机械设计基础第2版朱龙英主编课后习题答案内容.pdf

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1、 机 械 设 计 基 础 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 的 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 H 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

2、十 六 章 机 械 传 动 系 统 的 设 计-65第 0 章 绪 论 1 2-3机 器 的 特 征 是 什 么？机 器 和 机 构 有 何 区 别？解 1）都 是 许 多 人 为 实 物 的 组 合；2）实 物 之 间 具 有 确 定 的 相 对 运 动；3）能 完 成 有 用 的 机 械 功 能 或 转 换 机 械 能。0-2构 件 和 零 件 的 区 别 是 什 么？指 出 缝 纫 机 的 通 用 和 专 用 零 件。解 构 件 是 运 动 的 基 本 单 元，而 零 件 是 制 造 的 基 本 单 元。缝 纫 机 上 的 通 用 零 件 有：螺 丝、螺 母、齿 轮 等，专 用 零 件

3、有：曲 轴、凸 轮、飞 轮、脚 踏 板 等。0-3机 械 零 件 常 用 的 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 的 主 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 结 构 工 艺 性 的 基 本 要 求 有 哪 些？解 1）选 择 合 理 的 毛 坯；2）结 构 简 单、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 标 准 零 件？解 使 用 标 准 零 件，可

4、以 简 化 设 计 工 作，可 以 有 效 地 组 织 现 代 化 生 产，提 高 产 品 质 量，降 低 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 个 在 平 面 内 自 由 远 东 的 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 的 约 束 数 与 自 由 度 有 何 关 系？解 约 束 数+自 由 度=31-3如 何 判 别 有 构 件 和 运 动 副 组 成 的 系 统 是 否 具 有 确 定 的 相 对 运 动？解 自 由 度 数=原 动 件 数 系

5、 统 无 确 定 的 相 对 运 动 自 由 度 数#原 动 件 数 系 统 有 确 定 的 相 对 运 动 1-4 在 计 算 机 构 的 自 由 度 时 应 注 意 哪 几 个 问 题？解 复 合 较 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 示 机 构 和 运 动 副？解 用 简 单 的 线 条 和 符 号 表 示 构 件 和 运 动 副。1-6绘 制 图 1-15所 示 的 机 构 运 动 简 图，并 计 算 其 自 由 度。解 cT）n=3,PL=4,PH=OF=3 X 3-2 X 4=1=4,P=5,PH=1F=3 x 4

6、-2 x 5 1=1c）zz=3,攵=4,P H=OF=3 X 3-2 X 4=1d）M=3,P=4,P H=OF=3 x 3-2 x 4=11-7试 计 算 下 列 图 示 机 构 的 自 由 度，并 指 出 机 构 中 存 在 的 复 合 较 链，局 部 自 由 度 或 虚 约 束。解 a）H=5,PL=7,PH=OF=3 x 5-2 x 7=lb=5,PL=1,PH=O（c处 为 复 合 钗 链）F=3 X 5-2 X 7=1c=5,P L=7,P H=OF=3 X 5-2 X 7=1d）H=5,乙=7,%=O（c处 为 复 合 钗 链）F=3 X 5-2 X 7=1e）zr=4,6=5

7、,/=1（产 处 为 虚 约 束）F=3 x 4-2 x 5 1=1f）z?=4,7=5,PH-l（c处 为 复 合 较 链）F=3 x 3-2 x 3-2=1=3,PL=3,PH-2（22为 虚 约 束）F=3 x 3-2 x 3-2=1第 二 章 平 面 连 杆 机 构 2-1钱 链 四 杆 机 构 的 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 的 行 程 速 比 系 数 与 极 位 夹 角 的 关 系 如 何 确 定？解 9=180 x U lK+2-3 在 锐 链 四 杆 机 构 中，a=60mm

8、,b=150mm,c=120mm,d=100mmo分 别 把 构 件 a、b、c、d 作 为 机 架，所 对 应 的 为 何 种 类 型 的 机 构？解 曲 柄 存 在 的 条 件 60+150120+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 确 定 最 小 传 动 角？解 曲 柄 与 机 架 共 线 时 连 杆 与 摇 杆 之 间 的 夹 角，两 位 置 中 夹 角 较 下 的 为 最 小 传 动 角。2-5 四 杆 钱 链 机 构 的 演 化 方 式 主

