机械设计基础习题解答

《机械 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 基本》习题解答机械工程学院目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6第四章齿轮机构------------------------------------------------------------8第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26第七章机械调速与平衡------------------------------------------------29第八章带传动---------------------------------------------------------------34第九章链传动---------------------------------------------------------------38第十章联接------------------------------------------------------------------42第十一章轴------------------------------------------------------------------46第十二章滚动轴承---------------------------------------------------------50第十三章滑动轴承--------------------------------------------------------56第十四章联轴器和离合器-------------------------------59第十五章弹簧------------------------------------------62第十六章机械传动系统设计----------------------------65第0章绪论机器特性是什么？机器和机构有何区别？[解]1）都是许多人为实物组合；2）实物之间具备拟定相对运动；3）能完毕有用机械功能或转换机械能。0-2构件和零件区别是什么？指出缝纫机通用和专用零件。[解]构件是运动基本单元，而零件是制造基本单元。缝纫机上通用零件有：螺丝、螺母、齿轮等，专用零件有：曲轴、凸轮、飞轮、脚踏板等。0-3机械零件惯用材料有哪几类？[解]有钢、铸铁、有色金属、非金属材料等。0-4机械零件重要计算准则有哪些？[解]有强度准则、刚度准则、寿命准则和振动稳定性准则。0-5机械零件构造工艺性基本规定有哪些？[解]1）选取合理毛坯；2）构造简朴、便于加工；3）便于装折和维修。0-6为什么在设计机械时要尽量采用原则零件？[解]使用原则零件，可以简化设计工作，可以有效地组织当代化生产，提高产品质量，减少成本，提高劳动生产率。第一章平面机构运动简图及其自由度1-1一种在平面内自由远东构件有多少个自由度？[解]有3个自由度。1-2在平面内运动副所产生约束数与自由度有何关系？[解]约束数+自由度=31-3如何鉴别有构件和运动副构成系统与否具备拟定相对运动？[解]自由度数=原动件数系统无拟定相对运动自由度数原动件数系统有拟定相对运动1-4在计算机构自由度时应注意哪几种问题？[解]复合铰链、局部自由度和虚约束。1-5绘制机构运动简图时，用什么来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达机构和运动副？[解]用简朴线条和符号表达构件和运动副。1-6绘制图1-15所示机构运动简图，并计算其自由度。[解]1-7试计算下列图示机构自由度，并指出机构中存在复合铰链，局部自由度或虚约束。[解]第二章平面连杆机构2-1铰链四杆机构基本形式有几种？[解]有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种。2-2四杆机构行程速比系数与极位夹角关系如何拟定？[解]2-3在铰链四杆机构中，a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm。分别把构件a、b、c、d作为机架，所相应为什么种类型机构？[解]曲柄存在条件60+150<120+100A为机架，是双曲柄机构；b、d为机架，是曲柄摇杆机构；c为机架，是双摇杆机构。2-4在曲柄摇杆机构中，如何拟定最小传动角？[解]曲柄与机架共线时连杆与摇杆之间夹角，两位置中夹角较下为最小传动角。2-5四杆铰链机构演化方式重要有哪几种？[解]有变化机构形状和相对尺寸、扩大转动副尺寸、选用不同构件为机架三种。2-6已知一曲柄摇杆机构摇杆长度l3=150mm,摆角，行程速比系数k=1.25，试拟定曲柄、连杆和机架长度l1l2和l4。[解]lAB=AB=45mmLBC=BC=213mmlAD=AD=165mm2-7已知一曲柄滑块机构滑块行程H=60mm，偏距e=20mm，行程速比系数K=1.4。试拟定曲柄和连杆长度l1和l2。[解]取作图，由图上量得。解之得lAB=27mm，lBC=55mm2-8已知一导杆机构固定件长度l4=1000mm，行程速比系数k=1.5，试拟定曲柄长度和导杆摆角。[解]导杆摆角由解析法得曲柄长度2-9已知一曲柄摇杆机构，摇杆与机架之间夹角分别为固定件长度l4=300mm摇杆长度l3=200mm，试拟定曲柄和连杆长度l1和l2。