13219机械设计基础部分习题参考答案-

第一篇：13219机械设计基础部分习题参考答案-

薛铜龙主编《机械设计基础》

部分课后习题参考答案

第2章平面机构运动简图及自由度计算

2-1 何谓构件？何谓运动副及运动副元素？平面运动副是如何分类的？

答：构件：组成机械的各个相对运动的单元；运动副：构件之间直接接触的、可以产生相对运动的活动连接；运动副元素：两个构件上直接参与接触构成运动副的部分；平面运动副按照不同的接触情况，一般讲运动副分为低副和高副两大类。

2-2 何谓机构的自由度？机构具有确定运动的条件是什么？若不满足此条件将会产生什么后果？

答：机构具有确定相对运动时所必须给定的独立运动参数的数目；机构具有确定运动的条件是机构原动件的个数应等于该机构的自由度F；如果机构的原动件个数小于机构的自由度，机构的运动将不确定，如果机构的原动件个数大于机构的自由度，机构不能运动甚至在薄弱处发生破坏。2-3 计算平面机构自由度时应注意哪些事项？通常在哪些情况下存在虚约束？

答：计算平面机构自由度时应注意：复合铰链、局部自由度和虚约束；常见的虚约束情况：1）―轨迹重合‖——两构件在未组成运动副前，连接点处的轨迹已重合为一，因此组成后的运动副将不提供独立的约束作用，为虚约束；2）―导路平行‖——两构件在多处同时构成若干移动副，且导路相互平行或重合时，事实上只有一个移动副起独立的约束限制作用，其余则为虚约束；3）―轴线重合‖——两构件同时在多处构成若干转动副，且轴线相互重合，事实上只有一个转动副起独立的约束限制作用，其余则为虚约束；4）―距离恒定‖——两构件两点间未组成运动副前距离保持不变，两点间用另一构件连接后，将产生虚约束；5）―对称结构‖——机构中对运动不起独立作用的对称部分，将产生虚约束；6）―公法线重合‖——如果两构件在多处构成平面高副，且接触点处的公法线彼此重合，则只能算做一个平面高副；但如果各接触处的公法线彼此不重合，则相当于一个低副。2-4 试判定图2-27中(a)、(b)的构件组合体能否运动？若使它们成为具有确定运动的机构，在结构上应如何改进？

图

2-27 答：图(a)所示构件组合体的自由度为： F = 3n – 2Pl – Ph=3×2－2×3－0＝0 不能运动，若使它们成为具有确定运动的机构，应改为下图(a)； 图(b)所示组合体自由度为： F = 3n – 2Pl – Ph=3×6－2×9－0＝0 不能运动，若使它们成为具有确定运动的机构，应改为下图(b)。

BCAD（a）

（b）

2-5 绘出图2-28所示机构的机构运动简图。

B2C1A

34图

2-28

答：2-6 如图2-29所示油泵机构中，1为曲柄，2为活塞杆，3为缸体，4为机架。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。

答：

F = 3n – 2Pl – Ph=3×3－2×4－0＝1

2-7 计算如图2-30至题图2-35所示各机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中绘有箭头的构件为原动件。

图 2-30

图 2-31

图 2-32

图

2-33

图 2-34

图

2-35

解：(1)F = 3n – 2Pl – Ph=3×68－2×11－1＝1，其中凸轮滚子处为局部自由度，运动确定；(2)F = 3n – 2Pl – Ph=3×7－2×10－0＝1，C处为复合铰链，运动确定；

(3)F = 3n – 2Pl – Ph=3×6－2×7－3＝1，构件8两端的F、I两处为虚约束，C、H两处为局部自由度，运动确定；

(4)F = 3n – 2Pl – Ph=3×8－2×11－1＝1，两个移动副之一为虚约束，一个复合铰链，运动确定；(5)F = 3n – 2Pl – Ph=3×5－2×7－0＝1，E、F为虚约束，C点为复合铰链，运动确定；

(6)F = 3n – 2Pl – Ph=3×9－2×12－2＝1，两个移动副之一为虚约束，一个复合铰链，运动确定。

第3章平面连杆机构

3-1 何谓曲柄？铰链四杆机构具有曲柄的条件是什么，曲柄是否就是最短杆？

答：绕固定轴线作整周回转的构件称为曲柄。铰链四杆机构中曲柄存在的条件为：（1）连架杆或机架是最短杆；（2）最短杆与最长杆的长度之和应≤其他两杆长度之和（杆长条件）。曲柄不一定是最短杆。

3-2 死点在什么情况出现？举例说明死点的危害以及死点在机械工程中的应用。

答：在曲柄摇杆机构中，以摇杆为原动件，曲柄为从动件，当机构的从动件与连杆共线的两个位置时，出现了传动角为零的情况，这时原动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，不产生转距。因此机构在此位置起动时，不论驱动力多大，即便无摩擦，也不能使从动曲柄转动。机构的这种位置称为死点。当机构运动到死点位置时会产生运动不确定现象。曲柄可能无法运动，甚至是反向运动即顺时针转动。为了使机构能顺利地闯过死点而顺利运行，可以采用将两组以上的相同机构组合使用的方法。如机车联动装置，其两侧的曲柄滑块机构的曲柄位置就相互错开了90°；再如多缸内燃机的各缸曲柄位置同样也错开了一定的角度。还可以采用安装飞轮增大惯性的方法，借惯性作用通过死点，如缝纫机驱动机构的飞轮以及拖拉机单缸引擎上的飞轮等等。在工程实际中，也常利用死点来实现一定的工作要求。如飞机起落架机构、工件夹紧装置。

3-3 试说明平面四杆机构常见的几种演化形式？导杆机构是由何机构演变而来？如何演变？

答：

1、转动副演化为移动副（改变构件形状或尺寸）；

2、运动副尺寸的扩大；

3、机构的倒置；

4、运动副包容关系的逆转。

导杆机构可由曲柄滑块机构倒置得到。

3-4 如何判断机构有无急回运动？K＝1的铰链四杆机构的结构特征是什么？

答：行程速比系数的大小表明了急回运动的剧烈程度，行程速比系数值越大，机构的急回运动特性越显著，行程速比系数值大小取决于极位夹角的大小。极位夹角越大，行程速比系数值就越大；若K=1，极位夹角为零，机构没有急回运动特性。

3-5 分别分析如图3-29所示两种曲柄滑块机构的最小传动角的位置。

（a）

（b）

3-6 试根据图3-48中注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构。

图 3-48 答：(a)双曲柄机构；(b)曲柄摇杆机构；(c)双摇杆机构；(d)双摇杆机构。3-7 画出图3-49所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。

答：如图所示：

vFγαvαγF

(a)

(b)vFαγγ=90°vF

(c)

(d)

3-8 试判别图3-50中a、b所示机构为何种机构？设构件1为原动件，试确定两机构从动件的摆角ψ和机构的最小传动角γmin。如果分别以构件1、2和3为机架，它们又是什么机构？（各构件长度如图所示，单位mm)

图 3-50 答：

1、(a)(b)均为曲柄摇杆机构；

2、摆角和最小传动角可按下图方法确定，其中：当∠BCD是锐角时，该角就是传动角；而当∠BCD为钝角时，与之相对应的传动角应为180°-∠BCD。有：（1）若∠B2C2D是锐角，则∠B1C1D为最小传动角；（2）若∠B2C2D是钝角，则应比较∠B1C1D与180°-∠B2C2D两者中的小者，即为最小传动角。

3、分别以1、2和3为机架(a)、(b)均分别为双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构。

C2γmin1C'C''B2γmin2C1B'AψB''B1D

3-9 如图3-51所示为偏置曲柄滑块机构。已知a＝150 mm，b＝400mm，e＝50mm，试求滑块行程H、机构的行程速度变化系数K和最小传动角γmin。

图 3-51 解：Hba2e2ba2e2302.8mm arcsin(ee180)arcsin()6.32，K1.07 baba180minarccosae60 b3-10 设计—曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数K＝1.5； 滑块的行程H＝50mm，导路偏距e＝20mm，求曲柄长度lAB和连杆长度lBC（参照上题图）。

解：提示：先用课本26页公式（3-7）根据行程速比系数求出极位夹角，然后在根据上题方法反算曲柄和连杆长度。

3-11 已知摇杆CD的行程速度变化系数K=1,摇杆CD的长度lCD＝150 mm，摇杆的极限位置与机架所成角度ψ1＝330和ψ2＝900。试设计此曲柄摇杆机构。

解：提示：参见课本36页2）按行程速比系数设计平面四杆机构中（1）曲柄摇杆机构的设计。

第4章 凸轮机构

4-1 凸轮机构有哪些优缺点？

答：优点：适当的设计凸轮廓线可实现各种运动规律，而且机构简单，紧凑； 缺点：点、线接触，易磨损，凸轮制造较困难。4-2 在选用从动件运动规律时，主要考虑哪些因素？

答：1.满足机器的工作要求；2.良好的动力特性；3.凸轮便于加工。

4-3 设计用于控制刀具进给运动的凸轮机构，从动件处于切削段时采用什么运动规律合适？

答：等速运动规律

4-4设计时为什么控制压力角的最大值？平底推杆凸轮机构的压力角是多少？

答：一般来说，凸轮廓线上不同点的压力角是不同的，当最大压力角超过临界压力角时，机构自锁；再者，为了提高机构的效率，改善受力状况，要控制压力角的最大值。

0度

4-5 选取基圆半径和滚子半径应注意哪些问题？

答：基圆半径受到压力角的限制，最大压力角越大，基圆半径越小，最大压力角越小，基圆半径越大；此外，还要考虑凸轮结构和强度要求。

滚子半径选择时，如果轮廓曲线内凹，由于凸轮工作廓线可光滑作出，滚子半径选择主要考虑其其强度和结构的限制；如果轮廓曲线外凸，应使滚子半径rr小于理论廓线的最小曲率半径ρmin。4-6 什么是反转法？

略

4-7 用作图法求图4-17所示位置的凸轮机构压力角、凸轮基圆半径、从动杆推程h。

4-8 略

第5章 齿轮机构

5-1.齿轮传动的优点有哪些？

答：(1)优点 传动效率高，瞬时传动比稳定，工作可靠，寿命长；适用的速度和传递的功率范围广；可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的传动。5-2.渐开线的性质及渐开线齿廓哦啮合的特性有哪些？

答：根据渐开线的形成过程，可知渐开线具有以下特性：

(1)发生线沿基圆滚过的长度(如图，从位置II滚到位置I)，等于该基圆上被滚过圆弧的长度，即BKAB。

(2)发生线为渐开线在任意点K的法线，即渐开线上任意点的法线必与基圆相切。

(3)发生线与基圆的切点B是渐开线在点K的曲率中心，其曲率半径为BK。渐开线上越接近基圆的点，其曲率半径越小，渐开线在基圆上点A的曲率半径为零。

(4)渐开线的形状取决于基圆的大小。如图5-4所示，在展角θK(= θ1 = θ2)相等条件下，基圆半径越小，渐开线愈弯曲，其曲率半径越小；基圆半径越大，渐开线愈平直，其曲率半径越大；当基圆半径趋于无穷大时，渐开线变成直线，此即为齿条的齿廓。

(5)渐开线上各点的压力角不相等。渐开线上任意点法向压力Fn的方向线(即该点法线)，与该

cosKOBrbOKrK点速度vK方向所夹的锐角αK，称为该点的压力角。由图可知点的压力角不相等，在渐开线的起始点的压力角αb为零。

。可知，渐开线上各(6)因渐开线是从基圆开始向外逐渐展开的，故基圆以内无渐开线。

(7)同一基圆上任意两条渐开线AK1、BK2之间各点的公法线长度相等，即A1B1＝A2B2，如图

K1A2A1AN1N2K2B1A2A1B2BAK1B2B1BK2N1N2 同一基圆上两条渐开线

渐开线齿廓啮合的特点：1 能满足啮合基本定理并能保证定传动比传动；2 渐开线齿廓传动的可分性

5-3.渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆和节圆有何区别？在什么情况下，分度圆和节圆重合？

