机械设计习题卡答案-浙江工业大学

1、机械设计习题卡浙江工业大学3 复习与思考 (1)组成机械的基本单元是什么? (2)何谓零件？何谓部件? (3)机械零件可归纳为哪两种类型?试各举两个典型实例说明，本课程的研究对象是什么? (4)什么叫在普通条件下工作，且具有一般参数的通用零件？试从你所学专业的机械设备中，对联接零件，传动零件、轴系零件和其他零件各举两例。 (5)为什么说本课程起着基础课与专业课之间的承前启后的作用？ (6)在了解本课程的性质、内容和任务以后，总结本课程的特点和你所采取的学习方法。复习与思考 (1)设计机械的基本要求有哪些? (2)设计机械的经济性要求包括哪些方面? (3)何谓机械的可靠度?机械中零件之间组成的模

2、式不同，其可靠度如何计算？(4)机械设计的一般程序怎样?机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设汁应满足哪些基本要求?分析下列机械零件应满足的基本要求是什么：电动机轴，普通减速器中的齿轮轴，起重机吊钩，精密机床主轴汽门弹簧。农业机械中的拉曳链，联合收割机中的V带。 (5)设计机械零件的基本要求有哪些?是否所有零件都要满足这些要求?这些要求主要针对哪些零件？ (6)机械零件的失效形式有哪些？针对这些失效形式相应建立的设计准则是什么? (7)机械零件设计的一般步骤有哪些？ (8)机械设计中，为什么要实行零件和部件的标准化、系列化与通用化?你能举出一些标准化、系列化与通用化的零部件吗？ (9)我国现行

3、的标准化有哪些?GB、JB、YB、QB、ISO和0CT、DIN、JIS、BS各代表什么标准?(10)目前常用的现代机械设计新方法有哪几种?复习与思考 (1)何谓摩擦、磨损和润滑，它们之间的相互关系如何? (2)摩擦对哪些机械零件的工作性能、寿命是不利的?哪些机械零件是靠摩擦来工作的?试举例说明。 ， (3)按摩擦副的运动状态或按摩擦副表面的润滑情况，摩擦可分为哪几种? (4)机械零件的典型磨损过程分为哪几个阶段(试以磨损量与工作时间的关系曲线说明之)?作为机械设计各应如何对待? (5)磨损可分为哪几种类型？你能各举一、二例来说明吗？ (6)减少磨损的一般方法有哪些? (7)润滑的目的和功用是什

4、么? (8)按照润滑剂的物理状态和按照润滑将二个摩擦表面而隔开的情况，润滑可分成哪几种类型，各有何特点？复习与思考 (1)机械零件的常用材料有哪些？这些材料各有何特点，适用在何种场合? (2)铸铁和钢的区别是什么?普通碳钢与优质碳钢的区别是什么? (3)什么叫做合金钢，与碳钢相比有何优缺点7 (4)选择机械零件材料时，通常考虑的机械性能、物理化学性能和工艺性能有哪些？ (5)为节约原材料，尤其是节约贵重材料而选用廉价材料时，可采取哪些具体措施?举例说明之。 (6)选用机械零件材料时，应考虑的基本要求有哪些? (7)机械零件在进行结构没计时，主要应从哪些方面去考虑和改善它的结构工艺性?复习与思考

5、 (1)零件的名义载荷与计算载荷，两者之间的区别及其关系如何？ (2)何谓机械零件的强度?它可以分成哪两类?各举两个实例。 (3)强度条件的一般形式有哪些？并说明式中各符号代表的意义。 (4)机械设计中常用的强度理论有哪几个?各适用于何种场合？ (5)对零件的工作应力应如何进行分类？承受拉伸载荷的零件就一定产生拉伸应力吗？如果不是，试举例说明。 (6)稳定循环交应力的主要参数有哪些，它们的相互关系怎样? (7)变载荷下一定产生变应力，那么静载荷下也一定产生静应力吗?举例说明之。 (8)下列零件均受静载荷作用(见图)，试判断零件上A点的应力性质(拉、压、弯、扭或接触应力)，是静应力还是变应力?应

6、力变化的规律(即应力变化循环特性系数r的大小或范围)及应力变化图(即-图)是怎样的？(9)什么是疲劳曲线？试用图线描述碳钢材料的疲劳曲线形状，说明应力循环次数N与疲劳极限的关系。有色金属及高硬度合金钢的疲劳曲线又是怎样?(14)影响零件疲劳强度的因素有哪些，如何影响？零件疲劳强度的综合影响系数和如何定义，计算公式怎样?4-5 某旋转轴受径向力F10kN作用如图所示，已知跨距L2m，直径d50mm，轴的角速度为求中间剖面上A点的应力随时间变化的表达式，并求A点的、和412已知试件的对称循环疲劳极限 =240，屈服极限360，平均应力折合成应力幅的等效系数02， 试按比例画出该试件的极限应力简化线