[解]取5mm/mm作图，得l1=72.5mm，l2=287.7mm。第三章凸轮机构3-1从动件惯用运动规律有哪种？各合用在什么场合？[解]1)等速运动规律，使用于低速、轻载场合；2）等加速等减速运动规律，合用于中速、轻载场合；3）余弦加速度运动规律（简谐运动规律），合用于中、低速；4）正弦加速度运动规律，合用于高速。3-2凸轮机构惯用类型有几种？选取凸轮类型时应当考虑哪些因素？[解]按凸轮形状分：盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮；按从动件形状来分：尖端从动件、滚子从动件和平底从动件；按凸轮与从动件锁合形式分：力锁合和几何锁合。选取凸轮时，应考虑凸轮和从动件相对运动形式从动件运动形式等。3-3图解法设计凸轮时，采用了什么原理？简朴论述此原理重要内容。[解]才用反转原理，即给整个机构加上一种反向转动，各构件之间相对运动并不变化，依照这一原理，设想给整个凸轮机构加上一反向转动（即加上一种凸轮角速度转向相反、数值相等绕凸轮回转中心0角速度（-）转动），则凸轮处在相对静止状态，从动件一方面随机架以角速度（-）绕0点转动，另一方面又按给定运动规律作往复移动或摆动。3-4何谓凸轮运动失真？滚子从动件盘形凸轮机构运动时针时，应如何解决？[解]在凸轮设计中，由于实际轮廓浮现交叉现象某加工时交叉某些被切去，使得从动件不能实现预期运动规律称为运动失真。滚子从动件运动失真是由于rk>min。实际时要避免时针，必要使rk>min。3-5试用作图法设计一对心尖顶直动草丛洞见行程凸轮机构凸轮轮廓曲线。已知凸轮一等角速顺时针方向转动，从动件行程h=40mm，凸轮基圆半径r0=50mm，从动件运动规律为：。从动件在推程以余弦加速度运动规律（简谐运动）上升，在回程以等加速和等减速运动规律返回。3-6在上题中1）如果采用一对心滚子从动件，其滚子半径rk=10mm，其他条件与上相似。试设计此凸轮轮廓曲线。2）：如果采用偏置方式，凸轮轴心偏向从动件轴线右侧，其他条件相似，试设计此凸轮轮廓曲线。3-7试用作图法设计一摆动滚子从动件盘形凸轮机构轮廓曲线。已知凸轮等角速顺时针方向回转，基圆半径r0=70mm，中心距a=160mm，摆杆长度l=100mm，滚子半径rk=10mm，从动件运动规律为：。冲动件在推程和回程均以正弦加速度运动规律运动。（以上三题见教材上作图办法）第四章齿轮机构4-1为什么要规定模数原则系列？在直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮，蜗杆蜗轮和直齿圆锥齿轮上何处模数是原则值？[解]为了设计、制造、检查和使用以便。直齿轮端面模数是原则值；斜齿法面模数是原则值；蜗杆蜗轮中间平面上模数是原则值；圆锥齿轮大端模数是原则值。4-2渐开线直齿圆柱齿轮基本参数有哪几种？那些是原则，其原则值与否相似？为什么这些参数称为基本参数？[解]基本参数：齿数z、模数m、压力角、齿顶高系数和顶隙系数。其中后四个是原则，原则值不相似。4-3分度圆与节圆有什么区别？在什么状况下节圆与分度圆重叠？[解]分度圆是齿轮上具备原则压力角圆。节圆是过节点所作两个相切圆。原则安装时节圆与分度圆重叠。4-4渐开线形状取决于什么？若两个齿轮模数和齿数分别相等，但压力角不同，她们齿数不同，她们齿廓渐开线形状与否相似？一对相啮合两个齿轮，若它们齿数不同，她们齿廓渐开线形状与否相似？[解]取决于基圆大小。不同。不同。4-5何谓齿廓根切现象？产生根切因素是什么？与否基圆愈小愈容易发生根切？根切有什么危害？如何避免根切？[解]齿轮齿根渐开线齿廓被切去现象为根切现象。因素是展成法加工时，刀具齿顶线或齿顶圆与啮合线焦点超过了被切极限点N。不是。根切使刀具齿顶线或齿顶圆与捏合线焦点不超过极限点N可避免根切。4-6平行轴斜齿圆柱齿轮机构、蜗杆蜗轮机构和直齿圆锥齿轮机构对的啮合条件与直齿圆柱机构对的啮合条件相比较有何异同？[解]平行轴斜齿轮是法面（或端面）模数和压力角相等，且；蜗杆蜗轮是中间面上模数和压力角相等且为原则值，且；直齿圆锥齿轮是大端模数和压力角相等且为原则值。4-7何谓平行轴斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮当量齿数？当量齿数有什么用途？[解]斜齿圆柱齿轮量齿数：；圆锥齿轮当量齿数：。当量齿数用于齿轮加工、强度计算、变位系数选取等处。4-8齿轮传动常用失效形式有哪些？各种失效形式常在何种状况下发生？试对工程实际中见到齿轮失效形式和因素进行分析。齿轮传动设计计算准则有哪些，她们分别针对何种失效形式？在工程设计实践中，对于普通使用闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动设计计算准则是什么？[解]失效形式：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形。当齿根弯曲应力过大或突然过载、冲击载荷等易产生折断。在闭式传动中，若接触应力过大，齿轮工作一段时间后会浮现点蚀。齿面磨损是由于齿面间灰尘、硬屑粒等引起。齿面胶合是在高速、重载传动中，高温、高压使两接触面熔粘在一起而产生。塑性变形是在重载状况下产生。计算准则；齿面接触疲劳强度计算，针对齿面点蚀；齿根弯曲疲劳强度计算，针对齿根弯曲疲劳折断。