机械设计作业集9答案河南科技大学
河南科技学院机械设计051-054B考试及答案
河南科技学院2007-2008学年第一学期期终考试 机械设计试题参考答案和评分标准 （B ）一、适用班级: 机制051-4.机教051-2单项选择题 （每小题2分, 共20分）本题主考考察学生对一些小知识点的掌握程度。
平分标准:所选答案必须与标准答案完全相同得2分, 选错不得分。
参考答案:1. （ A ）2. （ C ）3. （ D ）4. （ B ） 5（ C ） 二、6. （ B ） 7. （ C ） 8. （ B ） 9. （ D ） 10. （ B ）判断题 （每小题1分, 共10分)本题主要考察学生对基本知识点的掌握程度。
评分标准:所选答案与标准答案相同得1分, 选错不得分。
1. （√）2. （(）3. （(）4. （√）5. （(）6. （√）7. （√）8. （(）9. （√） 10. （(） 三、分析题（共15分）如图所示为蜗杆、蜗轮和斜齿轮组成的二级传动中, 已知蜗杆1为主动件、其转向及各轮螺旋线方向如图示, 试在图中画出:（1）标出蜗轮2.斜齿轮3上各分力的方向；（ 10）（2）标出斜齿轮4的转向；（2分）（3）指出蜗杆螺旋线的方向。
（3分）四、结构题（共20分）1.指出图中轴系结构设计的错误之处, 用序号标出错误之处。
（12分）左图答案:（1）齿顶圆缺少倒角（1分）（2）齿轮（轮毂）两端都被轴环挡住, 齿轮装不进。
（2分）（3）安装齿轮（轮毂）处的轴的长度应小于齿宽。
（2分）（4）齿轮（轮毂）与键之间有间隙。
（1分）右图答案:（1）轴（转动圈）与轴承端盖（静止件）接触, 应有间隙。
（2分）（2）毡圈油封（密封圈）及槽的画法不正确。
（2分）（3）缺少轴肩。
（1分）（4）键过长。
（1分）2.普通螺栓用于连接两被连接件, 画出普通螺栓连接结构图。
（8分）（1）画出连接两被连接件。
（2分）（2）画出弹性垫片。
（2分）（3）画出1.1孔。
（2分）（4）正确画出螺纹终止线和伸出长。
机械设计作业集9答案河南科技大学
C、 提高传动平稳性 D 、保证链轮轮齿的
强度。
9-6 滚子链传动中，应尽量避免使用过渡链节，这主要是因为
C
。
A 、制造困难 B 、装配困难 C、过渡链节的链板要承受附加弯曲载荷 9-7 若大链轮齿数超过极限值（ zmax =120 ），则 B 。
A 、链条的磨损快 B 、易发生脱链现象
C 、链传动的噪音大
9-19 链传动的 平均 传动比是不变的，而 瞬时 传动比是变化的。
9-20 在设计图纸上注明某链条的标记为： 16A-2 × 60 GB1243 〃1 – 1983 ，其中“ 16A ”
表示 A 系列、链节距为 25.4mm 。
9-21 链传动的润滑方式可根据 链节距 和 链速 来选择。
三、分析与思考题
=6826mm/s=6.826m/s
3 ）平均传动比 i
9-29
i 12 =n 1 /n 2 =z 2 /z 1 =69/17=4.06 单排滚子链传动， 小链轮为主动轮， 链轮齿数 z1=21 ，z2=105 ，链型号为 16A ， n 1=
600 r/min ，工况系数 K A=1.2 ，中心距 a=910mm ，试求此链传动允许传递的最大功率。
取 z1 ’=21
主动小链轮齿数由 25 降到 21 ，由表 9-10 知，齿形系数 K Z 减小，而其它参数不变，链条 所能传递的功率下降。
2. 若主动轮齿数不变，应将从动轮齿 数增加到多少？此时链条所能传递 的功率有何变化？
班级 姓名 学号
成
绩
任课教师
批改日期
机械设计作业集
答：主动小链轮齿数不变，从动轮齿数
9-13 链传动只能用于轴线 D 的传动。
A 、相交 90 o B、相交或任意交角 C 、空间 90 o 交错 D 、平行
河南科技大学机械原理作业答案1-8-A4
F 3n 2 pl p h 3 5 2 7 0 1
2—12 计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机 构的级别。 解：
D 3
5
3
4
C
E
5
4
6
1 2
A B
2 1
A
低代前：
n 4，pl 5，p h 1 F 3n 2 pl p h 3 4 2 5 1 1
12、P 24 B P
2 1
A
C
P 12、P 13 B P23
3
2
P23 3 C
4
1
P34、P 13 D
P34
P 14
A
P 14
(b)
P23
P24
4
(a)
P 12
p13
P24
2 1
A
3
P23 B
P24
