机械设计基础第二版(陈晓南_杨培林)题解

机械设计基础第二版(陈晓南_杨培林)题解

课后答案完整版

从自由度，凸轮，齿轮，v带，到轴，轴承

第三章部分题解

3-5 图 3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是

通过齿轮 1 带动凸轮 2 旋转后，经过摆杆 3 带动导杆 4 来

实现冲头

上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若

有，应如何修改？

解画出该方案的机动示意图如习题 3-5 解图(a)，其自由度为：

F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′4-1= 0其中：

滚子为局部自由度

计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结

图 3-37 习题 3-5 图构组成原理上有错误。

解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题 3-5 解图(b)所示。其自由度为：

F = 3n- 2P5 - P4 = 3′4- 2′5-1=1

②将一个低副改为高副，如习题 3-5 解图(c)所示。其自由度为：

F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′3- 2 =1

习题 3-5 解图(a) 习题 3-5 解图(b) 习题 3-5 解图(c)

3-6 画出图 3-38 所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。

(a)机构模型 (d) 机构模型图 3-38 习题 3-6 图

解(a) 习题 3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(a)解图(a)或习题 3-6(a)解图(b)的两种形式。

计算该机构自由度为：

F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′4-0 =1

习题 3-6(a)解图(a) 习题 3-6(a)解图(b)

解(d) 习题 3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(d)解图(a)、习题 3-6(d)解图(b)、习题 3-6(d)解图(c) 等多种形式。

- 1 -

计算该机构自由度为：

F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′4-0 =1

习

题 3-6(d)解图(a) 习题 3-6(d)解图(b) 习题 3-6(d)解图(c)

3-7 计算图 3-39 所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。

解(a) F = 3n- 2P5 - P4 = 3′7 - 2′10-0 =1

A、B、C、D 为复合铰链

原动件数目应为 1

说明：该机构为精确直线机构。当满足BE=BC=CD=DE，AB=AD，

AF=CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF

解(b) F = 3n- 2P5 - P4 = 3′5- 2′7 -0 =1

B 为复合铰链，移动副E、F 中有一个是虚约束原动件数目应为 1

说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。剪切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相等，以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸。

解(c) 方法一：将△FHI 看作一个构件

F = 3n- 2P5 - P4 = 3′10- 2′14-0 = 2

B、C 为复合铰链原动件数目应为 2

方法二：将FI、FH、HI 看作为三个独立的构件

F = 3n- 2P5 - P4 = 3′12- 2′17 -0 = 2

B、C、F、H、I 为复合铰链

原动件数目应为 2

说明：该机构为剪板机机构，两个剪刀刀口安装在两个滑

块上，主动件分别为构件AB 和DE。剪切时仅有一

个主动件运动，用于控制两滑块的剪切运动。而另

一个主动件则用于控制剪刀的开口度，以适应不同

厚度的物体。

解(d) F = (3-1)n-(2-1)P5 = (3-1)′3-(2-1)′5 =1

原动件数目应为 1

说明：该机构为全移动副机构（楔块机构），

其公共约束数为 1，即所有构件均受到

不能绕垂直于图面轴线转动的约束。

解(e) F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′3-0 = 3原动件数

目应为 3

说明：该机构为机械手机构，机械手头部装有弹簧夹手，以便

夹取物体。三个构件分别由三个独立的电动机驱动，以

满足弹簧夹手的位姿要求。弹簧夹手与构件 3 在机构运

动时无相对运动，故应为同一构件。

2

3-10 找出图 3-42 所示机构在图示位置时的所有瞬心。若已知构件 1 的角速度w 1 ，试求图中机构所示位置时构件 3 的速度或角速度

（用表达式表示）。

解(a) v3 = v P13 =w1l P13P14 （←）解(b) v3 = v P13 =w1l P13P14 （↓）

解(c) ∵ v P13 =w1l P13P14 =w3l P13P34 （↑）解(d) v3 = v P13 =w1l P13P14 （↑）

l P13P14 （）

∴ w3 = w1

l

P13P34

3

第六章部分题解参考

6-9 试根据图 6-52 中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。

图 6-52 习题 6-9 图

解(a) ∵ l max +l min =110+ 40 =150 ＜S l其余= 90+ 70 =160

最短杆为机架

∴ 该机构为双曲柄机构

(b)∵ l max +l min =120+ 45 =165＜S l其余=100+ 70 =170最短杆邻边为机架

∴ 该机构为曲柄摇杆机构

(c)∵ l max +l min =100+50 =150＞S l其余= 70+ 60 =130

∴ 该机构为双摇杆机构

(d)∵ l max +l min =100+50 =150＜S l其余= 90+ 70 =160最短杆对边为机架

∴ 该机构为双摇杆机构

6-10 在图 6-53 所示的四杆机构中，若a =17 ，c = 8，d = 21。则b 在什么范

围内时机构有曲柄存在？它是哪个构件？

解分析：⑴根据曲柄存在条件②，若存在曲柄，则b 不能小于c；若b=c，则不

满足曲柄存在条件①。所以b 一定大于c。

⑵若b＞c，则四杆中c 为最短杆，若有曲柄，则一定是 C D 杆。

b＞d：l max +l min = b+ c ≤S l其余= a + d图 6-53 习题 6-10 图

∴ b≤a + d -c =17 + 21-8 = 30b＜

d：l max +l min = d +c≤S l其余= a +b

∴ b≥d +c-a = 21+8-17 =12

结论：12≤b≤30 时机构有曲柄存在，C D 杆为曲柄

6-13 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。AD 在铅垂线上，要求踏板

CD 在水平位置上下各摆动10°，且l CD =500mm，l AD =1000mm。试

用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度。

解作图步骤：①按m l = 0.01 m/mm 比例，作出A、D、C、C1 和C2 点。

②连接AC1、AC2，以A 为圆心AC1 为半径作圆交AC2 于

E 点。

③作EC2 的垂直平分线n-n 交EC2 于F 点，则FC2 的

长度为曲柄AB 的长度。

④作出机构运动简图ABCD 及B1、B2 点。

⑤测量必要的长度尺寸，得到设计结果。

注：以上作图步骤可以不写出，但图中必须保留所有的作图线

条。l AB =m l AB = 0.01′8 = 0.08 m = 80 mm （计算值：77.85 mm）

l BC =m l BC = 0.01′112 =1.12 m =1120 mm （计算值：1115.32 mm）图 6-56 习题 6-13 图

习题 6-13 解图

6-14 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度l4 =100 mm ，摆角y= 450 ，行程速比系数K =1.25 。试根据g min

