机械设计第12章答案

例12.3 某对开式径向滑动轴承，已知径向载荷F=35 000N,轴颈直径d=100mm，轴承宽度 B=100mm，轴颈转速n=1000r/min。选用L—AN32全损耗用油，设平均温度tm=50℃轴承的相对间隙ψ=0.001，轴颈、轴瓦表面粗糙度分别为Rz1=1.6μm，Rz2=3.2μm，试校核此轴承能否实现液体动压润滑。(注：本例题中所用到的表见题后附录) 解：按50℃查L—AN32的运动粘度，查得v50=22cst，换算出L—AN32 50℃时的动力粘度

?50??v50?10?6?6?900?22?10?0.0198Pa?s

轴颈转速

??2?n60?2??100060?104.7rad/s

承受最大载荷时，考虑到表面几何形状误差和轴颈挠曲变形，选安全系数为2。

根据最小油膜厚度公式 hmin???e??(1??)?r?(1??) 和 任意位置的油膜厚度公式 h?δ(1?xcosφ)?rψ(1?xcosφ) 得 所以

r?(1??)?S(Rz1?Rz2)

??1?S(Rz1?Rz2)r??1?2?0.00480.05?0.808

由B/d=1及?=0.808查教材表12-7得有限宽轴承的承载量系数 因为

例12.3 某对开式径向滑动轴承，已知径向载荷F=35 000N,轴颈直径d=100mm，轴承宽度 B=100mm，轴颈转速n=1000r/min。选用L—AN32全损耗用油，设平均温度tm=50℃轴承的相对间隙ψ=0.001，轴颈、轴瓦表面粗糙度分别为Rz1=1.6μm，Rz2=3.2μm，试校核此轴承能否实现液体动压润滑。(注：本例题中所用到的表见题后附录) 解：按50℃查L—AN32的运动粘度，查得v50=22cst，换算出L—AN32 50℃时的动力粘度

?50??v50?10?6?6?900?22?10?0.0198Pa?s

轴颈转速

??2?n60?2??100060?104.7rad/s

承受最大载荷时，考虑到表面几何形状误差和轴颈挠曲变形，选安全系数为2。

根据最小油膜厚度公式 hmin???e??(1??)?r?(1??) 和 任意位置的油膜厚度公式 h?δ(1?xcosφ)?rψ(1?xcosφ) 得 所以

r?(1??)?S(Rz1?Rz2)

??1?S(Rz1?Rz2)r??1?2?0.00480.05?0.808

由B/d=1及?=0.808查教材表12-7得有限宽轴承的承载量系数 因为

机械设计基础答案

10-1证明当升角与当量摩擦角符合时，螺纹副具有自锁性。

当

时，螺纹副的效率

10-2解由教材表10-1、表10-2查得

，粗牙，螺距

，细牙，螺距

后

答

螺纹升角

中径

ww

w.

粗牙螺距螺纹升角

普通螺纹的牙侧角

螺纹升角

对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。

10-3解查教材表10-1得

khd

中径

小径

，螺纹间的摩擦系数

课

，中径

所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时，其效率必小于50%。

案

网

，

机械设计基础答案

当量摩擦角

拧紧力矩

由公式

可得预紧力

查教材表9-1得35钢的屈服极限

拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限，螺栓将损坏。

ww

w.

10-4解（1）升角

当量摩擦角

工作台稳定上升时的效率：（2）稳定上升时加于螺杆上的力矩

khd

课

后

拉应力

网

答

案

机械设计基础答案

（3

）螺杆的转速

（4）因速下降，

，该梯形螺旋副不具有自锁性，欲使工作台在载荷

需制动装置。其制动力矩为

10-5解查教材表9-1得Q235的屈服极限

khd

的小径

得

，螺钉个数

，取可靠性系数

课

查教材表10-6得，当控制预紧力时，取安全系数

ww

w.

由许用应力

查教材表10-1得

由公式

预紧力

由题图可知

作用下等

螺杆的功率

后

答

案

网

，

机械设计基础答案

牵曳力

10-6解此联接是利用

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

6-1 齿轮啮合传动应满足哪些条件？

答：齿轮啮合传动应满足：1.两齿轮模数和压力角分别相等；2.??BBp1b2?1，即实际啮

合线B1 B2大于基圆齿距pb。3. 满足无侧隙啮合，即一轮节圆上的齿槽宽与另一轮节圆上的齿厚之差为零。

6-2 齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效？

答：1.轮齿折断。设计齿轮传动时，采用适当的工艺措施，如降低齿根表面的粗糙度，适当增大齿根圆角、对齿根表面进行强化处理（如喷丸、辗压等）以及采用良好的热处理工艺等，都能提高轮齿的抗折断能力。

