《机械设计基础》杨晓兰版（机械工业出版社)课后习题答案.docx

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1、第十三章习题册参考答案绪论0-1判断题(1)(2)(3)X0-2填空题(1)确定的相对(2)机械0-3选择觇(1)AAA(4)(5)(6)X(3)零件(4)构件(4)A(5)A(7)X1-2填空题（1）运动副(2)独立1-3选择题(1)A(2)A(3)A(8)AA(10)A2(4)低机构自由度A(5)A(6)A(11)A(12)A(A(6)机票A一、机构的自由度1-1判断题(1)(2)X(5)X(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)（三）)六3一21.a=3X32X40=1b)/3p-2p-A=35-27-0=1C)/t3w-2p-A=33-24-0=1.d)3-2p,-a=33-

2、24-0=1e)43。一2。-p1=3X32X4O=If)/2=3)-2a-A=33-24-0=1g)/2=311-2p-p,=33-24-0=1.1-5解：a)/三3)-2p.-A=35-27-O=1.b)浪子中心存在局部囱由度./三=3-2p-z=38-21.1.-1.=1.c)E处存在复合钦集，伫3一2一所3X52X6T=2d)=3-2p?p,=36-28-1=1e)该干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鞋3-2p1-a=39-212-2=1f）曲轮、杆和机架以转动副相连会存在复合钗像.t3-2p1.-p,=34-24-2=2g=3n-2p,-p,

3、=3X3230=3h）第子中心存在局部自由跖三=3-2-=33-23-2=1.i）中间三掇杆以转动副相连处存在复合较唉，=3zz-2-a=37-210-0=1j）左边局荀全为虚妁束，三根杆以转动副相连处存在复合校辑，3n-2pf-p.=35-27-0=11-6解：a）该构件俎合为机狗，因为该组合自由度产:3-2.r=3X42X5I=DOb）诚构件姐合不是机狗，因为该俎合自由度后3-201.a=3X3-2X41二0C)祓构件姻合不是机构，因为该组合自由度产3-2p1.a=3X42X6O=Od)该构件蛆合为机机因为该组合自由度右3r-2p1.p1=3X3-2X4-O=I0二、平面连杆机构2-1判断

4、题(1)(2)XX(5)J(7)(9)(10)(11)X(12)(13)(M)(15)(16)X(17)X(18)(19)X(20)(21)(22)2-2填空题(23)(24)X(25)(1)低(2)转动(3)3(4)连杆，逐架杆(5)由柄.摇杆(6)最短(7)曲柄摇杆(8)卷杆,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)电柄滑块(19)双按杆(20)双曲柄机构(21)无.有2-3选择题(1)A(2)C(3)BA(5)B(6)BACA(10)A(11)A(12)C(13)C(M)A

5、(15)A(16)A(17)A(18)(19)A(20)A(21)A2-4解：a)双曲柄机构,因为IoT1.(K70,90,满足杆长条件，井以景坦杆为机架b)曲柄耗杆机构，因为3OT3O60+7Q,不满足杆长条件.无论以哪杆为机架在建双摇杆机构d)双耦杆机构，因为50720=80+90,满足杆式条件，井以景慰杆的对边为机架2-5解：(1)由该机构各杆长度可得/”+ue+/.由此可知清足杆长条件,当以/IH杆或制杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在(2)以Z.或九杆成为机裳即为曲柄卷杆机构,以九杆成为机架即为双曲柄机构，以/“杆成为机架即为双福杆机构2-6解:(1)曲柄摇杆机为由题意知连栗杆。杆不是

