机械设计基础第二版(陈晓南_杨培林)题解.doc

1、机械设计基础第二版(陈晓南_杨培林)题解课后答案完整版从自由度，凸轮，齿轮，v 带，到轴，轴承第三章部分题解 3-5 图 3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮 1 带动凸轮 2 旋转后，经过摆杆 3 带动导杆 4 来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有，应如何修改？ 解 画出该方案的机动示意图如习题 3-5 解图(a)，其自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 24-1= 0 其中：滚子为局部自由度 计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结图 3-37 习题 3-5 图构组成原理上有错误。 解决方法：增

2、加一个构件和一个低副，如习题 3-5 解图(b) 所示。其自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 34- 25-1=1 将一个低副改为高副，如习题 3-5 解图(c)所示。其自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 23- 2 =1 习题 3-5 解图(a) 习题 3-5 解图(b) 习题 3-5 解图(c) 3-6 画出图 3-38 所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取） ，并计算其自由度。 (a)机构模型 (d) 机构模型图 3-38 习题 3-6 图 解(a) 习题 3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(a)解图(a)或习题 3-6(a)解图(b

3、)的两种形式。 计算该机构自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 24-0 =1 - - 习题 3-6(a)解图(a) 习题 3-6(a) 解图(b) 解(d) 习题 3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(d)解图(a)、习题 3-6(d)解图(b) 、习题 3-6(d)解图(c) 等多种形式。 - 1 - 计算该机构自由度为： F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 24-0 =1 习题 3-6(d)解图 (a) 习题 3-6(d)解图(b) 习题 3-6(d)解图(c) 3-7 计算图 3-39 所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。 解(a

4、) F = 3n- 2P5 - P4 = 37 - 210-0 =1 A、B、C 、D 为复合铰链 原动件数目应为 1 说明：该机构为精确直线机构。当满足 BE=BC =CD=DE，AB=AD，AF=CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线 AF 解(b) F = 3n- 2P5 - P4 = 35- 27 -0 =1 B 为复合铰链，移动副 E、F 中有一个是虚约束原动件数目应为 1 说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。剪切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相等，以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸。 解(c) 方法一：将FHI 看作一个构件 F =

5、 3n- 2P5 - P4 = 310- 214-0 = 2 B、C 为复合铰链原动件数目应为 2 方法二：将 FI、FH 、HI 看作为三个独立的构件 F = 3n- 2P5 - P4 = 312- 217 -0 = 2 B、C、F、H、I 为复合铰链 原动件数目应为 2 - - 说明：该机构为剪板机机构，两个剪刀刀口安装在两个滑块上，主动件分别为构件 AB 和 DE。剪切时仅有一个主动件运动，用于控制两滑块的剪切运动。而另一个主动件则用于控制剪刀的开口度，以适应不同厚度的物体。 解(d) F = (3-1)n-(2-1)P5 = (3-1)3-(2-1)5 =1 原动件数目应为 1 说明：

6、该机构为全移动副机构（楔块机构） ，其公共约束数为 1，即所有构件均受到不能绕垂直于图面轴线转动的约束。 解(e) F = 3n- 2P5 - P4 = 33- 23-0 = 3 原动件数目应为 3 说明：该机构为机械手机构，机械手头部装有弹簧夹手，以便夹取物体。三个构件分别由三个独立的电动机驱动，以满足弹簧夹手的位姿要求。弹簧夹手与构件 3 在机构运动时无相对运动，故应为同一构件。 2 3-10 找出图 3-42 所示机构在图示位置时的所有瞬心。若已知构件 1 的角速度 w 1 ，试求图中机构所示位置时构件 3 的速度或角速度（用表达式表示） 。 解(a) v3 = vP13 =w1lP13

7、P14 （） 解(b) v3 = vP13 =w1lP13P14 （） 解(c) vP13 = w1lP13P14 =w3lP13P34 （） 解(d) v3 = vP13 =w1lP13P14 （） lP13P14 （ ） w 3 = w1lP13P34- - 3 - 1 - 第六章部分题解参考 6-9 试根据图 6-52 中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。 图 6-52 习题 6-9 图 解 (a) l max +lmin =110+ 40 =150 Sl 其余 = 90+ 70 =160 最短杆为机架 该机构为双曲柄机构 (b) l max +lmin =120+ 45 =165S

