机械设计原理作业答案

1机械设计原理作业答案作业一一、填空题1．零件2．通用零件，专用零件3．零件，构件4．直接接触，可动5．运动副，构件，传递运动和力6．主动构件，从动构件，机架7．平面高副，平面低副8．机器，机构二、判断题1．×2．×3．×4．√5．×6．×7．×三、选择题1．C2．B3．B4．D5．C6．D四、综合题1．答：机器基本上是由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。动力部分是机器动力的来源。工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途。传动装置是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。2．答：低副是面接触的运动副，其接触表面一般为平面或圆柱面，容易制造和维修，承受载荷时单位面积压力较低（故称低副），因而低副比高副的承载能力大。低副属滑动磨擦，摩擦损失大，因而效率较低；此外，低副不能传递较复杂的运动。高副是点或线接触的运动副，承受载荷时单位面积压力较高（故称高副），两构件接触处容易磨损，寿命短，制造和维修也较困难。高副的特点是能传递较复杂的运动。3．答：机构运动简图能够表达各构件的相对运动关系、揭示机构的运动规律和特性。其绘制步骤如下：（1）分析机构运动，确定构件数目。（2）确定运动副的类型和数量。（3）确定视图平面。（4）徒手画草图并测量各运动副之间的相对位置。（5）选择适当的长度比例尺μl=amm／mm，并将实长换算为图长。（6）完成机构运动简图。作业二一、填空题1．转动副2．2，1，13．曲柄摇杆，双曲柄，双摇杆4．双曲柄5．曲柄滑块6．转动导杆7．对心曲柄滑块，偏置曲柄滑块8．整周转动，往复直2线移动9．转动导杆，摆动导杆10．工作行程比空回行程所需时间短11．凸轮，从动件，机架12．低，高13．高副，预期14．盘形凸轮，移动凸轮15．尖顶，滚子，平底二、判断题1．×2．×3．√4．×5．×6．√7．√8．×9．×10．√11．√12．×13．×14．×15．×16．√17．√18．√19．√20．√三、选择题1．B2．A3．D4．A5．A6．D7．A8．A9．A10．C四、综合题1．答：在铰链四杆机构中，固定不动的杆称为机架；与机架相联的杆称为连架杆；与机架不相联的杆称为连杆。连架杆中如能连续整周回转则称为曲柄，不能整周回转，只能往复摇摆一定角度则称为摇杆。2．答：a）对心曲柄滑块机构；b）偏置曲柄滑块机构；c）摆动导杆机构；d）转动导杆机构；e）摇块机构；f）移动导杆机构。3．答：从动件受到主动力的方向与该点的速度方向所夹锐角就是机构的压力角α，与压力角互余的角是传动角γ。压力角α越小，即传动角γ越大，机构的动力传动性能越好。机构的压力角α或传动角γ，随机构运动的不同位置其大小在变化。机构的死点是指机构运动到某一位置时，机构的传动角γ=0º，这时机构的运动将出现被卡死或运动方向不确定的现象。4．答：机构运动到某一位置时，机构的传动角γ=0º，这时机构的运动将出现被卡死或运动方向不确定的现象，即出现死点。为了使机构能够顺利地通过死点，继续正常运转，可利用构件自身或飞轮的惯性使机构通过死点；也可以采用两组机构错位排列，使两组机构的死点相互错开。5．答：凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成，它广泛应用与自动化机械、仪表和自动控制装置中。凸轮与从动件是以点或线接触，故为高副机构。与连杆机构相比，凸轮机构可以准确地实现预期的运动规律和轨迹，且结构简单紧凑，但凸轮与从动件为高副接触，易磨损。故凸轮机构多用于传递功率不大的场合。6．答：凸轮由盘形转动凸轮、板状移动凸轮和圆柱回转凸轮。从动件按运动形式可分为直动从动件、摆动从动件；按从动件的末端形式可分为尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件和圆弧底从动件。7．