6、最短杆，要为曲柄箍杆机构,连架杆硬杆应为最短杆(KW3001三)且应满足杆长条件UWje5,由比可得OuW1.5011三(2)双摇杆机为由想意知机架杆不是最短杆的对边，要先双搭杆机为应不满足杆长条件杆；最短杆(0+u.由此可得150)4这300耐旭杆为中同杆(30Cmnu5001.)时.心+/QbT皿由此可存300mW*150rrm用T杆为最长杆(500三u0n.由此可得550wn,K115Omn由比可知：150mm45O11m,550mmZ*1150m(3)双曲柄机四要为双由柄机构./杆必须为最短杆且应湍足杆长条件杆为中间杆(300mnu500a)时./.由此可得455rmWuW500mm/

7、M?杆为录长杆(50011m.,+,由此可得50OnnnWwW550三n由比可知：450mmZ550三m2-7耨：b)a)c)d)e)机构压力角和传动角如以以下列图，0a).d)机构无死点位置，b).c),e)机构有死点位置2-8解：用作图法求第，主要步虢：r-IIS-I(1)计算极位夹角：8=180ox2=180-=36K+1.5+1(2)取比例尺=0.001.11mn(3)根据比例尺和条件定出乩仇C三点，如以以下列图(4)连接44以为边作6曲的另一加边段.与以为B1.心摇杆Zr为半馁的圆弧相交于G和G点，连接席和席得摇杆的另一极累位置(两个)(5)从图中量得月G7111rn.AC=26m,

8、J6=17011n(6)当摇杆的另一板限住置住于阳时：IMt=XAC2*=22.5mm,1.tc=ACTC1.=48.5mm(7)当摇杆的另一极限位置位于市时：.AC-AC.AC+AC,I”IAB=MX二=49.5mm.IBC=IJX-=120.5mm答：曲柄和连杆的长度分别为22.5wn,48.5rwn和49.5wn.120.5nm。2-9解：用作图法求解，主要步躲：K_117-1(1)讨算段位夹箔：=18OOX二=18(Tx1=16.4K+1.1.2+1(2)取比例尺“=0.001Hzran(3)根据比例尺和条件定出清块的两极外位置。、两点，如以以下列图(4)连接CC.以GG为直用边作直用

9、三光形CGH使CG上90-=73.6(5)以G尸为直径作B1.O(6)将GG偏移e值，与KI。交于/f点，连按力G和月G,从用中量得阳=3411三,G=8211三,则：.Ac1.AG,AG+AC、coIAB=x*=24mm,1.fc=*=58mm等：由柄和连杆的长度分别为2b11n和58皿.2-10解：用作图法求解，主要步猱：K-I4-1.(1)计算税位夹用：夕=18(FXd=18(FX上=30K+1.1.4+1(2)取比例尺“=0.002Mmn(3)根据比例尺和条件定出机架4仁如以以下列图(4)根据卷杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极展位置(5)过，1点作摇杆两极泯住受的垂姣，得垂足点4、B

10、i(6)从图中量得用i!=23m三.则(,=八用=26nm答：曲柄的长度为26=1800x-i=18(-=OpK+11+1(2)取比例尺=0.OO1.mZnn(3)根据比例尺和条件定出反G、G三点,如以以下列图(4)过点作4的垂线，并与GG的旌线交于/1点(5)从图中量得步220un,6=234三,J6=18011n.W1.：ab=AJj(AC1.=27nnI1.tC=八邑；AC=207mm./”D=220n答：曲柄的长度为27mm,连杆的长度为2O7rm.机菜的长度为220nm.三、凸轮机构3-1判断题(1)(2)(3)X(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)3（三）

11、(15)X(16)(17)(18)(19)X3-2填空建(1)使用(2)盘形凸轮轮廊(4)交由军(5)行程(6)行程(7)轮耶(8)凸轮的转角，从动件的位移(9)最小(10)法竣（三）大(12)警速(13)小(14)许用压力角(15)低(16)大(17)大(18)内凹(19)犯甥我(20)刚性3-3选择题(1)B(2)A(3)A(5)ACAAA(IQ)A(11)A(12)A(13)A(M)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)C3-4M：(I)凸轮的基阅和基BD串径的标注如以以下列图(2)从动件的位移我