答：一个齿轮只有分度圆，只有一对齿轮传动时才有节圆。在标准安装时分度圆和节圆相等重合。

5-4.何为根切现象？渐开线标准齿轮不发生根切的最少齿数与哪些因素有关？

答：齿轮的根切现象

用范成法加工齿数较少的标准齿轮时，若刀具的顶部切入轮坯齿根渐开线部分，则将轮坯齿根一部分已加工好的渐开线齿廓切去，这种现象称为根切。

根切将会使齿轮的抗弯强度降低、重合度减小，平稳性变差，对齿轮传动不利，应力求避免。渐开线标准齿轮不根切的最少齿数zmin

只要保证刀具齿顶线与啮合线的交点B不超过啮合极限点N，轮齿将不会发生根切，即PB≤PN。这样，即可求解出不根切的最少齿数zmin。

*mzsinhamPNrsinPB2sin； 因

**hammzsi2hanzsi2n

sin2所以

从而得

因此，渐开线标准齿轮不根切的最少齿数为

zmin*2hasin2。

① 正常齿制：α = 20°，h*a = 1.0时，zmin = 17 ② 短齿制：

α = 20°，h*a = 0.8时，zmin = 14。5-5渐开线标准齿轮准确啮合和连续传动的条件是什么？

答：渐开线齿轮正确啮合的条件是 ：两轮的模数和压力角应分别相等。

齿轮连续传动的条件是 ：

ε α =（B 1 B 2 / p b）≥ 1 5-6何为成形法，其常用的刀具有哪些？

答：成形法是用与被加工齿轮齿槽形状完全相等的成形刀具加工齿形的方法，称成形法，是用与工件的最终表面轮廓相匹配的成形刀具，或成形砂轮等加工出成形面，如成形车削、成形铣削和成形磨削等，由于成形刀具的制造比较困难，因此一般只用于加工短的成形面。

5-7何谓变位修正法？变位齿轮传动的类型及特点有哪些？ 答：所谓变位修正法，就是用改变刀具与轮坯的相对位置，使刀具的齿顶线不超过N1点，来避免根切现象的加工方法。

(1)变位齿轮传动

1)变位齿轮传动的正确啮合和连续传动条件与标准齿轮传动相同。

2)变位齿轮传动的中心距取无侧隙中心距a'＝a＋ym。需将两轮齿顶各减短△ym，以满足标准顶隙的要求。其中齿顶高降低系数△y＝(x1+x2)－y。

(2)变位齿轮传动的类型

1)标准齿轮传动 x1＝x2＝0；2)等变位齿轮传动 x11＝-x2≠0；3)不等变位齿轮传动 x1+x2≠0 当x1+x2 ＞ 0时，为正传动；

当x1+x2 ＜ 0时，为负传动

5-8试说明齿轮传动的几种主要失效形式及产生原因、开式齿轮与闭式齿轮各以产生何种失效形式为主？设计准则分别是什么？

答：齿轮失效的主要形式有断齿、磨损、点蚀、胶合。⑴ 闭式传动 闭式传动的主要失效形式为齿面点蚀和轮齿的弯曲疲劳折断。当采用软齿面（齿面硬度≤350HBS）时，其齿面接触疲劳强度相对较低。因此，一般应首先按齿面接触疲劳强度条件，计算齿轮的分度圆直径及其主要几何参数（如中心距、齿宽等），然后再对其轮齿的抗弯曲疲劳强度进行校核。当采用硬齿面（齿面硬度＞350HBS）时，则一般应首先按齿轮的抗弯曲疲劳强度条件，确定齿轮的模数及其主要几何参数，然后再校核其齿面接触疲劳强度。

⑵ 开式传动 开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳折断。由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法，因此通常只对其进行抗弯曲疲劳强度计算，并采用适当加大模数的方法来考虑磨粒磨损的影响。5-9．齿根危险点及危险剖面是如何确定的 ?

答：齿根危险剖面位置通常用 30 度切线法确定。作与轮齿对称线成 30 度 夹角的两直线，与齿根过渡曲线相切，连接两切点的截面即为齿根危险剖面。

5-10 复合齿形系数Yfs的含义是什么？他与哪些参数有关？

答：在齿形参数一定的条件下, YFa;Ysa均为法向变位系数x 及当量齿数Zv 的二元函数, 因此YFs― 亦为其二元函数, 即YFs=f(x , Z v), 为在平面坐标系中表示出此函数关系, 需将其中的一个变量取为离散的参变量, 使YFs 化为一元函数,为使YFs与YFa Ysa对应, 将取值范围较小的x 取为参变量, Z v 取为自变量, 取值范围为: x=-0.6-1.0。5-11说明选择齿宽系数、螺旋角时应考虑哪些因素的影响 ?

答：齿宽系数 ψ d 选大些时，可以使齿轮的直径和中心距减小，但是增大了齿宽和轴向尺寸，增加了载荷沿齿宽分布的不均匀性，提高了对轴系支承刚度的要求。另外，对变速器中的齿轮传动，齿宽还受到轴向移动距离的限制。

螺旋角 β 选大些时，可增大重合度，从而提高了传动的平稳性和承载能力。但 β 过大时，导致轴向力剧增。故一般选 β =8 ～ 20度。如 β 角过小，不能显示斜齿轮传动的优越性。从减小齿轮的振动和噪音角度来考虑，目前有采用大螺旋角齿轮的趋势。

5-12求斜齿轮端面与法面参数的关系，并在其平面展开图中表示出来，并求斜齿轮的总重合度。

答：若将斜齿圆柱齿轮沿其分度圆柱面展开，这时分度圆柱上齿面的螺旋线便展成为一条条斜直线，图中阴影线部分为轮齿，空白部分为齿槽。由图可得

又因，故得

斜齿轮传动的重合度

为便于分析一对斜齿轮的连续传动条件，现以一对直齿轮传动与一对斜齿轮传动进行对比。如图8－53所示，上图为直齿轮传动的啮合面，下图为斜齿轮传动的啮合面，直线入啮合的位置，表示脱离啮合的位置；

与

表示轮齿进

之间的区域为轮齿的啮合区。

处脱离啮合对于直齿轮传动来说，轮齿在处进入啮合时，就沿整个齿宽接触，在。时，也是沿整个齿宽同时分开，故直齿轮传动的重合度

对于斜齿轮传动来说，齿轮也是在而是由轮齿的一端先进入啮合，在处进入啮合，不过它不是沿整个齿宽同时进入啮合，处脱离啮合时也是一样，也是由轮齿的一端先脱离啮合，直到该轮齿转到图中虚线所示的位置时，这对轮齿才完全脱离接触。这样，斜齿轮传动的实际啮合区就比直齿轮传动增大了增加的一部分重合度以

由于

表示；则

（式中为螺旋线的导程），故得

一段，因此斜齿轮传动的重合度也就比直齿轮传动大，设其

所以斜齿轮传动的总重合度

其中，为

与

（7-48）

两部分之和，即

（7-49）

为端面重合度，其大小可用直齿轮传动时重合度的计算式（7-27）来求，不过这时要用斜齿轮的端面参数来进行计算，即：

（7-50）

是由于斜齿轮轮齿的倾斜和齿轮具有一定的轴向宽度，而使斜齿轮传动增加的一部分重合度，特称为轴面重合度（或纵向重合度）。

5-13 圆锥齿轮的基本参数有哪些？如何求其当量齿数？

答：由于直齿锥齿轮大端的尺寸最大，测量方便。因此，规定锥齿轮的参数和几何尺寸均以大端为准。大端的模数m的值为标准值，按下表选取。在GB12369-90中规定了大端的压力角a=20。，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.2。

当量齿数如果将这两个扇形齿轮补足成完整的直齿圆柱齿轮，则它们的齿数增加为zv1和zv2。人们将 这两个设想的直齿圆柱齿轮称为这一对圆锥齿轮的当量齿轮，其齿数zv1和zv2就称为当量齿数。最终完成了以圆锥齿轮的模数与压力角，以齿数为zv的直齿圆柱齿轮的齿形来近似代替圆锥齿轮的大端齿形。可知

将代入得

由此计算所得当量齿数zv一般不为整数，可近似取整。

引入背锥和当量齿数的概念，就可以将直齿圆柱齿轮的某些原理近似地用到圆锥齿轮上。如直齿圆锥齿轮的正确啮合条件可从当量圆柱齿轮啮合得到，即两轮大端的模数和压力角应分别相等。又如，直齿圆锥齿轮无根切的最少齿数zmin与当量齿轮的最少齿数zvmin之间的关系为zmin=zvmincos

由此可见 zmin < zvmin。

5-14 在直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮的齿宽为什么要加宽5 ~ 10 mm？直齿锥齿轮传动中的小齿轮是否也应加宽，为什么？

答：为防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿单位齿宽的工作载荷常将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽5 ~10mm．但直齿锥齿轮传动中的小齿轮不应加宽，因为如果加宽则锥齿轮小端会发生干涉．

5-15 现有一对标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮参数：m=2 mm，z1=40，z2=90，齿宽b1=60mm，b2=55mm，其它条件分别相同，试比较两齿轮的接触强度、弯曲强度的高低。

解：因配对齿轮的接触应力皆一样即H1H2． 由齿根弯曲疲劳强度计算公式

F2000KT1YFaYSaYε得：

bmd12000KT12000KT1YFa1YSa1Yε，F2YFa2YSa2Yε

bmd1bmd1F1所以比较F1，F2的大小只需比较YFa1YSa1，YFa2YSa2的大小即可

由z1=40，z2=90查表得YFa12.40，YSa11.67；YFa22.20，YSa21.78．

则YFa1YSa14.008，YFa2YSa23.916，YFa1YSa1YFa2YSa2． 所以F1F2即小齿轮弯曲应力大，故小齿轮弯曲强度低．

5-16 一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮，已知：齿数z1 = 20，z2 = 80，两轮中心距a =150mm。试确定该对齿轮的模数m，并计算分度圆直径d1、d2，齿顶圆直径da1、da2，齿根圆直径df1、df2。

解：由已知z1 = 20，z2 = 80，a =150mm，根据公式a模数mm(z1z2)得： 22a2150mm3mm．

z1z22080分度圆直径：d1mz1320mm60mm．d2mz2380mm240mm．

齿顶圆直径：由于齿轮是标准直齿圆柱齿轮，所以取ha1． da1(z12ha)m(2021)3mm66mm． da2(z22ha)m(8021)3mm246mm．

齿顶圆直径：由于齿轮是标准直齿圆柱齿轮，所以取ha1，c0.25．

df1(z12ha2c)m(202120.25)3mm52.5mm． df2(z22ha2c)m(802120.25)3mm232.5mm．

5-17~19 略

5-20 图5-50所示为一直齿锥齿轮－斜齿圆柱齿轮减速器，输出轴Ⅲ转向如图所示。试：(1)画出各轴转向及各齿轮受力方向；(2)为使轴Ⅱ轴向力小，合理确定斜齿轮3和4应具有的旋向。(假设齿轮4为右旋)

图5-50 解：（1）各轴转向见下图：

（2）各齿轮受力方向和斜齿轮3和4应具有的旋向。(假设齿轮4为右旋)

5-21 若上图中直齿锥齿轮传动参数：m=4mm，z1=18，z2=36，ψR = 0.3；斜齿轮传动参数：mn=4mm，z3=20，z4=48。若要求Ⅱ轴上两轮轴向力抵消，斜齿轮3的螺旋角β应等于多少？如果输出轴Ⅲ反向，Ⅱ轴的轴向力是否还为零，试说明理由。

解：（１）若使Ⅱ轴上两轮轴向力抵消则：Fa2Fa3 由已知条件得

uz236u22，cos1，d1mz141872mm，齿宽中点直径

2z11851udm1(10.5R)d1(10.50.3)7261.2mm，Ft12000T2000T32.68T dm161.2210.639T． 5锥齿轮２轴向力Fa2Ft1tancos132.68Ttan200d3z3m204802000T2000Tcos2000Tcos，Ft325Tcos，coscoscosd3mz380斜齿轮３轴向力Fa3Ft3tan由Fa2Fa3得：

