机械设计基础回转件的平衡高等教育出版社

机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社课后答案(1-18章全)机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第 1 章机械设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 1第 2 章摩擦、磨损及润滑概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????? 3第 3 章平面机构的结构分析??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 12第 4 章平面连杆机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 16第 5 章凸轮机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????36第 6 章间歇运动机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 46第7 章螺纹连接与螺旋传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 48第8 章带传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????60第9 章链传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????73第10 章齿轮传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????80第11章蜗杆传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????112第12 章齿轮系??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????124第13 章机械传动设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131第14 章轴和轴毂连接??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 133第15 章轴承??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????138第16 章其他常用零、部件??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 152第17 章机械的平衡与调速??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 156第18 章机械设计CAD 简介??????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????163第1章机械设计概述1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

第8章 回转件的平衡8.1 复习笔记一、回转件平衡的目的机械中有许多构件是绕固定轴线回转的，这类作回转运动的构件称为回转件（或称转子）。

1．不平衡的原因由于回转件的结构不对称、材质不均匀或是制造不准确等因素，使回转件在转动时产生离心力系的不平衡，使离心力系的合力和合力偶矩不等于零。

2．不平衡的危害（1）在运动副中产生附加的动压力，从而增大构件中的内应力和运动副中的摩擦，加剧运动副的磨损，降低机械效率和使用寿命；（2）使机械产生周期性振动，降低工作可靠性和精度、零件材料的疲劳损坏以及令人厌倦的噪声。

3．回转件平衡的目的调整回转件的质量分布，使转子工作时的离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害振动，改善机构工作性能。

二、回转件的平衡计算根据组成回转件各质量的不同分布，可分两种情况。

1．质量分布在同一回转面内轴向尺寸很小的回转件（B/D ＜0.2），将其质量看作是分布在同一平面内，如风扇叶轮、飞轮、砂轮等。

对于这类转子，利用在刚性转子上重心的另一侧加上一定的质量，或在重心同侧去掉一些质量，使质心位置落在回转轴线上，从而使离心惯性力达到平衡，即平衡条件为：b 0=+∑=i F F F式中，F 、b F 、i F ∑分别表示总离心力、平衡质量的离心力、原有质量的离心力。

写成质径积的形式为：b b 0=+∑=i i me m r m r特点：若重心不在回转轴线上，则在静止状态下，无论其重心初始在何位置，最终都会落在轴线的铅垂线的下方，这种不平衡现象在静止状态下就能表现出来，故称为静平衡。

静平衡的条件：分布于回转件上各个质量的质径积的向量和为零，即：b b 0+∑=i i m r m r2．质量分布不在同一回转面内 对于轴向尺寸较大(B/D ≥0.2)的回转件，如内燃机中的曲轴和凸轮轴、电机转子、机床主轴等，其质量的分布不能再近似地认为是位于同一回转面内，而应看作分布在垂直于轴线的许多互相平行的回转平面内，离心惯性力将形成一个不汇交空间力系，因此必须使各质量产生的离心力的合力和合力偶都等于零，才能达到平衡，即平衡条件为：0F ∑= 0M ∑=平衡方法：对于动不平衡的转子，无论其具有多少个偏心质量以及分布在多少个回转平面内，只要将各不平衡质量产生的惯性力分别分解到两个选定的平衡基面内，则动平衡即转化为在两平衡基面内的静平衡计算问题。

机械设计基础(杨可桢版)1-18章答案(全)机械设计基础习题答案第八章回转件的平衡8-1解：依题意该转子的离心力大小为该转子本身的重量为则，即该转子的离心力是其本身重量的倍。

8-2答：方法如下：（ 1）将转子放在静平衡架上，待其静止，这时不平衡转子的质心必接近于过轴心的垂线下方；（ 2）将转子顺时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。

静止后，在转子上画过轴心的铅垂线1；（ 3）将转子逆时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。

静止后画过轴心的铅垂线2；（ 4）做线1和2的角平分线，重心就在这条直线上。

8-3答：（ 1）两种振动产生的原因分析：主轴周期性速度波动是由于受到周期性外力，使输入功和输出功之差形成周期性动能的增减，从而使主轴呈现周期性速度波动，这种波动在运动副中产生变化的附加作用力，使得机座产生振动。

而回转体不平衡产生的振动是由于回转体上的偏心质量，在回转时产生方向不断变化的离心力所产生的。

（2）从理论上来说，这两种振动都可以消除。

对于周期性速度波动，只要使输入功和输出功时时相等，就能保证机械运转的不均匀系数为零，彻底消除速度波动，从而彻底消除这种机座振动。

对于回转体不平衡使机座产生的振动，只要满足静或动平衡原理，也可以消除的。

（3）从实践上说，周期性速度波动使机座产生的振动是不能彻底消除的。

因为实际中不可能使输入功和输出功时时相等，同时如果用飞轮也只能减小速度波动，而不能彻底消除速度波动。

因此这种振动只能减小而不能彻底消除。

对于回转体不平衡产生的振动在实践上是可以消除的。

对于轴向尺寸很小的转子，用静平衡原理，在静平衡机上实验，增加或减去平衡质量，最后保证所有偏心质量的离心力矢量和为零即可。

对于轴向尺寸较大的转子，用动平衡原理，在动平衡机上，用双面平衡法，保证两个平衡基面上所有偏心质量的离心力食量和为零即可。

8-4图 8 . 7解：已知的不平衡质径积为。

设方向的质径积为，方向的质径积为，它们的方向沿着各自的向径指向圆外。

第8章回转件的平衡8.1复习笔记一、回转件平衡的目的1．不平衡的原因回转件的结构不对称、制造不准确或材质不均匀，使整个回转件在转动时产生离心力系的不平衡，离心力系的合力和合力偶矩不等于零。

