《机械设计基础》杨晓兰版课后习题集答案解析

第十三章习题册参考答案

绪论

0-1判断题

(1)X(2)X(3)X(4)V(5)V(6)X⑺X

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)X(2)V(3)X(4)X(5)X(6)X(7)V

(8)V⑼X(10)V(11)V(12)X(13)X(14)X

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)A⑺A

(8)A(9)A(10]A(11]A(12)A(13)A

1-4解：

a)片3/7-2。一所3X3—2X4-0=l

b)/&S/?—2p/—A=3X5—2X7—0=1

c)六3〃一2“一所3X3—2X4—0=l

d)2p/—ja=3X3—2X4—0=1

e)7^3/7-2p;-ph=3X3-2X4-0=1

f)43”一2“一R=3X3—2X4-"0=1

g)尸3〃一2“一所3X3-2X4—0=1

1-5解：

a)月3〃一2"一6=3X5-2X7-0=l

b)滚子中心存在局部自由度，/^3/?-2A—A=3X8-2X11-1=1

c)£处存在复合较链，72=3/7-2p/-ph=3X5-2X6-1=2

d)R=3X6—2X8—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较链

2PLm=3X9—2X12—2=1

f）齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合较链，尸3〃一2。一“=3X4—2X4—2=2

g）F=3n—2pi—ph=2X3—2X3—0=3

h）滚子中心存在局部自由度，/2=3z7-2p/-A=3X3-2X3-2=1

i）中间三根杆以转动副相连处存在复合较链，=3/?-2p/-A=3X7-2X10-0=1

j）左边局部全为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合较链，足3〃一2.一R=3X5—2X7一

0=1

1-6解：

a）该构件组合为机构，因为该组合自由度户3"—2.—6=3乂4-2义5—1=1>0

b）该构件组合不是机构，因为该组合自由度尸3〃一2“一所3X3—2X4-l=0

c)该构件组合不是机构，因为该组合自由度43/7-20-R=3X4-2X6-0=0

d)该构件组合为机构，因为该组合自由度后3〃-2.—A=3X3—2X4-0=1>0

二、平面连杆机构

2-1判断题

(1)X(2)X(3)、/(4)X(5)V(6)X⑺V

(8)V(9)V(10)X(11)X(12)V(13)X(14)X

(15)J(16)X(17)X(18)V(19)X(20)V(21)X

(22)X(23)X[24)X(25)V

2-2填空题

⑴低(2)转动(3)3(4)连杆，连架杆(5)曲柄,摇杆

(6)最短(7)曲柄摇杆(8)摇杆,连杆(9)2(10)>

(11)运动不确定(12)非工作时间(13)惯性(14)大

(15)中的摆动导杆机构有，中的转动导杆机构无(16)机架(17)曲柄

(18)曲柄滑块(19)双摇杆(20)双曲柄机构(21)无，有

2-3选择题

(1)A⑵C(3)B(4)A(5)B(6)B(7)A

(8)C(9)A(10)A(11)A(12)C(13)C(14)A

(15)A(16)A(17)A(18)A(19)A(20)A(21)A

2-4解：

a)双曲柄机构，因为40+11(X70+90,满足杆长条件，并以最短杆为机架

b)曲柄摇杆机构，因为30+13(X110+120,满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架

c)双摇杆机构，因为50+100>60+70,不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆机构

d)双摇杆机构，因为50+120=80+90,满足杆长条件，并以最短杆的对边为机架

2-5解：

(1)由该机构各杆长度可得人计4c</«)+几，由此可知满足杆长条件，当以46杆或48杆的

邻边为机架时该机构有曲柄存在

(2)以人或人杆成为机架即为曲柄摇杆机构，以九杆成为机架即为双曲柄机构，以心杆成

为机架即为双摇杆机构

2-6解：

(1)曲柄摇杆机构

由题意知连架杆5杆不是最短杆，要为曲柄摇杆机构，连架杆4?杆应为最短杆300mm)

