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机械设计基础作业集参考答案（注：此参考答案非解答，因此无解题过程）第一章 绪论1-11-4略第二章 平面机构的结构分析和速度分析2-1判断题(1)(2)(3)(4)(5)PP2-2选择题(1)(2)(3)(4)(5)DBBAB2-3填空题（1）构件 运动副 运动 一个 几个 刚性 （2）平面低副 2 平面高副 1 （3）可以 也可以 （4）减少 （5）大于0 原动件数目等于机构自由度 （6）垂直于导路无穷远处 过高副接触点的公法线上 （7）绝对速度相等，相对速度为零 相对瞬心的绝对速度不为零，绝对瞬心的绝对速度为零 （8）3个 同一条直线上2-42-6 F=1，机构简图略。2-7 F=0，不能运动，所以不能实现设计意图。机构简图及修改略。2-8 F=2。2-92-11 F=1。2-12 F=2，该机构具有确定运动的条件为：给定2个原动件。2-13 F=1，该机构具有确定运动的条件为：给定1个原动件。2-14 v3=1m/s。2-15 更正：求构件3的速度 v3=0.2w1m/s。2-16 v3=p13p14mlw1，w2=w1p12p14/ p12p24。2-17 w2=w1p12p13/ p12p23。，与w1方向相同。第三章 平面连杆机构及其设计3-1判断题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)PPP3-2填空题（1）摇杆的形状和尺寸 曲柄与连杆组成转动副的尺寸 机架（以连杆为机架） （2）有 AB 曲柄摇杆 AB CD （3）曲柄 机架 （4）曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构 摆动导杆机构 （5）曲柄摇杆机构 摆动导杆机构 曲柄滑块机构 正弦机构 （6）等速运动 为原动件 （7）7 （8）往复 连杆 从动曲柄 （9）53-3 70lCD6703-43-11略。3-12 lAB=63.923mm lBC=101.197mm lBC=101.094mm lCD=80mm第四章 凸轮机构及其设计4-1判断题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)PPP4-2选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)A BD D BB(外凸轮廓)ACDA4-3填空题（1）等速运动 等加速等减速、余弦加速度运动 （2）增大基圆半径 采用正偏置 （3）凸轮回转中心 理论廓线上 （4）速度 加速度 （5）升程开始点、中点和结束点 柔性 （6）增大基圆半径 减小滚子半径 （7）重合于 法向等距 （8）大 小 （9）0 （10）减小推程压力角4-44-11略。第五章 齿轮机构及其设计5-1判断题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)PPPP(13)(14)(15(16)(17)(18)PPP5-2选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)BCC、AB、A C、ABABCBD5-3（1）rk= 48.9898mm a k= 4425 qK=114322（2）a k= 4442 rk=70.3433mm5-4 z=45.45 5-5（1） z1= 20 z2= 30 r1= 40mm r2= 60mm ra1= 44mm ra2= 64mmrf1= 35mm rf2= 55mm a= 20 c=1mm （2） r1=40.8mm r2=61.196mm a= 2353 c=3mm5-6略。5-7（1）r1= 47.5mm r2=105mm rb1= 44.64mm rb2=98.66mm ra1= 52.5mm ra2=110mm a=152.5mm B1B2=24.12 mm ea=1.634(2）略5-8（1）a= 23.23 a=155.94mm （2）r1=48.57mm r2=107.37mm （3）r1=19.1571mm r2=42.1592mm （4）c=4.69mm5-9 5-10略。5-11（1）正传动 （2）1）b= 13.7291 2）d1= 30.88mm da1=34.88mm df1= 25.88mm 3）z v 1 = 16.36 会产生根切 4）eg=2.69345-12略。5-13（1）d2=175mm （2）da2=185mm df2= 163mm （3）b2= 5.7106 （4）a=112.5mm5-14图略。第六章 齿轮系及其设计6-1 iSM=60 iMH=126-2 z7=32 z5=25 Z6为过桥轮，其齿数可适当选取。滚刀A应为左螺旋方向。6-3 齿条8的线速度v=11.78mm/s，方向向上。6-4 iSH=106-5 z1=1206-6 z2=67.81686-7 齿轮5和6组成定轴轮系，齿轮1、2、3、4和齿轮5组成周转轮系，齿轮5是系杆H， i16= -0.0726-8（1）n8=7r/min，逆时针方向转动。 （2）n8=3 r /min，顺时针方向转动。6-9 nH= -7000 r/min，方向与n1相反如图示。6-10（1）nA=0 （2）nA=300 r/min，方向与n 1、n8相同。6-11（1）i1H=3 （2）i1H=1.86-12 nH=20r/min，方向与n2相同如图示。