机械设计基础习题含答案

1、1机械设计基础课程习题第1章机械设计基础概论1- 1试举例说明机器、机构和机械有何不同？1- 2试举例说明何谓零件、部件及标准件？1- 3机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容足什么？1- 4常见的零件失效形式冇哪空？1- 5什么绘疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1- 6什么是熔损？分为哪些类型？1- 7什么於零件的工作能力？寥件的计算准则址如何得出的？1- 8选择零件材料时，应考虑那些原则？1- 9指出卜列材料牌号的含义及主要用途：Q275、40NIn、40Cr、45、ZG310- 570、QT600-3。第2章现代设计方法简介2- 1简述三维CAD系统的待点。2- 2试写出

2、优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义.2- 3简述求解优化问题的数值迭代法的基木思想.2- 4优化设计的一般过程是什么？2- 5机械设计中常用的优化方法育哪些？2- 6常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2- 7常用的可靠性尺度有那些？2- 8简述有限元法的基本原理。2- 9机械创新设计的特点出什么？2- 10简述机械创新设计与常规设计的关系。第3章平面机构的组成和运动简图3- 1举实例说明零件与构件Z间的区别和联系。题图3-6與升式水泵机物3- 2平而机构具冇确定运动的条件圧什么？3- 3运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3- 4计算|'|山度时需注盘那些事项？3- 5机构

3、运动简图仃何川途？怎样绘制机构运动简图？3- 6绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的|'| 由度.3- 7试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，井计算机构的 自由度。3- 8试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的|'| 由度.3- 9试判断图a、b、c所示各构件系统足否为机构。若足，判定它们的运动是否确定（图中标自箭头的构件为原动件。3- 10计算图a、b、c、d、e、f所示各机构的自由度，如有复合较链、局部自由度、或 虚约束请指出。并判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件HH9（fl储水机机构3#题图3-10几种机构的运动简图#4題图3 7徒纫机引

4、线机构n nr題图3-8冲床刀架机构超图3 - 9构件组合累统第4章平面连杆机构4- 1四杆机构的急回特性圧何金义？什么条件下机构才具有急冋特性？4- 2什么是四杆机构的死点？试举出儿个利用和克服死点的实例。4- 3试述压力角的概念，并分析它对机构的工作性能有什么影响？4- 4举例说明较链四杆机构的三种演化方法。4- 5 如图所示.已知 AD =250 min： BC =265 mm： CD =110 mni： AB = 60 mni. Il足主动件试确定:（1）该狡链四杆机构的类型；（2）该机构的行程速比系数K。46分析图示偏捏曲柄滑块机构有曲柄的条件。当取滑块为主动件时.试确定机构的死点位

5、这。题图4-5蛟键四杆机构题图4-6曲柄存在条件分析4- 7如图所示.己知狡链四杆机构乞杆长度，试问：绘牧維四杆机构中的哪种呈本机构；若AB是原动件，在图中価出此机构最小传动角出现的位置:#若以AB为原动件.该机构有无急回特性.为什么？4- 8试设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。如图所示，要求踏板机构CD在水平位置上下各摆10。， HCD的长度500 mm . AD的长度1000 mm 试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度？越图4-7佼链四杆机构5#4- 9试用图解法设计一门动卜料机所用的偏置曲柄淸块机构如图所示要求曲柄主动时，行程速比 系数K=14.被推运的工件的长度1 = 40mm初选偏距尸

6、20mm 工作行程最大斥力角为a = 45滑 块的行程H应比工件的长度略大些，以保证料斗上的工件能顺利下落。4- 10试用图解法设计 摆动导杆机构.已知机架长度为50mm行程速比系数K = 2,求曲柄的长度.4-11试用图解法设计曲柄摇杆机构ABCD.己知摇杆CD长度是75mm行程速比系数K=1.5,机架 AD长度为100皿 摇杆的一个极限位置与机架间的夹角ZCDA=45%4-12已知某操纵装置采用图小玫链四杆机构変求阿连架杆的钊应位雀为0=45。，旳=50。：吐=80°. 肖2 =70。： p3= 120°. |/3=1100.试用解析法确定各杆的长度#题图412解析法设

7、计饮紐四杆机松#6第5章凸轮机构5- 1凸轮机构常用的四种从动件运动规律中，哪种运动规律冇刚性冲击？哪种运动规律冇柔性冲击？ 哪种运动规律没有冲击？5- 2在图示偏雀也动从动件盘形凸轮机构中，已知AB段为凸轮推程削线，试在图上标出推程运动角 4。5- 3己知从动件升程h = 30mm, 3产150。5产30。，dh=120°, d； = 60°.从动件在推程作简谐运动, 在回程作等加速等减速运动.试用作图法或公式计算绘出其运动线图s2-t.巾一1和a2-U5- 4设计图示偏置直动从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度型顺时针方向回转，偏距e=10mmt 凸轮基圆半径ro = 6