答：棘轮机构的结构简单，制造方便，运转可靠，转角还可调节，但传动平稳小差。估棘轮使用于低速、轻载的场合。棘轮机构具有单向间歇的运动特性，通过它可实现送进、转位，如牛头刨床工作台的横向进给机构；可实现制动，如起重设备安全装置中的棘轮机构；还可实现超越运动，如自行车后轴上的飞轮。8．答：槽轮机构结构简单，机械效率高，运转平稳，在自动机械中应用甚广。如六角车床的刀架转位槽轮机构，刀架上装有六种刀具，与刀架联接在一起的槽轮开有六个径3向槽，曲柄上装有一个圆销。曲柄每转一周，圆销进入槽轮一次，驱使槽轮转过60º，将下一工序的刀具转换到工作位置。五、计算题解（a）：滑块C是虚约束去掉。机构中活动件ｎ＝3，低副4LP，高副0HP。则由机构的自由度计算公式HLPPnF23＝３×3－２×4＝１主动件是一个。主动件数等于其自由度，机构具有确定的运动。解（b）：凸轮从动件的小轮子是局部自由度，固化。机构中活动件ｎ＝4，低副4LP，高副2HP。则由机构的自由度计算公式HLPPnF23＝３×4－２×4－2＝2主动件是两个。主动件数等于其自由度，机构具有确定的运动。解（c）：凸轮从动件的小轮子是局部自由度，固化。机构中活动件ｎ＝4，低副5LP，高副1HP。则由机构的自由度计算公式HLPPnF23＝３×4－２×5－1＝１主动件是一个。主动件数等于其自由度，机构具有确定的运动。解（d）：图中上面的两滑块处是复合铰链。机构中活动件ｎ＝7，低副10LP，高副0HP。则由机构的自由度计算公式HLPPnF23＝３×7－２×10＝１主动件是一个。主动件数等于其自由度，机构具有确定的运动。作业三一、填空题1．可拆联接，不可拆联接，键联接，销联接，螺纹联接2．不可拆联接3．中碳钢4．运动，转矩5．圆头，平头，半圆头，半圆头（C型）6．两侧面7．A型，半圆8．滑键随轮毂件一起运动，而导向键是和轴固联在一起的9．简单，可4靠，方便10．两，远11．确定零件间，载荷12．左旋，右旋13．三角形，60º，联接14．螺栓联接，双头螺柱联接，螺钉联接，紧定螺钉联接15．穿过被联接件的通孔，适于安装，又不太厚16．六角头螺栓，双头螺柱，螺钉，紧定螺钉，六角螺母，圆螺母，垫圈，钢膨胀螺栓，塑料胀管，自攻螺钉（答出六个即可）17．较厚被联接件，较薄被联接件，被联接件之一较厚，材料较软且经常装拆18．摩擦防松，机械防松19．冲击，震动，偏移20．摩擦二、判断题1．√2．×3．√4．√5．×6．×7．×8．×9．√10．×11．×12．√13．√14．√15．√16．×17．×18．×19．√20．√21．√三、选择题1．A2．D3．D4．A5．D6．A7．A8．A9．B10．B11．C12．B13．B14．A15．A四、综合题1．答：松键联接与紧键联接的主要区别在于：紧键联接靠摩擦力承受载荷，键上有1:100的斜度，键的工作面为上面（顶面）和下面（底面），对中性差，多用于静联接。松键联接靠键的侧面承受挤压传递转矩，键的工作面为两侧面，对中性较好。其中花键联接可以看成是平键联接增加键数的结果。2．答：普通平键端部结构有A、B、C三种类型，A型为圆头平键，定位可靠，应用最广泛；B型为平头平键，有时要用螺栓顶住，以免松动；C型为半圆头平键，只用于轴端。A10×8×50表示A型平键，键宽为10mm，键高10mm，键长50mm。3．答：圆柱销销孔需铰制，过盈紧固，定位精度高，主要用于定位，也可用于联接；圆锥销销孔需铰制，比圆柱销定位精度更高，安装方便，可多次装拆，主要用于定位，也可用于固定零件，传递动力。4．答：a图为螺钉联接，上部零件螺孔直径太小，下不零件螺孔太浅，且螺钉的螺纹不应到根部。b图为铰制孔用螺栓联接，但下部不适于装拆。c图结构合理。5．答：螺纹联接常用的防松方法有摩擦力防松，包括对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母等；机械防松，包括开口销与六角开槽螺母防松，止动垫圈、串联钢丝等；其他防松方法包括粘和剂防松和冲点防松等。6．