9、 要 有 哪 几 种？解 有 改 变 机 构 的 形 状 和 相 对 尺 寸、扩 大 转 动 副 尺 寸、选 用 不 同 的 构 件 为 机 架 三 种。2-6 已 知 一 曲 柄 摇 杆 机 构 的 摇 杆 长 度 13=150mm,摆 角 0=4 5，行 程 速 比 系 数 k=L 2 5,试 确 定 曲 柄、连 杆 和 机 架 的 长 度 1上 和 小 解 取 4=3 必%加，按 书 上 的 作 图 方 法 作 图，该 题 为 无 穷 多 组 解，取 两 固 定 钱 链 在 水 平 直 线 上。由 图 得 AC?=86加 加，A C=56 7 Z O 则 AB=（AC?-A 6%=15m

10、 m,BC=AC2-AB=1MM1 AB-AB 从=45mm LBC-B C 从=213mm1 AD=AD M=165 mm2-7 已 知 一 曲 柄 滑 块 机 构 的 滑 块 行 程 H=60mm,偏 距 e=20mm,行 程 速 比 系 数 K=1.4 o试 确 定 曲 柄 和 连 杆 的 长 度 1）和 b。解 6=180!-=301.4+1取 i=l?彳“作 图，由 图 上 量 得 AC?=82加 九，ACj=2Smm o解 之 得 lAB=27mm,lBc-55mm2-8 已 知 一 导 杆 机 构 的 固 定 件 长 度 L=1000m m,行 程 速 比 系 数 k=1.5,试

11、 确 定 曲 柄 长 度 和 导 杆 摆 角 少。解 导 杆 的 摆 角“=6=180岩=361.25+1由 解 析 法 得 曲 柄 长 度 4B=1000sinl8=309mm2-9 已 知 一 曲 柄 摇 杆 机 构，摇 杆 与 机 架 之 间 的 夹 角 分 别 为5=45=90,固 定 件 长 度 l4=300mm摇 杆 长 度 13=200mm,试 确 定 曲 柄 和 连 杆 的 长 度 h 和 120 解 取 5mm/mm 作 图，得 L=72.5mm,b=287.7mm。第 三 章 凸 轮 机 构 3-1从 动 件 的 常 用 运 动 规 律 有 哪 种？各 适 用 在 什 么

12、场 合？解 1）等 速 运 动 规 律，使 用 于 低 速、轻 载 的 场 合；2）等 加 速 等 减 速 运 动 规 律，适 用 于 中 速、轻 载 的 场 合；3）余 弦 加 速 度 运 动 规 律（简 谐 运 动 规 律），适 用 于 中、低 速；4）正 弦 加 速 度 运 动 规 律，适 用 于 高 速。3-2 凸 轮 机 构 的 常 用 类 型 有 几 种？选 择 凸 轮 的 类 型 时 应 该 考 虑 哪 些 因 素？解 按 凸 轮 的 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

13、 从 动 件；按 凸 轮 与 从 动 件 锁 合 形 式 分：力 锁 合 和 几 何 锁 人 口。选 择 凸 轮 时，应 考 虑 凸 轮 和 从 动 件 的 相 对 运 动 形 式 从 动 件 的 运 动 形 式 等。3-3 图 解 法 设 计 凸 轮 时，采 用 了 什 么 原 理？简 单 叙 述 此 原 理 的 主要 内 容。解 才 用 反 转 原 理，即 给 整 个 机 构 加 上 一 个 反 向 转 动，各 构 件 之 间 的 相 对 运 动 并 不 改 变，根 据 这 一 原 理，设 想 给 整 个 凸 轮 机 构 加 上 一 反 向 转 动（即 加 上 一 个 凸 轮 角 速 度

14、转 向 相 反、数 值 相 等 绕 凸 轮 回 转 中 心 0 的 角 速 度（-。）的 转 动），则 凸 轮 处 于 相 对 静 止 状 态，从 动 件 一 方 面 随 机 架 以 角 速 度（-&）绕。点 转 动，另 一 方 面 又 按 给 定 的 运 动 规 律 作 往 复 移 动 或 摆 动。3-4何 谓 凸 轮 的 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 出 现 交 叉 现 象 某 加 工 时 交 叉 的 部 分 被 切 去，使 得 从 动 件 不 能 实 现 预 期 的