7、图，并在图上量出该试件在受到应力为：200，r13时，按r=c; =c; =c三种情况下的极限应力值。4-14一铬镍合金钢制成的零件，在危险剖面上的最大工作应力为280，最小工作应力为-80，该剖面处的有效应力集小系数1.32，尺寸系数0.85、表面状态系数0.90，该合金钢的机械性能为：900，800，440及800，试： 1) 按比例绘制零件的极限应力简化线图； 2) 按rC情况，求对应的极限应力幅，极限平均应力和极限应力; 3) 故rC情况，校核此零件在该危险剖面上的安全系数。第五章一、选择与填空题1 1 _2_ 3_2_ 3 _1_ 1 _ 3 说明：自锁：。两者数值越接近，自锁性能越

8、差；数值相差越大，自锁性能越好。螺纹传动效率：。增大，增大；增大，减小。牙型角与当量摩擦系数间的关系是：。当增大，增大， 增大。3 _2_。4_ 90_螺纹根部_5_3_6 4 7. C 8. B 9. A 10. A11. B 12. A二、分析与思考题1见P60页表5-1。联接螺纹要求自锁性较好，强度高；传动螺纹要求传动效率高。2螺纹联接在冲击、振动或变载作用下，或当温度变化较大时，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，或由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松驰等，会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，导致联接松动，甚至松开。防松例子见P68表5-33P70。普通螺栓联接：对受拉螺栓，

9、其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度；对于受剪螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性起决定性作用。铰制孔用螺栓用抗剪切来承受外载荷，螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压；在联接接合面处，螺栓杆则受剪切。因此，应分别按挤压及剪切强度条件来计算。4紧螺栓靠预紧力产生的摩擦力来抵抗横向载荷，在抵抗横向载荷过程中，外载荷可能发生变化，但预紧力不会发生变化，因此螺栓上的应力为静应力。P85降低螺栓疲劳强度的应力幅。非对称循环变应力5P83。根据螺

10、母的性能等级不应低于与之相配螺栓的性能等级这一要求，螺母可选用9级。小数点前的数字代表材料的抗拉强度极限的1/100()，小数点后的数字代表材料的屈服极限（或）与抗拉强度极限（）之比值的10倍（）。6P84。不控制预紧力的普通螺栓联接，其安全系数大小与螺栓直径有关，其安全系数S随螺纹直径增大而减小，因为尺寸小的螺栓在拧紧时容易产生过载，故采用加大安全系数的方法来弥补可能产生的过载。7P85-86。紧螺栓所受工作拉力在0F间变化，则螺栓所受总拉力将在之间变动。在保持预紧力不变的情况下，减小螺栓刚度或增大被联接件刚度都可以减小总拉力的变动范围，从而提高了螺栓联接的疲劳强度。但在此种情况下引起残余预

11、紧力减小，从而降低了联接的紧密性。8P86。为了减小螺栓的刚度，可适当增加螺栓的长度，或采用腰状杆螺栓和空心螺栓。为了增大被联接件的刚度，可以不用垫片或采用刚度较大的垫片。对于需要保持紧密性的联接，从增大被联接件的刚度来看，可以采用刚度较大的金属垫片或密封环较好。9P86。实验证明，约有1/3的载荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。因此，采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母，并不能提高联接的强度。为了改善螺纹牙上的载荷分布，常采用悬置螺母，减小螺栓旋合段本来受力较大的几圈螺纹牙的受力面或采用钢丝螺套。10伸出一只手，竖起大拇指，另外四指握拳，指尖指向旋转的方向，而拇指要指向螺旋的前进方

12、向。如果与伸出的左手可以相符，称为左旋，与右手相符则称为右旋。另一个方法是，在旋转体生长或运动的一端，从垂直轴向看，顺时针旋转的为左旋；反之，逆时针旋转的为右旋。砂轮主轴螺纹的旋向：紧固砂轮或砂轮卡盘的砂轮主轴端部螺纹的旋向必须与砂轮工作时旋转方向相反这样可以保证在螺母在旋转的过程中所产生的轴向力是将螺母旋紧。砂轮机轴转动一般为右旋，所以两端固定砂轮用的螺纹为左旋。11自锁：。两者数值越接近，自锁性能越差；数值相差越大，自锁性能越好。螺纹传动效率：。增大，增大；增大，减小。牙型角与当量摩擦系数间的关系是：。当增大，增大，三角螺纹牙型角大（一般为60°），矩形螺纹（=0°）和

