题2-6解：
因为本题属于设计题，只要步骤正确，答案不唯一。
这里给出基本的作图步骤,
不
给出具体数值答案。
作图步骤如下（见图2.18
图2.18
F-117-1
（1）求0,Uil；并确定比例尺斗
（2）作码"；对，S二C』=100俪。
（即摇杆的两极限位置）
（3）以冬为底作直角三角形朋邙/，用-1?
-1刖，心;总射
（4）作加匸££的外接圆，在圆上取点A即可。
在图上量取&，叫和机架长度石L。
则曲柄长度«:
V：
「W摇杆长度
=。
在得到具体各杆数据之后，代入公式（2—3）和（2-3）求最小
传动
角人■，能满足即可。
图2.19
连杆长度:
£=［冬*坨）=薈34）=g
有:
解：
作图步骤如下（见图2.19）:
F-117^1
e=\w——=i8tf——旳侧
（1）求。
，肥II匕订.；并确定比例尺A
（2）作脳陋£,顶角处。
，邙洲
（3）作肮叫G的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。
（4）作一水平线，于仃匸；相距「亦，交圆周于2.点。
（5）由图量得叫二诃祕，代加用。
解得:
曲柄长度:
/）=l（4C1-2Ct）=l（n-34）=M»R
题2-4设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm摇杆的两极限位置的夹角为45°,行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm（用图解法求解，'二4mm/mm
解答：
题解2-4图
卄180=1801.51=36
K+11.5+1
1计算极位夹角:
2•选定比例尺叫=4mm/mm，按给定的摇杆长度150mm及摆角45°画出摇杆的两
极限位置DG和DG，见题解2-4图。
3•过C和C2点作与CC2连线夹角为（90°-36°）=54°的直线相交于0点。
4•以0点为圆心，OC2为半径作圆，此圆是机架另一个铰链中心所在的圆。
5•以D点为圆心，机架长度为半径作圆交上圆于Ai和A两点。
任取其中一点作为曲柄的转动中心（如取A）。
6•量取ACi和AiC2长度，计算曲柄和连杆长度a、b：
b=AC2AC=154mm
2
题2-5设计一摆动导杆机构，已知摆动导杆机构的机架长度d=450mm
行程速比系数K=1.40。
（比例尺J|=13mm/mm）
解答：
作图法:
1.计算导杆两极限位置夹角:
"晋他普―=30。
;
2.选定D点，作/mDn==30°,再作其等分角线DR见题解2-8图;
450
DA34.615mm
J|,得到曲柄回转中心
A;
4.过A点作导杆任一极限位置的垂直线AG,
则该线段即为所求曲柄长度
a=ll6mm
题12-3图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动螺旋线方向为左旋，转矩
Ti=25000N・mm模数m=4mm，压力角a=20°蜗杆头数乙=2，蜗杆直径系
数q=10，蜗轮齿数乙=54，传动效率n=0.75。
试确定：
（1）蜗轮2的转向及螺旋线方向；
（2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的大小和方向（在图中标出）
解题分析:
1.蜗轮的转向n2:
根据螺旋副的运动规律，确定蜗轮按逆时针方向转动
2.蜗轮轮齿螺旋线方向：
根据蜗杆传动正确啮合条件丫=B,蜗轮的螺旋
线方向应为左旋。
解答：
蜗杆、蜗轮上的各力的大小
乙54
T2订z225000°752Nmm506250Nmm
Fr2=Ft2tan：
=4687.5tan20N=1706.11N
Fr1=—Fr2=1706.11N
Fa1=「Ft2=4687.5N
Fa2二一Ft1二1250N