6-13 i1H= -3/7第七章 其他常用机构7-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)BAACC7-2填空题（1）摇杆-棘爪、棘轮、止动棘爪和机架 （2）阻止棘轮随同主动摇杆回转，使棘轮静止不动 （3）0k1 单销外槽轮机构：0k1/2 单销内槽轮机构：1/2k1 （4）主动拨盘、从动槽轮和机架 （5）棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构 棘轮机构7-37-4略。7-5（1）k =2/3（2）n =27-6 z = 4 n =2 或 z = 3 n =3 7-7 1转： td= 10/3s tj= 20/3s 第八章 机械的调速及平衡8-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)C CB BACBA8-2填空题（1）启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段 （2）转动惯量 储能器 （3）最大动能与最小动能 功能增量指示图（4）两个回转面 双面（5） SF=0 （6） SF=0，SM=0（7）一定 不一定8-38-5略。8-6（1）Je=0.035kgm2（2）Me=10Nm8-7 DWmax=3500Nm n max=993.28r/ mm 在je n min=926.72r/ mm 在j b8-8 （1）n max=502.5 r/mm 在j max=104.1645 （2）JF=3.2525 kgm28-9 mbrb=1655.2945 kgmm 方位角295.017 8-10 a）静平衡，动不平衡 mbrb= mr/ 2与m1方位相反，mbrb= mr/2与m1方位相同 b）静平衡，动不平衡 mbrb= mr/2 与m1方位相反，mbrb= mr/2与m1方位相同第九章 机械零件设计概论9-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)D C 、AB 、E CAAA9-2填空题（1）最大应力及安全系数 max及 SS （2）疲劳失效 光滑区及粗糙区 （3）尺寸突变 增大 （4）对称循环、脉动循环和非对称循环= （5）m=max/2 （6）屈服极限S 强度极限B 疲劳极限0 （7）应力集中、绝对尺寸、表面状态 （8）跑合磨损、稳定磨损和剧烈磨损 （9）干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦9-39-7略。第十章 连接10-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)B BA 、D CB 、A 、DDCDAD、CC、B、DAB10-2填空题（1）螺纹升角小于等于当量摩擦角 （2）大 中 小 （3）自锁 小 减小当量摩擦角，提高传动效率 （4）防止螺纹副的相对运动 （5）接合面间的滑移、螺栓被拉断 螺杆被剪断和螺杆与孔壁接触面被压溃 （6）采用定力矩扳手、测力矩扳手、测量螺栓伸长量等 （7）普通平键、薄型平键、导向平键、滑键 普通平键、薄型平键 导向平键、滑键 （8）C型(半圆头)键 键宽16mm,键长（公称长度）100mm （9）工作面压溃和键被剪断 pp； 工作面的过度磨损 pp pp （10）小径 齿形10-310-9略。10-10 S=1.21.5，Fmax=2118.211694.57N10-11 Fmax=2000N10-12 普通螺栓 S=1.21.5 d1=11.144612.46 mm 取M16(d1=13.835 mm) 铰制孔用螺栓 d07.054mm 取M8(d0=9 mm) hmin= 2.17 mm10-13 (1) Tmax=2963.532N m (2) d1=24.576327.4771 mm 取M3090(d1=26.211 mm)或M3690(d1=31.67 mm)10-14 按不控制预紧力，需M16，d1=13.835mm，预紧力F0=13000N 10-15 (1) F1=4KN (2) F1max=4400N d17.792mm 取M10，d1=8.376mm7.792mm10-1610-17略。第十一章 齿轮传动11-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)B AB ACA、CA、ACBACCA(14)(15)B、AAG，CE，BDFHIJ11-2填空题（1）硬 软 350HBS 硬度350HBS 3050 一对齿轮啮合时，小齿轮的啮合次数多于大齿轮，所以小齿轮容易失效，为了使大小两齿轮寿命接近相等 硬度350HBS 相等 （2）正火、调质 整体淬火、表面淬火、渗碳淬火、渗氮（氮化）、碳氮共渗（氰化）（3）齿面疲劳点蚀 轮齿折断 齿面磨损 齿面胶合（4）节线附近的齿根面上 此处啮合，相对滑动速度小，不易形成润滑油膜，润滑不良，使摩擦力较大，裂纹易形成、只有一对轮齿啮合，其接触应力最大（5）悬臂梁 模数m 不相等（6）赫兹 两轮齿节点处的综合曲率半径（当齿数比一定时，分度圆半径或中心距） 不变（7）轮齿几何形状对齿根弯曲应力的影响 齿数 当量齿数（8）齿宽中点的（9）99 脉动（10）对称 -300MPa 300MPa 0 脉动 脉动11-311-14略。11-15 a=150mm11-16 T2max=168938Nmm11-17 （1）F1=55.01MPa（2）11-1811-20略。