NCUT北方工业大学机械设计基础第五章作业答案

5-1 如图所示的V 带在轮槽内的三种安装情况，哪一种正确？为什么？答：第一种安装方式正确。

因为第二种安装方式，使带缠身较大的弯曲变形，带在传动中受到的弯曲应力增大，影响带的使用寿命。

第三种安装方式，使带的工作面与带轮的接触面积减小，影响带传动的传动能力。

5-2 什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间的关系？答：紧边和松边拉力的差值为带传动中起传递转矩作用的拉力，称为有效拉力F 。

为保证带传动正常工作，传动带必须以一定的张紧力紧套在带轮上，由于静止不动，带两边承受相等的拉力，称为初拉力F o 。

1120+-=ee Ff f F αα5-3 小带轮包角对带传动有何影响？为什么只给出小带轮包角的计算公式？答：F 随α的增大而增大。

增加α会使接触弧上摩擦力的总和增加，从而使F 增大，提高其传动能力。

由于大带轮到包角α2大于小带轮的包角α1，打滑首先发生在小带轮，因此，只考虑小带轮的包角α1。

5-4 带传动工作时，带的截面上产生哪些应力？应力沿带全长是如何分布的？最大应力在何处？答：（1）拉应力：作用于带的全长。

带的紧边σ1为，松边为σ2，σ1＞σ2。

（2）弯曲应力：绕过带轮处受到弯曲应力的作用。

σb1＞σb2。

（3）离心拉应力：沿带长均匀分布。

当带在紧边绕上小带轮时应力达到最大值，其值为 σmax =σ1+σb1+σC5-5 带传动的弹性滑动和打滑是如何产生的？它们对带传动的影响？是否可以避免？ 答：弹性滑动是由于带的弹性变形，只要传递圆周力，就会产生弹性滑动，不可避免。

弹性滑动引起带的传动比的变化。

打滑是由于过载引起的，能够避免。

5-6 链传动的主要失效形式有哪几种？答：链板疲劳破坏；滚子和套筒的冲击疲劳破坏；链条铰链磨损；链条铰链的胶合；静力拉断。

5-7 链传动为何要适当张紧？与带传动的张紧有什么区别？答：链传动中，不需要给链条初拉力。

链传动张紧的目的，是为了避免松边下垂量过大而引起啮合不良或振动现象。

五、联接5-1 判断题（1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）√ （6）√ （7）×（8）× （9）× （10）× （11）× （12）√ （13）× （14）×（15）× （16）× （17）√ （18）× （19）× （20）√ 5-2 填空题（1）牙型 （2）大 （3）越高 （4）自锁性 （5）4 （6）螺钉 （7）拧紧力矩 （8）防松 （9）一致 （10）摩擦 （11）直线 （12）梯形 （13）传力，传导，调整 （14）右 （15）轴和毂，挤压 （16）轴的直径，轴头 （17）A ，B ，C ，C （18）增加键的长度 （19）B （20）80 5-3 选择题（1）B （2）A （3）A （4）C （5）D （6）C （7）B（8）A （9）A （10）D （11）B （12）A （13）B （14）B（15）C （16）A （17）B （18）A （19）A （20）B （21）A（22）B （23）A （24）B （25）C （26）B （27）D （28）B（29）C （30）A （31）A （32）A （33）A （34）D （35）A（36）A （37）A （38）A （39）A （40）A （41）A （42）B（43）A （44）D （45）A 5-4 解：该螺栓连接为松螺栓连接，其强度条件为：[]214Fσσπd =≤ 拉杆材料为Q235，其235M P s σ=，取安全系数S =1.7，则：[]235138.24MPa 1.7s σσS === 则：114.56mm d = 查教材表5-2可知，选小径d 1=17.294mm ，公称直径d =20mm 的粗牙普通螺纹。

答：拉杆螺纹的直径为M20。

5-5 解：该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：[]215.2ae F σσπd =≤0Ra CF F F zmf=≥，查教材表5-2可知，M16的螺栓的小径d 1=13.835mm 。

机械设计第九版课后答案(西北工大)第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa1801=-σ，取循环基数6105⨯=N，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσNMPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=sσ，MPa1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解])170,0('A)0,260(C012σσσΦσ-=-ΘσΦσσ+=∴-1210MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。

如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因2.14554==d D，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=qβ，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=qσσσσββεK()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa20m=σ，应力幅MPa20a =σ，试分别按①C r =②Cσ=m，求出该截面的计算安全系数caS 。

