机械设计基础高建中 刘芬 版本 课后习题答案

机械设计第五章课后习题5-1 分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应用 _5-2 将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？ ________________________________________5-3 分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压 力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？ ________________________________________5-4 ?图5-49所示的底板螺栓组联接受外力F∑作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？ ________________________________________5-5 图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？ ________________________________________5-6 已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ ________________________________________5-7 图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。 ________________________________________5-8 两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 ________________________________________5-9受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 ________________________________________5-10 图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。 ________________________________________5-11 设计简单千斤顶（参见图5-41）的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为40000N，起重高度为200mm,材料自选。 参考答案5-1:螺纹类型 特点 应用普通螺纹 牙形为等力三角形，牙型角60o，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减少应力留集中。同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙。细牙螺纹升角小，自锁性较好，搞剪强度高，但因牙细在耐磨，容易滑扣 一般联接多用粗牙螺纹，细牙螺纹常用于细小零件、薄壁管件或受冲击、振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用管螺纹 牙型为等腰三角形，牙型角55o，内外螺纹旋合后无径向间隙，牙顶有较大的圆角 管联接用细牙普通螺纹 薄壁管件 非螺纹密封的55o圆柱管螺纹 管接关、旋塞、阀门及其他附件 用螺纹密封的55o圆锥管螺纹 管子、管接关、旋塞、阀门及其他螺纹连接的附件 米制锥螺纹 气体或液体管路系统依靠螺纹密封的联接螺纹梯形螺纹 牙型为等腰梯形，牙侧角3o，内外螺纹以锥面巾紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好 最常用的传动螺纹锯齿形螺纹 牙型不为等腰梯形，工作面的牙侧角3o，非工作面的牙侧角30o。外螺纹牙根有较大的圆角，以减少应力集中。内外螺纹旋合后，大径处无间隙，便于对中。兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根旨度高的特点 只能用于单向受力的螺纹联接或螺旋传动，如螺旋压力机 ________________________________________5-2答：可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓联接的强度。 ________________________________________5-3 解： 解： 最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时，它的最大应力增大，最小应力不变。 ________________________________________5-4 ________________________________________5-5采用铰制孔用螺栓联接为宜，因为托架所承受的载荷有较大变动，普通螺栓联接靠接合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩。由公式 和 可求得螺栓的最小直径，铰制孔用螺栓时，由公式 及挤压强度和剪切强度公式可以计算出此时的最小直径，两个直径进行比较可得出铰制孔用螺栓的直径小。 ________________________________________5-6 ________________________________________5-7 ________________________________________5-8 ________________________________________5-9 ________________________________________5-10 ________________________________________5-11解： (1) 选作材料。螺栓材料等选用45号钢 。螺母材料选用ZCuA19Mn2,查表确定需用压强[P]=15MPa.(2)确定螺纹牙型。梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，本题采用梯形螺纹。（3）按耐磨性计算初选螺纹的中径。因选用梯形螺纹且螺母兼作支承，故取 ，根据教材式（5-45）得 按螺杆抗压强度初选螺纹的内径。根据第四强度理论，其强度条件为 但对中小尺寸的螺杆，可认为 ，所以上式可简化为 式中，A为螺杆螺纹段的危险截面面积， S为螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋，S=3.5-5.0对于传导螺旋，S=2.5-4.0对于精密螺杆或水平螺杆，S>4.本题取值为5.故 （5）综合考虑，确定螺杆直径。比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果，可知本题螺杆直径的选定应以抗压强度计算的结果为准，按国家标准GB/T5796-1986选定螺杆尺寸参数：螺纹外径d=44mm,螺纹内径d1=36mm,螺纹中径d2=40.5mm,螺纹线数n=1,螺距P=7mm.(6)校核螺旋的自锁能力。对传力螺旋传动来说，一般应确保自锁性要求，以避免事故。本题螺杆的材料为钢，螺母的材料为青铜，钢对青铜的摩擦系数f=0.09(查《机械设计手册》)。因梯形螺纹牙型角 ,所以 因 ,可以满足自锁要求。注意：若自锁性不足，可增大螺杆直径或减沾上螺距进行调整。（7）计算螺母高度H.因选 所以H= ,取为102mm.螺纹圈数计算：z=H/P=14.5螺纹圈数最好不要超过10圈，因此宜作调整。一般手段是在不影响自锁性要求的前提下，可适当增大螺距P,而本题螺杆直径的选定以抗压强度计算的结果为准，耐磨性已相当富裕，所以可适当减低螺母高度。现取螺母高度H=70mm,则螺纹圈数z=10,满足要求。（8）螺纹牙的强度计算。由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度，因此只需校核螺母螺纹的牙根强度。根据教材表5-13，对于青铜螺母 ,这里取30MPa,由教材式（5-50）得螺纹牙危险截面的剪切应力为 满足要求螺母螺纹根部一般不会弯曲折断，通常可以不进行弯曲强度校核。（9）螺杆的稳定性计算。当轴向压力大于某一临界值时，螺杆会发生侧向弯曲，丧失稳定性。好图所示，取B=70mm.则螺杆的工作长度l=L+B+H/2=305mm螺杆危险面的惯性半径i=d1/4=9mm螺杆的长度：按一端自由，一段固定考虑，取 螺杆的柔度： ,因此本题螺杆 ,为中柔度压杆。棋失稳时的临界载荷按欧拉公式计算得 所以满足稳定性要求。公式、图片发不了，你写个邮箱吧！