1 14 A P
B
2 P 12
3
P 14
4
(c )
C
P34
P 13
C P 34 4
a11524323154????????????hlhlppnfppn11524323154????????????hlhlppnfppn10725323075????????????hlhlppnfppnabcdefg1234651725323075???????????hlhlppnfppnabcde??12345abcde12345123456213计算图示机构的自由度将其中的高副用低副代替并分析机构所含的基本杆组确定机构的级别
低代后：
n 5，pl 7，p h 0 F 3n 2 pl p h 3 5 2 7 1
河南科技大学 机械设计答案
第八章 8-3 B 8-7 A 8-11 D 8-15 D 8-19 B 8-4 C 8-8 D 8-12 A 8-16 D 8-20 B
二、填空题 8-21 在平带或V带传动中，影响最大有效圆周力Fec的因素是 初拉力F0 、 摩擦系数μ（当量摩擦系数μV ） 和 小轮包角α1 。 8-22 V带传动在工作过程中，带内应力有：紧边、松边拉应力（σ1、σ2）、 离 心拉应力σc 、 弯曲应力（σb1、σb2 ） ，最大应力σmax= σ1+σc+σb1 ，发生在 紧边刚绕上小带轮处 。 8-23 带传动的主要失效形式为 疲劳破坏 和 打滑 ，其设计准则为 在不打滑的
1、将dd2减小到280mm；
电动机
dd2 V带传动
2、将dd1增大到200mm；
dd1
减速器
3、将鼓轮直径D增大到355mm。
解
输出功率P出=F· v 1、 dd2 , n2 , v，F不变，则 P出
v D
F 输送带
n1d d 1 不变 而 v带 60 1000 Fe带(42%)可能引起打滑或疲劳失效。
∵原运输带速度： v
n y D 60000
n y D 60000
,
F 输送带 D
现运输带速度：
v
,
∵原运输带鼓轮转速： n y 现运输带鼓轮转速： n y
n电 i12 i减
n电 2.857 i减
n电 n电 i12 i减 2 i减
∴方案1、2运输带速度提高： 1 1 v v n y n y 2 2.857 2.857 ( 1) 42.9% 1 v ny 2 2.857 同理方案3运输带速度提高： v v D D 355 250 42% v D 250
河科大机械设计作业作业解答
题13—47图第十四章联轴器和离合器一、分析与思考题14-16 联轴器、离合器、安全联轴器和安全离合器有何区别？各用于什么场合？答: 联轴器: 用来把两轴联接在一起, 机器运转时不能分离。
只有停机时将联接拆开后两轴才能分离。
离合器：在机器运转过程中可使两轴随时接合或分离。
用来操纵机器传动系统的断续, 以便进行变速及换向等。
安全联轴器和安全离合器：机器工作时, 如果转矩超过规定值, 这种联轴器或离合器即可自行断开或打滑, 以保证机器中主要零件不致因过载而损坏。
14-17 试比较刚性联轴器、无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器各有何优缺点？各用于什么场合？答: 刚性联轴器: 构造简单, 成本低, 可传递较大的转矩。
缺乏补偿两轴相对位移的能力。
故对两轴对中性能要求很高。
用于转速低, 无冲击, 轴的刚性大, 对中性较好的场合。
无弹性元件的挠性联轴器：可补偿两轴相对位移。
但因无弹性元件, 故不能缓冲减振。
常用于载荷平稳、无冲击的场合。
有弹性元件的挠性联轴器：因装有弹性元件, 不仅可以补偿两轴相对位移而且可以吸振缓冲。
用于需要补偿两轴的相对位移, 工作载荷有较大变化的场合。
14-18选择联轴器类型时, 应当考虑哪几方面因素？答: 1.传递转矩大小和性质以及对吸振缓冲能力的要求；2.工作转速高低和引起离心力的大小；3.两轴相对位移的大小和方向；4.联轴器的可靠性和工作环境；5.联轴器的制造、安装、维护和成本。
14-19 牙嵌离合器和摩擦式离合器各有何优缺点？各适用于什么场合？答: 牙嵌离合器: 结构简单, 没有相对滑动, 尺寸小。
但不能在转速差较大时进行联接。
摩擦式离合器：两轴能在任何不同角速度下进行联接；改变摩擦面间的压力就能调节从动轴的加速时间；接合时冲击和振动较小；过载时将发生打滑, 可避免其它零件损坏。
二、设计计算题14-20 有一链式输送机用联轴器与电机相联接。
已知传递功率P=15Kw, 电动机转速n=1460r/min, 电动机轴伸直径d=42mm 。
机械设计基础_河南科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
机械设计基础_河南科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.带动其它构件的构件，称为原动件。
答案:运动2.具有确定运动的行星轮系，其原动件数目。
答案:只有1个3.两构件组成平面转动副时，则运动副使构件间丧失了的独立运动。
答案:两个移动4.曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向无穷大而演变来的。
答案:摇杆5.当曲柄摇杆机构的曲柄原动件位于时，机构的压力角最大。
答案:曲柄与机架共线的两位置之一6.若发现移动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角超过了许用值时，且凸轮的实际廓线又出现变尖，此时应采取的措施是。
答案:增大基圆半径7.滚子从动件盘形凸轮的基圆半径是从凸轮转动中心到的最短距离。
答案:凸轮理论廓线8.两齿轮的实际中心距与设计中心距略有偏差，则两轮传动比。
答案:不变9.若忽略摩擦，一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间作用力沿着方向。
答案:基圆内公切线10.渐开线齿轮传动的重合度随着齿轮增大而增大，而与齿轮的无关。
答案:齿数；模数11.用范成法切制渐开线齿轮时，齿轮根切的现象可能发生在的场合。
答案:齿数较少12.渐开线直齿圆柱齿轮中，齿距p，法向齿距pn，基圆齿距pb三者之间的关系为。
答案:pb=pn＜p13.渐开线直齿条与正变位直齿圆柱齿轮传动时，齿轮的节圆半径分度圆半径。
答案:等于14.蜗轮的螺旋角2与蜗杆导程角 1 的关系为。
答案:相等15.斜齿轮的标准参数取在。
答案:法面16.定轴轮系与周转轮系的区别，在于定轴轮系所有轴相对于机架的位置都是固定的；周转轮系是指轮系中有一个齿轮的轴线绕另一轴线转动的轮系。
此句中错误的是。
答案:有一个17.下面给出图示轮系的三个传动比计算式，为正确的。
答案:=(ω1-ωH)/(ω3-ωH)18.若不考虑其它因素，单从减轻飞轮的质量上看，飞轮应安装在。
答案:高速轴上19.静平衡的转子是动平衡的；动平衡的转子是静平衡的。
答案:不一定；一定20.机械平衡研究的内容是。
河南科技大学机械原理作业答案9-12
凸轮转角δ 0° 30° 60° 90° 120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° 360°
从动件位移φ 0 1.34° 5° 10° 15° 18.67° 20° 17.5° 10° 2.5° 0 0 0
或位移曲线图
20
1 / mm
0
3
sin 0.2304, cos 0.9731
（θ 角在第四象限）
x x rr cos 65.974115 0.9731 51.3776 y y rr sin 38.0902 15 (0.2304) 34.6332
班级
成绩
姓名
任课教师
学号
4h
2 0
cos
(s0
s) sin
4 40 ( 2
/ 3) cos(60) (50
80 / 9) sin(60)
42.5110
sin 0.7203, cos 0.6936 （θ 角在第二象限）
x x rr cos 50.999 15 (0.6936) 40.5947
3
2
2
2
A
r0
O
班级 姓名 学号
- 62 -
成绩 任课教师 批改日期
机械原理作业集
9－5 试用图解法设计一滚子摆动从动件盘形凸轮机构。已知 lOA=55mm，lAB=50mm，r0=25mm，滚 子半径 rr=8mm，凸轮以等角速度逆时针回转，从动件运动规律为：凸轮转角=0~180时，从动 件以余弦加速度运动顺时针摆动 φm=20，=180~300时，从动件等加速等减速摆回原位， =300~360时，从动件静止。（求位移，计算、作图均可）
机械习题答案
2 ⑵若 M＜0：螺栓 4 和 5 所受的工作载荷最大，其值 F3 为 F3 = Ml1 (4l12 + 4l 2 )
1 8
FΣy
y
FΣ FΣx
h
x
l
l1
l2
l2
l1
2 7
3 6
4 5
4)受力最大的螺栓及其所受到的最大作用力 Fmax： ⑴若 M≥0：螺栓 1 和 8 所受的作用力最大，其值 Fmax 为：
《机械设计》 （第九版）
濮良贵主编
习题参考答案（第 5 章）
