机械设计课后题答案解析

第4章 带传动

4－1 已知一普通V带传动传递的功率P＝8KW，带速v＝15m/s，紧边与松边拉力之比为3：1，求该带传动的有效拉力Fe和紧边拉力F1。

Fe?V1000P8000解：∵ P? ∴Fe???533.33N

1000V153∵ Fe?Ff?F1?F2??F ∴ F1?Fe?800N

2

4－2有一电动机驱动的普通V带传动，单班制工作，主动轮转速n1=1 460r/min，中心距a约为370mm， dd1=140mm， dd2=400mm，中等冲击，轻微振动，用三根B型普通V带传动，初拉力按规定给定，试求该传动所能传递的功率。

解题要点： （1）根据题意可知

传动比 i?dd2/dd1?400/140?2.857

带长 Ld?2a0?0.5?(dd2?dd1)?0.25(dd2?dd1)2/a0

?2?370?0.5???400?140??0.25??400?140?/370?1633.9 mm

2??实际选用标准长度` Ld=1600mm

小带轮包角 ?1?180???dd2?dd1??180?/????

?180???400?140??180?/?3.14?370??139.7

第一章 绪论

1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？ 答：组成子系统及其功能如下：

（1） 驱动系统 其功能是向机械提供运动和动力。

（2） 传动系统 其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。

（3） 执行系统 其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或

对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要求。

（4） 控制和信息处理系统 其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调

有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。

第二章 机械设计基础知识

2-2 什么是机械零件的失效？它主要表现在哪些方面？

答：（1）断裂失效 主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时，由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂，如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。 （2）变形失效 主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件产生塑性变形。

（3）表面损伤失效 主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。

2-4 解释名词：静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。 答：静载荷 大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。

变载荷 大小、位置、

机械设计习题

第1章 机械设计概论

1、机械设计的基本要求包括哪些方面？ 2、机械设计的一般程序如何？ 3、对机械零件设计有哪些一般步骤？ 4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？ 5、设计机械零件时应满足的基本要求? 6、设计人员要具备哪些素质？

7．何谓机械零件的失效？何谓机械零件的工作能力？ 8．机械零件常用的计算准则有哪些？

第2、3章 疲劳强度

问答题

1.问：试述零件的静应力与变应力是在何种载荷作用下产生的？

2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σ应力σ

min

max

、最小

、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。

3、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？ 4、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？

5、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素Kζ的表达式为何？如何作零件的简化极限应力图？

6、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？ 7、按Hertz公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关？ 8.问：零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线是否相同？ 9.问：疲劳损伤线性

机械设计习题

第1章 机械设计概论

1、机械设计的基本要求包括哪些方面？ 2、机械设计的一般程序如何？ 3、对机械零件设计有哪些一般步骤？ 4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？ 5、设计机械零件时应满足的基本要求? 6、设计人员要具备哪些素质？

7．何谓机械零件的失效？何谓机械零件的工作能力？ 8．机械零件常用的计算准则有哪些？

第2、3章 疲劳强度

问答题

1.问：试述零件的静应力与变应力是在何种载荷作用下产生的？

2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σ应力σ

min

max

、最小

、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。

3、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？ 4、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？

5、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素Kζ的表达式为何？如何作零件的简化极限应力图？

6、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？ 7、按Hertz公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关？ 8.问：零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线是否相同？ 9.问：疲劳损伤线性

机械设计习题

第1章 机械设计概论

1、机械设计的基本要求包括哪些方面？ 2、机械设计的一般程序如何？ 3、对机械零件设计有哪些一般步骤？ 4、对机械零件设计有哪些常用计算准则？ 5、设计机械零件时应满足的基本要求? 6、设计人员要具备哪些素质？

7．何谓机械零件的失效？何谓机械零件的工作能力？ 8．机械零件常用的计算准则有哪些？

第2、3章 疲劳强度

问答题

1.问：试述零件的静应力与变应力是在何种载荷作用下产生的？

2、稳定循环变应力的种类有哪些？画出其应力变化曲线，并分别写出最大应力σ应力σ

min

max

、最小

、平均应力σm、应力幅σa与应力循环特性γ的表达式。

3、机械零件疲劳破坏的特征有哪些？机械零件疲劳强度与哪些因素有关？ 4、如何由σ-1、σ0和σs三个试验数据作出材料的简化极限应力图？

5、相对于材料，影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些？综合影响因素Kζ的表达式为何？如何作零件的简化极限应力图？

6、应力集中、零件尺寸和表面状态是否对零件的平均应力σm和应力幅均有影响？ 7、按Hertz公式，两球体和圆柱体接触时的接触强度与哪些因素有关？ 8.问：零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线是否相同？ 9.问：疲劳损伤线性