8、O mm,滚子半径iT=10mm,从动件的升程及运动规律与题52相同，试用图解法绘出 凸轮的轮綁并校核推程压力角.5- 5已知条件同题5-4.试川解析法通过计算机辅助设计求凸轮理论轮廓和实际轮廓上并点的坐标值（每隔计算一点），推 程压力角的最大值aax，并打印凸轮轮騙.5- 6在图示门动车床控制刀架移动的滚子摆动从动件凸轮机构中， 已知loA=60min, 1=36 mm. r0 = 35 mm. rT = 8 min> 从动件的运动 规偉如下：当凸轮以角速度si逆时针方向回转150°时.从动件以简谐 运动向上摆】5。；当凸轮H 1506转到】80。时，从动件停止不动：当凸轮

9、门180。转到300。时，从动件以简谐运动摆回原处：当凸轮fl 300°转到 360。时，从动件又停止不动。试绘制凸轮轮邮。5- 7试设计一平底直动从动件盘形凸轮机构。己知凸轮以等角速度 逆时针方向冋转凸轮的基圆半径r o = 40 mm,从动件升程h=20nini.& = 120。，<5$ = 3O°, <5h=12O°, <5；=90°,从动件在推程和回程均作简谐运动。试绘出凸轮的轮啣。5- 8用作图法求图示中各凸轮从图示位置转过45。后机构的压力角g井在图上标注出來。第6草齿轮机构6- 1渐开线齿轮匕哪一圆的压力角为标准值

10、？哪一圆的压力角报小？ 一般所说压力角是指哪个饲上 的压力角，压力角取50会有何问题？6- 2 现有4 个标准齿轮:m1 = 4mm , Z!=25, m2 = 4mm. z2 = 50. m3 = 3mm. Zi=60： m4=2.5mm. z4=40：试问:（1）哪些齿轮的渐开线形状柑同？<2）哪些齿轮町以配对正确啮合？<3）哪些齿轮可用同把滚刀切制？6- 3斜齿轮和锥齿轮的肖就齿轮以及当杲齿数是如何定义的，其意义何在？6- 4渐开线变位齿轮和标准齿轮相比较，哪些参数和尺寸发生了改变？哪些未发生改变？6- 5试述所学各种齿轮机构的一对齿轮的正确啮合条件。6- 6蜗杆机构的传动比

11、如何计算？能否用分度圆11径之比表示其传动比？为什么？6- 7为何要引入蜗杆II径系数q?6- 8有一对外啮合正常齿标准11齿圆柱齿轮机构,已知:m =2.5 mm. a = 112.5 mni. 1=2.6。试计算 这对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径：齿顶高、齿根高、全齿高、顶隙和公法线长度和分度 圆弦齿耳.6-9 一对外啮合的标准1*齿圆柱齿轮的小齿轮丢失，现测得大齿轮：z, = 52,氐=135 mm, m = 2.5 inni. a= 112.5 mm,试确宦这对齿轮的齿制以及小肉轮的齿数和肉顶阿辽径，以便配制。6-10标准总齿圆柱齿轮机构中的一对齿轮，己知模数mB = 2

12、nun. a=20°, Z1 = 20, z, = 40,若安装 中心距a =61 mm,试问（!）这对齿轮足否属于标准安装？此时，书圆半径与分度圆半径、啮合角与斥力角出否用等？6-11用齿条插刀切制-山齿圆柱齿轮。己知被加工齿轮轮坯的角速度3i = 5 ra&s,刀具的移动速度 为0.375 mt ,刀具的模数m =10 nun.压力角a =20*.试问：（1）被加工齿轮的齿数Zi = ?如果齿条的中线距离齿轮坯中心为77 mm,则被加工齿轮的分度圆齿厚是多大？6-12 一对正常齿制的外呐合标准斜齿圆柱齿轮zi = 33. z2 = 66, m=5 inm=试问: 若标准中

13、心a = 250mm.试求螺旋角0、分度圆直径d和齿顶圆直径d,： 若不戏变模数和肉数，能育将这対肉轮装仕中心距为255mm的两平行轴上。6-13已知一对正常齿制渐开线标准斜齿圆柱齿轮a = 250 mm, Zi = 23» z2 = 98. mn= 4 mm.试计算 7其螺旋角、端面模数、端面压力角、当量齿数、分度圆直径、齿IKEI直径和齿根圆.6- 14己知一对正常齿制等顶隙收缩的渐开线标准直齿圆锥齿轮，轴交角27=90。，z严17, z2 = 43, m=3 nim试求两轮的分度圆锥角、分度圆直径、齿顶圆立径、齿根圆直径、锥顶距、齿顶角、齿根角、顶 锥角、根锚角和当試齿数.6-