15、运 动 规 律 称 为 运 动 失 真。滚 子 从 动 件 运 动 失 真 是 由 于 rkPmin。实 际 时 要 避 免 时 针,必 须 使 R 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 的 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 的 基 圆 半 径 r（）=5 0 m m,从 动 件 运 动 规 律 为：在=135,8=30期=120,=75。从 动 件 在 推 程 以 余 弦 加 速 度 运 动 规 律（简 谐 运 动）上 升，在 回

16、 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 它 条 件 与 上 相 同。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 的 右 侧，其 它 条 件 相同，试 设 计 此 凸 轮 的 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 的 轮 廓 曲 线。已 知 凸 轮 等 角 速 顺 时 针 方 向 回 转，基 圆 半 径 ro=7Omm

17、,中 心 距 a=1 6 0 m m,摆 杆 长 度 1=10 0 m m,滚 子 半 径 r lO m m,从 动 件 的 运 动 规 律 为：O 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 的 作 图 方 法）第 四 章 齿 轮 机 构 4-1 为 什 么 要 规 定 模 数 的 标 准 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 的 模 数 是 标 准 值？解 为 了 设 计、制 造、检 验 和 使 用 的 方 便。直 齿 轮 端 面 模

18、数 是 标 准 值；斜 齿 法 面 模 数 是 标 准 值；蜗 杆 蜗 轮 中 间 平 面 上 的 模 数 是 标 准 值；圆 锥 齿 轮 大 端 的 模 数 是 标 准 值。4-2渐 开 线 直 齿 圆 柱 齿 轮 的 基 本 参 数 有 哪 几 个？那 些 是 标 准 的，其 标 准 值 是 否 相 同？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 a、齿 顶 高 系 数 和 顶 隙 系 数 c*。其 中 后 四 个 是 标 准 的，标 准 值 不 相 同。4-3分 度 圆 与 节 圆 有 什 么 区 别？在 什 么 情 况 下

19、 节 圆 与 分 度 圆 重 合？解 分 度 圆 是 齿 轮 上 具 有 标 准 压 力 角 的 圆。节 圆 是 过 节 点 所 作 的 两 个 相 切 的 圆。标 准 安 装 时 节 圆 与 分 度 圆 重 合。4-4渐 开 线 的 形 状 取 决 于 什 么？若 两 个 齿 轮 的 模 数 和 齿 数 分 别 相 等，但 压 力 角 不 同，他 们 齿 数 不 同，他 们 齿 廓 渐 开 线 形 状 是 否 相 同？一 对 相 啮 合 的 两 个 齿 轮，若 它 们 的 齿 数 不 同，他 们 齿 廓 的 渐 开 线 形 状 是 否 相 同？解 取 决 于 基 圆 的 大 小。不 同。不

20、同。4-5何 谓 齿 廓 的 根 切 现 象？产 生 根 切 的 原 因 是 什 么？是 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 的 渐 开 线 齿 廓 被 切 去 的 现 象 为 根 切 现 象。原 因 是 展 成 法 加 工 时，刀 具 的 齿 顶 线 或 齿 顶 圆 与 啮 合 线 的 焦 点 超 过 了 被 切 极 限 点 N o不 是。根 切 使 刀 具 的 齿 顶 线 或 齿 顶 圆 与 捏 合 线 的 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

21、构、蜗 杆 蜗 轮 机 构 和 直 齿 圆 锥 齿 轮 机 构 的 正 确 啮 合 条 件 与 直 齿 圆 柱 机 构 的 正 确 啮 合 条 件 相 比 较 有 何 异 同？解 平 行 轴 斜 齿 轮 是 法 面（或 端 面）的 模 数 和 压 力 角 相 等,且 笈=-四；蜗 杆 蜗 轮 是 中 间 面 上 模 数 和 压 力 角 相 等 且 为 标 准 值，且 用+月=9 0;直 齿 圆 锥 齿 轮 是 大 端 的 模 数和 压 力 角 相 等 且 为 标 准 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

22、用 途？解 斜 齿 圆 柱 齿 轮 量 齿 数：圆 锥 齿 轮 当 量 齿 数:cos 84=一。当 量 齿 数 用 于 齿 轮 加 工、强 度 计 算、变 位 系 数 的 选 择 cos 3等 处。4-8 齿 轮 传 动 常 见 的 失 效 形 式 有 哪 些？各 种 失 效 形 式 常 在 何 种 情 况 下 发 生？试 对 工 程 实 际 中 见 到 的 齿 轮 失 效 形 式 和 原 因 进 行 分 析。齿 轮 传 动 的 设 计 计 算 准 则 有 哪 些，他 们 分 别 针 对 何 种 失 效 形 式？在 工 程 设 计 实 践 中，对 于 一 般 使 用 的 闭 式 硬 齿 面、

