机械设计基础课后习题答案

2-4 机构具有确定运动的条件是什么？

（1）机构自由度>0（2）原动件数=机构自由度数

2-6 计算自由度（a）(c)

(a)F=3N-2PL-PH=3*7-2*4-3=10 (b)F=3N-2PL-PH=3*9-2*12-2=1

3-1 铰链四杆机构有哪些基本性质？如何判断它是否具有曲柄？

基本性质：急回特性、死点位置

曲柄存在的条件：（1）最短杆与最长杆的长度之和小于等于其他两杆长度之和。（2）连架杆或机架之一为最短杆。

3-3 已知铰链四杆机构各杆杆长分别为：a = 40 mm，b = 79 mm，c = 90 mm，d = 110 mm，各杆按字母顺序布置。试问分别取不同杆为机架时，各获得何种机构？

3-4 如何判断机构有无急回运动？K = 1的铰链四杆机构的结构特征是什么？

判定机构是否有急回运动关键取决于极位夹角，当曲柄摇杆机构在运动过程中出现极位夹角θ时，机构便具有急回运动特性。θ角愈大，K值愈大，机构的急回运动性质也愈显著。

K = 1的铰链四杆机构的结构特征是主动曲柄与连杆拉直共线和重叠共线两处位置重合。

4-2 凸轮机构常用的四种从动件运动规律中，哪种运动规律有刚性冲击？哪些运动规律有柔性冲击？哪种运动规律没有冲击？

匀速运动规律有刚性冲击；等加速度、等减速度和余弦加速度运动规律有柔性冲击；正弦加速度运动规律没有冲击。

4-6 图示一偏置直动从动件盘形凸轮机构，凸轮以C点为中心，题4-6图画出轮廓上D点与尖顶接触时的压力角的位置和大小。

5-1 齿轮传动的最基本要求是什么？齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求？

基本要求是：传动比恒定。

齿廓的形状是：渐开线形、摆线形、圆弧齿时满足上述要求。（齿廓的形状必须满足不论轮齿齿廓在任何位置接触，过触点所做齿廓的公法线均须通过节点。）

5-2 简单叙述齿廓啮合基本定律。

互相啮合传动的一对齿轮，任意瞬间的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓的接触处的公法线分成的两线段成反比。

5-3 分度圆和节圆，压力角和啮合角有何区别？

分度圆：为了便于齿廓各部分尺寸的计算,在齿轮上选择一个圆作为计算的基准,该圆称为齿轮的分度圆. (标准齿轮分度圆与节圆重合且s=e) 标准化的齿轮上压力角和模数均为标准值的圆称为分度圆.。

节圆：通过节点的两圆具有相同的圆周速度，他们之间作纯滚动，这两圆称为齿轮的节圆。分度圆、节圆区别：分度圆是齿轮铸造成立后本身具有的，而节圆是在两齿轮运动啮合时根据其速度而确定出来的。

压力角：渐开线上任一点法向压力的方向线（即渐开线在该点的法线）和该点速度方向之间的夹角称为该点的压力角。

啮合角：过节点的两节圆的公切线，与两齿廓公法线间的夹角。压力角、啮合角区别：选取点的不同，压力角的大小也就不同；而只要两齿轮的大小确定，则其啮合角也就随确定。5-5 某直齿圆柱齿轮传动的小齿轮已丢失，但已知与之相配的大齿轮为标准齿轮，其齿数Z2=52，齿顶圆直径d a2=135mm，标准安装中心距a=112.5mm。试求丢失的小齿轮的齿数、模数、分度圆直径、齿顶圆直径，齿根圆直径。

5-7 当α=20o的正常齿渐开线标准齿圆柱齿轮的齿根圆和基圆相重合时，其齿数应为多少？又若齿数大于求出的数值，则基圆和齿根圆哪一个大？

5-10 齿轮的失效形式有哪些？闭式和开式传动的失效形式有哪些不同？

失效形式有：（1）轮齿折断（2）齿面胶合（3）齿面磨粒磨损（4）齿面点蚀（5）

塑性变形开式传动和闭式传动的失效形式不完全相同：其中磨损和疲劳破坏主要为开式齿轮传动的失效形式；而齿面点蚀和折断主要为闭式齿轮传动的失效形式。

5-13 齿轮强度设计准则是如何确定的？

齿轮强度设计准则的确定是根椐齿轮传动的工作方式，齿轮的材料、硬度、失效形式来定的。对闭式传动中的软齿面齿轮（HBS<=350）主要失效形式为点蚀，应按接触强度确定主要参数，按弯曲强度校核齿根弯曲强度。若为硬齿面（HBS>350）主要失效形式为断齿，应按弯曲强度确定主要参数，然后按接触强度校核齿面接触强度。对于开式传动，因为主要失效形式是磨损和断齿，按弯曲强度进行设计。不必按接触强度校核，固开式传动不会发生点蚀。5-14 齿形系数Y FS与什么参数有关？

齿形系数YF与系数z有关。z小YF大。

5-15为何要使小齿轮比配对大齿轮宽（5-10）mm？

为了保证齿轮传动的接触宽度，以防由于制造、安装的误差造成接触宽度不够，因宽度和强度有关。由于小齿轮直径小，增加齿宽（5~10）mm较为适宜，保证接触宽度b。

5-16 斜齿轮的当量齿轮是如何作出的？其当量齿数z v在强度计算中有何用处？

斜齿轮的当量系数应力校正系数时按当量齿数查取。值的大小有关。在强度计算中确定齿形

系数与

5-20 图5-76为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮1的螺旋线方向和轴III的转向，齿轮2的参数m n=3mm，z2=57，β2=14o；齿轮3的参数m n=5mm，z3=21。试求：

（1）为使轴II所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图b上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；

（2）在图5-76(b)上标出齿轮2、3所受各分力的方向；

5-22 图5-78为直齿锥齿轮--斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图5-78所示。锥齿轮的参数为m n=2mm，z1=20，z2=40，ψR=0.3；斜齿圆柱齿轮的参数为m n=3mm，z3=20，z4=60。试求：

（1）画出各轴的转向。

（2）为使轴II所受的轴向力最小，标出齿轮3、4的螺旋线方向。

（3）画出轴II上齿轮2、3所受各力的方向。

5-32 在如图5-79所示的蜗杆传动中，蜗杆为主动件。试在图上标出蜗杆（或蜗轮）的转向，蜗轮的螺旋线方向，蜗杆、蜗轮所受各分力的方向。