《机械设-计基础》-杨晓兰版(机械工业出版社~)课后习题-答案~.doc
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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) (4) (5) (6) (7) 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) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) 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)A (7)A (8)A (9)A (10)A
2、 (11)A (12)A (13)A 1-4 解:a)F=3n2plph=33240=1b)F=3n2plph=35270=1c)F=3n2plph=33240=1d)F=3n2plph=33240=1 e)F=3n2plph=33240=1 f)F=3n2plph=33240=1 g)F=3n2plph=33240=1 1-5 解: a)F=3n2plph =35270=1 b)滚子中心存在局部自由度,F=3n2plph=382111=1 c)E处存在复合铰链,F=3n2plph=35261=2 d)F=3n2plph=36281=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
3、杆以转动副相连处存在复合铰 链F=3n2plph=392122=1 f)齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链,F=3n2plph=34242=2 g)F=3n2plph=33230=3 h)滚子中心存在局部自由度,F=3n2plph=33232=1 i)中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链,=3n2plph=372100=1 j)左边部分全为虚约束,三根杆以转动副相连处存在复合铰链, F=3n2plph=35270=1 1-6 解: a)该构件组合为机构,因为该组合自由度F=3n2plph=34251=10-_b)该构件组合不是机构,因为该组合自由度F=3n2plph=33241=0 c)
4、该构件组合不是机构,因为该组合自由度F=3n2plph=34260=0 d)该构件组合为机构,因为该组合自由度F=3n2plph=33240=10二、平面连杆机构2-1 判断题 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) 2-2 填空题 (1)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
5、 (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)A (2)C (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+11060+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
6、短杆的对边为机架 2-5 解: (1)由该机构各杆长度可得lAB+ lBClCD+ lAD,由此可知满足杆长条件,当以AB杆或AB杆 的邻边为机架时该机构有曲柄存在 (2)以lBC或lAD杆成为机架即为曲柄摇杆机构,以lAB杆成为机架即为双曲柄机构,以lCD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CD杆不是最短杆,要为曲柄摇杆机构,连架杆AB杆应为最短杆(0lCD+lAD,由此可得 150mmlCD+lAB,由此可得 300mmlABlCD+lBC,由此可得 550mm120,合适。 (6)确定带的根数 查教材表 6-5 得P01.91kW;查教材表 6-6
7、 得 P00.168kW;查教材表 6-7 得K=0.954;查 教材表 6-3,KL=0.99,则:008.254.2()1.91 0.1680.954 0.99cLPzPP K K取z=5 根 (7)计算单根带的预紧力 查教材表 6-1 得q=0.1kg/m,则: 22c 0500 2.55002.50.9548.250.1 9.42150.8N0.954 5 9.42KPFqvK zv (8)计算带轮轴上的压力1 0161.32sin2 5 150.8 sin1488N22QFzF (9)带轮结构设计(略) 6-8 解: (1)求链节数 由教材表 6-9 查得链节距p=15.875mm2
8、2 01221 p0 02 730196115.875 61 192132.942215.87527302azzpzzLpa取链节数Lp=132 (2)求链所能传动的最大功率AKPKKP0mz由教材图 6-25 查得P0=10kW,查表 6-11 得KA=1.0,查表 6-12 得KZ=1.0,单排链取 Km=1,则:01 1 1010kW1zmAK K PPK 答:1)链节数Lp=132;2)链所能传动的最大功率 P=10kW。 6-9 解:1 160 100060 1000 6994.6r/min19 19.05vnz p-_由教材表 6-9 查得链节距为p=19.05mm 的链号为 12
9、A 由n1=996.4r/min、链号 12A 查教材图 6-25 可得P0=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p=25.4mmAKPKKP0mz由教材图 6-25 查得P0=40kW,查表 6-12 得KZ=1.1,单排链取 Km=1,则:01.1 1 4036.67kW1.2zmAK K PPK 答:链能传递的功率为 36.67kW。 6-11 解: (1)选择链号 由传动比i= 3 查教材表 6-10 取 z1=25,则z2=iz1=325=75 查表 6-11 取KA=1.2,查表 6-12 取Kz=0.74,单排链
10、取 Km=1,由式(6-22b)得0 zm1.2 5.58.92kW0.74 1AK PPK K根据P0=8.92kW 和nl=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p=15.875mm1125 15.875 7204.76m/s60 100060 1000z pnv 答:由链号 10A,v=4.76m/s,查图 6-26,可选择油浴或飞溅润滑。 6-12 解: (1)两轮的合理转向如图所示 (2)两轮的包角如图所示 (3)V 带与带轮接触处的弯曲应力分布如图所示,b1b2 (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