23、闭 式 软 齿 面 和 开 式 齿 轮 传 动 的 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 出 现 点 蚀。齿 面 磨 损 是 由 于 齿 面 间 的 灰 尘、硬 屑 粒 等 引 起 的。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

24、生 的。塑 性 变 形 是 在 重 载 情 况 下 产 生 的。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 现 有 A、B 两 对 闭 式 软 齿 面 直 齿 圆

25、柱 齿 轮 传 动，A 对 参 数 为;模 数 m=2 m m,齿 数 Z1=40,z2=90,齿 宽 b=60mm；B 对 参 数 为:模 数 m=4 m m,齿 数 Z1=20,z2=4 5,齿 宽 b=60mm。两 对 齿 轮 精 度 为 8 级，小 齿 轮 转 速 均 为 1450r/m in,其 它 条 件 分 别 相 同。试 比 较 两 对 齿 轮 接 触 强 度 及 抗 弯 强 度 的 高 低。解 两 对 齿 轮 接 触 强 度 相 同，弯 曲 强 度 第 二 对 较 高。4-1 0应 主 要 根 据 哪 些 因 素 来 决 定 齿 轮 的 结 构 型 式？常 见 的 齿 轮 结

26、 构 型 式 有 哪 几 种？它 们 分 别 用 于 何 种 场 合？解 根 据 齿 轮 的 几 何 尺 寸、毛 坯 材 料、加 工 工 艺 等 决 定 等 决 定 齿 轮 结 构 型 式。结 构 型 式：齿 轮 轴，用 于 直 径 很 小 的 场 合；实 心 结 构，用 于&160 切;腹 板 式 结 构，用 于 为 4500加 町 轮 辐 式 结 构，用 于 400W4,W lO O O/加。4-1 1已 知 一 对 外 啮 合 正 常 齿 制 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 m=2mm,zl=20,z2=45,试 计 算 这 对 吃 乱 的 分 度 直 径、齿 顶 高、齿 根 高、顶 隙

27、、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=2 x 2 0=4Om/77cl?=2 x 4 5=9 O m mha=1 x 2=2 m mhf=1.2 5 x 2=2.5 m mc=2.5 2=O.5 m mdqi=4 0+2 x 2=4 4 m md 2=9 0-4-2 x 2=9 4 m md f=4 0 2 x 2.5=3 5 m md,2=9 0 2 x 2.5=8 5 m mdhx 4 0 c o s 2 0=3 7.5 8 8 m m 2=9 0 c o s 2 0=8 4.5 7 2 m mp=27r=6.2 8

28、m ms=e=3.1 44-1 2 已 知 一 正 常 齿 制 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 m=5m m,a=20,z=45,试 分 别 求 出 分 度 圆、基 圆、齿 顶 圆 上 渐 开 线 齿 廓 的 曲 率 半 径 和 压 力 角。解 分 度 圆/7=x 5 x 4 5 s i n 2 0=3 8.4 7 726 z=2 0基 圆/7=O X=O齿 砂 I 圆 ra=x 5 x 4 5+5 x 1=1 17.5 m m=2 5.8 8p.=1 1 7.5 s in 2 5.8 8=5 1.2 8 84-1 3 试 比 较 正 常 齿 制 渐 开 线 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 的

29、 基 圆 和 齿 根 圆，在 什 么 条 件 下 基 圆 大 于 齿 根 圆？什 么 条 件 下 基 圆 小 于 齿 根 圆？解 db=d cos a=mz cos 20df=d-2.5 m=m(z-2.5)df-dh=m(z-2.5-0.9397z)=/n(0.0603z-2.5)由 上 式 可 见，当 齿 数 Z增 大 时，(d/-4)值 亦 增 大。当 d/-4,=0 H寸，得 z=-=41.40.0603因 止 匕，当 z 2 42时，df dh；反 之，当 z 4 42时，df dh.4-1 4试 根 据 渐 开 线 特 性 说 明 一 对 模 数 相 等，压 力 角 相 等，但 齿

