机械设计基础第4版课后答案

第4章 平面连杆机构

4.1 机构运动分析时的速度多边形与加速度多边形特性是什么？

答：同一构件上各点的速度和加速度构成的多边形与构件原来的形状相似，且字母顺序一致。

4.2 为什么要研究机械中的摩擦？机械中的摩擦是否全是有害的？

答：机械在运转时，其相邻的两构件间发生相对运动时，就必然产生摩擦力，它一方面会消耗一部分的输入功，使机械发热和降低其机械效率，另一方面又使机械磨损，影响了机械零件的强度和寿命，降低了机械工作的可靠性，因此必须要研究机械中的摩擦。

机械中的摩擦是不一定有害的，有时会利用摩擦力进行工作，如带传动和摩擦轮传动等。 4.3 何谓摩擦角？如何确定移动副中总反力的方向？

答：（1）移动或具有移动趋势的物体所受的总反力与法向反力之间的夹角称为摩擦角?。 （2）总反力与相对运动方向或相对运动趋势的方向成一钝角90???，据此来确定总反力的方向。

4.4 何谓摩擦圆？如何确定转动副中总反力的作用线？

答：（1）以转轴的轴心为圆心，以P(P?rf0)为半径所作的圆称为摩擦圆。

（2）总反力与摩擦圆相切，其位置取决于两构件的相对转动方向，总反力产生的摩擦力矩与相对转动的转向相反。

4.5 从机械效率的观点看，机械自锁的条件是什么？

第4章 平面连杆机构

4.1 机构运动分析时的速度多边形与加速度多边形特性是什么？

答：同一构件上各点的速度和加速度构成的多边形与构件原来的形状相似，且字母顺序一致。

4.2 为什么要研究机械中的摩擦？机械中的摩擦是否全是有害的？

答：机械在运转时，其相邻的两构件间发生相对运动时，就必然产生摩擦力，它一方面会消耗一部分的输入功，使机械发热和降低其机械效率，另一方面又使机械磨损，影响了机械零件的强度和寿命，降低了机械工作的可靠性，因此必须要研究机械中的摩擦。

机械中的摩擦是不一定有害的，有时会利用摩擦力进行工作，如带传动和摩擦轮传动等。 4.3 何谓摩擦角？如何确定移动副中总反力的方向？

答：（1）移动或具有移动趋势的物体所受的总反力与法向反力之间的夹角称为摩擦角?。 （2）总反力与相对运动方向或相对运动趋势的方向成一钝角90???，据此来确定总反力的方向。

4.4 何谓摩擦圆？如何确定转动副中总反力的作用线？

答：（1）以转轴的轴心为圆心，以P(P?rf0)为半径所作的圆称为摩擦圆。

（2）总反力与摩擦圆相切，其位置取决于两构件的相对转动方向，总反力产生的摩擦力矩与相对转动的转向相反。

4.5 从机械效率的观点看，机械自锁的条件是什么

第8章 带传动

8.1 带传动的主要类型有哪些？各有何特点？试分析摩擦带传动的工作原理。

答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。

摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，8.2 什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间有何关系？

答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力F0。

当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。紧边拉力为F1，松边拉力为F2。带两边的拉力之差称为由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。

带传动的有效拉力F 。设环形带的总长度不变，可推出F0?1?F1?F2? 28.3 小带轮包角对带传动有何影响？为什么只给出小带轮包角?1的公式？

答：从而提高传动能力。由于大带轮的包角?2大?1角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，于小带轮的包角?1，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角?1值。

8.4 带传动工作时，带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：带传动时，带中

第8章 带传动

8.1 带传动的主要类型有哪些？各有何特点？试分析摩擦带传动的工作原理。

答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。

摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，8.2 什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间有何关系？

答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力F0。

当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。紧边拉力为F1，松边拉力为F2。带两边的拉力之差称为由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。

带传动的有效拉力F 。设环形带的总长度不变，可推出F0?1?F1?F2? 28.3 小带轮包角对带传动有何影响？为什么只给出小带轮包角?1的公式？

答：从而提高传动能力。由于大带轮的包角?2大?1角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，于小带轮的包角?1，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角?1值。

