《机械设计基础》(第四版)课后答案 韩玉成

-4-能力检测一选择题1.A2.B3.C4.D5.C6.C7.C8.D9.B10.D二、判断题1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.√8.×9.×10.√能力检测二一、选择题1.C2.A3.D4.C5.A6.C7.C8.D9.A10.C二、判断题1.×2.√3.×4.×5.×6.×7.√8.×9.×10.√三、设计计算题1.解：（a）（b）能力检测三选择题1.A2.C3.A4.B5.B6.A7.C8.B9.A10.B二、判断题1.√2.√3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.×10.×三、设计计算题1.解：（a），，，。（b），，，。（c），，，。（d），，，。（e），，，。（f），，，。（g），，，。（h），，，。能力检测四一、选择题1.C2.D3.C4.A5.C6.C7.A8.D9.A10.C二、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.×8.×9.×10.×三、设计计算题1.解：<，满足长度和条件。当取为机架时，将得到双曲柄机构。当取为机架时，将得到曲柄摇杆机构。当取为机架时，将得到双摇杆机构。当取为机架时，将得到曲柄摇杆机构。2.解：（1）因该四杆机构为曲柄摇杆机构，并且AD为机架，AB、AD为连架杆，所以AB为最短杆。若CD为最长杆，则≤，≥mm若BC为最长杆，则≤，≤mm连杆BC的长度须满足mm≤≤mm，才能使该四杆机构为曲柄摇杆机构。（2）选mm，3.解：各机构的死点位置（a）（b）（c）4.解：=5×36.24=181mm；=31.31×5=156mm；=12.02×5=60mm。5.解：=1414.2mm；=1476.5mm；=300mm。6.解：（1）滑块的行程=31.37mm；（2）极位夹角=13.1º，行程速比系数=1.15；（3）量得传动角度数为=51.3º。所以γmin=51.6º。7.解：能力检测五一、选择题1.C2.D3.B4.D5.C6.C7.C8.C9.C10.D二、判断题1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.√9.√10.×三、设计计算题1.解：mmmm2.解：3.解：能力检测六一、选择题1.A2.A3.B4.D5.B6.C7.C8.D9.C10.D二、判断题1.×2.√3.×4.×5.×6.√7.×8.√9.×10.√能力检测七一、选择题1.B2.A3.A4.B5.C6.C7.C8.D9.D10.D11.D12.A13.D14.B15.C二、判断题1.×2.×3.√4.×5.√6.√7.×8.√9.×10.×11.×12.×13.√14.×15.×三、设计计算题1.解：有效圆周N紧边拉力N松边拉力N初拉力N2.解：V带传动在传递最大功率时V带速度m/s有效圆周力N紧边拉力NV带中各应力分析如下：紧边拉应力MPa离心应力MPa弯曲应力MPa最大应力MPa3.解：>或<5m/s：应重选带轮直径；<：适当增大中心距或加张紧轮等方法；Z太多：重选带的型号。4.解：（1）确定计算功率查得（kW）（2）确定V带的型号根据kW、r/min，选用A型普通V带。（3）确定两带轮的基准直径、设计时应使≥选取（mm）大带轮基准直径（mm）选取标准值mm，则实际传动比、从动轮的实际转速分别为（r/min）从动轮的转速误差率为在％内，为允许值。（4）验算带速（m/s）（5）确定中心距和带的基准长度带的基准长度公式（mm）选取基准长度mm。实际中心距为（mm）（6）验算小带轮包角≥,合适。（7）计算V带根数≥用内插法得kW；kW；；≥圆整得根。（8）计算单根V带的初拉力由表查得A型普通V带的每米长质量Kg/m，单根V带的初拉力为（N）（9）计算作用在轴的上压力 （N）能力检测八一、选择题1.A2.D3.D4.D5.D6.A7.D8.C9.B10.B11.D12.A13.D14.C15.B二、判断题1.×2.