工科教材机械设计吕宏王慧主编课后习题答案

1、第一章绪论习题答案思考题1） 机器是由哪些基本部分构成？各部分作用是什么？2） 什么是专用零件？什么是通用零件？试举例说明。3）机械设计的研究对象是什么？学习时应注意哪些问题？4）机械零件的主要失效形式及设计准则是什么？5）设计机器应满足哪些基本要求？1）答：机器是由原动机、传动装置和工作机三大部分组成。原动机是机械设备完成其工作任务的动力来源。传动装置是按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。执行机构也是工作部分，直接完成机器的功能。2）答：所谓通用零件实际是指各种机器都经常使用的零件。如轴、轴承和齿轮等。专用零件是某些机器使用的零件，例如：发动机中的曲轴、汽轮机中的叶片。3）答：本课程是研究普通条件下，一般参数的通用零件的设计理论与设计方法。学习时应注意以下问题：1）理论联系实际。 2）抓住课程体系。3）要综合运用先修课程的知识解决机械设计问题。4）要理解系数引入的意义。5）要努力培养解决工程实际问题的能力。4）答：机械零件的主要失效形式有强度失效（因强度不足而断裂）、刚度失效（过大的变形）、磨损失效（摩擦表面的过度磨损），还有打滑和过热，联接松动，管道泄漏，

2、精度达不到要求等等。设计准则是1) 强度准则2) 刚度准则3) 耐磨性准则4) 振动稳定性准则5) 热平衡准则6) 可靠性准则5）设计任何机器都必须满足如下要求1）使用要求2）经济性要求 3）安全性要求4）其他要求（1）环保要求（2）外观要求（3）体积重量要求等第二章 带 传 动 习 题1. 选择题1) 带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带_3_.(1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头2) 带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带_1_处 (1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮 (4)退出从动轮3) 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为_4_.(1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (3)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动4)带传动打滑总是_1_. (1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始5) V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_2_.(1)使结构紧凑 (2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角6) 带传动

3、的主要失效形式之一是带的_3_。(1)松弛 (2)颤动 (3)疲劳破坏 (4)弹性滑动7) 带传动正常工作时，紧边拉力和松边拉力满足关系 2 。 （1）= （2）- = （3） + =2.思考题1) 在设计带传动时为什么要限制带速、小带轮直径和带轮包角？答：带速大则离心拉应力大，所以限制v30m/s；小带轮直径d1小则弯曲拉应力大，造成工作应力过大在交变应力作用下，带将产生疲劳破坏；一般要求带轮包角120，以防带与带轮接触弧长不足，带在轮上打滑。2) 为了避免带的打滑，将带轮上与带接触的表面加工的粗糙些以增大摩擦力，这样处理是否正确，为什么？答：不可以。由于带传动工作时存在弹性滑动，粗糙表面将加速带的疲劳破坏。 3) 何谓带传动的弹性滑动和打滑？能否避免？答：弹性滑动：带具有弹性，紧边拉力大，应变大，松为拉力小，应变小。当带由紧边侧进入主动轮到从松边侧离开主动轮有个收缩过程，而带由进入从动轮到离开从动轮有个伸长过程。这两个过程使带在带轮上产生弹性滑动。弹性滑动不能避免。打滑：由于张紧不足，摩擦面有润滑油，过载而松弛等原因，使带在带轮上打滑而不能传递动力。打滑能避免。4) 为何V带传动的

4、中心距一般设计成可调节的?在什么情况下需采用张紧轮?张紧轮布置在什么位置较为合理?答： 由于V带无接头，为保证安装必须使两轮中心距比实际的中心距小，在安挂完了以后，在调整到正常的中心距。另外，由于长时间使用，V带会因疲劳而伸长，为保持必要的张紧力，应根据需要调整中心距。 当中心距不能调整时可用张紧轮把带张紧。张紧轮一般布置在松边靠近大带轮处。5) 一般带轮采用什么材料?带轮的结构形式有哪些?根据什么来选定带轮的结构形式?答：一般带轮采用铸铁材料。带轮的结构形式有实心式、腹板式、孔板式 椭圆剖面的轮辐式。根据带轮的基准直径的大小确定。3 .设计计算题1) 单根普通V带传动，能传递的最大功率=10KW，主动轮的转速 =1450rmin，主动轮、从动轮的基准直径分别为180mm，350mm，中心距630mm，带与带轮间的当量摩擦系数0.2，试求紧边拉力和松边拉力。2)设计一带式输送机的传动装置，该传动装置由普通V带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机，额定功率 =11 kW，转速 =1460 rmin，减速器输入轴转速为400 rmin，允许传动比误差为5，该输送机