8.4 带传动工作时，带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：带传动时，带中

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；

机械设计基础复习大纲

2011、4、3

第1章 绪论

掌握：机器的特征：人为的实物组合、各实物间具有确定的相对运动、有机械能参与或作机械功

机器的组成：驱动部分+传动部分+执行部分

了解：机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件和部件的概念

课程内容、性质、特点和任务

第2章 机械设计概述

了解：与机械设计有关的一些基础理论与技术，机器的功能分析、功能原理设计，机械设计的基本要求和

一般程序、机械运动系统方案设计的基本要求和一般程序、机械零件设计的基本要求和一般程序，机械设计的类型和常用的设计方法

第3章 机械运动设计与分析基础知识

掌握：构件的定义（运动单元体）、分类（机架、主动件、从动件）

构件与零件（加工、制造单元体）的区别

平面运动副的定义、分类（低幅：转动副、移动副；高副：平面滚滑副） 各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置

机构运动简图的画法（注意标出比例尺、主动件、机架和必要的尺寸） 机构自由度的定义（具有独立运动的数目）

平面运动副引入的约束数（低幅：引入2个约束；高副：引入1个约束） 平面机构自由度计算（F＝3n－2P5－P4）

应用自由度计算公式时的注意事项（复合铰链、局部自由度、虚约束、公共约束）

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

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%。 10-2解 由教材表10-1、表10-2查得

，粗牙，螺距 ，中径

螺纹升角

，细牙，螺距 ，

中径

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

粗牙 螺距 中径 小径

螺纹升角

普通螺纹的牙侧角 ，螺纹间的摩擦系数

当量摩擦角

拧紧力矩

由公式 可得预紧力

拉应力

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。

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

（ 3）螺杆的转速

螺杆的功率

（ 4）因 ，该梯形螺旋副不具有自锁性，欲使工作台在载荷 作用下等速下降，

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 ，

查教材表

机械设计基础复习大纲

2011、4、3

第1章 绪论

掌握：机器的特征：人为的实物组合、各实物间具有确定的相对运动、有机械能参与或作机械功

机器的组成：驱动部分+传动部分+执行部分

了解：机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件和部件的概念

课程内容、性质、特点和任务

第2章 机械设计概述

了解：与机械设计有关的一些基础理论与技术，机器的功能分析、功能原理设计，机械设计的基本要求和

一般程序、机械运动系统方案设计的基本要求和一般程序、机械零件设计的基本要求和一般程序，机械设计的类型和常用的设计方法

第3章 机械运动设计与分析基础知识

掌握：构件的定义（运动单元体）、分类（机架、主动件、从动件）

构件与零件（加工、制造单元体）的区别

平面运动副的定义、分类（低幅：转动副、移动副；高副：平面滚滑副） 各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置

机构运动简图的画法（注意标出比例尺、主动件、机架和必要的尺寸） 机构自由度的定义（具有独立运动的数目）

平面运动副引入的约束数（低幅：引入2个约束；高副：引入1个约束） 平面机构自由度计算（F＝3n－2P5－P4）

应用自由度计算公式时的注意事项（复合铰链、局部自由度、虚约束、公共约束）

机械设计基础第1章平面机构自由度习题解答

1-1至1-4 绘制机构运动简图。 1-1

1-2

1-3

1-4

1-5至1-12 计算机构自由度

局部自由度

局部自由度

1-5 有一处局部自由度（滚子），有一处虚约束（槽的一侧），无复合铰链 n=6 PL=8 PH=1 F=3×6-2×8-1=1 1-6 有一处局部自由度（滚子），无复合铰链、虚约束

n=8 PL=11 PH=1 F=3×8-2×11-1=1

1-7 无复合铰链、局部自由度、虚约束

n=8 PL=11 PH=0 F=3×8-2×11-0=2 1-8 无复合铰链、局部自由度、虚约束

n=6 PL=8 PH=1 F=3×6-2×8-1=1 1-9 有两处虚约束（凸轮、滚子处槽的一侧），局部自由度1处，无复合铰链

n=4 PL=4 PH=2 F=3×4-2×4-2=2

1-10 复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处

凸轮、齿轮为同一构件时， n=9 PL=12 PH=2 F=3×9-2×12-2=1 凸轮、齿轮为不同构件时

n=10