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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。
第一章绪论机械设计概述一、判断(每题一分)1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。
……（√）2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。
（×）4、机构是具有确定相对运动的构件组合。
………………………………（√）5、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。
………………（√）6、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。
……（×）7、连杆是一个构件，也是一个零件。
………………………（√）8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。
………………………………（×）二、选择(每题一分)1、组成机器的运动单元体是什么？（ B ）A．机构 B．构件 C．部件 D．零件2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ）A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合而成C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区别3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ）A．构件是机器零件组合而成的。
B．构件是机器的装配单元C．构件是机器的制造单元 D．构件是机器的运动单元4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ）A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ）A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂C．汽车的轮子 D．空气压缩机三、填空(每空一分)1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。
车床上的主轴属于（执行）部分。
2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。
3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为（机构）。
4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。
5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。
机器工作时，都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。
第二章平面机构的结构分析一、填空题(每空一分)2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 1 个约束，而保留 2 个自由度。
机械设计基础教材习题参考解答（第一章~第五章）2012.8目录第1章机械设计概论_______________________________ 2第2章机械零件尺寸的确定_________________________ 3第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4第4章平面连杆机构_______________________________ 6第5章凸轮机构__________________________________ 11第1章机械设计概论思考题和练习题1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。
解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等；继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。
变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。
各种工程机械、农田作业机械等。
1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？解：产品的性能、产品的1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。
从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况2)零件的工作条件3)零件的尺寸及质量4)经济性1-4解：机械设计的内容和步骤？解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。
机械设计的步骤：明确设计任务，总体设计，技术设计，样机试制等。
《机械设计》作业（第一次）填空1应力循环特性系数r=0的应力称为脉动循环。
2如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生塑性变形。
3零件疲劳强度极限的综合影响系数包括零件的有效应力集中系数、尺寸系数、强化系数和表面质量系数。
4设计机器的方法大体上有内部式设计、外推式设计和开发性设计三种。
5在机械设计时，选择材料主要考虑使用要求、工艺要求和经济要求这三个方面的问题。
6防松的根本问题在于防止螺纹副相对转动，具体的防松装置或方法很多，就工作原理来看可分为利用摩擦、直接锁住和破坏螺纹副关系三种。
7不可拆的联接有焊接、铆接和胶接。
8普通平键联接的工作面是键的两侧面；楔键联接的工作面是键的上下面。
9零件的周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动，最常用的周向定位零件是花键和键____。