8、l 其余 =100+ 70 =170 最短杆邻边为机架 该机构为曲柄摇杆机构 (c) l max +lmin =100+50 =150Sl 其余 = 70+ 60 =130 该机构为双摇杆机构 (d) l max +lmin =100+50 =150S l 其余 = 90+ 70 =160 最短杆对边为机架 该机构为双摇杆机构 6-10 在图 6-53 所示的四杆机构中，若 a =17 ，c = 8，d = 21。则 b 在什么范围内时机构有曲柄存在？它是哪个构件？ 解 分析：根据曲柄存在条件，若存在曲柄，则 b 不能小于 c；若 b=c，则不满足曲柄存在条件。所以 b 一定大于 c。 若 b

9、c，则四杆中 c 为最短杆，若有曲柄，则一定是 CD 杆。 b d： l max +lmin = b+ c Sl 其余= a + d 图 6-53 习题 6-10 图 ba + d -c =17 + 21-8 = 30 bd： lmax +lmin = d +cS l 其余 = a +b bd +c-a = 21+8-17 =12 结论：12b30 时机构有曲柄存在，CD 杆为曲柄 6-13 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。AD 在铅垂线上，要求踏板 CD 在水平位置上下各摆动 10，且 lCD =500mm，l AD =1000mm。试用图解法求曲柄 AB 和连杆 BC 的长度。 解 作图步

10、骤：按 ml = 0.01 m/mm 比例，作出 A 、D 、 C、C 1 和 C 2 点。连接 AC 1、AC 2，以 A 为圆心 AC 1 为半径作圆交 AC 2 于 E 点 。 作 EC 2 的垂直平分线 n-n 交 EC 2 于 F 点，则 FC 2 的长度为曲柄 AB 的长度。 作出机构运动简图 ABCD 及 B 1、B 2 点。 测量必要的长度尺寸，得到设计结果。 - 2 - 注：以上作图步骤可以不写出，但图中必须保留所有的作图线条。 lAB =ml AB = 0.018 = 0.08 m = 80 mm （计算值：77.85 mm ） lBC =ml BC = 0.01112 =

11、1.12 m =1120 mm （计算值： 1115.32 mm） 图 6-56 习题 6-13 图 习题 6-13 解图 6-14 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度 l4 =100 mm ，摆角 y= 450 ，行程速比系数 K =1.25 。试根据 gmin解 40 o 的条件确定其余三杆的尺寸。 - 3 - =+-=+-= 20125.1125.118011180KKq lAB =ml AB = 0.00214.5 = 0.029 m = 29 mm （计算值：29 mm） lBC =ml BC = 0.00273.5 = 0.147 m =147 mm （计算值:146.68 mm）

12、gmin = 33（计算值：32.42 ） 不满足 gmin 40 o 传力条件，重新设计 - 4 - lAB =ml AB = 0.00217 = 0.034m = 34 mm （计算值：33.81 mm） lBC =ml BC = 0.00254.5 = 0.109 m =109 mm （计算值： 108.63 mm） gmin = 40（计算值： 40.16） 满足 gmin 40 o 传力条件 6-15 设计一导杆机构。已知机架长度 l1 =100 mm ，行程速比系数 K =1.4 ，试用图解法求曲柄的长度。 - 5 - K lAB =ml AB1 = 0.00213 = 0.026

13、 m = 26 解 =+-=+-= 3014.114.118011180Kq mm（计算值：25.88 mm） 6-16 设计一曲柄滑块机构。如图 6-57 所示，已知滑块的行程 图 6-57 习题 6-16 图 s = 50 mm ，偏距 e =10 mm 。行程速比系数 K =1.4 。试用作图法求出曲柄和连杆的长度。 解 =+-=+-= 3014.114.118011180KKq lAB =ml AB2 = 0.00123.5 = 0.0235 m = 23.5 mm （计算值：23.62 mm ） l BC =ml B2C2 = 0.00139.5 = 0.0395 m = 39.5

