第一篇：机械设计基础习题答案第9章
9-1答 退火：将钢加热到一定温度，并保温到一定时间后，随炉缓慢冷却的热处理方法。主要用来消除内
应力、降低硬度，便于切削。
正火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，空冷或风冷的热处理方法。可消除内应力，降低硬度，便
于切削加工；对一般零件，也可作为最终热处理，提高材料的机械性能。
淬火：将钢加热到一定温度，保温一定时间后，浸入到淬火介质中快速冷却的热处理方法。可提高材料的
硬度和耐磨性，但存在很大的内应力，脆性也相应增加。淬火后一般需回火。淬火还可提高其抗腐蚀性。
调质：淬火后加高温回火的热处理方法。可获得强度、硬度、塑性、韧性等均较好的综合力学性能，广泛
应用于较为重要的零件设计中。
表面淬火：迅速将零件表面加热到淬火温度后立即喷水冷却，使工件表层淬火的热处理方法。主要用于中
碳钢或中碳合金钢，以提高表层硬度和耐磨性，同时疲劳强度和冲击韧性都有所提高。
渗碳淬火：将工件放入渗碳介质中加热，并保温一定时间，使介质中的碳渗入到钢件中的热处理方法。适
合于低碳钢或低碳合金钢，可提高表层硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韧性和高塑性。
9-2
解 见下表
9-3解查教材表 9-1，Q235的屈服极限
查手册 GB706-88标准，14号热轧工字钢的截面面积 则拉断时所所的最小拉力为
9-4解 查教材表9-1，45钢的屈服极限
许用应力
把夹紧力 向截面中心转化，则有拉力
和弯距
截面面积
抗弯截面模量
则最大夹紧力
应力分布图如图所示
图 9.3 题9-4解图
9-5解 查手册，查手册退刀槽宽度，过渡圆角，沟槽直径
半径栓，对于
小中心距 的螺栓，最，尾部倒角 设所用螺栓为标准六角头螺，螺栓轴线与箱壁的最小距离。
9-6解 查手册，当圆轴 键槽尺寸、轮毂键
时，平键的断面尺寸为 且轴上槽尺寸。
图 9.5 题9-6解图 9-7解（1）取横梁作为示力体，当位于支承 右侧 处时
由
得
由
得
由
得
由
得
（2）横梁弯矩图
图 9.7 题9-7解图
（3）横梁上铆钉组的载荷
力矩
水平分力
垂直分力
9-8解 水平分力在每个铆钉上产生的载荷
垂直分力 在每个铆钉上产生的载荷
力矩 在每个铆钉上产生的载荷
各力在铆钉上的方向见图所示
图 9.9 题9-8解图
根据力的合成可知，铆钉 1的载荷最大
9-9解 铆钉所受最大载荷 校核剪切强度
校核挤压强度
均合适。
9-10解 支承 图。
可用铸铁HT200或铸钢ZG270-500。其结构立体图见
图 9.10 题9-10解图
支承 断失效。
9-11解（1）轮齿弯曲应力可看成是脉动循环变应力。
（2）大齿轮循环次数 的可能失效是回转副的磨损失效，或回转副孔所在横截面处拉
（3）对应于循环总次数 的疲劳极限能提高
提高了 1.24倍。
9-12答 由图5-1可见，惰轮4的轮齿是双侧受载。当惰轮转一周时，轮齿任一侧齿根处的弯曲应力的变化
规律：未进入啮合，应力为零，这一侧进入啮合时，该侧齿根受拉，并逐渐达到最大拉应力，然后退出啮
合，应力又变为零。接着另一侧进入啮合，该侧齿根受压，并逐渐达到最大压应力，当退出啮合时，应力
又变为零。所以，惰轮4轮齿根部的弯曲应力是对称循环变应力。
9-13答 在齿轮传动中，轮齿工作面上任一点所产生的接触应力都是由零（该点未进入啮合）增加到一最
大值（该点啮合），然后又降低到零（该点退出啮合），故齿面表面接触应力是脉动循环变应力。
9-14解（1）若支承可以自由移动时，轴的伸长量
（2）两支承都固定时，因轴的温升而加在支承上的压力
9-15 基孔制优先配合为、、、、、、、、、、、、，试以基本尺寸为 绘制其公差带图。
图 9.13 题9-15解图
9-16答（1）公差带图见题9-16解图。
（2）用的刀具品种。、均采用的是基轴制，主要是为了制造中减少加工孔
图 9.15 题9-16解图
第二篇：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：，
第三篇：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）。
第四篇：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)i12ddz2i122i121dC、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
H
第五篇：《机械设计基础》课后习题答案
模块 八
一、填空
1、带传动的失效形式有 打滑 和 疲劳破坏。
2、传动带中的的工作应力包括 拉应力、离心应力 和 弯曲应力。
3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与 带型号、小轮直径 和 小轮转速 有关。
4、在设计V带传动时，V带的型号根据 传递功率 和 小轮转速 选取。
5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中 弯曲应力 不致过大。
6、V带传动中，限制带的根数 Z≤Zmax，是为了保证 每根V带受力均匀（避免受力不均）。
7、V带传动中，带绕过主动轮时发生 带滞后于带轮 的弹性滑动。
8、带传动常见的张紧装置有 定期张紧装置、自动张紧装置 和张紧轮等几种。
9、V带两工作面的夹角为 40°，V带轮的槽形角应 小于角。
10、链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力 较小，其原因是链传动不需要 初拉力。
11、链传动张紧的目的是 调整松边链条的悬垂量。采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在松 边，靠近小轮，从外向里张紧。
二、选择
1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。
A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．带的预紧力；D．带和带轮接触面间的摩擦力。