2．不平衡的危害（1）在轴承中引起附加的动压力，使整个机械产生振动，引起机械工作精度和可靠性降低、零件材料的疲劳损坏和噪声，影响和破坏周围的设备和厂房建筑。

（2）附加的动压力会缩短轴承寿命，降低机械效率。

3．回转件平衡的目的调整回转件的质量分布，使回转件工作时的离心力达到平衡，以消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动。

二、回转件的平衡计算1．质量分布在同一回转面内（1）静平衡的定义总质心与回转轴线重合，回转件质量对回转轴线的静力矩为零，该回转件可以在任何位置保持静止，而不会自行转动，将这种平衡称为静平衡。

（2）静平衡的条件分布于该回转件上各个质量的离心力（或质径积）的向量和等于零，即回转件的质心与回转轴线重合。

写成质径积的形式为b b i i me m r m r =+=∑式中，m 、e 为回转件的总质量和总质心向径，b m 、b r 为平衡质量及其质心的向径，i m 、i r 为原有各质量及其质心的向径。

2．质量分布不在同一回转面内（1）动平衡的定义质量分布不在同一回转面内的回转件，只要分别在任选的两个回转面（即平衡平面或校正平面）内各加上适当的平衡质量就能达到完全平衡，这种类型的平衡称为动平衡。

（2）动平衡的条件回转件上各个质量的离心力的向量和等于零，而且离心力所引起的力偶矩的向量和也等于零。

（3）动平衡与静平衡的关系经动平衡的回转件一定是静平衡的，但静平衡的回转件却不一定是动平衡的。

三、回转件的平衡实验1．静平衡试验法利用静平衡架，找出不平衡质径积的大小和方向，并由此确定平衡质量的大小和位置，使质心移到回转轴线上而达到平衡，这种方法称为静平衡试验法。

以下为两种不同的试验方法：（1）导轨式静平衡架导轨式静平衡架简单、可靠，精度能满足一般生产需要，缺点是它不能用于平衡两端轴径不等的回转件。

.机械设计基础之回转构件的平衡-----------------------作者：-----------------------日期：.DOC资料..DOC资料.教案用纸附页.DOC资料.教案用纸附页.DOC资料..DOC资料.教学容、方法和过程附记在两配重平面处，分别悬浮支承，逐端调平衡。

3、硬支承动平衡试验机的工作原理采用压力传感器将转子振动的加速度放大显示，并根据显示的情况，在两配重的平面添加重径积，直到震动消除的方法来实现动平衡。

四、作业布置教材 P108~P109 7-1、7-3、7-2、7-5.DOC资料..DOC资料.教 学 容、方 法 和 过 程附 记3．轴上零件的周向固定表8-3 轴上零件的轴向固定方法及应用4．轴的结构工艺性教案用纸附页.DOC资料..DOC资料.表8-4零件倒圆与倒角（摘自GB6403.8—86）5．提高轴的强度的措施 （1）改善轴的受载情况为了减小轴所承受的弯矩，传 动件应尽量靠近轴承，并尽可能不 采用悬臂的支撑形式，力求缩短支 撑跨距及悬臂长度。

教 案 用 纸 附 页图8-5 导向圆锥图8-6 砂轮越程图8-7 螺纹退刀槽图8-8 轴上零件的合理布置 图8-9 轴上零件的合理设计.DOC 资料.教 学 容、方 法 和 过 程附 记（2）减少应力集中的措施为了减少直径突变处的应力集中，提高轴的疲劳强度，应适当增大轴肩处的圆角半径。

图8-10 减小轴肩应力集中的措施图8-11 减小过盈配合处应力集中的措施三、 最小轴径的确定1．计算法按转矩初步计算轴端直径的 强度条件是：2．经验法对于与电机轴联接的轴，可取轴径，d 电为电机伸出轴的轴端直径。

四、作业布置教材 P121 8-2、8-3、8-4图8-12 键槽加工 []30.2T d ττ=≤[][]333339550100.20.2T P P An n ττ⨯=⨯=≥d (0.8~1.0)d d =电教案用纸附页教学容、方法和过程附记轴的结构主要与下列因素有关：①载荷的性质、大小、方向及分布情况；②轴上零件的数目和布置情况；③零件在轴上的定位及固定方法；④轴承的类型及尺寸；⑤轴的加工工艺及装配方法等。