http://wenku.baidu.com/link?url=mmdQWJhfm4DIUsBq98Ya3a0I4WM1TjrqmTXtems-0DIknHTxBM-cFcOddDyQnHryswWcozEHcjX5ZojAq-uzXsYMn0OIS5pBjjhiiEe_25S

1. 零件是组成机械的最小运动单元。（N，制造单元）

2. 普通平键联接，键的截面尺寸通常根据承载的大小来选择。（N，轴的直径 ）

3.由于凸轮机构是高副机构，所以与连杆机构相比，更适用于重载场合。（ N ）

4.带传动带速大于25 m/s，带轮材料一般是HT150。（Y ）

5. 渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数为17。（ Y）

6.普通平键联接，键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选择。（N ）

7. 在曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角称为极位夹角。（N,曲柄两极限位置所夹锐角 ）

8.构件是组成机械的最小制造单元。（N ）

9.轴肩的用途是提高轴的强度。（N）

10.疲劳损坏是带传动失效形式之一（Y ）。

11.齿轮常用的材料一般是40Cr正火或调质。（Y ）

12.对心移动平底从动件盘形凸轮机构中，其压力角始终保持不变。（ N）

13. 带传动的打滑是可以避免的，弹性滑动是不可避免的。（Y ）

14.所谓惰轮，是指在轮系中不起作用的齿轮。（ N）

二、选择题

1.滚动轴承代号由三段构成，其中代号前段的字母表示轴承的（A ）。

A、精度等级 B、游隙组别 C、特殊要求

2. 带传动传递运动和动力，主要是依靠（C ）。

A、带和两轮接触面之间的正压力 B、带的紧边拉力

C、带和两轮接触面之间的摩擦力 D、带松边拉力

3.带传动的中心距过大会引起的不良后果是（A ）。

A、传动带会产生抖动 B、传动带易磨损 C、传动带易疲劳断裂

4.当曲柄为原动件时，下述哪一种机构不具有急回特性（B ）。

A、曲柄摇杆机构 B、对心曲柄滑块机构 C、摆动导杆机构

5.对于一般闭式齿轮传动，在中心距确定的条件下选取较小的模数是为了（ A）。

A、改善传动平稳性 B、提高弯曲疲劳强度 C、防止轮齿过载折断

6. 过盈配合用于（A ）。

A、轴向固定 B、周向固定 C、轴向定位 D、周向定位

.