2.齿面点蚀。可采用提高齿面硬度，降低表面粗糙度，增大润滑油粘度等措施来提高齿面抗点蚀能力。

3.齿面磨损。减小齿面粗糙度、保持良好的润滑、采用闭式传动等措施可减轻或避免磨粒磨损。

4.齿面胶合。可适当提高齿面硬度及降低表面粗糙度，选用抗胶合性能好的材料，使用时采用粘度较大或抗胶合性较好的润滑油等。

5.塑性变形。为减小塑性变形，应提高轮齿硬度。 6-3 现有4个标准齿轮：m1=4mm，z1=25；m2=4mm，z2=50；m3= 3mm，z3=60；m4=2.5mm ，z4=40。试问：（1）哪两个齿轮的渐开线形状相同？（2）哪两个齿轮能正确啮合？（3）哪两个齿

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

机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法,这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。

第1章 绪 论

(时间：1次课，2学时)

/webnew/

机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法,这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。

第1章 绪 论教学目标： 机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原 理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法，这些 知识将通过一些机构和零件进行讲授。 对于一般的机器，我们在日常生活中已有了不同程度的认 识。但是，一部机器是怎样组成的？如何完成既定的功能？ 其中哪些问题与本课程有关？等等。对于这些问题，我们 可以通过对典型机械的分析来认识。 通过本章的学习，要求读者了解本课程研究的内容、性质 和任务。/webnew/

机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法,这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。

第1章 绪 论教学重点和难点：机器的组成及其分析方法。 本课程的性质、内容以及学习方法。 机械设计的一般程序。 机械零件设计的一般程序。 机械、机器、机构、构件以及零件

机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法,这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。

第1章 绪 论

(时间：1次课，2学时)

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机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法,这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。

第1章 绪 论教学目标： 机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原 理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法，这些 知识将通过一些机构和零件进行讲授。 对于一般的机器，我们在日常生活中已有了不同程度的认 识。但是，一部机器是怎样组成的？如何完成既定的功能？ 其中哪些问题与本课程有关？等等。对于这些问题，我们 可以通过对典型机械的分析来认识。 通过本章的学习，要求读者了解本课程研究的内容、性质 和任务。/webnew/

机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法,这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。

第1章 绪 论教学重点和难点：机器的组成及其分析方法。 本课程的性质、内容以及学习方法。 机械设计的一般程序。 机械零件设计的一般程序。 机械、机器、机构、构件以及零件

机械设计基础

机械设计基础

机械设计基础

第1章1.1

绪论本课程研究对象和基本概念本课程的主要内容和任务设计要求、准则、方法和步骤

1.2

1.3

机械设计基础

1.1本课程研究对象和基本概念人们为了满足生产和生活的需要，设 计和制造了各种个样的机器，如汽车、起 重机、洗衣机以及各种机床。尽管这些机 器的结构、性能和用途各不相同，但他们 具有一些共同特征。 (图1-1)

机械设计基础

1-缸体；2-活塞；3-连杆；4-曲轴；5、6-齿轮；7-凸轮；8-阀杆

1-2单缸四冲程内燃机

机械设计基础

总的来说，机器有三个共同的特征： (1)都是人为的各种实物的组合； (2)组成机器的各种实物间具有确定的相对运动； (3)可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或 转换机械能。 同时具有以上三个特征的实体组合称为机 器，机器一般由动力装置、传动装置、执行装置 和操纵控制及辅助装置四个部分组成。此外仅具 备前两个特征的称为机构。

机械设计基础

所谓的机构是具有确定相对运动各种 实体组合，能实现预期的机械运动，主要 用来传递和变换运动。(图1-2) 由此可见，机器是由机构组成的，但 从运动角度来分析，两者并无区别，工程 上将机器和机构统称为机械。

机械设计基础

零件是组成机器的最小单元，

机械设计课后习题

第5章作业

5-l 眼镜用小螺钉(Ml x 0．25)与其他尺寸螺钉(例如M8 x 1．25)相比，为什么更易发生自动松脱现象(§纹中径=螺纹大径-O．65 x螺距)? d2 (d 0.65t) 答：因为螺纹升角：

而眼镜用小螺钉的螺纹升角比其他尺寸螺钉大，自锁性差，所以更易发生自动松脱现象。

5-2 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作种运动?当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗? 答：当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内发生自锁，轴不能运动；作用在其摩擦圆之外或相切时，轴颈将转动。当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，不会发生自锁。

5-3 自锁机械根本不能运动，对吗?试举2,-3个利用自锁的实例。

答：不对，因为自锁机械对应于一定的外力条件和方向才自锁。

5-4 通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示? 答：应尽可能的提高串联机组中任意机构，减少的效率串联机组中机构的数目。在并联机组部分着重提高传递功率大的传动路线的效率。

5-5 图示曲柄滑块机构中，曲柄1在驱动力矩M1作用