13、梯形螺纹牙型角较小。12P92。滑动螺旋的主要失效形式是螺纹磨损。其基本尺寸是根据耐磨性条件确定的。13P91。滑动螺旋结构简单，便于制造，易于自锁，但其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低，磨损快，传动精度低等。滚动螺旋摩擦阻力小，传动效率高，但结构复杂。14P70。螺栓的其他部分是根据等强度条件及使用经验规定的，通常都不需要进行强度计算。15. 16. 螺栓应进行耐磨性计算和强度计算，同时还要进行自锁验算与稳定性校核。对于螺母的螺纹牙要进行剪切强度校核，对其凸缘要进行挤压和弯曲强度的校核。17. 螺旋传动中，设计螺纹直径一般按抗拉、扭强度来进行初步设计。实际上，螺纹副的磨损是比较主要的失效形式

14、。帮要进行螺母（比螺杆的材料要弱）螺纹的压强校核。限制pp主要是利用此耐磨条件性计算未考虑磨损的影响。三、计算题：1解：找出承受最大工作剪力的螺栓。4个螺栓在园周上均匀分布，故承受工作剪力相等，设为F。则有，求出螺栓性能参数螺栓的性能等级为8.8，所以，查P84表5-10，取，所以校核螺栓的挤压强度说明,不能取12mm，因为铰制孔用螺栓螺纹部分比光孔略小。也不能取20mm，见P76图5-18因为，所以螺栓的挤压强度合格校核螺栓的剪切强度因为，所以螺栓的剪切强度合格。综上所述，该螺栓组合用。2解：将力F平移到各结合面中心，得扭转力矩设各方案中在力F作用产生的剪切力为，扭转力矩M作用下产生的剪切力

15、为。对方案1很显然，第3个螺栓受力最大，最大力对方案2很显然，1、3两个螺栓所受力相等，均为最大值，其最大值对方案3综上所述，方案3较好。3解：A将力P向结合面形心简化得到集中载荷P及转矩。B在集中载荷P的作用下，各螺栓承受的横向载荷C在转矩T的作用下，各螺栓承受的横向载荷，D找出螺栓组中承受最大工作剪力的螺栓，如图所示：很显然，螺栓2承受的工作剪切力比较大，最大工作剪力E按剪切强度确定螺纹小径，F按挤压强度确定螺纹小径，综上所述，取光孔直径为13mm，螺纹为M12。若改用普通螺栓，螺栓2受力最大，此时是依靠结合面间产生的摩擦力来抵抗外载荷F，即，如果选用普通螺栓，其小径必须大于31.52mm

16、。4解：求螺栓预紧力，螺栓承受的拉应力，综合以上两式得5. 解四、结构设计与分析题解：1、普通螺栓联接（图a）主要错误有：1） 螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；2） 普通螺栓联接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被联接件孔与螺栓杆间无间隙；3） 被联接件表面没加工，就做出沉头座并刮平，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；4） 一般联接，不应采用扁螺母；5） 弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对；6） 螺栓长度不标准，应取标准长l=60mm；7） 螺栓中螺纹部分长度短了，就取长30mm。改正后的结构见图解a)2、 螺钉联接（图b）主要错误有：

17、1） 采用螺钉联接时，被联接件之一就有大于螺栓大径的光孔，而另一被联接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被联接件没有做成大于螺栓大径的光孔，下面被联接件的螺纹孔又过大，与螺钉尺寸不符，而且细纹画法不对，小径不应为细实线；2） 若上边被联接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没有加工。改正后的结构见图解b)3、 双头螺柱联接（图c）主要错误有：1） 双头螺柱的光杆部分不能拧进被联接件的螺纹孔内；2） 锥孔角度就为120o，而且应从螺纹孔的小径（粗实线）处画锥孔角的两边；3） 若上边被联接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没加工；4） 弹簧垫圈厚度尺寸不对。改正后的结构见图解c)。4、 紧定螺钉联

18、接（图d）主要错误有：1） 轮毂上没有做出M6的螺纹孔；2） 轴上未加工螺纹孔，螺钉拧不进去，即使有螺纹孔，螺钉能拧入，也需局部剖视才能表达清楚。改正后的结构见图解d)。一、填空题1键连接的主要类型有 平键连接 、半圆键连接 、楔键连接 、切向键连接 。2普通平键按构造分，有 圆 头（ A 型）、 平头（ B型）及 单圆 头（ C 型）三种。3平键连接的工作面是 两侧面，依靠 键同键槽侧面的挤压 来传递转矩；楔键连接的工作面是 键的上、下面 ，依靠 键的楔紧作用 来传递转矩。4普通平键连接的主要失效形式是 工作面被压溃 ，导向平键连接的主要失效形式是 工作面的过渡磨损 。5在设计中进行键的选择