题12-4图示为由斜齿圆柱齿轮与蜗杆传动组成的两级传动，小齿轮1由
电机驱动。
已知：
蜗轮4的螺旋线方向为右旋，转向帀如图示。
要求：
（1）确定I、U轴的转动方向（直接绘于图上）；
（2）若要使齿轮2与蜗杆3所受轴向力Fa2、Fa3互相抵消一部分,确定齿轮1、2和蜗杆3的轮齿螺旋线方向；
（3）蜗杆、蜗轮分度圆直径分别为d3、c4,传递的扭矩为T3、T4（N.mm,压力角为a，求蜗杆啮合点处所受各力Ft3、Fr3、弘的大小（用公式表示，忽略齿面间的摩擦力）；
（4）在图中用箭头画出U轴上齿轮2与蜗杆3所受各力Ft、Fr、Fa的方向。
题12-4图
解题分析：
1.n轴的转动方向nn:
n轴为蜗杆轴，其转向可根据蜗轮转向nm及螺旋副的运动规律确定。
I轴的转动方向ni：
因齿轮2固定在n轴上，其转向n2与nn相同，1轴的转动方向ni应根据外啮圆柱齿轮1、2转向相反原则确定，
2.蜗杆3螺旋线方向：
根据蜗杆传动正确啮合条件丫=B,蜗杆3的螺旋线方向应为右旋；齿轮1、2螺旋线方向：
要使齿轮2与蜗杆3所受轴向力Fa2、Fa3互相抵消一部分，贝峙由向力忘、Fa3方向必定相反，而忘与Fa1等值反向，根据ni转向和Fa1所需方向，可定出齿轮1（主动轮）螺旋线方向为左旋。
再根据斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件（B1=-?
2），可确定齿轮2螺旋线方向为右旋。
解答：
1.ni，nn见题解12-4图所示。
2.齿轮1为左旋，齿轮2为右旋；蜗杆3为右旋。
3.蜗杆啮合点处所受各力Ft3、Fr3、E3的大小
根据蜗轮与蜗杆啮合点处各力之间关系可得:
2T32T42T4
Ft3NFr3--Fr4=Ft4tantanNFa^--Ft4N
d3；d4；d4
4.U轴上齿轮2与蜗杆3受力见题解12-4图所示。
题12-5在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，
5和6为直齿锥齿轮。
若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。
试决
疋：
（1）轴的回转方向（并在图中标示）；
（2）若要使轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3
和4的螺旋线方向；
（3）
轴上各轮啮合点处受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。
解题分析：
1.川轴回转方向：
根据两锥齿轮啮合时，代表齿轮转向的箭头总是同时指向节点或者同时背离节点的原理确定；
II轴回转方向：
根据两外啮合圆柱齿轮啮合时，两轮转向相反原则确定；
2•蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4螺旋线方向求解思路：
因为本题已知转向n^为输出轴的转向，应先定斜齿轮3和4的螺旋线方向，再定蜗杆、蜗轮的螺旋线方向。
（1）斜齿轮3和4的螺旋线方向确定方法：
由锥齿轮受力分析定Fa5向左（・）,根据川轴上所受轴向力互相抵消一部分的要求，斜齿轮4所受轴向力Fa4必需向右（f）,再由Fa3=-Fa4的关系定Fa3向左（・）。
根据Fa3方向及nn，确定主动齿轮3的螺旋线方向为左旋，再由斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件（
铢=-恥），可确定齿轮4螺旋线方向为右旋。
（2）蜗杆、蜗轮的螺旋线方向确定方法:
儿轴上所受轴向力互相抵消一部分的要求，Fa2应与Fa3方向相反，即：
Fa2
向右（f）。
根据Ft1=-Fa2、Fa1=-Ft2，Ft1与厲反向、Ft2与门2同向原则，可定Fai和ni方向，对蜗杆使用左右手定则，即可确定蜗杆1为左旋，再由蜗杆传动