5、每天工作16小时，试设计此普通V带传动，并选定带轮结构形式与材料。解：1计算功率由表2.10查得工作情况系数，故 kW2选取普通V带型号根据 kW， r/min，由图2-17确定选用B型。3确定小带轮和大带轮基准直径、,并验算带速由表2.4,应不小于125mm，现取 =140mm， = 1%，由式(2-16)得mm由表2.4取直径系列值 = 500 mm。大带轮转速:r/min其误差小于|5%|，故允许。验算带速m/s在525 m/s范围内，带速合适。4确定带长和中心距并验算小带轮包角由 得：448 1280初步选取中心距a =700 mm，由式(2-1)得带长由表2.2选用基准长度 = 2500 mm。由式(2-24)可近似计算实际中心距mm验算小带轮包角，由式(2-2)得合适5确定V带根数z传动比 由表2.5查得 =2.83 kW，由表2.7查得 = 0.46 kW由表2.9查得 =0.945，由表2.2查得 =1.03，由式(12-27)得取 = 5 根。6 确定初拉力由表2.1查得q = 0.17 kg/m，由式(2-28)得单根V带的张紧力7求压轴力由式(2-29)，压轴力为

6、9带轮结构设计（略）第三章链传动习题1选择题1）链传动设计中，一般大链轮最多齿数限制为Zmax120，是为了_。（1）减小链传动运动的不均匀性 （2）限制传动比 （3）减少链节磨损后链从链轮上脱落下来的可能性 （4）保证链轮轮齿的强度2）链传动中，限制小链轮最少齿数的目的之一是为了_。（1）减少传动的运动不均匀性和动载荷 （2）防止链节磨损后脱链 （3）使小链轮轮齿受力均匀 （4）防止润滑不良时轮齿加速磨损3）设计链传动时，链节数最好取_。（1）偶数 （2）奇数 （3）质数 （4）链轮齿数的整数倍4）链传动中，链条的平均速度v_。(1) (2) (3) (4) 5）多排链排数一般不超过3或4排，主要是为了_。（1）不使安装困难 （2）使各排受力均匀 （3）不使轴向过宽 （4）减轻链的质量6）链传动不适合用于高速传动的主要原因是_。（1）链条的质量大 （2）动载荷大 （3）容易脱链（4）容易磨损7）链传动设计中，当载荷大、中心距小、传动比大时，宜选用_。(1)大节距单排链 （2）小节距多排链 （3）小节距单排链 （4）大节距多排链2思考题1）为什么链传动的平均传动比准确、瞬时传动比不准确

7、？2）链传动产生动载荷的原因及影响因素有哪些？3）链传动的失效形式及设计准则是什么？4）链传动中为什么小链轮的齿数不宜过少？而大链轮的齿数又不宜过多？5) 套筒滚子链已标准化，链号为20A的链条节距p等于多少？有一滚子链标记为：10A-2100GB1243.1-1997，试说明它的含义？3设计计算题1) 设计一往复式压气机上的滚子链传动。已知电动机转速n1=960 r/min，功率P = 3 kW，压气机转速n2=320 r/min，载荷变动较大，希望中心距不大于650 mm（要求中心距可以调节）。2) 某单列套筒滚子链传动由三相异步电机驱动，传递的功率P=22kW 。主动链轮转数n1=720r/min，主动链轮齿数Z1=23，从动链轮齿数Z2=83。链条型号为12A，链节距p=19.05mm，如果链节数LP=100，两班制工作。采用滴油润滑，试验算该套筒滚子链是否满足要求？若不满足如何改进？第三章 链传动答案1 选择题1)(3) 2)(1) 3）(1) 4） （3） 5）（2） 6）（2） 7）（2）2思考题(略)3设计计算题1) 设计一往复式压气机上的滚子链传动。已知电动机转速n1

8、=960 r/min，功率P = 3 kW，压气机转速n2=320 r/min，载荷变动较大，希望中心距不大于650 mm（要求中心距可以调节）。解计 算 与 说 明主 要 结 果1选择链轮齿数Z1、Z2根据传动比i=960/320=3，查表3.6，小链轮齿数Z1=23 ，则大链轮齿数Z2=69。2确定计算功率PC由于往复式压气机载荷变动较大，由表3.3查得工况系数KA=1.5 PC= KAP=31.5=4.5kW3计算中心距及链节数1）初定中心距a。=(3050)p 取a。= 40p 2）确定链节数Lp取链节数Lp=1284计算额定功率1）查齿数系数Kz=1.23（表3.5）2）选单排链 多列数系数Km= 1（表3.4）3）长度系数KL=1.08 （图3.13按曲线1查）4）计算额定功率 kW5确定链条节距根据额定功率P。和转数n查图3.12选择滚子链型号为08A 由表3.1查得 链节距=12.7 mm6确定链长和中心距1）链条长度L=Lp/1000 =1.626m2）计算实际中心距a650mm,符合设计要求。7计算压轴力FQ 链速 m/s 工作拉力 N压轴力 N8润滑方式选择根据链速 m/s和链节距=12.7 mm，按图3.15查得润滑方式为油浴或飞溅润滑。9结构设计（略）Z1=23 Z2=69。PC=4.5kWLp=128Kz=1.23Km= 1KL=1.08P0=3.39 kWp=12.7 mmL =2.032ma=512.25mm第四章 齿轮传动习 题（答案）1选择题 1）一般开式齿轮传动的主要失效形式是 3 。（1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀（3）齿面磨损或轮齿疲劳折断 （4）轮齿塑

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