闭式硬齿面齿轮传动设计准则：按弯曲疲劳强度和接触疲劳强度设计；闭式软齿面齿轮传动设计准则：按接触疲劳强度设计，校核弯曲疲劳强度；开式齿轮传动设计准则：按弯曲疲劳强度设计。4-9既有A、B两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，A对参数为；模数m=2mm，齿数=40，=90，齿宽b=60mm；B对参数为：模数m=4mm，齿数=20，=45，齿宽b=60mm。两对齿轮精度为8级，小齿轮转速均为1450r/min，其他条件分别相似。试比较两对齿轮接触强度及抗弯强度高低。[解]两对齿轮接触强度相似，弯曲强度第二对较高。4-10应重要依照哪些因素来决定齿轮构造型式？常用齿轮构造型式有哪几种？它们分别用于何种场合？[解]依照齿轮几何尺寸、毛坯材料、加工工艺等决定等决定齿轮构造型式。构造型式：齿轮轴，用于直径很小场合；实心构造，用于腹板式构造，用于轮辐式构造，用于。4-11已知一对外啮合正常齿制原则直齿圆柱齿轮m=2mm，z1=20,z2=45,试计算这对吃乱分度直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。[解]4-12已知一正常齿制原则直齿圆柱齿轮m=5mm，，z=45，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓曲率半径和压力角。[解]4-13试比较正常齿制渐开线原则直齿圆柱齿轮基圆和齿根圆，在什么条件下基圆不不大于齿根圆？什么条件下基圆不大于齿根圆？[解]4-14试依照渐开线特性阐明一对模数相等，压力角相等，但齿数不等渐开线原则直齿圆柱齿轮，其分度圆齿厚、齿顶圆和齿根圆齿厚与否相等，哪个较大。[解]分度圆齿厚相等，齿顶圆和齿根圆齿厚不等，因基圆愈小，渐开线愈弯曲，基圆愈大，渐开线愈平直，故齿数多齿轮齿顶圆和齿根圆齿厚大。4-15现需要传动比i=3一对渐开线原则直齿圆柱齿轮传动，有三个压力角相等渐开线原则直齿圆柱齿轮，它们齿数分别为z1=20，z2=z3=60,齿顶圆直径分别为da1=44mm，da2=124mm，da3=139.5mm，问哪两个齿轮能用？中心距a等于多少？并用作图法求出它们重叠度。[解]4-16单级闭式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮材料为45钢调质解决，大齿轮材料为ZG270—500正火，P=4kw，n1=720r/min，m=4mm，z1=25,z2=73,b1=84mm,b2=78mm,单向传动，载荷有中档冲击，用电动机驱动，实验算此单级传动强度。[解]1.验算接触强度（1）计算接触应力其中，（2）查许用应力[]小齿轮45钢调质，HB=217—255，取HB=220；大齿轮ZG270—500，正火，HB=156—200取HB=180。查图4-21c得=560N/mm2；查图4-21b得=360N/mm2。由表4-6，SH=1.1。则（3）结论<[],故满足接触强度规定。2．验算弯曲强度（1）计算弯曲应力其中，由表4-8得（2）查许用应力[]由图4-23c，=185N/mm2；由图4-23b，=130N/mm2。查表4-6，取SF=1.4，则4-17已知一对正常齿渐开线原则斜圆柱齿轮a=250mm,z1=23,z2=98,mn=4mm试计算其螺旋角、端面模数、端面压力角、当量齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。[解]4-18设计一对外啮合圆柱齿轮，已知z1=21,z2=32,mn=2,实际中心距为55mm，问：（1）该对齿轮能否采用原则直齿圆柱齿轮传动？（2）若采用原则直齿圆柱齿轮传动来满足中心距规定，其分度圆螺旋角、反度圆直径d1、d2和节圆直径各为多少？[解]（1）不能采用原则直齿圆柱齿轮传动（2）由4-19已知单级闭式斜齿轮传动P=10kW,n1=960r/min,i=3.7，电动机驱动，载荷平稳，双向传动，设小齿轮用40MnB调质，大齿轮用45钢调质，z1=25，试设计此单级斜齿轮传动。[解]1.计算许用应力小齿轮40MnB调质，HB=260；大齿轮45钢调质，HB=230（表4-4）查图4-21，=680N/mm2，=590N/mm2查图4-23，=220N/mm2，=190N/mm2表4-6，SH=1.1，SF=1.4，则2．按接触疲劳设计设计公式则3.较核弯曲强度当量齿数4-20原则蜗杆传动蜗杆轴向齿距p=15.708mm,蜗杆头数z1=2,蜗杆齿顶圆直径da1=60mm,蜗轮齿数z2=40,试拟定其模数m、蜗杆铁性系数q、蜗轮分度圆直径d2和中心距a。[解]4-21试判断图中所示各蜗杆蜗轮转向和旋向（蜗杆积极），并画出各蜗轮所受三个分力方向。[解]a)蜗轮右旋，逆时针转动，b）蜗杆右旋，转向向下；c)蜗杆蜗轮都为左旋；d)蜗杆蜗轮都为右旋；蜗轮受力图如图：4-22在图示二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中，已知从Ⅰ轴输入，Ⅲ轴为输出轴，其转动方向如图所示，齿轮4轮齿旋向为右旋。试解答：（1）标出输入轴Ⅰ和中间轴Ⅱ转向（2）拟定并标出齿轮1、2和3齿轮旋向，规定使Ⅱ轴上所受轴向力尽量小。（3）标出各个齿轮在啮合点处所受各分力方向。（4）画出Ⅱ轴联同齿轮2和3一体空间受力图。[解]（1）输入轴，中间轴；（2）轮Ⅰ右旋，轮2左旋，轮3左旋；、（3）如图；（4）如图。