機械設計基礎第七版課后習題答案(共8頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第一章1-1 什么是運動副？高副與低副有何區(qū)別？ 答：運動副：使兩構件直接接觸，并能產生一定相對運動的連接。平面低副 凡是以面接觸的運動副，分為轉動副和移動副； 平面高副以點或線相接觸的運動副。1-2 什么是機構運動簡圖？它有什么作用？ 答：用簡單的線條和符號代表構件和運動副，并按比例定出各運動副位置，表示機構的組成和傳動情況。這樣繪制出的簡明圖形就稱為機構運動簡圖。 作用：機構運動簡圖不僅能表示出機構的傳動原理，而且還可以用圖解法求出機構上各有關點在所處位置的運動特性（位移，速度和加速度）。它是一種在分析機構和 設計機構時表示機構運動的簡便而又科學的方法。1-3 平

2、面機構具有確定運動的條件是什么？答：機構自由度 F>0，且與原動件數相等，則機構各構件間的相對運動是確定的；這就是機 構具有確定運動的條件。（復習自由度 4 個結論 P17）第二章2-1 什么是曲柄搖桿機構的急回特性和死點位置？ 答：急回特性：曲柄等速回轉的情況下，搖桿往復運動速度快慢不同，搖桿反行程時的平均擺動速度必然大于正行程時的平均擺動速度，此即急回特性。 死點位置：搖桿是主動件，曲柄是從動件，曲柄與連桿共線時，搖桿通過連桿加于曲柄的驅動力 F 正好通過曲柄的轉動中心，所以不能產生使曲柄轉動的力矩， 機構的這種位置稱為死點位置。即機構的從動件出現卡死或運動不確定的 現象的那個位置稱

3、為死點位置（從動件的傳動角g =0°）。第三章3-2 通常采用什么方法使凸輪與從動件之間保持接觸？ 答：力鎖合：利用重力、彈簧力或其他外力使從動件與凸輪輪廓始終保持接觸。形鎖合：利用高副元素本身的幾何形狀使從動件與凸輪輪廓始終保持接觸。3-3 什么叫剛性沖擊和柔性沖擊？用什么方法可以避免剛性沖擊？ 答：剛性沖擊：從動件在運動開始和推程終止的瞬間，速度突變?yōu)榱?，理論上加速度為無窮大，產生無窮大的慣性力，機構受到極大的沖擊，稱為剛性沖擊。 柔性沖擊：當從動件做等加速或等減速運動時，在某些加速度突變處，其慣性力也隨之有限突變而產生沖擊，這種由有限突變而引起的沖擊比無窮大慣性力引起的 剛性沖

4、擊輕柔了許多，故被稱為柔性沖擊。避免剛性沖擊的方法：為了避免剛性沖擊，常將這種運動規(guī)律已知的運動開始和終止兩 小段加以修正，使速度逐漸升高和逐漸降低。讓從動件按正弦加速度運動（既 無剛性運動，也無柔性沖擊）chapter44-1 棘輪機構、槽輪機構及不完全齒輪機構各有何運動特點？是舉出應用這些間歇運動機構 的實例。答：槽輪機構特點： 結構簡單，工作可靠，常用于只要求恒定旋轉角的分度機構中；停歇 運動主要依靠槽數和圓柱銷數量（運動系數）應用: 應用在轉速不高，要求間歇轉動的裝置中。如：電影放映機 自動傳送 鏈裝置 紡織機械棘輪機構特點：這種有齒的棘輪其進程的變化最少是 1 個齒距，且工作時有響聲

5、。 應用：起重機絞盤 牛頭刨床的橫向進給機構 計數器不完全齒輪機構特點：普通齒輪傳動，不同之處在于輪齒不布滿整個圓周。主動輪上的 鎖住弧與從動輪上的鎖住弧互相配合鎖住，以保證從動輪停歇在 預定位置上。應用：各種計數器 多工位自動機 半自動機第六章6-1 設計機械零件時應滿足哪些基本要求？ 答：足夠的強度和剛度，耐摩擦磨損，耐熱，耐振動（衡量機械零件工作能力的準則）。6-2 按時間和應力的關系，應力可分為幾類？實際應力、極限應力和許用應力有什么不同？ 答：隨時間變化的特性，應力可分為靜應力和變應力兩類。許用應力：是設計零件時所依據的條件應力。 極限應力:零件設計時所用的極限值，為材料的屈服極值。

6、 實際應力: 零件工作時實際承受的應力。（靜應力下： = S /s = B /ss= s1 s2 s3 ）6-4 指出下列符號各表示什么材料： Q235、35、65Mn、20CrMnTi、ZG310-570、HT200. Q235：屈服強度為 235，抗拉強度為 375-460，伸長率為：26%的普通碳素鋼。35：優(yōu)質碳素鋼（數字表示碳的平均含量）65Mn：優(yōu)質碳素鋼，平均含碳量為 0.65%，含 Mn 量約為 1%。 20CrMnTi：合金鋼，含碳量 0.20%，平均含 Cr，Mn，Ti 量約為 1%。ZG310-570：屈服強度為 310MPa，抗拉強度為 570MPa 伸長率為 15%，

