《南昌工程学院机械设计基础》习题与解答
与齿轮2′同轴，即n1 = n1′，n2 = n2′ 。齿轮5和4固定在机架上，即n4 = n5 = 0。
（1）在由齿轮2、1、1′、5以及系杆H1组成的周转轮系中：
H1i25?n2?nH1n5?nH1??Z1Z5，又由题意可知nH1=100 r/min，n5 = 0，Z1 =20，Z5 =74，Z2=30，Z2Z2?n2?10020?74??。解之得：n2 = 305.6 (r/min)。
0?10030?24H1?Z2' =25，代入上式有：i25（2）在由齿轮2′、3、4和系杆H2组成的周转轮系中：
iH22?4?n2??nH2n4?nH2??Z3Z4Z??4，又由题意可知n2 = n2′ = 305.6 r/min，n4 = 0， Z2' = Z2?Z3Z2?305.6?nH20?nH2??1。解之得：nH2 = 152.8 (r/min)。
H2Z4=25，代入上式有：i2?4?11. 如图所示为一磨床的进刀机构。棘轮4与行星架H固联，齿轮3与丝杆固联。已知进刀丝杆的导程Ph=5 mm，行星轮系中各齿轮数Z1=22，Z2′ =18，Z2 = Z3 = 20，如果要求实现最小进给量s = 0.001mm，求棘轮的最小齿数Zmin。
2′ H
2
s
丝
杆
3
4
1
解：棘轮的最小转角为一个齿距角；由齿轮3的最小转角求出棘轮4的最小转角，从而确定棘轮的最小齿数。
（1）实现最小进给量 s = 0.001mm时，丝杆相应的最小转角φ3min为：
?3min?2π2πs??0.001?1.2566?10?3rad Ph5（2）求行星轮系1-2架H的最小转角φHmin
Hi31?(?1)2?z118?2299z2， ??z3z220?20100共24页 第21页
《南昌工程学院机械设计基础》习题与解答
Hn3n?nn?nni?H?3H?3H?1?3?1?i3H
nHn1n1?nH0?nHH31则：1 - i3H = 0.99，i3H = 0.01，
故：iH3 = 100，齿轮3与行星架H的转向相同。
?Hmin?iH3?3min?100?1.2566?10?3rad
（3）最少齿数Zmin
z?2π2π?50 ?3100?1.2566?10?Hmin?故取棘轮的最少齿数Zmin = 50。
12. 图示的一对7208AC轴承分别受径向载荷FR1=5000N，FR2=3000N，轴向外载荷FX=1700N，方向如图所示。已知内部轴向力FS与径向荷载FR的关系为FS = 0.68FR。试求两轴承的内部轴向力FS和轴向载荷FA。
解：FS1 = 0.68 FR1 = 0.68×5000 = 3400(N)
FS2 = 0.68 FR2 = 0.68×3000 = 2040(N)
∵ FS1 + FX = 3400 + 1700 = 5100 (N) > FS2 = 2040(N) ∴ FA2 = FS1 + FX = 3400 + 1700 = 5100(N) FA1 = FS1 = 3400(N)
13. 一6309型深沟球轴承的工作条件为：轴承径向载荷FR = 15000N，转速n = 100r/min，工作中有中等冲击，温度低于100℃，轴承的预期使用寿命Lh0=10000h。试验算该轴承的寿命Lh。
10?ftC?已知：轴承寿命的公式为Lh?，其中寿命指数ε =3；温度系数取ft =1.00；????60n?fpFP?6FR1
FS1
FX
FR2
FS2
?载荷系数fP = 1.5；C为基本额定动载荷，52.90kN；FP为当量动载荷，FP = XFR + YFA，X是径向载荷系数，Y是轴向载荷系数。
解：按题意，该轴承只承受径向载荷，故径向载荷系数X=1，轴向载荷系数Y=0。
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则当量动载荷为：FP = XFR + YFA = FR = 15000N 则此轴承的寿命为：
310?ftC?106?1.00?52900?Lh?????? = 2166 (h) < Lh0 = 10000 (h) ??60n?fpFP?60?100?1.5?15000?6?由此可见，6309型深沟球轴承不能满足预期使用寿命的要求，应重选。
14. 校核一非液体摩擦径向滑动轴承。已知其径向载荷F=16000N，轴颈转速n=100r/min，轴颈直径d=80mm，轴承宽度b=80mm，轴瓦材料为ZCuSn5Pb5Zn5，用脂润滑。
已知：轴瓦材料ZCuSn5Pb5Zn5属于锡青铜，其许用值[p]=5 Mpa，[pv]=10 MPa·m·s-1。轴承的平均压强p=F/(bd)，轴承的pv=Fn/(19100000b)。 解：p=F/(bd) = 16000/(0.08×0.08) = 2.5MPa ＜ [p] = 5.0 MPa；
pv=Fn/(19100b) = 16000×100/(19100000×0.08) = 1.05 MPa·m·s-1 ＜[pv]=10 MPa·m·s-1。
故该非液体摩擦径向滑动轴承能满足要求。
15. 在一单圆柱销的外啮合槽轮机构中，已知槽轮槽数z=4，拨盘转速n1 =120 r/min。求槽轮一个间歇运动周期的时间t1和一个周期内槽轮的运动时间t2。 解：运动系数
??t21111?????0.25t12z24槽轮一个间歇运动周期的时间t1：由于是单圆柱销的外啮合槽轮机构，故t1即为拨盘回转运动一周时间。故有：
一个周期内槽轮的运动时间t2 = t1 · τ = 0.5×0.25 = 0.125(s)。
16. 在一外啮合槽轮机构中，已知槽轮槽数z=6，槽轮运动时间是静止时间的两倍。求槽轮机构的运动系数τ及所需的圆柱销数K。
解：设槽轮一个间歇运动周期的时间t1，一个周期内槽轮的运动时间为t2，则一个周期内槽轮的静止时间为t1－ t2。
由题意知：t2 = 2(t1－ t2)，故有3 t2 = 2t1。则槽轮机构的运动系数τ= t2/t1 = 2/3。
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t1?6060(s)?s?0.5sn1(r/min)120《南昌工程学院机械设计基础》习题与解答
又由τ= K(1/2 – 1/z)以及槽轮槽数 z = 6 可得圆柱销数K：
符合当z≥6时，K=1～2的要求。
K?2z??z?26?22?6?23?2共24页 第24页