4-23在图示直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器中，已知锥齿轮m=5mm,z1=25,z2=60,齿宽b=50mm;斜齿轮mn=6mm,z3=21,z4=84。（1）欲使轴Ⅱ上轴向力在轴承上作用完全抵消，求斜齿轮3螺旋角大小和旋向。（2）试画出作用在斜齿轮3和锥齿轮2上圆周力Ft、径向力Fr和轴象立Fa作用线和方向。[解]（1）（3）如图。第五章轮系及其设计5-1什么是惰轮？它在轮系中起什么作用？[解]其齿数不影响传动比大小，但变化从动轮转向齿轮，其作用是变化从动轮转向。5-2在定轴轮系中，如何来拟定首、末两轮转向间关系？[解]（1）当所有齿轮轴线平行时，可用（-1）m拟定：（2）用画箭头办法。5-3什么叫周转轮系“转化机构”？它在计算周转轮系传动比中起什么作用？[解]给整个轮系加上一种附加角速度（-）后所得机构。“转化机构”可以使周转轮系传动比计算转化成用定轴轮系传动比计算办法计算。5-4在差动轮系中，若两个基本机构转向，如何拟定第三个基本构件转向？[解]又周转轮系传动比计算公式拟定。5-5周转轮系中两轮传动比正负号该周转轮系转化机构中两轮传动比正负号相似吗？为什么？[解]不同。由于周转轮系中两轮传动比是真实角速度之比，而转化机构中两轮传动比是相对角速度之比。5-6计算混合轮系传动比基本思路是什么？能否通过给整个轮系加上一种公共角速度（-）办法来计算整个轮系传动比？为什么？[解]基本思路：（1）区别基本轮系（2）分别列出基本轮系计算公式；（3）找出基本轮系间关系；（4）联立各式，求出规定传动比。不能。由于混合轮系不是一种基本周转轮系。5-7如何从复杂混合轮系中划分出各个基本轮系？[解]先找行星轮，再找支持行星轮系杆及其中心论，则行星轮、系杆、中心轮和基价构成一种周转轮系。重复上述办法，直至找出所有周转轮系后，剩余便是定轴轮系。5-8什么样轮系可以进行运动合成和分解？[解]差动轮系。5-9在图中所示车床变速箱中，已知各轮齿数为z1=42,z2=58,z3=38,z4=42,z5=50,z6=48,电动机转速为1450r/min，若移动三联滑移齿轮a使齿轮3’和4’啮合,又移动双联滑移齿轮b使齿轮5’和6’啮合，试求此时带轮转速大小和方向。[解]5-10在图5-16所示滚齿机工作台传动系统中，已知各齿轮齿数为z1=15,z2=28,z3=15,z4=55，z9=40，被加工齿轮B齿数为2，试计算传动比i75。[解]5-11如图所示轮系中，已知各轮齿数为：z1=z3,nH=100r/min,n1=20r/min,试求下列两种状况下轮3转速n3：（1）当n3与nH同向时：（2）当n1与nH相反时。[解]5-12在图示轮系中，已知各轮齿数为：z1=30,z2=30,z3=90,z3’=40，z4=30，z4’=40，z5=30,试求此轮系传动比i1H。[解]定轴轮系1-2-3行星轮系3’-4-4’-55-13在图所示轮系中，已知各轮齿数为：z1=24,z2=48，z2’=30,z3=102,z3’=20，z4=40，z5=100。试求该轮系传动比i1H。[解]差动轮系1-2-2’-3-H-65-14在图所示轮系中，已知各轮齿数为：z1=26,z2=32，z2’=22,z3=80,z4=80，又n1=300r/min，n3=50r/min两者转向相反，试求齿轮4转速n4大小和方向。[解]差动轮系1-2-2’-3差动轮系3-2’-45-15在图示大速比减速器中，已知蜗杆1和5头数为1，且均为右旋，各轮齿数为z1’=101,z2=99，z2’=z4，z4’=100，z5’=100。（1）试求传动比i1H。（2）若积极蜗杆1转速为1375r/min电动机带动，问输出轴H转一周需要多长时间？[解]（1）定轴轮系1-2-6定轴轮系1’-5’-5-4’-6差动轮系2’-3-4-H-6(2)上式表白H转一周时，蜗杆1转1980000周，故H转一周时间为1980000/601375=24h5-16汽车自动变速器中预选式行星变速器如图所示。Ⅰ轴为积极轴，Ⅱ轴为从动轴，S，P为制动带，其转动有良种状况：（1）S压紧齿轮3，P处在松开状态；（2）P压紧齿轮6。S处在松开状态。已知各齿轮数为z1=30,z2=30，z3=z6=90,z4=40，z=25。试求良种请宽下传动比。[解]（1）1-2-3-6构成行星轮系4（1）-5-6-H构成差动轮系(2)4-5-6-H构成行星轮系5-17如图所示自行车里程表机构中，C为车轮轴，P为里程表指针。已知各齿轮数为：z1=17,z2=23,z4=19，z4’=20，z5=24。设轮胎受压变形后使28英寸车轮有效直径约为0.7m，当车行1km时，表上指针刚好回转一周。试求齿轮2齿数。[解]定轴轮系1-2行星轮系3-4-4’-5(P)-2(H)5-18如图所示轮系中，已知各轮齿数为：z1=34,z2=40，z2’=30，z3=18，z3’=38，z1’=24,z4=36，z4’=22。试求该轮系传动比，并阐明轴A与轴H转向与否相似。[解]4-1和4’-3’构成定轴轮系：1’-2-2’-3-H构成差动轮系:第六章间歇运动机构6-1在间歇运动机构中，如何保证从动件在停歇时间的确静止不动？[解]采用止动构件或运用几何形状锁住。6-2常用棘轮机构有哪几种？试述棘轮机构工作特点。[解]惯用类型：单动式、双动式；单向式、双向式；外啮合、内啮合；摩擦式等。