×3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.√10.×11.×12.√13.×14.√15.√三、设计计算题1.解：当基圆与齿根圆重合时，，即齿数取为42。当齿数大于42时，齿根圆大于基圆；当齿数小于42时，齿根圆小于基圆。2.解：齿轮齿高mm齿轮齿顶圆直径mm模数mm，齿数分度圆直径mm齿顶圆直径mm齿根圆直径mm基圆直径mm3.解：由中心距公式得小齿轮齿顶圆直径mm模数mm代入得齿轮的传动比大齿轮的齿数，取大齿轮的齿数齿顶圆直径mm齿距mm4.解：（1）因为基圆的大小决定渐开线的形状，根据公式mm所以齿轮1和齿轮4的渐开线形状相同。（2）mm所以齿轮1和齿轮2能正确啮合。（3）范成法加工齿轮时，只要模数和压力角相等，不管被加工齿轮的齿数是多少，都可以用一把刀具加工。mm所以齿轮1和齿轮2能用同一把滚刀制造。仿形法加工齿轮齿形时，根据齿轮齿数，用4号刀。，用6号刀。所以不能用同一把铣刀加工。5.解：（1）1轮左旋，2轮右旋，3轮右旋，4轮左旋。6.解：齿轮3右旋，齿轮4左旋。两对齿轮在啮合处的受力图7.解：（1）按齿面接触疲劳强度校核转矩（N·mm）载荷系数；材料的弹性系数齿数比齿宽mm、mm小齿轮分度圆直径mm齿面接触疲劳强度（MPa）小齿轮选用45调质，硬度为230HBS；大齿轮选用ZG310-570正火，硬度为180HBS。查得齿轮的齿面接触疲劳强度极限MPa，MPa。查得，。查得安全系数许用接触应力（MPa）（MPa）＜齿面接触应力满足强度要求。（2）按齿根弯曲疲劳强度校核查得标准外齿轮的齿形系数，。查得标准外齿轮的应力修正系数，。查得齿轮的齿根弯曲疲劳强度极限MPa，MPa。查得安全系数。查得弯曲疲劳寿命系数，。许用弯曲应力（MPa）（MPa）齿根弯曲疲劳强度（MPa）＜（MPa）＜齿根弯曲应力满足强度要求。能力检测九一、选择题1.A2.C3.A4.D5.B6.A7.B8.A9.A10.C11.D12.A13.A14.B15.D二、判断题1.√2.√3.√4.×5.×6.×7.√8.√9.√10.√11.√12.√13.√14.√15.√三、设计计算题1.解：（b）（c）2.解：3.解：4.解：（1）模数mm圆柱导程角蜗轮齿数分度圆柱螺旋角（2）蜗轮分度圆直径mm蜗杆传动中心距mm5.解：（1）选择蜗杆蜗轮材料和热处理方法蜗杆由于功率不大，采用45钢表面淬火，硬度＞45HRC。蜗轮因转速较高，采用抗胶合性能好的铸锡磷青铜，ZCuSnl0P1，砂模铸造。（2）确定蜗杆头数和蜗轮齿数根据传动比值取蜗杆头数，则蜗轮齿数。（3）计算蜗轮转矩估取蜗杆传动的效率蜗轮转速（r/min）蜗轮转矩（N.mm）（4）按蜗轮齿面接触疲劳强度设计设计公式≥载荷系数。应力循环次数88寿命系数88许用接触应力=（MPa）≥（mm3）按>mm3，选取=mm3 模数mm,蜗杆直径系数，蜗杆分度圆直径（mm），蜗轮分度圆直径（mm）导程角（5）按蜗轮轮齿的齿根弯曲疲劳强度校核校核公式≤查得蜗轮材料的基本许用弯曲应力MPa99计算寿命系数99计算许用应力=（MPa）查得蜗轮的齿形系数（MPa）＜轮齿的齿根弯曲疲劳强度校核合格。（6）验算传动效率蜗杆分度圆速度（m/s）啮合齿面间相对滑动速度（m/s）查表得当量摩擦系数，当量摩擦角蜗杆传动的效率～～～与原估计接近，参数估计合理。（7）热平衡计算取室温ºC，因通风散热条件较好，[]＝80ºC取散热系数W/m2·℃。润滑油的工作温度℃＜[]符合要求。能力检测十一、选择题1.B2.C3.B4.C5.C6.C7.D8.C9.C10.D二、判断题1.√2.√3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√三、计算题1.解：齿轮、、、、、、、、、、组成定轴轮系箭头向上。2.解：齿轮、C和齿轮、B的中心距相等齿轮1、C、2、B组成定轴轮系=48、=45。3.解：齿轮、、、组成行星轮系r/min，与齿轮1的转向相同。4.解：齿轮、和齿轮、的中心距相等齿轮、、组成行星轮系r/min，与齿轮的转向相反。5.解：齿轮、、、组成行星轮系齿轮、组成定轴轮系齿轮与齿轮的转向相反。6.