解

≥ 40o 的条件确定其余三杆的尺寸。

l AB

=m l

AB = 0.002′14.5 = 0.029 m = 29 mm （计算值：29 mm ）

l BC

=m l

BC = 0.002′73.5 = 0.147 m =147 mm （计算值:146.68

mm ） g min

= 33°（计算值：32.42°）

不满足g min ≥40o 传力条件，重新设计

° = +

- ′ ° = + - ° = 20 1 25 . 1 1 25 . 1 180 1 1 180 K K q

l AB =m l AB = 0.002′17 = 0.034m = 34 mm （计算值：33.81 mm）l BC =m l BC = 0.002′54.5 =

0.109 m =109 mm （计算值：108.63 mm）

g min = 40°（计算值：40.16°）

满足g min ≥ 40o 传力条件

6-15 设计一导杆机构。已知机架长度l1 =100 mm ，行程速比系数K =1.4 ，试用图解法求曲柄的长度。

K l AB

=m l

AB 1

= 0.002′13 = 0.026 m = 26 mm

（计算值：25.88 mm ）

6-16 设计一曲柄滑块机构。如图 6-57 所示，已知滑块的行程

图

6-57

习题

6-16 图

s = 50 mm ，偏距e =10 mm 。行程速比系数 K =1.4 。试用作图法求出曲柄和连杆的长度。

l AB

=m l

AB 2

= 0.001′23.5 = 0.0235 m = 23.5 mm （计算值：23.62 mm ） l BC =m l B 2C 2

= 0.001′39.5 = 0.0395 m = 39.5 mm （计算值：39.47 mm ）

解 ° = +

- ′ ° = + - ° = 30 1 4 . 1 1

4 . 1 180 1 1 180 K K q 解 ° = +

- ′ ° = + - ° = 30 1 4 . 1 1 4 . 1 180 1 1 180 K q

第七章部分题解参考

7-10 在图 7-31 所示运动规律线图中，各段运动规律未表示完全，请根据给定部分补足其余部分（位移线图要求准确画出，速度和加速度线图可用示意图表示）。

图 7-31 习题 7-10 图解

7-11 一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心轮，其半径R = 30mm，偏心距e =15mm ，滚子半径r k =10mm ，凸轮顺时针转动，角速度w为常数。试求：⑴画出凸轮机构的运动简图。⑵作出凸轮的理论廓线、基圆以及从动件位移曲线s ~j图。

解

7-12 按图 7-32 所示位移曲线，设计尖端移动从动件盘形凸轮的廓线。并分析最大压力角发生在何处（提示：从压力角公式来分析）。

v2 解由压力角计算公式：tan a=

(r b + s)w

∵ v2 、r b 、w均为常数

∴ s = 0→ a=a max a max￠

即 j=0°、j=300°，此两位置压力角a最大

图 7-32 习题 7-12 图

7-13 设计一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮基圆半径r b = 40mm，滚子半径r k =10mm ；凸轮逆时针等速回转，从动件在推程中按余弦加速度规律运动，回程中按等加-等减速规律运动，从动件行程h = 32mm ；凸轮在一个循环中的转角为：j t =150°，j s = 30°，j h =120°，j s￠ = 60°，试绘制从动件位移线图和凸轮的廓线。

解

7-14 将 7-13 题改为滚子偏置移动从动件。偏距e = 20mm ,试绘制其凸轮的廓线。解

7-15 如图 7-33 所示凸轮机构。试用作图法在图上标出凸轮与滚子

从动件

从 C 点

接触到

D 点接

触时凸

轮的转

角j CD，

并标出

在 D 点

接触时从动件的压力角a D 和位移s D 。

解

图 7-33 习题 7-15 图

第八章部分题解参考

8-23 有一对齿轮传动，m=6 mm，z1=20，z2=80，b=40 mm。为了缩小中心距，要改用m=4 mm 的一对齿轮来代替它。设载荷系数K、齿数z1、z2 及材料均不变。试问为了保持原有接触疲劳强度，应取多大的齿宽b？

解由接触疲劳强度： s H = Z E Z H Z e 500KT1(u +1)3 ≤[s H ]

a bu

∵ 载荷系数K、齿数z1、z2 及材料均不变

∴ a b = a￠ b￠

bm2 40′62

即b￠= m 2 = 42 = 90 mm

￠

8-25 一标准渐开线直齿圆柱齿轮，测得齿轮顶圆直径d a=208mm，齿根圆直径d f=172mm，齿数z=24，试求该齿轮的模数m 和齿顶高系数h a*。

解∵ d a = (z + 2h a*)m

d a若取h a* =1.0则m = d a * = 24208+ 2′1 = 8mm

∴ m = * z + 2h a

z + 2h a

* 0.8则m = z +d2a h a* = 24+2082′0.8 = 8.125mm（非标，舍）若

取h a =

答：该齿轮的模数m=8 mm，齿顶高系数h a* =1.0。

8-26 一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮（正常齿制）。已知模数m=4 mm，齿数z1=25，z2=125。

求传动比i，中心距a。并用作图法求实际啮合线长和重合度e。

解i = z2 / z1 =125/ 25 =

5

m 4

a = (z1 + z2) = (25+125) = 300 mm

2 2

d1 = mz1 = 4′25 =100 mm d2 = mz2 = 4′125 = 500

mm d b1 = mz1 cos a= 4′5cos20°= 93.97 mm d b2 = mz2 cos a= 4′25cos20°=

469.85 mm d a1 = (z1 + 2h a*)m = (25+ 2′1.0)′4 =108 mm d a2 = (z2 + 2h a*)m = (125+

2′1.0)′4 = 508 mm

B 1

B 2

= 0.002′10.5 = 0.021 m = 21 mm （计算值：20.388 mm ）

e = = = =1.78（计算值：1.73） p b

p m cos a 3.14′4cos20°

8-29 设在图 8-54 所示的齿轮传动中，z 1=20，z 2=20，z 3=30。齿轮材料均为 45 钢调质，HBS 1=240，

HBS 2=260， HBS 3=220。工作寿命为 2500h 。试确定在下述两种情况中，轮 2 的许用接触疲劳应力[s H ]和许用弯曲疲劳应力[s F ]。⑴轮 1 主动，转速为 20r/min ；⑵轮 2 主动，转速为 20r/min 。