7.设计V带传动时，限制带轮的最小直径的目的是降低（B ）。

A、小带轮包角 B、带的弯曲应力 C 、带的速度

8.增大轴在轴肩过渡处的圆角半径，其目的是（ C）。

A、使轴上零件可靠定位 B、便于加工和装配 C、减少应力集中提高轴的强度

9.设计承受较大载荷而无很大冲击的轴，宜选用的材料是（A ）。

A、45钢调质 B、40Cr调质 C、QT800-2

10.当滚动轴承主要承受径向力，而转速较高时，应优先选用的是（A ）。

A、深沟球轴承 B、推力球轴承 C、圆锥滚子轴承

11.按扭转强度计算出的轴的直径，一般作为轴的（A ）。

A、最小直径 B、最大直径 C、危险截面直径

12.普通平键联接，传递运动和动力是利用（B ）。

A、两侧面的摩擦力 B、两侧面的挤压力

C、上下面的挤压力 D、上下面的摩擦力

13.对于软齿面齿轮传动，大小齿轮的齿面硬度是（ C）。

A、相等 B、无关 C、不等

14、对于工作温度变化较大的长轴，轴承组合的轴向固定方式应选（B ）。

A、两端单向固定 B、一端双向固定，一端游动 C、两端游动

15.在设计时，轴的最小直径的估算依据是（C ）。

A、拉压强度计算 B、弯扭合成强度计算 C、扭转强度计算

16. 在齿轮传动的弯曲强度计算中，与齿轮的齿形系数有关的是（ A）。 A、齿数 B、传动比 C、模数

第一题：

答案：

第二题：

答案：

这部分内容主要考察的是机械设计的知识点：

根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等）下设计出最好的机械，即做出优化设计。

优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。

设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。

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就这里

一、填空题

1.最短杆2.增大基圆半径 3.Z/COSB3 4.重叠共线 5.双摇杆 6.b>=a 7.没有 8.大、平直、厚 9.偏距为10.点 线 11.曲柄摇杆，双曲柄 12.匀速 刚性 13.节线 一对 14.模数m 压力角 15.相等 不相等 16.打滑 疲劳断裂 17.计算功率Pc 小轮转速n1 18.越大? 增大19.弯矩 转矩半径，凸轮转动中心为圆心的圆 20.模数、压力角、螺旋角