11、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),带速在 525m/s 范围内,带速合适d1 13.14 100 14607.64m/s60 100060 1000d nv6-13 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) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28)-_(29)
12、 (30) (31) (32) (33) (34) (35) 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)1,实际啮合线段/基圆齿距 (7)轴向力,825 (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,相离 (11)正,弯曲 (12)17 (13)少,小 (14)350HBS,齿面点蚀 (15)轮齿折断 (16)高(2050)HBS, (510)mm (17)齿面磨损 (18)硬度 (19)相反,相同 (20)相同,不同 (21)多 (22)1.5 (23)
13、2040 (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)C (21)A 7-4 解: (1)啮合线N1N2如图所示;(2)节点P如图所示;(3)两轮的节圆如图所示7-5 解:分度圆直径:,112.5 2050mmdmz222.5 40100mmdmz齿顶圆直径:a11a(2)(202
14、 1) 2.555mmdzh m a22a(2)(402 1) 2.5105mmdzh m 齿根圆直径:f11a(22)(202 1 2 0.25) 2.543.75mmdzhc m f 22a(22)(402 1 2 0.25) 2.593.75mmdzhc m 基圆直径:b11cos50 cos2046.985mmddb22cos100 cos2093.969mmdd标准中心距:1250 10075mm22dda-_答:两轮的分度圆直径分别为 50mm、100mm,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
15、46.985mm、93.969mm,标准中心距 为 75mm。 7-6 解:模数:1222 1204mm2040amzz分度圆直径:,114 2080mmdmz224 40160mmdmz齿顶圆直径:a11a(2)(202 1) 488mmdzh m a22a(2)(402 1) 4168mmdzh m 齿根圆直径:f11a(22)(202 1 2 0.25) 470mmdzhc m f 22a(22)(402 1 2 0.25) 4150mmdzhc m 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
16、为 70mm、150mm。 7-7 解: (1)验算齿面接触疲劳强度1 HEHH2 121KTuZ Zbdu查表 7-6 取载荷系数K=1.2,查表 7-7 取弹性系数ZE=188.9MPa1/2,2175325zuz275mmbb113 2575mmdmz 66 1 149.55 109.55 1039791.67N mm960PTn,查表 7-4 取、,HlimH HSHlim1580MPaHlim2300MPaHlimHlim2300MPa查表 7-8 取,H1.1S Hlim H H300272.73MPa1.1S1 HEHH22 1212 1.2 39791.673 1188.9 2
17、.5259.45MPae,由教材表 10-7 查得X=0.56,根据Fa/Cor值由教材表 10-7 线性插 值求Y值,1.991.71 1.99 0.0470.0280.0560.028Y 1.8Y P=XFr+YFa=0.561770+1.8720=2287.2N (3)求轴承寿命 查教材表 10-8 取ft=1,表 10-9 取fp=1.1366 t hh p10101 255005984he,X=0.56,Y=1.895,P=2355.6N,Lh=12089h6000h 答:所选轴承 6307 合适 10-5 解: P=Fr =1500N,查教材表 10-8 取ft=1,表 10-9
18、取fp=1.5,查教材附表 3 得 6309 轴承的C=52800N-_366 t hh p10101 528008309.4h6060 9601.5 4500f CLLnf P答:该轴承满足使用寿命要求 10-6 解: (1)选择轴承 根据轴承类型为角接触球轴承和轴颈 70mm 从表中选择 7214C 轴承 (2)计算轴承寿命 P=40600N,查教材表 10-8 取ft=1,表 10-9 取fp=1.1,从表中查得 7214C 轴承的C=69200N366 t h p10101 6920013340h6060 14401.1 6000f CLnf P(3)判断轴承的压紧和放松 当A+S26
19、34.6NSC,所以轴承 C 被压紧,轴承 D 被放松 FaC= A+SD=2019.4N,FaD= SD=1269.4N 答:FaC=2019.4N,FaD=1269.4N 10-8 解: (1)确定轴承内部附加轴向力S的方向:S1向左,S2向右 (2)求轴承的内部附加轴向力 S1=0.68Fr1=0.681400=952N,S2=0.68Fr2=0.68900=612N (3)求轴承的轴向力 A+S2=800+612=1412N952NS1,所以轴承 1 被压紧,轴承 2 被放松 Fa1= A+S2=800+612=1412N,Fa2= S2=612N (4)求轴承的当量动载荷 查教材表
20、10-7 知 7210AC 轴承的e=0.68 Fa1/ Fr11412/14001.0090.68= e,查教材表 10-7 取X10.41,Y10.87 Fa2/ Fr2612/9000.68= e,查教材表 10-7 取X21,Y20 P1X1Fr1+Y1Fa1=0.411400+0.871412=1802.44N P2X2Fr2+Y2Fa2=1900+0612=900N P=maxP1,P2=1802.44N (5)求轴承寿命 查教材表 10-8 取ft=1,查教材附表 4 得 7210AC 轴承的C=40800N,-_366 t h p10101 4080059662.5h6060
21、9601.5 1802.44f CLnf P答:该轴承的寿命为 59662.5h。 10-9 解: (1)确定轴承内部附加轴向力S的方向:S1向右,S2向左 (2)求轴承的内部附加轴向力 查设计手册得 30212 轴承的e=0.4,Y=1.5 S1=Fr1 /2Y=4800/3=1600N,S2=Fr2 /2Y=2200/3=733.3N, (3)求轴承的轴向力 A+S1=650+1600=2250N733.3NS2,所以轴承 2 被压紧,轴承 1 被放松 Fa1=S1=1600N,Fa2= A+S1=2250N (4)求轴承的当量动载荷 Fa1/ Fr11600/48000.330.4= e
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