5-4.图 5-49 所示的底板螺栓组连接受外力 FΣ的作用，外力 FΣ作用在包含 x 轴并垂直于底板接合 面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大，保证连接安全工作 的必要条件有哪些？ 解：1、受力简化： 1)FΣ向 x 和 y 轴分解，得水平分力 FΣx 铅垂 分力 FΣy 2)FΣx 向接全面简化，得作用在接合面上的横 向载荷 FΣx 和顺时针倾覆力矩 M1=FΣx×h 3)FΣy 向接合面对称中心简化，得轴向载荷 FΣy 和逆时针倾覆力矩 M2=FΣy×l 4)螺栓组的受力情况： 综上，底板螺栓组受以下三种载荷的作用： ⑴横向载荷 FΣx，作用方向：水平向右 ⑵轴向载荷 FΣy，作用方向：铅垂向上 ⑶倾覆力矩 M：M=M1-M2。M≥0，底板受顺时针倾覆力矩作用 M＜0，底板受逆时针倾覆力矩作用 2、受力分析： 1)受横向载荷 FΣx 作用： 每个螺栓所受的工作剪力 F1=FΣx/8，方向向右。 2)受轴向载荷 FΣy 作用： 每个螺栓所受的工作拉力 F2=FΣy/8，方向向上。 3)受倾覆力矩 M 作用： ⑴若 M≥0：螺栓 1 和 8 所受的工作载荷最大，其值 F3 为 F3 = Ml1 (4l1 + 4l 2 )
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A、链条的磨损快B、易发生脱链现象C、链传动的噪音大
9-8对于高速重载的链传动，应选取C的链条。
A、大节距单排B、小节距单排C、小节距多排
9-9两轮轴线在同一水平面的链传动，布置时应使链条的紧边在上，松边在下，这样A。
A、松边下垂后不致与紧边相碰B、可减小链条的磨损C、可使链传动达到张紧的目的
第九章链传动
一、选择题
9-1链条的基本参数是C。
A、销轴直径B、销轴长度C、节距
9-2链传动中，当其它条件不变的情况下，传动的平稳性随链条节距P的A。
A、减小而提高B、减小而降低C、增大而提高D、增大而不变。
9-3链传动中，链节数和齿数常分别取B。
A、偶数与偶数B、偶数与奇数C、奇数与偶数
9-4为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮的齿数z1一定时，应该限制A。
9-10链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在A情况下。
A、低速重载B、高速重载C、高速轻载D、低速轻载
9-11代号为08A-2×60 GB1243·1–1983的链，其节距为C。
A、8mm B、25.4mm C、12.7mm
9-12与齿轮传动相比较，链传动的主要特点之一是C。
A、适合于高速B、制造成本高C、安装精度要求低D、有过载保护
五、结构设计与分析题
9-31在如图所示链传动中，小链轮为主动轮，中心距a = (30～50) p。问在图a、b所示布置中应按哪个方向转动才合理？两轮轴线布置在同一铅垂面内（图c）有什么缺点？应采取什么措施？
a）b）c）
题图9-31
二、填空题
9-16滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组成，其中内链板和套筒之间、
外链板和销轴之间分别为过盈配合，而滚子和套筒之间、套筒和销轴之间分别为间隙配合。
9-17在链传动中，链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则传动的动载荷越大。
9-18链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、胶合、链条静力拉断四种。在润滑良好、中等速度的链传动中，其承载能力主要取决于链板的疲劳强度。
9-13链传动只能用于轴线D的传动。
A、相交90ºB、相交或任意交角C、空间90º交错D、平行
9-14链传动张紧的目的是B。
A、提高链的工作能力B、避免松边垂度过大C、增加小链轮包角D、保证链条的初拉力
9-15链传动压轴力要比带传动小，这主要是因为B。
A、链的质量大，离心力大B、啮合传动不需要很大的初拉力C、在传递同样功率时，圆周力小D、这种传动只用来传递小功率
主动小链轮齿数由25降到21，由表9-10知，齿形系数KZ减小，而其它参数不变，链条所能传递的功率下降。
2.若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增加到多少？此时链条所能传递的功率有何变化？
答：主动小链轮齿数不变，从动轮齿数