2000T2000Tsin25Tsin． d380sin10.639T0.42556，则250．

25T（２）如果输出轴Ⅲ反向，Ⅱ轴的轴向力不为零

第6章 蜗杆传动机构

6-1 试与齿轮传动比较，说明蜗杆传动的特点和应用范围。

答：蜗杆传动机构具有传动比大、结构紧凑、工作平稳、噪声低，在一定条件下可以实现自锁等优点而获得广泛的应用。但蜗杆传动机构有效率低、发热量和磨损大，常需耗用有色金属等缺点。用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，通常是两轴在空间相互垂直，轴交错角Σ =90°，一般蜗杆为主动件。

6-2 与齿轮传动比较，蜗杆传动的失效形式有何特点?为什么? 答：蜗轮蜗杆传动的主要失效形式是蜗轮齿面产生胶合、点蚀及磨损。因为齿面间的相对滑移很大，摩擦生热较大。6-3 蜗杆传动的正确啮合条件是什么?自锁条件是什么? 答：正确啮合条件mx1 = mt2 = m，αx1 = αt2 = α，γ = β 自锁条件：蜗杆导程角小于当量摩擦角。

6-4 试说明蜗杆传动效率低的原因，蜗杆头数z1 对效率有何影响?为什么? 答：因为齿面间的相对滑滑动速度很大，摩擦生热较大。头数越少，导程角越小，因此效率越低。

6-5 蜗杆传动的设计计算中有哪些主要参数?如何选择？为何规定蜗杆分度圆直径d1 为标准值？

答：蜗杆头数，蜗轮齿数，模数，导程角，直径系数等。在蜗杆轴刚度允许的情况下，尽可能选择较小的直径系数，这样导程角较大，效率较高。为了限制涡轮滚刀是数目，便于刀具的标准化。

6-6 为什么蜗杆传动的传动比只能表达为i =z2/z1，不能表达为i =d2/d1 ? 答：因为d1=mq而非mz1。

6-7 与齿轮传动相比，为什么说蜗杆传动平稳，噪声低? 答：相对滑移大，齿面减摩性好。

6-8 试标注图6-11所示蜗杆传动的各力(Fr、Fa、Ft)。

答：蜗杆与蜗轮的径向力分别向左、向右，切向力分别向下、向外，轴向力分别向内、向上。6-9 为什么蜗杆传动要进行热平衡计算?计算原理是什么?当热平衡不能满足要求时，应采取什么？

答：蜗轮蜗杆传动由于效率低，其功率损耗将使减速器发热和油温升高，如果热量不能及时散逸，将会使油的温度继续升高而降低油的粘度(即油稀释)，使齿面间润滑条件恶化，从而引起蜗轮齿面的磨损和胶合。

计算原理是使产生的热量和散发的热量间达到动态平衡。散热措施：增加散热面积，提高散热系数。6-10 略。

第7章 轮系

7-1至7-4略

7-5 如图7-25所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均为已知，试求传动比i15，并指出当提升重物时手柄的转向。

图7-25 习题7-5图

答：i15z2z3z4z5577.8,当提升重物时手柄逆时针转动（图中从左向右看）。z1z2z3z47-6 图7-26所示为一滚齿机工作台的传动机构，工作台与蜗轮5相固联。已知z1＝z1＝20，z2＝35，z4＝1（右旋），z5＝40，滚刀z6＝1（左旋），z7＝28。若要加工一个z5＝64的齿轮，试求挂轮组各轮的齿数z2和z4。

图7-26 习题7-6图

解：i1'5'z7z5'z1'z6zzz3540z42864，i15245 zzz201z20112'4'2'由i15i1'5'得：z432 z2'257-7在图7-27所示轮系中，已知z1＝60，z2＝15，z3＝18，各轮均为标准齿轮，且模数相同。试求z4并计算传动比i1H的大小及行星架H的转向。

图7-27 习题7-7图

解：由a34a12z4z3z1z2z463

Hi14 n1nHzz1i1H24i1H0.125,H与1同向 n4nHz1z3z2＝z5＝30，z3＝z6＝100，7-8 图7-28所示轮系中，已知z1＝z4＝40，齿轮1的转速 n1＝100 r/min，试求行星架H的转速nH的大小和方向。

图7-28 习题7-8图

H解：i46n4nHz1i146i4H3.5，且i4Hi3H n6nHz4i1Hn1Zi13i3H3i3H8.75nH11.42r/min nHZ17-9 在图7-29所示的双级行星齿轮减速器中，各齿轮的齿数为z1＝z6＝20，z2＝z5＝10，z3＝z4＝40，试求：1）固定齿轮4时的传动比i1H2；2）固定齿轮3时的传动比i1H2。

图7-29 习题7-9图

H2解：1)i64n6nH2n4nH21i6H2z4i6H23,即i1H23 z62)iH113n1nH1n3nH11i1H1z3i1H13,i64i1H13 z1H1i13n1nH1n3nH1n6nH2n4nH21i1H1n6nH2z3i1H13,i64i1H13 z1z4i6H21.8,即i1H21.8 z6H2i64n6/3nH27-10 在图7-30所示的三爪电动卡盘的传动轮系中，各轮齿数为z1＝6，z2＝z2＝25，z3＝57，z4＝56，求传动比i14

图7-30 习题7-10图

H解：i13n1nHzn1i1H3i1H110.5 n3nHz1nHHi14n1nHn1n1/10.5zz24i14576.26 n4nHn4n1/10.5z1z27-11 如图7-31所示的马铃薯挖掘机组成的行星轮系中，齿轮4固定不动，挖叉A固连在外边的齿轮3上。挖薯时，十字架I回转而挖叉却始终保持一定的方向。问各轮齿数满足条件。

解：行星轮3的绝对运动为平动方可保证挖叉却始终保持一定的方向，因此n3=0.Hi43n4nHz13,因此齿轮3与齿轮4齿数应相同。n3nHz47-12 在图7-32所示的双螺旋桨飞机的减速器中，已知z1＝26，z2＝z2＝20，z4＝30，z5＝z5=18，齿轮1的转速n1＝15000 r/min，试求螺旋桨P和Q的转速nP、nQ的大小和方向。

图7-32 习题7-12图

解：a23a12z3z2z1z2z366，同理可得z666

H1i13n1nH1n3nH1n4nH2n6nH21i1H1z3i1H13.53，nPn4nH＝4249.3r/min z11iH2464249.3nH2nH2z6nH21327.90r/min

nQnH＝1327.r90/ minz427-13 在图7-33所示的轮系中，已知各轮的齿数分别为z1＝1（右旋），z2＝99，z2＝z4，z4＝100，z5＝1（右旋），z3＝30，z5＝100，z1＝101，蜗杆1的转速n1＝100 r/min（转向如图所示），试求行星架H的转速nH。

图7-33 习题7-13图

解：i12n1z2nzz4n21.01r/min，i1415n41.01r/m inn2z1n4z1z5Hi24n2nHz4nH(n2n4)/21.01r/min n4nHz27-14 在图7-34所示的复合轮系中，已知各轮的齿数分别为z1＝36，z2＝60，z3＝23，z4＝49，z4＝69，z5＝31，z6＝131，z7＝94，z8＝36，z9nH＝167，设n1＝3549 r/min，试求行星架H的转速。

图7-34 习题7-14图

解：i14n1z2z4n4n7z67n4999.71r/min，i4n7345.9r2/ min6n4z1z3n6n7z4Hi79n7nHz9nH124.88r/min n9nHz7

第8章 其他机构

8-1至8-4 略

8-5 在一转塔车床用的外啮合槽轮机构中，已知槽轮的槽数z=6，槽轮的运动时间为4s，静止时间为2s，试求该槽轮机构的运动特性系数和所需的圆销数目K ? 解：当槽轮机构为单销时，单销＝

121z13槽轮机构为单销时，设销与槽接触的时间为t运动，槽轮机构为多销时，两销之间运行时间为t总则有，t运动42/3＝＝,则K2/2 t总6K单销＝ 238-6 一个四槽单销外槽轮机构，已知停歇时间需要30s，求主动拨盘的转速及槽轮的运动时间。

解：由于是四槽单销外槽轮机构，所以t间歇＝3t运动，所以槽轮的运动时间的t运动＝10秒。

＝＝工作t拔盘＝20秒，所以拨盘的转速为3r/min.8-7 如图8-20b所示的螺旋机构，A处的螺旋为左旋，pA5mm，B处的螺旋为右旋，pB6mm，沿图示手柄方向旋转10，求C处的移动量s及移动方向。

（PA+PB）＝(5+6)/36=0.305mm,移动方向向左移动。解： S1211tz2t拔盘2

第9章 挠性传动

9-1 什么是带传动的打滑？它与弹性滑动有何区别？打滑对传动有什么影响？打滑先发生在大带轮上还是小带轮上？

答：带沿整个接触弧面滑动的现象称为打滑，打滑时带传动的一种失效方式。弹性滑动是带传动的固有特性，无法避免。

打滑使带迅速失效，传动将无法进行。先发生的小轮上。

9-2 带在传动中产生哪几种应力？最大应力出现在什么位置？ 答：拉应力、离心拉应力、弯曲应力。

出现在紧边开始绕上小带轮处。

9-3 从增大包角考虑，带传动设计时松边在上好还是紧边在上好？ 答：松边在上。

9-4 带的最大有效拉力Fmax与那些因素有关？ 答：包角、当量摩擦系数和初拉力。

9-5 与带传动相比，链传动有哪些不同？

答：与带传动相比，链传动具有以下特点：无弹性滑动和打滑现象，保持准确的平均传动比；传动效率较高（一般约为94％～98％）；无需张紧力，链条对轴的压力较小。此外，传动链可以在高温、低速、腐蚀和多尘等恶劣条件下工作。

9-6 为什么在一般条件下，链传动的瞬时传动比不是恒定值？什么条件下恒定？

答：由于多边形效应引起的运动不均匀性。

只有当z1=z2，且链传动中心距恰好是节距的整数倍时，瞬时传动比方为常数。9-7 在链速一定的情况下，链节距的大小对链传动的动载荷有何影响？

答：节距越大，多边形效应越显著，动载荷越大。

9-8 某一液体搅拌机的普通Ｖ带传动，传递功率P＝7.5kW，带速v＝10m / s，紧边与松边拉力之比为5：1，求该带传动的有效拉力F及紧边拉力F1。答：有效拉力F=7500/10=750N，由F1=5F2及F1-F2=750N得F1=937.5N 9-9 带传动的小带轮的基准直径dd1=100mm，大带轮的基准直径dd2=400mm。若主动小带轮转速n1=600 r / min，V带传动的滑动率=2%，求从动大带轮的转速n2？

答：由公式9-15可知，4/98%=600/n2,得n2=147 r / min 9-10 已知一普通Ｖ带传动，n1=1460 r/min，主动轮dd1=180mm，从动轮转速n2=650r/min，传动中心距a≈800mm，工作有轻微振动，每天工作16 h，采用三根Ｂ型带，试求能传递的最大功率。若为使结构紧凑，改取dd1=125mm，a≈400mm，问带所能传递的功率比原设计降低多少？ 提示：由Pr(P0P0)KKL可查表确定出单根B型带的功率。

9-11~13 略

9-14 已知主动链轮转速n1=950 r/min，齿数z1=21，从动链轮的齿数z2=95，中心距a=900 mm，滚子链极限拉伸载荷为55.6 kN,工作情况系数KA=1.2，试设计链条所能传递的功率。

提示：由极限拉伸载荷可确定链号为16A，然后根据图9-29和公式9-50确定功率P。

第10章 连接

10-1 螺纹的主要类型有哪几种?如何合理选用? 答：（1）三角形螺纹(即普通螺纹)牙型角为60º，可分为粗牙和细牙，粗牙用于一般连接；细牙螺纹在相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。（2）管螺纹 多用于有紧密性要求的管件连接，牙型角为55º，公称直径近似于管子内径，属于细牙三角螺纹。（3）梯形螺纹 牙型角为30º，是应用最广泛的一种传动螺纹。（4）锯齿形螺纹 两侧牙型斜角分别为β = 3º和β′= 30º。3º的侧面用来承受载荷，可得到较高效率；30º的侧面用来增加牙根强度，适用于单向受载的传动螺旋。（5）矩形螺纹 牙型角为0º，适于作传动螺纹。

10-2 螺纹的主要参数有哪些?螺距和导程有何不同? 答：大径d，小径d1，中径d2，螺距p，线数n，导程s，升角λ，牙型角α。对单线螺纹，s = p；对多线螺纹，s = np。