如图6-1，当摆杆1顺时针方向摆动时，棘爪2将插入棘轮齿槽中，并带动棘轮顺时针方向转过一定角度；当摆杆逆时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿背上滑过，这时棘轮不动。为防止棘轮倒转，机构中装有止回棘爪5，并用弹簧使止回爪与棘轮齿始终保持接触。这样，当白干1持续往复摆动时，就实现了棘轮单向间歇运动。6-3槽轮机构有哪几种基本型式？槽轮机构运动系数是如何定义？[解]基本型式：外接式和内接式。在一种运动循环内，槽轮运动时间tb与拨盘运动时间tj之比值kt称为运动特性系数。6-4试述凸轮间歇运动机构工作原理及运动特点。[解]工作原理：当凸轮转动时，通过其曲线沟槽（或凸脊）拨动从动盘上圆柱销，使从动盘作间歇运动。特点：长处是构造简朴、运转可靠、转位精准，无需专门定位装置，易实现工作对动程和动停比规定。通过恰当选取从动件运动规律和合理设计凸轮轮廓曲线，可减小动载荷和避免冲击，以适应高速运转规定。重要缺陷是精准度规定较高，加工比较复杂，安装调节比较困难。6-5不完全齿轮机构与普通齿轮机构啮合过程有何异同点？[解]在不完全齿轮机构中，积极轮1持续转动，当轮齿进入啮合时，从动轮2开始转动，当轮1上轮耻退出啮合时，由于两轮凸、凹锁止弧定位作用，齿轮2可靠停歇，从而实现从动齿轮2间歇转动。而普通齿轮啮合是持续，从动轮运动也是持续。6-6设计一外啮合棘轮机构，已知棘轮模数m=10mm，棘轮最小转角，试设计该棘轮机构。[解]棘轮最小齿数齿顶圆直径D=mz=300mm周节P=m=10=7.5mm齿槽夹角齿项厚h=0.75m=7.5mm棘爪长度L2P=62.8mm6-7某自动机床工作转台规定有6个工作位置，转台静止时完毕加工工序，最长工序时间为5s，原动机转动速度为720r/min，槽轮与拨盘之间中心距a200mm,试设计此槽轮机构。[解]槽数z=7圆销数z’=1运动系数取中心距a=160mm圆销回转半径槽顶高取圆销半径r=20mm槽底高凸圆弧张开角槽顶侧壁厚e=6mm第七章机械调速与平衡7-1什么是速度波动？为什么机械运转时会产生速度波动？[解]机械主轴角速度发生不断变化称为间歇速度波动。机械在外力作用下运动，当驱动功不不大于阻力功时，浮现盈功，机械动能将增长；当驱动功不大于阻力功时，浮现亏功，则使机械动能减小。机械动能变化使得机械主轴角速度发生变化，从而形成机械运转速度波动。7-2机械速度波动类型有哪几种？分别用什么办法来调试？[解]类型：周期性速度波动和非周期性波动。周期性速度波动用飞轮来调节；非周期性波动用调速器来调节。7-3飞轮作用有哪些？能否用飞轮来调节非周期性速度波动？[解]飞轮不但可以调节周期性波动，尚有储能作用，可以克服短期过载。非周期性速度波动不能用飞轮来调节。7-4机械运转不均匀限度用什么来表达？飞轮转动惯量与不均匀系数有何关系？[解]机械运转不均匀限度用不均匀系数来表达。关系：7-5机械平衡目是什么？[解]目：完全或某些地消除惯性力影响，减小或消除附加动压力，减轻有害机械振动。7-6机械平衡有哪几类？[解]机械平衡可以分为回转件平衡和机构平衡两类。7-7刚性回转动平衡和静平衡，而动平衡不但是惯性力平衡，并且要惯性力矩也平衡。[解]静平衡条件：惯性力合力等于零。动平衡条件：惯性力合力偶矩都等于零。7-8为什么要进行平衡实验平衡实验有哪几种？[解]虽然通过平衡计算回转件在理论上是完全平衡，但由于制造和安装误差及材质不均匀等因素，还会存在不平衡现象，这种不平衡现象只能用实验办法来进一步平衡。平衡实验有静平衡实验和动平衡实验两种。7-9为什么设计一种刚性回转件时要拟定它不平衡量？[解]回转件通过实验后可将不平衡惯性力以及其引起动力效应减小到相称低限度，但回转件普通不也许达到完全平衡。在实际工作中对回转见平衡规定高是没有必要，因而，设计时应当拟定许用不平衡量。7-10有四个不平衡质量m1=3kg,m2=6kg,m3=7kg,m4=9kg，它们位于同一回转平面内，向径分别为r1=20mm、r2=12mm、r3=10mm、r4=8mm，其夹角依次互为，如图所示。现规定在回转半径rb=10mm处加一平衡质量mb，试求mb大小和方位。[解]X方向：Y方向：7-11有一薄壁转盘质量为m，经静平衡实验测定其质心偏距为r，方向如图垂直向下。由于该回转面不容许安装平衡质量，只能在平面Ⅰ、Ⅱ上调节，求应加平衡质径积及其方向。[解]在Ⅰ、Ⅱ面内加质径积为Ⅰ面Ⅱ面7-12图示A、B两根曲轴，曲拐在同一平面中，其质径，长度。试分析其平衡状态（不平衡、静平衡、动平衡）B轴：平衡。（静平衡、动平衡）7-13高速水泵凸轮轴由三个互相错开偏心轮构成。每一偏心轮质量为0.4kg，其偏心距为12.7mm。设在校正平面A和B中各装一种平衡质量mA和mB使之平衡，其回转半径为10mm,其他尺寸如图（单位为mm）试求大小和位置。[解]将mA、mB、mc分解到A、B两平面，得第八章带传动8-1V带传动为什么比平带传动承载能力大？[解]由于V带安装在楔形面内，V带传动产生摩擦不不大于平带传动产生摩擦力，这种现象也称V带传动楔面摩擦效应。此外，V带传动普通是多根带同步工作，因此V带传动与平带传动相比可以传递更大功率。8-2传动带工作时有哪些应力？这些应力是如何分布？最大应力点在何处？[解]有拉应力，离心应力和弯曲应力三种应力。应力分布如图8-13。最大应力发生在紧边绕入小带轮处。8-3影响带传动承载能力因素有哪些？如何提高带传动承载能力？[解]有摩擦系数、包角和初拉力。