19、时，键的截面尺寸根据 轴的直径 而定，而键的长度则根据 轮毂的长度 而定。二、单项选择题1键连接的主要用途是使轴和轮毂之间 C 。A沿轴向固定并传递轴向力 B沿轴向可作相对滑动并具有导向作用C沿周向固定并传递扭矩 D安装与拆卸方便2设计键连接时键的截面尺寸通常根据 D 按标准选择。A所传递转矩的大小 B所传递功率的大小 C轮毂的长度 D轴的直径3在载荷性质相同时，导向平键连接的许用压力取得比普通平键连接的许用挤压应力小，这是为了 A 。A减轻磨损 B减轻轮毂滑移时的阻力 C补偿键磨损后强度的减弱 D增加导向的精度4设计键连接的几项主要内容是：a、按使用要求选择键的适当类型；b、按轮毂长度选择键

20、的长度；c、按轴的直径选择键的剖面尺寸；d、对连接进行必要的强度校核。在具体设计时，一般顺序是： C 。Abacd Bbcad Cacbd Dcdba5平键连接能传递的最大扭矩为T，现要传递的扭矩为1.5T，则应 D 。A把键长L增大到1.5倍 B把键宽b增大到1.5倍C把键高h增大到1.5倍 D安装一对平键6普通平键连接的承载能力一般取决于 D 。A轮毂的挤压强度 B键工作表面的挤压强度C轴工作面的挤压强度 D上述三种零件中较弱材料的挤压强度7C型普通平键与轴连接，键的尺寸为b×h×L14×9×65，则键的工作长度为 A 。A58mm B61mm C6

21、5mm D51mm8下面是几种普通平键连接的剖视面，其中 B 在结构上正确。9楔键连接的主要缺点是 D A.键的斜面加工困难 B.键安装时易损坏 C.键楔紧后在轮毂中产生初应力 D.轴和轴上零件对中性差10半圆键和切向键的应用场合是 B 。A前者多用来传递较大扭矩，后者多用来传递较小扭矩B前者多用来传递较小扭矩，后者多用来传递较大扭矩C各种大小扭矩均可传递11常用来制造键的材料是 B 。A低碳钢 B. 中碳钢 C. 高碳钢 D. 合金钢12. 轴的键槽通常是由 D 加工而得到的。A. 插削 B. 拉削 C. 钻及铰 D. 铣削13. 楔键和 B ，两者的接触面都具有1:100的斜度。A. 轴上

22、键槽的底面 B. 轮毂上键槽的底面 C. 键槽的侧面14. 半圆键和切向键的应用场合是 B 。A. 前者多用来传递较大转矩，后者多用来传递较小转矩B. 前者多用来传递较小转矩，后者多用来传递较大转矩C. 两者都用来传递较小转矩D. 两者都用来传递较大转矩15. 花键连接与平键连接(采用多键时)相比较， C 的观点是错误的。A. 承载能力比较大B. 旋转零件在轴上有良好的对中性和沿轴移动的导向性C. 对轴的削弱比较严重D. 可采用研磨加工来提高连接质量和加工精度16. 花键连接的强度，主要取决于 C 强度。A. 齿根弯曲 B. 齿根剪力 C. 齿侧挤压 D. 齿侧接触17. 应用较广的花键齿形是

23、 C 。A. 矩形与三角形 B. 渐开线与三角形C. 矩形与渐开线 D.矩形、渐开线与三角形三、简答题1根据用途不同，平键分为哪几种类型？其中哪些用于静连接，哪些用于动连接？根据用途不同，平键分为普通平键、薄型平键、导向平键和滑键四种。其中普通平键和薄型平键用于静连接，导向平键和滑键用于动连接。2薄型平键连接与普通平键连接相比，在使用场合、结构尺寸和承载能力上有何区别？薄型平键与普通平键的主要区别是键的高度约为普通平键的60%-70%，也分为圆头、平头和单圆头三种形式，但传递转换的能力较低，常用于薄壁结构、空心轴和一些径向尺寸受限制的场合。3. 普通平键的强度条件怎样(用公式表示)？如何在进行

24、普通平键连接强度计算时，强度条件不能满足，可采用哪些措施？普通平键连接的强度条件为： ：传递的转矩；：键与轮毂的接触高度；：键的工作长度；：轴的直径。可采用的措施有：a. 增大键和轮毂的长度，但键不宜过长，否则，载荷沿键长分布不均；b. 用两个键相隔1800布置；c. 改用花键; d. 更换键、轴或毂的材料。4为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔的位置；采用两个楔键时，相隔 ；而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？两个平键沿周向相隔布置，对轴的削弱均匀，并且两键对轴的挤压力平衡，对轴不产生附件弯矩，受力状态较好。两个楔键相隔布置，若夹角过小，则对轴的局部削弱过大，若夹角过大，则两个