解：齿轮、组成定轴轮系齿轮、、组成行星轮系齿轮与行星架的转向相反。7.解：齿轮、、组成行星轮系齿轮、、组成定轴轮系。8.解：齿轮、、、组成行星轮系齿轮、组成定轴轮系。能力检测十一一、选择题1.A2.C3.B4.B5.B6.A7.B8.B9.B10.C二、判断题1.×2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.×9.×10.×三、设计计算题1.解：（a）不合理，紧边在下，松边在上。（b）合理，紧边在上，松边在下。（c）合理，紧边在上，松边在下。张紧轮在松边外侧，靠近小链轮。（d）不合理，紧边在下，松边在上，张紧轮在紧边外侧。2.解：mm，B处螺旋副为右旋。3.解：mm能力检测十二一、选择题1.C2.B3.A4.B5.D6.C7.C8.C9.C10.B二、判断题1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.√三、设计计算题1.解：许用应力（MPa）每个螺栓所受的工作拉力N每个螺栓所受的残余预紧力N螺栓所受的轴向总拉力N螺栓所需的最小直径≥mm取螺栓标准直径M4。2.解：许用应力MPaM20螺栓的小径mm每个螺栓所受预紧力N每个螺栓允许传递的静载荷N3.解：许用应力MPa所受的轴向预紧力M12螺栓mm。≤螺栓联接所受的横向工作载荷N4.解：选35钢，5.8级，其MPa，MPa初选螺栓数量，螺栓所受的轴向工作载荷N，螺栓所受的残余预紧力N。每个螺栓所受的总拉力为N螺栓材料的许用拉应力MPa。螺栓最小直径≥mm，查国家标准，选取M30×80的螺栓，M30螺母。螺栓间距mm，mm，mm，≥，不满足要求。螺栓数量取为12，螺栓间距mm，能满足间距要求，且强度更好，选用12个M30螺栓。能力检测十三一、选择题1.C2.A3.C4.C5.D6.C7.A8.A9.D10.A二、判断题1.√2.×3.×4.√5.×6.√7.×8.×9.×10.×三、设计计算题1.解：平键连接楔键连接楔键连接半圆键连接圆锥销连接2.解：键的尺寸标记为：键GBT/1095-2003。键连接的许用挤压应力MpaMpa≤3.解：采用A型普通平键连接，mm键的尺寸，齿轮材料为锻钢键连接的许用挤压应力Mpa根据≤传递的最大扭矩≤N.mm能力检测十四一、选择题1.B2.A3.A4.A5.C6.A7.A8.B9.A10.C二、判断题1.×2.×3.×4.×5.√6.√7.√8.×9.×10.×三、设计计算题1.解：轴传递的计算转矩N·mm工作情况系数则该轴传递的计算转矩N·mm根据转速r/min，计算转矩N·mm。选用LT6弹性套柱销联轴器，其额定转矩为N.mm，许用转速为r/min，满足≤，≤主要尺寸为：主动轴端mm，J型轴孔，mm，A型键槽；从动轴端mm，J型轴孔，mm，A型键槽。其标记为LT6联轴器GB/T4323-2002能力检测十五一、选择题1.D2.C3.B4.A5.B6.C7.A8.C9.D10.A11.C12.C13.D14.D15.D二、判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.√7.×8.×9.×10.√11.×12.√13.×14.√15.×三、设计计算题1.解：Ⅰ轴是传动轴，Ⅱ是转轴，Ⅲ轴是心轴，Ⅳ轴是心轴。2.解：解：此轴系有以下14处错误（如图所示）：①轴与端盖接触；②套筒与轴承外圆接触；③套筒顶不住齿轮；④联轴器轴向未定位；⑤联轴器周向未定位；⑥卡圈无用；⑦精加工面过长且装拆轴承不便；⑧联轴器孔未打通；⑨箱体端面加工面与非加工面没有分开；⑩轴肩过高，无法拆卸轴承；eq\o\ac(○,11)键过长，套筒无法装入；eq\o\ac(○,12)缺垫片，无法调整轴承游隙；eq\o\ac(○,13)缺挡油环；eq\o\ac(○,14)无密封。3.解：主要结构错误有①缺少调整垫片；②轮毂键槽结构不对，键顶面不应与轮毂接触；③与齿轮处键槽的位置不在同一角度上；④键槽处没有局部剖；⑤端盖孔与轴径间无间隙；⑥多一个键；⑦齿轮左侧定位不可靠；⑧齿轮右侧无轴向定位；⑨轴承安装方向不对；⑩轴承外圈定位超高；eq\o\ac(○,11)轴与轴承盖相碰。能力检