图 8-45 题 8-29 图

解 ⑴轮 1 主动：g H2=g F2=1（轮 2 的接触应力为脉动循环，弯曲应力为对称循环）

N 2

= 60n 2

g L h = 60′20′1′2500 = 3′106

p164 图 8-34：Y N 2

=1.0 p165 图 8-35：Z N 2

=1.25 p164 表 8-8： S F min =1.25， S H min =1.0（失效概率≤1/100） p162 图 8-32(c)：s F lim2

= 0.7′230 =161MPa （轮齿受双向弯曲应力作用） p163 图 8-33(c)：s H lim2

= 480 MPa

Y ST = 2.0

p162 式 8-27：[s F 2 ] = s F lim2Y ST Y N 2 = 161′2 ′1.0 = 257.6MPa

S F min 1.25 p162 式 8-28：[s H 2

] =

s

H lim2

Z N 2

=

480

′1.25 = 600.0MPa

S H min 1.0

⑵轮 2 主动：g H2=g F2=2（轮 2 的接触应力和弯曲应力均为脉动循环）

N 2

= 60n 2

g L h = 60′20′2′2500 = 6′106

p164 图 8-34：Y N 2

=

0.99 p165 图 8-35：Z N 2

=1.2 p164 表 8-8： S F min =1.25，

21 2 1 2 1 B B B B

S H min =1.0（失效概率≤1/100） p162 图 8-32(c)：s F lim2 = 230 MPa p163 图 8-33(c)：s H lim2 = 480 MPa

Y ST = 2.0

p162 式 8-27：[s F 2 ] = s F lim2Y ST Y N 2 = 230′2 ′0.99 = 364.32MPa

S F min 1.25

p162 式 8-28：[s H 2 ] = s

H lim2 Z N 2 =

480

′1.2 = 576.0MPa

S H min 1.0

8-30 一闭式单级直齿圆柱齿轮减速器。小齿轮 1 的材料为 40Cr，调质处理，齿面硬度 250HBS；大齿轮

2 的材料为 45 钢，调质处理，齿面硬度 220HBS。电机驱动，传递功率P=10kW，n1=960r/nin，单

向转动，载荷平稳，工作寿命为 5 年（每年工作 300 天，单班制工作）。齿轮的基本参数为：m=3mm，z1=25，z2=75，b1=65mm，b2=60mm。试验算齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

解①几何参数计算：

d1 = mz1 = 3′25 = 75 mm d a1 = (z1 + 2h a*)m = (25+

2′1.0)′3 = 81 mm αa1 = cos-1(d1 cos a/d a1) = cos-

1(75cos20°/81) = 29.53° d2 = mz2 = 3′75 = 225

mm d a2 = (z2 + 2h a*)m = (75+ 2′1.0)′3 = 231 mm

αa2 = cos-1(d2 cos a/ d a2 ) = cos-1(225cos20°/ 231) = 23.75°

m 3

a = (z1 + z2) =′(25+ 75) =150 mm

2 2

1 e =[z1(tan a a1 - tan a￠) + z2(tan a a

2 -

tan a￠)]

2p

1

=[25′(tan29.53°- tan20°) + 75′(tan23.75°- tan20°)] =1.71

2p u = z2 / z1 =

75/ 25 = 3

n2 = z1n1 / z2 = 25′960/75 = 320 r/min

②载荷计算：

p152 表 8-5：K A =1.0

v = p d1n1 =p′75′960 = 3.77 m/s

60000 60000 p153 表 8-6：齿轮传动精度为 9 级，但常用为 6～8 级，故取齿轮传动精度为 8 级 p152 图 8-21：K v =1.18

b2 60

0.8f d = = = d1

75

p154 图8-24：K b =1.07（软齿面，对称布置）

p154 图 8-25：K a =1.25

K = K A K v K b K a =1.0′1.18′1.07′1.25 =1.58

P 10

T 1 = 9550 = 9550′ =

99.48 Nm n 1 960

③许用应力计算：

N 1 = 60n 1g L h = 60′960′1′(5′300′8) = 6.9′108

N 2 = 60n 2g L h = 60′320′1′(5′300′8) = 2.3′108

p164 图 8-34：Y N 1 = 0.88 ，Y N 2 = 0.92 p165 图 8-35：Z N 1 =

0.98 ， Z N 2 = 0.94 p164 表 8-8： S F min =1.25， S H min =1.0

（失效概率≤1/100） p162 图 8-32(c)：s F lim1 = 220 MPa ，s F lim2 = 270 MPa p163 图 8-33(c)：s H lim1 = 550 MPa ，s H lim2 =

620 MPa

Y ST = 2.0

p162 式 8-27：[s F 1] = s F lim1Y ST Y N 1 = 220′2 ′0.88 = 309.76 MPa

S F min 1.25

[s F 2] = s F lim2Y ST Y N 2 = 270′2 ′0.92 = 397.44 MPa

S F min 1.25

p162 式 8-28：[s H 1] = s H lim1

Z N 1 = 550

′0.98 = 539 MPa

S H min 1

[s H 2] = s

H lim2 Z

N 2 = 620 ′0.94 =

582.8 MPa

1

min

MPa

④验算齿轮的接触疲劳强度：

p160 表 8-7： Z E =189.8 MPa p161 图 8-31：Z H = 2.5

s H ＜[s H ] 齿面接触疲劳强度足够

⑤验算齿轮的弯曲疲劳强度：

p157 图 8-28：Y Fa 1 = 2.64，Y Fa 2 = 2.26 p158 图 8-29：Y Sa 1 =1.6，Y Sa 2 =1.78

0.75 0.75

p158 式 8-23：Y e = 0.25+

= 0.25+

= 0.69

e

1.71

p 160 式 8 - 26 ： 87 . 0 3 71

. 1 4 3 4 =

- = - =

e e Z

p 160 式 8 - 2 5 ： u

b u KT a Z Z Z H E H 2 3 1 ) 1 ( 500 + = e s MPa 460 3 60 ) 1 3 ( 48 . 99 58 . 1 500 150 87 . 0 5 . 2 8 . 189 3 = ′