摩擦系数、包角和初拉力越大，带承载能力越大。8-4什么是弹性滑动？什么是打滑？在工作中弹性滑动和打滑与否都能避免？为什么？[解]因材料弹性变形而引起带与带轮轮缘表面之间产生相对滑动现象称为弹性滑动。打滑是由于过载所引起带在带轮上全面滑动。打滑是可以避免，而弹性华东是不可避免。8-5带传动失效形式有：①打滑；②疲劳破坏。设计准则：保证带传动不发生打滑前提下，充分发挥带传动能力，使传动具备一定疲劳强度和寿命。8-6为什么V带剖面楔角为，而带轮槽角则为？[解]由于带在带轮上弯曲时要产生横向楔角边小。8-7已知带传动功率为7.5kW,平均带速为10，紧边拉力是松边拉力两倍，试求紧边拉力、有效工作拉力及初拉力。[解]8-8一V带传动，已知两带轮直径分别为125mm和315mm，中心距为600mm，小带轮为积极，转速为1440。试求：（1）小带轮包角；（2）带长；（3）不考虑带传动弹性滑动时大带轮转速；（4）滑动率为0.015时大带轮实际转速。[解]8-9设计一作减速传动普通V带传动，每天工作8h，载荷较平稳，已知电动功率为5kW，电动机转速为1440，从动带轮输出转速为650。[解]第九章链传动9-1套筒滚子链构造如何构成，链节距和排数对承载能力有何影响？[解]套筒滚子链由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链斑5构成正比。增大链节距p可提高承载能力。链传动承载能力与链排数成正比。9-2链传动工作时受有哪些力，这些力如何拟定？[解]有效圆周力、离心拉力和悬垂拉力。9-3分别写出链传动平均传动比和瞬时传动比表达式。[解]平均传动比瞬时传动比9-4链条节数普通取为偶数，链轮齿数普通取为奇数，其中有什么理由、[解]节数为奇数时，要采用过渡链节，过渡链节有附加弯曲载荷。链轮齿数为奇数，是为了使磨损均匀。9-5链传动为什么小链轮齿数不适当过少？而大链轮齿数又不适当过多？[解]链轮齿数过少时，多边形效应影响严重，加剧了传动不均匀性，工作条件恶化，加速铰链磨损。所觉得了使传动平稳及减少动载荷，小链轮齿数宜取多些。链轮齿数也不适当过多，过多将缩短链使用寿命。由于链节磨损后，套筒和滚子都被磨薄并且中心偏移，这时链与轮齿实际啮合节距将增大，因而分度圆直径也增大。链轮齿数越多，分度圆直径增量就越大，因此链节越向外移，因而链从链轮上脱落下来也许性也就越大，链使用寿命也就越短，因而普通限制大链轮齿数。9-6一滚子链传动，链轮z1=23,z2=63,链条型号为08A，链长Lp=100节。试求连链轮分度圆、齿顶圆和齿根圆直径及中心距。[解]9-7设计一滚子链传动。已知电动机转速n1=960,试拟定大、小链轮齿数、链条节距、传动中心距、链节数以及作用在链轮轴上压力。[解]1.选取链轮齿数设V=3，由表9-5取小链齿轮数z1=67，因此大链轮数z2=iz1=3.221=67.2，取z2=67。2．初步拟定中心距3.链条节数4．计算功率Pca由表9-2查得KA=1.0，故有5．链条节距p由式9-10得预计此链传动工作于图9-11因此曲线左侧，由表9-3得6．实际中心距为便于张紧，将中心距设计成可调节，因此不必计算实际中心距，可取7．验算链速由式（9-14），符合规定。8.选取润滑方式按p=15.875mm,v=5.34ms-1，由图9-15查得应采用油浴或飞溅润滑。9．计算压轴力FQ由式（9-15），FQ=KQF，取KQ=1.1510．链轮构造设计略。第十章联接10-1螺纹重要类型有哪几种？如何合理地选用？[解]类型：矩形螺纹、三角螺纹（普通）、梯形螺纹和锯齿螺纹。应用见表10-210-2螺纹联接种类有哪些？它们个用在何种场合？[解]类型：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉连接。选用见表10-410-3螺纹重要参数：（1）大径d（D）（2）小径d1（D1）（3）中径d2(D2)；（4）螺距p;(5)导程s（6）螺纹升角；（7）牙型；（8）牙型斜角（9）螺纹牙工作高度h。螺距和导程关系：s=np单线时相等10-4螺纹联接惯用防松办法有哪几种？它们防松原理是怎么样？[解]办法：摩擦防松、机械防松、破坏纹副防松。防松原理都是防止螺旋副相对转动。10-5受拉伸载荷作用紧螺栓联接中，为什么总载荷不是预紧力和拉伸载荷之和？[解]由于螺栓和被联接见都是弹性体。10-6螺纹副效率与哪些因素关于？为什么多线罗纹多用于传动，普通三角螺纹重要用于联接，而梯形、矩形、锯齿形螺纹重要用语传动？[解]与线数、螺距和当量摩擦角关于。因数越多，效率越高。当量摩擦角，在摩擦因数一顶状况下，牙型斜角越大，则当量摩擦角越大，效率越低，自锁性能越好，因此在螺旋传动中，为了提高效率，采用牙型斜角小螺纹，如矩形螺纹、梯形螺旋传动中，为了提高效率，采用了提高自锁性能，应采用牙型斜角大螺纹，如三角形螺纹。10-7螺纹副自锁条件是什么？[解]螺纹副自锁条件为10-8如图10-40所示为某机构上拉杆头用普通粗牙螺纹联接。已知拉杆所受最大载荷Q=10kgN，载荷平稳拉杆杆头材料为Q235，试拟定拉杆螺纹直径。[解]松螺栓联接设计公式松螺纹设计公式10-9如图10-41所示为一螺栓联接，螺栓个数为2，螺纹为M20，许用拉应力=160MPa。被联接件接合面摩擦因数为0.2。若防滑系数取为.2，试计算该联接容许传递静载荷FR。