30、 数 不 等 的 渐 开 线 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮，其 分 度 圆 齿 厚、齿 顶 圆 和 齿 根 圆 齿 厚 是 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 的 齿 轮 齿 顶 圆 和 齿 根 圆 的 齿 厚 大。4-1 5现 需 要 传 动 比 i=3的 一 对 渐 开 线 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动，有 三 个 压 力 角 相 等 的 渐 开 线 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮，它 们 的 齿 数 分 别 为

31、 Zi=20,Z2=z3=60,齿 顶 圆 直 径 分 别 为 dai=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 的 重 合 度 小 解 da1=mz1+2h1m=20m+=44da2=mz2+=60m+2/z*m=124da3=mz3+=60m+2hm=139.5解 得；齿 轮 1、2能 用 m=2mm,a=4-1 6单 级 闭 式 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 中，小 齿 轮 材 料 为 4 5钢 调 质 处 理，大 齿 轮 的 材 料 为 ZG270500正 火，P=4kw,

32、ni=720r/min,m=4mm,Zi=25,z2=73,bi=84mm,b2=78mm,单 向 传 动，载 荷 有 中 等冲 击，用 电 动 机 驱 动，试 验 算 此 单 级 传 动 的 强 度。解 1.验 算 接 触 强 度(1)计 算 接 触 应 力 其 7；=9.55xlO6=5.3xlO4m/n;i=2=2.92;%=4=M=0,8；K=1.3(查 表 4 一 5),25 4 100则 6,J.3x5.3x104(2.92+1)V 0.78 xl003x 2.92231N/mm2(2)查 许 用 应 力%小 齿 轮 4 5钢 调 质，HB-2172 5 5,取 HB=220；大

33、齿 轮 ZG270500,正 火，HB=156200 取 HB=180o 查 图 4-21c得 尸 560N/mm2；查 图 4-21b 得。.2=360N/mm2o 由 表 4-6,SH=L1。=616?/mm2贝 I j 1 1crw 2=答=327.27 N/mm2(3)结 论 与%,故 满 足 接 触 强 度 要 求。2.验 算 弯 曲 强 度(1)计 算 弯 曲 应 力%=2KTKYS其 中，由 表 4-8得 L=2.26,%=1.59;%2=2 2 4,%=1.75,其 余 同 接 触 强 度。则2x1.3x5.3x1()4x2.62x1.5978x4x1000 22x1.3x5.

34、3x1()4x2.24x1.7578x4x100=18.4N/mm。=17.3N/，(2)查 许 用 应 力 0 由 图 4-23C，%句=185N/mm2；由 图 4-23b,c rflim2=130N/mm2o 查 表 4-6,取 SF=1.4,则 185crFl=A 4 N/m m2130(yr2=92.85 N/m m2(3)结 论：弯 曲 强 度 也 满 足。4-1 7 已 知 一 对 正 常 齿 渐 开 线 标 准 斜 圆 柱 齿 轮 a=250mm,Z=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

35、、齿 顶 圆 直 径 和 齿 根 圆 直 径。解 c o s/3“0=2=4(2 3+9 8)=。9 6 82 a 2 x 2 5 0得 夕=14.53m 4mt=-=-=4.1 3 2 m mc o s 3 0.9 6 8tana.,ta n 2 0ta n at=-=-c o s p c o s 14.53=0.3 7 6at=2 0.6Zv l=230.9683=2 5.3 6Zv l一 98J=108.050.9 6 834d1x=-x 23=9 5.0 4 1 m m0.9 6 84原=-x 98=4 0 4.9 5 9 m m2 0.9 6 8daX=9 5.0 4 l+2 mn=

36、1 0 3.0 4 1 m mda 2 4 0 4.9 5 9 4-2 m/z=4 1 2.9 5 9 m mdf l=9 5.0 4 1 2.5 mfl=8 5.0 4 1 m md f 2=4 0 4.9 5 9 2.5 mn=3 9 4.9 5 9 m m4-18设 计 一 对 外 啮 合 圆 柱 齿 轮，已 知 Zi=21,Z2=32,mn=2,实 际 中 心 距 为 55mm，问：(1)该 对 齿 轮 能 否 采 用 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动？(2)若 采 用 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 来 满 足 中 心 距 要 求，其 分 度 圆 螺 旋 角 夕、反 度