且应满足杆长条件/AB+」BCW由此可得0〈/ABW150mm

(2)双摇杆机构

由题意知机架/〃杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件

①48杆为最短杆(0〈Z»W300mm)时，/»+&<：>心+入)，由此可得150mm〈ABW300mm

②4?杆为中间杆(300mmWZ«W500mm)时，7AD+7BC>7CD+7M,由此可得300mm/450nlm

③47杆为最长杆(500mm2AB<1150mm)时，AB+AO/S+AC,由此可得550mm150mm

由此可知：150mm<7An<450mm,550mm<7«<1150mm

(3)双曲柄机构

要为双曲柄机构，4〃杆必须为最短杆且应满足杆长条件

①杆为中间杆(300mm<AnW500mm)时，7AD+7BC^7CD+ZW,由此可得450mmWABW500mm

②4?杆为最长杆(500mmW/水1150mm)时，加+加W/s+Jnc,由此可得500mm550mm

由此可知：450mmW/mW550mm

2-7解：

a)b)

c)d)e)

各机构压力角和传动角如下图，图a)、d)机构无死点位置，图b)、c〕、e)机构有死点位置

2-8解：

用作图法求解，主要步骤：

K-I15-1

(1)计算极位夹角：0=18O°x——-=180°x-——=36°

K+11.5+1

(2)取比例尺〃=0.001m/mm

(3)根据比例尺和条件定出4、D、C三点，如下图

(4)连接以为边作6角的另一角边线，与以〃为圆心、摇杆加为半径的圆弧相交于G

和G点，连接〃G和制得摇杆的另一极限位置(两个)

(5)从图中量得力俏71mm,JG=26mm,/!G=170mm

(6)当摇杆的另一极限位置位于如时：

22.5mm,Z=//xAC+AC].

AC-AC,=BC-------L=48.5mm

lAB2

⑺当摇杆的另一极限位置位于〃。时：

%=〃x=49.5mm,4c=〃x"丁’-=120.5mm

答：曲柄和连杆的长度分别为22.5mm、48.5mm和49.5mm、120.5mm。

2-9解:

用作图法求解，主要步骤:

12-1

(1)计算极位夹角：。=180。、----=18O°x-——=16.4。

K+11.2+1

(2)取比例尺〃=0.001m/mm

(3)根据比例尺和条件定出滑块的两极限位置G、G两点，如下图

(4)连接GG,以GG为直角边作直角三角形GGR使NGG690°—〃=73.6°

(5)以GP为直径作圆0

(6)将GG偏移e值，与圆。交于1点，连接/G和/G,

(7)从图中量得4G=34mm,4G=82mm,那么：

,AC2—ACjL,ACt+AC,

=〃x---]---=24mm,/BC=//x---------=58mm

答：曲柄和连杆的长度分别为24mm和58nm1。

2-10解：

用作图法求解，主要步骤：

K-]14-1

(1)计算极位夹角：e=18(Tx±」=180°xf=30°

K+11.4+1

(2)取比例尺〃=0.002m/mm

(3)根据比例尺和条件定出机架/a如下图

(4)根据摇杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极限位置

(5)过力点作摇杆两极限位置的垂线，得垂足点8、8

(6)从图中量得18=23mm,那么却；=〃x=26mm

答：曲柄的长度为26mm。

2-11解：

用作图法求解，主要步骤：

(1)计算极位夹角：e=180°x^r=180°x匕1=0°

K+11+1

(2)取比例尺"=0.001m/mm

(3)根据比例尺和条件定出。、G、G三点，如下图

(4)过〃点作的垂线，并与GG的连线交于4点

(5)从图中量得49=220mm,1G=234mm,4C=180mm,那么：

=〃xAG2A0'=27mm,.c==207mm,lAD=//xAD=220mm

答：曲柄的长度为27mm,连杆的长度为207mm,机架的长度为220mln。

三、凸轮机构

3-1判断题

(1)V(2)X(3)V(4)X(5)X(6)X⑺)

(8)X(9)V(10)V(11)V(12)V(13)-J(14)