2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带（C）。A．强度高；B．尺寸小；C．有楔形增压作用；D．没有接头。
3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（D）。A．带的材料不符合虎克定律；B．带容易变形和磨损； C．带在带轮上打滑；D．带的弹性滑动。
4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（B）。A．带的初拉力不够；B．带的紧边和松边拉力不等； C．带绕过带轮时有离心力；D．带和带轮间摩擦力不够。
5、带传动发生打滑总是（A）。
A．在小轮上先开始；B．在大轮上先开始；C．在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。
6、带传动中，v1为主动轮的圆周速度，v2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度之间存在的关系是（B）。
A．v1 = v2 = v ；B．v1 ＞v＞v2；C．v1＜v＜ v2；D．v1 = v＞ v2。
7、一增速带传动，带的最大应力发生在带（D）处。
A．进入主动轮；B．进入从动轮；C．退出主动轮；D．退出从动轮。
8、用（C）提高带传动传递的功率是不合适的。A．适当增加初拉力F0 ；B．增大中心距a ；
C．增加带轮表面粗糙度；D．增大小带轮基准直径dd ；
9、V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是（A）。A．带的型号；B．带的速度；C．主动轮转速；D．传动比。
10、带传动采用张紧装置的目的是（D）。A．减轻带的弹性滑动；B．提高带的寿命； C．改变带的运动方向；D．调节带的初拉力。
11、确定单根V带许用功率P0的前提条件是（C）。A．保证带不打滑；B．保证带不打滑，不弹性滑动； C．保证带不打滑，不疲劳破坏；D．保证带不疲劳破坏。
12、设计带传动的基本原则是：保证带在一定的工作期限内（D）。A．不发生弹性滑动；B．不发生打滑；
C．不发生疲劳破坏；D．既不打滑，又不疲劳破坏。
13、设计V带传动时，发现带的根数过多，可采用（A）来解决。
A．换用更大截面型号的V带；B．增大传动比；C．增大中心距；D．减小带轮直径。
14、与齿轮传动相比，带传动的优点是（A）。
A．能过载保护；B．承载能力大；C．传动效率高；D．使用寿命长。
15、设计V带传动时，选取V带的型号主要取决于（C）。
A．带的紧边拉力 ；B．带的松边拉力；C．传递的功率和小轮转速；D．带的线速度。
16、两带轮直径一定时，减小中心距将引起（B）。A．带的弹性滑动加剧；B．小带轮包角减小； C．带的工作噪声增大；D．带传动效率降低。
17、带的中心距过大时，会导致（D）。A．带的寿命缩短；B．带的弹性滑动加剧； C．带的工作噪声增大；D．带在工作中发生颤动。
18、V带轮是采用实心式、轮辐式或腹板式，主要取决于（C）。
A．传递的功率；B．带的横截面尺寸；C．带轮的直径；D．带轮的线速度。
19、与齿轮传动相比，链传动的优点是（D）。
A．传动效率高；B．工作平稳，无噪声；C．承载能力大；D．传动的中心距大，距离远。20、链传动张紧的目的主要是（C）。A．同带传动一样；B．提高链传动工作能力； C．避免松边垂度过大；D．增大小链轮包角。
21、链传动的张紧轮应装在（A）。
A．靠近小轮的松边上；B．靠近小轮的紧边上； C．靠近大轮的松边上；D．靠近大轮的紧边上。
22、链传动不适合用于高速传动的主要原因是（B）。
A．链条的质量大；B．动载荷大；C．容易脱链；D．容易磨损。
23、链条因为静强度不够而被拉断的现象，多发生在（A）的情况下。A．低速重载；B．高速重载；C．高速轻载；D．低速轻载。
三、简答
1、在多根V带传动中，当一根带失效时，为什么全部带都要更换？
答：在多根V带传动中，当一根带失效时，为什么全部带都要更换？新V带和旧V带长度不等，当新旧V带一起使用时，会出现受力不均现象。旧V带因长度大而受力较小或不受力，新V带因长度较小受力大，也会很快失效。
2、为什么普通车床的第一级传动采用带传动，而主轴与丝杠之间的传动链中不能采用带传动？
答：带传动适用于中心距较大传动，且具有缓冲、吸振及过载打滑的特点，能保护其他传动件，适合普通机床的第一级传动要求；又带传动存在弹性滑动，传动比不准，不适合传动比要求严格的传动，而机床的主轴与丝杠间要求有很高的精度，不能采用带传动。
3、为什么带传动的中心距都设计成可调的？
答：因为带在工作过程中受变化的拉力，其长度会逐渐增加，使初拉力减小。因此需要经常调整中心距，以调整带的初拉力。因此便将中心距设计成可调的。
四、分析与计算
1、如图所示为一两级变速装置，如果原动机的转速和工作机的输出功率不变，应按哪一种速度来设计带传动？为什么？
题8-4-1图
解：带传动应按照减速传动要求进行设计，因为应该按照传递有效圆周力最大的工况设计带传动，而减速传动时传递的有效圆周力比增速传动时大。
根据： vn1d160 和 FeP v当带传动传递的功率不变，带速越小，传递的有效圆周力就越大。当原动机转速不变时，带速取决于主动轮直径。主动轮直径越小，带速越低。综上，按按照减速传动要求进行设计。
2、已知：V带传递的实际功率P = 7 kW，带速 v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，试求有效圆周力Fe 和紧边拉力F1。
解：根据：
得到： PFev
FeP7000700 N v10联立： FeF1F2700 F2F21解得： F2700N，F11400N
3、已知：V带传动所传递的功率P = 7.5 kW，带速 v=10m/s，现测得初拉力F0 = 1125N，试求紧边拉力F1和松边拉力F2。
解：FeP7500750 N v10Fe75011251500 N 22Fe7501125750 N 22F1F0F2F0
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