z2’= z1×i12= z1n1/n2=25×900/250=90取z2’=90
9-23链传动有哪几种主要的失效形式？
答：1）链节板由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。
9-24与带传动相比，链传动有哪些优缺点？
Vmax=ω1d1/2=100.48×138.23/2=6944mm/s=6.944m/s
Vmin=ω1cos（180°/ z1）d1/2=100.48×cos（180°/ 17）×138.23/2
=6826mm/s=6.826m/s
3）平均传动比i
i12=n1/n2=z2/z1=69/17=4.06
9-29单排滚子链传动，小链轮为主动轮，链轮齿数z1=21，z2=105，链型号为16A，n1= 600 r/min，工况系数KA=1.2，中心距a=910mm，试求此链传动允许传递的最大功率。
解.
9-30设计一输送装置用的滚子链传动。已知主动轮转速n1=960 r/min，功率P = 16.8 kW，传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距不大于800 mm（要求中心距可以调节），水平布置。
从动大链轮齿数由75升到90，而其它参数不变，链条所能传递的功率不变。
四、设计计算题
9-28一链式运输机驱动装置采用套筒滚子链传动，链节距p=25.4mm，主动链轮齿数z1=17，从动链轮齿数z2=69，主动链轮转速n1=960r/min，试求：
1．链条的平均速度V；
2．链条的最大速度Vmax和最小速度Vmin；
A、小链轮的转速n1B、传递的功率P C、链条的速度v
9-5链传动设计中，限制小链轮齿数z1≥9是为了C。
A、防止脱链现象B、防止小链轮转速过高C、提高传动平稳性D、保证链轮轮齿的强度。
9-6滚子链传动中，应尽量避免使用过渡链节，这主要是因为C。
A、制造困难B、装配困难C、过渡链节的链板要承受附加弯曲载荷
9-19链传动的平均传动比是不变的，而瞬时传动比是变化的。
9-20在设计图纸上注明某链条的标记为：16A-2×60 GB1243·1–1983，其中“16A”表示A系列、链节距为25.4mm。
9-21链传动的润滑方式可根据链节距和链速来选择。
三、分析与思考题
9-22链传动为何小链轮齿数Z1不宜过少？而大链轮齿数Z2又不宜过多？
9-27有一链传动，小链轮主动，转速n1=900，齿数z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到n2≈250 r/min，链条长度不变，问：
1.若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少？此时链条所能传递的功率有何变化？
答：从动轮齿数不变，主动小链轮齿数
z1’= z2/i12= z2n2/n1=75×250/900=20.8取z1’=21
答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。
9-25为什么一般链节数选偶数，而链轮齿数多取奇数？
答：小链轮齿数传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。齿数少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致：1）传动的不均匀性和动载荷增大；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。
大链轮齿数Z2过多，增大了传动的尺寸和质量，易于因链条节距的伸长而发生跳齿和脱链现象，缩短链条的使用寿命。
答：一般链节数选偶数，可以避免使用过渡链节板。由于链节数选偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数应取奇数况下，应如何选择滚子链？
答：链的节距越大，则链条的承载能力就越大，动载荷也越大，周期性速度波动的幅度值也越大，在高速，重载的工况下，应选择小节距多排链。
3．平均传动比i。
解. 1）链条的平均速度
V=z1pn1/（60×1000）=17×25.4×960/（60×1000）=6.91m/s
2）链条的最大速度Vmax和最小速度Vmin
d1=p/sin（180°/ z1）=25.4/sin（180°/ 17）=138.23mm
ω1=πn1/30=3.14×960/30=100.48 rad/s