正确啮合条件Y=B，确定蜗轮2亦为左旋。
蜗轮2为左旋；齿轮3为左旋，齿轮4为右旋。
3.n、m轴上各轮
受力方向见题解12-5图所示
题12-1有一阿基米德蜗杆传动，已知：
传动比i=18，蜗杆头数乙=2，直径系数q=8，分度圆直径di=80mm。
试求：
（1）模数m蜗杆分度圆柱导程角丫、蜗轮齿数乙及分度圆柱螺旋角B;
（2）蜗轮的分度圆直径d2和蜗杆传动中心距a。
（3）
解答：
1.确定蜗杆传动的基本参数
|3^Y=llo18f36*
2.求d2和中心距a
二习-m-36x8mm二288nun
a=—ws'tfi=—x3X'104-36'mm=134mm
232
题14-1简述轴的结构设计应满足的基本要求。
指吕图中结构设计的错误，在错误处标岀序号，并按序号一一说明理由。
题14T图解题分析：
轴的结构设计应满足的基本要求是:
1.轴及轴上零件应有确定的位置和可靠固定；
2.轴上零件应便于安装，折卸和调整；
3.轴应具有良好的加工工艺性；
4.力求受力合理，有利提高疲劳强度和刚度。
解答：
图中的主要错误分析（题解14-1图）
题解14-1图
1.轴肩过高挡住了轴承内圈，轴承不使于折卸；
2.与齿轮相配合的轴的两边均有轴肩，齿轮无法安装；
3.键的顶面应与轮穀楮底面应有间隙，且轮穀槽应开通，轴上犍槽处应有局部剖视;
4.轴垄不便于安装，此处应该有过渡轴肩；
5.此处的轮穀没有确定的位置，且无轴向固定；
6.摆过长，且两键不在同一方位，不便于加工；
7.轴端过长，轮穀无法进行轴向固定。
题14-4有一带式输进机的双級斜齿圆柱齿轮减建器（如图励示）、功率由带轮输入奇己知带传动为水平布置’啼对轴的作用力为^=2300N（与％］在同一平面，且方向与片1相同）。
主动轮1的分度圆直径^=120眄芹1=5000皿/rl=lS00孔耳产顶皿计算输入廟的支反力，画岀轴的受力图，弯矩图'转矩图、当量弯矩图。
解
答：
1.作轴的空间受力简图，见题解14-4图（b）-a）。
2.求水平面支反力，作水平面弯矩图，水平面受力见题解14-4图（b）-b）
（1）求水平面支反力Rhi，FH2:
（2）求水平面弯矩MHc，见题解14-4图（b）-c）。
Mhc=80Rhb=803261=260880Nmm
3.求垂直面支反力，并作垂直平面弯矩图。
垂直面受力，见题解14-4图
（b）-d）
（1）求垂直面支反力R/A,R/B
80I8。
。
2300330-76060“=3728N
230
Rvb=QFr1-RVA=（2001800-3728）N=372N
（2）计算垂直面弯矩，绘制垂直面弯矩图，见题解14-4图（b）-e）
Mcv=80Rvb=8037229760Nmm
d
MVC=MVC-Fa29760-76060N*mm=-15800Nmm
2
Mva100=-2300100N♦mmi=230000Nmm
4.计算合成弯矩，作合成弯矩图，见题解14-4图（b）-f）。
MA=MVA=230Nm
McmfMHcmVcH‘260.88215.82=261.36Nm
Mc二.MHcMV：
二260.88229.762=262.57Nm
d0120
-J訂5000-T-^300Nm
6.计算当量弯矩，作当量弯矩图，见题解14-4图（b）-h）。
取a=0.6
McaA=；mA（：
T）2=用2302（0.6300）2=292Nm
Mcac=T）2f』261.362（0.6300）2=317.35Nm
MCaD=；：
T=0.6300F80Nm
Mcac二Mc-262.57Nm
题16-3在斜齿圆柱齿轮減速婪的输岀轴中安装有一对70000AC角接触球轴承。
己知
3500N,^=1800No斜齿圆柱齿轮的轴向力^=1000N,载荷有轻微冲击。