14、15己知蜗杆机构的参数如卜：蜗杆头数“=2蜗杆直径系数q=8蜗轮齿数z2=46模数m =8 nim。 试计算该蜗杆机构的传动比1、中心距a及蜗杆和蜗轮的主更尺寸。第7章间歇运动机构7- 1试比较棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构及凸轮间歇运动机构的特点和用途。7- 2槽轮机构的运动特性系数r = 0.4衣示什么意义？为什么运动特性系数必须大于零而小F 1?五个 榊的单销榊轮机构的运动特性系数r等于多少？7- 3己知榊轮的榊数z=6拨盘的圆销数K=l.转速n = 60r mm求榊轮的运动时间“和胖止时间®7- 4设计一槽轮机构，嬰求槽轮机构的运动时间等F停放时间，试选择槽轮的槽数和拨盘

15、的圆销数。7- 5在六角车床上六角刀架转位用的槽轮机构中，已知植数z=6槽轮的静止时间犷5/6s,槽轮的运 动时间1尸2 s,求槽轮机构的运动系数r及所需的圆销数K第8章联接題图8-58- 1试比较普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，乂举例说明它们的 应用.8- 2螺纹的Fl锁性和效率各与哪些因索有关？8- 3试计算普通螺纹M20. M20X1.5的螺纹升角：并说明在静载荷卜这两 种螺纹能否锁（己知摩擦因数f=0.1-015）.8- 4将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分的f径缩小，有什么好处？8- 5如图所示三块板用4个M10螺栓固定，若螺栓的性能等级为4.6,装配 时控制预紧力，接合面间

16、的摩擦因数f=0.15,求其允许的曲朋向拉力F。8-6如图所示为拉杆螺纹联接，己知拉杆上的拉力F为50000 N.馭荷稳 定，拉杆材料为Q235钢（对照螺栓的性能等级为4.6）,试设计此联接.#-凸缘联轴器，允许传递的最大转矩T为1500Nm （静载荷），材料为HT250,半联轴器用4个M16饺制 孔螺栓联接成一体.螺栓的性能等级为4.8,试选取合适的螺怡长度，并校核其剪切和挤压强度如果改为 M16的普通螺栓联接，己知螺栓的件能等级为4.8,接合面的摩擦因数为015,安装时不控制预紧力，试确 定螺栓数.8-8图8-23所示为一汽缸，缸盖和缸体用螺栓联接。已知汽缸内 '（体斥力p报大为2

17、.5 NlPa.缸盖和缸体均为钢制,汽缸内径D=180 inm= 为了保证密封性要求，螺栓间距不得大T- 4.5d （d为螺纹大径），试设计 此联接并确定螺栓分布圆直径.8-9受轴向载荷的紧據性联找，被联接件间采用橡胶唱片.已知螺 栓预紧力Qo=15OOO N,轴向L作载荷Qe=10000 N,求螺栓所受的总拉力和披联接件间的残余预紧力。8-10试为题8-7中的联轴器选择平键并校核平键联接的强度。第9章螺旋传动9- 1试确定图所示的斤顶的螺杆和螺母的主要尺寸。已知起重戢鼓大为40kN,愎大举起高度450 inm.螺杆用45钢，螺阳用铸铁.(注总：需耍校核螺杆稳定性和自锁性)第W章齿轮传动10-

18、 1齿轮传动的主要失效形式有那些？设计准则S何？10-2齿宽系数的大小对齿轮传动有何影响？模数和齿数刘齿轮传动有何影响？设计旳应如何 选取？10-3齿形系数X与哪些因素有关？两个直齿园柱齿轮的模数和齿数分别为m!=20 mm. z,=20; m：=2 mm, Z2=20,其齿形系数是否相等？10-4根据退杆传动的失效特点设计肘应如何选擡退杆副材料？10-5蝎杆传动为什么要逬行热平衡计算？10-6有一直齿圆柱齿轮传动.原设计传递功率P.主动轴转速n】。若其他条件不变，轮齿的工 作应力也不变.当主动轴转速提高一倍，即n/ =2x1,时.该齿轮传动鉴传递的功率P '为若干？10-7有一直齿圆

19、柱齿轮传动.允许传递功率P.若通过辣处理万法提高材料的力学性能，使大 小齿轮的许用接絶应力。扭、0皿各提高30%.试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情 况下.抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几？解：有一直齿圆柱卤轮传动.允许传递功率P.若通过兔处理方法提高材料的力学性婪，使大、小齿 轮的许用接触应力aH2, aHl各提高30%。试问此传动在不改变工作条件及其他i殳计參数的情 况下.抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提总百分之几？解由公式由抗疲劳点蚀允许的屐大扭矩有关系:10#设提应后的转矩和许用应力分别为T1，、oH'#当转速不变时，转矩和功率可提&

