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第一章 结构设计中的静力学平衡1-1 解：力和力偶不能合成；力偶也不可以用力来平衡。
1-2 解：平面汇交力系可以列出两个方程，解出两个未知数。
取坐标系如图，如图知 ()100q x x = 1-3 解：则载荷q(x) 对A 点的矩为1()()(2)66.7()A M q q x x dx KN m =⋅-≈⋅⎰1-4 解：1）AB 杆是二力杆，其受力方向如图，且 F A ’＝F B ’2）OA 杆在A 点受力F A ，和F A ’是一对作用力和反作用力。
显然OA 杆在O 点受力F O ，F O 和F A 构成一力偶与m 1平衡，所以有 1sin 300A F OA m ⋅⋅︒-=代入OA = 400mm ，m 1 = 1N ⋅m ，得 F A =5N 所以F A ’＝F A ＝5N ， F B ’＝ F A ’＝5N ，即 杆AB 所受的力S ＝F A ’＝5N3）同理，O 1B 杆在B 点受力F B ，和F B ’是一对作用力和反作用力，F B ＝F B ’＝5N ；且在O 1点受力F O1，F O1和F B 构成一力偶与m 2平衡，所以有 210B m F O B -⋅= 代入O 1B =600mm ，得 m 2=3N.m 。
解：1）首先取球为受力分析对象，受重力1-5P ，墙 壁对球的正压力N 2和杆AB 对球的正压力N 1，处于平衡。
有：1sin N P α⋅= 则 1/sin N P α=2）取杆AB 进行受力分析，受力如图所示，杆AB 平衡，则对A 点的合力矩为0：1()cos 0A M F T l N AD α=⋅⋅-⋅=3）根据几何关系有(1cos )sin tan sin a a a AD αααα+=+=Xq(x)F B ’ ABF A ’ F Am 1 OFm 21F BF O1N 1 N 2A D N 1’TαBD F AYF AX最后解得：2211/cos 1sin cos cos Pa Pa T l l αααα+=⋅=⋅- 当2cos cos αα-最大，即α＝60°时，有T min ＝4Pa l。
1.谐波齿轮传动的组成、工作原理和特点。
三个基本构件：(1)谐波发生器（简称波发生器）(2)柔性齿轮（简称柔轮）(3)刚性齿轮（简称刚轮）工作原理：谐波齿轮传动的运动转换，是依靠挠性构件的弹性变形来实现的，这种运动转换原理称为变形原理特点：传动特点：(1)结构简单，体积小，重量轻；(2)传动比范围大(3)同时啮合齿数多(4)运动精度高。
(5)承载能力大。
(6)传动效率高。
(7)齿侧间隙可以调整。
(8)运动平稳，无冲击，噪声小。
(9)同轴性好。
(10)可实现向密闭空间传递运动及动力。
(11)可实现高增速运动。
(12)方便的实现差速传动。
2.谐波齿轮传动的分类方法和类型。
（1）按啮合类型可分为1）径向啮合式谐波齿轮传动2）端面啮合式谐波齿轮传动(2)按变形波数可分为1）单波（U=1）传动。
刚轮与柔轮的齿数之差为1，在国内外均研究得较少。
单波传动不仅具有谐波齿轮传动所具有的一切优点，而且在传动比和模数相同的情况下，其径向尺寸分别比双波和三波传动小一倍到两倍。
2）双波（U=2）传动。
其齿差为2。
由于变形时柔轮的表面应力较小，结构比较简单，且易于获得大的传动比，因而是目前最常用的一种。
3）三波（U=3）传动。
其齿数差为3。
这种传动的元件虽然对中性好，偏心误差较小，但是在相同的传动比和模数的情况下，径向尺寸比上两种传动都大；采用凸轮式波发生器时，波发生器凸轮廓线的加工复杂；同时由于柔轮中的应力较大（约比双波传动大两倍）和波发生器转一圈时，柔轮反复弯曲的次数增加，因而对柔轮的疲劳寿命提出了较高的要求。
故一般情况下，这种传动应用较少。
(3)按波发生器与柔轮相互作用原理的不同可分为1）依靠波发生器与柔轮之间的机械连系以产生相互作用的传动。
例如，机械波发生器（常用的有触头型、双圆盘型和采用柔性轴承的凸轮型波发生器等），液压波发生器和气动波发生器等，均籍机械力使柔轮产生移动的可控弹性变形波以实现啮合运动的传递；2）依靠波发生器与柔轮之间的电磁耦合以产生相互作用的传动。
