机械设计基础课后答案及解析第三版刘江南郭克希编

3-1 何谓构件？何谓运动副及运动副元素？运动副是如何进行分类的？
解答：构件是机器中每一个独立运动的单元体，是组成机构的基本要素之一。

运动副是由两个构件直接接触而组成的可动连接，是组成机构的基本要素之一。

运动副元素是两构件能够参加接触而构成运动副的表面，如点线面等。

运动副分类： a) 按两构件接触情况分为低副和高副； b) 按两构件相对运动情况分为平面运动副和空间运动副。

2 机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？如何绘制机构运动简图? 答：机构运动简图：表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性，用规定符号表示构件和运动副，并按比例绘制的图形。

机构运动简图的用处：表达各种构件的相对运动关系，确切表达机构的运动规律和特性。

4 在计算机构的自由度时，应注意哪些事项？通常在哪些情况下存在虚约束？答：在计算机构的自由度时，应注意复合铰链、局部自由度、虚约束。

虚约束通常存在情况有：1.两构件组成多个导路相互平行或重合的移动副，只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束；2两构件构成高副，两处接触且法线重合或平行；3. 轨迹重合：在机构中，若被联接到机构上的构件，在联接点处的运动轨迹与机构上的该点的运动轨迹重合时，该联接引入的约束是虚约束；4、机构中存在对传递运动不起独立作用的对称部分。

**平面机构中的低副和高副各引入几个约束？
答：每个自由构件具有3个自由度，高副引入一个约束，还有两个自由度；低副引入两个约束，还有一个自由度。

4-1 什么是连杆机构的急回特性？他用什么表达？什么叫极位角？它与机构的急回特性有什么关系？
4-2什么叫死点？
5-18、请指出凸轮机构从动件常用运动规律有哪些？并说明每一种运动规律的冲击特性及其应用场合。

答：凸轮机构从动件常用运动规律有：（1）等速运动规律；）等速运动规律有刚性冲击，用于低速轻载的场合；（2）等加速等减速运动规律，等加速等减速运动规律有柔性冲击，用于中低速的场合；（3）简谐运动规律（余弦加速度运动规律）；简谐运动规律（余弦加速度运动规律）当有停歇区间时有柔性冲击，用于中低速场合；当无停歇区间时无柔性冲击，用于高速场合。

9、何为带传动的弹性滑动？何为带传动的打滑？请具体说明二者最主要的区别。

答：由于带的紧边与松边拉力不等，使带产生弹性变形而引起的带在带轮表面上滑动的现象，称为弹性滑动。

当带传动工作过程中作用到从动轮上的阻力矩大于带和带轮间的极限摩
擦力矩时，带与带轮的接触面就会发生相对滑动的现象，称为打滑。

区别：打滑是有过载引起的，是可以避免的，不过载就不会打滑；
而弹性滑动是由于传动带具有弹性且紧边与松边存在拉力差而产生的，它是带传动中所固有的物理现象，是不可以避免的。

6-2直齿圆柱齿轮的基参数？
（1）齿数z:
齿轮整个圆周上轮齿的总数 2）模数m: 分度圆的周长l=πd=zp，则有分度圆直径d=p/π*z 由于π是无理数，给齿轮的设计、制造及检测带来不便。

为此，人们将比值p/π为简单的有理数（如1,2,3…）并将该比值为模数，用m表示，单位是：mm。

因此分度圆直径d=mz，分度圆齿距p=πm。

模数是决定齿轮尺寸重要参数，齿数相同的齿轮，模数越大，其尺寸也越大。

3）压力角α：渐开线上各点的压力角是不同的。

压力角太大对传动不利，我国规定压力角为20度。

4）齿顶高系数ha *和顶隙系数c*。

齿轮齿顶高和齿根高得计算：ha = ha *m， hf =
（ha * +c*）m
1 渐开线的性质。

（1）发生线在基圆上滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长。

（2）渐开线上任意一点的法线必与基圆相切。

（3）N点为渐开线在K点的曲率中心，NK是K点的曲率半径，因此渐开线上的各点曲率半径是不同的，K点离基圆越远，曲率半径越大，渐开线越平缓。

（4）渐开线的形状取决于基圆的大小，同一个基圆上的渐开线形状相同，不同基圆上渐开线不同，，基圆越大渐开线越平直。

（5）渐开线是从基圆开始向外展开的，故基圆内无渐开线
（6）渐开线上的各点的压力角不相等，离基圆越远，压力角越大。

5-5图
6-4解答
6-11
7-2
11-4键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩。

有些类型的键还可实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。

平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙。

这种键定心性较好、装拆方便。

双键布置时，沿周向1800 布置。

半圆键也是以两侧面为工作面，它与平键一样具有定心较好的优点。

半圆键能在槽中摆动以适应毂槽底面，装配方便。

它的缺点是键槽对轴的削弱较大，只适用于轻载联接。

双键布置时，布置在同一条母线上。

12-1
12-2 滚动轴承的寿命和基本额定寿命是什么含义？何谓基本额定动载荷？何谓当量动载荷？解：所谓轴承的寿命，对于单个轴承来说，是指轴承的一个套圈（或垫圈）或滚动体材料上出现第一个疲劳扩展迹象之前，轴承的一个套圈（或垫圈）相对另一个套圈（或垫圈）旋转的转数。

（对于单个滚动轴承或一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，其可靠度为90%时的寿命称为基本额定寿命，以表示（单位为百万转，即）。

对单个轴承来讲，它能顺利地在基本额定寿命期内正常工作的概率为90%，而在基本额定寿命期未达到之前即发生点蚀破坏的概率仅为10%。

对一组轴承来讲，在实际上按基本额定寿命计算而选择出的轴承中，可能有10%的轴承发生提前破坏；同时，也可能有90%的轴承超过基本额定寿命后还能继续工作。

）
滚动轴承的基本额定动载荷，就是使轴承的基本额定寿命为一百万转时，轴承所能承受的载荷值，用C表示。

对于向心轴承，由于它是在纯径向载荷下进行寿命试验的，所以其基本额定动载荷通常称为径向基本额定动载荷，记作；对于推力轴承，它是在纯轴向载荷下进行试验的，故称之为轴向基本额定动载荷，记作；对于角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指的是使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量。

如果作用在轴上的实际载荷是既有径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与额定动载荷的载荷条件一致的载荷，称为当量动载荷。

在当量动载荷作用下，滚动轴承的寿命与实际载荷下的寿命相同。