25、楔键的总承载能力下降，若夹角为，两个楔键承载能力相当于一个楔键的承载能力。两个半圆键布置轴的同一母线上。半圆键对轴的削弱较大，两个半圆键不能放在同一横截面上，只能放在同一母线上。5. 平键和楔键在结构和使用性能上有何区别？为什么平键应用较广？平键的工作面是两侧面，楔键的上、下面为工作面；楔键的上表面和与它相配合的轮毂键槽底面均有1:100的斜度，而平键无斜度。楔键连接的缺点是键楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心和偏斜，因此楔键主要毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。平键连接具有结构简单、装拆方便、对中性好优点，因此应用较广。6. 半圆键与普通平键连接相比，有什么优缺点？它适用在什么场合？半圆

26、键也是靠侧面来传递转矩，它工艺性好、装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接。缺点是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，故一般只用轻载连接中。7为什么在轴的零件图上，轴的键槽深度可以用表示，也可以用 标注？而在轮毂的工作图上，键槽深度必须用来标注(轴的直径)？轴上键槽深度(或)或毂上键槽深度不受槽宽的影响，测量精度及稳定性较好，故采用这种标注方法。8什么叫无键连接？它有何优缺点？凡轴与毂的连接不用键或花键时，统称为无键连接。无键连接主要有型面连接和胀紧连接。型面连接：轴和毂孔通过非圆截面构成连接。型面连接装拆方便，能保证良好的对中性；连接面上没有键槽及尖角，减少了应力集中，故可传递较大的转矩。加

27、工工艺比较复杂。胀紧连接：在轴和毂孔之间装入胀紧连接套而构成的一种静连接。胀紧连接定心性好，装拆方便，引起的应力集中小，承载能力高，并有安全保护作用。由于要在轴和毂孔间安装胀紧套，应用时会受到结构尺寸的限制。9. 销有哪几种？各用在何种场合？销根据用途可分为定位销、连接销和安全销三种。定位销用来固定零件之间的相对位置，它是组合加工和装配时的重要辅助零件。连接销可传递不大的载荷；安全装置中过载剪断元件称为安全销。四、计算分析题1. 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键连接。已知：轴传递的转矩T1000N·m，齿轮材料为锻钢，若，许用安全系数。凸缘联轴器的材料为HT250

28、，工作时有轻微冲击，连接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核其连接强度。联轴器处的键：根据结构要求，选用A型普通平键。由轴径，选取，根据轮毂宽度，选取键长。校核：根据表6-2知，轻微冲击下，HT250的许用挤压应力，所以，故联轴器处键合用。齿轮连接处的键：根据结构要求，选用A型普通平键。由轴径，选取，根据轮毂宽度，选取键长。校核： 根据表6-2知，轻微冲击下，钢的许用挤压应力，所以，故齿轮处键合用。2. 图示牙嵌离合器在左右两半分别用键与轴、相联接，在空载下，通过操纵可使右半离合器沿导向键在轴上作轴向移动。该轴传递的转矩T1000N·m，轴径，右半离合器的轮毂长L13

29、0mm，工作中有轻微冲击，离合器及轴均为钢制。试选择右半离合器的导向平键的尺寸，并校核该联接的强度。 根据结构要求，选择A型导向平键。根据轴径，轮毂长度，行程长及导向平键的标准长度系列，查表6-1知，。校核：导向平键连接结构属于动连接，通常只需要进行耐磨性计算，校核其表面压力即可。式中，转矩，接触高度，轴径，键的工作长度。所以。对于动连接，钢的许用压力，所以，故该键合用。第十章1.某三级减速传动系统，由齿轮传动、链传动和带传动组成，试问该如何选择其先后次序？为什么？答：次序应选择为带传动、齿轮传动和链传动。带传动平稳性好，能缓冲吸振，具有过载保护能力（过载即打滑），但承载能力较小。所以宜布置在

30、高速级。链传动承载力比较大，但因存在多边形效应，其瞬时传动比不稳定，工作中振动、冲击、噪声较大，所以宜布置在低速级。2. 二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？通常哪一级传动比大？为什么？答：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因是：斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。斜齿轮传动有轴

31、向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级，且锥齿轮的传动比选择比较小。其主要原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造成本提高。3.齿轮传动常见的失效形式有哪些？简要说明闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计准则。答：齿轮传动常见的失效形式有以下几种：（1）轮齿折断；（2）齿面点蚀；（3）齿面磨损；（4）齿面胶合；（5）塑性变形。闭式硬齿面的设计以保证齿根弯曲疲劳强度为主；闭式软齿面的设计通常以保证齿面接触疲劳强度为主；开式齿轮传动的设计目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为