14、mm （计算值：39.47 mm） - 1 - 第七章部分题解参考 7-10 在图 7-31 所示运动规律线图中，各段运动规律未表示完全，请根据给定部分补足其余部分（位移线图要求准确画出，速度和加速度线图可用示意图表示） 。 图 7-31 习题 7-10 图解 7-11 一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心轮，其半径 R = 30mm，偏心距 e =15mm ，滚子半径 rk =10mm ，凸轮顺时针转动，角速度 w 为常数。试求： 画出凸轮机构的运动简图。作出凸轮的理论廓线、基圆以及从动件位移曲线 s j 图。 解 7-12 按图 7-32 所示位移曲线，设计尖端移动从动件盘形凸轮

15、的廓线。并分析最大压力角发生在何处（提示：从压力角公式来分析） 。 - 2 - v2 解 由压力角计算公式： tan a=(rb + s)w v 2 、r b 、w 均为常数 s = 0 a=a max amax 即 j= 0、j=300 ，此两位置压力角 a 最大 图 7-32 习题 7-12 图 7-13 设计一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮基圆半径 rb = 40mm，滚子半径 rk =10mm ；凸轮逆时针等速回转，从动件在推程中按余弦加速度规律运动，回程中按等加-等减速规律运动，从动件行程 h = 32mm ；凸轮在一个循环中的转角为：j t =150，j s = 30，j

16、 h =120，j s = 60，试绘制从动件位移线图和凸轮的廓线。 解 - 3 - 7-14 将 7-13 题改为滚子偏置移动从动件。偏距 e = 20mm ,试绘制其凸轮的廓线。 解 7-15 如图 7-33 所示凸轮机构。试用作图法在图上标出凸轮与滚子从动 件从 C 点接 触到 D 点接 触时凸轮的 转角 jCD，并 标出在 D 点 接触时从动 件的压力角 aD 和位移sD 。 - 4 - 解 图 7-33 习题 7-15 图 - 1 - 第八章部分题解参考 8-23 有一对齿轮传动，m=6 mm，z 1=20，z 2=80，b=40 mm。为了缩小中心距，要改用 m=4 mm 的一对齿

17、轮来代替它。设载荷系数 K、齿数 z1、z 2 及材料均不变。试问为了保持原有接触疲劳强度，应取多大的齿宽 b？ 解 由接触疲劳强度： sH = ZEZHZe 500KT1(u +1)3 sH a bu 载荷系数 K、齿数 z 1、z 2 及材料均不变 a b = a b bm2 4062即 b= m 2 = 42 = 90 mm 8-25 一标准渐开线直齿圆柱齿轮，测得齿轮顶圆直径 d a=208mm，齿根圆直径 d f=172mm，齿数 z=24，试求该齿轮的模数 m 和齿顶高系数 ha*。 解 d a = (z + 2ha*)m da 若取 ha* =1.0 则 m = da * = 2

18、4208+ 21 = 8 mm m = * z + 2haz + 2ha*0.8 则 m = z +d2aha* = 24+20820.8 = 8.125 mm（非标，舍）若取 h a =答：该齿轮的模数 m=8 mm，齿顶高系数 ha* =1.0。 8-26 一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮（正常齿制） 。已知模数 m =4 mm，齿数 z 1=25，z 2=125。求传动比 i，中心距 a。并用作图法求实际啮合线长和重合度 e。 解 i = z2 / z1 =125/ 25 = 5 m 4a = (z1 + z2) = (25+125) = 300 mm2 2d1 = mz1 = 42

19、5 =100 mm d2 = mz2 = 4125 = 500 mm db1 = mz1 cosa= 45cos20= 93.97 mm db2 = mz2 cosa= 425cos20= 469.85 mm da1 = (z1 + 2ha*)m = (25+ 21.0)4 =108 mm da2 = (z2 + 2ha*)m = (125+ 21.0)4 = 508 mm- 2 - B1B2 = 0.00210.5 = 0.021 m = 21 mm （计算值：20.388 mm ） e= = = =1.78（计算值：212121 BBBB1.73） p b pmcosa 3.144cos2

20、08-29 设在图 8-54 所示的齿轮传动中，z 1=20，z 2=20，z 3=30。齿轮材料均为 45 钢调质，HBS1=240，HBS 2=260， HBS 3=220。工作寿命为 2500h。试确定在下述两种情况中，轮 2 的许用接触疲劳应力 sH和许用弯曲疲劳应力s F。轮 1 主动，转速为 20r/min；轮 2 主动，转速为 20r/min。 图 8-45 题 8-29 图 解 轮 1 主动：g H2=g F2=1（轮 2 的接触应力为脉动循环，弯曲应力为对称循环） N2 = 60n2gLh = 602012500 = 3106 p164 图 8-34：Y N 2 =1.0 p