37、 圆 直 径、d2和 节 圆 直 径 小、各 为 多 少?解(1)不 能 采 用 标 准 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动(2)由”2(2+1 3铝 2 cos/?夕=15.50。O 1d,=d=-=43.585 7 2c o s2x3?d?=d 2=66.415mmcos J34-19已 知 单 级 闭 式 斜 齿 轮 传 动 P=10kW,ni=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 4 5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

38、 40MnB调 质，HB=260；大 齿 轮 4 5钢 调 质,HB=230（表 4-4）查 图 4-21,cHliml-680N/mm2,c rwlim2=590N/mm2查 图 4-23,C Tflimi-220N/mm2,c rflim2=190N/mm2表 4-6,SH=1.1,S F=L 4,则 A W）=Y Y=618.18N/W W?590 TH2-=53636NI m m。.1 0.7 x 2 2 0,TF L=-1 10N/mm 3 产（+1）6101-y 其 中：=1.1（表 4-5）,%=1（表 4-7）,P 1（）T.=9.55xlO6=9.55xlO6=9.95xlO

39、47V m m1 个 960则 3 Jl.1x9.95x104(3.7+1)6 1 0/l V 1x3.7 536.36=56.44取=12;2=%=3.7x21x78,则 mn4 cos/?_ 56.44cos 12 21T=2.63mm取 标 准 值%=3,则 a=3x(21+78)_ 2mm2cosl2取 a=152mm,贝 1 J cos p-3x(21+78)_。9772x152/?=12.323x21cos 12.32=64.485机 机*7Qd,=一-=238.595-cos 12.32b2=(/)dd=64.485mm 圆 整 后 b2=65mm;/7!=70mm3.较 核 弯

40、 曲 强 度 当 量 齿 数 Zvl21(cos 12.32)3=22.5278(cos 12.32)3=83.40由 表 4-8得,%=2.705,1=1.573,%亍 2.215,匕 1.773则 _1.6町/匕 L 1.6X 16X 9.95X 104X 2.705X 1.573XCOS12.32”bmndA 65 x 3 x 64.485=57.89MPaC TF2-crfl=53A3MPa弯 曲 强 度 满 足 要 求。4-2 0标 准 蜗 杆 传 动 的 蜗 杆 轴 向 齿 距 p=15.708mm,蜗 杆 头 数 Zi=2,蜗 杆 齿 顶 圆 直 径 da=60mm,蜗 轮 的

41、齿 数 Z2=40,试 确 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 p 15.708(m=-=5 m7 1 7 1因 4n=4+2/77,则 4=60-2 x 5=50mm 7=10md2=mz2=5 x 40=200mmm z、a=(q+z2)=125 mm4-2 1试 判 断 图 中 所 示 各 蜗 杆 蜗 轮 的 转 向 和 旋 向(蜗 杆 主 动)，并 画 出 各 蜗 轮 所 受 三 个 分 力 的 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；

42、d)蜗 杆 蜗 轮 都 为 右 旋；蜗 轮 受 力 图 如 图：4-2 2在 图 示 的 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 的 轮 齿 旋 向 为 右 旋。试 解 答：(1)标 出 输 入 轴 I 和 中 间 轴 n 的 转 向(2)确 定 并 标 出 齿 轮 1、2 和 3 的 齿 轮 旋 向，要 求 使 II轴 上 所 受 轴 向 力 尽 可 能 小。(3)标 出 各 个 齿 轮 在 啮 合 点 处 所 受 各 分 力 的 方 向。(4)画 出 n 轴 联 同 齿

43、 轮 2 和 3 一 体 的 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。4-2 3在 图 示 直 齿 圆 锥-斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器 中，已 知 锥 齿 轮m=5mm,z 1=25/2=60,齿 宽 b=50mm;斜 齿 轮 mn=6mm,z3=21,z4=84o(1)欲 使 轴 II上 的 轴 向 力 在 轴 承 上 的 作 用 完 全 抵 消，求 斜 齿 轮 3 的 螺 旋 角 的 大 小 和 旋 向。(2)试 画 出 作 用 在 斜 齿 轮 3 和 锥 齿 轮 2 上 的 圆 周 力

44、 E、径 向 力 F 和 轴 象 立 Fa的 作 用 线 和 方 向。解(1)工 2=工 3即 t a n a c o s t a n/7%4得 sin=0.1667,万=9.6齿 轮 3为 右 旋(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 改 变 从 动 轮 转 向 的 齿 轮，其 作 用 是 改 变 从 动 轮 转 向。5-2在 定 轴 轮 系 中，如 何 来 确 定 首、末 两 轮 转 向 间 的 关 系？解(1)当 所 有 齿 轮 轴 线 平 行 时，可 用(-1