20、#171;69%o10-8单级闭式直齿圆柱齿轮传动.小齿轮的材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG31O-57O正火.P = 4 kV. n1=720 r/min, m=4 liim, z】=25, z2=73. b !=84 mm, b2=78 mm,单向传动，戦荷有中等冲出.用电动机驱动.试i可这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。解：软齿商闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。(1) 许用应力查教材表11小齿轮45观调质硬度：210一230HBS取220HBS;大齿轮ZG270-500正火硬度: 140170HBS,取 1AHBS。查教材图11-7知a Hlinil=560MPa .

21、 (rHlini2=335MPa 查教材图IMOu Fliml=180MPa , er Fhinl=130MPa查教材表11Y取SH=1.1 . SF=1.4故：r Og 560 w a. J = 5Q9MPaaito<7-J= =YISMPa1 Z，1第1.4al-殆 MPa1 皿S.1.4(2) 验算接触强度.验算公式为:其中：小齿轮转矩查教材表11-3得载荷系数K=1.3齿宽 b=b2=78min中心距a ijufZj 4-z,)- ix4x(25 + 73)« 196mt齿数比 u=z2/zl=73/25=2.923x53055(92+1/7«x1963232

22、则：aH<aHl,(rH<(TH2t婪满足接触强度。(3) 验算弯曲强度.验算公式：其中：查教材图119得齿形系数:YF1 =2.72, YF2 = 2.26 则：226rn10MPa<knl109己知闭式直齿圆柱齿轮传动的传动比1 = 4 6. nOr/mm. P =30 kVt长期双向转动.载 荷有中等冲击.要求结构紧凑。且=27.大小齿轮都用400表面淬火，试计霾此单级齿轮传动的强 度。解：硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断.设计方法是按童曲强度设计.井验算其齿面接腔强 度。(1) 许用蛮曲应力查教材表11-1.大小齿轮材料40Cr表面淬火硬度：5256HRC.取5

23、4HRC。查教材图1110 得 a Flim=320MPa t 查材料图 117 得 a Hlim=1220MPa o查教材表 ll-4SF=1.6t SH=1.2 .因齿轮传动是双向工作.弯曲应力为对称循环.应将极限值乘70%ox0.7-140KFo故%2o. 也三 M - 1017 MPa " S 12(2) 按蛮曲强度设计.设计公式:其中：小齿轮转矩查教材表113得.戦荷系数K=1.3取齿宽系数”a=04齿数 z2=izl=4 6x27=124.2 t取 z2=124齿数比u=z2/zl=124/27=4 59应将齿形系数较大值代入公式.而齿形系数值与齿数成反比，将 小齿轮的齿

24、形系数代入设计公式.查教材图11-9得，齿形系数YFl = 2-67因此4x1X9246& 2 670.4x(43»+1)x2Tx140取模数m=3mm(3) 验算接触强度.验算公式:13#其中：中心距a m(Zj +x3 x(27 4-124) = 226.5hvw齿宽 W.a= 0.4 x 226<5 =#取 b=90mm#满足接触强度10-10说明下列几种情况下应采用的是斜齿轮的齿数还是当量齿数:(1) 廿算斜齿圆柱齿轮传动的角速比；用成型法切制斜齿轮时选盘形铳刀；计算斜齿轮的分度圆直径；(4) 齿根省曲强度计算旳查取齿形系数。解斜齿圆柱齿轮的齿数z与其当量齿数Z

25、V之间的关系：(1) 计算传动的角速比用齿数。(2) 用威型法切制斜齿轮时用当量齿数选盘形铳刀刀号。(3) 计算斜齿轮分度圆直径用齿数。(4) 计算進曲强度时用当星齿数查取齿形系数。10-11 两对齿轮分别为：11=5 mm. Zi=40. z2=158, 0=8°06'34"及 mF】0. Zi=20, z：=79. B= 8。06,34”，其他条件(如材料、硬度、齿宽、转数等)均为主动轮与主动轮.从动轮与从动轮对应相 等。试问：(1) 两对齿轮的接融疲劳强度是否相等？西曲疲劳强度是否相等？(2) 若传动速度低.短时超载大.用哪一对合适？若传动速度荷.用哪一对合适