1、什么是啮合角？啮合角与压力角有何关系？
2、基圆上渐开线的曲率半径是多少？压力角多大？
3、齿轮的齿顶圆是否一定大于齿根圆？有没有基圆大于分
度圆的情况？
4、由于齿轮传动中要留有径向间隙，因此，齿根圆附近径
向距离为 c*m 的一段齿廓不是渐开线，其他齿廓段皆为渐
开线，这种说法对吗？
5、任意圆上的齿厚公式对齿轮任意圆上的齿廓都使用吗？
6、如图所示是一对齿数分别为 z 1 、 z 2 的齿轮互相啮合，设模数为 m ，压力角α。
试求实际啮合线 B 1 B 2 的长度，基节 P b 和重合度ε的表达式，并求轮 1 上的牙齿自开始啮合至脱开啮合（即齿廓与 B 1 B 2 有相交之处）过程中所转过的角φ 1 。
7、如例图所示，已知各轮齿数为 z1 , z2 , z3 , z4 , z5 , z6 , z1为主动件，转向如图箭头所示，试求：（ 1 ）传动比 i 1H =w 1 /w H =? ( 列出表达式 );（ 2 ）若已知各齿轮齿数 z 1 =z 2 =z 4 =z 5 =20 、 z 3 =40,z 6 =60, 求 i 1H 的大小及转向。
8、如例图所示轮系，已知各轮齿数为： z 1 =25, z 2 =50, z 2' =25, z
H =100,z 4 =50, 各齿轮模数相同。
求传动比i(14) 。
精密机械设计习题答案精密机械设计习题答案在精密机械设计中，习题是我们提高技能和理解能力的重要方式。
通过解答习题，我们可以加深对机械设计原理的理解，培养解决问题的能力。
在这篇文章中，我将为您提供一些精密机械设计习题的答案，希望能够帮助您更好地掌握这一领域的知识。
1. 问题：如何设计一个精密的齿轮传动系统？答案：设计精密齿轮传动系统需要考虑许多因素，包括齿轮的模数、齿轮的齿数、齿轮的硬度等。
首先，我们需要选择合适的材料，如高强度合金钢或硬质合金。
然后，根据传动比和载荷要求，计算出齿轮的模数和齿数。
接下来，进行齿轮的绘制和加工，确保齿轮的精度和表面质量。
最后，进行齿轮的装配和调试，确保传动系统的稳定性和精度。
2. 问题：如何设计一个高精度的直线导轨系统？答案：设计高精度直线导轨系统需要考虑导轨的材料、导轨的精度和导轨的润滑等因素。
首先，我们需要选择高硬度和高耐磨性的材料，如硬质铝合金或工具钢。
然后，根据导轨的长度和载荷要求，计算出导轨的精度和尺寸。
接下来，进行导轨的制造和加工，确保导轨的平整度和表面质量。
最后，进行导轨的润滑和调试，确保导轨系统的稳定性和精度。
3. 问题：如何设计一个高精度的光学仪器？答案：设计高精度光学仪器需要考虑光学元件的选择、光路的设计和光学系统的调试等因素。
首先，我们需要选择高质量的光学元件，如高透射率的镜片和透镜。
然后，根据光学系统的要求，设计出合适的光路，包括准直、聚焦和成像等过程。
接下来，进行光学元件的安装和调试，确保光学系统的稳定性和精度。
最后，进行光学仪器的性能测试和校准，确保其满足实际应用的要求。
4. 问题：如何设计一个高精度的测量仪器？答案：设计高精度测量仪器需要考虑测量原理、传感器的选择和测量系统的调试等因素。
首先，我们需要选择合适的测量原理，如激光测距、电阻测量或光学测量等。
然后，根据测量要求，选择合适的传感器，如激光传感器、压力传感器或光学传感器等。
接下来，进行测量系统的设计和调试，确保测量系统的稳定性和精度。
第第章第、选选选 1-5 ACCCD 65 ACCCD 6--10 BBADB 10 BBADB二、名名名名弹弹弹弹： 带带弹中，由由由带由弹弹由由由带由带由由由由由由弹弹。
打弹：带带弹中，存存弹弹打弹，若若若若若若若若，则带由带由由由则则则则弹弹由则象。