+ ′ ′ ′ ′ ′ =

p158 式 8-22：s F1 = 2000KT1 Y Fa1Y Sa1Y e = 2000′1.58′99.48

′2.64′1.6′0.69 = 62.65 MPa

d1b1m 75′65′3

s F2 = 2000KT1 Y Fa2Y Sa2Y e = 2000′1.58′99.48

′2.26′1.78′0.69 = 64.63 MPa d1b2m 75′60′3 s F1 ＜[s F1]齿轮 1 齿根弯曲疲劳强度足够 s F2 ＜[s F2]齿轮 2 齿根弯曲疲劳强度足够

第九章部分题解

9-6 图 9-17 均是以蜗杆为主动件。试在图上标出蜗轮（或蜗杆）的转向，蜗轮齿的倾斜方向，蜗杆、蜗轮所受力的方向。

图 9-17 习题 9-6 图

解（虚线箭头表示判定得到的旋转方向）

9-18 已知一蜗杆传动，蜗杆主动，z1=4，蜗杆顶圆直径d a1=48mm，轴节p a=12.5664mm，转速n1=1440r/min，蜗杆材料为 45 钢，齿面硬度HRC≥45，磨削、抛光；蜗轮材料为锡青铜。试求该传动的啮合效率。

p a 12.5664

解∵ p a =p m∴ m = = = 4 mm

p p

机械设计基础(第三版)课后答案(1-18节全)

机械设计概述 1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段： 1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。 3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。 4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。 1.2常见的失效形式有哪几种？ 答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。 1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？ 答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。 根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。 1.4标准化的重要意义是什么？ 答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。

摩擦、磨损及润滑概述 2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？ 答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。 干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触，被液体油膜完全隔开，摩擦系数极小，摩擦是在液体的分子间进行的，称为液体润滑。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，但由于边界膜较薄，不能完全避免金属的直接接触，摩擦系数较大，仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑，摩擦系数比边界润滑小，但会有磨损发生。 2.2磨损过程分几个阶段？各阶段的特点是什么？ 答：磨损过程分三个阶段，即跑合摩合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。各阶段的特点是:跑合磨损阶段磨损速度由快变慢；稳定磨损阶段磨损缓慢，磨损率稳定；剧烈磨损阶段，磨损速度及磨损率都急剧增大。 2.3 按磨损机理的不同，磨损有哪几种类型？ 答：磨损的分类有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损点蚀、腐蚀磨损。 2.4 哪种磨损对传动件来说是有益的？为什么？ 答：跑合磨损是有益的磨损，因为经跑合磨损后，磨损速度减慢，可改善工作表面的性质，提高摩擦副的使用寿命。 2.5如何选择适当的润滑剂？ 答：选润滑剂时应根据工作载荷、运动速度、工作温度及其它工作条件选择。 当载荷大时，选粘度大的润滑油，如有较大的冲击时选润滑脂或固体润滑剂。高速时选粘度小的润滑油，高速高温时可选气体润滑剂；低速时选粘度小的润滑油，低速重载时可选润滑脂；多尘条件选润滑脂，多水时选耐水润滑脂。 2.6润滑油的润滑方法有哪些？ 答：油润滑的润滑方法有分散润滑法和集中润滑法。集中润滑法是连续润滑，可实现压力润滑。分散润滑法可以是间断的或连续的。间断润滑有人工定时润滑、手动油杯润滑、油芯油杯润滑、针阀油杯润滑、带油润滑、油浴及飞溅润滑、喷油润滑、油零润滑等几种。 2.7接触式密封中常用的密封件有哪些？ 答：接触式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以 2.8非接触式密封是如何实现密封的？ 答:非接触式密封有曲路密封和隙缝密封，它是靠隙缝中的润滑脂实现密封的。

机械设计基础第六版重点复习

《机械设计基础》知识要点 绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械 第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算 第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。 了解：常用材料的牌号和名称。 第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。 滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。

机械设计基础第十四章 机械系统动力学

第十四章 机械系统动力学 14-11、在图14-19中，行星轮系各轮齿数为123z z z 、、，其质心与轮心重合，又齿轮1、2对质心12O O 、的转动惯量为12J J 、，系杆H 对的转动惯量为H J ，齿轮2的质量为2m ，现以齿轮1为等效构件，求该轮系的等效转动惯量J ν。 2222 2121221 12323121 13212 1 13222 12311212213121313 ( )()()()1()()()( )()()()o H H H o H J J J J m z z z z z z z z z O O z z z z z z z O O J J J J m z z z z z z z z νννωωω ωωωω ωω ωωωωνω=+++=-= += +=+-=++++++解： 14-12、机器主轴的角速度值1()rad ?从降到时2()rad ?，飞轮放出的功 (m)W N ，求飞轮的转动惯量。 max min 122 2 121 ()2 2F F Wy M d J W J ?ν??ωωωω==-=-? 解： 14-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应，以曲柄和连杆所组成的转动副A 的中心为等效力的作用点，等效阻力变化曲线c A F S ν-如图14-22所示。等效驱动力a F ν为常数，等效构件（曲柄）的平均角速度值25/m rad s ?=， 3 H 1 2 3 2 1 H O 1 O 2

不均匀系数0.02δ=，曲柄长度0.5OA l m =，求装在主轴（曲柄轴）上的飞轮的转动惯量。 (a) W v 与时间关系图 （b ）、能量指示图 a 2 24()2 3015m Wy=25N m 25 6.28250.02 c va OA vc OA OA va F W W F l F l l F N Mva N J kg m νν=∏?∏=∏+==∏= =?解：稳定运动循环过程 14-17、图14-24中各轮齿数为12213z z z z =、，，轮1为主动轮，在轮1上加力矩1M =常数。作用在轮 2 上的阻力距地变化为： 2r 22r 020M M M ??≤≤∏==∏≤≤∏=当时，常数；当时，，两轮对各自中心的转动惯量为12J J 、。轮的平均角速度值为m ω。若不均匀系数为δ，则：（1）画出以轮1为等效构件的等效力矩曲线M ν?-；（2）求出最大盈亏功；（3）求飞轮的转动惯量F J 。 图14-24 习题14-17图 40Nm 15∏ 12.5∏ 22.5∏ 15Nm ∏ 2∏ 2.5∏ 4∏ 25∏ 1 1 z 2 z 2 r M 2 M ∏ 2∏ 2?

