dòng)的最大功率

由教材圖6-25查得丹=10kW,查表6-11得用=1.0,查表6-12得左=1.0,單排鏈取4=1,那么：

答：1)鏈節(jié)數(shù)4=132；2)鏈所能傳動(dòng)的最大功率P=10kW。

6-9解：

由教材表6-9查得鏈節(jié)距為尸19.05mm的鏈號(hào)為12A

由m=996.4r/min、鏈號(hào)12A查教材圖6-25可得片=20kW

6-10解：

由教材表6-9查得滿足極限載荷Q=50kN的鏈號(hào)為16A,鏈節(jié)距為月25.4mm

由教材圖6-25查得R=40kW,查表6T2得用=1.1,單排鏈取《,=1,那么：

答：鏈能傳遞的功率為36.67k肌

6-11解：

(1)選擇鏈號(hào)

由傳動(dòng)比i;3查教材表6-10取zi=25,那么Z2=/ZI=3X25=75

查表6Tl取用=1.2,查表6T2取反=0.74,單排鏈取小=1,由式(6-229得

根據(jù)&=8.92kW和m=720r/min查教材圖6-25可選鏈號(hào)10A

(2)確定潤滑方式

由表6-9查得鏈節(jié)距片15.875mm

答：由鏈號(hào)I0A,片4.76m/s,查圖6-26,可選擇油浴或飛濺潤滑。

6-12解：

(1)兩輪的合理轉(zhuǎn)向如下圖

(2)兩輪的包角如下圖

(3)V帶與帶輪接觸處的彎曲應(yīng)力分布如下圖，

(4)載荷過大時(shí)，打滑首先出現(xiàn)在小帶輪處。由于小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角，因此

小帶輪上的總摩擦力相應(yīng)地小于大帶輪上的總摩擦力，故打滑首先出現(xiàn)在小帶輪處

(5)一叫％_3.14x100x1460_764面］帶速在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速適宜

60x100060x1000

6-13解：

圖a、b、c所示的鏈傳動(dòng)布置中鏈輪均按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)

七、齒輪傳動(dòng)

7-1判斷題

(1)V12)X(3)X(4)V(5)X(6)X(7)X

(8)V(9)X(10)V(11]V(12)V(13)4(14)4

(15)X(16)X(17)X(18]V(19)X(20)X(21)X

(22)X(23)X(24]X(25]X(26)X(27)V(28)X

(29)X(30)V(31)X(32]V(33)X(34)X(35)X

7-2填空題

(1)基圓，基圓(2)20°(3)等于，大于(4)恒定，不變

(5)兩輪的模數(shù)相等、壓力角相等(6)21,實(shí)際嚙合線段/基圓齒距

(7)軸向力，8°?25°(8)兩輪的模數(shù)相等、壓力角相等、螺旋角大小相等方向相反

(9)右，14°30',3mm(10)相切，相割，相離

(11)正，彎曲(12)17(13)少，小(14)W350HBS,齒面點(diǎn)蝕

(15)輪齒折斷(16)高(20?50)HBS,(5?10)mm(17)齒面磨損

(18)硬度(19)相反，一樣(20)一樣，不同(21)多

(22)1.5(23)20?40(24)少，大，彎曲(25)浸油

(26)10(27)直徑大小(28)500(29)鑄造

(30)同時(shí)參加嚙合的齒對(duì)數(shù)

7-3選擇題

(1)B[2)C(3)A(4)C(5)B(6)B(7)C

(8)B(9)C(10]D(11)D(12)D(13]A(14)D

(15)B(16)D(17)A(18)C(19)A(20)C⑵)A

7-4解：

(1)嚙合線川辦如下圖；(2)節(jié)點(diǎn)夕如下圖；(3)兩輪的節(jié)圓如下圖

7-5解：

分度圓直徑：4=mz]=2.5x20=50mm,d2=mz2=2.5x40=100mm

齒頂圓直徑：=億+2/z*)m=(2()+2x1)x2.5=55mm

齒根圓直徑：I」=(Z]—2%-2c*)/77=(20-2x1-2x0.25)x2.5=43.75mm

基圓直徑：db]=d]cosa=50xcos20=46.985mm

,_>v-d\+50+100

標(biāo)準(zhǔn)中心B距r：a=------=-------------=75mm

22

答：兩輪的分度圓直徑分別為50mm100mm,兩輪的齒頂圓直徑分別為55mm>105mm,兩輪的齒

根圓直徑分別為43.75mm、93.75mm,兩輪的基圓直徑分別為46.985mm、93.969mm,標(biāo)準(zhǔn)中心距為

75mm。

7-6解：

2a2x120.

