2022年机械设计基础课后习题答案.pdf

机械设计基础课后习题解答参考1-2 题0,7,5hlPPn107253F机构有 1 个主动构件，所以机构有确定运动。1-3 题1,11, 8hlPPn1111283F机构有 1 个主动构件，所以机构有确定运动。1-4 题0,11,8hlPPn2011283F机构有 2 个主动构件，所以机构有确定运动。1-5 题1,8,6hlPPn118263F机构有 1 个主动构件，所以机构有确定运动。2-1 题（a）双曲柄机构；（b）曲柄摇杆机构；（c）双摇杆机构；（d）双摇杆机构。2-2 题0e时，曲柄条件：ellBCAB；0e时，曲柄条件：BCABll。2-4 题极位夹角3636.1612.112.118011180KK精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 38.2560.2343305610.9949.2452.6971.764 6.3 9R9 .5436192318.2442.87R12.324711249.2830.5540402-6 题极位夹角3615 .115 .118011180KK503660.6614.02R23. 3137.3310精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 2-7 题极位夹角3615.115.118011180KK4570.84R49.31120.15169.462-8 题3-2 题8162410.6721.33324-1 题mzmhzdaa)2()2(*所以25.21002252zdma mm主要几何尺寸计算（略） 。4-2 题略精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 4-3 题分锥角4325684287.681743arctanarctan122zz1734215713.2190221分度圆5117311mzd mm；12943322mzd mm齿顶圆580.565713.21cos3251cos2111mdda mm206.1314287.68cos32129cos2222mdda mm齿根圆304.445713.21cos34 .251cos4 .2111mddfmm353.1264287.68cos34 .2129cos4.2222mddf mm锥距358.694317232222221zzmR mm齿顶角444237122.3358.693arctanarctanRhaa齿根角7 2744519.4358.696 .3arctanarctanRhff根锥角10 7171194.1711ff3658639768.6322ff顶锥角 1 17252835.2511aa27 8721409.7222aa当量齿数28.18cos111zzv；96.116cos222zzv4-4 题8011mzd mm ；24022mzd mm80)(2112dda mm88)2(2111zmhddaa mm232)2(2222zmhddaa mm70)5.2(2111zmhddff mm250)5.2(2222zmhddff mm精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 本题为定轴轮系。由图知2132ddd所以602213zzz35.52226202034306020)1(43215432315zzzzzzzzi5-2 题本题为定轴轮系。547.426275756)1(2132214zzzzi手轮转 1 周时，砂轮架的移动距离为660. 0547.4/3/14iPL mm5-3 题60886460)1(46352zzzziSM12682424)1(11912102zzzziMH5-4 题本题为周转轮系。由图知2132ddd所以452/ )(132zzzhhhhhhi11311310而715105)1(2132113zzzzih所以25.36712901131hhi rad/s5-5 题 图示轮系， 已知各齿轮的齿数为151z，252z，202z，603z，轮 1 的角速度9.201rad/s ，轮 3 的角速度2.53rad/s 。（1）当1、3转向相同；（2）当1、3转向相反时，试分别求系杆H的角速度H的大小和方向。解答：本题为周转轮系。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 520156025)1(2132113zzzziH而HHHi3113所以6515511313131313HHHii设轮 1 的转向为正（1）当1、3转向相同时8 .769 .202.556513H rad/s转向与轮1 相同。（2）当1、3转向相反时85.069 .202.556513H rad/s转向与轮 1 相反。9-1 解答级螺栓 MPa查表 9-2，M20的螺栓不控制预紧力时，取MPa查螺纹标准， M20的普通螺纹 mm由得到N由得到N上式中取、因此允许传递的最大静载荷R为 3251 牛顿。