机械设计基础作业集(34567)

3 凸轮机构 1．【答】 根据形状，可分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮三类。 基本组成部分有凸轮、从动件和机架三个部分。 凸轮与从动件之间的接触可以通过弹簧力、重力或凹槽来实现。 2．【答】 从动件采用等速运动规律时，运动开始时，速度由零突变为一常数，运动终止时，速度由常数突变为零，因此从动件加速度及惯性力在理论上为无穷大（由于材料有弹性变形，实际上不可能达到无穷大），使机构受到强烈的冲击。这种由于惯性力无穷大突变而引起的冲击，称为刚性冲击。 从动件运动时加速度出现有限值的突然变化，产生惯性力的突变，但突变是有限的，其引起的冲击也是有限的，这种由于加速度发生有限值突变而引起的冲击称为柔性冲击。等加速等减速运动规律和简谐运动规律都会产生柔性冲击。 3．【答】应注意的问题有： 1）滚子半径：必须保证滚子半径小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径；在确保运动不失真的情况下，可以适当增大滚子半径，以减小凸轮与滚子之间的接触应力； 2）校核压力角：进行为了确保凸轮机构的运动性能，应对凸轮轮廓各处的压力角进行校核，检查其最大压力角是否超过许用值。如果最大压力角超过许用值，一般可以通过增加基圆半径或重新选择从动件运动规律； 3）合理选择基圆半径：凸轮的基圆半径应尽可能小些，以使所设计的凸轮机构可能紧凑，但基圆半径越小，凸轮推程轮廓越陡峻，压力角也越大，致使机构工作情况变坏。基圆半径过小，压力角就会超过许用值，使机构效率太低，甚至发生自锁。 4．【答】绘制滚子从动件凸轮轮廓时，按反转法绘制的尖顶从动件的凸轮轮廓曲线称为凸轮的理论轮廓。由于滚子从动件的中心真实反映了从动件的运动规律和受力状况，因此基圆半径和压力角应在理论轮廓上量取。

(完整版)《机械设计基础》答案

《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5

自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10

自由度为： 1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω

1 1314133431==P P ω 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1224212141P P P P ?=?ωω

机械设计基础作业

机械设计基础作业3 5 轮系 思考题 5-1 定轴轮系与周转轮系的主要区别是什么？行星轮系和差动轮系有何区别？5-2 定轴轮系中传动比大小和转向的关系？ 5-3 什么是惰轮？它有何用途？ 5-4 什么是转化轮系？如何通过转化轮系计算出周转轮系的传动比？ 5-5 如何区别转化轮系的转向和周转轮系的实际转向？ 5-6 怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？ 5-7 观察日常生活周围的机器，各举出一个定轴轮系和周转轮系，并计算出传动比和转向。 习题 5-1 在图示的轮系中，已知z1=15，z2=23，z2’=15，z3=31，z3’=15，z4=33，z4’=2(右旋)，z5=60，z5’=20,（m =4 mm）,若n1 =500r/min,求齿条6线速度u的大小和方向。 5-2 在图示齿轮系中，已知z1=z2=19，z3’=26，z4=30，z4’=20，z5=78，齿轮1与齿轮3同轴线，求齿轮3的齿数及传动比i15。 5-3 在图示的钟表传动示意图中，E为擒纵轮，N为发条盘，S，M及H分别为秒针，分针和时针。设z1=72，z2=12，z3=64，z4=8，z5=60，z6=8，z7=60，z =6，z9=8，z10=24，z11=6，z12=24，求秒针与分针的传动比i SM及分针与时8 针的传动比i MH。 5-4 图示车床变速箱中，移动三联齿轮a可使齿轮3’和4’啮合，又移动双联齿轮b，可使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为z1=42，z2=58，z3’=38，z =42，z5’=50，z6’=48，电动机转速为1450r/min。试求此种情况下输出4’ 轴转速的大小和方向。 5-5 在图示的行星减速装置中，已知z1=z2=17，z3=15。当手柄转过90°时转盘H转过多少度？ 5-6 在图示的差动齿轮系中，已知各轮齿数z1=15，z2=25，z2’=20，z3=60。若n = 200r/min，n3 = 50r/min，且转向相同，试求行星架H的转速n H。 1 5-7在图示的手动葫芦中，S为手动链轮，H为起重链轮。已知z =21,z2=29,z2’=14,z3=55,求传动比i SH。 1 5-8 在图示极大传动比减速器中，蜗杆1和齿轮1’为同一构件，蜗杆5及齿轮5’也为同一构件，蜗杆1和5均为单头右旋，z1=101，z2=99，z2’=z4，z =100，z5’=100。求传动比i1H。 4’ 5-9 求图示轮系的传动比i14，已知z1=z2’=25，z2=z3=20，z H=100，z4=20。 5-10 图示齿轮系中，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅱ输出。已知z1=12，z2=51，z2’=49，z =75，z4=12，z5=73。求1)i I II；2)若齿轮2的齿数改为z2=50，求i I II。 3 5-11 在图示镗床镗杆进给机构中，各轮的齿数z1=60，z4=z3’=z2=30，螺杆的导

机械设计基础杨晓兰韦志锋韩贤武版课后习题答案

第十三章习题册参考答案 绪论 0-1 判断题 （1）×（2）×（3）×（4）√（5）√（6）×（7）× 0-2 填空题 （1）确定的相对（2）机械（3）零件（4）构件 0-3 选择题 （1）A （2）A （3）A （4）A （5）A 一、机构的自由度 1-1 判断题 （1）×（2）√（3）×（4）×（5）×（6）×（7）√（8）√（9）×（10）√（11）√（12）×（13）×（14）× 1-2 填空题 （1）运动副（2）独立（3）2 （4）低（5）机构自由度（6）机架1-3 选择题 （1）A （2）A （3）A （4）A （5）A （6）A （7）A （8）A （9）A （10）A （11）A （12）A （13）A 1-4 解： a）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 b）F=3n－2p l－p h=3×5－2×7－0=1 c）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 d）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 e）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 f）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 g）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 1-5 解： a）F=3n－2p l－p h =3×5－2×7－0=1 b）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2p l－p h=3×8－2×11－1=1 c）E处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×5－2×6－1=2 d）F=3n－2p l－p h=3×6－2×8－1=1 e）滚子中心存在局部自由度，两移动副处之一为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链F=3n－2p l－p h=3×9－2×12－2=1 f）齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×4－2×4－2=2 g）F=3n－2p l－p h=3×3－2×3－0=3 h）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2p l－p h=3×3－2×3－2=1 i）中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链，=3n－2p l－p h=3×7－2×10－0=1 j）左边部分全为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×5－2×7－0=1 1-6 解： a）该构件组合为机构，因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×4－2×5－1=1>0 b）该构件组合不是机构，因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－1=0 c）该构件组合不是机构，因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×4－2×6－0=0