10-3 螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉在应用上有何不同? 提示：参看表10-1 10-4 受拉螺栓的松连接与紧连接有什么区别?它们在设计计算时有何不同? 答：松螺栓连接装配时不需将螺母拧紧，即承受工作载荷之前螺栓不受预紧力。

紧螺栓连接装配时需将螺母拧紧。在拧紧力矩作用下，螺栓不仅受预紧力F′产生的拉应力ζ作用，同时还受螺纹力矩T1 产生的扭剪应力τ的作用，因此螺栓处于受拉伸和扭转的复合应力状态。对于钢制M10～M68普通螺纹，取τ≈0.5σ，根据第四强度理论，可求出螺栓危险剖面的当量应力为e23223(0.5)21.3。因此，对紧螺栓连接的强度计算，只要将所受的拉应力增大30％以考虑剪应力的影响即可。

10-5 螺纹连接常用的防松方法有哪几种?它们是如何防松的? 提示：参看表10-2 10-6 在受横向载荷的螺栓组连接中，什么情况下宜采用铰制孔用螺栓? 答：有振动、冲击载荷或工作温度较高时。

10-7 受拉伸载荷作用的紧螺栓连接中，为什么总载荷不是预紧力和拉伸载荷之和? 答：在连接承受轴向工作载荷F后，由于螺栓继续受拉伸，因此被连接件则发生弹性回复，其压缩变形量减少了△δ，相应的压力就是残余预紧力F″而非预紧力。

10-8 验算键连接时，如强度不够应采用什么措施? 如需再加一个键，这个键的位置放在何处为好？平键与楔键的位置放置有何不同? 答：采用双键布置或增加键长。

双键布置：两个平键沿周向相隔180°布置；两个半圆键应布置在同一母线上；两个楔键应布置在沿周向相隔90°～120°

10-9平键与楔键的工作原理有何差异? 答：平键主要靠左右两侧面的相互挤压传递扭矩，而楔键是靠上下表面的挤压及摩擦力传递转矩的。

10-10 如何选取普通平键的尺寸b×h×L? 它的公称长度 L 与工作长度l 之间有什么关系？ 根据轴的直径及轮毂宽度从标准中选取。

答：A型键：l=L-b，B型键：l=L，C型键：l=L-b/2 10-11 花键连接和平键连接相比有哪些优缺点? 答：花键连接的承载能力高、定心性和导向性好，对轴和毂的强度削弱较少。但需要专用设备才能加工花键，成本较高。

10-12 如图10-26所示，某机构上拉杆与拉杆头用粗牙普通螺纹连接。已知拉杆所受最大载荷F =l0kN，拉杆的材料为Q235，试确定拉杆螺纹直径。提示：本题属于松螺栓连接，材料的屈服强度为240MPa，直接应用公式 10-13即可。其中，由表10-4安全系数可取1.5，求出小径后查表确定其大径即公称直径。

图10-26 拉杆与拉杆头连接

图10-27 凸缘联轴器

10-13 带式输送机的凸缘联轴器(参见图10-27)，用4个普通螺栓连接，D0 =125 mm，传递转矩 T =200 N·m，联轴器接合面上的摩擦系数f = 0.15，试计算螺栓直径。

提示：本题属于紧螺栓连接。4条螺栓所提供的最大静摩擦力至少为2T/D0，对个单条螺栓该值为800N。因此，通过摩擦系数0.15可以求得为确保该摩擦力而所需的预紧力F’，然后应用公式10-14即可确定螺栓直径。

10-14 有一压力容器，已知容器内直径D = 28O mm，气体压强 p = 0.5 MPa，容器盖用12只普通螺栓与容器相连接，螺栓材料为35钢，采用石棉铜皮垫，试确定螺栓直径。(参考图10-12)。提示：本题属于承受轴向载荷的紧螺栓连接。每条螺栓的轴向工作载荷F可由已知条件（容器内直径和缸内压力）确定，残余预紧力根据压力容器的要求选定为1.5~1.8F。然后根据10-17和10-16分别确定总载荷及螺栓直径（石棉铜皮垫的相对刚度系数0.8）。

10-15 有一个钢制接长柄扳手，用两个普通螺栓连接。已知扳拧力F = 200 N，尺寸如图10-28所示，试确定普通螺栓直径(装配时不控制预紧力)。如果改用铰制孔用螺栓连接，计算所需直径。接合面间的摩擦系数取f =0.15。

图10-28 解：（1）首先求解A、B两条螺栓所承受横向载荷的大小。

以扳手右半段为研究对象，其受力分析如下图所示，设A、B点分别为两条螺栓的中心。图中各力对B点取矩：800F=100FA，又FA+F=FB；得：FA=1600N，FB=1800N。

可见，螺栓B受力较大，因此以下设计均以该螺栓受力为计算依据。FA A B

（2）按普通螺栓连接设计。

FB

要求结合面间的摩擦力不小于横向载荷，即：fF’≥CFB，其中F’为所需的预紧力，C为可靠性系数，取C=1.2 求得F’≥1.2*1800/0.15=14400N

由表10-4，[]=S/3=240/3=80MPa（假设螺栓材料为Q235）因此，d1‘41.3F=17.2609mm，查表取普通螺栓M20。[]（3）按铰制孔用螺栓设计。

一方面：由于扳手连接处厚度10mm，设铰制孔螺栓与孔壁间轴向接触长度8mm，则挤压应力p=1800/(8*d0)≤[p]=S/1.25=240/1.25=192MPa（其中许用挤压应力查表10-4）得：d0≥1.172mm；

另一方面：剪切应力1800[]S=240/2.5=96MPa（其中许用切应力查表10-4）12.5d024得：d0≥4.886mm。

因此，铰制孔螺栓螺杆直径应满足d0≥4.886mm，查表取铰制孔螺栓M6。

10-16 套筒联轴器用平键与轴连接。已知轴径d = 35 mm，轴径长L = 6O mm，联轴器材料为铸铁，承受静载荷。套筒外径D = 90 mm，试画出连接的结构图。计算连接传递转矩的大小。

提示：首先根据轴径尺寸选择键宽和键高，然后根据公式10-22确定转矩的大小。

第11章 轴

11-1 若轴的强度不足或刚度不足时，可分别采取哪些措施？

答：若轴的强度不足，可以将轴的材料由碳钢改为合金钢；若轴的刚度不足，应增大轴的截面积。

11-2 轴按受载情况可以分为哪三类？试分析自行车中轴的受力情况，它是什么轴？

答：分为转轴、心轴和传动轴。自行车中轴主要承受链条传动的转矩，所以是传动轴。11-3 图11-24所示为卷筒传动装置，说出1、2、3、4轴各为何类型的轴。

图11-24 卷筒传动装置

答：1轴为传动轴；

2、3轴是转轴；4轴为心轴。11-4 试叙述设计轴的一般步骤。

答：轴的设计可按照下列步骤：

1、选择轴的材料，初步确定轴的最小直径；

2、拟定轴上零件的装配方案；

3、确定轴各段直径和长度；

4、画出轴的结构图；

5、做受力分析，校核轴的强度。11-5 轴对材料有哪些主要要求？轴的常用材料有哪些？

答：轴的材料要有足够的强度和耐磨性，常用材料有碳素钢和合金钢。

11-6 轴上零件为什么要作轴向固定和周向固定？试说明轴上零件常用的轴向定位方式。

答：为了保证轴和轴上零件有确定的工作位置，防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件都要进行轴向和周向定位。

轴上零件常用的轴向定位方式有：轴肩和轴环；套筒；圆螺母；圆锥面；轴端挡圈；弹性挡圈；紧定螺钉、锁紧挡圈

11-7为什么轴的结构设计很重要？结构设计时应注意什么问题？当采用轴肩和套筒定位时，应注意什么问题？

答：轴的结构设计要根据轴上零件的安装、定位及轴制造工艺等方面的要求，合理确定轴的结构形式和外形尺寸，轴的结构设计完成后，也就确定了轴在箱体上的安装位置及形式、轴上零件的布置和固定方式、受力情况和加工工艺等。

进行轴的结构设计时，应注意以下几个问题：（1）轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置；（2）轴上零件应便于装拆和调整；（3）轴应具有良好的制造工艺性；（4）轴的受力合理，并有利于节省材料、减轻质量；（5）尽量避免应力集中；（6）对于刚度要求高的轴，要从结构上采取减少变形的措施。

采用轴肩定位时，定位轴肩的过渡圆角应小于相配合轮毂端部的倒角；应有足够的轴肩高度以有足够的强度来承受轴向力；固定滚动轴承的轴肩高度应按照滚动轴承的安装尺寸来查取。

采用套筒定位时，套筒不宜过长；并且要使得套筒的端面靠在轮毂的端面上，保证定位可靠。11-8一级圆柱齿轮减速器，高速轴转速n1=960r/min，低速轴转速n2=300r/min，传递功率P =5.4kW，轴用45钢制造，经调质处理，请按转矩计算两根轴的直径。

答：按照转矩计算轴的直径：dA03P，查表11-5，取A0=113，则： nd1A03P5.4P5.4113320.1mm，d2A03113329.6mm n1960n230011-9己知传动轴的直径d =30mm，转速n=1450r/min，若轴上的切应力不超过80MPa，该轴能传递多大功率？

9.55106答：由式11-1得：0.2d3Pn

0.2d3800.2303n145065.6kW 则P9.551069.55106

第12章 滑动轴承

12-1根据结构特点，滑动轴承可分几种？

答：可分为整体式径向滑动轴承、对开式径向滑动轴承、斜剖分式径向滑动轴承、调心式径向滑动轴承、调隙式径向滑动轴承、12-2根据摩擦状态，滑动轴承分几类？各有什么特点？

答：根据摩擦状态，滑动轴承可分为非液体摩擦滑动轴承和液体摩擦滑动轴承。非液体摩擦滑动轴承在工作时轴和轴瓦直接接触，摩擦力比较大，容易产生磨损和胶合。液体摩擦滑动轴承在工作时轴和轴瓦完全隔离开开，摩擦系数小，并能承受较高的载荷。12-3轴瓦的结构设计应注意哪些问题？

答：为了利于润滑，轴瓦上应开设轴孔和轴槽，并且要开在轴瓦的非承载区。12-4滑动轴承的设计包括哪些内容？

答：滑动轴承的设计有以下内容：

1、确定轴承结构；

2、选择轴瓦材料；

3、选择润滑方式；

4、验算承载能力。

12-5滑动轴承的润滑方式有哪些？各有何特点？各适用于什么场合？润滑方式如何选择？

答：滑动轴承的润滑方式有以下几种：旋盖式油杯滴油，定期用油枪向轴承的油孔内注油，适用于低速和间歇工作的轴承；针阀油杯滴油，可以连续供油，但供油量不能调节，适用于中载中速连续工作的轴承；飞溅、油环润滑，供油充分，适用于速度较高载荷较大的场合；压力循环润滑不仅润滑效果好，还可以起到冷却的作用，但结构复杂，适用于高速重载重要的场合。

润滑方式可根据轴承的平均载荷系数Kpv3来选择。

12-6验算蜗轮轴的不完全液体润滑轴承。已知：轴的转速n=60r/nun，轴颈直径d=80mm，轴承宽度B= 80mm，径向载荷Fr=7000N，轴瓦材料为ZCuSnlOPl，轴材料为45钢。

答：查表12-2得ZCuSnlOPl材料的p15MPa，v10m/s，pv15 MPa·m/s。校核轴承速度：vdn60100080606010000.25m/s，合格； 校核轴承压强：pFr70001.09MPa，合格； dB8080Frdn700080600.029，合格。dB6010008080601000校核轴承pv值：pv则此不完全液体润滑轴承合格。

12-7已知一起重机卷筒的滑动轴承承受径向载荷Fr=100000N．轴颈直径d=90mm，轴颈转速n=9r/min，轴承材料采用青铜，试设计此轴承。

答：按照以下步骤进行设计：

1、确定轴承的结构形式；

2、选择轴承的宽径比，确定轴承宽度；

3、计算轴承的p、v、pv值。

4、选择轴瓦材料，查出p、v、pv，使轴承的p≤p、v≤v、p v≤pv。

12-8设计一液体动压润滑径向滑动轴承，采用对开剖分式轴瓦，非压力供油，径向载荷Fr=50000N，轴颈直径d=150mm，转速n=1000r/min，载荷和转速稳定。