12、用Sr和升程力的标注如以以下列图3-5解：凸轮的位移线图如以以下列图.3-6解:(1)凸轮的位移线,图如以以下列图(2)凸轮的位移度图如以以下列图3-7解：所设计时心直动尖及从动件盘形占轮机构如以以下列图3-8群：所设计偏直直动泳子从动件过形凸轮机为如以以下列图3-9解：各凸轮机构中乩，点的压力余加以以下列国四、间歇运动机构4-1判新题(1)4-2填空题U)冏期性4-3选择题AA(2)(3)(4)(2)就能(3)内(2)A(4)A(9)A(IO)A(11)A5)(4)J(6)2(5)(7)X(5)锯(6)AXA五、联接5-1判断题(1)(2)(3)(4)：(8) X(9)(10)(11)(15

13、) X(16X(17)(18)5-2填空建(1)牙区(2)大(3)抬高(7)疗紧力妲(8)防松(9)一致(12)梯形(13)传力，传导，调整(16)轴的直径,轴头(17)A.B,C.C(19) B(20)805-3选择题B(2)A(3)A(4)C(20) A(9)A(10)D(11)B(21) C(16)A(17)B(18)A(22) B(23)A(24B(25)C(29) C(30)(31)(32)A(36) (37)A(38)A(39)(43) A(44)D(45)A5-4MX(5)(6)(7)X(12)(13)(14)X(19)(20)4)营镣性(5)4蝶仃(10)摩擦(11)直线(14

14、)右(15)轴和毅，挤压(18)增一键的长度(5) D(6)C(7)B(12) A(13)B(14)B(19) A(20)B(21)A(26) B(27)D(28)B(33) A(34)D(35)A(40) A(41)A(42)H该螺检连接为松螺栓连接.其强度条件为：=4F(1.拉杆材料为Q235.X,=235MPa.取安全票数及1.7.则:=1.38.24MPa则：心需力上空空.656mm,W,V.14X138.24受教材表5-2可知，选小径d=17.294mn,公称直径$2On1.n的祖牙普通螺纹.答：粒杆墀蚊的直径为M20.5-5将:该螺栓连接为受横向工作载营的紧螺栓连接，其修度条件为：

15、F,=FoK,瓷教材表5-2可知，M16的螺栓的小径d=13.835m11u取C1.2.则:Zfftf等：该螺栓姐能承殳的珑向裁背应不大于18.49kN.5-6*：该媒检连接力受轴向工作找有的紧爆松连接,其注段条件为：,=d3.8352210=的,71.N一75.2C.5.21.2答：允许承受的最大我有不大于24.27kN5-8解：(1)确定螺杆的直径该螺栓连接为受轴向工作我有的蒙螺栓连接，其强度条件为：,=哂二册20kN材料为45铜,其巴=355MPa.该连接不需严格控制预紧力.取安全系数81.则:查教材表5-2可知.选小径rf=20.752三,公称宜径21rn的色牙普通螺纹。(2)确定扳手

16、手柄的最小长度杳教材表5-2可知公称直径rf=2411三粗牙#通螺或中径4=22.051am.则：Fa20x2里1.=-2-=i02.55nn.累A=I103mmF二(X)咨：(1)娓杆直径为M24。(2)扳手手柄的救小长度为1103mm.5-9M:(1)校核螺拴的剪切和挤压国度该爆检连接为受俄向工作或荷的较制孔螺检连接：剪切强度条件为：r=与7r:挤压强度条件机嗑电查发材表5-3可知：&8级的娓栓的5v=800Mpa:d=640Mpa:查教材表5-4可知：s,=2.5,a=2.5翳=32。MPa则：卜喙=曾=256MPa4F4X1424F，4,3r三T-=-=r=7.72MPa256MPa:

17、=5.27MPaV320MPaDixd-/413.I412-pdti20x23答：所用螺栓满足剪切和挤压强度要求(2)平健的选择及强度校核速A型早搬，根据轴径和柚头长度,从设许手册中瓷外樊的尺寸6=1611三,A=IOmn.I.=70mm,键的标记为：键1670GB/T10962003.答：所选择的钝不满足强度要求。5-10解：该爆检遥接力受横向工作践有的普通线检连接.其强度条件为：r三5H,8.8线的爆检的%=640卜卬2,以安全系数5M.5.则：0=幺=处2=426.67MPa1.jS1.5取G1.2.则：F-=一12x630-=12.1.1.5kNWh*6fr6O.I665IO查教材表5

18、-2可知，可选小径4=8.376mn,公称直径d=10nm的粗牙等道螺纹.等：螺栓直径为M10.5-11*：该线检连接为受横向工作截有的紧爆检连接.其国度条件为：=受力分析如以以下列图格外钱荷尸向螺检组中心简化得螺栓组所受的转矩T和横向我左P横向荷片10000N；转矩T=IO(100X300=3000000Nmm.方向如以以下列图由于横句贪有作用每个理栓受到的横向力产外、=、=乃M=4=华=250ON44由于转姬作用等个向栓殳到的横向力耳广用2=5,=5.=工=一号O(100G=707IN4r4752+752由图可知，螺栓k2所爻的横向力相等，螺栓3、4所受的横向力相等，且螺栓k2所受的横向力

19、最大，其值为f1,取CM.2.则：;=1.-2-tn38=676O3.5Nmf1.O.I6查设计手册可知，可选小役4=31.67mm,公梆直径衣3&un的祖牙普通理蚊.答：该墀检组螺栓的小径须大于30.54,可选M36的螺栓。5-12*解：(略)5-13常:(I)确定螺柱直径该媒栓连接力受轴向工作找有的紧爆枪连接,其法段条件用：?=坐1.同*d；每个螺.检平均承受的轴向工作故莅：Ft=处=34x36O=7536N4:4x8=266.67MPa取鼾余慎紧力i=1.66.则各螂检所受总轴向拄力E=A+6=2,6=2.67536=19593.6N5.8级螺栓的6=400MPa,按控制预紧力取安全系数

20、负1.5,则:、5.2F5.2I9593.6,对：J1I-r-f=J=11.03un,VWV3.14x266.67查教材我5-2可知，可选小径d=13.835三m,公称直径小1611n的祖牙普通螺坟.(2)确定螺柱分布直径取螺柱向距为54则&=名M经第=203.82mm,取Z=200三113.14等：连接螺栓直径可选M16的粗牙好通姆坟，分布直径为20011m.5-14*：(1)平键类熨和尺寸选择安装齿轮处的健：选A型平健，裁据轴径和轴头长度，从设计手册中查得健的尺寸6=25.h=b1.三.1.=SOm,优的标记为：键25X80GB/T10962003.安笠联轴器处的纯：选A型平键,根据轴径和

21、轴头长度,从设计手册中我得键的尺寸b=2011B.A=1211a.1.=100iun.纯的标记为：键20100GB10962003。(2)平快连接强度的校核安装齿轮处平绽强覆校核：(Tr1.=W1.=七=46.18MPa(I-120)MPaPd1.9014(80-25),安装联轴盘处平使强度校横：-”叫-47.62MPa120.适宜。(6)确定带的根数查教材表6-5得月=1.91kW:查教材表6-6得A=0.】68kR：查教材表6-7得.=0.954：宣教材表6-3.Q=O.99,R1I:取z=5根(7)计算单根V带的强紧力查教材表6T得=0.1.kgm,K1J:(8)计算带轮轴上的压力(9)