最新《机械设计基础》第六版重点、复习资料

《机械设计基础》知识要点绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械第1 章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算第2 章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3 章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4 章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p / n的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5 章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9 章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。了解：常用材料的牌号和名称。 第10章：1）螺纹参数d、d i、d2、P、S、2、a、B及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺 纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11 章： 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章：1）蜗杆传动基本参数：m ai、m t2、丫、B、q、P a、d i、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章： 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、a1、 a 2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、（T 1、（T 2、b C、（T b及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章： 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章： 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章： 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章： 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，

[0920]《机械设计基础》作业答案

《机械设计基础》答案 一、填空（每空1分，共20分 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装 置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a 为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分） （）1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 C 始终相切。 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 （）2、一般来说， A 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 （）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A 。 （A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90° （）4、一个齿轮上的圆有 B 。 （A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 （C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根圆 （）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在 塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图 上 C 段。

（A）oab （B）bc （C）cd （D）de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 d 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采 用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 A 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系(C)定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称 为 D 。 (A) 齿轮线(B) 齿廓线(C)渐开线（D）共轭齿廓 （ B ）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化（D）带的磨损 （ D）12、金属抵抗变形的能力，称为(D) 。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度（D）刚度 （ B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是B。 （A）转动副(B) 高副(C) 移动副（D）可能是高副也可能是低副 （）14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 （A）普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹（D）锯齿形螺纹

新版《机械设计基础》课后习题参考答案

机械设计基础习题参考答案 机械设计基础课程组编 武汉科技大学机械自动化学院

第2章 平面机构的自由度和速度分析 2-1画运动简图。 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0，不合理 ，

2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 b) a) A E M D F E L K J I F B C C D B A 解答：a) n=7; P l=9; P h=2，F=3?7-2 ?9-2 =1 L处存在局部自由度，D处存在虚约束 b) n=5; P l=6; P h=2，F=3?5-2 ?6-2 =1 E、B处存在局部自由度，F、C处存在虚约束2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答：a) n=4; P l=5; P h=1，F=3?4-2 ?5-1=1 A处存在复合铰链 b) n=6; P l=7; P h=3，F=3?6-2 ?7-3=1 B、C、D处存在复合铰链 2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。

A B C D E 解答： a) n=7; P l =10; P h =0，F=3?7-2 ?10 = 1 C 处存在复合铰链。 b) n=7; P l =10; P h =0，F=3?7-2 ?10 = 1 B D E C A c) n=3; P l =3; P h =2，F=3?3 -2 ?3-2 = 1 D 处存在局部自由度。 d) n=4; P l =5; P h =1，F=3?4 -2 ?5-1 = 1 A B C D E F G G' H A B D C E F G H I J e) n=6; P l =8; P h =1，F=3?6 -2 ?8-1 = 1 B 处存在局部自由度，G 、G'处存在虚约束。 f) n=9; P l =12; P h =2，F=3?9 -2 ?12-2 = 1 C 处存在局部自由度，I 处存在复合铰链。

机械设计基础-第12章_轴作业解答

12-7 解：由 得： 12-8 解：由 得： 12-9 解：对不变转矩α=0.3，45钢调质的[σ-1b ]=60MPa ，则： 该轴能满足强度要求。 12-10 解： 对不变转矩α=0.3，则： 由 得： ][1.0)(13 22b e d T M -≤+=σασmm x mm M Fa Ma x 4268.42510 584.1300900030010584.16 6==?-???=-=取x a Fax M +=max Nmm T d M b 622362 23110584.1)23003.0()6010801.0()()][1.0(?=?-???=-≤-ασ][2.01055.936ττ≤?=n d P mm d mm n P d 3828.364010002.040 1055.9][2.01055.93636==????=?≥取τ][2.01055.936ττ≤?= n d P kw nd P 61.711055.9553514502.01055.9][2.06363=????=?≤τ][5.0551.0)10153.0()107(1.0)(132 323322b e MPa d T M -≤=???+?=+=σασ

解： 错误说明：(略) 改正图(略) 12-12 解： 取d =28mm 12-13 解： 1. 计算中间轴上的齿轮受力 中间轴所受转矩为： 1 2 3 4 5 6 1 2

2. 轴的空间受力情况如图a)所示。 3. 垂直面受力简图如图b)所示。 垂直面的弯矩图如图c)所示。 4. 水平面受力简图如图d)所示。 水平面的弯矩图如图e)所示。 B 点左边的弯矩为： B 点右边的弯矩为： C 点右边的弯矩为： C 点左边的弯矩为：

机械设计基础作业(一)

机械设计基础课程形成性考核作业（一）第1章静力分析基础 1．取分离体画受力图时，_______力的指向可以假定，_______力的指向不能假定。 A．光滑面约束力B．柔体约束力C．铰链约束力D．活动铰链反力 E．固定端约束力F．固定端约束力偶矩G．正压力 2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在______的方向上，使投影方程简便；矩心应选在_____点上，使力矩方程简便。 A．与已知力垂直B．与未知力垂直C．与未知力平行D．任意E．已知力作用点F．未知力作用点G．两未知力交点H．任意点3．画出图示各结构中AB构件的受力图。 4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F＝40kN,AB＝BC ＝2m,α＝30?.求两吊杆的受力的大小。 第2章常用机构概述 1．机构具有确定运动的条件是什么? 2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？