三、填填选 1.1. 打弹，带传带由传传传传； 2.2. 若； 3.3. 弯弯弯弯； 4.4. 松，内，若；小，松，若； 四、计计选1.带弹传i ＝n1／n2＝D2（从弹由从从）／D1（主弹由从从）＝250／100＝5∶2 α≈验计验验：180°－－D2－D1×﹚57.3°／a （中中中）＝163.5°≥90°V 带由带带带带：L ＝2a ＋Pi －D1＋D2﹚／2＋－D2－D1﹚∧2／4a ≈1600.32㎜ 2.2.n2n2＝n1／i ＝1450 ／2.5＝580 r ／min minV 带带带带v ＝Pi ×d1×n1／（60×1000）＝7.6 m ／s五、思思选 2.2. V V 带带弹中，胶带胶则胶验胶：40° 带由带验带四带；V 带带验弯若由带由带带4. 三验带（V 带）两两则胶验：普通由三验带胶验通40° 带由由由带带验带带带：32°、34°、36°、38°减带传减若减，小由由带验传减若，因通减带传传减若减，小由由弯弯弯弯传减若，使带验楔楔带，然然带验然然若然第二章第二章第、填填选1、两两由两带两两由两两两两弯验两两两两由两2、两由由齿齿，吃两则由吃吃、磨磨两胶磨3、按按小然若由按则两按带弹传、按按小按按按则两按带弹传、按按小按弹按按按则两按带弹传、4、两由两两两两弯验两两由两，并并并通若并磨减，两由由两两验弯若小由两，方方由方。
5、主主则内主主由主方两中px1（px1=πmx1）由与由由与则两中pt2(pt2=πmt2)由两，并并主由由与则两弯验2t α两由主主由主方两弯验1x α6、两圆主主带弹、环则主主带弹、锥主主带弹7、主主两带两从从d1由两两m 由传的8、波波则波、柔由两柔由9、定主由定、周按由定10、差弹由定、行行由定11、不不不由定带弹传，只不不只由带方由两由12、并主弹由方方按弹减从弹由当然由第带则象13、销销销销、两销销销、键销销二、名名名名1、两带两：存两在两由两在两由由在定第从从通d由两。
WORD格式可编写第七章练习题1.单项选择1-1 重要的轴类零件的毛坯平时应选择（）。
①铸件②锻件③棒料④管材1-2 一般机床床身的毛坯多采用（）。
①铸件②锻件③焊接件④冲压件1-3 基准重合原则是指派用被加工表面的（）基准作为精基准。
②设计②工序③测量④装置1-4 箱体类零件常采用（）作为一致精基准。
①一面一孔②一面两孔③两面一孔④两面两孔1-5 经济加工精度是在（）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。
①最不利②最正确状态③最小成本④正常加工1-6 铜合金 7 级精度外圆表面加工平时采用（）的加工路线。
①粗车②粗车- 半精车③粗车 - 半精车 - 精车④粗车 - 半精车 - 精磨1-7 淬火钢 7 级精度外圆表面常采用的加工路线是（）。
①粗车—半精车—精车②粗车—半精车—精车—金刚石车③粗车—半精车—粗磨④粗车—半精车—粗磨—精磨1-8 铸铁箱体上φ 120H7孔常采用的加工路线是（）。
①粗镗—半精镗—精镗②粗镗—半精镗—铰③粗镗—半精镗—粗磨④粗镗—半精镗—粗磨—精磨1-9 为改进资料切削性能而进行的热办理工序（如退火、正火等），平时安排在（）进行。
①切削加工从前②磨削加工从前③切削加工此后④粗加工后、精加工前1-10 工序余量公差等于() 。
①上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和②上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差③上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和的二分之一④上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一1-11 直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下误差等于（）。
①增环的上误差之和减去减环的上误差之和专业知识整理分享WORD格式可编写②增环的上误差之和减去减环的下误差之和③增环的下误差之和减去减环的上误差之和④增环的下误差之和减去减环的下误差之和直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均凑近正态分布，则封闭环的公差等于 1-12（）。
①各组成环中公差最大值②各组成环中公差的最小值③各组成环公差之和④各组成环公差平方和的平方根1-13 用近似概率算法计算封闭环公差时，k 值常取为（）。