26、？10-12斜齿圆柱齿轮传动的转动方向及螺旋线方向如图a所示.试分别在图b和图c中画出轮1 为主动时和轮2为主动时轴向力Fal及Fp的万向14'、丄轮1为主功轮2为主动(b)题图10*12解见趣117解图。从題图中可看出.齿轮1为左st齿轮2为右旋。当齿轮1为主动时按左手 定则判断其轴向力：当齿轮2为主动时按右手定则判断其轴向力1043某两级斜齿圆柱齿轮减速崙传递功率P=40 kW.电机驱动.双向转动.载荷平稳.高 速级转n 1=1470 r/min.齿数 z)=19. z2=63,模数叫=3 mm.螺旋角严 18。53丁8".齿宽 b i=60 mm, b尹55 mm.小齿

27、轮材料为20CrInTi渗碳淬火，大齿轮材料为20Cr渗碳淬火.试校核此高速级齿轮 传动的强度。解软齿面闭式齿轮传动应分别校孩其接触强度和蛮曲强度。(1)许用应力查教材表小齿轮40M1B调质硬度：240一280HBS取260HBS;大齿轮35SiMn调质硬度： 200260HBS.取 230HBS。查教材图117.g Hlim=690 MPa. a Hlim=660 MPa ;查教材图11-10:aFlunl=240 MPa. aFlun2=230 MPa;查教材表 11-4 取 SH=1.1.SF=1.4故：600MPa240x0.7 = 120A£Po1.4230xO.7-115

28、KPa1.4(2) 验算接触强度.其校核公式:其中：小齿轮转矩Z=935xl0i.=935xl0ix-. = 1.43xl05-.1470载荷系数K=1 1查教材表113得齿宽 b=b2=80 nim中心距齿数比u=z2/zl=107/21=5.1则:(1,1x1.43x10s xUQ1toxWxs.i满足接絶强度。(3) 骑算弯曲强度校核公式:2X7003”电马-%】16#小齿轮当量齿数21N. = = = 23.72 * 0 * 16"大齿轮当缰齿数益107120血"cnfl *16"查教材图11-9得齿形系数YF1=2.77. YF2=2.182M7,mfl

29、 2xLlxl.43xlOfxZ77xcosl64y .-SfeWx3>x21J "寺F3喘=3皿g满足弯曲强度。10-14已知单级闭式斜齿圆柱齿轮传动.P =10 kW. Q1=1210 rmin. 1=4 3.电机驱动，双向传 动.载荷有中等冲击.设小齿轮用45MnB调质.大齿轮用45钢调质.Z1=21,试计算此单级齿轮传 动。解软齿面闭式齿轮传动应按接触冬度设计.然后验算其弯曲强度：(1)许用应力查教材表11-1小齿轮40MnB调质硬度:240一28OHBS取260HBS;大齿轮45钢调质硬度:210一 230HBS,取 220HBSo查教材图11-7:a Hlini=6

30、90 MPa. a Hlim=555 MPa :查教材图11-10:g Finn1=240 MPa. a Flun2=180 MPa ;查教材表 11-4 取 SH=1.1.SF=1.4 .故：x(L7 = 901£Fa1.4(2)按接越强度设计.其设计公式:其中：小齿轮转矩Z=955xlOi=955xlOixJL=719xlO4 场1210查教材表11-3得戦荷系数K=1.3.齿宽系数.取”a=0.3中心距齿数比u=i=4.3将许用应力较小者g H= a H2=505 MPa代入设计公式,取中心距a=170 inm初选螺旋角=14°大齿轮齿数z2=izl=4.3x 21=

31、90.3 .取 z2=90齿数比：u=z2/zl=90/21=4.29模数lacosfl 2x165 xcosl4° JU.=匕=2.97HBR2721 §90取 mn=3 mm螺旋角X sYE = 2迴凹=irw '2a2x170(3) 验算其弯曲强度.校核公式：21小齿轮当星齿数2235大齿轮当呈齿数9095.S查教材图119得齿形系数YF1=2.82.YF2=2.22.b= ” aa=0 3 x 170=51 nim2X13X7J9X104 x2J2x cosl 13V ,1x3*21= 47MPa<knl18Jo”評"7江誥37込满足蛮曲强度

32、。1045斜齿圆柱齿轮减速器的己知条件如图所示.试冋：低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才箜使中间轴上两齿轮的轴向力万向相反；(2)低速级螺旋角0应取多大值才能使中间釉上两个轴向力相互抵消。解(1)要使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反.则低速级斜齿轮3的螺旋经方向应与齿轮2的 旋向同为左旋.斜齿轮4的旋向应与齿轮3的旋向相反.为右旋。(2)由題图可知：nm2=3mm、z2=52 . /?2=153、mn3=5 mm、z3=17分度圆直径d=mnz;cos B轴向力#妄使轴口刀互相抵洎.则:Fa2=Fa3#即3x5110- 16 -对闭式直齿圆锥齿轮传动.己知2石+ 6 = 90。1 = 2.7.

