机械设计基础第五版课后答案(杨可桢-程光蕴-李仲生版)
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7．可看出，B截面为危险截面，取 ，则危险截面的当量弯矩为：
查表得： ，则按弯扭合成强度计算轴II的直径为：
考虑键槽对轴的削弱，对轴直径加粗4%后为：
14-9解该题求解过程类似于题14-8。在此略。
顶隙
中心距
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径
齿距
齿厚、齿槽宽
4-2解由 可得模数
分度圆上渐开线齿廓的曲率半径
分度圆上渐开线齿廓的压力角
基圆半径
基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0；
压力角为 。
齿顶圆半径
齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径
齿顶圆上渐开线齿廓的压力角
5-2
解：这是一个定轴轮系，依题意有：
（2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为
蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：
蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：
蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即：
各力的方向如图所示。
14-8解1.计算中间轴上的齿轮受力
中间轴所受转矩为：
图14.8题14-8解图
2.轴的空间受力情况如图14.8（a）所示。
其中：小齿轮转矩
载荷系数查教材表11-3得
齿宽
中心距
齿数比
则：
、 ，能满足接触强度。
（3）验算弯曲强度，验算公式：
其中：齿形系数：查教材图11-9得 、
则：
满足弯曲强度。
12-2
解：（1）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指 ，大拇指 ，可以
得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。（见图12.3）
3.垂直面受力简图如图14.8（b）所示。
垂直面的弯矩图如图14.8（c）所示。
4.水平面受力简图如图14.8（d）所示。
水平面的弯矩图如图14.8（e）所示。
B点左边的弯矩为：
B点右边的弯矩为：
C点右边的弯矩为：
C点左边的弯矩为：
5. B点和C点处的合成最大弯矩为：
6.转矩图如图14.8（f）所示，其中 。
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。
题2-3见图2.16。
图2.16
题2-4解:（1）由公式 ，并带入已知数据列方程有：
因此空回行程所需时间 ；
（2）因为曲柄空回行程用时 ，
转过的角度为 ，
因此其转速为： 转/分钟
4.5课后习题详解
4-1解分度圆直径
齿顶高
齿根高
齿条6的线速度和齿轮5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮5 ′的转速和齿轮5的转速相等，因
此有：
通过箭头法判断得到齿轮5 ′的转向顺时针，齿条6方向水平向右。
5-8
解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮， 为行星架。
∵ ，
∴
∴
与 方向相同
5-18解：这个轮系由几个部分组成，蜗轮蜗杆1、2组成一个定轴轮系；蜗轮蜗杆5、4′组成一个定
，即 。
11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。
（1）许用应力
查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬
度：140～170HBS，取155HBS。
查教材图11-7 ，
查教材图11-10 ,
查教材表11-4取 ，
故：
（2）验算接触强度，验算公式为：
轴轮系；齿轮1′、5′组成一个定轴轮系，齿轮4、3、3′、2′组成周转轮系，其中齿轮2′、4是中
心轮，齿轮3、3′为行星轮，构件 是行星架。
在周转轮系中：
（1）
在蜗轮蜗杆1、2中： （2）
在蜗轮蜗杆5、4′中： （3）
在齿轮1′、5′中： （4）
又因为： ， ， ， （5）
联立式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式可解得：
查表得： ，则按弯扭合成强度计算轴II的直径为：
考虑键槽对轴的削弱，对轴直径加粗4%后为：
14-9解该题求解过程类似于题14-8。在此略。
顶隙
中心距
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径
齿距
齿厚、齿槽宽
4-2解由 可得模数
分度圆上渐开线齿廓的曲率半径
分度圆上渐开线齿廓的压力角
基圆半径
基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0；
压力角为 。
齿顶圆半径
齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径
齿顶圆上渐开线齿廓的压力角
5-2
解：这是一个定轴轮系，依题意有：
（2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为
蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：
蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：
蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即：
各力的方向如图所示。
14-8解1.计算中间轴上的齿轮受力
中间轴所受转矩为：
图14.8题14-8解图
2.轴的空间受力情况如图14.8（a）所示。
其中：小齿轮转矩
载荷系数查教材表11-3得
齿宽
中心距
齿数比
则：
、 ，能满足接触强度。
（3）验算弯曲强度，验算公式：
其中：齿形系数：查教材图11-9得 、
则：
满足弯曲强度。
12-2
解：（1）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指 ，大拇指 ，可以
得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。（见图12.3）
3.垂直面受力简图如图14.8（b）所示。
垂直面的弯矩图如图14.8（c）所示。
4.水平面受力简图如图14.8（d）所示。
水平面的弯矩图如图14.8（e）所示。
B点左边的弯矩为：
B点右边的弯矩为：
C点右边的弯矩为：
C点左边的弯矩为：
5. B点和C点处的合成最大弯矩为：
6.转矩图如图14.8（f）所示，其中 。
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。
题2-3见图2.16。
图2.16
题2-4解:（1）由公式 ，并带入已知数据列方程有：
因此空回行程所需时间 ；
（2）因为曲柄空回行程用时 ，
转过的角度为 ，
因此其转速为： 转/分钟
4.5课后习题详解
4-1解分度圆直径
齿顶高
齿根高
齿条6的线速度和齿轮5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮5 ′的转速和齿轮5的转速相等，因
此有：
通过箭头法判断得到齿轮5 ′的转向顺时针，齿条6方向水平向右。
5-8
解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮， 为行星架。
∵ ，
∴
∴
与 方向相同
5-18解：这个轮系由几个部分组成，蜗轮蜗杆1、2组成一个定轴轮系；蜗轮蜗杆5、4′组成一个定
，即 。
11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。
（1）许用应力
查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬
度：140～170HBS，取155HBS。
查教材图11-7 ，
查教材图11-10 ,
查教材表11-4取 ，
故：
（2）验算接触强度，验算公式为：
轴轮系；齿轮1′、5′组成一个定轴轮系，齿轮4、3、3′、2′组成周转轮系，其中齿轮2′、4是中
心轮，齿轮3、3′为行星轮，构件 是行星架。
在周转轮系中：
（1）
在蜗轮蜗杆1、2中： （2）
在蜗轮蜗杆5、4′中： （3）
在齿轮1′、5′中： （4）
又因为： ， ， ， （5）
联立式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式可解得：