(15)X(16)、/(17)V(18)V(19)X

3-2填空题

(1)使用(2)盘形⑶凸轮轮廓(4)变曲率(5)行程

(6)行程⑺轮廓⑻凸轮的转角，从动件的位移(9)最小

(10)法线(11)大(12)等速(13)小(14)许用压力角

(15)低(16)大(17)大(18)内凹

(19)抛物线(20)刚性

3-3选择题

(1)B(2)A(3)A(4)A(5)A(6)C(7)A

(8)A(9)A(10)A(11)A(12)A(13)A(14)A

(15)A(16)A(17)B(18)A(19)A(20)C(21)D

(22)A(23)B(24)D(25)B(26)B(27)C

3-4解：

(1)凸轮的基圆和基圆半径的标注如下图

(2)从动件的位移线图s-t和升程方的标注如下图

3-5解：

凸轮的位移线图如下图。

3-6解：

(1)凸轮的位移线图如下图

(2)凸轮的位移线图如下图

3-7解：

所设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构如下图

3-8解：

所设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构如下图

3-9解：

各凸轮机构中Ac点的压力角如下图

四、间歇运动机构

4-1判断题

(1)V(2)V(3)X(4)V(5)V(6)X(7)><(8)X

4-2填空题

(1)周期性(2)棘轮(3)内(4)2(5)锯

4-3选择题

(1)A(2)A(3)A⑷A(5)A(6)A(7)A

(8)A(9)A(10)A(11)A

五、联接

5-1判断题

(1)X(2)V(3)V(4)X(5)4(6)、/(7)X

(8)X(9)X(10)X(11)X(12)V(13)X(14)X

(15)X(16)X(17)V(18]X(19)X(20)V

5-2填空题

(1)牙型(2)大(3)越高(4)自锁性⑸4(6)螺钉

(7)拧紧力矩(8)防松(9)一致(10)摩擦(11)直线

(12)梯形(13)传力，传导，调整(14)右(15)轴和毂，挤压

(16)轴的直径，轴头(17)A,B,C,C(18)增加键的长度

(19)B(20)80

5-3选择题

(1)B⑵A⑶A(4)C(5)D(6)C⑺B

(8)A(9)A(10]D(11)B(12)A(13)B(14)B

(15)C(16)A(17]B(18)A(19)A(20)B(21)A

(22)B[23)A(24)B(25)C(26)B(27)D128)B

(29)C(30]A(31]A(32)A(33)A(34)D(35)A

(36)A[37)A(38)A(39]A(40)A(41)A[42)B

(43)A(44)D(45)A

5-4解：

A.p

该螺栓连接为松螺栓连接，其强度条件为：=

叫

235

拉杆材料为Q235,其巴=235MPa,取平安系数91.7,那么：—=138.24MPa

L」S1.7

那么:4)前4x23xlQ3

=14.56mm

3.14x138.24

查教材表5-2可知，选小径d=17.294mm,公称直径片20mm的粗牙普通螺纹。

答：拉杆螺纹的直径为M20。

5-5解：

该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为:

7ua]

CF

F^Fo>—文,查教材表5-2可知，M16的螺栓的小径d=13.835mm。取代1.2,那么:

zmf

答：该螺栓组能承受的横向载荷应不大于18.49kN。

5-6解：

该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：ae=^.＜［a］

兀4〜

各螺栓所受轴向工作载荷线=勺=卓见=55OON

各螺栓所受剩余预紧力片=0.6区，各螺栓所受总轴向拉力凡=区+斤=1.6A.=1.6X5500=8800N

拉杆材料为Q235,其再=235MPa,取平安系数负1.5,那么：团="=变=156.67MPa

S1.5

那么:

4信除黑=9.64mm

查教材表5-2可知，选小径d=10.106mm,公称直径加12nlm的粗牙普通螺纹。

答：所求螺栓直径为M12。

5-7解：

该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：乙=2/4［。］

兀及

材料为35钢，其q=315MPa,取平安系数S=1.5,那么：团=区=2=21OMPa

S1.5

查教材表5-2可知，MI6的螺栓的小径d=13.835mm。那么:

空,4X2XQ.15X3.14X13.8352X210

工=吊*FK<=24.27kN

zmf£5.2C5.2x1.2

答：允许承受的最大载荷不大于24.27kN。

5-8*解：

(1)确定螺杆的直径

该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：4=联4［可

nd：

斤平20kN

材料为45钢，其q=355MPa,该连接不需严格控制预紧力，取平安系数舜4,那么:

查教材表5-2可知，选小径d=20.752mm,公称直径声24mm的粗牙普通螺纹。

(2)确定扳手手柄的最小长度

查教材表5-2可知公称直径声24mm粗牙普通螺纹中径d=22.051mm,那么：

4.22.051

Fv—20x----------

L>“2_2-1102.55mm,<Z=1103mm

F200

答：(1)螺杆直径为M24。(2)扳手手柄的最小长度为1103mm。

5-9解:

(1)校核螺栓的剪切和挤压强度

该螺栓连接为受横向工作载荷的较制孔螺栓连接：剪切强度条件为：挤压强度

条件为：crp=-^-<[crp]

查教材表5-3可知材.8级的螺栓的^bp=800Mpa；<7s=640Mpa；查教材表5-4可知:s「=2.5,sP=2.5

那么:

4x2423F2423

=7.72MPa<256MPa；a=—=-=5.27MPa<320MPa

2p

mndl/4Ix3.14xl2d0320x23

答：所用螺栓满足剪切和挤压强度要求

(2)平键的选择及强度校核

选A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸6=16mm,A=10mm,£=70丽。

键的标记为：键16X70GB/T1096—2003。

答：所选择的键不满足强度要求。

5-10解:

该螺栓连接为受横向工作载荷的普通螺栓连接，其强度条件为：a=^-<[a]

8.8级的螺栓的氏=640^«^,取平安系数91.5,那么：团=乙=史=426.67MPa

S1.5

取01.2,那么：F>^L=——L2X630_^.=12.1151^那么：

"6。6x0.16x65x10-3

查教材表5-2可知，可选小径d=8.376mm,公称直径庐10mm的粗牙普通螺纹。

答：螺栓直径为M10。

5T1*解:

该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：4=3冬4[同

受力分析如下图

将外载荷尸向螺栓组中心简化得螺栓组所受的转矩7和横向载荷P

横向载荷R10000N；转矩7=10000x300=3000000N-mm,方向如下图

由于横向载荷作用每个螺栓受到的横向力七=42=63=6“=?=竽=250(^

由于转矩作用每个螺栓受到的横向力鸟1=5，=鸟3=24=工=3,0000=7O71N

'4r4XV752+752

由图可知，螺栓1、2所受的横向力相等，螺栓3、4所受的横向力相等，且螺栓1、2所受的横

向力最大，其值为

,讯,l1.2x9013.8uz

np\,取01.2,那么：F>——L-----------=67603.5N

ri1x0.16

查设计手册可知，可选小径d=31.67mm,公称直径户36mm的粗牙普通螺纹。

答：该螺栓组螺栓的小径须大于30.54,可选M36的螺栓。

5-12*解：(略)

5-13解:

(1)确定螺柱直径

该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：0=之浮4口

f7td~

每个螺栓平均承受的轴向工作载荷：R==3J4x3xl6Q2=7536N

£4z4x8

取剩余预紧力4=1.6A,那么各螺栓所受总轴向拉力£=冗+4=2.6A.=2.6X7536=19593.6N

5.8级螺栓的巴=400MPa,按控制预紧力取平安系数91.5,那么：㈤=2="2=266.67MPa

S1.5

那么:

4言廉翦=11.03mm

查教材表5-2可知，可选小径d=13.835mm,公称直径片16mm的粗牙普通螺纹。

(2)确定螺柱分布直径

取螺柱间距为3d,那么£>。=且=5x8x16=20382mm,取A=200mm

°兀3.14

答：连接螺栓直径可选M16的粗牙普通螺纹，分布直径为200mm。

5-14解：

(1)平键类型和尺寸选择

安装齿轮处的键：选A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸6=25mm,

h=14mm,L=80mmo键的标记为：键25X80GB/T1096—2003„

安装联轴器处的键：选A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸6=20mm,

h=12mm,L=100mm„键的标记为：键20X100GB/T1096—2003„

(2)平键连接强度的校核

安装齿轮处平键强度校核：O.=—=-----勺等——-=46.18MPa<(100~120)MPa

安装联轴器处平键强度校核：°=9=——增四一-=47.62MPa<(50~60)MPa

所选择的平键满足强度要求

答：所选择的平键满足强度要求

5-15解：

(1)平键类型和尺寸选择

选A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸6=22mm,A=14mm,Z=100mmo

此键的标记为：键22X100GB/T1096—2003。

(2)传递的最大扭矩

查教材表5-7得［。/=(100〜120)Mpa,取=120Mpa

答：能传递的最大扭矩不大于2620.8N・m。

5-16解:

(1)平键类型和尺寸选择

选A型平键，根据轴径和轴头长度，从设计手册中查得键的尺寸b-25mm,h=14mm,L=90mm。

此键的标记为：键25X90GB/T1096—2003。

(2)平键连接强度的校核

所选择的平键满足强度要求

答：所选择的平键为键25X90GB/T1096—2003。经历算该键满足强度要求。

六、带传动和链传动

6-1判断题

(1)X⑵X⑶V(4)(5)X(6)X⑺X

(8)V(9)X(10)X(11)V(12)X(13)V(14)V

(15)X(16)X(17)X(18)X(19)X(20)X(21)V

(22)X(23)X(24)V(25)X

6-2填空题

(1)中心角，120°(2)两侧，40°⑶梯形,7,Y

(4)初拉力，摩擦系数，小轮包角(5)越大(6)5、25(7)小

(8)带的基准长度(9)平行，对称平面应在同一平面(10)小

(11)传动比(12)张紧轮(13)摩擦力(14)可以

(15)弹性滑动，打滑(16)打滑(17)10(18)外

(19)主(20)小(21)4(22)型号(23)主

(24)绳芯(25)平均，瞬时(26)链轮的多边效应

(27)不能保持恒定的瞬时传动比；传动平稳性差；工作时有噪音等

(28)偶，奇(29)疲劳破坏，胶合(30)外链板与销轴

(31)制造精度的影响，致使各排链的载荷分布不均

(32)大，跳齿(33)少，冲击，动载荷

6-3选择题

(1)C(2)B(3)B(4)A(5)A(6)A(7)C

(8)A[9)B(10)B(11]A(12)A(13)C(14)A

(15)C(16]A(17]A(18]C(19)A(20)D(21)D

(22)A(23)A(24]B(25)A(26)A(27)A(28)A

(29)D(30]B(31)B(32)A(33)B(34)A(35)B

(36)A(37)B(38)C

6-4解：

(1)小轮包角

(2)带的几何长度

查教材表6-3可知，选带的基准长度乙=2800mm

(3)不考虑带传动的弹性滑动时大带轮转速

dd2=^J460xl50=547-5r/m.n

=—=—,n2

"d2400

(4)滑动率£=0.015时大带轮的实际转速

^,(l-)J460xl50x(l-0.015).

i=L=!2/=g=5393r/1in

«24n(J。)由2400

答：1)小轮包角为165.7°；2)带的几何长度为2879.6mm,应选带的基准长度2800mm；3)

不考虑带传动的弹性滑动时大带轮转速547.5r/min；4)大带轮的实际转速539.3r/min。

6-5解：

(1)确定带的基准长度4

查教材表6-3可知，选带的基准长度乙=1600mm

(2)确定实际中心距a

取实际中心距a=530mm

(3)计算所需带的根数z

查教材表6-5得耳=1.60kW；查教材表6-6得4耳二。.168k肌查教材表6-7得用=0.974；查教

材表6-3,4=0.99,那么:

取2=3根

答：1)带的基准长度4=160000；2)实际中心距a=530mm；3)所需带的根数为3根。

6-6解：

查教材表6-3可知，选带的基准长度乙=1600mm

取实际中心距a=460mm

查教材表6-5得R=1.306kW；查教材表6-6得△&=().168kW；查教材表6-7得儿=0.93；查教

材表6-3,4=0.99,查教材表6-8取工作情况系数4=1.2

答：能传递的最大功率为2.26kW。

6-7解：

(1)选择V带型号

查教材表6-8取工作情况系数4=1.1,故：=/C4xP=1,1x7.5=8.25kW

根据2和由图6-12选用A型普通V带。

(2)确定大小带轮基准直径

由(1)选择知小带轮基准直径曲的取值范围为112-：140nm1,又由教材表6-5知此范围内心只

有112mm、125mm,140mm三种取值，现选取di=125mm。那么：

根据教材表6-2选从动轮基准直径如=280mm。

(3)验算带速

带速在5〜25m/s范围内，带速适宜。

(4)求V带的基准长度和中心距

初定中心距的取值范围283.54/4810,现取初定中心距ao=5OOmm

带的初定长度：

查教材表6-3可知，选带的基准长度Zd=1600mm

带传动的中心距：0=%+坛缙=500+幽理=476mm

取实际中心距a=476mm

中心距变动范围为452〜500mm

(5)验算小轮包角

<71=161.3°>120°,适宜。

(6)确定带的根数

查教材表6-5得&=L91kW；查教材表6-6得△吊=0.168kW；查教材表6-7得a=0.954；查教

材表6-3,4=0.99,那么：

取z=5根

(7)计算单根V带的预紧力

查教材表6T得干。.lkg/m,那么：

(8)计算带轮轴上的压力

(9)带轮构造设计(略)

6-8解：

(1)求链节数

由教材表6-9查得链节距p=15.875mm

取链节数4=132

(2)求链所能传动的最大功率

由教材图6-25查得丹=10kW,查表6-11得用=1.0,查表6-12得左=1.0,单排链取4=1,那么：

答：1)链节数4=132；2)链所能传动的最大功率P=10kW。

6-9解：

由教材表6-9查得链节距为尸19.05mm的链号为12A

由m=996.4r/min、链号12A查教材图6-25可得片=20kW

6-10解：

由教材表6-9查得满足极限载荷Q=50kN的链号为16A,链节距为月25.4mm

由教材图6-25查得R=40kW,查表6T2得用=1.1,单排链取《,=1,那么：

答：链能传递的功率为36.67k肌

6-11解：

(1)选择链号

由传动比i;3查教材表6-10取zi=25,那么Z2=/ZI=3X25=75

查表6Tl取用=1.2,查表6T2取反=0.74,单排链取小=1,由式(6-229得

根据&=8.92kW和m=720r/min查教材图6-25可选链号10A

(2)确定润滑方式

由表6-9查得链节距片15.875mm

答：由链号I0A,片4.76m/s,查图6-26,可选择油浴或飞溅润滑。

6-12解：

(1)两轮的合理转向如下图

(2)两轮的包角如下图

(3)V带与带轮接触处的弯曲应力分布如下图，

(4)载荷过大时，打滑首先出现在小带轮处。由于小带轮上的包角小于大带轮上的包角，因此

小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力，故打滑首先出现在小带轮处

(5)一叫％_3.14x100x1460_764面］带速在5~25m/s范围内，带速适宜

60x100060x1000

6-13解：

图a、b、c所示的链传动布置中链轮均按逆时针旋转

七、齿轮传动

7-1判断题

(1)V12)X(3)X(4)V(5)X(6)X(7)X

(8)V(9)X(10)V(11]V(12)V(13)4(14)4

(15)X(16)X(17)X(18]V(19)X(20)X(21)X

(22)X(23)X(24]X(25]X(26)X(27)V(28)X

(29)X(30)V(31)X(32]V(33)X(34)X(35)X

7-2填空题

(1)基圆，基圆(2)20°(3)等于，大于(4)恒定，不变

(5)两轮的模数相等、压力角相等(6)21,实际啮合线段/基圆齿距

(7)轴向力，8°〜25°(8)两轮的模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等方向相反

(9)右，14°30',3mm(10)相切，相割，相离

(11)正，弯曲(12)17(13)少，小(14)W350HBS,齿面点蚀

(15)轮齿折断(16)高(20〜50)HBS,(5〜10)mm(17)齿面磨损

(18)硬度(19)相反，一样(20)一样，不同(21)多

(22)1.5(23)20〜40(24)少，大，弯曲(25)浸油

(26)10(27)直径大小(28)500(29)铸造

(30)同时参加啮合的齿对数

7-3选择题

(1)B[2)C(3)A(4)C(5)B(6)B(7)C

(8)B(9)C(10]D(11)D(12)D(13]A(14)D

(15)B(16)D(17)A(18)C(19)A(20)C⑵)A

7-4解：

(1)啮合线川办如下图；(2)节点夕如下图；(3)两轮的节圆如下图

7-5解：

分度圆直径：4=mz]=2.5x20=50mm,d2=mz2=2.5x40=100mm

齿顶圆直径：=亿+2/z*)m=(2()+2x1)x2.5=55mm

齿根圆直径：I」=(Z]—2%-2c*)/77=(20-2x1-2x0.25)x2.5=43.75mm

基圆直径：db]=d]cosa=50xcos20=46.985mm

,_>v-d\+50+100

标准中心B距r：a=------=-------------=75mm

22

答：两轮的分度圆直径分别为50mm100mm,两轮的齿顶圆直径分别为55mm>105mm,两轮的齿

根圆直径分别为43.75mm、93.75mm,两轮的基圆直径分别为46.985mm、93.969mm,标准中心距为

75mm。

7-6解：

2a2x120.