7-19 图7-71所示为一大传动比的减速器。
已知其各齿轮的齿数为Z1＝100，Z2=101，Z2′=100，Z3=99，求原动件对从动件1的传动比i H1 .又当Z1＝99而其他齿轮齿数均不变，求传动比i H1。
试分析该减速器有何变化。
图7-71 1）解法一：
这是一个简单行星轮系。
其转化机构的传动比为：
()100100991011'213223131
13⨯⨯=
-=--==z z z z i H H H H
H ωωωωωω
100100991010113
3⨯⨯=
--==H H H
i ωωωω所以：
由于
10000
100
1009910111
11=⨯⨯-
==∴ωωH H i
解法二：
10000
/110000
1100100991011z
z z z 1111213213
1==∴=
⨯⨯-=-=-='H H H
H i i i i ）（上式直接用公式：
2）将Z1＝99代入，求得i H1= -100.
3）齿轮1的转向从与原动件H 相同变为与原动件H 相反。
7-20 在图
7-72
示双螺旋桨飞机的减速器中，已知
18,30,20,265421====z z z z ，及1n =15000r/min ，试求Q P n n 和的大小
和方向。
（提示：先根据同心，求得3z 和6z 后再求解。
）
图7-72
解：由图可知n 3=n 6=0 根据同心条件：
66202262213=⨯+=+=z z z 64253021866z z z =+=+⨯=
1）1-2-3-P(H)组成行星轮系 i 13
P
=
n 1−n p n 3−n p
=
15000−n p 0−n p
=−
z 3z 1
=−
6626
解得n p =4239.5r/min （与n 1同向） n 4=n p =4239.5r/min 2）4-5-6-Q(H)组成行星轮系 i 46
Q
=
n 4−n Q n 6−n Q
=
4239.5−n Q
−n Q
=−z 6
z 4
=−66
30
解得min /737.1324r n Q =（与n 1同向）.
7-21 在图7-73所示输送带的行星减速器中，已知：z 1=10, z 2=32, z 3=74, z 4=72, z 2，=30 及电动机的转速为1450r/min ，求输出轴的转速n 4。
解：
1－2－3－H 行星轮系； 3－2－2’－4－H 行星轮系；
1－2―2’－4－H 差动轮系；（由于n4未知，且无法利用n3=0的条件，故不讨论） 这两个轮系是独立的。
)1(3
1
113z z
n n n i H H H -=--=
)2(2
43
2443z z z z n n n i H H H
'=--=
3
1
11z z i H
+==8.4
2
43
241z z z z i H
'-
==0.0365
3
12
432144111z z z z z z i i H
H +
-=
='=n 4n1 = n 41450
解得n4=6.31r/min（与
1
n转向相同）。
7-22 在题图7-74所示的自行车里程表机构中，C为车轮轴，P为里程表指针。
已知各轮齿数为z1=17，z3=23，z4=19，z4'=20，z5=24。
设轮胎受压变形后车轮的有效直径为0.7m，当自行车行驶1km时，表上的指针刚好回转一周。
试求齿轮2的齿数。
7-23 已知图4-4所示车床尾架套筒的微动进给机构中Z
1 = Z
2
= Z
4
= 16
Z
3
= 48 ，丝杆的螺距 t = 4 mm 。
慢速给时齿轮1和齿轮2啮合；快速退回时齿轮1插入内齿轮4。
求慢速进给过程中和快速退回过程中手轮回转一周时，
套筒移动的距离各为多少？
解：
1）慢进时：1-2-3-H 为行星轮系
416
48
1111313
1=+=--=-=)(z z i
i H H
4
1
41==n n H
移动距离 mm L n S H 144
1
=⨯==
2）快进时：1、4为一整体。
114===n n n H
移动距离
mm
L n S H 441=⨯==。