NCUT北方工业大学机械设计基础第五章作业答案1、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，加速度值为 A 。

A、无穷大B、零C、常量2、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，将引起 A 冲击。

A、刚性B、柔性C、无3、凸轮机构中，从动件的运动采用等加速等减速运动规律时，会产生_B__。

A、刚性冲击B、柔性冲击C、无冲击4、凸轮机构中，基圆半径减小，会使机构压力角 A 。

A、增大B、减小C、不变5、为防止滚子从动件运动失真，滚子半径必须___A _凸轮理论廓线的最小曲率半径。

A、<B、>C、>=6、图示偏心直动尖端从动件盘形凸轮机构，凸轮的轮廓为圆形，圆心为O。

(1) 在图上作出凸轮的基圆、偏距圆；（2）利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过90°后，从动件的位移S和压力角α；（3）在图上求出从动杆的行程h（即最大位移）。

说明：(1) 不必作文字说明，但必须保留作图线；基圆：位移S： 2分压力角α： 2分行程7、如图所示为一凸轮机构，凸轮的实际廓线为一个圆，圆心为O,，凸轮的转动中心为O。

求：（1）画出理论廓线、偏距圆、基圆、标出基圆半径r0；30时推杆的位移s和压力角α；（2）利用反转法原理，在图中作出凸轮转过说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；反转30度：2分位移S ： 2分压力角α： 2分8、如图所示为一凸轮机构，凸轮的转动中心为O 。

试用作图法在图上标出：（1）凸轮的理论廓线、偏距圆、基圆；（2）当凸轮从图示位置转过45°时，从动件的位移S 和压力角α；说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；反转45度：2分位移S ： 2分压力角α： 2分。

机械设计基础习题集及参考答案一、判断题（正确T,错误F）1. 构件是机械中独立制造的单元。

2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。

3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。

4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。

二、单项选择题1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（）。

A机构B零件C部件D构件2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成，本课程主要研究（）。

A原动机B传动部分C工作机D控制部分三、填空题1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的________ 单元体。

2. 机械是______ 和______ 的总称。

参考答案一、判断题（正确T,错误F）1. F2. T3. T4. F二、单项选择题1. B2. B三、填空题1. 制造2.机构机器((((））））I连和饰J—辅瓦6—阵口常7—■舟第一章 平面机构的自由度 、判断题（正确 T ,错误F ）1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。

（）2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。

（）3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为1。

（） 4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为 1。

（） 5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。

（） 6. 对独立运动所加的限制称为约束。

（） 7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免岀现虚约束 （） 8. 在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。

（）二、单项选择题 1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。

A 面B 点或线C 点或面2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（A 复合铰链B 局部自由度C 虚约束3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（A 1B 从动件C 主动件D 04.所谓机架是指（ ）的构件5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）三、填空题1. 机构是由若干构件以 ________________ 相联接，并具有 _____________________________ 的组合体2. 两构件通过 ______ 或 ______ 接触组成的运动副为高副。

《机械设计基础》习题解答机械工程学院目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承---------------------------------------------------------50 第十三章滑动轴承-------------------------------------------- ------------ 56 第十四章联轴器和离合器------------------------------- 59 第十五章弹簧------------------------------------------62 第十六章机械传动系统的设计----------------------------65第0章绪论0-1机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1－11－21－31－41－5自由度为：11 19211)0192(73')'2(3=--=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：1182632 3=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－6自由度为11)01122(93')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或：11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1－10自由度为：1128301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=F P P P n F H L或： 122427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=HL P P n F1－1122424323=-⨯-⨯=--=HL P P n F1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

1334313141P P P P ⨯=⨯ωω11314133431==P P ω1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。

设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。

s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。

构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心1224212141P P P P ⨯=⨯ωω121214122421r P P ==ω 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。

在三角形ABC 中，BCA AB BC∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，523cos =∠BCA ， 045sin sin BCABC AC=∠，mm AC 7.310≈s mm BCA AC P P v v P /565.916tan 1013141133≈∠⨯===ω1224212141P P P P ωω=s rad AC P P P P /9.21002101001122412142≈-⨯==ωω1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。

机械设计第五章课后习题5-1分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应用5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？5-2分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？5-4?图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。

试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。

两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。

试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？5-6已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。

托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。

现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？5-7图5-52所示为一拉杆螺纹联接。

已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。

5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。

若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。

螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。

5-9受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。

已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。

5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。

已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。

5-11设计简单千斤顶（参见图5-41）的螺杆和螺母的主要尺寸。