32、设计准则，并将模数适当放大。4. 对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为 E 。A轮齿疲劳折断 B齿面磨损C齿面疲劳点蚀 D齿面胶合 E. 塑性变形5. 一般开式齿轮传动的主要失效形式是 B 。A轮齿疲劳折断 B齿面磨损C齿面疲劳点蚀 D齿面胶合 E. 塑性变形6. 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为 D 。A轮齿疲劳折断 B齿面磨损C齿面疲劳点蚀 D齿面胶合 E. 塑性变形7. 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 D 。A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度C. 只需按接触强度设计，并适当放大模数D. 只需按弯曲强度

33、设计，并适当放大模数8. 对于闭式齿轮传动中，在工程设计中，一般 A 。A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度C. 只需按接触强度设计D. 只需按弯曲强度设计9. 闭式齿轮传动，如果齿面很硬，而齿芯强度又比较低的齿轮或材质较脆的齿轮，一般 B 。A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度C. 只需按接触强度设计D. 只需按弯曲强度设计 软齿面齿轮传动设计时，为何小齿轮的齿面硬度应比大齿轮的齿面硬度大3050 HBS？答：金属制的软齿面齿轮配对的两轮齿中，小齿轮齿根强度较弱，且小齿轮的应力循环次数较多

34、，当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度。所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大3050HBS。 45钢齿轮毛坯加工成6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，其加工工艺过程为 A 。A. 齿坯加工滚齿调质表面淬火磨齿 B. 齿坯加工滚齿磨齿调质表面淬火C. 齿坯加工滚齿磨齿调质表面淬火 D. 齿坯加工滚齿调质氮化磨齿 45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 B 。A. 4550 HRC B. 217255 HBSC. 160180 HBS D. 320350 HBS 齿面硬度为5862HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为 C 。A. 齿坯加工淬火磨

35、齿滚齿 B. 齿坯加工淬火滚齿磨齿C. 齿坯加工滚齿渗碳淬火磨齿 D. 齿坯加工滚齿磨齿淬火 齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 D 。A. 45钢 B. ZG340-640 C. 40Cr D. 20CrMnTi 一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用 C 的齿轮代替。 A40Cr调质 B适当增大模数mC45钢调质后齿面高频淬火 D铸钢ZG310-570 对于要求不高的齿面硬度350 HBS的齿轮传动，若大、小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为 C 。A小齿轮淬火，大齿轮调质 B小齿轮淬火，大齿轮正火C小齿轮调质，大齿轮正火 D小齿轮正火，大齿轮调质 计算齿

36、轮强度时引入载荷系数K由哪几部分组成？影响各组成部分取值的因素有哪些？答：载荷系数： K=KAKVKKKA工作情况系数 KV动载荷系数 K齿间载荷分配系数 K齿向载荷分布系数工作情况系数KA考虑了齿轮啮合时，外部因素引起的附加动载荷对传动的影响. 它与原动机与工作机的类型与特性，联轴器类型等有关动载荷系数KV考虑齿轮制造误差和装配误差及弹性变形等内部因素引起的附加动载荷的影响主要影响因素：齿轮的制造精度Pb1Pb2 圆周速度V齿间载荷分配系数K考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。影响因素：啮合刚度，基圆齿距误差（Pb），修缘量，跑合程度等。齿向载荷分布系数K考虑轴的弯曲、扭转

37、变形、轴承、支座弹性变形及制造和装配误差而引起的沿齿宽方向载荷分布不均匀的影响。影响因素：支承情况：对称布置，好；非对称布置；悬臂布置，差。齿轮宽度b b K。齿面硬度，硬度越高，越易偏载，齿面较软时有变形退让。制造、安装精度精度越高，K越小。 简要分析说明齿轮齿顶修缘和做成鼓形齿的目的。答：齿轮齿顶修缘是为了减小齿轮传动过程中由于各种原因引起的动载荷。做成鼓形是为了改善载荷沿接触线分布不均的程度，降低齿向载荷分布系数。 斜齿圆柱齿轮的动载荷系数K和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是 B 的。A. 相等 B. 较小 C. 较大 D. 可能大、也可能小 下列 B 的措施，可以降低齿轮传动的齿向载

38、荷分布系数K。A. 降低齿面粗糙度 B. 提高轴系刚度C. 增加齿轮宽度 D. 增大端面重合度21. 两对直齿圆柱齿轮减速传动转向如图，传递功率为7.5kw，模数均为2，压力角为20度，齿数分别为Z1=17, Z2=35, Z3=19, Z4=41，试标出圆周力和径向力方向，并计算分力大小。123422. 一对标准直齿圆柱齿轮，若Z1=18，Z2=72，则这对齿轮的弯曲应力 A 。A. F1F2 B. F1F2 C. F1=F2 D. F1F223. 设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数Z1，的原则是 D 。A. Zl越多越好 B. Zl越少越好 C. Z117，不产生根切即可D. 在保证轮齿

