機械設計基礎習題答案第5章(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 連接合金螺栓連接（受橫向外力和軸向歪理）的強度計算公示一起列出，是比 較其異同，并作出必要的結論。710平鍵鏈接可能有哪些失效形式？平鍵的尺寸如何確定？ 答：失效形式：擠壓破壞和剪切 確定尺寸：按擠壓和剪切的強度計算，再根據工作要求，確定鍵的種類；再按照軸的直 徑 d 查標準的鍵的尺寸，鍵的長度取 且要比軸上的輪轂短。chapter8 82 帶傳動中的彈性滑動和打滑時怎樣產生的？它們對帶傳動有何影響？ 答：彈性滑動：由于帶的緊邊與松邊拉力不等，使帶兩邊的彈性變形不等，所引起的帶與輪 面的微量相對滑動為彈性滑動。彈性滑動是不可避免的，對帶傳動影響不大 打滑：機器出現過載，摩擦力不能克服從動輪上的阻力矩，帶沿輪面全面滑動，從動輪 轉速急劇降低甚至不動，此現象即為打滑，是帶傳動的主要失效形式之一，可避免。83 帶傳動中主要失效形式是什么？設計中怎么樣考慮？ 答： 主要失效形式： ； ； 。設計是必須要考慮：在保證不打滑的情況下（確保工況系數），帶應有一定的疲勞強度 或壽命。chapter9 91 齒輪傳動的最基本要求是什么？齒廓的形狀符合什么條件才能滿足上述要求？ 答：基本要求是：傳動比恒定。齒廓的形狀是：漸開線形、擺線形、圓弧齒時滿足上述要求。（齒廓的形狀必須滿足不 論輪齒齒廓在任何位置接觸，過觸點所做齒廓的公法線均須通過節(jié)點。）4 92 分度圓和節(jié)圓，壓力角和嚙合角有何區(qū)別？ 答：分度圓：為了便于齒廓各部分尺寸的計算,在齒輪上選擇一個圓作為計算的基準,該 圓稱為齒輪的分度圓.(標準齒輪分度圓與節(jié)圓重合且 s=e)：通過節(jié)點的兩圓具有相同的圓周速度，他們之間作純滾動，這兩圓稱為齒輪 的節(jié)圓。分度圓、節(jié)圓區(qū)別：分度圓是齒輪鑄造成立后本身具有的，而節(jié)圓是在兩齒輪運動 嚙合時根據其速度而確定出來的。壓力角：漸開線上任一點法向壓力的方向線（即漸開線在該點的法線）和該點速度 方向之間的夾角稱為該點的壓力角。嚙合角：過節(jié)點的兩節(jié)圓的公切線，與兩齒廓公法線間的夾角。壓力角、嚙合角區(qū)別：選取點的不同，壓力角的大小也就不同；而只要兩齒輪的大 小確定，則其嚙合角也就隨確定。93 一對漸開線標準齒輪正確嚙合的條件什么？ 答：m2 ；94 為什么要限制齒輪的最少齒數？對于α=正常齒制的標準直齒圓柱齒輪，最少齒數 是多少？ 答：限制最少齒數是為了保證不發(fā)生根切，要使所設計齒數大于不產生根切的最少齒數，當 α=20 的標準直齒圓柱齒輪，則 h a =1，則 z min =17。912 齒輪輪齒有哪幾種失效形式？開式傳動和閉式傳動的失效形式是否相同？在設計及使 用中應該怎樣防止這些失效？ 答：失效形式有：（1）輪齒折斷（2）齒面膠合（3）齒面磨粒磨損（4）齒面點蝕（5）塑性變形 開式傳動和閉式傳動的失效形式不完全相同： 其中磨損和疲勞破壞主要為開式齒輪傳動 的失效形式；而齒面點蝕和折斷主要為閉式齒輪傳動的失效形式。為了防止輪齒折斷：在設計時應使用抵抗沖擊和過載能力較強的材料。為了避免齒面磨粒磨損：可采用閉式傳動或加防護罩等； 為了避免輪齒齒面點蝕：應使用接觸應力較大的材料； 為了防止齒面膠合：必須采用粘度大的潤滑油（低速傳動）或抗膠合能力強的潤滑油（高速 傳動）。913 選擇齒輪材料時，為什么軟齒面齒輪的小齒輪比大齒輪的材料要好些或熱處理硬度要 5 o高些？ 答：主要由于小齒輪轉速高，應力循環(huán)次數多，則壽命較短，為了使大小齒輪的壽命接近，則在材料的選取方面要好些或熱處理要更高些。916 在輪齒的彎曲強度計算中，齒形系數 YF 與什么因素有關？ 答：齒形系數 YF 只與齒形有關，即與壓力角α，齒頂高系數 ha 以及齒數 Z 有關。chapter10 102 蝸桿傳動的嚙合效率受哪些因素的影響？ 答：蝸桿傳動的嚙合效率為：tan r，則效率受導程角和當量摩擦角的影響。103 蝸桿傳動的傳動比等于什么？為什么蝸桿傳動可得到大的傳動比？ 答：蝸桿傳動傳動比：i=n1/n2 = z2/z1(傳動比與齒數成反比)因為蝸桿的齒數可以非常小，小到 z=1，因而可以得到很大的傳動比。104 蝸桿傳動中，為什么要規(guī)定 d1 與 m 對應的標準值？ 答：當用滾刀加工蝸輪時，為了保證蝸桿與該蝸輪的正確嚙合，所用蝸輪滾刀的齒形及直徑 必須與相嚙合的蝸桿相同，這樣，每一種尺寸的蝸桿，就對應有一把蝸輪刀滾，因此規(guī) 定蝸桿分度圓直徑 d 為標準值，且與模數 m 相搭配；其次，蝸輪加工的刀具昂貴，規(guī)定 蝸桿分度直徑 d 為標準值且與模數相搭配可以減少加工刀具的數量。107 為什么蝸桿傳動常用青銅渦輪而不采用鋼制渦輪？ 