33、 z1=16,P=7.5 kW. ni = 840 r mm, 用电动机驱动.单向转动.载荷有中等冲击。要求结构紧凑.故大小齿轮的材料均选40Cr表面淬火. 试计算此传动。解硬齿面闭式齿轮传动应按弯曲强度设廿.然后验算其接触强度。(1)许用应力查教材表11-1齿轮40Cr表面淬火穫度：5256HRC取54HRC。查教材图H-7：aHlini=1220MPa查教材图1M0:a Flim=320 NfPa查教材表 11-4 取 SH=1.2t SF=1.6故:1220TT1Q17 MPa2)按弯曲强度设计其设计公式:19#其中：小齿轮转矩查教材表113得载荷系数K=13,齿宽系数.取”R=03 大

34、齿轮齿数z2=izl=2.7x 1.6=43.2 t取 z2=43齿数比：u=z2/zl =43/16=2 69分度圆锥角#=90°- = 90°-20.41°= 6959°小齿轮当屋齿数168520.41°#大齿轮当呈齿数#z> -43 一 m.3cosJ.cos6959°查教材图119得齿形系数YF1=3 O8,YF2=2.18则平均模数:Q3x-1 691大端模数"-=2St -331ww1一»1-05x03取 me=4 nun（3）校核其接触强度，验算公式:20#其中：分度圆直径di=meZi=4x

35、16=64 mm d->=meZ=4x43 = 172 mm樂距儿=厲谄卜俘卜9"齿宽 b=|/RRe=0.3x91.8=27.5 mm取 b=28 mm满足接触强度。10- 17已知直齿圆链-斜齿圆柱齿轮减速器布置如图。锥齿轮m =5 mm. b=50 mm. z, =25. z,=60; 斜齿轮in. =6 mm, Z1=21. z>=84o欲使轴II上的轴向力在轴承上的作用完全抵消.求斜齿轮3的螺旋 角爲的大小和旋向。解（1）圆锥齿轮2的相关参数分度圆直径d2=mez2=5 x 60=300 mm分度圆雄角6 2=arc tanz2 fz 1 =arctan60/2

36、5=<5 7.3 8平均直径轴向力&am, p;nb, sp;E* 寻 w西-备阿云6731。(2)斜齿轮3相关参数分度圆直径&nb. sp.S竺僭竺CBS0 COSfl CDSfl轴向力(3)相互关系126x20axsn67.3S°M4-0.166因 Fa2=Fa3 得:21#(4) 由题图11.5可知.圆锥齿轮2的轴向力Fa2指向大獵 方向向下；斜齿轮3的轴向力F&3 方向指向上.转动方向与锥齿轮2同向，箭头指向右。齿轮3又是主动齿轮，根据左右手定则判断， 其符合右手定则.故斜齿轮3为右旋。1048如图所示蝎杆传动.蜗杆主动.己知T = 20Nm.

37、m=4 mmt z29 d! = 50 mm,竭轮 齿数S=50传动的啮合效率"=0-75。试确定：(1) 蜗轮的转向：(2) 蜗杆与蝎轮上作用力的大小和万向。1rn $J T卜0产/3, XX4'-T-ma*3mm t z2«5l叫=Snun 巧I7題图10-1510- 19如图所示为蝎杆传动和圆锥齿轮传动组合。己知输出轴上的锥齿轮习的转向2。欲使中间 轴上的轴向力能部分抵消，试确定：(1) 蜗杆传动的摞旋线方向和蜗杆的转向；(2) 在图中标出各轮轴向力的方向。题图10-1922#10- 20试设计一蜗杆传动。已知电动机功率P)=7 kV,转速.蜗轮轴转速为n严8

38、0 r/niin,載荷平稳.单向传动。蝎轮材料选锡青铜ZCuSnlOPl.砂型；蝎杆选用40Cr.表面淬火。10- 21某蜗杆减速器输入功率P产3 kV, z产2,箱体散热血积为1 nr.通风条件较好室温20C. 试验算油温是否满足使用要求。第门章轮系1M 在图示的轮系中己知 z产 15.z2=25t z2 =15. z3=30t z3 =15t z4=30t z4 =2t z$=60. &=20 (m=4 mm).若n产500 r/min.求齿条6线速度v的大小和方向。#题图11-1殖图11-2112图示为一滚齿机工作台的传动系统己知各轮齿数为zi=15t zi=2& z3=

39、15t z尸35. z8=l, z9=40;#A为单线滚刀zA=l. B为被切轮坯。现欲加工64个齿的齿轮.求传动比157。11- 3图示轮系中，各轮齿数为Z=Z2=Z3 =平20, Z3=Z5 =60,模数均为m=2nmi,求（1）传动比15；（2）齿轮1、2及齿轮2、3的中心距“2 , a2Jo11- 4图示轮系中，蜗杆1是单线右旋，转n!=1000 r/min, z2=S0, z2 =z3=2O. z4=60,求输出轴LZJUd21(ZZI1774 rP7)F77135題图11-311- 5在图示马铃薯挖掘机构中.齿轮4固定不动.挖叉固连在齿轮3上。挖薯时.十字架1回转. 挖叉始终保持一