22、带轮构造设计略)6-8解：(1)求发节数由教材衣6-9叠件较节距p=15.875mn取链节数4=132(2)求使所能传动的最大功率由教材图6-25点殂片=IOk*,变表6H爵A1.1.0,变表612爵MI.0,单插槌取4=1,则：-：1)佳节数4=132：2)较所能传动的最大功率P=Iok1.6-9M：由秋树表6-9查香错节更为,19.05mm的辑号为12AEb111.=996.4rmin链号12A查教材图6-25可存月k2Oka6-10解:由教材表6-9&汨满足极限践充0=50kN的钱号为16A.使节距为f25jn由教材由6-25查得/M0k明查表6-12卷Ai=I.1,单井佳取K=I,则：

23、答：链能传递的功率为36.67kW.6-11婚：(1)选择械号由传动比1=3受教材表6-10取z1.=25,则Zi=3X25=75查表6-11取&=1.2,查表6-12取K=O.74,单扑提取A1.=I,由式(6-22b)根据凡=8.92kU和加=720rmin查教材图6-25可选链号IoA(2)确定润滑方式由表6-9查得他节咫/F15.875ran琴：由链号10A,k4.76三s,瓷图6-26,可逸择油浴或飞激润滑.6-12第：(1)两轮的合理转向如以以下列图(2)两轮的包角如以以下列图(3)Y带与带轮接触处的弯曲应力分布如以以下列图，t1.u(4)俄荷过大时，打滑首先出现在小臂轮处.由于小

24、带轮上的包角小于大臂轮上的包角，因此小带轮上的总摩擢力相应地小于大带轮上的总庠擢力，故打滑首先出现在小带轮处(5) Y=5_3.14KmOXI460_76皿带速在525三s范围内，带速适宜601.000600006-13解：图a、b、C所示的镇传动布置中链轮均按逆时针放转七、齿籍传动7-1判断题(1)(2)X(5)(6)X(7)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)X(18)(19)X(20)(21)X(22)X(23)X(24)(25)X(26)X(27)(28)X(29)X(30)J(31)(32)(33)X(34)X(35)X7-2填空方(1)基B1.基回(2)

25、20*(3)等于.大于(4)恒定,不爻(5)两轮的模数相等.压力先相等(6)1,实际啮合线段/基|E齿更(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，1430,3mm(10)相切，相割.相爽(11)正，有曲(12)17(13)少,小(M)350HBS,齿面点粒(15)轮卷折断(16)高(20-50)HBS.(5-10)n(17)苗面磨损(18)硬度(19)相反，一样(20)一样，不同(21)多(22) 1.5(23)20-40(24)少，大，学曲(25)漫油(26) 10(27)直径大小(28)500(29)铸造(30)同时参.加幡合的缶对数7-3选择

26、题B(2)C(3)A(4)C(5)B(6)B(7)CBC(10)D(I1.)D(12)D(13)A(14)D(15)B(16)D(17)A(18)C(19)A(20)C(21)A7-4解：(1)咱合线如以以下列图：(2)节点尸如以以下列图：(3)两轮的节圆如以以下列图7-5.：分度回直径：d1.三mz1.=2.520=50mm,dimz2=2.540=1.(X)mm齿圆圆直径：1=(z1+2心m=(2()+21.)2.5=55mm齿根圆直径：G=(Z1.-2/；-2c)m=(2O-21.-2O.25)2.5=43.75mm基回直径：Jb1.=J1.Cosa=5()cos2()=46.985mm

27、4+d,50+100标於中心距：a=-=75mm22答：两轮的分度回直径分别为50mm、100nm.两轮的由顶圆直径分别为55m.105rr.n,西轮的告根IB直径分别为43.75的、93.75iiib,两轮的基IE直径分别为46.985rnn.93.969m,标准中心距为7511三,7-6：模数：22O-20+40=4mm分度K1.直径：1.1.-nzt=420=80mm.d,-m2=440=160n11齿顶IS直径：4=(ZI+2)n=(20+21.)4=88mm齿根圆直径：dn=(z1.-2h*-2e)m=(20-21.-20.25)4=70mm答：两轮的模数为4皿，两轮的分度圆直径分别