机械设计基础课后习题解答参考

1-2题

n?5,Pl?7,Ph?0

F?3?5?2?7?0?1

机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。

1-3题

n?8,Pl?11,Ph?1

F?3?8?2?11?1?1

机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。

1-4题 n?8,Pl?11,Ph?0

F?3?8?2?11?0?2

机构有2个主动构件，所以机构有确定运动。

1-5题

n?6,Pl?8,Ph?1

F?3?6?2?8?1?1

机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。

2-1题 （a）双曲柄机构；

（b）曲柄摇杆机构；

（c）双摇杆机构； （d）双摇杆机构。

2-2题

e?0时，曲柄条件：lAB?lBC?e； e?0时，曲柄

条件：lAB?lBC。

2-4题

极位夹角 ??180?K?11.K?1?180??2?11.2?1?16.363?6

60.2338.2510.49.249943°30'56\71.7696.25R9.5436°19'23\46.39 42.87R12.3218.2440°530.540°47°4119'2.\28 2-6题 极位夹角 ??180?K?1K?1?180??1.5?11.5?1?36?

机械设计基础课后习题

答案

Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

模块八

一、填空

1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。

2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。

3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。

4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。

5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。

6、V带传动中，限制带的根数Z≤Z max，是为了保证每根V带受力均匀（避免受力不均）。

7、V带传动中，带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动。

8、带传动常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置和张紧轮等几种。

9、V带两工作面的夹角θ为40°，V带轮的槽形角?应小于θ角。

10、链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力较小，其原因是链传动不需要初拉力。

11、链传动张紧的目的是调整松边链条的悬垂量。采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在松边，靠近小轮，从外向里张紧。

二、选择

1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。

A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．带的预紧力；

A卷

一、简答与名词解释（每题 5 分，共70分）

1. 简述机构与机器的异同及其相互关系

答?共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。

2. 简述“机械运动”的基本含义

答?所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。

3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？

答?三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。

4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？

答?使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。

5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？

答?机构具有确定运动条件：自由度=原动件数目。原动件数目＜自由度，构件运动不确定；原动件数目＞自由度，机构无法运动甚至构件破坏。

6?铰链四杆机构有哪几种基本型式？

答?三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

7?何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲

机械设计基础

1- 5至

1-12指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度

和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。

题1 K用幣罰m沟R 1 m 处蚁机讫布机构I - io m 冲压机恂

1-5

解 F =3n 2P L P H =3 6 2 8 1=1

1-6 解 F : =3n 2P L P H = 3 8 2 11 1 =1

1-7 解 F : =3n 2P L P H = 3 8 2 11 0=2

1-8 解 F : =3n 2P L P H = 3 6 2 8 1=1

1-9 解 F : =3n 2P L P H = 3 4 2 4 2=2

1-10 I 解F =3n 2P L P H

=3 9 2 12 2=1 1-11 解F =3n 2P L P H

=3 4 2 4 2=2 1-12 :解F =3n 2P L P H =3 3 2 3 0=3

2- 1试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲 柄机构还是双摇杆机构。

题2-1图

trim I

(b)

答：a ） 40 110 150 70 90 160，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

b ）

8-1解：依题意该转子的离心力大小为

该转子本身的重量为

则，即该转子的离心力是其本身重量的倍。

8-2答：方法如下：

（1）将转子放在静平衡架上，待其静止，这时不平衡转子的质心必接近于过轴心的垂线下方；

（2）将转子顺时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。静止后，在转子上画过轴心的铅垂线

1；

（3）将转子逆时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。静止后画过轴心的铅垂线2；

（4）做线1和2的角平分线，重心就在这条直线上。

8-3答：（1）两种振动产生的原因分析：主轴周期性速度波动是由于受到周期性外力，使输入功和输出

功之差形成周期性动能的增减，从而使主轴呈现周期性速度波动，这种波动在运动副中产生变化的附加作用

力，使得机座产生振动。而回转体不平衡产生的振动是由于回转体上的偏心质量，在回转时产生方向不断

变化的离心力所产生的。（2）从理论上来说，这两种振动都可以消除。对于周期性速度波动，只要使输

入功和输出功时时相等，就能保证机械运转的不均匀系数为零，彻底消除速度波动，从而彻底消除这种机

座振动。对于回转体不平衡使机座产生的振动，只要满足静或动平衡原理，也可以消除的。（3）从实践

上说，周期性速度波动使机座产生的振动是不能彻底消除的。因为实际中不可能使输入功和