试分别按题16-3图中两种装配方案，计算两轴承的当量动负荷。
（a）
解答X计算Q）方案中两轴承的当量动负荷
#n=0.7/^=0.7X3500N二2450N
2=0.7Fr2=0・7X1800N=1260N
2,2方向如图示
因为尸幻+你=（2450+1000）N
=3450N>#52=1260N
所以
^=^=2450N（放松端）
<42=2+耳=3450N（压紧端）
因为尸血/尸用=2450N/3500=0.7>e=0.6&
所以禺=0.41,匕=0.87
故P、二：
fp（X\Fm+YxFax）二1.2X（0.41X3500+0.87X2450）N=4279.8N
因为%/%=3450/1800=1.92>e=0.6&
所以Xf0.41,Y2=0.87
故勺二斥+打<42）=1・2X（0.41X1800+0.87X3450）N=4487.4N
解答2：
计算（b）方案中两轴承的当量动负荷
Fsl=0.7^=（0.7X3500）N=2450N
#52=0.7^=（0.7X1800）N二1260N心，2方向如图示
因为2+笃=（1260+1000）N
=2260N<^n=2450N
所以<4i=^si=2450N（放松端）
<42二心一尸&=（2450-1000）N=1450N
因为<41/%=2450/3500=0.7>e=0.68,Z=0.41,K=0.87
故P、二fp（%+卩每1）二1・2X（0.41X3500+0.87X2450）N二4279.8N
因为F腔/F竝=1450/1800=0.806>e,Z=0.41,K=0.87
故勺二斥（才厲2+卩弓2）二匚2X（0.41X1800+0.87X1450）N=2399.4N
题16-4蜗轮轴上安装有一对
题16-4图
『R2么0
302C7轴承，轴承上的载荷分别为
Fr】=5000N,Fr2=2800N,轴向载荷行=1000N,工作温度低于125*C,载荷平稳，77=720r/mino
试计算:
两轴承的寿命。
解答：
对于30207轴承，Cr=51.5KN,e=0.37.K=1.6
（1）
计算轴承轴向教荷心Zo
^=^+^=1875N役二理2=幻5N
理2-船=（875+1000）N=1875N>Fsy=1563N
（2）
Fi的5
—=——=0.375>^=0.37^,=0.4,K=1.6
F刃500011
耳2875
计算当量动载荷打，P2
0.31<^=0.37=1,K=0
F池280022
•・•载荷平稳，.••取厶=1
P\=y/血心1+5耳J=1x（0.4x5000+1.6x1875；N=5000N
P2=f/X^F壮+丫芒竝）=lxflx2800+0x875；N=2800N
（3）计算两轴承的寿命Lh2
题13-1简答题
（1）带传动的带速"为什么规定在5〜25m/s范围内?
答：
因为尸二Fe”1000kW,故当功率煎定，闵:
小时，则力噢大使带的根数过多，故“不宜小于5m/s。
而旋大时，由于离心力过大，带与轮间正压力减小，摩擦力严重下降，带传动能传递的极限有效拉力耳H皿减小，容易使得①>耳Hm产生打滝，且此时抖动严重，故卩不宜大于25iti/so
（2）带传动为什么要限制最大中心距、最大传动比、最小带轮直径？
答’中心距过大，将引起严重抖动。
在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。
带轮直径过小弯曲应力则过大。
故应对三个参数加以限制。
（3）影响链传动动载荷的主要参数是什么？
设计中应文M可选择？
答’影响链传动动载荷的主要参数是链轮齿数、链节距和链轮转速。
设计中采用较多的小链轮右数，较小的链节距，并限制链轮转速不要过高，对降低动载荷都是有利的。
⑷链传动的传动比写成，吩瓷吟是否正确？
为什么?