7、硬度為：40-50HRC 的鑄鋼HT200：抗拉強度為 200，硬度為 170-241HBS 的灰鑄鐵。6-5 在強度計算時如何確定許用應力？ 答：許用應力的確定通常有兩種方法：查許用應力表：對于一定材料制造的并在一定條件下工作的零件，根據過去機械制造的 實踐與理論分析，將他們所能安全工作的最大應力制成專門的表格。這種表格簡單，具體， 可靠，但每一種表格的適用范圍較窄。部分系數法：以幾個系數的乘積來確定總的安全系數s=s1s2s3S1考慮計算載荷及應力準確性的系數，一般 s1=1-1.5。S2考慮材料力學性能均勻性的系數。S3考慮零件重要程度的系數。6-8 s -1 s 0 s1 各代表什么？

8、答： -1 ：對稱循環(huán)變應力下，疲勞極限為 -1 。 0 ：脈動循環(huán)變應力下，疲勞極限為0 。 1 ：靜應力下的疲勞極限。第七章7-1 常見的螺栓中的螺紋式右旋還是左旋、是單線還是多線？怎樣判別?多線螺紋與單線螺 紋的特點如何？ 答：常見的螺栓中的螺紋是右旋、單線。根據螺旋線繞行方向科判別右旋與左旋；根據螺旋線的數目可判別單線還是多線。 特點：單線螺紋的螺距等于導程，多線螺紋的導程等于螺距與線數的乘積；單線螺紋由于其 螺旋升角較小，用在螺紋的鎖緊，多線螺紋由于其螺紋升角較大，用于傳遞動力和運動。7-2 螺紋主要類型有哪幾種？說明他們的特點及用途。 答：機械制造中主要螺紋類型：三角形螺紋、矩形螺

9、紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、半圓形螺紋。 三角形螺紋：普通螺紋：特點為抗拉強度較高，連接自鎖作用也較可靠，一般適用于薄壁零件及受沖擊零件的連接。管螺紋（半圓形螺紋）：特點為螺紋深度較淺，是專門用來連接管子的。矩形螺紋：特點為刨面呈矩形、螺母與螺桿對中的精度較差以及螺紋根部強度較弱等缺 點；沒有自鎖。梯形螺紋：特點為刨面為梯形，效率較矩形螺紋低，沒有自鎖。多用于車床絲桿等傳動 螺旋及起重螺旋中。鋸齒形螺紋：效率較矩形螺紋略低，強度較大，沒有自鎖。在受載很大的起重螺旋及螺 旋壓力機中常采用。（三角形螺紋用于連接；鋸齒、梯形、矩形用于傳動。）7-3 螺旋副的效率與哪些參數有關？各參數變化大小對效率有何

10、影響？螺紋牙型角大小對 效率有何影響？答：h =A2=tgj為升角，為摩擦角A1tg(j + r )當摩擦角不變時，螺旋副的效率是升角的函數。 牙型角變小，效率變大；牙型角變大，效率變小。（舉例矩形螺紋變?yōu)槿切温菁y）7-4 螺旋副自鎖條件和意義是什么？常用鏈接螺紋是否自鎖？答：自鎖條件：一般情況越小，自鎖性能愈好）：螺紋升角 ：當量摩擦 角。意義 ：不加支持力 F，重物不會自動下滑。即螺旋副不會自動松脫，當擰緊螺母時， 螺旋副的效率總是小于 50%。常用鏈接螺紋自鎖。7-5 在螺紋連接中，為什么采用防松裝置？例舉幾種最典型的防松裝置，會出其結構件圖， 說明其工作原理和機構簡圖。答：螺紋連接的

11、自鎖作用只有在靜載荷下才是可靠的，在振動和變載荷下，螺紋副之間會產生相對轉動，從而出現自動松脫的現象，故需采用防松裝置。 舉例:（一）利用摩擦力的防松裝置： 原理：在螺紋間經常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小盡可能不隨載荷大小變化。（1）彈簧墊圈: 工作原理：彈簧墊圈被壓平后，利用其反彈力使螺紋間保持壓 緊力和摩擦力（2）雙螺母：工作原理：梁螺母對頂，螺栓始終收到附加壓力和附加摩擦力的 作用。結構簡單，用于低速重載。二）利用機械方法防松裝置： 原理：利用機械裝置將螺母和螺栓連成一體，消除了它們之間相對轉動的可能性。（1）開口銷：開口銷從螺母的槽口和螺栓尾部的孔中穿過，起防松作用。效果 良好

12、。（2）止動墊圈：墊片內翅嵌入螺栓的槽內，待螺母擰緊后，再將墊片的外翅之 一折嵌于螺母的一個槽內，。將止動片的折邊，分別彎靠在螺 母和被聯接件的側邊起防松作用7-6 將松螺栓連接合金螺栓連接（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。7-10 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l = 1.5d 且要比軸上的輪轂短。第八章8-2 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

13、：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。8-3 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：1.張緊力不足導致的打滑；2.張緊力過大導致的疲勞損壞；3.疲勞壽命。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。第九章9-1 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？

14、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。）9-2 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) 標準化的齒輪上壓力角和模數均為標準值的圓稱為分度圓.節(jié)圓：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

15、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。9-3 一對漸開線標準齒輪正確嚙合的條件什么？答：1.兩齒輪的模數必須相等 2.兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等 9-4 為什么要限制齒輪的最少齒數？對于=20、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=20 o 的標準直齒圓柱齒輪，則h*a =1，則zmin =17。9-12 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：（