3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。 第3章平面连杆机构 1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取___为机架，将得到双曲柄机构。 A．最长杆B．与最短杆相邻的构件 C．最短杆D．与最短杆相对的构件 2．根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。 3．在图示铰链四杆机构中，已知，l BC=150mm ，l CD=120mm，l AD=100mm，AD为机架；若想得到双曲柄机构，求l AB的最小值。 4．画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。

第4章凸轮机构 1．凸轮主要由___________，__________和__________三个基本构件组成。 2．凸轮机构从动件的形式有______从动件，________从动件和________从动件。 3．按凸轮的形状可分为_______凸轮、_______凸轮和________凸轮。 4．已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R＝25mm，凸轮轴心到圆盘中心的距离L=15mm，滚子半径r T=5mm。试求： （1）凸轮的基圆半径R O＝？ （2）画出图示机构的压力角 （3）推杆的最大行程H＝？ （4）图示位置从动件的位移S=？ 第5章其他常用机构 1．常用的间歇运动机构有___________，_________和___________等几种。 2．螺纹的旋向有_______和_______，牙形有_______，________，_______，和_______。

机械设计基础(杨可桢第六版)考试提纲及题库.

2013年上半年机械设计基础考试提纲 一、选择题（10分） 二、填空题（10分） 三、简答题（16分） （1）带传动； （2）齿轮传动、蜗杆传动； （3）键连接； （4）回转件的平衡； （5）滑动轴承。 四、分析与设计题（28分） （1）偏置直动推杆盘形凸轮轮廓曲线设计； （2）按给定行程速比系数设计曲柄摇杆结构或曲柄滑块结构；（3）斜齿齿轮传动，锥齿轮传动，蜗杆传动受力分析； （4）轴系改错题。 五、计算（36分） （1）自由度计算； （2）周转轮系传动比； （3）轴承当量载荷计算； （4）反受预紧力的螺栓强度计算； （5）外啮合标准直齿圆柱齿轮传动基本参数计算。

作业一（机械设计总论） 一、选择与填空题 1. 下列机械零件中：汽车发动机的阀门弹簧；起重机的抓斗；汽轮机的轮叶；车床变速箱中的齿轮；纺织机的织梭；f ：飞机的螺旋桨；g ：柴油机的曲轴；h ：自行车的链条。有 是专用零件而不是通用零件。 A. 三种 B. 四种 C. 五种 D. 六种 2. 进行钢制零件静强度计算时，应选取 作为其极限应力。 A. s σ B. 0σ C. b σ D. 1σ- 3. 当零件可能出现断裂时，应按 准则计算。 A. 强度 B. 刚度 C. 寿命 D. 振动稳定性 4. A. C. 零件的工作应力比许用应力 D. 零件的工作应力比极限应力 5. 对大量生产、强度要求高、尺寸不大、形状不复杂的零件，应选 毛坯。 A ．铸造 B. 冲压 C. 自由锻造 D. 模锻 6. A. n 5 B. n 10 C. n 15 7. 表征可修复零件可靠度的一个较为合适的技术指标是零件的 。 A. MTBF B. MTTF C. 失效率 D. 可靠度 8. 经过 、 和 ，并给以 的零件和部件称为标准件。 9. 设计机器的方法大体上有 、 和 等三种。 10. 机械零件的“三化”是指零件的 、 和 。 11. 刚度是零件抵抗 变形的能力。 12. 机器主要由 动力装置 、 执行装置 、 传动装置 和 操作装置 等四大功能组成部分组成。 二、判断题 13. 当零件的出现塑性变形时，应按刚度准则计算。 【 】 14. 零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳。 【 】 15. 调质钢的回火温度越高，其硬度和强度将越低，塑性越好。 【 】 16. 机器的设计阶段是决定机器质量好坏的关键。 【 】 17. 疲劳破坏是引起大部分机械零件失效的主要原因。 【 】 18. 随着工作时间的延长，零件的可靠度总是不变。 【 】 19. 在给定生产条件下，便于制造的零件就是工艺性好的零件。 【 】 20. 机械设计是应用新的原理、新的概念创造新的机器或已有的机器重新设计或改造。 【 】 21. 零件的强度是指零件抵抗破坏的能力。 【 】 22. 零件的工作能力是指零件抵抗失效的能力。 【 】 三、分析与思考题 23. 机器的基本组成要素是什么？ 24. 什么是通用零件？什么是专用零件？试各举例出其中三个列子。 25. 什么是机械零件的失效？ 26. 影响机械零件疲劳强度的主要因素是什么？ 27. 机械零件设计应满足的基本要求有哪些？ 28. 以一个设计者的观点来看，进行机械设计时应主要考虑哪些因素？ 29. 试简述开发型设计的一般过程。

《机械设计基础》杨晓兰版 机械工业出版社 课后习题答案

第十三章习题册参考答案绪论 0-1 判断题 （1）×（2）×（3）×（4）√（5）√（6）×（7）× 0-2 填空题 （1）确定的相对（2）机械（3）零件（4）构件 0-3 选择题 （1）A （2）A （3）A （4）A （5）A 一、机构的自由度 1-1 判断题 （1）×（2）√（3）×（4）×（5）×（6）×（7）√ （8）√（9）×（10）√（11）√（12）×（13）×（14）× 1-2 填空题 （1）运动副（2）独立（3）2 （4）低（5）机构自由度（6）机架 1-3 选择题 （1）A （2）A （3）A （4）A （5）A （6）A （7）A

（8）A （9）A （10）A （11）A （12）A （13）A 1-4 解： a）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 b）F=3n－2p l－p h=3×5－2×7－0=1 c）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 d）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 e）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 f）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 g）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1 1-5 解： a）F=3n－2p l－p h =3×5－2×7－0=1 b）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2p l－p h=3×8－2×11－1=1 c）E处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×5－2×6－1=2 d）F=3n－2p l－p h=3×6－2×8－1=1 e）滚子中心存在局部自由度，两移动副处之一为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链 F=3n－2p l－p h=3×9－2×12－2=1 f）齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×4－2×4－2=2 g）F=3n－2p l－p h=3×3－2×3－0=3 h）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2p l－p h=3×3－2×3－2=1 i）中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链，=3n－2p l－p h=3×7－2×10