10不随时间变化的应力称为静应力，随时间变化的应力称为变应力，具有周期性的变应力称为循环变应力。
11按照平面图形的形状，螺纹分为三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。
12驱动机器完成预定功能的部分称为___原动机__。
13金属材料尤其是钢铁使用最广；在机械产品中钢铁材料占__90%以上__。
14机械零件制造中使用最广的金属材料是_ 钢铁___。
15机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和执行部分。
16如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生塑性变形。
17一部机器的质量基本上取决于__设计阶段___。
单选1零件设计时，限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为（ A ）。
A. 强度准则B. 刚度准则C. 寿命准则D. 振动稳定性准则2当两个被联接件不宜制成通孔，且需要经常拆卸通常采用（ C ）。
A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺柱联接D.紧定螺钉联接3利用（ A ）热处理工艺可使金属材料的硬度降低、并消除内应力、均匀组织、细化晶粒和预备热处理。
A．退火 B. 正火 C. 表面淬火 D. 渗碳淬火4在机械设计中，常采用螺纹联接，键、花键、销联接和弹性环联接形式进行联接，这种联接称为（ B ）。
1．凸缘联轴器，用六个普通螺栓联接，螺栓分布在mm D 100=的圆周上，接合面摩擦系数f =0.16，防滑系数 1.2f K =，若联轴器传递扭矩为m N .150，试求螺栓螺纹小径。
（螺栓[]MPa 120=σ）。
解： T K r fF f zi i ≥∑=10N r f TK F f 3750)506(16.0101502.1)6(30=⨯⨯⨯⨯==mm F d 19.712037502.5][2.501=⨯=≥πσπ 结论 取M10的螺栓2．图示刚性联轴器，螺栓孔分布圆直径mm D 160=，其传递的扭矩m N T .1200=，若使用16M 的普通螺栓（螺纹内径mm d 84.131=），被联接件接合面的摩擦系数25.0=f ，防滑系数2.1=K f ，螺栓材料的许用应力[]MPa 80=σ，问至少需要多少个螺栓才能满足联接的要求？ 解：强度条件：302211332211.34 1.3240010[][]/44 1.32400104 1.3 1.22400107.77[]13.840.2516080s s F K d d fzDK z d fD σσσπππσπ⨯⨯⨯=≤∴≤⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯∴≥==⨯⨯⨯⨯至少需8个螺栓3.已知气缸的工作总压力Q=29000N，螺栓材料为35号钢，许用应力[σ]=150N/mm2,螺栓个数Z = 8,剩余预紧力F'0=1.5 F, 试设计气缸盖螺栓联接。
mmd d d F NF F F NF F NZ Q F 000121999.101505.906243.1][43.15.90625.543736255.543736255.15.136258290001212100≥≤⨯⨯≤⨯='=+='+==⨯=='===∑∑πσπσ查表选取M12，其小径d 1=10.106>10.000121999 符合要求。
4.有一受轴向变载荷作用的紧螺栓联接，预紧力N F 40000=，轴向工作载荷在N 4000~0之间变化，假设螺栓与被联接件刚度相等，试绘制受力变形图并计算：（1）螺栓所受最大和最小载荷是多少？（2）被联接件之间的压紧力最大和最小值是多少？（3）螺栓材料的许用应力[]MPa 80=σ，根据受轴向静载荷计算螺栓尺寸1d 。
机械设计基础（第五版）课后习题答案(完整版)
杨可竺、程光蕴、李仲生主编
高等教育出版社
1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。
图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图
图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图
1-5 解
1-6 解
1-7 解
1-8 解
1-9 解
1-10 解
1-11 解
1-12 解
1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件1、3的角速比为：
1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件3的速度为：
，方
向垂直向上。
1-15解要求轮1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，
即，和，如图所示。
则：，轮2与轮1的转向相反。
1-16解（1）图a中的构件组合的自由度为：
自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运
动。
（2）图b中的CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。
故图b中机构的自由度为：
所以构件之间能产生相对运动。
复习题一、填空题1、一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 当取c 杆为机架时，它为何种具体类型？_双曲柄机构_；（2）当取d杆为机架时，则为曲柄摇杆机构2、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件时摇杆为_主动件_，曲柄为_从动件_。
3、运动副是指能使两构件之间既能保持直接接触，而又能产生一定的形式相对运动的联接_。
4、在双曲柄机构中，如果将最短杆对面的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。
5、平面连杆机构当行程速比K_>1_时，机构就具有急回特性。
6、牛头刨床的工作台进给机构用的是棘轮机构。