40、定的方向.齿轮1、2、3的齿数分别为z“ Z：、Z, i可各轮齿数有何关系？116图示轮系中.己知zl22. z3=88t z3 =z5o试求传动比i®2311- 7在图示行星齿轮减速器中.己知z产zy=17. z3=5L当手柄转过90。时.转盘H转过多少度？11- 8在图示圆锥齿轮组成的行星轮系中，己知各轮齿数z产20, z2=3O, zr=50, z3 = 8O.轮1的转 速n产50 口min.试求n H的大小和方向。11-9 求图示轮系的传动比iwo EO zi=z2 =25, z：=z3=20t zH=100t z4=20oIMO 已知 z】=17. z2=2O9 z3=Si

41、>f z4=18t Zs=24. Z6=21. z7=63t 求：(1)当 n i=10001 r rnin. n 4=10000 r/nnn 时.np= ?#（2）当 n!=n4时.np= ? 当 nlOOOO r inin. n4=10001 rniin 肘.np= ?题图11911-11在图示轮系中.己知Z尸Z4=40,1112图示轮系中.己知zi=z3=16.Z2 = Z5=3O. Z3=Ztf=100t 求 z2=32tz尸80. z$=42t z6=Z7=14, zs=46,求 1伽24#第12章带传动12- 1为什么在带传动中弹性滑动不可避免？12- 2 V带传动的最大有效

42、拉力Fx与哪些因素有关？12- 3简述造成带传动传动比不能保持恒定的原因.12- 4有一带式输送棗呂.其并步电动机和齿轮减速器之间用普通V带传动，电动机功率P = 8kW, 转速ni = 960 r；nun .减速器输入轴的转速n2 = 360 r/mm.允许误蔓为±5%,运输装置工作时有轻度冲击, 两班制工作，试设计此带传动。12- 5 一普通V带传动，带的型号为B型，传递的功率9 kW,带速r=U m/s,带与带轮间的摩 擦因数/=0.3,带在小轮上的包角4=170°。试求：（1）传递的圆周力:（2）紧边、松边拉力；（3）离心 力在带中引起的拉力：（4）所需的初拉力：（

43、5）压轴力。12-6计算习题12-5的带传动中的存种应力以及展大应力。第13章链传动13- 1链传动有那些持点，适用那些场合？13- 2链传动中小链轮肉数z】不能过少.大链轮齿数N不能过多，英原因圧什么？13- 3分析链传动工作时动载荷的大小与那些因素有关.137 用P=5.5kW, ni=1450 r.min的电动机，通过链传动驱动一液体搅拌机，载荷平稳，传动比-3. 试设计此链传动。13- 5选抒并验篦-输送装呂用的传动链。己知链传动传迓的功率P=7.5 kW主动链轮的转速m=960 r/mm传动比1=3.2,匚作悄况系数心=1.5,中心距aWdOmm （町以调节）.第14章轴14- 1轴

44、按承载性质的不同可分为哪三种？14- 2轴最常用的材料址什么？如果优质碳索钢的轴刚度不足，改用合金钢能否解决问题？14- 3零件在轴上轴向固定的常见方法有哪些？各有何特点？14- 4图中I、II、III、IV轴是心轴、转轴、还足传动轴？14- 5已知一传动轴传递的功率为37 kV,转速n = 900 r nirn.如果轴上的扭切应力不许超过40MPa 试求该轴的rt径？14- 6己知一传动轴山径d = 32 inm.转速n= 1725 r/inrn.如果轴1：的扭切应力不许超过50 MPa, 问该轴能传递多大功率？14- 7图示的转轴，直径d = 70 nirna = 320 mm.传递的转矩

45、T = 235ONm, F = 9200N若轴的许 用弯曲应力7-lb = 80MPa.求长度x的大小。F題图14-725#14-8己知一单级n肉圆柱齿轮减速器，用电动机rt接拖动，电动机功率P = 22 kW转速n, = 1470 r-nuii.齿轮的模数m=4inm,肉数z】=z2 = 82，若支承间跨距l = 180mm （齿轮位于跨即中央），轴 的材料用45号钢调质，试计算输出轴危险截面处的山径d。14-9图示二级圆柱齿轮减速器。己知高速级传动比112 =2.5 ,低速级传动比114= 4o若不计轮齿啮介 及轴承摩擦的功率损失，试计并三根轴传递转矩之比.并按扭转强度估算三根轴的轴径之比