45、)m确 定：(2)用 画 箭 头 的 方 法。5-3什 么 叫 周 转 轮 系 的“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 个 附 加 的 角 速 度（-%）后 所 得 的 机 构。“转 化 机 构”可 以 使 周 转 轮 系 的 传 动 比 计 算 转 化 成 用 定 轴 轮 系 传 动 比 的 计 算 方 法 计 算。5-4在 差 动 轮 系 中，若 两 个 基 本 机 构 的 转 向，如 何 确 定 第 三 个 基 本 构 件 的 转 向？解 又 周 转 轮 系 传 动 比 计 算 公 式 确 定。5-5周

46、转 轮 系 中 两 轮 传 动 比 的 正 负 号 该 周 转 轮 系 转 化 机 构 中 两 轮 传 动 比 的 正 负 号 相 同 吗？为 什 么？解 不 同。因 为 周 转 轮 系 中 两 轮 的 传 动 比 是 真 实 角 速 度 之 比，而 转 化 机 构 中 两 轮 的 传 动 比 是 相 对 角 速 度 之 比。5-6计 算 混 合 轮 系 传 动 比 的 基 本 思 路 是 什 么？能 否 通 过 给 整 个 轮 系 加 上 一 个 公 共 的 角 速 度（-%）的 方 法 来 计 算 整 个 轮 系 的 传 动 比？为 什 么？解 基 本 思 路：（1）区 分 基 本 轮 系

47、（2）分 别 列 出 基 本 轮 系 的 计 算 公 式；（3）找 出 基 本 轮 系 间 的 关 系；（4）联 立 各 式，求 出 要 求 的 传 动 比。不 能。因 为 混 合 轮 系 不 是 一 个 基 本 周 转 轮 系。5-7如 何 从 复 杂 的 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 的 系 杆 及 其 中 心 论，则 行 星 轮、系 杆、中 心 轮 和 基 价 组 成 一 个 周 转 轮 系。重 复 上 述 方 法，直 至 找 出 所 有 的 周 转 轮 系 后，剩 余 的 便 是 定 轴 轮 系。5-8 什

48、么 样 的 轮 系 可 以 进 行 运 动 的 合 成 和 分 解？解 差 动 轮 系。5-9 在 图 中 所 示 的 车 床 变 速 箱 中，已 知 各 轮 齿 数 为 Z i=42/2=58,Z3=38,Z4=42,Z5=50,Z6=48,电 动 机 转 速 为 1450r/m in,若 移 动 三 联 滑 移 齿 轮 a 使 齿 轮 3,和 4邛 齿 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 的 大 小 和 方 向。解 八=塞=-彩 餐-4 6 5则 n6-1.465 1.465=-989.76/7 min5-1 0在 图

49、5-16所 示 的 滚 齿 机 工 作 台 的 传 动 系 统 中，已 知 各 齿 轮 的 齿 数 为 ZI=15,Z2=28/3=15,Z4=55,Z9=4 0,被 加 工 齿 轮 B 的 齿 数 为 2，试 计 算 传 动 比 i7 5 o 解 又 j _ Z Z4Z7Zgz2z3z5z8则 治=%=三 5 Z715x55z7 x4028xl5z5 xl15X55X40=Q928x15x725-1 1 如 图 所 示 的 轮 系 中，已 知 各 轮 齿 数 为：Z Iz3,nH=100r/min,ni=20 17min,试 求 下 列 两 种 情 况 下 轮 3 的 转 速 n3：（1）当

50、 113与 UH 同 向 时：（2）当 口 与 加 相 反 时。解 诰=二 1。=T%一“n3-100n3=1 8 0 r/m in与 勺 同 向%=-2 2 0 r/m in 与.反 向 5-12在 图 示 轮 系 中，已 知 各 轮 齿 数 为：z尸 30/2=30,Z3=90,Z3:40,Z4=30,Z4=40,Z5=30,试 求 此 轮 系 的 传 动 比 后。解 定 轴 轮 系 1-2-3 八=&=2=一 3%zi行 星 轮 系 3144-5,H _ n3-nH _ Z 4 Z 5 _ 30 x30 _ 935 n5-nH zyz4,40 x40 16因 生，则 L H=-L3125