[解]每个螺栓预紧力10-10如图10-42所示千斤顶，其额定起重量Q=20KN，采用螺纹副用单线原则螺纹线（公称直径d=60mm,中径d2=56mm,螺距p=8mm,牙型角），螺纹副中摩擦因数f=0.1，若忽视不计支撑载荷托杯与螺旋上部见滚动摩擦阻力。试求（1）当操作者作用与手柄上力为150N时，举起额定载荷时作用点至螺旋轴线距离l;（2）当力臂l不变时，下降额定载荷所需力。[解]10-11图10-43所示为一差动螺旋机构，螺杆1与机架4固联，其螺纹为右旋，导程sA=4mm;螺母3相对机架4只能移动，不能转动；构件2沿箭头方向转动5圈，螺母3向左移动5mm。试求螺旋副导程SB和旋向。[解]构件2按箭头方向转动5圈时，构件2向右移动L2=5SA=20mm螺母3向左移动L=5mm，LF+S；(2)F+S<+S；(3)F+S=F+S.[解]（1）轴承1被“放松”，则A=S轴承2被“压紧”则A=F+S-F（2）轴承2被“放松”，则A=S轴承1被“压紧”A=F+S-F（3）A=SA=S12-9查手册，给出下列轴承名称，并找出她们内，外径与宽度尺寸，以及额定动载荷，额定静载荷与极限转速；6028，63706/P4，1206/P5，N206，7206C，30206/P5，51206。[解]6310–深沟球轴承，内径为50mm外径110mm，宽度27mm，额定动载荷48.4KN静载荷36.3KN限转速6000（7500）r/min.1206—调心球轴承，内径为30mm，外径为620mm，宽度16mm，额定动载荷12.3KN，额定静载荷5.78KN，极限转速7500（9500）r/min.N206—外圈无挡边圆柱滚子轴承，内径为30mm，外径62mm，宽度16mm，额定动载荷18.8KN，额定静载荷11.4KN极限转速8500（11000）r/min7206C-内径为50mm外径110mm，宽度27mm，额定动载荷48.4KN静载荷36.3KN限转速6000（7500）r/min.30206/P5--内径为30mm外径62mm，宽度16mm，额定动载荷19.5KN静载荷17.5KN限转速7000（9000）r/min.12-10一深沟球轴承受径向负荷R=7500N，转速N=r/min，预期寿命LN=4000h，中档冲击，温度不大于100℃。试计算轴承应有基本额定动载荷C值。[解]由表12-9;表12-10=1.5P=R=7500N则=1.5×7500×=88084.5N12-11一深沟球轴承6304承受径向力R＝4kN,载荷平稳，转速n=960r/min.室温下工作，试求该轴承基本额定寿命，并阐明能达到或超过、此寿命概率。若载荷改为R＝2kN,轴承基本额定寿命虽多少？[解]由附表2，6304轴承基本额定动载荷为12.8KN，表12-10取Ln=h能达到或超过此寿命概率是90%若R=2KN，则寿命为568.98倍，即4551.2h12-12依照工作条件，某机械传动装置中轴两端各采用一种深沟球轴承支承，轴颈d=35mm.转速n=r/min,每个轴承承受径向负荷R＝N，常温下工作，载荷平稳，预期寿命Lh=8000h,试选取轴承。[解]由表12-10，取=1则C≥＝19729.2N由表2，6207轴承C=25.5KN，可以满足规定。12-13依照工作条件，决定在某传动轴上安装一对接触轴承，如图12-15所示，已知两个轴承载荷分别为R1-1470N，R2＝2650N，总轴向力Fa=1000N，方向向左，轴承直径D=40mm,转速N=5000r/min常温下运转，有中档冲击，预期寿命h,试选取轴承型号。[解]1)初选7000AC轴承，由表12-13，S=0.68R则；S1=0.68R1=0.681470=999.6NS2=0.68R2=0.682650=1802N2)计算轴向力轴承1“压紧”。则A1=S2+Fa=1802+1000=2802NA2=S2=1802N3)计算当量动载荷由表12-12查e=0.68,而==1.91>e=0.68=e由表12-12得，P1=X1R1+Y1A1=0.411470+0.872802=3040.44NP2=X2R2+Y2A2=12650+01802=2650N4)计算轴承应有基本额定动载荷因>,故以1轴承当量动载荷为根据。由表12-10查得=1.5，则C≥＝38465.6N5）由手册或轴承样本得，7308AC轴承基本额定动载荷C=39200N，可以满足规定。第十三章滑动轴承13-1滑动轴承与滚动轴承主线区别是什么？[解]主线区别：滑动轴承可以在某些特殊场合，如高速，重载，构造上规定等场合。13-2滑动轴承重要失效形式有哪些？其设计准则与否对失效形式而定出？[解]失效形式：磨损和胶合。13-3惯用轴瓦及轴承衬材料有哪些？各有何点？[解]惯用材料：（1）轴承合金摩擦因素小，抗胶合性能好，耐蚀性能好，易跑合。（2）青铜强度高，有较好耐磨性和减摩性。可塑性，不易跑合。（3）特殊性能轴承材料（含油轴承）一次加油可以使用很长时间。但较脆，不适当承受冲击载荷。13-4非液体摩擦滑动轴承重要构造形式有哪几种？各有何特点？[解](1)径向滑动承：有整体式和剖分式。整体式构造简朴，制造以便，成本低，但无法调节间隙。剖分式装拆以便，磨损后间隙可调节。调心式可自动调位。（2）止推滑动轴承：承油孔和油沟受向载荷。13-5　轴瓦为什么要开油孔和油沟？对油孔和油沟所在位置有何规定？油孔和油沟功能与否同样？[解]为了使润滑油能较好地分到轴瓦整个工作表面，轴瓦上要开油孔。轴瓦上要开油孔开在非承载区。功有不同样。油孔为了供应润滑油；油沟是为了使油能均匀分布在整个轴颈长度上。