答：因為青銅的耐磨性，抗膠合性能及切削加工性能均好，而嚙合處有較大的滑動速度，會 產生嚴重的摩擦磨損引起熱，使?jié)櫥闆r惡化，青銅的熔點較高，所以用青銅渦輪而不 用鋼制渦輪。109 為什么對連續(xù)工作的蝸桿傳動不僅要進行強度計算，而且還要進行熱平衡計算？ 答：蝸桿傳動由于摩擦損失大，效率較低，因而發(fā)熱量就很大、若熱量不能散逸將使?jié)櫥?的粘度降低，潤滑油從嚙合齒間被擠出進而導致膠合。chapter11 111 定軸輪系中，輸入軸與輸出軸之間的傳動比如何確定？與主動齒輪的齒數有何關系？ 如何判定輸出軸的轉向？ 答： 輪系的總傳動比等于組成該輪系的各對齒輪的傳動比的連成積，其值等于所有從動輪齒 數的連成積與所有主動輪齒連成積之比。傳動比 判定方向： ，傳動比為正號，若兩輪回轉方向相反時，則取為負號 ，則表示輸入軸與輸出軸的轉向相同，為負則表 示轉向相反。: 外嚙合的齒輪轉向相反,內嚙合的 6 121 心軸與轉軸有何區(qū)別？試列舉應用的實例。答：心軸只承受彎矩，不承受轉矩，如：裝帶輪和凸輪的軸； 轉軸既承受彎矩，又承受轉矩。如：齒輪減速器中的軸，是機器中最常見的軸。124 軸的結構和尺寸與哪些因素有關？ 答：軸的結構決定因素：載荷及載荷分布、軸上標準件、軸上已確定的零件、軸上零件的裝 配位置及固定方法、軸的加工工藝性、軸上零件的裝配工藝性等。軸尺寸決定因素 ： 軸沿軸向尺寸及形狀是由軸上各零件的相互舉例，尺寸和安裝情況，與軸的制造情況及軸上載荷(彎矩、轉矩、軸向力)分布情況等決定的。計算題： z1=20 z2=80，模數 m=2，計算兩個齒 輪的齒頂圓，齒根圓和分度圓的直徑，以及齒輪傳動的中心距。解：由公式及系數得： 齒頂圓直徑： d a1d 齒根圓直徑：35mm m 分度圓直徑： 中心距：，第三篇：機械設計基礎,第六版習題答案11至14解 機構運動簡圖如下圖所示。圖 題11解圖 題12解圖 題13解圖 題14解圖題 23 見圖 。題 27解 : 作圖步驟如下（見圖 ）：（1）求（2）作（3）作，頂角，；并確定比例尺。的外接圓，則圓周上任一點都可能成為曲柄中心。相距，交圓周于點。（4）作一水平線，于（5）由圖量得。解得 ：曲柄長度：連桿長度： 題 27圖 31解圖 題31解圖 如圖 ，以O為圓心作圓并與導路相切，此即為偏距圓。過B點作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在B點接觸時，導路的方向線。推程運動角 32解如圖所示。圖 題32解圖 如圖 ，以O為圓心作圓并與導路相切，此即為偏距圓。過D點作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在D點接觸時，導路的方向線。凸輪與從動件在D點接觸時的壓力角所示。41解分度圓直徑齒頂高齒根高頂 隙如圖中心距齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距齒厚、齒槽寬411解因螺旋角端面模數端面壓力角當量齒數分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑412解（1）若采用標準直齒圓柱齒輪，則標準中心距應說明采用標準直齒圓柱齒輪傳動時，實際中心距大于標準中心距，齒輪傳動有齒側間隙，傳動不連續(xù)、傳動精度低，產生振動和噪聲。（2）采用標準斜齒圓柱齒輪傳動時，因螺旋角分度圓直徑節(jié)圓與分度圓重合，415答： 一對直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數和壓力角必須分別相等，即、。一對斜齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數和壓力角分別相等，螺旋角大小相等、方向相反（外嚙合），即、。一對直齒圓錐齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的大端模數和壓力角分別相等，即、。51解： 蝸輪 2和蝸輪3的轉向如圖粗箭頭所示，即 和。圖 52解： 這是一個定軸輪系，依題意有：齒條 6 的線速度和齒輪 5 ′分度圓上的線速度相等；而齒輪 5 ′的轉速和齒輪 5 的轉速相等，因此有：通過箭頭法判斷得到齒輪 5 ′的轉向順時針，齒條 6 方向水平向右。62解拔盤轉每轉時間槽輪機構的運動特性系數槽輪的運動時間槽輪的靜止時間63解 槽輪機構的運動特性系數因：所以64解 要保證 則槽輪機構的運動特性系數應為因得，則 槽數 和拔盤的圓銷數 之間的關系應為：由此得當取槽數 ～8時，滿足運動時間等于停歇時間的組合只有一種：。101證明 當升角與當量摩擦角 符合 時，螺紋副具有自鎖性。當 時，螺紋副的效率所以具有自鎖性的螺紋副用于螺旋傳動時，其效率必小于 50%。102解 由教材表10表102查得，粗牙，螺距，中徑螺紋升角，細牙，螺距，中徑螺紋升角