模数:m=--------=----------=4mm

4+z220+40

分度圆直径：4=mz{=4x20=80mm,d2=mz2=4x40=160mm

齿顶圆直径：4i=(Z]+2A*)/n=(20+2x1)x4=88mm

齿根圆直径：4]=(Z]—2力；-2c)m=(20-2x1-2x0.25)x4=70mm

答：两轮的模数为4mm,两轮的分度圆直径分别为80mm.160mm,两轮的齿顶圆直径分别为88mm、

168mm,两轮的齿根圆直径分别为70nlln、150mme

7-7解：

(1)验算齿面接触疲劳强度

查表7-6取载荷系数长1.2,查表7-7取弹性系数4二188.9MPaI/2

u=—=—=3,h=b=75mm,4=/%=3x25=75mm

4252

比卜^^，查表7-4取bHM=580MPa、o-Hlim2=300MPa,^Hlim=crHlim2=300MPa

SH

查表7-8取SH=1.1,[CT11]==—=272.73MPa

SHLI

满足齿面接触强度要求。

(2)验算齿根弯曲强度

查图7-26得几尸2.72、降否2.25,查图7-27得及尸1.59、及2=1.76

E，]=EEL,查表7-4取(TFE,=450MPa、crFE2=230MPa,查表7-8取SF=1.25

：E1

=^=竺^'=360MPa，[crF,]=0=U^=184MPa

RJRj

L5F1.25LSF1.25

满足齿根弯曲强度要求。

答：齿面接触强度和齿根弯曲强度均满足

7-8解：

开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和齿根折断，

2附2bm%0】

由=<[,]得齿轮所能传递的最大转矩7；1mx=

btn，Z]

查表7-6取载荷系数AM.2,6=&=40mm

查图7-26得洛产2.91、九*2.27,查图7-27得31.56、&=1.74

考虑磨损对齿厚的影响[%]=。-7，查表7-4取b阳=/E2=12()MPa,查表7-8取斗=L3

[%J=64.627(233?】_64.62""=min6FI][，2]

-=14.23

^1^2~2.91x1.56.一'-飞-227x1.74^Fal^Sal%2%a2

(max118583.33x50

齿轮传动传递的最大功率4==0.62kW

ax9.55xl()69.55xlO6

答：该齿轮传动所能传递的最大功率为0.62k%

7-9解:

(1)选择材料、确定许用应力

1)由表7-4选小齿轮材料用38SiMnMo调质，硬度为260HBS,。m.“=720MPa,。阳=590MPa,

大齿轮材料为40Cr调质，硬度为230HBS,0MM*700MPa,。电=580MPa。属软齿面传动，二者的硬

度差为30HBS.

2)由表7-8取5=1.1,第1.25,许用应力

[<TH1]==654.55MPa>[crH2]=-pp=636.36MPa

[/J=%"=——=472MPa,[cF,l————464MPa

LF|J

Sf1.25L」1.25

(2)按齿面接触强度设计

1)设齿轮的精度等级为8级

QA

2)齿轮齿数取幻=25,Z2=%=3.2X25=80,实际传动比7=丝=3.2

25

3)小齿轮传递的转矩

4)计算小齿轮分度圆直径

由表7-6取载荷系数的1.4,由表7-9取齿宽系数。d=L由表7-7取弹性系数

4=189.8MPa’",那么:

5)模数

m=或=且丝=2.13mm,由表7-1取标准值片2.5mm

Z25

齿轮分度圆直径：4=mZ[=2.5x25=62.5mm,d2=mz2=2.5x80=200mm

6)齿宽

6=畲4=1x62.5=62.5mm,取益=63mm,6=68mm