21、165 图 8-35：Z N 2 =1.25 p164 表 8-8： SFmin =1.25， SH min =1.0（失效概率1/100） p162 图 8-32(c)：s F lim2 = 0.7230 =161MPa （轮齿受双向弯曲应力作用） p163 图 8-33(c)：s H lim2 = 480 MPa YST = 2.0 p162 式 8-27：s F 2 = sF lim2YST YN 2 = 1612 1.0 = 257.6MPa SF min 1.25p162 式 8-28：s H 2 = sH lim2 ZN 2 = 480 1.25 = 600.0MPa SH min

22、 1.0轮 2 主动：g H2=g F2=2（轮 2 的接触应力和弯曲应力均为脉动循环） N2 = 60n2gLh = 602022500 = 6106 p164 图 8-34：Y N 2 = 0.99 p165 图 8-35：Z N 2 =1.2 p164 表 8-8： SFmin =1.25， SH min - 3 - =1.0（失效概率1/100） p162 图 8-32(c)：s F lim2 = 230 MPa p163 图 8-33(c)：s H lim2 = 480 MPa YST = 2.0 p162 式 8-27：s F 2 = sF lim2YST YN 2 = 2302

23、0.99 = 364.32MPa SF min 1.25p162 式 8-28：s H 2 = sH lim2 Z N 2 = 480 1.2 = 576.0MPa SH min 1.08-30 一闭式单级直齿圆柱齿轮减速器。小齿轮 1 的材料为 40Cr，调质处理，齿面硬度 250HBS；大齿轮 2 的材料为 45 钢，调质处理，齿面硬度 220HBS。电机驱动，传递功率 P=10kW，n 1=960r/nin，单向转动，载荷平稳，工作寿命为 5 年（每年工作 300 天，单班制工作） 。齿轮的基本参数为：m=3mm， z 1=25，z 2=75，b 1=65mm，b 2=60mm。试验算齿

24、轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。 解 几何参数计算： d1 = mz1 = 325 = 75 mm da1 = (z1 + 2ha*)m = (25+ 21.0)3 = 81 mm a1 = cos-1(d1 cosa/da1) = cos-1(75cos20/81) = 29.53 d2 = mz2 = 375 = 225 mm da2 = (z2 + 2ha*)m = (75+ 21.0)3 = 231 mma2 = cos-1(d2 cosa/ da2 ) = cos-1(225cos20/ 231) = 23.75 m 3a = (z1 + z2) = (25+ 75) =150 mm

25、2 21 e =z1(tanaa1 - tana) + z2(tanaa2 - tana)2p1=25(tan29.53- tan20) + 75(tan23.75- tan20) =1.712p u = z2 / z1 = 75/ 25 = 3n2 = z1n1 / z2 = 25960/75 = 320 r/min载荷计算： p152 表 8-5： K A =1.0 v = pd1n1 =p75960 = 3.77 m/s 60000 60000 p153 表 8-6 ： 齿轮传动精度为 9 级，但常用为 68 级，故取齿轮传动精度为 8 级 p152 图 8-21： K v =1.18

26、b2 60 0.8 fd = = = d1 75p154 图 8-24： Kb =1.07 （软齿面，对称布置） p154 图 8-25： K a =1.25 K = KAKvKbKa =1.01.181.071.25 =1.58P 10 T1 = 9550 = 9550 = 99.48 Nm n1 960许用应力计算： - 4 - N1 = 60n1gLh = 609601(53008) = 6.9108N2 = 60n2gLh = 603201(53008) = 2.3108p164 图 8-34：Y N1 = 0.88 ，Y N2 = 0.92 p165 图 8-35：Z N1 = 0.