答：螺旋传动具有以下特点：（1）螺旋传动结构简单，传动平稳，传递动力大，传递运动准确；（2）具有一定的自锁性，故在螺旋压力机、千斤顶中采用，以保证工作安全可靠；（3）传递效率低（一般只有约50％），磨损比较严重。根据用途可分为调整螺旋、传力螺旋、传导螺旋和测量螺旋。7．答：联轴器和离合器都能把不同部件的两根轴联接成一体，两者之间的区别是：联轴器是一种固定联接装置，在机器运转过程中被联接的两根轴始终一起转动而不能脱开，只有在机器停止运转并把联轴器拆开的情况下，才能把两轴分开；而离合器则是一种5能随时将两轴接合或分离的可动联接装置。8．答：凸缘联轴器的特点是：结构简单、装配方便、传递扭矩较大。但要求两轴能对中，所承受载荷要较平稳。且径向尺寸较大。在传递载荷时不能缓和冲击和吸收震动。此外要求对中精确，否则由于两轴偏斜或不同心将会引起附加载荷和严重磨损。9．答：摩擦离合器是靠摩擦面接合驱动的。它可以在任意速度下平稳接合，冲击、振动小；而且过载打滑，能保护其他零件不致损坏，比较安全。但不能严格保持传动比，而且结构也较复杂。作业四一、填空题1．主动带，从动带，传动带2．平带，V（三角）带、圆带，多楔带3．绕入主动轮的一边（下边），绕出主动轮的以便（上边）4．带与带轮之间的打滑，疲劳断裂5．包布层，强力层，伸张层，压缩层，E，D，C，B，A，Z，Y6．变化，弹性滑动7．愈大，愈大，α1≥120º，越大8．严格传动比，低9．主动，从动，链条10．内链板，外链板，销轴，套筒，滚子11．两销轴中心，越大12．套筒滚子链，偶数，弹簧锁片二、判断题1．√2．√3．√4．×5．√6．√7．×8．√9．√10．×三、选择题1．B2．C3．D4．A5．D6．D7．A8．D9．D四、综合题1．答：（1）带传动结构简单，制造容易，成本低；适用于两轴中心距较大的传动，并可实现无级变速；（2）带传动较柔和，可以吸震和缓冲，传动平稳；（3）带传动过载时能打滑，防止零件损坏，能起到过载保护作用；（4）带传动效率低，传递运动不准确，外廓尺寸较大。2．答：两带轮中心距a越大，小带轮包角α1也越大，对带传动承载越有利。同时中心距越大，带越长，带在传动过程弯曲次数相对减少，也有利于提高带的使用寿命。但是两带轮的中心距往往受到空间位置限制，而且中心距过大，容易引起带抖动，会使承载能力下降。3．答：传动比是指主动轮转速n1与从动轮转速n2的比值，用符号i12表示，即i12＝21nn。传动比反映了主、从动轮间的转速变化，即变速的情况。传动比大于1，从动轮转速低于主动轮转速，称为降速传动；传动比小于1，从动轮转速高于主动轮转速，称为升速传动。4．答：传动带因长期受拉力作用，将会产生塑性变形而伸长，从而造成张紧力减小，传递能力降低，致使传动带在带轮上打滑。为了保持传动带的传递能力和张紧程度，常用6张紧轮和调节两带轮间的中心距进行调整。5．答：（1）安装时，两轴线应平行，两轮相对应轮槽的中心线应重合，以防带侧面磨损加剧。（2）安装V带时应按规定的初拉力张紧，也可凭经验，对于中等中心距的带传动，带的张紧程度以大拇指按下15mm为宜。（3）为确保安全，带传动应设防护罩。（4）装拆时不能硬撬，应先缩短中心距，然后再装拆胶带。装好后再调到合适的张紧程度。6．答：传动带与带轮之间之所以会打滑，是因为带传动的工作阻力大于它的承载能力。当工作阻力小于摩擦力的最大值Fj′时，工作阻力越大，圆周力F就越大。当工作阻力超过摩擦力最大值时，主动轮带不动从动轮与传动带，只能空转，这就叫打滑。打滑以后不但带传动失效，而且传动带迅速磨损。打滑是可以避免的。7．答：与带传动相比，链传动具有下列特点：（1）能保证准确的平均传动比。（2）传递功率大，且张紧力小，故对轴和轴承的压力小。（3）传动效率高，一般可达0.95～0.98。（4）能在低速、重载和高温条件下，以及尘土飞扬、淋水、淋油等不良环境中工作。（5）能用一根链条同时带动几根彼此平行的轴转动。（6）由于链节的多边形运动，所以瞬时传动比是变化的，瞬时链速不是常数，传动中会产生动载荷和冲击，因此不宜用于要求精密传动的机械上。（7）安装和维护要求较高。（8）链条的铰链磨损后，使链条节距变大，传动中链条容易脱落。（9）无过载保