模數(shù):m=--------=----------=4mm

4+z220+40

分度圓直徑：4=mz{=4x20=80mm,d2=mz2=4x40=160mm

齒頂圓直徑：4i=(Z]+2A*)/n=(20+2x1)x4=88mm

齒根圓直徑：4]=(Z]—2力；-2c)m=(20-2x1-2x0.25)x4=70mm

答：兩輪的模數(shù)為4mm,兩輪的分度圓直徑分別為80mm.160mm,兩輪的齒頂圓直徑分別為88mm、

168mm,兩輪的齒根圓直徑分別為70nlln、150mme

7-7解：

(1)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度

查表7-6取載荷系數(shù)長1.2,查表7-7取彈性系數(shù)4二188.9MPaI/2

u=—=—=3,h=b=75mm,4=/%=3x25=75mm

4252

比卜^^，查表7-4取bHM=580MPa、o-Hlim2=300MPa,^Hlim=crHlim2=300MPa

SH

查表7-8取SH=1.1,[CT11]==—=272.73MPa

SHLI

滿足齒面接觸強(qiáng)度要求。

(2)驗(yàn)算齒根彎曲強(qiáng)度

查圖7-26得幾尸2.72、降否2.25,查圖7-27得及尸1.59、及2=1.76

E，]=EEL,查表7-4取(TFE,=450MPa、crFE2=230MPa,查表7-8取SF=1.25

：E1

=^=竺^'=360MPa，[crF,]=0=U^=184MPa

RJRj

L5F1.25LSF1.25

滿足齒根彎曲強(qiáng)度要求。

答：齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度均滿足

7-8解：

開式齒輪傳動(dòng)主要失效形式是齒面磨損和齒根折斷，

2附2bm%0】

由=<[,]得齒輪所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩7；1mx=

btn，Z]

查表7-6取載荷系數(shù)AM.2,6=&=40mm

查圖7-26得洛產(chǎn)2.91、九*2.27,查圖7-27得31.56、&=1.74

考慮磨損對(duì)齒厚的影響[%]=。-7，查表7-4取b陽=/E2=12()MPa,查表7-8取斗=L3

[%J=64.627(233?】_64.62""=min6FI][，2]

-=14.23

^1^2~2.91x1.56.一'-飛-227x1.74^Fal^Sal%2%a2

(max118583.33x50

齒輪傳動(dòng)傳遞的最大功率4==0.62kW

ax9.55xl()69.55xlO6

答：該齒輪傳動(dòng)所能傳遞的最大功率為0.62k%

7-9解:

(1)選擇材料、確定許用應(yīng)力

1)由表7-4選小齒輪材料用38SiMnMo調(diào)質(zhì)，硬度為260HBS,。m.“=720MPa,。陽=590MPa,

大齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為230HBS,0MM*700MPa,。電=580MPa。屬軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，二者的硬

度差為30HBS.

2)由表7-8取5=1.1,第1.25,許用應(yīng)力

[<TH1]==654.55MPa>[crH2]=-pp=636.36MPa

[/J=%"=——=472MPa,[cF,l————464MPa

LF|J

Sf1.25L」1.25

(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)

1)設(shè)齒輪的精度等級(jí)為8級(jí)

QA

2)齒輪齒數(shù)取幻=25,Z2=%=3.2X25=80,實(shí)際傳動(dòng)比7=絲=3.2

25

3)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩

4)計(jì)算小齒輪分度圓直徑

由表7-6取載荷系數(shù)的1.4,由表7-9取齒寬系數(shù)。d=L由表7-7取彈性系數(shù)

4=189.8MPa’",那么:

5)模數(shù)

m=或=且絲=2.13mm,由表7-1取標(biāo)準(zhǔn)值片2.5mm

Z25

齒輪分度圓直徑：4=mZ[=2.5x25=62.5mm,d2=mz2=2.5x80=200mm

6)齒寬

6=畬4=1x62.5=62.5mm,取益=63mm,6=68mm