27、98 ， ZN2 = 0.94 p164 表 8-8： SFmin =1.25， SH min =1.0（失效概率1/100） p162 图 8-32(c)：s Flim1 = 220 MPa ，s Flim2 = 270 MPa p163 图 8-33(c)：s H lim1 = 550 MPa ，s H lim2 = 620 MPa YST = 2.0 p162 式 8-27：s F1 = sFlim1YST YN1 = 2202 0.88 = 309.76 MPa SFmin 1.25sF2 = sFlim2YST YN2 = 2702 0.92 = 397.44 MPa SFmin 1

28、.25p162 式 8-28：s H1 = sH lim1 ZN1 = 550 0.98 = 539 MPa SH min 1sH 2 = s H lim2 ZN2 = 620 0.94 = 582.8 MPa 1minMPa 验算齿轮的接触疲劳强度： p160 表 8-7： ZE =189.8 MPa p161 图 8-31：Z H = 2.5 p 160 式 8-26： 87.03 71.1434 =-=-= eeZ p 160 式 8-25： ub uKTa ZZZ HEH231 )1(500 += es MPa 460360 )13(48.9958.1500150 87.05.28.1

29、89 3= += sH s H 齿面接触疲劳强度足够 验算齿轮的弯曲疲劳强度： p157 图 8-28：Y Fa1 = 2.64，Y Fa2 = 2.26 p158 图 8-29：Y Sa1 =1.6，Y Sa2 =1.78 0.75 0.75p158 式 8-23：Y e = 0.25+ = 0.25+ = 0.69 e 1.71p158 式 8-22：s F1 = 2000KT1 YFa1YSa1Ye = 20001.5899.48 2.641.60.69 = 62.65 MPa d1b1m 75653- 5 - sF2 = 2000KT1 YFa2YSa2Ye = 20001.5899.

30、48 2.261.780.69 = 64.63 MPa d1b2m 75603 sF1 sF1 齿轮 1 齿根弯曲疲劳强度足够 sF2 sF2 齿轮 2 齿根弯曲疲劳强度足够 - 1 - 第九章部分题解 9-6 图 9-17 均是以蜗杆为主动件。试在图上标出蜗轮（或蜗杆）的转向，蜗轮齿的倾斜方向，蜗杆、蜗轮所受力的方向。 图 9-17 习题 9-6 图 解（虚线箭头表示判定得到的旋转方向） 9-18 已知一蜗杆传动，蜗杆主动，z 1=4，蜗杆顶圆直径 da1=48mm，轴节 pa=12.5664mm，转速 n1=1440r/min，蜗杆材料为 45 钢，齿面硬度 HRC45，磨削、抛光；蜗轮材

31、料为锡青铜。试求该传动的啮合效率。 pa 12.5664解 p a =pm m = = = 4 mm p p- 2 - d a1 = d1 + 2ha*m d mm g= arctan(z1m) = arctan(44) = 21.801 d140d1 2pn1 40 2p1440vs = v1 = 2000 60 = 2000 60 = 3.248 m/s cosg cosgcos(21.801)0.p199 表 9-5：线性插值 f v = 0.024+(4.0-3.248) = 0.027 jv = arctan( fv ) =1.547 h1 = tang = tan(21.801)

32、= 0.927 tan(g+jv ) tan(21.801+1.547)9-20 手动绞车的简图如图 9-19 所示。手柄 1 与蜗杆 2 固接，蜗轮 3 与卷筒 4 固接。已知 m=8mm、z 1=1、 d1=63mm、z 2=50，蜗杆蜗轮齿面间的当量摩擦因数 fv=0.2，手柄 1 的臂长 L=320mm，卷筒 4 直径 d4=200mm，重物 W=1000N。求： （1） 在图上画出重物上升时蜗杆的转向及蜗杆、蜗轮齿上所受各分力的方向； （2） 蜗杆传动的啮合效率； （3） 若不考虑轴承的效率，欲使重物匀速上升，手柄上应施加多大的力？ （4） 说明该传动是否具有自锁性？ 图 9-19

33、习题 9-20 图 解 蜗杆的转向及蜗杆、蜗轮齿上所受各分力的方向如图 - 3 - 2 =LhFLiWd=4 啮合效率： g= arctan( z1m) = arctan(1 8) = 7.237 d1 63jv = arvtan fv = arctan(0.2) =11.310 tangtan(7.237)h= = = 0.3785 tan(g+jv ) tan(7.237 +11.310)手柄上的力： Ft3d3 Wd4 d4 d4 200 = F t3 = W = W = 1000 = 500 N 2 2 d3 mz2850Ft2 = tan(g+jv ) F t2 = Ft3 tan(