46、.14-10设计图示齿圆柱齿轮减速器的输出轴。已知该轴传递的功率P=】l kW.转速n=225 r/mm, 从动齿轮的齿数Z2=72,模数nnMinm.轮毀宽度lh=70 mm,选用直径系列为2的深沟球轴承，两轴承中 心间距肉为130 mm-14-11 一钢制等直径t轴，只传递转矩T=4000Nm.许用切应力r = 50MP氛 长度为1800mm,要 求轴毎米长的扭转角卩不超过0.5°试求该轴的代径.14-12与径075 mm实心轴等扭转强度的空心轴，其外径do = 85miu,设两轴材料相同，试求该空 心轴的内径d,和减轻重虽的口分率。14-13图示为某减速器输出轴的装配结构图，指

47、出图中1、2、3、4处结构借误，井绘制正确的结构 草图.题图14-13第15章轴承15- 1滑动轴承的摩擦状态有几种？各有什么特点？15- 2滑动轴承有哪些类型？滑动轴承的结构型式有哪几种？各适用庄何种场A?15- 3对轴瓦轴承村的材料冇哪些基本要求？15- 4滚动轴承类型选抒的慕木原则冇哪匹？15- 5角接触轴承的内部轴向力是如何产生的.其方向如何判断？大小如何计算？角接触轴承为何通 常成对使用？15- 6说明下列滚动轴承代号的意义.6208N208P67207C3O2O9P515- 7有一非液体摩擦径向滑动轴承，已知轴颈r径为100 min.轴瓦宽度为100 mm,轴的转速为1200 r

48、imii.轴承材料为ZCuSnlOPl,试问它允许廉受篡人的径向披荷？15-8己知某支承采用非液体擦径向滑动轴承，轴承所受径向載荷Fr=25000 N.轴颈直径d = 90 mm. 轴的转速为n =8.3 rimn.材料为ZCuZn38NIn2Pb2.试设计此滑动轴承.15-9已知F列轴承承受的径向载荷F和轴向载荷F,试计算当呈动载荷。(1) N2O7 轴承，Fr =3553 N Fa=0：(2) 6215 轴承.Fr =6500N FllOON：(3) 30313 轴承，Fx =8700N F,=5310N.15-10某机械传动装置中，己知轴承型号是6312,轴羞所受径向载荷Fr=5400N

49、,轴向戦荷F,=2600 N. 轴的转速n=1250rmin.运转中有轻微冲击，预期好命LjhOODh,工作温度t<100r.问该轴承於否适用？15-11根摇工作条件，某机械传动装置中，轴的两端各釆用一个深沟球轴瓜，轴径d =35 mm.转速 n=2000 r/min，毎个轴承承受径向载荷Fr=2000 N,常温下工作，载荷平稳，预期寿命Lh=8000 h,试选轴 承型号。15-12根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触球轴承，如图所示。已知两个轴承的取荷分 别为Frl=1470N, Fr2=2650 N,外加轴向載荷 K.=1000 N.轴颈fl径 d =40 mm.转速 n=5

50、000 r/min,常温 下运转，有中等冲击，预期寿命Lj=2000h,试选轴承型号.15-13根据匸作条件，初步决定在轴的两端选用两个角接触球轴承7207AC,如图所示，轴颈山径435 mm,工作中有中等冲击,转速n=1800 r/nirn,已知Fri=3390N, Fr2=1040N,轴向裁荷K.=870N,试计算 其工作春命.nb题图15-12第16章 联轴器、离合器和制动器16- 1联轴器和离合器的主耍功用於什么？有何异同？16- 2常用的联轴器和离合器冇哪些主要类型？各具有什么待点？16- 3刚性凸缘式联轴器如何对中？16- 4万向联轴器有何特点？双万向联轴器安耒时应注总什么问题？1

51、6- 5离合器应满足哪些基本要求？16- 6电动机与减速器之间用联轴器相联，载荷平稳，电动机功 率P=15KW,转速n = 960 r/mrn,两外伸轴径d均为35 mm,长度为 70 mm.试选择联轴器。题图16-716- 7试选择图示的蜗杆蜗轮减速器与电动机及卷筒Z间的联轴 器。已知电动机的功率PL7.5KW转速n = 970r/mm,电动机轴II 径d尸42 mm减速器传动比1=30,传动效率/ = 0.8.输出轴現径4 = 60mm.工作机为轻型起重机。第17章机械的平衡与调速17- 1某汽轮机转子质吊为1000kg,由于材质不均及叶片安装误签使质心偏离冋转轴线0 5nmi半该 转子以5000 r/mm的转速转动时，其离心惯性力有多大？是白重的几倍？17- 2图示盘形回转件上有两个偏心质氐 已知ni=8kg, m2=4 kg.耳=80 nmi, r?= 110 m