答：按照以下步骤进行设计：

1、确定轴承结构型式；

2、确定轴承宽度B，确定轴承宽度；

3、计算轴承的 p、pv、v；

4、选择轴瓦材料，查出p、v、pv，使得p≤p、v≤v、p v≤pv；

5、选择润滑油及粘度；

6、选择相对间隙ψ；

7、计算轴承承载量系数Cp，确定偏心率；

8、计算最小油膜厚度hmin，确定轴和轴瓦的表面粗糙度，确定h，使得hmin＞h；

9、计算摩擦系数 f；

10、计算润滑油的温升，验算轴承的热平衡条件。如果热平衡不满足，返回2重新选择参数计算；

11、选择轴和轴瓦配合关系，求出最大间隙max和最小间隙min，分别按照最大和最小间隙返回7重新计算，如果在允许值范围内，则轴承的工作能力合适，否则返回2重新选择参数计算，直到合格为止。

第13章 滚动轴承

13-1．滚动轴承相对滑动轴承有哪些特点？

答：摩擦阻力小，启动转矩低，效率高，成本低，已标准化。13-2．下列轴承代号表示的内容，说明该轴承适用的场合。

6208，7208，32314，6310/P5，7210B，N222 略。

13-3．滚动轴承的主要失效形式是什么？针对这些失效形式应采用哪些计算准则？

答: 点蚀、塑性变形、胶合。

设计准则：对于一般滚动轴承，主要破坏形式是疲劳点蚀，故主要进行寿命计算；对于转速低或间歇摆动的滚动轴承，为控制塑性变形，应作静强度计算；对高速轴承，为防止胶合破坏，须验算极限转速。

13-4．什么是滚动轴承的基本额定动载荷，基本额定静载荷、当量动载荷和当量静载荷 ？ 答：当基本额定寿命L=106r时轴承所能承受的载荷，称作基本额定动载荷。受载最大的滚动体与较弱的座圈滚道接触处产生的塑性变形量之和是滚动体直径的万分之一时的静载荷，称为基本额定静载荷。

当量动载荷P=fF(XFR+YFA)，当量静载荷P0X0FRY0FA

13-5．滚动轴承支承的轴系有哪几种结构型式？各种型式有何特点并用在什么场合？

答：3种。（1）两端固定支撑：用于跨度较小且温升不高的轴；（2）一端固定一端游动：用于轴的跨度较大或工作温度较高的场合；（3）两端游动：安装人字齿的轴，以防轮齿卡死或两侧受力不均。

13-6．滚动轴承的公差配合与一般圆柱体的公差配合有什么不同？怎样选择滚动轴承的配合？ 答：滚动轴承配合公差带均为单向制，即统一采用上偏差为零下偏差为负值的分布。轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。因此，轴承内圈与轴的配合较一般圆柱公差基孔制的同类配合要紧一些。一般的，当工作载荷方向不变时，转动圈应比不动圈有更紧一些的配合，因为转动圈承受旋转载荷而不动圈承受局部载荷。通常内圈随轴转动而外圈不动，因而内圈的配合比外圈紧，即―外松内紧‖。

13-7．滚动轴承组合为什么有时采用预紧结构？预紧有哪几种方法？

答：为了提高轴承的旋转精度，增加轴承组合的刚度，减小振动和噪声。

预紧方法：当采用成对并列的轴承组合时，可用金属垫片放在两内圈或外圈的中间以得到预紧，预紧力的大小可用垫片的厚度来控制（图13-18）；也可以用磨窄内圈或外圈的端面以得到预紧（图13-19）；也可在两轴之间装上长度不等的两个套筒使轴承预紧，预紧力的大小可通过套筒长度来控制（图13-20）。

13-8．滚动轴承采用润滑的作用是什么？怎样选用润滑剂和润滑方式？

答：主要是为了降低摩擦阻力和减轻磨损，并兼有吸振、冷却和防锈等作用。

常用的润滑剂有润滑油和润滑脂两种。对转速较低、承受载荷较大的轴承一般采用润滑脂润滑。润滑脂不易流失，故密封结构简单，加一次润滑脂可运转较长时间。但注意加润滑脂量要适当，以免引起摩擦发热，影响轴承正常工作。

对于转速较高的轴承宜采用润滑油润滑，因油的粘度低，摩擦损失小，故润滑和冷却效果均好。但必须对其进行可靠的密封，保证供油的清洁。油浴润滑较常采用，采用此方法时，润滑油量要适当，油面高度不应超过轴承最下方滚动体的中心线。有时还采用滴油润滑或油雾润滑等多种方法。13-9．滚动轴承密封有什么作用？有哪几种密封方式？各用在什么场合？ 答：防止灰尘、水分、杂质等侵入轴承，也为了防止润滑剂流失。

密封的方式有接触式密封和非接触式密封两大类。接触式密封一般用于接触处滑动速度v<10m/s的地方。非接触式密封主要用于高转速场合。

13-10．已知一轴的轴颈d=35mm，转速n=2900r/min，承受径向载荷FR=1810N，轴向载荷FA=740N，预期寿命Lh’=6000h，试选轴承型号。解：初选轴承6207，查表得：C=25.5kN，C0=15.2kN 由Fa/C0=740/15200=0.049

查表13-8得e=0.22~0.26 由Fa/Fr=740/1810=0.409>e

查表13-8得X=0.56,Y=1.99~1.71,取Y=1.8 当量动载荷P=1.15*（0.56*1810+1.8*740）=2697.44N 1666725500由式13-3得，Lh=h=4860.8h<6000h，不能满足要求。

29002697.44改选轴承6307，查表得：C=33.2kN，C0=19.2kN 由Fa/C0=740/19200=0.0385

查表13-8得e=0.22~0.26 由Fa/Fr=740/1810=0.409>e

查表13-8得X=0.56,Y=1.99~1.71,取Y=1.9 当量动载荷P=1.15*（0.56*1810+1.9*740）=2782.54N

31666733200由式13-3得，Lh=h=9762.2h>6000h，满足要求。

29002782.5413-11．如图(13-9)所示，轴的两端用两个角接触球轴承7207C正装。常温下工作，工作中有中等冲击。转速n=1800r/min，两轴承的径向载荷分别是FR1=3400N，FR2=1100N，轴的轴向载荷Fa=870N，方向指向轴承1。试确定哪个轴承危险，并计算出危险轴承的寿命。解：（1）确定两轴承的轴向力

3派生轴向力查表13-10得，FS1=0.4FR1=0.4*3400=1360N，FS2=0.4FR2=0.4*1100=440N 由Fa=870N得，FS1>Fa+ FS2，即轴承2被压紧 所以，Fa1= FS1=1360N，Fa2= FS1-Fa=1360-870=490N（2）求当量动载荷

对于轴承7207C，查表得：C=30.5kN，C0=20.0kN 由Fa1/C0=1360/20000=0.068，查表13-8得，e1=0.43~0.46 由Fa2/C0=490/20000=0.0245，查表13-8得，e2=0.38~0.40 由Fa1/Fr1=1360/3400=0.4e查表13-8得，X2=0.44,Y2=1.42 轴承运转中有中等冲击，取载荷系数fF=1.5，所以当量动载荷 P1=1.5*（1*3400+0*1360）=5100N P2=1.5*（0.44*1100+1.42*490）=1703.7N 可见，轴承1较危险。

（3）验算轴承寿命 1666730500由式13-3得，Lh=h=1980.5h。即轴承1的寿命为1980.5h。

1800510013-12．如图13-23所示，斜齿轮轴用一对圆锥滚子轴承33008正装, 轴上受力Fr=10000N，Fa=500N判断哪个轴承寿命短，并计算其寿命大小。

提示：参考例13-3。

3第14章 联轴器和离合器

14-1．联轴器的补偿性能与缓冲、减震性能是否为同一回事？分别用以解决什么问题？

答：不是一回事，补偿功能是指可以补偿两轴的相对位移和偏斜，可以通过采用刚性可移式联轴器或弹性联轴器实现；而缓冲减震只能通过弹性联轴器中的弹性元件如橡胶等实现。

14-2．齿型联轴器与弹性套柱销联轴器对两轴间的径向位移和偏角都有补偿能力。其使用场合是否相同？这两种联轴器在安装时是否还要求限制轴间的不同轴度？

答：不同，齿型联轴器无缓冲功能，弹性套柱销联轴器不宜在高温场合应用。14-3．十字轴万向联轴器与十字滑块联轴器的补偿特点及其使用场合有何不同？

答：万向联轴器主要依靠轴间的相对转动进行补偿，常成对使用；十字滑块联轴器是靠滑块的相对滑动进行补偿。

14-4．欲设计一种牙嵌式安全离合器，试提出结构方案，并说明设计要点？

提示：该联轴器瞬时过载时将牙型剪断

14-5．一齿轮减速器的输出轴用联轴器与破碎机的输入轴联接，传递功率P=40kW，转速n=140r/min，轴的直径d=80mm，试选择联轴器的型号。

提示：联轴器型号的选择依据是其计算转矩，工况系数可查表。

14-6．一汽轮机需要与一台发电机相联，功率P=300kW，转速n=3000r/min，发电机的轴径d=70mm，试选择联轴器的型号。

提示：联轴器型号的选择依据是其计算转矩，工况系数可查表。14-7．略

第15章 弹簧

15-1 弹簧材料应具备哪些性质？

答：弹簧在工作时常受到变载荷或冲击载荷的作用，因而要求制造弹簧的材料必须具有高的屈服极限和疲劳极限，同时应具有足够的韧性和塑性，以及良好的热处理性能。15-2 弹簧指数C对弹簧性能有何影响？设计时如何选取？

答：弹簧指数C值越大，弹簧刚度越小；弹簧指数C值越小，弹簧在卷制时弹簧丝的内外侧应力差越大，材料利用率越低。C值范围为4~16，常用值5~8。15-3 设计圆柱螺旋弹簧要考虑哪些问题？试说明主要的设计步骤？ 答：弹簧丝直径由强度条件确定，弹簧圈数由其刚度条件确定，弹簧刚度应满足稳定性要求。

15-4 略

第16章 机械的平衡与调速

16-1 为什么要对回转件进行平衡? 答：机械在运转过程中，由于构件的质心与回转件中心不重合，将产生离心惯性力； 惯性力的危害主要有：

离心惯性力将增加运动副中的摩擦力和构件的内应力，导致磨损加剧、效率降低，并影响构件的强度；

惯性力(inertial force)随机械的运转而作周期性变化，会使机械和基础产生有害振动，从而导致机械工作质量和可靠性下降，零件材料内部疲劳损伤加剧，降低机械的精度和增大噪声，严重时会造成机械的破坏，甚至危及人员及厂房安全。

16-2 何谓机器运转的平均速度和运转不均匀系数?是否选的越小越好? 答：机器运转的平均速度是在一个周期内，等效构件角速度变化的算术平均值，即：ωm＝（ωmax＋ωmin）/2；运转不均匀系数是指角速度波动的幅度与平均值之比，即：δm＝（ωmax＋ωmin）/ωm；一般情况下运转不均匀系数越小，角速度的差值越小，机械运转越平稳。

16-3 机器安装了飞轮以后能否得到绝对匀速运转?飞轮能否用来调节非周期性速度波动?要减小机器的周期性速度波动，转动惯量相同的飞轮应安装在机器的高速轴上还是低速轴上? 答：当机械系统的等效构件上装加一个转动惯量为JF的飞轮之后，需飞轮储存的最大盈亏功为ΔWmax＝Emax－Emin，这时等效构件的运转速度不均匀系数则为δ ＝ΔWmax/（Je＋JF）ωm2，由公式可知δ不可能为0，故机器加装飞轮后不能得到绝对的匀速运转；