34、g+jv ) = 500tan(7.237+11.310) =167.754 N Ft3Ft2d1 Ft2d1 167.75463 = FL F = =16.513 N 2 2320或： T 3 =T2ih 2自锁性： gj v 机构具有自锁性 - - 第十章部分题解参考 10-4 在图 10-23 所示的轮系中，已知各轮齿数，3 为单头右旋蜗杆，求传动比 i15 。 解 9030120 306030431543432154325115 -=-=-=-= zzzzzzzzzzzzzznni 10-6 图 10-25 所示轮系中，所有齿轮的模数相等，且均为标准齿轮，若 n1=200r/min，n

35、 3=50r/min。求齿数 z 2 及杆 4 的转速 n4。当 1）n 1、n 3 同向时；2）n 1、n 3 反向时。 m m解 i n3 - n4 z1z2 1520 n 4 = (n1 +5n3)/6 设 n 1 为“” 则 1）n 1、n 3 同向时：n 4 = (n1 +5n3)/6 = (200+550)/6 = +75 r/min （n 4 与 n 1 同向） 2）n1、n 3 反向时：n 4 = (n1 +5n3)/6 = (200-550)/6 = -8.33 r/min （n 4 与 n 1 反向） 10-8 图 10-27 所示为卷扬机的减速器，各轮齿数在图中示出。求传

36、动比 i17 。 解 1-2-3-4-7 周转轮系，5-6-7 定轴轮系 i147 = n1 - n7 = - z2z4 = - 5278 = -169 n4 - n7 z1z3 2421 21 n5z7 i57 = = - = -= n7z5n4 = n5 n1 2767 43.92 （n 1 与 n 7 同向） i 17 = = = n7 6310-9 图 10-28 所示轮系，各轮齿数如图所示。求传动比 i14 。 13 = n13 -nnHH = - zz13 = -1890 = -5 解 iH ni43H = n4 - nH = z2z3 = 3390 = 55 n3 - nH z4

37、z2 8736 58n3 = 0 n i1H = 1 = 6 nHn4 3 i4H = = nH 58- - 14 n1 i1H 6 58 =116 （n 1 与 n4 同向） i = = =n4 i4H 31 10-11 图 10-30 示减速器中，已知蜗杆 1 和 5 的头数均为 1（右旋） ， z 1 =101， z 2 =99， z 2 = z4 ， z 4 =100， z 5 =100，求传动比 i1H 。 解 1-2 定轴轮系，1-5-5-4 定轴轮系， 2-3-4-H 周转轮系 n z99 n i 12 = 1 = 2 = = 99 n 2 = 1 () n 2 z1 1 99i

38、14 = n1 = z5z4 = 100100 = 10000 n4 = 101n1 () n4 z1z5 1011 101 10000i2H4 = n2 - nH = z4 = -1nH = 1 (n2 + n4) n4 - nH z2 21 1 n 101nn nH = (n2 + n4 ) = ( 1 - 1 ) = 1 2 2 99 10000 1980000n1 1980000 i1H = = nH- - 2 第十一章部分题解 11-11 设 V 带传动中心距 a=2000mm，小带轮基准直径 d d1=125 mm，n 1=960 r/min，大带轮基准直径 dd2=500 mm，

39、滑动率 =2%。求：（1）V 带基准长度；（ 2）小带轮包角 a1；（3）大带轮实际转速。 解 V 带基准长度： p (dd 2 -dd1)2 p (500-125)2Ld 2a + (dd1 + dd 2) + = 22000+ (125+500) + = 4999.33 mm 2 4a 2 42000p255 查表 11-5：L d=5000 mm 小带轮包角 a1 ： dd 2 -dd1 500-125a1 =p- =p- = 2.95409 rad = 169.257 a 2000大带轮实际转速： n1 dd 2 i = = n2 dd1(1-e) n2 = dd1(1-e) n1 =

40、 125(1-0.02) 960 = 235.2 r/min dd 250011-13 某 V 带传动传递功率 P=7.5 kW，带速 v =10 m/s，紧边拉力是松边拉力的 2 倍，求紧边拉力 F 1 及有效工作拉力 F e。 Fev 解 P = 1000 Fe = 1000P = 10007.5 = 750 N v10又 F 1 = 2F2 且 F e = F1 - F2 F 1 = 2Fe = 2750 =1500 N2 11-14 设 V 带传动的主动带轮转速 n 1=1450 r/min，传动比 i=2，带的基准长度 L d=2500 mm，工作平稳，一班制工作，当主动带轮基准直径