21 双曲柄机构 曲柄摇杆机构

22 曲柄与连杆共线时为

23 传动角

24 凸轮轮廓曲线

25 大 小

26 摩擦力

27 B型键宽度b=18mm，长度L=80mm

28 利用螺纹零件把需要固定在一起的零件固连起来 利用螺纹零件实现回转运动转换成直线运动

29 外径 细牙螺纹外径12mm，螺距1.5

30 双头螺栓联接 三角形细牙螺纹

31 2

32 Y Z A B C D E B型基准长度2240mm

33 0.022

34 10

35 节圆

36 78

37 分度圆与节圆重合

38 越多 平稳

39 模数 齿数

40 4000N 1455.9N

41 深沟球轴承 直径系列2 内径75mm

42 滚子轴承 球轴承

43 额定寿命106寿转，L=1(106转)时轴承所能承受的最大载荷

44 既承受弯矩也承受扭矩 只承受扭矩

45 轴头 轴颈 轴身

46 构件

47 最短杆 整周回转

48主动件从动件

49 凸轮轮廓曲线

50 12

51B 基准长度（公称）

52 主要 依据 正比

53 法面 法面螺旋角相反

54 头数 正切

55 弯矩 扭矩

56 原动件数等于机构的自由度数

571

58双曲柄机构

59不存在

60大 小

61 周向固定 传递运动和转矩

62 安装一对平键

63 外径 左旋细牙螺纹公称直径12

64 扭转

65 1/3

66 Y Z A B C D E 基准长度2240mm

67 带和两轮接触面之间的摩擦力

68 小于40度

69 变小

70 基圆

71 模数相等，压力角相等

72 多 平稳

73 76

74 齿面接触疲劳 齿根弯曲疲劳强度

75 定轴轮系 行星轮系

76直接接触联接

77 最短杆 对面

78 K>1

79 主动 从动

80 凸轮廓线

81 A型平键 宽度b=20mm，长度L=70mm

82 C型 公称长度2800

83 棘轮机构

84 基圆半径的反比

85 200，标准值 相等

86 1

87 1

88 双曲柄机构

89110≤d≤190

90 凸轮廓线

91 实际轮廓线上的最小

92 沿周向固定并传递扭距

93 B

94 安装一对平键

95导程角和牙型角

96 双头螺柱联接

97 拉断

98剪切与剂压破坏

99传动效率高

100.Y Z A B C D E YA型标准长度1000mm

101 与负载无关

102 减小

103 传动轴

104 基圆

105 齿顶圆，齿根圆，分度圆，基圆

106 模数和压力角相等

107 蜗轮蜗杆传动

108 轮系传动

109 m=5

110.齿根弯曲疲劳强度 模数

111 确定运动 机械功 能量

112 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 曲柄摇杆机构 双摇杆机构

113 基圆

114棘轮、槽轮机构

115600 外径

116 Y Z A B C D E400

117 抖动 老化（失效）

118 大 200

119 法面模数和压力角相等，螺旋角大小相等，方向相反。

120 轴径

121 角接触3、7（6） 向心6、N

122 周向、轴向

123 原动件数等于自由度数

124 扭转强度

125 不存在

126大、小

127 凸轮上接触点的法线与该点的线速度方向

128 B 型 长度50mm

129 A B C

130 B C A D

131 外径 细牙螺纹外径16螺距2

132 三角形细牙螺纹

133 2

134 Y Z A B C D E B 型 长度2280mm

135 带和两轮之间接触面之间的摩擦力

136 增大

137 <40度

138 0.022

139 10

140 基圆

141 模数压力角相等

142 节圆分度圆重合

143 多 平稳

144. Z m

145. 深沟球轴承 直径系列3内径60

146. L=1(106转)时承受的载荷

147. 滚动体与滚道的工作表面产生疲劳点蚀。

二、选择题

1.C 2.D 3.D 4.C 5.C 6.B 7.D 8.D 9.A 10.A 11．B 12．B 13．B 14．B 15．D 16．B 17．B 18．B

19.C 20.B 21.D 22.B 23.D24.B 25.D 26.C 27.D 28.D 29.D 30.D 31.C 32. C 33.D 34.C

35.C 36.B 37.B 38.C

39. 1

40. 1

41. 极位夹角θ=0 K=1

42 .110mm≤d≤190mm

43. 不存在

44 .实际轮廓线上的最小

45 .凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向

46 . 沿周向固定并传递扭矩

47 .两侧面的挤压力

48 . b-c-a-d

49 . 安装一对平键

50.升角和牙型角

51.可拆联接

52 . 扭转

53 . 拉断

54 . 450

55. 传动效率高

56 . 传递的功率

57 . 增大

58 . 减小

59 . 减小

60 . 带的紧边与松边拉力不等

61. 2.2％

62 . b-a-e-c-f-d-g

63 .模数

64. 齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆

65 . 78

66. 有两个

67.最短杆

68. 齿顶圆、齿根圆 分度圆、基圆

69. 等于零

70. Z<17

71. 轮毂的挤压强度

72. 先按接触强度条件计算

73. 轴面

74. 连杆与摇杆之间所夹锐角

75. 减小滚子半径

三、简答题

123略

4、（a）∵F=3×4-2×60=0，∴机构不能运动，设计不合理修改如下：

则F=3×5-2×7=1

运动确定

（b）∵F3×4-2×5-2=2，而原动件数目为1

∴机构运动不确定，设计不合理，修改如下：

此时F=3×3-2×4=1

还动确定

5、解：（1）取μl=1mm/mm，画机构图

（2）先将整个机构加一个（-ω1）角速度使构件1相对固定，得一转化机

构，取μV=2mm/s/mm

求转化机构的VD

VD： VC = VD + VCD

大小?? √?

方向 ⊥BC? ⊥AD ⊥CD

式中：VC=ω21.lCB=2×30=60/S

画速度多边形pcd,其中 =VC/μV

得转化机构的 VD= .μV

VCD= μV

则 ω41= =（ .μV）/lAD=（25×2）/40=1.25S-1

ω31= =（ .μV）/lCD=（33×2）/25=2.64S-1

ω1=-ω41=-1.25S-1

故ω3=ω31+ω1=2.64-1.25=1.39S-1

（注意：ωk1=ωk-ω1）

6、解：（1）由V刀=ω1r=ω1.

得：Z= = =30

∴被加工齿轮的齿数为30

（2）由L=r+xm

得：

其中：r= = =60mm

∴x= =-0.5 ∴是负变位齿轮

7、所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。

8、螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。

摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母

机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝

破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。

9、初拉力Fo 包角a 摩擦系数f 带的单位长度质量q 速度v

10.解：此四杆机构的四杆满足杆长和条件

Lab＋Lad《 Lbc＋Lcd

且由题已知机构以最短杆的邻边为机架，故此机构为曲柄摇杆机构

11.解：

1）3齿轮为右旋

2）受力方向如图

12．

1）解：F＝3n－2PL－Ph

＝3*3－2*3－2

＝1

此题中存在局部自由度，存在2个高副。

此机构主动件数等于自由度数，机构运动确定

2）解：F＝3n－2PL－Ph

＝3*7－2*10－0

＝1

此构主动件数等于自由度数，机构运动确定构运动确定

13.