机械的非周期性速度波动调节的本质是要机械重新恢复建立稳定运转状态，需要使等效驱动力矩与等效工作阻力矩恢复平衡关系，波动的周期较长，持续的增速和减速使飞轮贮放的能量失去调节效能，飞轮不能够用来调节非周期性速度波动。由 JF≥ΔWmax /(ωm2[δ ]）可知，当ΔWmax与ωm一定时，JF与ωm的平方值成反比，因此，在获得同样的调节效果的情况下，最好将飞轮安装在机械的高速轴上，这样有利于减少飞轮的转动惯量。

16-4 经过静平衡以后的回转构件，当其运转速度发生波动时，是否仍有动载荷产生? 答：回转构件经过静平衡后，回转体中各质量的质径积的矢量和等于零，因此，当其转速发生波动时，不会有动载荷产生。

16-5 如图16-10所示，在车床上加工质量为10 kg的工件A上的孔。工作质心S偏离圆孔中心O为120 mm。今将工件用压板B、C压在车头花盘D上，设两压板质量各为2 kg，回转半径rB=120 mm，rC=160 mm，位置如图。若花盘回转半径100 mm处可装平衡质量，求达到静平衡需加的质量和位置。

图 16-10 解：根据平衡条件：mbrbm1r1m2r2m3r30，并分别在x轴和y轴上的投影可得： mArAmArA-mcrc-mcrc-mBrB-mBrB

-(mbrb)x=0-(mbrb)y=0 亦即：10×120×0-2×160×0.5-2×120×（-0.866）-(mbrb)x=0 10×120×1-2×160×0.866-2×120×0.5-(mbrb)y=0(mbrb)x=47.84kg·mm(mbrb)y=802.88 kg·mm mbrb=[+]1/2=804.3 kg·mm mb= mbrb/rb=804.3/100=8.043kg αb==266.57º

亦即与x轴正方向夹角为266.57 º。

第二篇：西华大学机械设计基础习题部分答案

第二章

1.解：等效机构运动简图如下：

根据等效图，n7，PL9，PH1。故

（2PlPH）37（291）

2F3n因为自由度数与原动件同数相，所以该机构具有确定的运动。2.（c）n = 6，pl = 7，ph = 3

F3n2PlPh362731

3.(a)解：机构的运动简图如下：

根据根据等效图，n4，PL5，PH1。故

（2PlPH）34（251）F3n第三章

1.（a）解：全部瞬心的位置如图所示。

其中 P14 与P24，P23 与P13重合。e.c.2.解：由相对瞬心P13的定义可知：

1PO1P13L3PO3P13L

所以31PO1P13/P03P13 方向为逆时针转向，（如图所示）。

3.解：（1）把B点分解为B2和B3两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下：

vB3vB2vB3B2

方向

AB

⊥AB向下

//BC 大小

?

1lAB

?

ntkraaaaa B3CB3CB2B3B2B3B2

方向

B→C ⊥BC

B→A ⊥BC向下 ∥BC 大小 32lBC ? 12lAB

23vB3B2 ?（2）标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向如下：

第四章

3.解：（1）当最大压力角为最小值时，转向合理，所以曲柄逆时针转动时为合理。

（2）如图所示，急位夹角为C1AB1与C2B2A所夹的锐角；机构传动角最小位置（曲柄B点离滑块导轨最远位置，即B′点），并量得γmin≈60°。

（3）如图所示，当机构以滑块为原动件时会出现两个死点位置（曲柄与连杆共线时），即C1AB1及C2B2A两个位置。

4.解：1）因为 a+b=240+600=840

所以 有曲柄存在。

2）可以，当以a为机架时，为双曲柄机构；当以c为机架时，为双摇杆机构。3）要使机构为曲柄摇杆机构，d可能为最长杆或者一般杆，但不能为最短杆。

当d为最长杆时，有:a+d<=b+c，即：240+d<=1000 当d为一般杆时，有:a+b<=c+d，即：840<=400+d 联立解得：440<=d<=760 第五章

1.解：（1）r0RrrLOA40102525mm（2）如图所示，位移线图略。（3）如图所示。

第六章

1.解：d1mz1425100

d2mz24100400

*

da1m(z12ha）4(2521)108

*

da2m(z22ha）4(10021)408

*df1m(z12hac*）4(25210.25)91

**4(100210.25)391

df2m(z22hac）a

4.6.7.解：（1）u

(z1z2)m(10025)4250

22Z2402，d1= mz1= 4×20=80 mm Z120FZEZH2KT1(u1)bd1u2189.82.521.5100000(21)=398 MPa 2100802由σH ≤ [σ]H =(2×HBS+70)/1.1 得：HBS≥(1.1×σH-70)/2≈184

∵ 大齿轮的硬度低于小齿轮的硬度

∴ 大齿轮的最小齿面硬度HBS2=184

（2）根据弯曲疲劳强度公式，得大、小齿轮等强度条件式：

[]F1[]F21.1HBS11.1HBS2

=>

YFa1YSa1YFa2YSa2YFa1YSa1YFa2YSa

2代入数据得：

1.1HBS11.1184

2.81.552.41.67

解得： HBS1=199

故

大、小齿轮的最小齿面硬度分别为184 HBS、199 HBS。8.解：

第九章

1.解：

1、轴肩太高，轴承拆卸不方便；

2、零件不能装拆；

3、轴段稍长了点；

4、联轴器不能轴向定位；

5、键太长。

3.解：

1、缺少垫片；

2、轴肩太高，轴承拆卸不方便；

3、轴段稍长，蜗轮不能定位；

4、轴的直径应比安装轴承段短点，方便轴承安装；

5、键应在同一母线上；

6、轴端挡圈没有作用；

7、联轴器不能轴向定位；

8、动、静件相互接触；

9、套筒不能很好定位，套筒高于轴承内圈。

第十章 1.解：

① 内径为55cm，中系列，圆锥滚子轴承，正常宽度，0级公差，0组游隙 ② 附加轴向力方向如图所示，大小

Fd1Fr1F500N，Fd2r2556N 2Y2Y③ ∵Fd2FaeFd1，故左边轴承被压紧，右边轴承被放松。

∴Fa1Fd2Fae2556N，Fa2Fd2556N。

Fa20.278e，∴X21，Y20 ∵Fr2∵Fa11.42e，∴X10.4，Y11.8 Fr1∴P1fPX1Fr1Y1Fa16385N，P2fPX2Fr2Y2Fa22400N 106C10688000∴Lh60nP60100063854.①求Ⅰ、Ⅱ支承的支反力 Fr1Fd1103104614h Fae3aFreFd2Fr1Fr22a23Fre800N，Fr2Fre1200N 55 派生轴向力：Fd1eFr1544N，Fd2eFr2816N ∵FaeFd11144NFd2816N

∴Ⅰ支承为“放松”端，Ⅱ支承为“压紧”端 Fa1Fd1544N，Fa21144N

∵Fa1F0.68e，a20.95e Fr1Fr2 ∴P1fPX1Fr1Y1Fa1960N，P2fPX2Fr2Y2Fa21785N ②∵P2P1，∴Ⅱ轴承的寿命短。

6L3h21060nCP2106601000598001785626668

h

第三篇：机械设计基础习题答案.

机械设计基础(第七版)陈云飞 卢玉明主编课后答案 chapter1 1-1 什么是运动副？高副与低副有何区别？ 答：运动副：使两构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。平面低副－ 凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副；平面高副－以点或线相接触的运动副。1-2 什么是机构运动简图？它有什么作用？ 答：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成 和传动情况。这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。作用： 机构运动简图不仅能表示出机构的传动原理，而且还可以用图解法求出机构上各 有关点在所处位置的运动特性（位移，速度和加速度）。它是一种在分析机构和 设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。1-3平面机构具有确定运动的条件是什么？ 答：机构自由度 F>0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机 构具有确定运动的条件。（复习自由度 4 个结论 P17）chapter2 2-1 什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？ 答：急回特性：曲柄等速回转的情况下，摇杆往复运动速度快慢不同，摇杆反行程时的平均 摆动速度必然大于正行程时的平均摆动速度，此即急回特性。死点位置：摇杆是主动件，曲柄是从动件，曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆加于曲柄 的驱动力 F 正好通过曲柄的转动中心，所以不能产生使曲柄转动的力矩，机构的这种位置称为死点位置。即机构的从动件出现卡死或运动不确定的 现象的那个位置称为死点位置（从动件的传动角）。chapter3 3-2 通常采用什么方法使凸轮与从动件之间保持接触？ 答：力锁合：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。形锁合：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。3-3 什么叫刚性冲击和柔性冲击？用什么方法可以避免刚性冲击？ 答：刚性冲击：从动件在运动开始和推程终止的瞬间，速度突变为零，理论上加速度为无穷 大，产生无穷大的惯性力，机构受到极大的冲击，称为刚性冲击。柔性冲击：当从动件做等加速或等减速运动时，在某些加速度突变处，其惯性力也随之 有限突变而产生冲击，这种由有限突变而引起的冲击比无穷大惯性力引起的 刚性冲击轻柔了许多，故被称为柔性冲击。避免刚性冲击的方法：为了避免刚性冲击，常将这种运动规律已知的运动开始和终止两 小段加以修正，使速度逐渐升高和逐渐降低。让从动件按正弦加速度运动（既 无刚性运动，也无柔性冲击）chapter4 4-1 棘轮机构、槽轮机构及不完全齿轮机构各有何运动特点？是举出应用这些间歇运动机构 的实例。答：槽轮机构特点： 结构简单，工作可靠，常用于只要求恒定旋转角的分度机构中；停歇 运动主要依靠槽数和圆柱销数量（运动系数）应用: 应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。如：电影放映机 自动传送 链装置 纺织机械 棘轮机构特点：这种有齿的棘轮其进程的变化最少是 1 个齿距，且工作时有响声。应用：起重机绞盘 牛头刨床的横向进给机构 计数器 不完全齿轮机构特点：普通齿轮传动，不同之处在于轮齿不布满整个圆周。主动轮上的 锁住弧与从动轮上的锁住弧互相配合锁住，以保证从动轮停歇在 预定位置上。应用：各种计数器 多工位自动机 半自动机 chapter6 6-1 设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 答：足够的强度和刚度，耐摩擦磨损，耐热，耐振动（衡量机械零件工作能力的准则）。6-2 按时间和应力的关系，应力可分为几类？实际应力、极限应力和许用应力有什么不同？ 答：随时间变化的特性，应力可分为静应力和变应力两类。许用应力：是设计零件时所依据的条件应力。[σ] 极限应力:零件设计时所用的极限值，为材料的屈服极值。实际应力: 零件工作时实际承受的应力。（静应力下：[σ] = σS /s [σ] = σB /s s= s1 s2 s3）6-4 指出下列符号各表示什么材料： Q235、35、65Mn、20CrMnTi、ZG310-570、HT200.Q235：屈服强度为 235，抗拉强度为 375-460，伸长率为：26%的普通碳素钢。35：优质碳素钢（数字表示碳的平均含量）65Mn;优质碳素钢，平均含碳量为 0.65%，含 Mn 量约为 1%。20CrMnTi：合金钢，含碳量 0.20%，平均含 Cr，Mn，Ti 量约为 1%。ZG310-570：屈服强度为 310MPa，抗拉强度为 570MPa 伸长率为 15%，硬度为：40-50HRC 的 铸钢 HT200：抗拉强度为 200，硬度为 170-241HBS 的灰铸铁。6-5 在强度计算时如何确定许用应力？ 答：许用应力的确定通常有两种方法： 1.查许用应力表：对于一定材料制造的并在一定条件下工作的零件，根据过去机械制造的 实践与理论分析，将他们所能安全工作的最大应力制成专门的表格。这种表格简单，具体，可靠，但每一种表格的适用范围较窄。2.部分系数法：以几个系数的乘积来确定总的安全系数 S1——考虑计算载荷及应力准确性的系数，一般 s1=1-1.5。S2——考虑材料力学性能均匀性的系数。S3——考虑零件重要程度的系数。6-8-各代表什么？