39、有足够的抗弯疲劳强度的前提下，齿数选多些有利24. 在设计闭式硬齿面齿轮传动中，直径一定时应取较少的齿数，使模数增大以 B 。A. 提高齿面接触强度 B. 提高轮齿的抗弯曲疲劳强度C. 减少加工切削量，提高生产率 D. 提高抗塑性变形能力25. 轮齿的弯曲强度，当 D ，则齿根弯曲强度增大。A. 模数不变，增多齿数时 B. 模数不变，增大中心距时C. 模数不变，增大直径时 D. 齿数不变，增大模数时26. 其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力 B 。A不变 B增为原应力的2倍C增为原应力的4倍 D增为原应力的16倍27. 为了提高齿轮传动的接触强度，可采取 B 的方法。

40、A. 采用闭式传动 B. 增大传动中心距 C. 减少齿数 D. 增大模数28. 圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定，减小齿轮的模数、增加齿轮的齿数，则可以 C 。A. 提高齿轮的弯曲强度 B. 提高齿面的接触强度C. 改善齿轮传动的平稳性 D. 减少齿轮的塑性变形29. 轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与 C 无关。A. 齿数z1 B. 变位系数x C. 模数m D. 斜齿轮的螺旋角30. 标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，齿形系数YFa只取决于 B 。A. 模数m B. 齿数Z C. 分度圆直径d D. 齿宽系数d31. 一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径d1=50mm、齿宽b1=5

41、5mm，大齿轮分度圆直径d2=90mm、齿宽b2=50mm，则齿宽系数d= C 。A. 1.1 B. 5/9 C. 1 D. 1.332. 设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使 D 。A. HBS1=HBS2 B. HBS1HBS2C. HBS1HBS2 D. HBS1=HBS2+（3050） 33. 一对齿轮传动，小轮材为40Cr；大轮材料为45钢，则它们的接触应力 A 。A= B. C D34. 减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮2选用45钢正火，齿面接触应力 C 。A. B. C. = D. 35. 一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在

42、D 。A. 靠近齿顶处 B. 靠近齿根处C. 靠近节线的齿顶部分 D. 靠近节线的齿根部分36. 一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径d1不变，而减少齿数并增大模数，其齿面接触应力将 C 。A明显增大 B明显减小 C基本保持不变 D略有增加37. 在下面的各种方法中， A 不能提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度。A直径d不变而增大模数 B改善材料 C增大齿宽b D增大齿数以增大d38设计一对闭式软齿面齿轮传动。在中心距a和传动比i不变的条件下，提高齿面接触疲劳强度最有效的方法是 B 。A增大模数，相应减少齿数 B提高主、从动轮的齿面硬度C提高加工精度 D增大齿根圆角半径39一对齿轮传动的接触强度已

43、够，而弯曲强度不足，首先应考虑的改进措施是 B 。A增大中心距 B使中心距不变，增大模数C使中心距不变，增加齿数 D模数不变，增加齿数40. 齿轮设计时，当随着选择齿数的增多而使直径增大时，若其他条件相同，则齿轮的弯曲承载能力 D 。A成线性地减小。 B成线性地增加C不成线性，但有所减小 D不成线性，但有所增加41. 若保持传动比i和齿数和不变，而增大模数m，则齿轮的 A 。A. 弯曲强度提高，接触强度提高 B. 弯曲强度不变，接触强度提高C. 弯曲强度与接触强度均不变 D. 弯曲强度提高，接触强度不变 42计算一对直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳应力时，若齿形系数、应力修正系数和许用应力均不相同，则应

44、以 C 为计算依据。A较小者 B较大者C较小者 C较大者43在以下几种工况中， A 齿轮传动的齿宽系数d可以取大些。A对称布置 B不对称布置 C悬臂布置 D同轴式减速器布置44在下列措施中， B 可以降低齿轮传动的齿向载荷分布系数A降低齿面粗糙度 B提高轴系刚度C增加齿轮宽度 D增大端面重合度45. 齿轮传动设计时，为何小齿轮的齿宽应比大齿轮的齿宽大510 mm？答：将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽510mm，以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的工作载荷，同时因小齿轮工作的循环次数较多，也可以适当提高小轮的接触强度和弯曲强度。46. 图中：a）为标准直齿圆