41、分别为 d d1=140 mm 和 dd1=180 mm 时，试计算相应的单根 B 型V 带所能传递的功率，它们的差值是多少？ 解 当 d d1=140 mm 时： n1 dd 2 i = = d d 2 = idd1 = 2dd1 - - 12 ddn中心距 8)(8)(2)(2 21222121 dddddddd ddddLddLa -+-+- pp 88)32(32 21211 ddddd ddLdL -+-= pp 5.9178 1408)140325002(14032500222=-+-= pp mm 小带轮包角 989.21401121 =-=-=- pppa ddd ddd ra

42、d = 171. 26 a a 917.5p253 表 11-3： P0 = 2.82 kW p255 表 11-4： Ka= 0.98+ (171.26-170) = 0.983 （线性插值） p255 表 11-5： KL =1.03 p256 表 11-6： Kb = 2.6510-3 p256 表 11-7： K i =1.12 p257 表 11-8 ： K A =1.0 1 -3 1DP0 = Kbn1(1- ) = 2.6510 1450(1- ) = 0.412 kW Ki 1.121 P140 = (P0 +DP0 )KaKL = (2.82+ 0.412)0.9831.03

43、 = 3.27 kW K A 1.0当 d d1=180 mm 时： a a中心距 8)(8)(2)(2 21222121 dddddddd ddddLddLa -+-+- pp 88)32(32 21211 ddddd ddLdL -+-= pp 0.8218 1808)180325002(18032500222=-+-= pp mm 小带轮包角 922.28211801121 =-=-=- pppa ddd ddd rad = 167.44 p253 表 11-3： P 0 = 4.39 kW p255 表 11-4： K a= 0.95+ (167.44-160) = 0.972 （线性

44、插值） P180 = (P0 +DP0 )KaKL = (4.39+ 0.412)0.9721.03 = 4.81 kW K A 1.0差值： DP = P180 - P140 = 4.81-3.27 =1.54 kW - 2 - 第十二章部分题解 12-7 某自动机上装有一个单拨销六槽外槽轮机构，已知槽轮停歇时进行工艺动作，所需工艺时间为 30 秒，试确定拨盘转速。 解 六槽外槽轮机构两槽间夹角：2j 2=360/6=60 主动拨盘对应转过角度： 2a1=180-2j2=120 主动拨盘转过 360-2a 1=240时，槽轮处于停歇阶段，所用时间为 30 秒，设拨盘匀速转动，则其转速： n1

45、 = 240 60 =1.33 r / min 30 36012-9 在牛头刨床的进给机构中，设进给丝杠的导程为 5mm，而与丝杠固结的棘轮有 28 个齿。问该牛头刨床的最小进给量是多少？解 棘轮转过 28 个齿时，丝杠转一周，进给机构移动一个导程（ 5mm）故牛头刨床的最小进给量为： = 0.18 mm - 1 - 第十四章部分题解 14-11 在图 14-19 中，行星轮系各轮齿数为 z1、z 2、z 3，其质心与轮心重合，又齿轮 1、2 对其质心 O1、 O2 的转动惯量为 J1、J 2，系杆 H 对 O1 的的转动惯量为 JH，齿轮 2 的质量为 m2，现以齿轮 1 为等效构件，求该轮

46、系的等效转动惯量 J v。 解 由公式（14-18）： Jv = n mi vsi 2 + Jsi w i 2i=1 w2= J1ww11 + J2ww12 求 wH ： i13H = w1 -wH w1 w3 -wH wH = z1 w1 z1 + z3vO2 ： vO 2 = RHwH求w1 w1 w1求 w2 ： i23H = w2 -wH w1 w3 -wH即： w2 z2 - z3 w 2 2 2 + m vO2 + JH wH 2 z1RHz1，RH=lO1O2=z1+z3z3 ，w 3 = 0 =z2wHw2 w1故 J = J +J=z2 w1 w1 z= - 3 ，w 3 = 0 图 14-19 习题 14-11 图 ww z - z= 2 H = 2 3 wH w1 z2z1 z1(z2 - z3)= z1 + z3 z2(z1 + z3)