-1。-1 ：对称循环变应力下，疲劳极限为 2 ：脉动循环变应力下，疲劳极限为 ：静应力下的疲劳极限。

chapter7 7-1 常见的螺栓中的螺纹式右旋还是左旋、是单线还是多线？怎样判别?多线螺纹与单线螺 纹的特点如何

？ 答：常见的螺栓中的螺纹是右旋、单线。根据螺旋线绕行方向科判别右旋与左旋；根据螺旋 线的数目可判别单线还是多线。特点：单线螺纹的螺距等于导程，多线螺纹的导程等于螺距与线数的乘积；单线螺纹由于其 螺旋升角较小，用在螺纹的锁紧，多线螺纹由于其螺纹升角较大，用于传递动力和运动。7-2 螺纹主要类型有哪几种？说明他们的特点及用途。答：机械制造中主要螺纹类型：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、半圆形螺 纹。三角形螺纹：a.普通螺纹：特点为抗拉强度较高，连接自锁作用也较可靠，一般适用于 薄壁零件及受冲击零件的连接。b.管螺纹（半圆形螺纹）：特点为螺纹深度较浅，是专门用来连接管子的。矩形螺纹： 特点为刨面呈矩形、螺母与螺杆对中的精度较差以及螺纹根部强度较弱等缺 点；没有自锁。梯形螺纹：特点为刨面为梯形，效率较矩形螺纹低，没有自锁。多用于车床丝杆等传动 螺旋及起重螺旋中。锯齿形螺纹：效率较矩形螺纹略低，强度较大，没有自锁。在受载很大的起重螺旋及螺 旋压力机中常采用。（三角形螺纹用于连接；锯齿、梯形、矩形用于传动。）7-3 螺旋副的效率与哪些参数有关？各参数变化大小对效率有何影响？螺纹牙型角大小对 效率有何影响？ 答：

为升角，ρ为摩擦角

当摩擦角不变时，螺旋副的效率是升角的函数。牙型角变小，效率变大；牙型角变大，效率变小。（举例矩形螺纹变为三角形螺纹）7-4 螺旋副自锁条件和意义是什么？常用链接螺纹是否自锁？ 答：自锁条件：（一般情况：越小，自锁性能愈好）：螺纹升角 ρ：当量摩擦 角。意义 ：不加支持力 F，重物不会自动下滑。即螺旋副不会自动松脱，当拧紧螺母时，螺旋副的效率总是小于 50%。常用链接螺纹自锁。7-5 在螺纹连接中，为什么采用防松装置？例举几种最典型的防松装置，会出其结构件图，说明其工作原理和机构简图。答：螺纹连接的自锁作用只有在静载荷下才是可靠的，在振动和变载荷下，螺纹副之间会产 3 生相对转动，从而出现自动松脱的现象，故需采用防松装置。举例:

（一）利用摩擦力的防松装置： 原理： 在螺纹间经常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小尽可能不随载荷大小变化。（1）弹簧垫圈: 工作原理：弹簧垫圈被压平后，利用其反弹力使螺纹间保持压 紧力和摩擦力（2）双螺母：工作原理：梁螺母对顶，螺栓始终收到附加压力和附加摩擦力的 作用。结构简单，用于低速重载。

（二）利用机械方法防松装置： 原理：利用机械装置将螺母和螺栓连成一体，消除了它们之间相对转动的可能性。（1）开口销：开口销从螺母的槽口和螺栓尾部的孔中穿过，起防松作用。效果 良好。（2）止动垫圈：垫片内翅嵌入螺栓的槽内，待螺母拧紧后，再将垫片的外翅之 一折嵌于螺母的一个槽内。将止动片的折边，分别弯靠在螺 母和被联接件的侧边起防松作用 7-6 将松螺栓连接合金螺栓连接（受横向外力和轴向歪理）的强度计算公示一起列出，是比 较其异同，并作出必要的结论。7-10平键链接可能有哪些失效形式？平键的尺寸如何确定？ 答：失效形式：挤压破坏和剪切 确定尺寸：按挤压和剪切的强度计算，再根据工作要求，确定键的种类；再按照轴的直 径 d 查标准的键的尺寸，键的长度取 且要比轴上的轮毂短。chapter8 8-2 带传动中的弹性滑动和打滑时怎样产生的？它们对带传动有何影响？ 答：弹性滑动：由于带的紧边与松边拉力不等，使带两边的弹性变形不等，所引起的带与轮 面的微量相对滑动为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的，对带传动影响不大 打滑：机器出现过载，摩擦力不能克服从动轮上的阻力矩，带沿轮面全面滑动，从动轮 转速急剧降低甚至不动，此现象即为打滑，是带传动的主要失效形式之一，可避免。8-3 带传动中主要失效形式是什么？设计中怎么样考虑？ 答： 主要失效形式： 1.张紧力不足导致的打滑； 2.张紧力过大导致的疲劳损坏； 3.疲劳寿命。设计是必须要考虑：在保证不打滑的情况下（确保工况系数），带应有一定的疲劳强度 或寿命。chapter9 9-1 齿轮传动的最基本要求是什么？齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求？ 答：基本要求是：传动比恒定。齿廓的形状是：渐开线形、摆线形、圆弧齿时满足上述要求。（齿廓的形状必须满足不 论轮齿齿廓在任何位置接触，过触点所做齿廓的公法线均须通过节点。）4 9-2 分度圆和节圆，压力角和啮合角有何区别？ 答：分度圆：为了便于齿廓各部分尺寸的计算,在齿轮上选择一个圆作为计算的基准,该 圆称为齿轮的分度圆.(标准齿轮分度圆与节圆重合且 s=e)标准化的齿轮上压力角和模数均为标准值的圆称为分度圆.节圆：通过节点的两圆具有相同的圆周速度，他们之间作纯滚动，这两圆称为齿轮 的节圆。分度圆、节圆区别：分度圆是齿轮铸造成立后本身具有的，而节圆是在两齿轮运动 啮合时根据其速度而确定出来的。压力角：渐开线上任一点法向压力的方向线（即渐开线在该点的法线）和该点速度 方向之间的夹角称为该点的压力角。啮合角：过节点的两节圆的公切线，与两齿廓公法线间的夹角。压力角、啮合角区别：选取点的不同，压力角的大小也就不同；而只要两齿轮的大 小确定，则其啮合角也就随确定。9-3 一对渐开线标准齿轮正确啮合的条件什么？ 答：1.两齿轮的模数必须相等

m2 ；

2.两齿轮分度圆上的压力角必须相等

9-4 为什么要限制齿轮的最少齿数？对于α=20、正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，最少齿数 是多少？ 答：限制最少齿数是为了保证不发生根切，要使所设计齿数大于不产生根切的最少齿数，当 α=20 的标准直齿圆柱齿轮，则 h a =1，则 z min =17。9-12 齿轮轮齿有哪几种失效形式？开式传动和闭式传动的失效形式是否相同？在设计及使 用中应该怎样防止这些失效？ 答：失效形式有：（1）轮齿折断（2）齿面胶合（3）齿面磨粒磨损（4）齿面点蚀（5）塑性变形 开式传动和闭式传动的失效形式不完全相同： 其中磨损和疲劳破坏主要为开式齿轮传动 的失效形式；而齿面点蚀和折断主要为闭式齿轮传动的失效形式。为了防止轮齿折断：在设计时应使用抵抗冲击和过载能力较强的材料。为了避免齿面磨粒磨损：可采用闭式传动或加防护罩等； 为了避免轮齿齿面点蚀：应使用接触应力较大的材料； 为了防止齿面胶合：必须采用粘度大的润滑油（低速传动）或抗胶合能力强的润滑油（高速 传动）。9-13 选择齿轮材料时，为什么软齿面齿轮的小齿轮比大齿轮的材料要好些或热处理硬度要 5 o

高些？ 答：主要由于小齿轮转速高，应力循环次数多，则寿命较短，为了使大小齿轮的寿命接近，则在材料的选取方面要好些或热处理要更高些。9-16 在轮齿的弯曲强度计算中，齿形系数 YF 与什么因素有关？ 答：齿形系数 YF 只与齿形有关，即与压力角α，齿顶高系数 ha 以及齿数 Z 有关。chapter10 10-2 蜗杆传动的啮合效率受哪些因素的影响？ 答：蜗杆传动的啮合效率为：

tan r，则效率受导程角和当量摩擦角的影响。

10-3 蜗杆传动的传动比等于什么？为什么蜗杆传动可得到大的传动比？ 答：蜗杆传动传动比：i=n1/n2 = z2/z1(传动比与齿数成反比)因为蜗杆的齿数可以非常小，小到 z=1，因而可以得到很大的传动比。10-4 蜗杆传动中，为什么要规定 d1 与 m 对应的标准值？ 答：当用滚刀加工蜗轮时，为了保证蜗杆与该蜗轮的正确啮合，所用蜗轮滚刀的齿形及直径 必须与相啮合的蜗杆相同，这样，每一种尺寸的蜗杆，就对应有一把蜗轮刀滚，因此规 定蜗杆分度圆直径 d 为标准值，且与模数 m 相搭配；其次，蜗轮加工的刀具昂贵，规定 蜗杆分度直径 d 为标准值且与模数相搭配可以减少加工刀具的数量。10-7 为什么蜗杆传动常用青铜涡轮而不采用钢制涡轮？ 答：因为青铜的耐磨性，抗胶合性能及切削加工性能均好，而啮合处有较大的滑动速度，会 产生严重的摩擦磨损引起热，使润滑情况恶化，青铜的熔点较高，所以用青铜涡轮而不 用钢制涡轮。10-9 为什么对连续工作的蜗杆传动不仅要进行强度计算，而且还要进行热平衡计算？ 答：蜗杆传动由于摩擦损失大，效率较低，因而发热量就很大、若热量不能散逸将使润滑油 的粘度降低，润滑油从啮合齿间被挤出进而导致胶合。chapter11 11-1 定轴轮系中，输入轴与输出轴之间的传动比如何确定？与主动齿轮的齿数有何关系？ 如何判定输出轴的转向？ 答： 轮系的总传动比等于组成该轮系的各对齿轮的传动比的连成积，其值等于所有从动轮齿 数的连成积与所有主动轮齿连成积之比。传动比 判定方向： a.通常规定若最末从动轮与第一个主动轮的回转方向相同时，传动比为正号，若两轮回转方向相反时，则取为负号 b.若传动比的计算结果为正，则表示输入轴与输出轴的转向相同，为负则表 示转向相反。c.还可以用画箭头标志的方法表示转向: 外啮合的齿轮转向相反,内啮合的 6 齿轮转向相同.chapter12 12-1 心轴与转轴有何区别？试列举应用的实例。答：心轴只承受弯矩，不承受转矩，如：装带轮和凸轮的轴； 转轴既承受弯矩，又承受转矩。如：齿轮减速器中的轴，是机器中最常见的轴。12-4 轴的结构和尺寸与哪些因素有关？ 答：轴的结构决定因素：载荷及载荷分布、轴上标准件、轴上已确定的零件、轴上零件的装 配位置及固定方法、轴的加工工艺性、轴上零件的装配工艺性等。轴尺寸决定因素 ： 轴沿轴向尺寸及形状是由轴上各零件的相互举例，尺寸和安装情况，与轴的制造情况及轴上载荷(弯矩、转矩、轴向力)分布情况等决定的。计算题： 1.已知一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮的齿数分别为 z1=20 z2=80，模数 m=2，计算两个齿 轮的齿顶圆，齿根圆和分度圆的直径，以及齿轮传动的中心距。解：由公式及系数得： 齿顶圆直径： d a1

d 齿根圆直径：

35mm m 分度圆直径： 中心距：，

第四篇：机械设计基础,第六版习题答案

1-1至1-4解 机构运动简图如下图所示。

图 1.11 题1-1解图

图1.12 题1-2解图

图1.13 题1-3解图

图1.14 题1-4解图

题 2-3 见图 2.16。

题 2-7

解 : 作图步骤如下（见图 2.19）：

（1）求（2）作（3）作，顶角，；并确定比例尺。

。的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。

相距，交圆周于

点。（4）作一水平线，于（5）由图量得。解得 ：

曲柄长度：

连杆长度： 题 2-7图 2.19

3-1解

图 3.10 题3-1解图 如图 3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线，此线为

凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。推程运动角 3-2解

如图所示。

图 3.12 题3-2解图 如图 3.12所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过D点作偏距圆的下切线，此线为

凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在D点接触时的压力角所示。

4-1解

分度圆直径

齿顶高

齿根高

顶 隙

如图

中心距

齿顶圆直径

齿根圆直径

基圆直径

齿距

齿厚、齿槽宽

4-11解

因

螺旋角

端面模数

端面压力角

当量齿数

分度圆直径

齿顶圆直径

齿根圆直径

4-12解（1）若采用标准直齿圆柱齿轮，则标准中心距应

说明采用标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不

连续、传动精度低，产生振动和噪声。

（2）采用标准斜齿圆柱齿轮传动时，因

螺旋角

分度圆直径

节圆与分度圆重合，4-15答： 一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角必须分别相等，即、。

一对斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角分别相等，螺旋角大小相等、方向

相反（外啮合），即、、。

一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的大端模数和压力角分别相等，即、。

5-1解： 蜗轮 2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即 和。

图 5.图5.6

5-2解： 这是一个定轴轮系，依题意有：

齿条 6 的线速度和齿轮 5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮 5 ′的转速和齿轮 5 的转速相等，因

此有：

通过箭头法判断得到齿轮 5 ′的转向顺时针，齿条 6 方向水平向右。

6-2解

拔盘转每转时间

槽轮机构的运动特性系数

槽轮的运动时间

槽轮的静止时间

6-3解 槽轮机构的运动特性系数

因：

所以

6-4解 要保证 则槽轮机构的运动特性系数应为

因

得

，则 槽数 和拔盘的圆销数 之间的关系应为：

由此得当取槽数 ～8时，满足运动时间等于停歇时间的组合只有一种：。

10-1证明 当升角与当量摩擦角 符合 时，螺纹副具有自锁性。

当 时，螺纹副的效率

所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时，其效率必小于 50%。

10-2解 由教材表10-

1、表10-2查得

，粗牙，螺距，中径

螺纹升角，细牙，螺距，中径

螺纹升角

对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。

11-6解 斜齿圆柱齿轮的齿数与其当量齿数 之间的关系：

（1）计算传动的角速比用齿数。（2）用成型法切制斜齿轮时用当量齿数 选盘形铣刀刀号。

（3）计算斜齿轮分度圆直径用齿数。

（4）计算弯曲强度时用当量齿数 查取齿形系数。

11-7解 见题11-7解图。从题图中可看出，齿轮1为左旋，齿轮2为右旋。当齿轮1为主动时按左手定

则判断其轴向力 ；当齿轮2为主动时按右手定则判断其轴向力。

轮1为主动

轮2为主动时

图 11.2 题11-7解图

11-8解 见题11-8解图。齿轮2为右旋，当其为主动时，按右手定则判断其轴向力方向 向力

；径总是指向其转动中心；圆向力 的方向与其运动方向相反。

图 11.3 题11-8解图 11-9解（1）要使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反，则低速级斜齿轮3的螺旋经方向应与齿轮2的

旋向同为左旋，斜齿轮4的旋向应与齿轮3的旋向相反，为右旋。

（2）由题图可知：、、、、分度圆直径

轴向力

要使轴向力互相抵消，则：

即

11-15解（1）圆锥齿轮2的相关参数

分度圆直径

分度圆锥角

平均直径

轴向力

（2）斜齿轮3相关参数

分度圆直径

轴向力

（3）相互关系

因 得：

（4）由题图可知，圆锥齿轮2的轴向力 向上，转

指向大端，方向向下；斜齿轮3的轴向力 方向指动方向与锥齿轮2同向，箭头指向右。齿轮3又是主动齿轮，根据左右手定则判断，其符合右手定则，故

斜齿轮3为右旋。

图11.6 题11-16 解图

11-16解 见题 11-16解图。径向力总是指向其转动中心；对于锥齿轮2圆周力与其转动方向相同，对于斜齿轮3与其圆周力方向相反。12-2

图12.3

解 ：（1）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指，大拇指，可以

得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。（见图12.3）

（2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为

蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：

蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：

蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即：

各力的方向如图 12-3所示。

13-1解（1）

（2）

=

=2879.13mm

（3）不考虑带的弹性滑动时，（4）滑动率 时，13-2解（1）

（2）

=

（3）

= =

13-3解（1）

=

（2）由教材表 13-2 得

=1400mm

（3）

13-4解

由教材表 13-6 得

由教材表 13-4 得： △=0.17kW, 由教材表 13-3 得： =1.92 kW, 由教材表 13-2 得： ,由教材表 13-5 得：

取 z=3

14-1解 I 为传动轴，II、IV 为转轴，III 为心轴。14-9改错

16-6解（1）按题意，外加轴向力 已接近，暂选 的角接触轴承类型70000AC。

（2）计算轴承的轴向载荷(解图见16.4b)

由教材表 16-13查得，轴承的内部派生轴向力，方向向左，方向向右

因，轴承 1被压紧

轴承 2被放松

（3）计算当量动载荷

查教材表 16-12，查表16-12得，查表16-12得，（3）计算所需的基本额定动载荷

查教材表 16-9，常温下工作，承时，；查教材表16-10，有中等冲击，取 ；球轴；并取轴承1的当量动载荷为计算依据

查手册，根据 和轴颈，选用角接触球轴承7308AC合适（基本额定动载荷）。

第五篇：机械设计基础习题答案2

《机械设计基础》

一、填空题(每空1分，共30分)

1、构件是机器的______单元体；零件是机器的______单元体，分为______零件和_______零件；部件是机器的_______单元体。

2、运动副是使两构件________，同时又具有_________的一种联接。平面运动副可分为________和_______。

3、机构处于压力角α=_________时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构______死点位置，而当摇杆为原动件时，机构______死点位置。

4、绘制凸轮轮廓曲线，需已知__________、___________和凸轮的转向。

5、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥__________。

6、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为______和______分别相等。

7．斜齿圆柱齿轮的重合度______直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动______，承载能力______，可用于____________的场合。

8.机械静联接又可以分为______联接和______联接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于_________。9.螺纹联接防松的目的是防止___________________________，按工作原理的不同有三种防松方式：_________、_________、_________。

10.按轴的承载情况不同，可以分为转轴、________、_________。

二、判断题(每题1分，共10分)

1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（）

2、铰链四杆机构中，传动角γ越大，机构传力性能越高。（）

3、凸轮机构中，从动件按等速运动规律运动时引起刚性冲击。（）

4、V带型号中，截面尺寸最小的是Z型。（）

5、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。（）

6、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。（）

7、蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。（）

8、设计键联接时，键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。（）

9、在螺纹联接的结构设计中，通常要采用凸台或鱼眼坑作为螺栓头和螺母的支承面，其目的是使螺栓免受弯曲和减小加工面。（）

10、在相同工作条件的同类型滚动轴承，通常尺寸越大，其寿命越长。（）

三、选择题(每空2分，共20分)

1、若机构由n个活动构件组成，则机构自由度为（）

A、>3n

B、=3n

C、<3n

2、为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装什么轮增大惯性？（）

A、齿轮 B、飞轮 C、凸轮

3、当曲柄为原动件时，下述哪种机构具有急回特性？（）

A、平行双曲柄机构 B、对心曲柄滑块机构 C、摆动导杆机构

4、凸轮机构中，从动件在推程按等速运动规律上升时，在何处发生刚性冲击？（）A、推程开始点 B、推程结束点 C、推程开始点和结束点

5、带传动的中心距过大将会引起什么不良后果？（）

A、带产生抖动 B、带易磨损 C、带易疲劳断裂

6、渐开线在基圆上的压力角为多大？（）

A、0° B、20° C、90°

7、蜗杆传动传动比的正确计算公式为（）A、8、经校核，平键联接强度不够时，可采用下列措施中的几种?①适当地增加轮毂及键的长度；②改变键的材料；③增大轴的直径，重新选键；④配置双键或选用花键。（）

A、①、②、③、④均可采用

B、采用②、③、④之一

C、采用①、③、④之一

D、采用①、②、④之一

9、齿轮减速器的箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处的厚度不太大，且需经常拆装，一般宜选用什么联接?

（）

A、螺栓联接

B、螺钉联接

C、双头螺柱联接

10、刚性联轴器和弹性联轴器的主要区别是什么?

（）

A、性联轴器内有弹性元件，而刚性联轴器内则没有

B、性联轴器能补偿两轴较大的偏移，而刚性联轴器不能补偿 C、性联轴器过载时打滑，而刚性联轴器不能

四、简答题(每题3分，共12分)i12ddz2i122i121dC、d2 zB、1、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。

2、说明带的弹性滑动与打滑的区别

3、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？

4、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?（指出四种以上）

五、计算题(每题7分，共28分)

1、说明机构具有确定相对运动的条件，并判断机构运动是否确定？

2、已知四杆机构中各构件长度LAB=55mm, LBC=40mm, LCD=50mm, LAD=25mm。要求：（1）指出连架杆存在曲柄的条件（2）哪个构件固定可以获得曲柄摇杆机构？哪个构件固定可以获得双摇杆机构？哪个构件固定可以获得双曲柄机构？

3、已知图示的轮系中各齿轮的齿数为Z1=15，Z2=20，Z2′=65，Z3=20，Z3′=15，Z4=65，试求轮系的传动比i1H。

4、某标准直齿圆柱齿轮，已知齿距p=12.566mm，齿数z=25，正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、、齿根圆直径df、基圆直径db、、齿高h及齿厚s。

答

案

一、填空题（每空1分，共30分）

1、运动、制造、通用、专用、装配

2、接触、确定相对运动、低副、高副 3、90°、无、有

4、基圆半径、从动件运动规律 5、120°

6、模数、压力角

7、大于、平稳、高、高速重载

8、可拆、不可拆、可拆连接

9、螺纹副的相对运动、摩擦力防松、机械防松、其它方法防松

10、心轴、传动轴

二、判断题（每题1分，共10分）

1、×

2、√

3、√

4、×

5、×

6、×

7、×

8、×

9、√

10、√

三、单项选择题（每题2分，共20分）

1、C

2、B

3、C

4、C

5、A

6、A

7、A

8、C

9、A

10、A

四、简答题（每题3分，共12分）

1、说出凸轮机构从动件常用运动规律，冲击特性及应用场合。

答：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律（余弦加速度运动规律）、摆线运动规律（正弦加速度运动规律）；等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合；摆线运动规律（正弦加速度运动规律）无冲击，用于高速场合。

2、说明带的弹性滑动与打滑的区别

答：弹性滑动是由于带传动时的拉力差引起的，只要传递圆周力，就存在着拉力差，所以弹性滑动是不可避免的；而打滑是由于过载引起的，只要不过载，就不产生打滑，所以，打滑是可以避免的。

3、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？

蜗杆传动存在着相对滑动，摩擦力大，又因为闭式蜗杆传动散热性差，容易产生胶合，所以要进行热平衡计算。

4、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点?（指出四种以上）轴向固定：轴肩、轴环、轴套、轴端挡板、弹性档圈

轴肩、轴环、轴套固定可靠，可以承受较大的轴向力；弹性档圈固定可以承受较小的轴向力；轴端挡板用于轴端零件的固定。

五、计算题（每题7分，共28分）

1、解：机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数等于机构中接受外界给定运动规律的原动件的个数。

机构中，n=9，Pl=12，PH=1 F＝3n－2Pl－PH=2＝W>0，所以机构运动确定。C处复合铰链，E处虚约束，F处局部自由度

2、连架杆是曲柄的条件：（1）构件的长度和条件：最短构件与最长构件长度之和小于等于另外两构件的长度之和；（2）最短构件条件：连架杆和机架之一为最短构件

取AD为机架，得双曲柄机构；取AB或CD为机架，得曲柄摇杆机构；取BC为机架，得双摇杆机构。

3、定轴轮系传动比i12=n1/n2=z2/z1=4/3，n2=0.75n1

行星轮系传动比i2′4=(n2′-nH)/(n4-nH)= z3.z4/z2’.z3’=4/3 将n2’＝n2=0.75n1，n4=0代入上式，得i1H＝n1/nH＝-4/9

4、P＝12.566mm，m=4mm;分度圆直径d=mz=4╳25=100mm;基圆直径db=dcos20º=94mm;齿顶圆直径da=m(Z+2ha﹡)=108mm;齿根圆直径df= m(Z－2ha﹡－2c﹡)=90mm;齿高h=(2ha﹡ +c﹡)=9mm;齿厚s=0.5p=6.283mm

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