1）曲柄存在的条件如下：

1）最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余俩杆长度之和

2）最短杆或其相邻杆应为机架

2）a曲柄摇杆机构 满足杆长和条件，且以最短杆的邻边为机架

b双曲柄机构 满足杆长和条件，且以最短杆为机架

c双摇杆机构 满足杆长和条件，且以最短杆的对边为机架

d 双摇杆机构 不满足杆长和条件，不管以什么为机架只能得到双摇杆机构。

14 具有确定运动

15 略

16略

17 速度大离心力过大 绕转的圈数多寿命低

18 1 具有确定运动

19 压力角200模数为标准值，分度圆齿厚等于齿槽宽的齿轮

20 范成法加工齿轮齿数低于17发生根切

21 直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮（传动平稳、承载大）

22 传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时，带的拉力由F1减小为F2,其弹性伸长量也由δ1减小为δ2。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了（δ1-δ2），带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度，这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。

弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。

23 例 牛头刨床空程速度快提高生产率

24.略

25. 螺旋升角小于当量摩擦角 由于当量摩擦角的关系，三角螺纹自锁最好，矩形最差

26．离心力大 转数多

27．大小齿轮材料及热处理硬度差50左右，由于小齿轮转数多，更快失效

28. 有急回特性 极位夹角不等于零

29. 运动时克服，固定夹紧时利用

30. 有影响

31. 向径、高度无变化

32. Ft1=2T1/d1Fr1=Ft1tg200

33. 向径、高度无变化

34.2不具有确定的运动

35. 升角小于等于当量摩擦角 三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。

36. 轴上零件的轴向、周向定位，装拆，加工工艺

37. 1

38.由于牙型角三角螺纹自锁最好，梯形次之，矩形最差。效率矩形自锁最好，梯形次之，三角螺纹最差。

39.范成法加工齿轮齿数少于17发生根切

40.配对材料大齿轮硬度大小齿轮硬度50左右

因为小齿轮受载次数多，齿根薄

41. 2 具有确定的运动

42.1

43. 疲劳点蚀

44. 三角螺纹用于联接，梯形、锯齿、矩形螺纹用于传动

45. 小带轮上

46. 考虑轴上零件轴向定位、装拆

47. 轴承轴向、周向定位，装拆，润滑密封等

四、计算题

1.解（1）由AD为最短构件，且满足杆长和条件得：

lAD+lBC <lCD+lAB

∴lAB≥100+150-120=130mm

∴lAB的最小值为130mm

（2）由于lAB+lBC=60+150=210mm

lCD+lAD=120+100=220mm

即210mm<220mm满足杆长和条件

∴机构存在曲柄，AB为曲柄，得到的是曲柄摇杆机构。

2.（1）滑块1的力平衡方程式为：

+ + =0

则由力的三角形得： =

∴Q=Pcos= 或P=Q

（2）上滑时不自锁的条件是：

η>0或 Q >0

即Q=P= >0

由cos（α+ +β）>0

则α+ +β90°

得α<90-（ +β）=90°-（8°+10°）=72°

∴不自锁条件为要小于72°

3.解：

α= （i12+1）

Z1= = =20

Z2=i12.Z1=2.5×20=50

d2=mz2=5×50=250mm

df2=m（z2-2.5）=5×（50-2.5）=237.5mm

da2=m（z2+2）=5×（50+2）=260mm

db2=d2cos=250×cos20°=234。9mm

4.

a）假想凸轮固定，从动件及其导路顺时针旋转，在偏距圆上顺时针方向转过45 ．求作。

b）假想凸轮固定，机架OA顺时针转过45 ，找出摆杆的位置来确定摆杆的角位移ψ．

5.解：轮系为周转轮系，在转化机构中：

i = = =+ =+

= ∵n3=0

∴ = =

iH1= =+10000 ∴H轴与I轴转向相同

6.

a）解：F＝3n－2PL－Ph

＝3*5－2*7－0

＝1

此题中存在复合铰链

备注：此题中5个构件组成复合铰链，共有4个低副

b）解：F＝3n－2PL－Ph

＝3*4－2*5－1

＝1

此题中滚子为局部自由度

7.

解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系

i54H＝n5-nH/n4－nH ＝－Z3*Z4/Z5*Z6

因为1－2－5组成定轴轮系

i12＝n1/n2＝n1/n5＝Z2/Z1

所以n5＝450r/min

把n4＝0及n5＝450r/min代入上式

得到

nH＝5.55r/min

这表明系杆H的旋转方向和齿轮1的一致

8.