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。 图题1-1解图图题1-2解图 图题1-3解图图题1-4解图 题 2-3 见图。 题 2-7 解 : 作图步骤如下（见图）： （ 1 ）求，；并确定比例尺。 （ 2 ）作，顶角，。 （ 3 ）作的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。 （ 4 ）作一水平线，于相距，交圆周于点。 （ 5 ）由图量得，。解得： 曲柄长度： 连杆长度： 题 2-7图 3-1解 图题3-1解图 如图所示，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。推程运动角如图所示。

3-2解 图题3-2解图 如图所示，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点接触时的压力角如图所示。 4-1解分度圆直径 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、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。

机械设计基础第二版(陈晓南_杨培林)题解

机械设计基础第二版(晓南_培林)题解 课后答案完整版 从自由度，凸轮，齿轮，v带，到轴，轴承 第三章部分题解 3-5 图3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1 带动凸轮2 旋转后，经过摆杆3 带动导杆4 来实现冲头 上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若 有，应如何修改？ 解画出该方案的机动示意图如习题3-5 解图(a)，其自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′4-1= 0其中：滚子为局部自由度 计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结 图3-37 习题3-5 图构组成原理上有错误。 解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5 解图(b)所示。其自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 3′4- 2′5-1=1 ②将一个低副改为高副，如习题3-5 解图(c)所示。其自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′3- 2 =1 习题3-5 解图(a)习题3-5 解图(b)习题3-5 解图(c) 3-6 画出图3-38 所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。 (a)机构模型 (d) 机构模型图3-38 习题3-6 图 解(a)习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。 计算该机构自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′4-0 =1 习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b) 解(d)习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)、习题3-6(d)解图(b)、习题3-6(d)解图 (c) 等多种形式。 - 1 - 计算该机构自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 3′3- 2′4-0 =1

机械设计基础 第2版-部分习题答案

《机械设计基础》部分习题答案 第一章 1-1.各种机器尽管有着不同的形式、构造和用途，然而都具有下列三个共同特征：①机器是人为的多种实体的组合；②各部分之间具有确定的相对运动；③能完成有效的机械功或变换机械能。 机器是由一个或几个机构组成的，机构仅具有机器的前两个特征，它被用来传递运动或变换运动形式。若单纯从结构和运动的观点看，机器和机构并无区别，因此，通常把机器和机构统称为机械。 1-2. 都是机器。 1-3.①杀车机构；有手柄、软轴、刹车片等。②驱动机构；有脚踏板、链条、链轮后轴，前轴等。 第二章 2-2.问题一：绘制机构运动简图的目的是便于机构设计和分析。 问题二： (1)分析机构的运动原理和结构情况，确定其原动件、机架、执行部分和传动部分。 (2)沿着运动传递路线，逐一分析每个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。 (3)选择视图平面，通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的视图平面，然后将其画到同一图面上。 (4)选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条来绘制机构运动简图。 (5)从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。在原动件上标出箭头以表示其运动方向。 问题三：机构具有确定运动的条件是：F＞0,机构原动件的数目等于机构

自由度的数目。 2-3.答：铰链四杆机构有三种类型：它们是曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 铰链四杆机构具有曲柄的条件是： （1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和； （2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 根据曲柄存在条件还可得到如下推论： 1）当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，都只能得到双摇杆机构。 2）若四杆机构中最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和，当最短杆的邻边是机架时，机构成为曲柄摇杆机构；当最短杆本身为机架时成为双曲柄机构；当最短杆是连杆时成为双摇杆机构。 2-5. (a) F＝9×3-12×2-1＝2 小滚轮是虚约束，凸轮中心有二个转动副。 (b)F＝3n－P L－P H＝3×5－2×7＝1除A、B、C、D、E外，其余都是虚约束; (c)F＝3n－P L－P H＝3×5－2×7＝1 C处有一复合铰链，E处都是虚约束。 2-6.解：①要得到曲柄摇杆机构，最长杆与最短杆之和必须小于其余两杆之和。 这有三种情况：设a为最长杆 a+40≤45+50 a≤55 设a为最短杆 a+50≤45+40 a≤35 设a为中间值 50+40≤45+a 45≤a 故：a的范围为： 45≤a≤55 ②要得到双摇机构，最长杆与最短杆之和必须大于其余两杆之和。 也有三种情况： a为最大值： a+40＞45+50 a＞55

杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解 第11章 齿轮传动【圣才出品】

第11章齿轮传动 11.1复习笔记 一、轮齿的失效形式和设计计算准则 1．轮齿的失效形式 轮齿的主要失效形式有5种：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。 （1）轮齿折断 ①产生原因 轮齿折断一般发生在齿根部分，因为轮齿受力时齿根弯曲应力最大，而且有应力集中。 ②主要类型 a．过载折断 轮齿因短时意外的严重过载而引起的突然折断，称为过载折断。 b．疲劳折断 在载荷的多次重复作用下，弯曲应力超过弯曲疲劳极限时，齿根部分将产生疲劳裂纹，裂纹的逐渐扩展最终将引起轮齿折断，这种折断称为疲劳折断。 ③单（双）侧工作 a．若轮齿单侧工作，就任一侧而言，其应力都是按脉动循环变化。 b．若轮齿双侧工作，则弯曲应力可按对称循环变化作近似计算。 （2）齿面点蚀 ①产生原因

a．疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处； b．在该处同时啮合的齿数较少，接触应力较大； c．在该区域齿面相对运动速度低，难于形成油膜润滑，故所受的摩擦力较大； d．在摩擦力和接触应力作用下，容易产生点蚀现象。 ②抗点蚀能力 齿面抗点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力越强。 （3）齿面胶合 ①定义 在高速、重载传动中，齿面间压力大，相对滑动速度高，因摩擦发热而使啮合区温度升高而引起润滑失效，致使两齿面金属直接接触并相互粘连，而随后的齿面相对运动，较软的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹，这种现象称为齿面胶合。 ②增强抗胶合能力的措施 a．提高齿面硬度； b．减小表面粗糙度； b．对于低速传动，采用粘度较大的润滑油； c．对于高速传动，采用含抗胶合添加剂的润滑油。 （4）齿面磨损 齿面磨损通常有磨粒磨损和跑合磨损两种。 ①磨粒磨损 a．产生原因 由于灰尘、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒磨损，在开式传动中是难以避免的。 b．防止或减轻磨损的方法