答：
不正确。
因d=pf,故—o'zz1d1
题10-6试找岀题10—6图中螺纹连接结构中的错误，并就图改正。
己知被连接件材料均为Q235:
连接件均为标准件。
M普通螺栓连接
题10—6图
解窑
1.普通螺栓连接主要错误分析（题解10-6图母））及正确结构设计（题解10-6图32））:
34
2
03・03
3
赵阱丄U-0囹別丿
普通螺栓连接错误分析
题解10-6图应）
普通螺栓连接正确结构设计
（1）螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；
（2）螺栓伸岀部长度太长、且长度不标准，应取标准长7=60nm；
（3）弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对；
（4）一般连接不应采用扁螺母；
（5）螺栓连接中螺纹伸出部分过长；
（6）无螺纹余留长度（即与螺母、垫圈铮被连接件配合部分螺纹短了），螺母拧紧不可靠；
（7）被连接件表面没加工，应做出沉孔并刮平，以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力；
（8）普通螺栓连接被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被连接件孔与螺栓杆间无间隙；
2.螺钉连接主要错误分析（题解10-6图61））及正确结构设计（题解10~6图也））：
（1）若上边被连接件是铸件，则缺少沉孔，表面也没有加工
（2）
采用螺钉连接时，被连接件之一应有大于螺栓大径的光孔，而另一被连接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。
而图中上边被连接件没有做成大于螺栓大径的光孔，下边被连接件的螺纹孔又过大，与螺钉尺寸不符，而且螺纹孔画法不对。
3.双头螺柱连接主要错误分析（题解10-6图cl））及正确结构设计（题解10-6图沱））：
双头螺柱连接错误分析
双头螺柱连接正确结构设计
（1）弹簧垫圈厚度尺寸不对
⑵M12不能标注在光杆部分;
（3）若上边被连接件是铸件，则缺少沉头座孔，衆面也没有加工；
（4）双头螺柱连接上部被连接件孔与螺栓杆间无间隙；
（5）双头螺柱的光杆部分不能拧进被连接件的螺纹孔内；
（6）锥孔角度应为120。
而且应从螺纹孔的小径（粗实线处）画锥孔角的两边。
4.紧定螺钉连接主要错误分析（题解10-6图dl））及正确结构设计（题解10-6图龙））:
（1）轮敦上没有做岀16的螺纹孔；
（2）轴上未加工螺纹孔，螺钉拧不逬去，即使有螺纹孔，螺钉能拧入，也需作局部剖视才能表达清楚。
解题分析：
作岀从动件在方点的位置-作岀从动件在禎处位移或摆角为0。
的对应位置-按题目要求求解。
解答：
见题解3-4图
题解3-4图
题16-5下图为双级斜齿圆柱齿轮减速器输岀轴的轴系结构图，齿轮用油涓滑，轴净采用脂润滑。
试分析轴系结构的错误，在有错误处标明序号，说明错误原因并提岀改进方法。
解答=图中主要错误分析（题解16-5图）
1.联轴器没有轴向定位，应设计一定位轴肩；
2.轴净盖与轴应有间隙，并设有密封件；
3.应加调整垫片，箱体加工面与非加工面应分开；
4.轴承端面距箱体内壁应有一定距离，30000类轴承“反裝”（“背对背”安装）,轴承外圈窄边不应固定，而外圈宽边应予固定；
5.齿轮没有轴向固定，与齿轮配合的轴段的长度应比齿轮轮毂的宽度短2~3晌并要加轴套对齿轮进行轴向固定；
6.犍槽应与联轴器处犍槽设置在同一方位上，且键顶部与轮敦犍槽之间应有间隙，轴的键槽处应局部剖视；
7.30000类轴承“反裝"（“背对背”安裝），轴承内圈外侧未固定；
8.此段轴过长，顶住了端盖；
9.轴与轴承配合处不应该开犍槽；
10.轴肩过高，不便于轴承拆卸；
11.轴承没有轴向定位，可设轴套定包，且轴净内圈外侧木固定；
12.犍过长，并且与齿轮处的犍不在同一方位。
题5-6图示轮系中，己知各轮齿数为：
Zp20,牙34,S=1&鬲二36,㊁二？
&
Zq-召-26o试求：
动比2］甘。
题5_6图
畀题分析=
1.判定轮系类型：
因齿轮6的轴线绕别的齿轮轴线作圆周运动，轮系中有
司转轮系存在，故该轮系为复合轮系。
2.正确划分各基本轮系由齿轮1-2-3-4组成的定轴轮系
图示轮系可划分为两个基本轮系
由齿轮5-6-7和构件H组成的苯动轮系
3.求解方法：
分别列岀各基
升级会员 