解：

单个螺栓的Q＝Q’＋F＝2.6F

Q*Z＝S*P*A

2.6F*6＝2*3.14*D2/4

得F＝2264.4N

[σ]=300/2=150N/mm

所以d1由公式得，d1＝15.81mm

取螺栓的直径为16mm

9.略

10.

（1.无垫片，无法调整轴承的游系

（2.轴肩过高，无法拆卸轴承

（3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘

（4.轴套长度应小于轮毂的长度

（5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。

（6.套筒顶不住齿轮（过定位）

（7.套筒应低于轴承外圈

（8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。

（9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触

（10.键顶部与轮毂糟间应有间隙

11． m=5 d1=100 d2=220 da1=100+10=110 da2=220+10=230 df1=100-12.5=87.5

df2=220-12.5=207.5 p=3.14*5=15.7 s=e=7.85

12 . n3=n4

(n4/n6)=(z6/z4)=3

nH=n6

(n1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=-4 i16=-7

13 . 略

14. z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48

(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2

n3=0

i1H=1-48*48/20*20=-4.76

15． i16=(20*25*z4)/(18*25*2)=100/4.5 z4=40

16. n2=480 a=75 p=6.28

17. (200-nH)/(50-nH)=-25*60/15*20nH=75

18． 3*5-2*7=1

19. S1=Fr1/2Y=5200/2*0.4ctg140=1620

S2=Fr2/2Y=3800/2*0.4ctg140=1184

S1+Fx>S21620+2200>1184

Fa2=S2=1184

Fa1= S1+Fx=3820

Fa1/Fr1=3800/5200=0.73>e=0.37

Fa2/Fr2=1184/3800=0.31<e=0.37

P1=0.4*5200+0.4ctg140*3820=8208

P2=Fr2=3800

20.m=420/(40+2)=10

d1=400 d2= 800 da2=800+20=820

df1=400-2*1.25m=375

df2=800-2*1.25m=775

a=10/2(40+80)=600

p=3.14*m=31.4

21.(n1-nH)/(0-nH)=z2 z3/z1 z2'

(- n1/nH)+1=z2 z3/z1 z2'

i1H=1-(39*39/41*41)=0.095

22. 78=m(24+2)

m=3

a=m/2(z1+z2)

135=3/2(24+z2)

z2 =66

da2=3*66+2*3=204

df2=3*66-2*1.25*3=190.5

i=66/24=2.75

23. i16=z2z4z5z6/z1z2'z4'z5'

24. z2-z1=z3-z2' z3=z2-z1+z2'=48-20+20=48

(n1-nH)/(n3-nH)=z2z3/z1z2

n3=0

i1H=1-48*48/20*20=-4.76

25. S=0.68Fr

S1=0.68Fr1=0.68*3300N=2244N

S2=0.68Fr2=0.68*1000N=680N

S2+Fx=680+900=1580N<S1

Fa1=S1=2244N

Fa2=S1-Fx=2244-900=1344N

Fa1/Fr1=2244/3300=0.68=e

Fa2/Fr2=1340/1000=1.344>e

P1=3300N

P2= 0.41*1000+0.87*1344=1579N

26. 144=4/2(Z1+iZ1)

Z1=18Z2=3*18=54

d1=4*18 =72

d2=4*54 =216

da1=72+2*4=80ra1=(72+2*4)/2=40

da2=216+2*4=224 ra2=(216+2*4)/2=112

df1=72-2*1,25*4=62

rf1=(72-2*1,25*4)/2=31

df2=216-2*1,25*4=206

rf2=(216-2*1,25*4)/2=103

27. (n2-nH1)/(n5-nH1)=-Z1Z5/Z2Z1'

n5=0 n2/nH1=1+Z1Z5/Z2Z1'

nH1=100 求出n2=305.6

(n2-nH2)/(n4-nH2)=-Z4/Z2'

n2/nH2=1+Z4/Z2'