第十二章 蜗杆传动12-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)D DB ABCDBC12-2填空题（1）中碳钢、中碳合金钢 表面淬火 铸锡锌铅青铜ZCuSn5Pb5Zn5 （2）蜗轮 蜗轮材料强度较弱、结构上蜗轮齿孤立，蜗杆齿连续 （3）蜗杆传动的啮合效率、轴承效率、搅油损耗效率12-312-6略12-7（1）略 （2）v=1.005m/s （3）W=6965.7N （4）Fa2=3158N Ft2=9326N Fr2=3394N 方向略12-8略。第十三章 带传动和链传动13-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)C、C BC BACDBCBCAB13-2填空题（1）初拉力F0、小轮包角a和带与带轮之间的摩擦系数fv （2）拉应力、离心拉应力、弯曲应力 max=1+C+b1 紧边进入小带轮处 （3）打滑和疲劳破坏 在保证不打滑的条件下，带传动具有一定的疲劳强度和寿命 （4）F1= 1500N和F2= 750N （5）内链板与套筒 外链板与销轴 滚子与套筒 套筒与销轴 （6）越高 越大 越少 （7）平均 瞬时 （8）A系列、节距25.4mm（节距=链号25.4/16mm） 双排 60节13-313-10略。13-11 Pmax=13.9 kw13-1213-14略。第十四章 轴14-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)C BC BBCAAA14-2填空题（1）转轴 心轴 （2）传动轴 （3）为了使零件在轴向定位和承受轴向载荷 轴肩、轴环、套筒、弹性挡圈、轴端挡圈、圆螺母和止动垫片、圆锥面等。 （4）花键，过盈配合，涨套和成型连接 （5）直轴，曲轴和钢丝软轴 （6）挠度或偏转角 扭转角 变形在允许的范围内 （7）卸载槽、过渡肩环、凹切圆角（增大过渡圆角半径） （8）考虑扭切应力与弯曲应力的性质不同引入的折合系数 （9）便于轴上零件的装拆和定位14-314-5略。14-6 dmin=47.34mm14-7 P=98.73kw14-8 d 31.8mm，该轴能够满足强度要求。14-9 略。第十五章 滚动轴承15-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)C AD DDAADBA,B、D15-2填空题（1）N316/P和51316 51316和N316/P66306/P5和513166306/P5 30306、6306、6306/P5、30206（2）疲劳寿命（3）提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动 在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙。 （4）当C、P不变时，轴的转速由n增加到2n，L10= 5.4x107r，Lh= 1000h。当C、n不变时，当量动载荷由P增加到2P，L10=6.75x106r ，Lh 250h。当n、P不变时，轴承尺寸改变，其额定动载荷由C增加到2C，L10=4.32 x108r，Lh=16000 （5）为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失， 接触式密封（中低速）、非接触式密封（高速）、混合式密封）15-315-8略。15-9 答： Fd1=0.68 Fr1=0.688000=5440N Fd2=0.68 Fr2=0.685200=3536N（1）Fa1 =5736N Fa2 =3536N（2）Fa1 =5440N Fa2 =4540N（3）Fa1=5440N Fa2 =3536N （4）Fa1 =Fa2 =5440N15-10 Lh=55035.172h15-11 Lh=14940.551h25000h 不满足要求。15-12 Lh=14803.6h15000 h 不满足要求，可以改宽度系列或直径系列重选。15-1315-15略。第十六章 滑动轴承16-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)C A、CA、B CBCCBDBBD16-2填空题（1）径向滑动轴承 止推滑动轴承 (2) 自位调心轴承 (3) 增加 减小 (4) 剖分式 (5) 越大 越高 (6) 答：液体动压润滑和液体静压润滑动压润滑是靠运动表面之间相互运动产生的流体压力来润滑的。液体静压轴承是利用专门的供油装置，把具有一定压力的润滑油送入轴承静压油腔。形成具有压力的油膜，利用静压腔间压力差，平衡外载荷，保证轴承在完全液体润滑状态下工作。16-316-4略。16-5 Fmax=23873N16-616-7略。第十七章 联轴器和离合器17-1选择题(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)C BC DDCA、B、DBAB17-217-7略。第十八章 弹簧18-1填空题（1）缓和冲击和吸收振动、控制机构的运动、储存及输出能量、测量力的大小、改变机器的自振频率 （2）螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘弹簧、板弹簧 压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧 （3）优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢和有色金属合金 （4）卷绕、两端面加工(指压簧)或挂钩的制作(指拉簧和扭簧)、热处理、工艺性试验和强压处理（5）弹簧钢丝直径d、弹簧外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋角、自由高度H0、有效圈数n、总圈数n1、螺旋旋向（6）强度 变形18-218-6略。11