28、为80nm、160Inn),两轮的曲顶圆直径分别为8即、16Jm,两轮的筠板JS直径分别力70nm、150i11u7-7.：(1)验算券面接触爱劳强度娈表7-6琅依荷系数E1.2,查表7-7取弹性系数Z=188.9KPJ：M=三=3.b=b2=75nun.d1.=m1.三325三75nnz25h,=查表77取bH=580MPa、HSin2=3MPa.=aH1.1.1.t1.2=3MPaSH查表7-8取SH=I.I,EJ=%1.=272.73MPaSH满足齿面接触强度要求.(2)黝算券板弯曲强度查图7-26得K-=2.72.Y,=2.25.查图7-27御K=1.59、及s=1.76口=空立表7T

29、取d=450MPa.4=23OMPa,查表7-8取SF=1.25n=360MPa。J=Zm=S4MPaSF125SpI.25满足齿根客曲强度要求.答：齿/接触国度和伤根弯曲强度均满足7-8解：开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨烧和齿根折断，由/=当毕.4得齿轮所能传递的最大转矩1.=/.工从2I2KYr,Yx,查表？-6取毂荷系数柞1.2,h=M0三查图7-26得兀产2.9】、Htf=2.27.登图7-27得1.=I.56,k=1.71考虑磨损对齿厚的影叫r=0.7X维.杳表7-4取7由=FE2=120MPa.杳表7-8取SF=I.3SrK1.-64621.小=2.91x1.56=,423-=2

30、三=636聂做联=14.23齿轮传动传通的录大功率EiZ=O,，19.5510ft11853.335O9.55XIO6=0.62kW答：该齿轮传动所能传爱的最大功率为062kW.7-9.：（1）选择材料、瑙定许用应力1）由我7-4通小齿轮材料用38SiMnMo调质,硬度为260IIBS,。,1.1.=720MPa,a.=590MPa,大齿轮材料为WCr调质,硬度为230HBS.o,1,-700MPa.OB580MPa。黑软齿而传动.二老的傻度是为30HBS。2）由表7-8取SF1.1,S=I.25,许用应力EJ=654.55MPa,1.J=-=636.36MPaSM1(11.1.修=1U=当=

31、472MPa，Sf、=%=464MPaiJS,1.251.J1.25（2）按忐面接触强度设计1）设齿轮的精度等级为8级2）齿轮齿效取z=25.2i=i21.=3.2X25=80,实际传动比i=弛=3.2253）小齿轮传递的转矩4）计算小齿轮分度圆直径由表7-6取践有系数三1.4.由表7-9取位宽系数。1.=1.由表7-7取舜性系数26=189.8MPa1.则:5)模致tn=1.=-=2.13nn，由表7T取标准值bf2.Sumz1.25齿轮分及IS直径：4=g=2.525=62.5mm,W=nz2=2.580=200mm6)6宽b=G1.idt=1x62.5=62.5mm.取=6311n,b1

32、.=68am7）中心更（3）就算轮步的专曲强度由图7-26得券形系蚊K”=2.72.K.2=2.25.由图7-27将应力修正系数及“=1.59,JiQ1.77故所设计齿轮是安全的。（4）西轮的B1.周速度娈表7-5可知曲轮选用8级精度是适宜的。其他计算从略。7-10第：（1）选择村料、稳定许用应力1）由表7-4大、小齿轮材料均选用IOCr调质后外表淬火，小齿轮齿克硬度为52HRC,。H.=72OMPa.大凸轮i袤硬底；50HRC,O1.=700MPa。臬现齿而传动。2）由表7-8取S=1.25,考虑再损对齿昂的影响,许用应力丐=0.7Xe也aF1=0.7x=0.7x2g403.2MPUCTFj=().7=392MPaJJ1.25（2）按券轮弯曲强度设计1）齿轮齿数取Z产17.=2=4.317=73.1.取z2=73.实际传动比，=生=429172）小齿