305.6/nH2=1+25/25

nH2=152.8

28.略

29.略

30.(n1-nH)/(n3-nH)=-Z3/Z1

n3=0

i1H=1+Z3/Z1=1+56/20=3.8

31. n3=0

(n1-nH)/(-nH)=-Z2Z3/Z1Z2'

n1/nH=2.64 nH=37.88

32. Z2=iZ1=4*20=80

m=2a/(z1+z2)=2*150/120=2.5

da2=mZ2=200

da2=200+2*2.5=205

df2=200-2*1.25*2.5=193.5

33. i17=Z2Z3Z4Z5Z6Z7/Z1Z2'Z3'Z4'Z5'Z6=50*40*20*18*22/2*1*30*26*46= 220.7

给个面子，这可是我找了好长时间的！！！

班级： 姓名

一、选择题（共16小题，每小题2分，共32分）

1、铰链四杆机构中与机架相连，并能实现360°旋转的构件是—————。【 】

A、曲柄 B、连杆 C、摇杆 D、机架

2、渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于【 】

A、分度圆 B、齿顶圆 C、齿根圆 D、基圆

3、铰链四连杆机构的死点位置发生在 【 】

A、从动件与连杆共线位置B、从动件与机架共线位置

C、主动件与连杆共线位置D、主动件与机架共线位置

4、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得

曲柄摇杆机构，其机架应取 【 】

A、最短杆 B、最短杆的相邻杆C、最短杆的相对杆 D、任何一杆

5、在液压传动中，油泵属于 【 】

A、动力元件 B、执行元件 C、控制元件 D、辅助元件

6、在一皮带传动中，若主动带轮的直径为10cm,从动带轮的直径为30cm

则其传动比为: 【 】

A、0.33B、3 C、4 D、5

7、槽轮机构的作用是 【 】

A、将主动件的连续均匀运动转变为从动件的间歇转动 B、用于主、从动件间的变速传动

C、用于两轴间的变矩传动 D、用于两轴间的匀速传动

8、若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为【 】

A、转动副 B、移动副 C、球面副 D、螺旋副

9、带传动是依靠＿＿来传递运动和功率的。【 】

A、带与带轮接触面之间的正压力 B、带与带轮接触面之间的摩擦力

C、带的紧边拉力 D、齿轮之间的啮合

10、在一般机械传动中，若需要带传动时，应优先选用 【 】

A、圆形带传动 B、同步带传动 C、V型带传动D、平型带传动

11、机械的制造单元是 【 】

A、零件B、构件C、机构D、组件

12、在一齿轮系中，若各齿轮和传动件的几何轴线都是固定的，则此轮系为 【 】

A、定轴轮系 B、动轴轮系 C、周转轮系 D、行星轮系

13、一轮系有3对齿轮参加传动，经传动后，则输入轴与输出轴的旋转方向 【 】

A、相同B、相反C、不变D、不定

14、下列哪一种齿轮传动能改变两轴间的传动方向 【 】

A、直齿圆柱齿轮 B、斜齿圆柱齿轮 C、内啮合齿轮D、圆锥齿轮

15、轴承代号3312B中，其轴承内径为 : 【 】

A．33mm B、60mm C、312mmD、12mm

16、凸轮机构中最常用的从动杆是【 】

A 尖顶从动杆 B 滚子式从动杆 C 平底从动杆 D 槽轮杆

二、填空题：（每空1.5分 共28分）

17、按照机构中曲柄的数量，可将铰链四杆机构分成＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿ 和＿＿＿＿＿＿＿三种基本形式。

18、根据轴承工作的摩擦性质，轴承可分为＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿两大类

19、液压传动系统主要由 、 、 、和

四部分组成

20、在液压传动中，液压控制阀主要分为＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿三大类。

21. 构成松键连接的两种键是_____________和_____________。

22．凸轮机构由 、 和 三部分组成。

23、液压泵是将 能转换为 的能量转换装置。

三、简答题：（每题8分，共16分）

24、简述四杆机构中曲柄存在的两个条件，并简述铰链四杆机构三种基本类型的判别方法。

25、标注普通型螺纹M12 1.5LH—6H7H/7g8g各项所代表的含义。

四、计算题：（每题12分，共24分）

26、在图1中，轴Ⅰ为主动轴，轴Ⅳ为输出轴，设z1＝20，z2＝40 ，z3＝24，z4＝48，z5＝18，z6＝54，求此轮系的传动比 为多少？当n1=2000r/min，求n6是多少？

27、 如图2，在液压千斤顶中， 小活塞面积A1=1.13，大活塞面积A2=9.62 ，F1=5.78 N，

求：1. 液压缸可以顶起的重量 2. 油管中压强大小