13-6某起重机上采用一对径向滑动轴承，已知两个轴承各受径载荷F＝15kN,轴径d=120mm,轴承宽B＝100mm，轴转速n＝80r/min,间断工作，载荷平稳，试选取材料并对此轴承进行验算。[解]（1）计算压强（2)计算Pv值（3）选取材料由表13-1，选用铸锡青铜（ZCuSn10P1）,可满足规定。13-7有一非液体摩擦径向滑动轴承，已知轴颈d=100mm,轴瓦宽B=100mm，轴转速n=1200min，轴承材料为ZCuSn10P1，试问它容许受多大径向载荷？[解]（1)由表13-1得，[P]=15MPa,[Pv]=15MPa.（2)依照平均压强计算能承受载荷（3)依照[Pv]值计算能承受载荷故轴能承受最大载荷为23885.23N13-8试设计某轻纺机械一转轴上非液体摩擦径向滑动轴承，已知轴颈直径d=55mm,轴瓦宽度B＝44mm,轴颈径向载荷F＝24200N，轴转速为300r/min.[解]（1）计算压强（2）计算[Pv]值（3）选取轴瓦材料由表13-1，选用选用铸锡青铜（ZCuSn10P1），其[P]=15MPa，[Pv]=15MPa.m/s第十四章联轴器和离合器14-1联轴器和离合器异同点有哪些？[解]区别：联轴器只有在机器停车后才干拆卸，而离合器在机器工作过程中随时可接合或分离。14-2惯用联轴器有哪些类型有？并阐明其特点和应用。[解]惯用联轴器类型有：（1）刚性联轴器：固定式和可移式。固定式联轴器不能补偿两轴相对位移，可移式能补偿两轴相对位移。固定式联轴器用于两轴严格对中场合，可移式用在两轴有偏斜或有相对位移联接中。（2）弹性联轴器，能补偿两轴相对位移，并具备收振动和冲击能力。应用广泛。14-3刚性联轴器与弹性联轴器有什么差别？它们各适用于哪种状况？[解]差别：有无弹性元件，能否缓冲，吸振。刚性联轴器用于载荷平稳场合，弹性联轴器用于有冲击，振动载荷场合。14-4如何选取联轴器？[解]选取联轴器时应考虑被联接两轴对中性，载荷大小和性质，工作转速，环境温度等。14-5为什么齿轮联轴器是刚性能补偿两轴位移？[解]因齿轮联轴器是刚性可移式联轴器。内。外齿轮容许轴向移动，但角位移较小。若做成鼓形齿，角位移容许较大。14-6牙嵌离合器和摩擦离合器有何特点？[解]牙嵌离合器构造简朴，尺寸小，接合时有冲击，吸能在低速或静止状态下接合，摩擦离合器可以在任何速度下接合，接合平稳，有过载保护作用。14-7电动机与离心泵之间用联轴器相联，已知电动机功率P＝11KW，转速n=960r/min,电动机外伸端直径为42mm,水泵直径为38mm,选取联轴器型号。[解]（1）选取类型因离心泵载荷较稳定，帮选用凸缘联轴器。（2）求计算转矩T=.43N·M由表14-1得=1.3，故计算转矩=T=1.3109.43=142.3N·M（3）拟定型号由设计手册选用YL8，许用转矩250NM，许用转速4300，轴孔直径范畴3245mm,符合规定14-8有一带式运送机传动装置，电动机经联轴器驱动减速器，减速器与输送机相联，已知电动机功率6.4W，转速为1440r/min，轴径为32，减速器输入端直径为28；减速器输出轴和输送主机轴径为60，转速为450，试选取这两个联轴器。[解]（1）选取类型为了缓冲吸振，选用弹性套柱销联轴器。（2）计算转矩由表14-1得工作状况系数=1.5，故计算转矩（3）拟定型号由设计手册选用弹性套柱销联轴器TL5和TL8可以满足规定。第十五章弹簧15-1弹簧功用有哪些？[解]功用：1）缓冲，吸振，2）控制机构运动，3）储存能量4）测量载荷15-2惯用弹簧材料有哪？简述弹簧材料应具备性质。[解]惯用弹簧材料有材料有碳素弹簧钢，合金弹簧钢和有色金属合金等。弹簧材料必要具备较高弹性极限和疲劳极限，同步应有足够韧性和塑性，以及良好热解决性能。15-3弹簧特性曲线表达弹簧什么性能？这作用是什么？[解]弹簧所受载荷与变形之间关系曲线，称为弹簧特性曲线。它表达了弹簧刚度大小，反映了弹簧工作载荷范畴。特性曲线是设计和生产中进行检查根据。15-4弹簧指数C对弹簧有什么影响？设计时如何取？[解]旋绕比（弹簧指数）C表达弹簧刚度大小。当相似时，C值小，必然钢丝直径大，则弹簧较硬（刚性大），卷饶成型困难；反之，C值大，弹簧刚性小。C值过大，弹簧浮现颤抖，故C值不能过大，也不适当过小，故旋绕比C应在4～14之间，惯用范畴为5～8。15-5螺旋弹簧强度计算中引入曲度系数K，其理由何在？[解]引入曲度系数K是考虑剖面上有剪切力F作用，以及考虑弹簧丝曲率对切应力影响。15-6试述螺旋弹簧刚度含义。[解]弹簧刚度是弹簧产生变形时所需载荷。15-7某车辆用圆柱螺旋压缩弹簧，材料60Si2Mn,弹簧丝直径为D=7mm，弹簧中径=35mm，自由高度装配后弹簧高度，有效圈数n=13.5,属Ⅱ类载荷，两端固定支座。试校核弹簧丝强度几弹簧稳定性。[解]（1）由表15-2，60SiMn材料（2）（3）计算曲度系数（4）计算弹簧刚度（5）计算最大工作载荷（6）验算弹簧强度强度满足规定。（7）验算弹簧稳定性两端固定[b]=5.3,故满足规定。15-8试设计阀门圆柱螺旋压缩弹簧。已知：阀门启动时弹簧承受220N负荷，阀门关闭时弹簧承受150N负荷，工作行程h=5mm,弹簧外径不不不大于16mm，两端固定。[解]（1）选取弹簧丝材料选用Ⅱ类65Si2Mn,由表15-2查得许用切应力[]=640MPa,G=80000MPa.(2)选取旋绕比C取C=5。则曲度系数（3）计算弹簧直径d由试（15-