45、柱齿轮传动；b）为标准内齿轮传动；c）为标准直齿圆柱齿轮齿条传动。已知：各齿轮和齿条的材料、热处理方法、许用应力均相同；各传动中小齿轮a） b） c） 的参数、尺寸、所传递的转矩及工作条件也都相同。试比较三种传动的接触疲劳强度高低（用关系式表示）。（提示：由赫兹公式分析比较方便）答：47. 标准直齿圆柱齿轮传动，若传动比i，、转矩T1、齿宽b均保持不变，试问在下列条件下齿轮的弯曲应力和接触应力各将发生什么变化? (1)模数m不变，齿数Z1增加； (2)齿数z1不变，模数m增大； (3)齿数zl增加一倍，模数m减小一半。48. 有一同学设计闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，方案一其参数为：m=4mm、

46、z1=20 、z2=60 ,经强度计算其齿面接触疲劳强度刚好满足设计要求，但齿根弯曲应力远远小于许用应力，因而又进行了两种方案设计。方案二为： m=2mm、z1=40 、z2=120，其齿根弯曲疲劳强度刚好满足设计要求；方案三为： m=2mm、z1=30 、z2=90 。假设改进后其工作条件、载荷系数K、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，问：改进后的方案二、方案三是否可用？为什么？ 应采用哪个方案更合理？为什么？答：分析：直径d1决定齿面接触疲劳强度，模数m决定齿根弯曲疲劳强度方案一与方案二相比较，应采用方案二更合理，因为在强度均满足的条件下，齿数多、模数小有如下优点：重合度a，传动平稳；齿

47、高h，滑动系数，磨损、切削量； da，齿坯小，齿轮重量。49. 齿轮传动的精度指标分别用三种公差组来表示。其中：第公差组，决定 齿轮传递运动的准确程度 ；第公差组，决定 齿轮运转的平稳程度 ；第公差组，决定 齿轮载荷分布的均匀程度 。根据用途决定优先满足的主要使用功能，然后再兼顾其他要求。50. 图示单级标准直齿圆柱齿轮减速器，因工作需要，拟加入一介轮3来增大输入轴和输出轴间的中心距。若z1 = z3 = 20，z2 = 4z1 = 80，模数为m，各齿轮材料和热处理均相同，长期工作，1轮主动，单向回转。试分析：加介轮后，承载能力与原传动相比有无变化？齿面接触强度和齿根弯曲疲劳强度如何变化？

48、答：加介轮后，承载能力与原传动相比有变化。因为：虽然小齿轮上的载荷没变，但是1轮和3轮的综合曲率半径变小了，接触应力变大了，接触强度降低。又：3轮的齿根弯曲应力为对称循环，许用应力为1轮的0.7倍，弯曲强度降低。51. 如图所示的齿轮传动，齿轮A、B和C的材料都是中碳钢调质，其硬度：齿轮A为240HBS，齿轮B为260HBS，齿轮C为220HBS，试确定齿轮B的许用接触应力H和许用弯曲应力F。假定：（1） 齿轮B为“惰轮”（中间轮），齿轮A为主动轮，设KFN=KHN=1；（2） 齿轮B为主动，齿轮A和C均为从动，设KFN=KHN=1。ABC解：齿面接触疲劳许用应力的计算式为：齿根弯曲疲劳许用应

49、力的计算式为：取SH=1 SF=1.4（1.251.5之间均可）查图10-24（c），知在脉动循环交变应力作用下，B齿轮的弯曲疲劳强度极限lim为：lim=FE=350Mpa （注意超出范围则采用外插法取值，为近似值，且设应力校正系数YST=1）而受对称循环交变载荷作用时的应力极限值为脉动循环交变应力的70%见P210倒数第6行）查图10-25（d），知B齿轮的接触疲劳强度极限Hlim为：Hlim=620Mpa（1）、（2）两种情况下，B齿轮上的每个齿在一转的过程中，导致轮齿齿根弯曲的力的方向是不一样的，而导致齿面接触疲劳与B齿轮是否为主动轮无关。则B齿轮在（1）、（2）两种情况下的许用接触应

50、力H均为：下面讨论两种情况下齿轮B的许用弯曲应力F（1）齿轮B为惰轮的情况下，齿轮B所受力状态如图示：则齿轮上任一点在一转的过程中，受力方向将反转一次，于是轮齿受力为对称循环交变载荷Flim=350×70%=245（Mpa）许用弯曲应力为：（2）齿轮B为主动轮时，齿轮B所受力状态如下图所示：可见，在齿轮一转的过程中，轮齿的受力方向没有发生变化，只是受力时有时无，因此是受脉动循环交变载荷的作用。从P204图10-20（c）查得的值即为在脉动循环交变应力作用下的弯曲疲劳强度极限lim。lim=FE=350(Mpa) （设应力校正系数YST=1）则许用弯曲应力为：52. 要提高轮齿的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有那些可能的措施？53. 如图所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：电动机功率P=3kW，转速n=970r/min；高速级mn1=2mm，z1=25，z2=53，；低速级mn2=3mm