7、机器或机构构件之间，具有确定的相对运动。
8、在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆的对面杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作整周回转运动，即得到双曲柄机构。
9、机构具有确定运动的条件是：构件系统的自由度必须大于零，且原动件数与其自由度数必须相等。
10、图示机构要有确定运动需要有_1（摇杆）__个原动件。
11、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为_双曲柄机构_。
12、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40、b=60、c=60、d=70。
当以a为机架，则此四杆机构为_双曲柄机构_。
13、凸轮机构能使从动杆按照预定的运动规律，实现各种复杂的运动。
14、凸轮机构中，凸轮基圆半径愈大，压力角愈小，机构传动性能愈好。
15、国标规定，三角带有Y、Z、A、B、C、D、E共七种类型，代号“B2240”表示的含义是：截型为B型，基准长度为2240mm的V型带。
16、带传动中，当中心距a过大，常会引起带的搧动，而中心距a过小，又会加速带的疲劳损坏。
17、我国三角带已经标准化，共分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，三角带的锲角是400度。
18、三角带表面上印有B2240，它表示该三角带是B型带，基准长度为2240mm。
一、选择题1、一箱体与箱盖用螺纹连接，箱体别连接处厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆箱盖进行修配，则一般易用 A 连接。
A、双头螺柱B、螺栓连接C、螺钉连接2、在铰制孔用螺栓连接中，螺栓杆与孔的配合为 B 。
A、间隙配合B、过渡配合C、过盈配合3、计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸和扭转的复合作用，应将拉伸载荷增大到原来的 B 倍。
A、1.1B、1.3C、1.5D、1.74、普通螺栓受横向载荷时，主要靠 C 来承受横向载荷。
A、螺栓杆的抗剪切能力B、螺栓杆的抗挤压能力C、结合面的摩擦力5、受轴向载荷的紧螺栓连接，为保证被连接件不出现缝隙，因此 BA、残余预紧力应小于零B、残余预紧力应大于零C、残余预紧力应等于零6、如下图所示钢板用普通螺栓螺栓连接。
已知横向工作载荷为F，结合面之间的摩擦系数f=0.15，为使连接可靠，取防滑系数为 1.2，则每个螺栓需要的预紧力为B .A、0.5FB、FC、2FD、4F7、某螺栓的材料性能等级为6.8级，其数字6.8代表 A 。
A、对螺栓材料的强度要求B、对螺栓的制造精度的要求C、对螺栓材料的刚度要求D、对螺栓材料的耐磨性要求8、当轮毂轴向移动距离较小时，可以采用 C 连接。
A、普通平键B、半圆键C、导向平键D、滑键9、普通平键连接的主要用途是使轴与轮毂之间 C 。
A、沿轴向固定并传递轴向力B、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C、沿周向固定并传递动力D、安装与拆卸方便10、键的长度主要是根据 B 来选择。
A、传递转矩的大小B、轮毂的长度C、轴的直径11、确定普通平键剖面尺寸bXh的依据是 B 。
A、轴的转矩B、轴的直径C、轴的材料12、已知铸铁带轮与轴用平键连接，则该键连接的强度主要取决于的挤压强度。
AA、带轮的材料B、轴的材料C、键的材料13、已知普通平键的键宽为b，键长为L,其强度校核公式中的l对于A型平键为B 。
A、LB、L-bC、L-b/214、当键连接强度不足时可采用双键，使用时要求两键布置。
机械设计习题解答机械设计（西北工大第八版）3-1 某材料的对称弯曲循环疲劳极限1180 MPa σ-=，取循环基数60510N =⨯，9m =，试求循环次数N 分别为7000、25000、62000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
解由公式1N σσ--= （教科书式3-3）11180373.6 N MPa σσ--===21180324.3 N MPa σσ--===31180227.0 N MPa σσ--===3-2已知材料的力学性能为260 s MPa σ=，1170 MPa σ-=，0.2σϕ=，试绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线。
解 根据所给的条件，()0,170A '和()260,0C 由试件受循环弯曲应力材料常数102σσσϕσ--=，可得1022170283.33 110.2MPa σσσϕ-⨯===++由上式可得()141.67,141.67D '。
由三点()0,170A '、()260,0C 和()141.67,141.67D '，可绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线如下。
3-3 一圆轴的轴肩尺寸为：72 D mm =，62 d mm =， 3 r mm =。
材料为40CrNi ，其强度极限900 b MPa σ=，屈服极限750 S MPa σ=，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数k σ。
解 /72/621.1D d ==，/3/620.048r d ==，所以，查教科书附表3-2得2.09σα≈，查教科书附图3-1得0.9q σ≈，故有()()1110.92.091 1.981k q σσσα=+-=+-=5-4 图5-48所示的底板螺栓组连接受外力F ∑的作用，外力F ∑作用在包含x 轴并垂直于底板接合面的平面内。
试分析螺栓组的受力情况，判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？解 将底板螺栓组连接受外力F ∑力等效转化到底板面上，可知底板受轴向力sin y F F θ∑∑=，横向力cos x F F θ∑∑=和绕z的倾斜力矩sin cos z M lF hF θθ∑∑=-。