若控制预紧力，查表9-2 可取 MPa则 NN9-2 题解答级螺栓 MPa ，则 MPa螺栓组所受轴向载荷N每个螺栓所受轴向载荷N（1） 根据螺栓的强度条件求最大预紧力查螺纹标准， M16的普通螺纹 mm由得到N查表 9-1，金属垫片，取由得到N（2） 根据剩余预紧力求最小预紧力N因此，预紧力的取值范围为牛顿23476牛顿。9-3 题解答（1）按螺栓的剪切强度条件确定螺栓直径精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 每个螺栓所受的工作剪力为 N设螺栓的性能等级为级，则MPa查表 9-3 得，MPa由螺栓的剪切强度条件得到mm（2）按贴合面挤压强度条件确定螺栓直径查表 9-3，取铸铁 HT200的 MPa ，螺栓的 MPa根据螺杆与孔壁的挤压强度条件由得到因此， mm因此 mm 。9-4 题解答每个螺栓的轴向载荷N查表 9-1，铜皮石棉垫片，取油缸缸盖属于有气密性要求的连接，因此取剩余预紧力N则 N设螺栓的性能等级为级，则MPa查表 9-2，控制预紧力，取 MPa则 mm按 GB196-81 ，选用 M16的螺栓， mm 。9-5 题解答由得到 N因此， mm按 GB196-81 ，选用 M30的普通粗牙螺纹， mmmm 。9-6 题解答（1）螺栓的受力分析在水平载荷R 作用下，螺栓组联接承受横向力和翻转力矩作用：横向力 N翻转力矩在横向力R 作用下，为保证接合面间不产生滑移，则各螺栓所需的预紧力为（取、） N在翻转力矩作用下，右侧两螺栓受到加载作用，左侧两螺栓受到减载作用，故右侧两螺栓受力较大，所受的载荷为 N查表 9-1，无垫片，取螺栓所受的总拉力为 N（2）确定螺栓的直径级螺栓的 MPa查表 9-2，控制预紧力，取 MPa则 mm按 GB196-81 ，选用 M8的螺栓， mm ，mmmm 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 11-1 解答： Nmm N N N受力分析如图。11-2 略11-3 解答（1）如图（2）依题意得而因为齿轮 2 和齿轮 3 为同一根轴上的输入轮和输出轮，因此有因此，可以得到所以，11-4 如图11-5 略11-6 解答：根据齿根弯曲疲劳强度计算最大功率。 （若是闭式齿轮， 则应分别按照齿面接触强度和齿根弯曲强度分别算出最大功率，取二者中较小值。 ）（1）计算许用弯曲应力小齿轮材料 45 钢调质，查表 11-1，齿面硬度为 217255HBS 。大齿轮材料 HT250 ，齿面硬度 180269HBS （表 11-1） 。计算应力循环次数 N查图 11-17 得， ， 。查图 11-18 得， ，取 ，查图 11-16（b）得 MPa （按照硬度 217HBS ）查图 11-16（a）得 MPa （按照硬度 180HBS ）计算许用接触应力 MPa MPa开式传动，考虑磨损的影响，计算中取MPa ，MPa（2）计算最大传递功率mm圆周速度 m/s按电机驱动，载荷稍有波动，查表11-3，取。查图 11-2（a） ，按 9 级精度和 m/s，得。查图 11-3（a） ，按，齿轮相对轴承对称布置，得。查表 11-4，得所以，载荷系数按照， ，查图 11-10 得， ；查图 11-11 得， 。查图 11-4，得， ，所以精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 查图 11-12，得由齿轮的齿根弯曲疲劳强度条件得到根据齿轮 1 强度可以得到 Nmm根据齿轮 2 强度可以得到 Nmm所以， Nmm因此， kw。14-1 解答：查表 14-16，6210 轴承的 kN、kN。因查表 14-11，插值得又因查表 14-11，得，当量动载荷为N轴承寿命 h14-2 解答：由轴颈直径 mm ，初选轴承型号 30209。查表 14-17，该轴承的参数为 kN、kN、 、 。（1）计算派生轴向力SN， N（2）计算轴承的轴向力A, N, N（3）计算当量动载荷P由，查表 14-11 得、 N由，查表 14-11 得、 N（4）计算轴承寿命因为，故按 P2计算寿命查表 14-8，插值得查表 14-9，中等冲击，取 h14-4 解答：查表 14-15，轴承 7307AC的参数为 kN、kN（1）计算派生轴向力S N，方向向右 N，方向向左（2）计算轴向力 A, N, N（3）计算当量动载荷P因，查表 14-11 得、 N因，查表 14-11 得、 N（4）计算轴承寿命因为，故应按 P2计算寿命。h 1500 h精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 故轴承的寿命足够。（5）若轴承寿命不够，可采取的措施有：改用尺寸系列更大的轴承；改用圆锥滚子轴承（滚子轴承的承载能力大于球轴承） 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - - -